廣角鏡頭以及成像裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2012年7月23日提交的，申請?zhí)枮?01280036931. 6,發(fā)明名稱為"廣角 鏡頭以及成像裝置"的專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請基于并要求2011年7月25日提交的日本在先專利申請No. 2011-162213 的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及一種在成像裝置中使用的廣角鏡頭以及一種成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0005] 已知的有一種組合了兩個成像光學系統(tǒng)的成像裝置，其中每一個成像光學系統(tǒng)都 包括具有大于180度視場角的廣角鏡頭和用于通過廣角鏡頭對圖像進行成像的成像傳感 器，因此各自物側(cè)透鏡彼此相對，并且通過各自的成像光學系統(tǒng)的圖像被合成以獲得具有 4JT弧度的立體角的圖像（參考日本專利公開No. 3290993)。
[0006] 這樣的成像裝置能夠同時獲得各個方向的圖像信息；因此，舉例來說，能夠有效的 被用于安全監(jiān)控照相機或者車載照相機。近年來，需要減小這樣的成像裝置的尺寸以被用 作便攜式成像裝置。
[0007] 舉例來說，非常準確和清楚的圖像信息能夠通過使用新聞報告中的手持條件下的 小型成像裝置獲得。
[0008] 最好是在被用在這樣的成像裝置中的具有180度或以上的視場角的廣角鏡頭中 將最大像高的光線反射遠離光軸而不使用要被成像在成像表面上的銳角。
[0009] 但是，如果具有180度及以上的視場角的廣角鏡頭的總長度減少，有必要將周圍 的光束徹底地反射以遠離光軸。由于這個原因，成像表面的周圍部分的分辨率由于各種像 差而降低。
[0010] 有必要平緩地反射周圍的光束以便維持成像表面的周圍的高分辨率。由于這個原 因，鏡頭的總長度增加了，并且這樣的成像裝置不適合用于手持的條件下。
[0011] 日本專利公開No. 3290993沒有明確地描述廣角鏡頭。
[0012] 傳統(tǒng)的已經(jīng)提出了具有廣視場角以及良好性能的各種廣角鏡頭。其中，特別是在 日本專利公開No. 2007-155977和2010- 256627中所描述的廣角鏡頭具有良好的性能。
[0013] 但是，難以降低在日本專利公開No. 2007-155977和2010-256627中所描述的廣角 鏡頭的總長度。如果這樣的廣角鏡頭被用作成像裝置中的兩個廣角鏡頭，裝置的尺寸會增 加。
[0014] 當使用日本專利公開No. 2007-155977和2010-256627中所描述的兩個廣角鏡頭 時，難以減少兩個廣角鏡頭的光軸之間的距離，并且各個廣角鏡頭的周圍部分中的圖像的 重疊部分由于不均衡而彼此不能對準。因此，圖像的劣化在合成圖像的結(jié)合部分中可能顯 著的提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015] 本發(fā)明是考慮到上述的情況而做出的。本發(fā)明的一個目的是提供一種用在成像裝 置中的廣角鏡頭，能夠獲得具有很小差別的合成圖像并且能夠確保光學性能。
