專利名稱：攝像透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種攝像透鏡及攝像裝置，更詳細(xì)地，涉及適合用于利用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等攝像元件的車載用攝像機(jī)、便攜終端用攝像機(jī)、監(jiān)視攝像機(jī)等的攝像透鏡以及具備該攝像透鏡的攝像裝置。

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飛速發(fā)展。與此同時，具備這些攝像元件的攝像設(shè)備主體的小型化也發(fā)展，對其所搭載的攝像透鏡，除了良好的光學(xué)性能以外，也要求小型化、輕量化。
另外，在車載用攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)等，例如要求全視場角超過130度的廣角的透鏡并且具有高耐氣候性、小型且高性能的透鏡。
在上述領(lǐng)域，作為過去公知的透鏡片數(shù)少的攝像透鏡，例如有在下述專利文獻(xiàn)1～3所述的攝像透鏡。在專利文獻(xiàn)1、2記載有4片結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，在專利文獻(xiàn)3記載有由3片結(jié)構(gòu)的攝像透鏡和配置在該物側(cè)的玻璃制保護(hù)板構(gòu)成的透鏡組件。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開2002-244031號公報 專利文獻(xiàn)2日本專利公開2006-259704號公報 專利文獻(xiàn)3日本專利公開2007-133324號公報 但是，上述領(lǐng)域的攝像裝置所利用的攝像透鏡為了提高耐氣候性而有時最靠近物側(cè)所配置的第1透鏡由玻璃透鏡構(gòu)成。一般，第1透鏡的口徑(也稱直徑)比其他透鏡大，尤其在廣角透鏡中入射到第1透鏡的光線高度大，所以第1透鏡的直徑必然變大。
然而，若由玻璃透鏡構(gòu)成大直徑的第1透鏡，則成本變高。在上述領(lǐng)域的攝像透鏡中，強(qiáng)烈要求小型、高性能、廣角化的同時也要求降低成本。在近幾年，其要求變得更加強(qiáng)烈。為了降低成本，需要例如增大制造誤差的容許量等的設(shè)計。
專利文獻(xiàn)1、2所記載的透鏡系統(tǒng)，由于其第1透鏡的光焦度均大，所以若增大制造誤差的容許量則難以穩(wěn)定地確保性能，其結(jié)果難以謀求降低成本。
在專利文獻(xiàn)3所記載的透鏡組件可期待通過保護(hù)板提高耐氣候性，但是攝像透鏡自身的廣角化不充分。

實用新型內(nèi)容本實用新型鑒于上述情況，其目的在于提供一種具有良好的光學(xué)性能，構(gòu)成為小型且廣角，可低成本制作的攝像透鏡以及具備該攝像透鏡的攝像裝置。
本實用新型的攝像透鏡的特征在于，從物側(cè)依次具備像側(cè)的面為凹面第1透鏡、像側(cè)的面為凹面且至少一方的面為非球面的負(fù)的第2透鏡、至少一方的面為非球面的第3透鏡、像側(cè)的面為凸面且至少一方的面為非球面的正的第4透鏡，在第3透鏡和第4透鏡之間配置光闌，將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第1透鏡的焦距設(shè)為f1時，滿足下述條件式(1)。
15.0＜|f1/f|…(1) 另外，上述的“凹面”、“凸面”是關(guān)于非球面在近軸區(qū)域加以考慮的。
而且，本實用新型的攝像透鏡的第1透鏡的像側(cè)面為凹面即可，例如作為第1透鏡也可以是具有光焦度的彎月形透鏡，也可以是物側(cè)的面和像側(cè)的面的曲率半徑相等的彎月形透鏡，或者也可以是平凹透鏡或雙凹透鏡。
本實用新型的攝像透鏡由于是最少4片的較少的透鏡片數(shù)，所以可低成本且小型地構(gòu)成。而且，在第2透鏡至第4透鏡的各透鏡設(shè)置非球面，如上所述適當(dāng)?shù)剡x擇各透鏡的結(jié)構(gòu)，所以不僅是最少4片的較少的透鏡片數(shù)，并且可以確保高性能并謀求小型化及廣角化。而且，尤其本實用新型的攝像透鏡較小地設(shè)定第1透鏡的光焦度，以便滿足條件式(1)，因此，可以較大地設(shè)定第1透鏡的制造誤差及組裝誤差的容許量，可以廉價地制作。
在本實用新型的攝像透鏡中，將第1透鏡對d線的折射率設(shè)為N1時，優(yōu)選滿足下述條件式(2)。
