專利名稱：攝像透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使用CCD(Charge Coupled Device)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元件的各禾中攝 像設(shè)備，例如，在車載用相機(jī)及監(jiān)視相機(jī)等的攝像用透鏡系統(tǒng)，尤其涉 及適合于對(duì)汽車前方、側(cè)方或后方等的影像進(jìn)行攝影的車載用相機(jī)的攝 像透鏡及攝像裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，CCD或CMOS等攝像元件的小型化及高像素化發(fā)展很快。由 此，攝像設(shè)備本體及搭載于此的透鏡也要求小型、輕量化。另一方面， 對(duì)車載用相機(jī)或監(jiān)視相機(jī)等要求具有高耐氣候性，可在酷暑時(shí)節(jié)熱帶地 區(qū)的汽車內(nèi)至嚴(yán)冬季節(jié)寒冷地區(qū)的外部空氣等溫度變化極大的范圍內(nèi)使 用的小型且高性能的透鏡。尤其要求被配置在汽車內(nèi)，監(jiān)視前方的相 機(jī)，可在可視區(qū)至近紅外區(qū)域的寬波段上使用的透鏡。專利文獻(xiàn)1 3作 為可在可視區(qū)至近紅外區(qū)域的寬波段上使用透鏡，公開了從物體側(cè)依次 由正的光放大率的第1透鏡組、正或負(fù)的光放大率的第2透鏡組、負(fù)的 光放大率的第3透鏡組、正的光放大率的第4透鏡組組成的4組構(gòu)成的 望遠(yuǎn)透鏡系統(tǒng)。專利文獻(xiàn)1 3所述的透鏡系統(tǒng)中，在第2透鏡組最靠近 物體側(cè)的透鏡將凸面面向物體側(cè)。在第3透鏡組和第4透鏡組之間配置 光闌。專利文獻(xiàn)1專利公開2006-64829號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利公開2006-91715號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3專利公開2006-91718號(hào)公報(bào)除了所述性能以外，特別當(dāng)作車載用相機(jī)使用時(shí)，為保護(hù)汽車的外 觀，要求只有透鏡的較小部分露在外面。專利文獻(xiàn)1 3所述的透鏡系統(tǒng) 中第1透鏡組的口徑大而小型化不足。本發(fā)明鑒于所述問題而提出的，其目的在于，提供一種保持良好的 光學(xué)性能，同時(shí)適用于車載用相機(jī)等的實(shí)現(xiàn)小型化及輕量化的攝像透鏡 及攝像裝置。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的攝像透鏡，其特征在于，從物體側(cè)依次備有第1透鏡 組，其整體具有正的光放大率；第2透鏡組，其最靠近物體側(cè)的透鏡的 物體側(cè)的面將凹面朝向物體側(cè)；第3透鏡組，其由具有正的光放大率的透鏡及具有負(fù)的光放大率的透鏡的密接透鏡而成，整體具有負(fù)的光放大率的第4透鏡組。本發(fā)明的攝像透鏡，在整體以4組構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，各透鏡組的構(gòu) 成被最佳化，保持了良好的光學(xué)性能，同時(shí)易獲得有利于小型化及輕量 化的性能。特別是，第2透鏡組的最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)的面朝 向物體側(cè)呈凹形，因此，能夠良好地校正像面彎曲。同時(shí)，軸外光線沿 光軸被折射，因此透鏡系統(tǒng)的徑方向的尺寸變小。而且，第3透鏡組被 形成為具有正的光放大率的透鏡和具有負(fù)的光放大率的透鏡的密接透 鏡，因此，在可視區(qū)域至近紅外區(qū)域這一寬波段上能夠良好地校正色像 差。并且，此外，通過適宜采用以下的優(yōu)選構(gòu)成，能夠使光學(xué)性能更加 良好，并易于尋求小型化和輕量化。本發(fā)明的攝像透鏡中，第2透鏡組的最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面 最好將凸面朝像側(cè)。因此，這樣就能更良好地校正像面彎曲。而且，本發(fā)明的攝像透鏡，例如可以為4組6片或4組5片構(gòu)成。 為4組6片組成時(shí)，優(yōu)選為，第1透鏡組由一片將凸面面向物體側(cè)并具 有正的光放大率透鏡而構(gòu)成；第2透鏡組從物體側(cè)依次由將凹面面向物 體側(cè)的透鏡和將凸面面向像側(cè)的透鏡的密接透鏡而構(gòu)成；第4透鏡組由一片物體側(cè)的面為凹形，且具有負(fù)的光放大率的透鏡而構(gòu)成。由此，在 4組6片構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，各透鏡構(gòu)成被更加最佳化，保持更好的光學(xué) 性能，同時(shí)更有利于小型化且輕量化。作為4組5片構(gòu)成時(shí)，第1透鏡組由一片將凸面面向物體側(cè)并具有 正的光放大率透鏡而構(gòu)成；第2透鏡組由一片將凹面面向物體側(cè)的彎月 透鏡而構(gòu)成；第4透鏡組由一片物體側(cè)的面為凹形、且具有負(fù)的光放大 率的透鏡而構(gòu)成。由此，在由4組5片構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)中，各透鏡構(gòu)成 被更加最佳化，保持了更良好的光學(xué)性能，同時(shí)更有利于小型化及輕量再者，本發(fā)明的攝像透鏡最好滿足以下條件。因此，第2透鏡組的 構(gòu)成被最佳化，有利于校正諸像差。2.0〈|f2/f| ......(1)0.3〈|R2A/R2B|<2 ……(2)在此，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f2是第2透鏡組的焦距；R2a是第2透 鏡組的最靠近物體側(cè)的面的曲率半徑；R2B是第2透鏡組的最靠近像側(cè)的 面的曲率半徑。