CN201340475Y - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种摄像透镜及摄像装置,在摄像透镜中实现小型化、低成本化、小的F数的同时,实现良好的光学性能。摄像透镜(1)从物侧依次具备:第1透镜(L1),将凹面朝向像侧且具有负的光焦度;第2透镜(L2),是双凸透镜,具有正的光焦度;第3透镜(L3),具有正的光焦度;光阑;第4透镜(L4),是双凹透镜,具有负的光焦度;第5透镜(L5),将凸面朝向像侧且具有正的光焦度;及第6透镜(L6),将凸面朝向物侧且具有正的光焦度。就第2透镜(L2)、第3透镜(L3)而言,物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值。第2透镜(L2)的材质对d线的阿贝数为45以上,第4透镜(L4)的材质对d线的阿贝数为30以下。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像透镜及摄像装置,更详细地说,涉及适合用于使用CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)等的摄像元件的车载用摄像机、便携终端用摄像机、监视摄像机等的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置。
背景技术
近年来CCD或CMOS等的摄像元件的小型化及高像素化极度发展。与此同时,具备这些摄像元件的摄像设备本体的小型化也发展,搭载于此的摄像透镜除良好的光学性能以外还要求小型化、轻量化。
另一方面,在车载用摄像机或监视用摄像机等中,要求具有较高的耐气候性的同时,可以在从寒冷地区的大气到热带地方的夏天的车内的宽温度范围使用,并且要求小型且高性能的透镜。在尤其是配置于车的车内且监视前方的摄像机中要求F数较小,以便在夜里也能使用,并可以从可见光区域到红外区域的宽波段使用。并且,作为车载用摄像机使用的情况,根据车的外观上的观点也要求露出的透镜部小。
本申请人在日本专利申请2007-132334号中提出可在上述领域使用的摄像透镜。此外,作为过去已知的6片结构的摄像透镜,有记载于下述专利文献1~4的透镜。在专利文献1中记载有从物侧依次为负、正、正、光阑、负、正、正的透镜配置。在专利文献2中记载有从物侧依次为负、正、正、光阑、负、正、负的透镜配置。在专利文献3中记载有从物侧依次为负、正、光阑、正、负、正、正的透镜配置。在专利文献4中记载有从物侧依次为负、正、正、光阑、负、正、正的透镜配置。
专利文献1:日本专利公开昭55-45007号公报
专利文献2:日本专利公开昭61-90115号公报
专利文献3:日本专利公开平9-230232号公报
专利文献4:日本专利公开2005-164839号公报
但是,因为也考虑在夜里使用车载用摄像机或监视用摄像机等,所以要求F数小的光学系统。然而,专利文献1、2记载的是F数大到3.3~4.5,换而言之成为暗的光学系统,所以不优选。专利文献4记载的也是F数为2.5,在这点有改进的余地,并且因使用非球面透镜,所以在成本上不利。
实用新型内容
本实用新型是鉴于上述情况,其目的在于,提供一种小型且F数较小、低成本并具有良好的光学性能的摄像透镜、及具备该摄像透镜的摄像装置。
本实用新型的摄像透镜,其特征在于,从物侧依次具备将凹面朝向像侧的具有负的光焦度的第1透镜、是双凸透镜并具有正的光焦度的第2透镜、具有正的光焦度的第3透镜、光阑、是双凹透镜并具有负的光焦度的第4透镜、将凸面朝向像侧的具有正的光焦度的第5透镜、及将凸面朝向物侧的具有正的光焦度的第6透镜;第2透镜其物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值,第3透镜其物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值,第2透镜的材质对d线的阿贝数为45以上,第4透镜的材质对d线的阿贝数为30以下。
本实用新型的摄像透镜通过如上述地适当选择各透镜的结构,有利于得到小型且F数小并具有良好的光学性能的光学系统,由于可以是未必使用非球面的结构,因此,可以实现低成本化。尤其,本实用新型的摄像透镜如上述地构成第2、第3透镜的物侧的面与像侧的面,从而球面像差的校正变得容易并有利于得到F数小的光学系统。此外,如上述地选择第2、第4透镜的阿贝数,从而色像差的校正变得容易,有利于实现具有良好的光学性能。