N1≤1.7…(2) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將第1透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)為v1時，優(yōu)選滿足下述條件式(3)。
v1＜60…(3) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將第1透鏡和第2透鏡的合成焦距設(shè)為f12，將第3透鏡和第4透鏡的合成焦距設(shè)為f34時，優(yōu)選滿足下述條件式(4)。
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將第2透鏡的焦距設(shè)為f2時，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。
5.0＜|f1/f2|…(5) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，第2透鏡的像側(cè)的面優(yōu)選是中心具有負(fù)的光焦度、且在有效徑端負(fù)的光焦度小于中心的形狀。
而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將第2透鏡的像側(cè)的面的中心的曲率半徑絕對值設(shè)為|R4|，將第2透鏡的像側(cè)的面在有效徑端的曲率半徑絕對值設(shè)為|RX4|時，優(yōu)選滿足下述條件式(6)。
2.0＜|RX4|/|R4|…(6) 另外，在本實用新型中，“面的有效直徑”是指在光學(xué)系統(tǒng)相對于光軸旋轉(zhuǎn)對稱時通過透鏡面的有效光線中的通過最外側(cè)(從光軸離開最遠(yuǎn)的位置)的光線和該透鏡面的交點描繪的圓的直徑。在此，有效光線是像的成像所利用的光線，是軸上的有效光線、軸外的有效光線全部包括的光線。從而，在本實用新型中，“面的有效徑端”是指與通過透鏡面的有效直徑內(nèi)的所有光線中的通過最外側(cè)的光線相交的面上的各點。
而且，在本實用新型中，“中心的曲率半徑”是指近軸的曲率半徑。
而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將從第1透鏡的物側(cè)的面到像面在光軸上的距離設(shè)為L時，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。另外，在計算L時，后截距部分設(shè)為空氣換算長度。
8.0＜L/f＜13.0…(7) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將從最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面到像面在光軸上的距離設(shè)為Bf時，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。另外，Bf相當(dāng)于后截距，在其計算時利用空氣換算長度。
1.0＜Bf/f＜2.5…(8) 而且，在本實用新型的攝像透鏡中，將第1透鏡的中心厚度設(shè)為D1時，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。
0.9＜D1…(9) 本實用新型的攝像裝置的特征在于，具備上述記載的本實用新型的攝像透鏡。
根據(jù)本實用新型，在最少4片的透鏡系統(tǒng)中，設(shè)置非球面而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀及光焦度、光闌的位置等結(jié)構(gòu)，使得滿足條件式(1)，所以可以提供具有良好的光學(xué)性能、構(gòu)成為小型且廣角、可以低成本制作的攝像透鏡以及具備該攝像透鏡的攝像裝置。

圖1是本實用新型的一實施方式所涉及的攝像透鏡的光路圖。
圖2是用于說明第1透鏡的面形狀的圖。