而且，第2透鏡組有具有負(fù)的光放大率的透鏡，該具有負(fù)的光放大 率的透鏡的對(duì)于d線的阿貝數(shù)最好在40以下。由此，有利于校正色像 差。另外，本發(fā)明的攝像透鏡，最好將孔徑光闌配置與比所述第2透鏡 組更靠近物體側(cè)。通過將孔徑光闌配置與比所述第2透鏡組更靠近物體 側(cè)，不僅良好地校正了諸像差，還可將入射光瞳的位置前移，借此縮小 透鏡的露出面積。并且最好滿足以下的條件。由此，將第1透鏡的露出于外部的部分 的口徑控制為小。iENP|/L<0.5 ...... (3)在此，ENP是從第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的面的頂點(diǎn)至入射光瞳 的距離；L是從第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的面至攝像面的距離。優(yōu)選為，在第3透鏡組中，密接透鏡中具有正的光放大率的透鏡為雙凸透鏡，將該雙凸透鏡的對(duì)d線的折射率和阿貝數(shù)分別設(shè)為Np、 u P，將所述密接透鏡中具有負(fù)的光放大率的透鏡的對(duì)d線的折射率和阿貝 數(shù)分別設(shè)為Nn、 un時(shí)，滿足以下條件。由此，有利于諸像差的校正。Nn-Np〈0.40 ...... (4)up/un〉1.0 ...... (5)。另外，最好滿足以下條件。由此，第4透鏡組的焦距被最佳化，有 利于諸像差的校正。-6. 0〈f4/f<-0. 2 ...... (6)其中，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f4是第4透鏡組的焦距。本發(fā)明的攝像裝置具備本發(fā)明的攝像透鏡和輸出與由這一攝像透鏡 形成的光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的攝像信號(hào)的攝像元件。在本發(fā)明的攝像裝置中，基于從本發(fā)明的攝像透鏡得到的高分辨率 的光學(xué)像，獲得了高解像度的攝像信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的攝像透鏡，在整體以4組構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，因?yàn)楦魍?鏡組的構(gòu)成得到了優(yōu)化，所以可以實(shí)現(xiàn)如下那樣的透鏡系統(tǒng)即在保持 良好的光學(xué)性能的同時(shí)，適用于車載用相機(jī)等小型化及輕量化。而且，根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置，輸出與由上述本發(fā)明的高性能的攝 像透鏡而形成的光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的攝像信號(hào)，由此可獲得高解像度的攝像 信號(hào)。


圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第1構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例1的透鏡剖面圖。圖2表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第2構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例2的透鏡剖面圖。圖3表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第3構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例3的透鏡剖面圖。圖4表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第4構(gòu)成例，是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例4的透鏡剖面圖。圖5表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第5構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例5的透鏡剖面圖。圖6表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第6構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例6的透鏡剖面圖。圖7表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第7構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例7的透鏡剖面圖。圖8表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第8構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例8的透鏡剖面圖。圖9表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第9構(gòu)成例，是 對(duì)應(yīng)于實(shí)施例9的透鏡剖面圖。圖10表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第10構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例10的透鏡剖面圖。圖11表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第11構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例11的透鏡剖面圖。圖12表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第12構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例12的透鏡剖面圖。