在本实用新型的摄像透镜中,优选第1透镜为双凹透镜,物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,第5透镜其物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,第6透镜其物侧的面的曲率半径绝对值小于像侧的面的曲率半径绝对值。
此外,在本实用新型的摄像透镜中,优选满足下述条件式(1)~(7)。而且,作为优选的方式可以满足下述条件式(1)~(7)中的任1个式,或者也可以满足任意的组合。
0.30<f5/f6<0.95……(1)
0.50<f2/f3<1.80……(2)
0.5<R3/f<4.0……(3)
2.0<L/f<7.0……(4)
0.8<f5/f<1.6……(5)
0.3<|f1/f2|<1.0……(6)
1.50<f456/f<2.50……(7)
其中,
f:整个系统的焦距
f1:第1透镜的焦距
f2:第2透镜的焦距
f3:第3透镜的焦距
f5:第5透镜的焦距
f6:第6透镜的焦距
f456:从第4透镜到第6透镜为止的合成焦距
R3:第2透镜的物侧的面的曲率半径
L:从最靠近物侧的透镜的物侧的面到像面为止的光轴上的距离(后截距部分是空气换算长度)
而且,非球面透镜的情况,上述“凹面”、“凸面”、“双凸”、“双凹”、“曲率半径”是在近轴领域考虑的。并且,曲率半径在物侧凸的情况取正,在像侧凸的情况取负的符号。
此外,在本实用新型的摄像透镜中,优选第2透镜的材质对d线的折射率为1.65至1.9之间。
本实用新型的摄像装置,其特征在于,具备上述记载的本实用新型的摄像透镜。
根据本实用新型,在至少由6片构成的透镜系统中,因适当地设定各透镜的形状、光焦度、材质等的构成,所以可以提供小型且F数较小,低成本并可得到良好的光学性能的摄像透镜、及具备该摄像透镜的摄像装置。
附图说明
图1是本实用新型的一实施方式的摄像透镜的光路图。
图2是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图3是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图4是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图5是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图6是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图7是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图8是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图9(A)~图9(D)是本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的各像差图。
图10(A)~图10(D)是本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的各像差图。
图11(A)~图11(D)是本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的各像差图。
图12(A)~图12(D)是本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的各像差图。
图13(A)~图13(D)是本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的各像差图。
图14(A)~图14(D)是本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的各像差图。
图15(A)~图15(D)是本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的各像差图。
图16是用于说明本实用新型的实施方式所涉及的车载用的摄像装置的配置的图。
图中:
1-摄像透镜,2-轴上光束,3、4-轴外光束,5-摄像元件,11、12-遮光机构,100-汽车,101、102-车外摄像机,103-车内摄像机,Di(i=1、2、3、…)第i个面和第i+1个面之间的光轴上的面间隔,Pim-成像位置,L1-第1透镜,L2-第2透镜,L3-第3透镜,L4-第4透镜,L5-第5透镜,L6-第6透镜,PP-光学部件,Ri(i=1、2、3、…)-第i个面的曲率半径,St-孔径光阑,Z-光轴。