圖3是表示本實用新型的實施例1的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4是表示本實用新型的實施例2的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5是表示本實用新型的實施例3的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是表示本實用新型的實施例4的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖7是表示本實用新型的實施例5的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8是表示本實用新型的實施例6的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9是表示本實用新型的實施例7的攝像透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖10(A)～圖10(E)是本實用新型的實施例1的攝像透鏡的各像差圖。
圖11(A)～圖11(E)是本實用新型的實施例2的攝像透鏡的各像差圖。
圖12(A)～圖12(E)是本實用新型的實施例3的攝像透鏡的各像差圖。
圖13(A)～圖13(E)是本實用新型的實施例4的攝像透鏡的各像差圖。
圖14(A)～圖14(E)是本實用新型的實施例5的攝像透鏡的各像差圖。
圖15(A)～圖15(E)是本實用新型的實施例6的攝像透鏡的各像差圖。
圖16(A)～圖16(E)是本實用新型的實施例7的攝像透鏡的各像差圖。
圖17是用于說明本實用新型的實施方式所涉及的車載用攝像裝置的配置的圖。
圖18是表示本實用新型的實施方式所涉及的車外攝像機(jī)的簡要結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖19是表示本實用新型的實施方式所涉及的監(jiān)視攝像機(jī)的簡要結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖中1-攝像透鏡，2-軸上光束，3、4-軸外光束，5-攝像元件，11、12-遮光機(jī)構(gòu)，100-汽車，101、102-車外攝像機(jī)，103-車內(nèi)攝像機(jī)，Di(i＝1、2、3、…)-第i面和第i+1面在光軸上的面間隔，Pim-成像位置，L1-第1透鏡，L2-第2透鏡，L3-第3透鏡，L4-第4透鏡，PP-光學(xué)部件，Sim-像面，St-孔徑光闌，Z-光軸。
具體實施方式
以下，參照附圖對本實用新型的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[攝像透鏡的實施方式] 在圖1表示本實用新型的一實施方式所涉及的攝像透鏡1的透鏡剖面圖。在圖1中，圖的左側(cè)為物側(cè)，右側(cè)為像側(cè)，也一起表示來自位于無限遠(yuǎn)距離的物點的軸上光束2、在全視場角2ω下的軸外光束3、4。
在圖1中，考慮攝像透鏡1適用于攝像裝置的情況，也圖示有配置在包含攝像透鏡1的像點Pim的像面Sim的攝像元件5。攝像元件5將由攝像透鏡1形成的光學(xué)像變換成電信號，例如，可使用CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器等。
另外，將攝像透鏡1適用于攝像裝置時，根據(jù)裝載透鏡的攝像機(jī)側(cè)的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選設(shè)置蓋玻璃、低通濾光片或紅外線截止濾光片等，在圖1中表示將設(shè)想這些的平行平板狀光學(xué)部件PP配置在最靠近像側(cè)的透鏡和攝像元件5(像面Sim)之間的例子。
攝像透鏡1從物側(cè)依次具備像側(cè)的面為凹面的第1透鏡L1、像側(cè)的面為凹面且至少一方的面為非球面的負(fù)的第2透鏡L2、至少一方的面為非球面的第3透鏡L3、孔徑光闌St、像側(cè)的面為凸面且至少一方的面為非球面的正的第4透鏡L4。另外，圖1中的孔徑光闌St不表示其形狀或大小，而表示其在光軸Z上的位置。
攝像透鏡1通過由4片的較少的透鏡片數(shù)構(gòu)成，可以謀求降低成本的同時謀求光軸方向總長的小型化。而且，通過將第2透鏡L2至第4透鏡L4的各透鏡設(shè)為至少單面為非球面的非球面透鏡，從而是4片的較少透鏡片數(shù)且可以得到校正球面像差、像面彎曲、彗形像差的良好的像。
在攝像透鏡1中，將第1透鏡L1的像側(cè)的面設(shè)為凹面。假設(shè)若將第1透鏡L1的像側(cè)的面設(shè)為凸面，則難以使第1透鏡L1具有負(fù)的光焦度，所以難以廣角化，或者在進(jìn)行了廣角化的情況下由于周邊的光線入射到第1透鏡L1時的角度變大且反射率變大而使周邊光量比下降。通過將第1透鏡L1的像側(cè)的面設(shè)為凹面，容易廣角化的同時也可控制光線對面的入射角，可防止周邊光量比的下降。