圖13表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第13構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例13的透鏡剖面圖。圖14表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第14構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例14的透鏡剖面圖。圖15表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第15構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例15的透鏡剖面圖。圖16表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第16構(gòu)成例， 是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例16的透鏡剖面圖。圖17表示本發(fā)明的實(shí)施例l所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖18表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖19表示本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖20表示本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖21表示本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖22表示本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖23表示本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖24表示本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖25表示本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖26表示本發(fā)明的實(shí)施例IO所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖27表示本發(fā)明的實(shí)施例ll所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖28表示本發(fā)明的實(shí)施例12所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖29表示本發(fā)明的實(shí)施例13所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖30表示本發(fā)明的實(shí)施例14所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖31表示本發(fā)明的實(shí)施例15所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖32表示本發(fā)明的實(shí)施例16所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖。 圖33表示就各實(shí)施例概括表示關(guān)于條件式的值的圖。 圖34表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖35表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖36表示本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示 倍率色像差。圖37表示本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖38表示本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖， (A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖39表示本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖， (A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖40表示本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖， (A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示 倍率色像差。圖41表示本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示 倍率色像差。圖42表示本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖， (A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示 倍率色像差。圖43表示本發(fā)明的實(shí)施例10所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D) 表示倍率色像差。圖44表示本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D) 表示倍率色像差。圖45表示本發(fā)明的實(shí)施例12所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D) 表示倍率色像差。