具体实施方式
以下,对本实用新型的实施方式参照附图详细地进行说明。首先,对本实用新型的摄像透镜的实施方式进行说明,其后对摄像装置的实施方式进行说明。
图1表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜1的透镜剖面图。在图1中,图的左侧为物侧、右侧为像侧,也一并表示来自位于无限远距离的物点的轴上光束2、以最大视场角的轴外光束3、4。这里,轴上光束是指来自光轴Z上的物点的光束,轴外光束是来自光轴Z外的物点的光束。
在图1中,考虑摄像透镜1适用于摄像装置的情况,还图示配置在包含摄像透镜1的成像位置Pim的像面的摄像元件5。摄像元件5将由摄像透镜1形成的光学像变换成电信号,例如由CCD图像传感器等构成。
并且,在图1中也一并表示配置于透镜系统和摄像元件5(像面)之间的平行平板状的光学部件PP,配置于第1透镜L1、第2透镜L2的像侧的面的遮光机构11、12。光学部件PP、遮光机构11、12不是本实用新型必须的,所以这些后面进行说明。
摄像透镜1从物侧依次具备将凹面朝向像侧的具有负的光焦度的第1透镜L1、是双凸透镜并具有正的光焦度的第2透镜L2、具有正的光焦度的第3透镜L3、孔径光阑St、是双凹透镜并具有负的光焦度的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的具有正的光焦度的第5透镜L5、及将凸面朝向物侧的具有正的光焦度的第6透镜L6。摄像透镜1由最少6片这样比较少的透镜片数构成,从而可以将光轴方向的总长小型化。而且,图1中的孔径光阑St不是表示形状和大小,而表示光轴Z上的位置。
第1透镜L1设为将凹面朝向像侧的具有负的光焦度的透镜,可以使系统整体广角化。第1透镜L1设为将凹面朝向像侧的具有负的光焦度的透镜,从而可以使轴外光线沿光轴方向折射,并能够使透镜系统的径向小型化。并且,如图1所示的例子,将第1透镜L1设为双凹透镜时,可以使第1透镜L1的负的光焦度增大,从而更容易使透镜系统的径向小型化。
第1透镜L1优选物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,由此,可以良好地校正像面弯曲。
优选第1透镜L1的材质对d线的阿贝数为40以上。由此,可以良好地校正倍率色像差。
第2透镜L2、第3透镜L3为正透镜,这样在比孔径光阑St更靠物侧使正的光焦度分散到2片透镜,从而能够良好地校正球面像差(也称球差)。例如,即使是F数为2.0以下的光学系统,也可容易实现良好的光学性能。
此外,就第2透镜L2的像侧的面而言,通过设为双凸透镜尤其将其像侧的面作为凸面,就可以良好地校正像面弯曲。
第2透镜L2使物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或大于像侧的面的曲率半径绝对值,从而可以更良好地校正球面像差。
通过第2透镜L2的材质对d线的阿贝数设为45以上,可以良好地校正轴上的色像差(也称轴向色像差)。
将第2透镜L2的材质对d线的折射率设为N2时,N2优选在1.65至1.9之间,由此确保缘厚度(透镜的边缘厚度)的同时,可使第2透镜L2具有适当的光焦度。若N2成为1.65以下,则为了使第2透镜L2具有充分的光焦度,第2透镜L2的面的曲率增大且第2透镜L2的缘厚度减小,而加工就变得困难。或者,为了避免此问题,通过使第2透镜L2增厚,而透镜系统成为大型化。若N2成为1.9以上,就成为使用高价的材质,则成为成本上升的主要原因。
第3透镜L3通过将物侧的面设为凸面,可以良好地校正像面弯曲。
第3透镜L3使物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值,从而可以更良好地校正球面像差。
作为优选,第3透镜L3的材质对d线的阿贝数为40以上。由此,可以良好地校正轴上的色像差。
第4透镜L4通过将其设为双凹透镜,可以具有大的负的光焦度。
通过使第4透镜L4的材质对d线的阿贝数为30以下,可以良好地校正轴上的色像差和倍率的色像差(也称倍率色像差)。
第5透镜L5、第6透镜L6为正透镜,这样在比孔径光阑St更靠像侧使正的光焦度分散到2片透镜,从而可以良好地校正球面像差。例如,即使是F数为2.0以下的光学系统,也可以容易实现良好的光学性能。
第5透镜L5的像侧的面成为凸面,由此,可以良好地校正像面弯曲。