通過將第4透鏡L4設(shè)為將凸面朝向像側(cè)的且具有正的光焦度的透鏡，可良好地校正像面彎曲。
通過在第3透鏡L3和第4透鏡L4之間設(shè)置孔徑光闌St，可將透鏡系統(tǒng)的直徑方向小型化。
另外，攝像透鏡1在設(shè)整個系統(tǒng)的焦距為f、設(shè)第1透鏡的焦距為f1時，按滿足下述條件式(1)的方式構(gòu)成。
15.0＜|f1/f|…(1) 通過滿足條件式(1)，可以相對于整個系統(tǒng)的光焦度減小第1透鏡L1的光焦度，可以減緩第1透鏡L1對性能的靈敏度。由此，可以增大制造誤差及組裝誤差的容許量，因此可廉價制作。
而且，通過第1透鏡L1滿足條件式(1)，將第2透鏡L2設(shè)為具有負(fù)的光焦度的透鏡，可將系統(tǒng)整體廣角化。
在車載攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)等用途中，優(yōu)選最靠近物側(cè)所配置的第1透鏡L1使用堅硬且耐抗沖擊的材質(zhì)。在本實用新型中，減小第1透鏡L1的光焦度，以便第1透鏡L1滿足條件式(1)，因此，在使用如后述的條件式(3-2)、(3-3)的阿貝數(shù)小的材質(zhì)時，也可以抑制色像差的惡化。即，在本實用新型中，第1透鏡L1的材質(zhì)的選擇幅度大，可以使用低成本的材質(zhì)廉價制作耐抗各種沖擊的透鏡。而且，在第1透鏡L1的材質(zhì)使用塑料時也可以選擇堅硬、耐抗各種沖擊的材質(zhì)，且容易廉價制作出耐抗沖擊的透鏡。
另外，通過減小第1透鏡L1的光焦度，可以減緩第1透鏡L1的位置精度，容易更換第1透鏡L1。例如，第1透鏡L1因劃痕或藥品等受到損壞時，可以更換第1透鏡L1而再生透鏡系統(tǒng)，且這時的透鏡更換變得容易。
而且，通過減小第1透鏡L1的光焦度，作為第1透鏡L1的材質(zhì)使用塑料時，與第1透鏡L1具有大的光焦度相比，也可以減少由溫度變化造成的性能變化的影響。從而，根據(jù)本實用新型，有利于塑料的使用，更容易謀求降低成本。
其次，對本實用新型的實施方式所涉及的攝像透鏡優(yōu)選具有的結(jié)構(gòu)和其作用效果進(jìn)行說明。另外，作為優(yōu)選的狀態(tài)也可以是以下任意1個結(jié)構(gòu)或者任意2個以上的結(jié)構(gòu)的組合。
將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第1透鏡的焦距設(shè)為f1時，為了更廉價制作第1透鏡L1，優(yōu)選滿足下述條件式(1-2)。
50.0＜|f1/f|…(1-2) 通過滿足條件式(1-2)，第1透鏡L1的光焦度變得更小，可以進(jìn)一步增大制造誤差及組裝誤差的容許量，可以進(jìn)一步廉價制作。
將第1透鏡L1的材質(zhì)對d線的折射率設(shè)為N1時，優(yōu)選滿足下述條件式(2)。
N1≤1.7…(2) 通過滿足條件式(2)可選擇廉價的材質(zhì)，因此，可廉價制作第1透鏡。
而且，將第1透鏡L1的材質(zhì)對d線的阿貝數(shù)設(shè)為v1時，優(yōu)選滿足下述條件式(3)。
v1＜60…(3) 若成為條件式(3)的上限以上，則透鏡材質(zhì)變成高價而成為成本上升的原因。
此時，優(yōu)選第1透鏡L1的材質(zhì)對d線的阿貝數(shù)v1滿足下述條件式(3-1)。
v1＜50…(3-1) 通過選擇第1透鏡L1的阿貝數(shù)，以便滿足條件式(3-1)的上限，作為第1透鏡L1的材質(zhì)可選擇更堅硬的材質(zhì)，例如，可以制作在作為車載攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)用透鏡而使用時所要求的耐沖擊性良好的透鏡。
而且，更優(yōu)選第1透鏡L1的材質(zhì)對d線的阿貝數(shù)v1滿足下述條件式(3-2)。
20＜v1＜45…(3-2) 通過選擇第1透鏡L1的阿貝數(shù)，以便滿足條件式(3-2)的上限，作為第1透鏡L1的材質(zhì)使用塑料時也可以選擇堅硬的材質(zhì)，例如，可以制作作為車載攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)用透鏡而使用時所要求的耐沖擊性良好的透鏡。通過選擇第1透鏡L1的阿貝數(shù)，以便滿足條件式(3-2)的下限，可抑制色像差的發(fā)生。而且，可以抑制材料的成本，可更加廉價制作透鏡系統(tǒng)。