圖46表示本發(fā)明的實(shí)施例13所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖47表示本發(fā)明的實(shí)施例14所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖48表示本發(fā)明的實(shí)施例15所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖49表示本發(fā)明的實(shí)施例16所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差；(B)表示像散；(C)表示畸變像差；(D)表示倍率色像差。圖50表示表示孔徑光闌位于像側(cè)，而非位于最靠近物體側(cè)透鏡面時(shí)的入射光瞳位置等的說明圖。圖51表示孔徑光闌位于最靠近物體側(cè)時(shí)的入射光瞳位置等的說明圖。圖52表示將本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像裝置裝置在汽車為例 的整體構(gòu)成圖。圖中Gl —第1透鏡組，G2 —第2透鏡組，G3—第3透鏡組，G4— 第4透鏡組，St-孔徑光闌，Ri —從物體起第i個(gè)透鏡面的曲率半徑，Di 一從物體起第i個(gè)和第i+l個(gè)透鏡面的面間隔，Z1—光軸，100 —攝像元具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第1構(gòu)成例。這 一構(gòu)成例是對(duì)應(yīng)于后述的第1數(shù)值實(shí)施例(圖17)的透鏡構(gòu)成。圖2 圖16表示第2 第16的構(gòu)成例，對(duì)應(yīng)于后述的第2 第16的數(shù)值實(shí)施 例(圖18 圖32)的透鏡構(gòu)成。圖1 圖16中，符號(hào)Ri表示將最靠近 物體側(cè)的構(gòu)成要素面作為第1個(gè)，以隨著面向像側(cè)(成像側(cè))依次增加 的方式附上符號(hào)的第i個(gè)面的曲率半徑。符號(hào)Di表示第i個(gè)的面和第 i+l個(gè)面的光軸Zl上的面間隔。本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡是適用于使用CCD或CMOS等攝像元件 的各種攝像設(shè)備，例如，車載用相機(jī)及監(jiān)視相機(jī)，以及移動(dòng)終端相機(jī)等 的攝像用透鏡系統(tǒng)。尤其適用于為對(duì)汽車前方、側(cè)方、后方等的影像進(jìn)行攝影的車載用相機(jī)。圖52作為使用例表示在汽車1裝載本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡及攝像裝置后的樣子。在圖52中，汽車l具備用于拍攝 副駕駛席側(cè)面的死角范圍的車載相機(jī)2，用于拍攝車1后方死角范圍的車外相機(jī)3;安裝于后視鏡背面，用于拍攝與駕駛員相同的視野范圍的車內(nèi)相機(jī)4。車載相機(jī)2、車外相機(jī)3及車內(nèi)相機(jī)4分別作為本實(shí)施方式 所涉及的攝像裝置起功能，例如，分別備有圖1所示的攝像透鏡和將由 此攝像透鏡而形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的攝像元件100。本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡為整體以4組構(gòu)成的攝像透鏡，從物 體側(cè)依次備有整體具有正的光放大率(八。!7 — power)的第1透鏡組 Gl;最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)的面將凹面朝向物體側(cè)的第2透鏡組 G2;由具有正的光放大率的透鏡L31及具有負(fù)的光放大率的透鏡L32的 密接透鏡而構(gòu)成的第3透鏡組G3;以及整體具有負(fù)的光放大率的第4透 鏡組G4。在該攝像透鏡的成像側(cè)的面Simg配置CCD等攝像元件100。本 實(shí)施方式的攝像裝置至少由該攝像透鏡和攝像元件100構(gòu)成。在第4透 鏡組G4和攝像元件100之間，根據(jù)安裝透鏡的相機(jī)側(cè)的構(gòu)成還可以配置 各種光學(xué)材料GC。例如，可配置保護(hù)攝像面玻璃罩或紅外線截止濾光器 等平板形光學(xué)部件。例如，圖2 10省略了攝像元件100的圖示。而且，在第4透鏡組G4和攝像元件100之間以外，也可在各透鏡之 間配置低通濾光器或使特定的波長(zhǎng)域截至的濾光器。并且可在各透鏡組 的任一透鏡的透鏡面上實(shí)施與各種濾光器功能相同的涂層。而且，根據(jù)必要，作為遮光手段還可在各透鏡之間設(shè)置遮斷通過有 效徑外的光束的部件。若光束經(jīng)過透鏡的有效徑外，散亂光則到達(dá)像 面，而有可能成為重影。作為遮光手段可采用不透明的板材或涂在各透 鏡有效徑外的不透明涂料。必要時(shí)可將這一遮光手段配置在任一透鏡之 間。如圖50所示，可在最靠近像側(cè)的透鏡設(shè)置遮光手段1。另外，圖50 中，光線2表示以最大視角入射的光束的主光線；光線3表示以最大視 角入射的光束的外周光線。第1透鏡組Gl是一片將凸面面向物體側(cè)的具有正的光放大率的透鏡 為理想。但，第1透鏡組G1也可由多片透鏡而構(gòu)成。第2透鏡組G2由一片或多片透鏡而構(gòu)成。當(dāng)由一片透鏡構(gòu)成第2透 鏡組G2時(shí)，最好做成將凹面面向物體側(cè)的彎月形透鏡。而由多片透鏡構(gòu) 成時(shí)，優(yōu)選為，例如，從物體側(cè)依次由將凹面面向物體側(cè)的透鏡和將凸 面面向像側(cè)的透鏡的密接透鏡構(gòu)成。當(dāng)?shù)?透鏡組G2具備具有負(fù)的光放大率的透鏡時(shí)，該具有負(fù)的光放 大率透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)最好在40以下。通過使具有該負(fù)的光放大率 的透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)為40以下，能良好地校正軸上色像差和倍率色 像差。