第5透镜L5使物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,从而可以良好地校正像面弯曲。
作为优选,第5透镜L5的材质对d线的阿贝数为40以上。由此,可以良好地校正轴上的色像差和倍率的色像差。
第6透镜L6的物侧的面成为凸面,由此,可以良好地校正像面弯曲。
第6透镜L6通过物侧的面的曲率半径绝对值小于像侧的面的曲率半径绝对值,从而可以良好地校正像面弯曲。
优选第6透镜L6的材质对d线的阿贝数为40以上。由此,可以良好地校正轴上的色像差和倍率的色像差。
将第6透镜L6的材质对d线的折射率设为N6时,作为第6透镜L6的材质N6使用1.75以下的材质也可。N6使用1.75以下的材质时,可以抑制第6透镜L6的材质的价格的同时,可以选择阿贝数大的材质,有利于校正色像差。
本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜优选满足以下所述的条件式(1)~(13)。而且,作为优选的方式可以满足条件式(1)~(13)的任一个式,或者也可以满足任意的组合。
0.30<f5/f6<0.95……(1)
0.50<f2/f3<1.80……(2)
0.5<R3/f<4.0……(3)
2.0<L/f<7.0……(4)
0.8<f5/f<1.6……(5)
0.3<|f1/f2|<1.0……(6)
1.50<f456/f<2.50……(7)
0.50<Bf/f<1.20……(8)
1.0<f2<f<2.0……(9)
0.03<|R8/R9|<1.0……(10)
2.0<|R4/f|<4.2……(11)
0.15<Bf/(L-Bf)<0.5……(12)
2.0<ED1/IH<4.0……(13)
其中,
f:整个系统的焦距
f1:第1透镜的焦距
f2:第2透镜的焦距
f3:第3透镜的焦距
f5:第5透镜的焦距
f6:第6透镜的焦距
f456:从第4透镜到第6透镜为止的合成焦距
R3:第2透镜的物侧的面的曲率半径
R4:第2透镜的像侧的面的曲率半径
R8:第4透镜L4的物侧的面的曲率半径
R9:第4透镜L4的像侧的面的曲率半径
L:从第1透镜L1的透镜的物侧的面到像面为止的光轴上的距离(后截距部分是空气换算长度)
Bf:从第6透镜L6的像侧的面到像面为止的光轴上的距离(相当于后截距、空气换算长度)
ED1:第1透镜L1的物侧的面的最大光线高度
IH:最大像高
而且,ED1、IH例如可以由摄像透镜的规格或适当的摄像装置的规格等决定。
条件式(1)是关于第5透镜L5和第6透镜L6的光焦度比。第5透镜L5和第6透镜L6都是正透镜,但是,如图1所示地在第6透镜的光线高度高于第5透镜L5的光线高度。若超过条件式(1)的上限,则第6透镜L6的光焦度过大,从而曲率增大且缘厚度(透镜的边缘厚度)减小,因此加工变得困难。若低于条件式(1)的下限,则第5透镜L5的光焦度变得过大,而良好地校正像面弯曲变得困难。
通过构成为满足条件式(2),从而可以将正的光焦度共同分配给第2透镜L2和第3透镜L3,并可以良好地校正球面像差。即,若脱离条件式(2)的上限或下限,由于正的光焦度偏至在第2透镜L2或第3透镜L3,则球面像差的校正变得困难。
若超过条件式(3)的上限,则像面弯曲的校正变得困难。若低于条件式(3)的下限,则第2透镜L2的物侧的面的曲率半径减小,并缘厚度(透镜的边缘厚度)变得过小,因此加工变得困难。
若超过条件式(4)的上限,则光轴方向的总长变长,透镜系统变大型化或难以实现广角化。若低于条件式(4)的下限,则总长变得过短,且各透镜变薄,因此透镜的加工、组装变得困难。
若超过条件式(5)的上限,则良好地校正像面弯曲变得困难。若低于条件式(5)的下限,则第5透镜L5的光焦度变得过大,相对于偏心的制造误差及组装误差的允许量减少,组装困难或成为成本上升的原因。
若超过条件式(6)的上限,则第1透镜L1的光焦度减小,则难以实现广角化或难以取长的后截距。若低于条件式(6)的下限,则良好地校正像面弯曲、畸变变得困难。
若超过条件式(7)的上限,则良好地校正畸变的同时难以广角化。若低于条件式(7)的下限,则像面弯曲的校正变得困难,并且,后截距变短,在透镜系统和配置于像面的摄像元件之间配置各种滤光片或盖玻璃等变得困难。
若超过条件式(8)的上限,则后焦距变得过长,作为结果,透镜系统会变得大型化。若低于条件式(8)的下限,则在透镜系统和配置于像面的摄像元件之间配置各种滤光片或盖玻璃等变得困难。而且,容易发生以从摄像元件向透镜系统的返回光为原因的重影。