[0016] 本發(fā)明的一個目的同樣是提供一種使用兩個上述的廣角鏡頭的小型成像裝置。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施例提供了一種具有大于180度視場角的廣 角鏡頭，從物側(cè)到像側(cè)順序包括：前組；反射面；以及后組，其中前組包括具有負折射率的 三個透鏡，反射面被配置成將前組的光軸向后組彎曲90度，后組包括具有正折射率的四個 透鏡，前主點被設(shè)置在前組中從物側(cè)起的第二透鏡和第三透鏡之間，并且整個系統(tǒng)的焦距f 以及反射面和前組的光軸的交點與前主點之間的距離d滿足下面的條件（1)
[0018] (1)7. 0<d/f<9. 0〇
[0019] 優(yōu)選的，前組的最靠近物側(cè)的表面到反射面的距離DA和從反射面到后組的最靠 近像側(cè)的表面的距離DB滿足下面的條件（2)
[0020] (2)DA<DB〇
[0021] 優(yōu)選的，布置在前組和后組之間的反射面是直角棱鏡的傾斜面，并且被配置成從 內(nèi)部將光束從前組朝向后組反射，并且直角棱鏡的材料關(guān)于d線的折射率nd滿足下面的條 件⑶
[0022] (3) nd 彡 1.8 〇
[0023] 優(yōu)選的，前組從物側(cè)順序包括：負彎月透鏡，由塑料材料制成的負透鏡以及負彎月 透鏡，后組按照從物側(cè)順序包括：雙凸透鏡，由雙凸透鏡和雙凸透鏡形成的粘合透鏡以及由 塑料材料制成的雙凸透鏡，孔徑光闌被布置在直角棱鏡和后組之間，前組中由塑料材料制 成的負透鏡和后組中由塑料材料制成的雙凸透鏡都具有兩個非球面的表面，并且除了由塑 料材料制成的透鏡之外的其他透鏡分別都是球面透鏡。
[0024] 為了達到上述的目的，本發(fā)明的一個實施例同樣提供了一種成像裝置，包括兩個 成像光學系統(tǒng)和成像傳感器，兩個成像光學系統(tǒng)包括具有大于180度的視場角的廣角鏡 頭，成像傳感器通過廣角鏡頭進行成像，兩個成像光學系統(tǒng)被結(jié)合起來以便物側(cè)的透鏡彼 此相對，并且有各個成像光學系統(tǒng)所成的圖像被合成以獲得具有4π弧度的立體角的圖 像，其中在兩個成像光學系統(tǒng)的每一個成像光學系統(tǒng)中使用的廣角鏡頭是根據(jù)權(quán)利要求 1-4中任一項所述的廣角鏡頭，并且反射面和前組光軸的交點和一個成像光學系統(tǒng)的廣角 鏡頭中的前主點之間的距離dl，反射面和前組的光軸的交點和另一個成像光學系統(tǒng)的廣角 鏡頭的前主點之間的距離d2,以及每個成像光學系統(tǒng)的廣角鏡頭的焦距f滿足下面的條件 (4)
[0025] (4) 16 ^ (dl+d2)/f<21〇
[0026] 最好是，在兩個成像光學系統(tǒng)中使用的廣角鏡頭dl = d2。
【附圖說明】
[0027] 附圖被包括以提供對本發(fā)明的進一步的理解，并且被合并且構(gòu)成說明書的一部 分。附圖圖解了本發(fā)明的實施例，并且和說明書一起，用作解釋本發(fā)明的原理。
[0028] 圖1是描述根據(jù)實施例的成像裝置的光學布置的視圖。
[0029] 圖2是圖解實例的球差的視圖。
[0030] 圖3是圖解實例的場曲的視圖。
[0031] 圖4是圖解實例的慧差的視圖。
[0032] 圖5是圖解實例的OTF特性的視圖。
[0033] 圖6是圖解實例的OTF特性的視圖。
【具體實施方式】
[0034] 在下文中，將描述實施例。
[0035] 圖1是圖解成像裝置的主要部分的視圖。
[0036] 在圖1中，參考數(shù)字A、B分別表示成像光學系統(tǒng)。
[0037] 兩個成像光學系統(tǒng)A、B的每一個都包括具有大于180度視場角的廣角鏡頭和通過 廣角鏡頭對圖像進行成像的成像傳感器。