第3透鏡組G3中的密接透鏡，從物體側(cè)依次由具有正的光放大率的 透鏡L31和具有負(fù)的光放大率的透鏡L32組成為理想。但也可在像側(cè)配 置具有正的光放大率的透鏡L31;在物體側(cè)配置具有負(fù)的光放大率的透 鏡L32 。第3透鏡組G3的密接透鏡中，具有負(fù)的光放大率的透鏡L32的阿貝 數(shù)最好在40以下。透鏡組G3的密接透鏡中，通過使具有負(fù)的光放大率 透鏡L32的阿貝數(shù)為40以下，可以良好地校正軸上色像差和倍率色像差。第4透鏡組G4最好是物體側(cè)的面為凹形、且具有負(fù)的光放大率的單 透鏡。但，第4透鏡組G4也可由多片透鏡組成。最好將孔徑光闌St配置在比第2透鏡組G2更靠近物體側(cè)。通過使 第1透鏡組G1為在物體側(cè)呈凸面、且具有正的光放大率的透鏡，將孔徑 光闌St配置比第2透鏡組更靠近物體側(cè)，以此來良好地校正像差，同時(shí) 能夠?qū)⑷肷涔馔恢帽３钟谇胺?，并能夠縮小透鏡的露出面積。特別是 在第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2之間配置孔徑光闌St時(shí)，能夠很好地 校正彗形像差，并能夠?qū)⒄丈渫恢帽３钟谇胺?，有利于性能?gòu)成。而 且在將孔徑光闌St配置在比第1透鏡Gl更靠近物體側(cè)時(shí)，入射光瞳位 置可比透鏡系統(tǒng)更靠前側(cè)漏出，這樣可以將透鏡的最小露出面積控制為 最小限，因此成為有利于小型化的構(gòu)成。另外，第1透鏡組G1由多片透 鏡組成時(shí)，可在第l透鏡組內(nèi)配置孔徑光闌St。在此，圖1 10所示的攝像透鏡是整體由4組6片構(gòu)成的例子，例如，圖1 6所示的攝像透鏡是由4組6片構(gòu)成，成為在第1透鏡組Gl和 第2透鏡組G2之間配置孔徑光闌St的構(gòu)成例。另外，圖7 10所示的 攝像透鏡是整體由4組6片構(gòu)成，成為在第1透鏡組Gl的前面配置孔徑 光闌St的例子。而圖1、圖3、圖4及圖7的構(gòu)成例是作為攝像元件 100不使用玻璃蓋子等光學(xué)材料GC時(shí)的構(gòu)成例。在本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡由4組6片構(gòu)成時(shí)，如圖1 10所 示的構(gòu)成例，最好第1透鏡組Gl由將凸面朝向物體側(cè)的正的光放大率一 片透鏡Ll組成；第2透鏡組G2由從物體側(cè)依次將凹面朝向物體側(cè)的透 鏡L21及將凸面朝向像側(cè)的透鏡L22的密接透鏡組成；第4透鏡組G4由 一片物體側(cè)的面為凹形、具有負(fù)的光放大率的透鏡L4組成。由此，在由 4組6片構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)各透鏡的構(gòu)成更加被最佳化，更好地保持光學(xué) 性能，更加有利于小型化及輕量化。而且，如圖11 圖16所示的攝像透鏡是由4組5片組成的例，尤 其圖11 14所示的攝像透鏡是由4組5片構(gòu)成，在第1透鏡組(G1)的前 側(cè)配置孔徑光闌St的構(gòu)成例。圖15 16所示的攝像透鏡是由4組5片 構(gòu)成，成為在第1透鏡組(G1)和第2透鏡G2之間配置孔徑光闌St的構(gòu) 成例。在本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡是由4組5片構(gòu)成時(shí)，如圖11 16 所示的構(gòu)成例那樣，最好第1透鏡組G1由一片將凸面朝向物體側(cè)的具有 正的光放大率透鏡Ll組成；第2透鏡組G2由將凹面面向物體側(cè)的一片 彎月形透鏡L2組成；第4透鏡組G4由一片物體側(cè)的面為凹形、并具有 負(fù)的光放大率的透鏡L4組成。由此，在由4組5片構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)中， 各透鏡構(gòu)成被最佳化、更良好地保持光學(xué)性能，同時(shí)有利于小型化及輕本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中，第2透鏡G2的最靠近像側(cè)的透鏡 (由4組6片構(gòu)成例中的透鏡L22、由4組5片構(gòu)成例中的透鏡L2)的 像側(cè)面最好是面向像側(cè)面呈凸面。另外，本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡最好滿足以下條件。由此可優(yōu) 化第2透鏡G2的構(gòu)成，有利于諸像差的校正。2.0<|f2/f| ......(1)0. 3<|R2A/R2B1<2……(2)其中，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距，f2是第2透鏡組G2的焦距，l是第2 透鏡組G2最靠近物體側(cè)的面的曲率半徑，R2B是第2透鏡組G2最靠近像 側(cè)的面的曲率半徑。另外，最好滿足以下條件。由此，將最靠近物體側(cè)的透鏡L1的露在外部的部分的徑度控制為較小。1ENP|/L<0. 5……(3)其中，ENP是從第1透鏡組Gl最靠近物體側(cè)的面頂點(diǎn)到入射光瞳的 距離；L是從第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的面到攝像面的距離。當(dāng)孔徑 光闌St比最靠近物體側(cè)的透鏡Ll更靠近物體側(cè)時(shí)，ENP成為圖51所示 的距離；當(dāng)孔徑光闌St位于比最靠近物體側(cè)的透鏡Ll更靠近像側(cè)時(shí)， 為圖50所示的距離。在第3透鏡組G3中，密接透鏡中具有正的放大率的透鏡L31為雙凸 透鏡，當(dāng)將這雙凸透鏡的對(duì)d線的折射率和阿貝數(shù)分別設(shè)為Np、 up， 并將密接透鏡中具有負(fù)的光放大率透鏡L32的對(duì)d線折射率和阿貝數(shù)分 別設(shè)為Nn、 un時(shí)，最好滿足以下條件。由此有利于色像差的校正。