若超过条件式(9)的上限,第2透镜L2的光焦度变得过大,相对于偏心的制造误差及组装误差的允许量减少,组装困难或成为成本上升的原因。若低于条件式(9)的下限,则良好地校正彗星像差(也称慧差)变得困难。
若超过条件式(10)的上限,则良好地校正像面弯曲变得困难。若低于条件式(10)的下限,则第4透镜L4的物侧的面的曲率半径绝对值变得过小,因此加工变得困难。
若超过条件式(11)的上限,则校正像面弯曲变得困难。若低于条件式(11)的下限,则第2透镜L2的像侧的面的曲率半径绝对值减小,缘厚度(透镜的边缘厚度)变得过小,因此加工变得困难。
若超过条件式(12)的上限,则整个系统变得大型化。若低于条件式(12)的下限,则后截距变短,在透镜系统和配置于像面的摄像元件之间配置各种滤光片或盖玻璃等变得困难。
若超过条件式(13)的上限,则第1透镜L1的有效直径变得过大,将透镜中的露出在外部的部分小型化就变得困难。例如本摄像透镜搭载于车载用摄像机时,为了不损伤车的外观,期望构成为露出在外界的透镜部分小,因此,优选构成为满足条件式(13)的上限。若低于条件式(13)的下限,可以将露出在外部的部分小型化,但是,难以由比光阑更靠前侧的光学系统对轴上光线和轴外光线进行分离,并且难以良好地校正像面弯曲。
这里,“透镜面的有效直径”是指在光学系统旋转对称时,通过透镜面的有效的光线中的通过最外侧(从光轴最远离的位置)的光线和其透镜面之间的交点描绘的圆的直径。而且,通过上述透镜面的有效的光线是指用于被摄体的像的成像的光线。
并且,本实施方式的摄像透镜更优选满足以下的条件式(1-1)、(2-1)、(4-1)、(4-2)、(5-1)、(6-1)、(8-1)、(9-1)、(10-1)。
0.40<f5/f6<0.8……(1-1)
0.8<f2/f3<1.6……(2-1)
2.0<L/f<4.2……(4-1)
2.5<L/f<3.8……(4-2)
1.0<f5/f<1.6……(5-1)
0.4<|f1/f2|<0.8……(6-1)
0.7<Bf/f<1.0……(8-1)
1.2<f2<f<1.9……(9-1)
0.3<|R8/R9|<0.9……(10-1)
通过满足条件式(1-1)在加工性和像面弯曲的良好的校正中变得更有利。
通过满足条件式(2-1)良好地校正球面像差变得容易。
通过满足条件式(4-1)可以更小型地构成透镜系统。
通过满足条件式(4-2)可以更进一步小型地构成透镜系统。
此外,为了将整个系统小型化优选上述L为24mm以下,为了将整个系统更为小型化更优选上述L为23mm以下。
通过满足条件式(5-1)在制造性或者成本方面更有利。
通过满足条件式(6-1)的上限,实现广角化或者长的后截距就变得更容易。通过满足条件式(6-1)的下限,对像面弯曲、畸变的良好的校正更有利。
通过满足条件式(8-1),可以更小型地构成。
通过满足条件式(9-1)的上限,在制造性或者成本方面更有利。通过满足条件式(9-1)的下限,彗星像差的良好的校正变得更容易。
通过满足条件式(10-1)的上限,良好地校正像面弯曲变得更容易。通过满足条件式(10-1)的下限,可以使第4透镜L4的加工性更加提高。
而且,摄像透镜1例如在车载用摄像机等的严格的环境使用的情况下,配置于最靠近物侧的第1透镜L1优选使用耐受由风雨的表面劣化、由直射日光的温度变化、进而强于(换言之耐抗)油脂、洗涤剂等的化学药品的材质、即耐水性、耐气候性、耐酸性、耐药品性等高的材质。此外,作为配置于最靠近物侧的第1透镜L1的材质优选使用坚硬、不易碎的材质。根据以上,作为第1透镜L1的材质具体地优选使用玻璃。或者,也可以使用透明的陶瓷。陶瓷具有与通常的玻璃相比强度高,耐热性高的性质。
第1透镜L1的中心厚度优选为0.5mm以上。例如适应于车载用摄像机的情况下,在透镜系统要求对各种冲击的强度。为此,通过将第1透镜L1的中心厚度设为0.5mm以上,可以使第1透镜L1不易碎。
此外,摄像透镜1例如适应于车载用摄像机的情况下,要求可以在从寒冷地带的大气到热带地方的夏天的车内的温度范围使用。使用于宽温度范围的情况下,作为透镜的材质优选使用线膨胀系数小的材料。在要求车载用摄像机用途等的可使用于宽的温度范围内的情况下,优选所有透镜的材质为玻璃。
此外,也可以在第1透镜L1上实施防水结构而遮断与外界的空气流通,使得不会随着急剧的温度变化、湿度变化而在内部产生雾。作为防水结构可以通过粘接第1透镜L1和透镜框而做成密封结构。也可以在第1透镜L1和透镜框之间通过放入O形环等的气密部件而做成密封结构。