[0038] 成像光學系統(tǒng)A包括具有透鏡LA1-LA3的前組，構(gòu)成反射面的直角棱鏡PA以及具 有透鏡LA4-LA7的后組?？讖焦怅@SA被布置在透鏡LA4的物側(cè)。
[0039] 成像光學系統(tǒng)B包括具有透鏡LB1-LB3的前組，構(gòu)成反射面的直角棱鏡PB以及具 有透鏡LB4-LB7的后組?？讖焦怅@SB被布置在透鏡LB4的物側(cè)。
[0040] 構(gòu)成成像光學系統(tǒng)A的前組的透鏡LA1-LA3從物側(cè)依次是由玻璃材料制成的負彎 月透鏡（LAl)，由塑料材料制成的負透鏡（LA2)以及由玻璃材料制成的負彎月透鏡（LA3)。
[0041] 構(gòu)成后組的透鏡LA4-LA7從物側(cè)依次是由玻璃材料制成的雙凸透鏡（LA4)，由玻 璃材料制成的雙凸透鏡（LA5)和雙凹透鏡（LA6)的粘合透鏡，以及由塑料材料制成的雙凸 透鏡（LA7)。
[0042] 構(gòu)成成像光學系統(tǒng)B的前組的透鏡LB1-LB3從物側(cè)依次是由玻璃材料制成的負彎 月透鏡（LBl)，由塑料材料制成的負透鏡（LB2)以及由玻璃材料制成的負彎月透鏡（LB3)。
[0043] 構(gòu)成后組的透鏡LB4-LB7從物側(cè)依次是由玻璃材料制成的雙凸透鏡（LB4)，由玻 璃材料制成的雙凸透鏡（LB5)和雙凹透鏡（LB6)的粘合透鏡，以及由塑料材料制成的雙凸 透鏡（LB7)。
[0044] 在這些成像光學系統(tǒng)A、B中，由塑料材料制成的前組的負透鏡LA2、LB2和由塑料 材料制成的后組的雙凸透鏡LA7、LB7在它們的兩個面上具有非球面。其他由玻璃材料制成 的透鏡分別是球面透鏡。
[0045] 每個廣角鏡頭的前主點被設(shè)置在第二透鏡LA2、LB2和第三透鏡LA3、LB3之間。
[0046] 在圖1中，成像光學系統(tǒng)A中的反射面和前組的光軸的交點與前主點之間的距離 是dl，并且成像光學系統(tǒng)B的廣角鏡頭中反射面和前組的光軸的交點與前主點之間的距離 是d2。
[0047] 這些距離dl、d2是廣角鏡頭中的距離d，并且滿足條件（1)7. 0〈d/f〈9. 0。
[0048] 條件（1)的參數(shù)d/f的降低意味著整個系統(tǒng)的焦距f的增加或者反射面和前組的 光軸的交點與前主點間的距離d的降低。
[0049] 如果焦距f增加，光軸上的廣角鏡頭的整個長度增加。因此，考慮到減小尺寸，如 果焦距被設(shè)置為適當值，在那種情況下，距離d減少。
[0050] -旦d減少，透鏡LA3 (LB3)和棱鏡PA (PB)之間的間隔變窄，因此相對于用于確保 需要的折射率的透鏡LA3的厚度的限制變得很嚴格。如果條件（1)的下限值被降低，不能 獲得期望厚度和形狀的透鏡LA3 (LB3)，并且難以處理透鏡LA3 (LB3)。
[0051] 圖1中的成像光學系統(tǒng)A、B最好是在圖1的左右方向上盡可能的彼此靠近，以減 小成像裝置的尺寸。因為反射面是直角棱鏡PA、PB的傾斜面，對于傾斜面彼此盡可能的靠 近以減小尺寸是很有效的。
[0052] 條件（1)的參數(shù)d/f的增加意味著反射面和前組的光軸的交點與前主點之間的距 離d增加。這意味著前組的尺寸的增加。
[0053] 如此的前組的尺寸的增加使得難以減小成像裝置的尺寸。在這種情況下，作為防 止由于前組的增加導致的成像裝置的尺寸的增加的方法，成像光學系統(tǒng)A、B被布置成棱鏡 PA、PB的傾斜面被布置成彼此靠近的狀態(tài)下在圖1的上下方向上錯位。
[0054] 但是，利用這種構(gòu)造，成像光學系統(tǒng)的廣角鏡頭的前組的光軸在圖1的上下方向 上不對齊，因此，如果這