Nn—Np < 0, 4 0 ……(4) v p n > L 0 ...... ( 5 )另外，最好滿足以下條件。由此，第4透鏡組G4的焦距被最佳化，有利于諸像差的校正?！?. 0<f4/f< — 0. 2 ……(6)在此，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f4是第4透鏡組G4的焦距。而且，最好再滿足以下條件。1. 0<fl/f<6. 5 ……(7) 0. 4< f 3/f < 2. 0 ...... (8)在此，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f 1是第1透鏡組Gl的焦距；f3是第3透鏡組G1的焦距。將本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，例如像車載相機(jī)一樣在嚴(yán)酷的環(huán)境使用時(shí)，作為最靠近物體側(cè)的透鏡Ll的材質(zhì)最好采用耐水性、耐酸 性、耐藥品性等優(yōu)質(zhì)的材料，而且，作為最靠近物體側(cè)的透鏡Ll的材質(zhì) 最好采用堅(jiān)硬的材料。又如像車載相機(jī)一樣在較寬的溫度范圍中使用時(shí)，最好采用線膨脹 系數(shù)小的材料。為此，能在較寬的溫度范圍中使用，最好第1透鏡G1至 第4透鏡G4的所有透鏡全部由玻璃組成。這時(shí)，為制作廉價(jià)的攝像透 鏡，最好所有面由球面構(gòu)成。下述實(shí)施例中，各透鏡均由玻璃球面透鏡組成，但為更好地校正各 像差，也可使用非球面。這時(shí)，為更高精度制作非球面，還可使用塑料 作為透鏡材料。而且，作為透鏡材料也可使用透明的陶瓷。使第2透鏡組G2為將凹面朝向物體側(cè)的透鏡L21和將凸面朝向像側(cè) 的透鏡L22的密接透鏡時(shí)，將凹面朝向物體側(cè)的透鏡L21和將凸面面向 像側(cè)的透鏡L21可使用同樣的材料。下面更詳細(xì)說明如上述構(gòu)成的攝像透鏡的作用及效果，尤其是有關(guān) 條件式的作用及效果。本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡是整體由4組構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)，各透 鏡組的構(gòu)成適當(dāng)，保持良好的光學(xué)性能，同時(shí)，易獲得有利于小型化及 輕量化的性能。特別是第2透鏡組G2的最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)的 面朝向物體側(cè)呈凹形，從而，良好地校正像面彎曲。同時(shí)，沿光軸折射 的軸外光線，可縮小透鏡系統(tǒng)的徑方向的大小。而且，第3透鏡組G3被 形成為具有正的光放大率的透鏡L31和具有負(fù)的光放大率的透鏡L32的 密接透鏡，從而，在可見光區(qū)域至近紅外區(qū)域的寬波段上良好地校正色 像差。另外，透過使第2透鏡組G2的最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面成為 將凸面面向像側(cè)的構(gòu)成，從而可更好地校正像面彎曲。再者，本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中，通過由一片將凸面面向物 體側(cè)的具有正的光放大率透鏡Ll構(gòu)成的第1透鏡組Gl，可良好地校正17彗形像差。而且，將第4透鏡組G4形成為物體側(cè)的面為凹面、具有負(fù)的光放大率的一片透鏡L4，從而，不僅能延長(zhǎng)后焦點(diǎn)，而且能良好地校正 像面彎曲。本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，如該圖1 圖IO所示的構(gòu)成例，形 成為整體由4組6片構(gòu)成，第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由將凹面面向物 體的透鏡L21及將凸面面向像側(cè)的透鏡L22的密接透鏡構(gòu)成時(shí)，第2透 鏡組G2，在從可見光區(qū)域至近紅外區(qū)域內(nèi)的寬波段范圍內(nèi)，可良好地校 正軸上色像差和倍率色像差。而且，將本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，如該圖11 圖16所示的 構(gòu)成例，形成為整體由4組5片構(gòu)成，將第2透鏡組G2由一片將凹面面 向物體的彎月形透鏡L2構(gòu)成時(shí)，特別是在第2透鏡組G2中可良好地校 正像面彎曲。條件式(1) 、 (2)關(guān)于第2透鏡組G2的構(gòu)成。最好滿足條件式 (1) 、 (2)，使第2透鏡組G2的光放大率變?nèi)跣?。尤其是條件式 (1)規(guī)定了第2透鏡組G2的合適的焦距。如超出條件式(1)的下限， 球面像差會(huì)變大，這樣會(huì)很難形成良好的像，所以不理想。而且，若超 出條件式(2)的上限或下限，就很難良好地校正像面彎曲。條件式(3)規(guī)定第1透鏡組Gl的最靠近物體側(cè)的面的頂點(diǎn)到入射 光瞳的距離ENP和第1透鏡組Gl的最靠近物體側(cè)的面至攝像面的距離L 之間的關(guān)系統(tǒng)。通過滿足條件式(3)可縮小最靠近物體側(cè)的透鏡Ll露 出于外部的透鏡部。如超出條件式(3)的范圍，最靠近物體側(cè)的透鏡 Ll會(huì)有大部分露在外面。例如，作為車載用相機(jī)使用時(shí)，很可能會(huì)弄亂 車的外觀。條件式(4) 、 (5)規(guī)定適合于第3透鏡組G3的密接透鏡的玻璃材 料。若超出條件式(4)的下限，第3透鏡組G3的密接透鏡的接合面的 曲率半徑會(huì)變小，則難以加工。若超出條件式(5)的范圍，就難以良好 地校正軸上色像差和倍率色像差。通過在滿足條件式(4) 、 (5)的同 時(shí)，第3透鏡組G3的密接透鏡中具有正的光放大率的透鏡L31最好是兩 凸透鏡。通過將第3透鏡組G3的密接透鏡中的具有正的光放大率的透鏡L31形成為雙凸透鏡，可以加強(qiáng)正透鏡的光放大率，并有利于校正色像 差。