而且,透镜系统在急剧的温度环境下、湿度环境下使用时,透镜系统中优选不使用接合透镜。例如,例如适应于车载用摄像机的情况下,条件是可以在从寒冷地带的大气到热带地方的夏天的车内的温度范围内使用。使用接合透镜的情况,为了在宽温度范围内使用必须用特殊的粘合剂,因此成为成本上升的原因。
并且,为了低价地制作透镜,优选所有透镜为球面透镜。或者,在重视性能的情况等,为了更加良好地校正各像差,也可以使用非球面透镜。而且,为了将非球面精度优良地且以低成本形成,作为透镜的材质可以使用塑料。
此外,将摄像透镜1适用于摄像装置时,根据安装透镜的摄像机侧的结构优选设置盖玻璃、低通滤光片或红外线截止滤光片等,光学部件PP是设想这些的部件。例如,摄像透镜1用于车载用摄像机,作为夜里的视觉补助用的夜视摄像机使用时,也可以在透镜系统和摄像元件之间插入截止从紫外光到蓝色光的滤光片。
而且,取代在透镜系统和摄像元件5之间的配置如低通滤光片或截止特定的波段的各种滤光片等,也可以在各透镜之间配置这些各种滤光片。或者,也可以在摄像透镜1具有的任意的透镜的透镜面实施具有与各种滤光片相同的作用的涂层。
此外,通过各透镜之间的有效直径外的光束成为杂散光而到达像面,有成为重影的忧虑,因此,根据需要,优选设置遮蔽该杂散光的遮光机构。作为该遮光机构,例如可以在透镜的有效直径外的部分施加不透明的涂料,或也可以设置不透明的板材。或者,也可以在成为杂散光的光束的光路上设置不透明的板材作为遮光机构。或者,可以在最靠近物侧的透镜的更靠近物侧配置遮断杂散光的遮光罩那样的元件。作为一例,在图1中示出在第1透镜L1、第2透镜L2的像侧的面分别设置遮光机构11、12的例子,但是,设置遮光机构的部位不限于图1所示的例子,也可以配置在其他的透镜上或透镜之间。
另外,也可以在各透镜之间配置遮断周边光线的部件。周边光线是指来自光轴Z之外的物点的光线中、通过光学系统的入瞳的周边部分的光线。通过在周边光量比实用上没有问题的范围遮断周边光线,从而可以提高成像领域周边部的像质。而且,通过用该部件遮断产生重影的光,从而可以降低重影。
[实施例]
接着,对本实用新型所涉及的摄像透镜的具体的数值实施例进行说明。
<实施例1>
图2表示实施例1的摄像透镜的透镜结构图,表1表示透镜数据及各种数据。
[表1]
实施例1透镜数据 实施例1各种数据
在表1的透镜数据中,面号码是将最靠近物侧的构成因素的面作为第1个随着朝向像侧依次增加的第i个(i=1、2、3、…)的面号码。并且,在表1的透镜数据中还包括孔径光阑St及光学部件PP。
表1的Ri表示第i个(i=1、2、3、…)面的曲率半径,Di表示第i个(i=1、2、3、…)面和第i+1个面的光轴Z上的面间隔。此外,Ndj表示将最靠近物侧的光学因素设为第1个、随着朝向像侧依次增加的第j个(j=1、2、3、…)光学因素对d线的折射率,vdj表示第j个光学因素对d线的阿贝数。在表1中,曲率半径是将在物侧为凸的情况设为正,将在像侧凸的情况设为负。
在表1的各种数据中,Fno.表示F数,2ω表示全视场角,L表示从第1透镜L1的物侧的面到像面的光轴Z上的距离(后焦距部分是空气换算长度),Bf表示从第6透镜L6的像侧的面到像面的距离(相当于后焦距、空气换算长度),f是整个系统的焦距,f1是第1透镜L1的焦距,f2是第2透镜L2的焦距,f3是第3透镜L3的焦距,f4是第4透镜L4的焦距,f5是第5透镜L5的焦距,f6是第6透镜L6的焦距,f456是从第4透镜L4到第6透镜L6为止的合成焦距(第4透镜L4、第5透镜L5、第6透镜L6的合成焦距),IH是在像面上的最大像高,ED1是在第1透镜L1的物侧的面的最大光线高度。
在表1的各种数据中,2ω的单位是度。作为表1的曲率半径及面间隔的单位、表1的L、Bf、各焦距、合成焦距、IH、ED1的单位,这里使用“mm”。但是,光学系统即使按比例放大或按比例缩小也得到同等的光学性能,所以单位不限于“mm”,也可以使用其他的适当的单位。
在图2中,图的左侧为物侧,右侧为像侧。图2所示的孔径光阑St不是表示形状或大小而表示光轴Z上的位置。图2的符号Ri、Di(i=1、2、3、…)与表1的Ri、Di对应。
上述说明的表1中的符号的意义及透镜结构图的图示方法,对于后述的实施例也基本相同。
实施例1的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的平凸透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
<实施例2>