條件式(6)規(guī)定第4透鏡組G4的適當(dāng)?shù)慕咕?。若超出條件式(6) 的上限，則第4透鏡組G4的具有負(fù)的光放大率的透鏡L4的光放大率會(huì) 變?nèi)酰瑸樾Ｕ衩鎻澢鷷?huì)使得成為前后面的曲率半徑的絕對(duì)值接近的彎 月形透鏡，因此難以加工。若超出條件式(6)的下限，像面彎曲會(huì)隨慧 形像差增大，很難得到好像。條件式(7)規(guī)定第1透鏡組G1的適當(dāng)?shù)慕咕?。若超過條件式(7) 的上限，便很難良好地校正慧形像差。而若超出條件式(7)的下限，后 焦點(diǎn)會(huì)變短且很難校正像面彎曲。條件式(8)規(guī)定第3透鏡組G3的適當(dāng)?shù)慕咕?。若超出條件式(8) 的上限及下限，則很難校正色像差。另外，該攝像透鏡最好滿足下面的條件式(9)。條件式(9)是關(guān) 于最靠近物體側(cè)的透鏡L1露在外面部分的大小。例如，作為車載相機(jī)使 用時(shí)，因?yàn)闀?huì)弄亂汽車的外觀，所以盡可能縮小透鏡的徑的露出部分。 具體為，當(dāng)孔徑光闌St比最靠近物體側(cè)的透鏡Ll更靠近物體側(cè)時(shí)，將 光闌口徑設(shè)為X (參考圖51);當(dāng)光闌配置在最靠近物體側(cè)的透鏡L1和 從物體側(cè)數(shù)第2個(gè)透鏡之間時(shí)，將最靠近物體側(cè)的透鏡Ll的有效口徑設(shè) 為X (參考圖50)時(shí)，最好如條件式(9)所示，X/L在0.5以下。X/LS 0. 5 0 ……(9)如上，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，整體由4組構(gòu)成的透鏡 系統(tǒng)，因優(yōu)化了各透鏡組的構(gòu)成，因此能保持良好的光學(xué)性能，同時(shí)可以 實(shí)現(xiàn)適合于車載用相機(jī)等謀求小型化、輕量化的透鏡系統(tǒng)。另外，根據(jù) 本實(shí)施方式所涉及的攝像裝置，因輸出借助于本實(shí)施方式所涉及的高性 能攝像透鏡所形成的光學(xué)像的攝像信號(hào)，從而可以得到高分辨率的攝像 信號(hào)。實(shí)施例下面說明關(guān)于本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的具體數(shù)值實(shí)施例子。 以下是對(duì)第1 16的數(shù)值實(shí)施例概括說明。作為實(shí)施例1，在圖17表示對(duì)應(yīng)于圖1所示的攝像透鏡構(gòu)成的具體 透鏡數(shù)據(jù)的實(shí)施例1。圖17所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號(hào)Si欄表示將最靠近 物體側(cè)的構(gòu)成要素面作為第1號(hào)，以面向像側(cè)順序依次增加的方式附上 符號(hào)的第i個(gè)面編號(hào)。曲率半徑Ri欄表示對(duì)應(yīng)于圖1中附上的符號(hào)Ri，從物體側(cè)第i個(gè)面的曲率半徑的值(mm)。在面間隔Di欄同樣表示 從物體側(cè)第i個(gè)面Si和第i + l個(gè)面Si + l的光軸上的間隔(咖)。Ndj 表示從物體側(cè)第j個(gè)的光學(xué)要素的對(duì)d線(波長(zhǎng)587.6nm)的折射率的 值。u dj欄表示從物體側(cè)第j個(gè)的光學(xué)要素的對(duì)d線的阿貝數(shù)的值。與上述實(shí)施例1所涉及的攝像透鏡相同，對(duì)應(yīng)于圖2 16所示的攝 像透鏡構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)為實(shí)施例2 16，在圖18 32表示。圖33 對(duì)各實(shí)施例概括表示透鏡片數(shù)及孔徑光闌位置和關(guān)于上述各條件式的 值。由圖33得知，各實(shí)施例的值均在各條件式的數(shù)值范圍內(nèi)。另外，實(shí)施例1 6所涉及的攝像透鏡為4組6片構(gòu)成，成為在第1 透鏡組Gl和第2透鏡組G2間配置了孔徑光闌St。實(shí)施例7 10所涉及 的攝像透鏡由4組6片構(gòu)成，成為在第1透鏡組Gl的前側(cè)配置孔徑光闌 St的構(gòu)成。實(shí)施例11 14所涉及的攝像透鏡為4組5片構(gòu)成，成為在 第1透鏡組Gl的前側(cè)配置孔徑光闌St的構(gòu)成。實(shí)施例15 16所涉及的 攝像透鏡為4組5片組成，成為在第1透鏡組Gl和第2透鏡組G2間配 置孔徑光闌St的構(gòu)成。實(shí)施例l、 3、 4及7所涉及的攝像透鏡，是作為 攝像元件100，不使用玻璃蓋子等光學(xué)材料GC時(shí)被最佳化的實(shí)施例。圖34 (A) 圖34(D)分別表示實(shí)施例1所涉及的攝像透鏡中的球面 像差、像散、畸變像差(歪曲像差)及倍率色像差。在各像差圖表示以 e線(546.07nm)為基準(zhǔn)波長(zhǎng)的像差。在球面像差圖及倍率色像差圖還 表示F線(波長(zhǎng)486. 13nm) 、 C線(波長(zhǎng)656. 27nm) 、 s線(852. 11) 的像差。在像散圖中，實(shí)現(xiàn)表示弧矢方向的像差；虛線表示切向的像 差。另外，F(xiàn)No.表示F值；"表示半視角。同樣的，在圖35 (A) 、 (B)、 (C)、 (D) 圖49 (A) 、 (B) 、 (C)、 (D)表示實(shí)施例2 16所涉及的攝像透鏡的諸像差。由上述各數(shù)值數(shù)據(jù)及各像差圖可得知，對(duì)各實(shí)施例，優(yōu)化了各透鏡 組的結(jié)構(gòu)，因此能夠保持良好的光學(xué)性能，并可以實(shí)現(xiàn)適用于車載用相 機(jī)等謀求小型化、輕量化的透鏡系統(tǒng)。另外，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式及各實(shí)施例，而可以進(jìn)行種種 變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等不局限于 上述各數(shù)值實(shí)施例所表示的值，可取其他值。
權(quán)利要求
1.一種攝像透鏡，其特征在于，從物體側(cè)依次備有第1透鏡組，其整體具有正的光放大率；第2透鏡組，其最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)的面將凹面朝向物體側(cè)；第3透鏡組，其由具有正的光放大率的透鏡及具有負(fù)的光放大率的透鏡的密接透鏡而構(gòu)成，第4透鏡組，其整體具有負(fù)的光放大率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第2透鏡組的最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面，將凸面朝向像
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第1透鏡組，由一片將凸面面向物體側(cè)并具有正的光放大率的 透鏡而構(gòu)成；所述第2透鏡組，由從物體側(cè)依次將凹面面向物體側(cè)的透鏡和將凸 面面向像側(cè)的透鏡的密接透鏡而構(gòu)成；所述第4透鏡組，由一片物體側(cè)的面為凹形、且具有負(fù)的光放大率的透鏡而構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第1透鏡組，由一片將凸面面向物體側(cè)并具有正的光放大率的 透鏡而構(gòu)成；所述第2透鏡組，由一片將凹面面向物體側(cè)的彎月透鏡而構(gòu)成； 所述第4透鏡組，由一片物體側(cè)的面為凹形、且具有負(fù)的光放大率的透鏡而構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，滿足以下條件 2. 0〈|f2/f I其中，f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距， f2:第2透鏡組的焦距。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足以下條件<formula>formula see original document page 3</formula>其中，R2A:第2透鏡組的最靠近物體側(cè)的面的曲率半徑， R2B:第2透鏡組的最靠近像側(cè)的面的曲率半徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第2透鏡組中有具有負(fù)的光放大率的透鏡，具有此負(fù)的光放大 率的透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)為40以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 將孔徑光闌配置于比所述第2透鏡組更靠近物體側(cè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足以下條件<formula>formula see original document page 3</formula>其中，ENP:從第1透鏡組最靠近物體側(cè)的面的頂點(diǎn)到入射光瞳的距離， L:從第l透鏡組最靠近物體側(cè)的面至攝像面的距離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 在所述第3透鏡組中，所述密接透鏡中具有正的光放大率的透鏡為雙凸透鏡，將該雙凸透 鏡的對(duì)d線的折射率和阿貝數(shù)分別設(shè)為Np、 up，將所述密接透鏡中具 有負(fù)的光放大率的透鏡的對(duì)d線的折射率和阿貝數(shù)分別設(shè)為Nn、 un 時(shí)，滿足以下條件-<formula>formula see original document page 3</formula>
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足以下條件<formula>formula see original document page 4</formula>，f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距，f4:第4透鏡組的焦距。
12. —種攝像裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡；攝像元件，其輸出與由所述攝像透鏡所形成的光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的攝像 信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種攝像透鏡及攝像裝置，其從物體側(cè)依次備有整體具有正的光放大率的第1透鏡組(G1)；最靠近物體側(cè)的透鏡(L21)的物體側(cè)的面將凹面朝向物體側(cè)的第2透鏡組(G2)；由具有正的光放大率的透鏡(L31)及具有負(fù)的光放大率的透鏡(L32)的密接透鏡而成的第3透鏡組(G3)；整體具有負(fù)的光放大率的第4透鏡組(G4)。第2透鏡組(G2)的最靠近像側(cè)的透鏡(L22)的像側(cè)的面將凸面朝向像側(cè)。并在將孔徑光闌(St)配置在比第2透鏡組(G2)更靠近物體側(cè)。而且最好滿足以下條件2.0＜|f2/f|……(1)。其中，f表示整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f2表示第2透鏡組(G2)的焦距。從而，能夠保持良好的光學(xué)性能，并能夠?qū)で筮m用于車載用相機(jī)的小型化及輕量化。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101276040SQ20081008305
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者淺見太郎 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社