图3表示实施例2的摄像透镜的透镜结构图,表2表示透镜数据及各种数据。实施例2的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的平凸透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表2]
实施例2透镜数据 实施例2各种数据
<实施例3>
图4表示实施例3的摄像透镜的透镜结构图,表3表示透镜数据及各种数据。实施例3的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的正弯月形透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表3]
实施例3透镜数据 实施例3各种数据
<实施例4>
图5表示实施例4的摄像透镜的透镜结构图,表4表示透镜数据及各种数据。实施例4的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的正弯月形透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表4]
实施例4透镜数据 实施例4各种数据
<实施例5>
图6表示实施例5的摄像透镜的透镜结构图,表5表示透镜数据及各种数据。实施例5的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的平凸透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表5]
实施例5透镜数据 实施例5各种数据
<实施例6>
图7表示实施例6的摄像透镜的透镜结构图,表6表示透镜数据及各种数据。实施例6的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的平凸透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表6]
实施例6透镜数据 实施例6各种数据
<实施例7>
图8表示实施例7的摄像透镜的透镜结构图,表7表示透镜数据及各种数据。实施例7的摄像透镜从物侧依次由双凹透镜的第1透镜L1、双凸透镜的第2透镜L2、双凸透镜的第3透镜L3、孔径光阑St、双凹透镜的第4透镜L4、将凸面朝向像侧的正弯月形透镜的第5透镜L5、双凸透镜的第6透镜L6构成。
[表7]
实施例7透镜数据 实施例7各种数据
将与实施例1~7的摄像透镜的条件式(1)~(13)对应的值示于表8。在实施例1~7中,将d线设为基准波长,表8表示在该基准波长的各值。而且,根据表8可知,实施例1~7全部满足条件式(1)~(13)。
[表8]
图9(A)、图9(B)、图9(C)、图9(D)分别表示实施例1的摄像透镜的球面像差、非点像差(也称像散)、畸变(歪曲像差)、倍率色像差(倍率的色像差)的像差图。在各像差图中,表示以d线(587.56nm)为基准波长的像差,但是在球面像差图及倍率色像差图中,还表示对F线(波长486.13nm)、C线(波长656.27nm)、s线(852.11nm)的像差。而且,在球面像差中,也一并表示作为OSC的正弦条件违反量(Offence against the Sine Condition)。球面像差图的Fno.是F数,其他的像差图的ω表示半视场角。就畸变的图而言,利用整个系统的焦距f、视场角(变数处理,),将理想像高设为f×表示距它的偏移量。
此外,同样地,在图10(A)~图10(D)、图11(A)~图11(D)、图12(A)~图12(D)、图13(A)~图13(D)、图14(A)~图14(D)、图15(A)~图15(D)分别表示上述实施例2、3、4、5、6、7所涉及的摄像透镜的球面像差、非点像差、畸变(歪曲像差)、倍率色像差的像差图。根据各像差图可知,上述实施例1~5从可见光区域直到近红外区域,各像差被良好地校正。
实施例1~7的摄像透镜是在6片透镜结构中,全部由球面透镜构成,因完全不使用接合透镜而全部都由单透镜构成,所以可低价制作。此外,实施例1~7的摄像透镜谋求小型且广角化且具有良好的光学性能,F数小到2.0,从可见光区域直到近红外区域,被良好地像差校正,因此,可以在监视摄像机或用于拍摄汽车的前方、侧方、后方等的影像的车载用摄像机等很好地使用。
作为使用例,图16表示在汽车100搭载了具备本实施方式的摄像透镜的摄像装置的样子。在图16中,汽车100具备用于拍摄其助手席侧的侧面的死角范围的车外摄像机101、用于拍摄汽车100的后侧的死角范围的车外摄像机102、安装在内视镜的背面并用于拍摄与驾驶员相同的视野范围的车内摄像机103。车外摄像机101、车外摄像机102、车内摄像机103是本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置,具备本实用新型的实施例的摄像透镜和将由该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。
本实用新型的实施例所涉及的摄像透镜具有上述的优点,所以车外摄像机101、102及车内摄像机103也可以小型且低价地构成,可以在其摄像元件的摄像面上成像良好的像。
以上,举出实施方式及实施例说明了本实用新型,但是本实用新型不限于上述的实施方式及实施例,可以进行各种变形。例如,各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数的值不限于上述各数值实施例所示的值,可以取其他的值。
此外,在摄像装置的实施方式中,对于在车载用摄像机适用本实用新型的例子图示进行了说明,但是本实用新型不限于该用途,例如还可以适用于便携终端用摄像机或监视摄像机等。
Claims (11)
1.一种摄像透镜,其特征在于,从物侧依次具备:第1透镜,将凹面朝向像侧且具有负的光焦度;第2透镜,是双凸透镜,具有正的光焦度;第3透镜,具有正的光焦度;光阑;第4透镜,是双凹透镜,具有负的光焦度;第5透镜,将凸面朝向像侧且具有正的光焦度;和第6透镜,将凸面朝向物侧且具有正的光焦度;
上述第2透镜,其物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值,
上述第3透镜,其物侧的面的曲率半径绝对值与像侧的面的曲率半径绝对值相同或小于像侧的面的曲率半径绝对值,
上述第2透镜的材质对d线的阿贝数为45以上,
上述第4透镜的材质对d线的阿贝数为30以下。
2.根据权利要求1所述的摄像透镜,其特征在于,
上述第1透镜为双凹透镜,物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,
上述第5透镜,其物侧的面的曲率半径绝对值大于像侧的面的曲率半径绝对值,
上述第6透镜,其物侧的面的曲率半径绝对值小于像侧的面的曲率半径绝对值。
3.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
上述第5透镜的焦距设为f5,上述第6透镜的焦距设为f6时,满足下述条件式(1):
0.30<f5/f6<0.95……(1)。
4.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
上述第2透镜的焦距设为f2,上述第3透镜的焦距设为f3时,满足下述条件式(2):
0.50<f2/f3<1.80……(2)。
5.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
整个系统的焦距设为f,上述第2透镜的物侧的面的曲率半径设为R3时,满足下述条件式(3):
0.5<R3/f<4.0……(3)。
6.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
整个系统的焦距设为f,从最靠近物侧的透镜的物侧的面到像面为止的光轴上的距离设为L时,满足下述条件式(4):
2.0<L/f<7.0……(4)。
7.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
上述第2透镜的材质对d线的折射率为1.65至1.9之间。
8.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
整个系统的焦距设为f,上述第5透镜的焦距设为f5时,满足下述条件式(5):
0.8<f5/f<1.6……(5)。
9.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
上述第1透镜的焦距设为f1,上述第2透镜的焦距设为f2时,满足下述条件式(6):
0.3<|f1/f2|<1.0……(6)。
10.根据权利要求1或2所述的摄像透镜,其特征在于,
整个系统的焦距设为f,从上述第4透镜到上述第6透镜的合成焦距设为f456时,满足下述条件式(7):
1.50<f456/f<2.50……(7)。
11.一种摄像装置,其特征在于,具备权利要求1或2所述的摄像透镜。
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