另外，更加優(yōu)選第1透鏡L1的材質(zhì)對d線的阿貝數(shù)v1滿足下述條件式(3-3)。
23＜v1＜35…(3-3) 通過選擇第1透鏡L1的阿貝數(shù)，以便滿足條件式(3-3)的上限，作為第1透鏡L1的材質(zhì)可選擇更廉價且堅硬的材質(zhì)，例如，可廉價制作在作為車載攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)用透鏡而使用時所要求的耐沖擊性良好的透鏡。通過選擇第1透鏡L1的阿貝數(shù)，以便滿足條件式(3-3)的下限，從而可以進(jìn)一步抑制色像差的發(fā)生。而且，可以進(jìn)一步抑制材料的成本，可更加廉價制作透鏡系統(tǒng)。
而且，將第1透鏡L1和上述第2透鏡L2的合成焦距設(shè)為f12，將第3透鏡L3和第4透鏡L4的合成焦距設(shè)為f34時，優(yōu)選滿足下述條件式(4)。
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4) 若成為條件式(4)的上限以上，則難以實現(xiàn)廣角化。若成為條件式(4)的下限以下，則難以良好地校正彗形像差。
另外，更加優(yōu)選滿足下述條件式(4-2)。
0.3＜|f12/f34|＜0.5…(4-2) 若滿足條件式(4-2)的上限，則更加容易實現(xiàn)廣角化。若滿足條件式(4-2)的下限，則更加容易良好地校正彗形像差。
而且，將第1透鏡L1的焦距設(shè)為f1，將第2透鏡L2的焦距設(shè)為f2時，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。
5.0＜|f1/f2|…(5) 若成為條件式(5)的下限以下，則第1透鏡L1的光焦度變大，難以廉價制作透鏡系統(tǒng)。
另外，更優(yōu)選滿足下述條件式(5-2)。
30.0＜|f1/f2|…(5-2) 若滿足條件式(5-2)的下限，則可以進(jìn)一步減小第1透鏡L1的光焦度，可以更加廉價地制作透鏡系統(tǒng)。
優(yōu)選第1透鏡L1的物側(cè)的面形狀為凸面或者平面。
將第1透鏡L1的物側(cè)的面設(shè)為凸面時，可以捕獲來自寬的視場角的光線。而且，可以抑制寬視場角的光線入射到透鏡系統(tǒng)時的反射率。
而且，也可制作如魚眼透鏡那樣的最大視場角超過180度的透鏡。
將第1透鏡L1的物側(cè)的面設(shè)為平面時，可以捕獲來自寬的視場角的光線的同時，可更加廉價制作第1透鏡L1。
將第1透鏡L1的物側(cè)的面的曲率半徑設(shè)為R1，將第1透鏡L1的像側(cè)的面的曲率半徑設(shè)為R2時，優(yōu)選|R1/R2|為1.0以上。通過將|R1/R2|設(shè)為1.0以上，容易將透鏡系統(tǒng)廣角化。
而且，優(yōu)選|R1/R2|為5.0以上。若將|R1/R2|設(shè)為5.0以上，則更加容易將透鏡系統(tǒng)廣角化。
作為第2透鏡L2的形狀，優(yōu)選第2透鏡L2的像側(cè)的面是中心具有負(fù)的光焦度、且在有效徑端負(fù)的光焦度小于中心的形狀。通過將第2透鏡L2的像側(cè)的面設(shè)為這種形狀，廣角化的同時可以良好地校正畸變。
而且，將第2透鏡L2的像側(cè)的面的中心的曲率半徑絕對值設(shè)為|R4|，將第2透鏡L2的像側(cè)的面在有效徑端的曲率半徑絕對值設(shè)為|RX4|時，優(yōu)選滿足下述條件式(6)。通過滿足條件式(6)，可良好地校正畸變。
2.0＜|RX4|/|R4|…(6) 一邊參照圖2一邊對第2透鏡L2的像側(cè)的面的上述形狀進(jìn)行說明。圖2是攝像透鏡1的光路圖，但是為了避免圖的復(fù)雜化省略了一部分符號的圖示。在圖2中，點Q4是第2透鏡L2的像側(cè)的面的中心，是第2透鏡L2的像側(cè)的面和光軸Z的交點。圖2的點X4是第2透鏡L2的像側(cè)的面的有效徑端的點，是第2透鏡L2的像側(cè)的面和軸外光束3所包含的最外側(cè)的光線6的交點。
此時，如圖2所示，將在點X4的透鏡面的法線和光軸Z的交點設(shè)為點P4，將連接點X4和點P4的線段的長度|X4-P4|定義為在點X4的曲率半徑絕對值|RX4|。即，定義為|X4-P4|＝|RX4|。這樣，將連接透鏡面的各點與在該各點的透鏡面的法線和光軸的交點的線段的長度定義為在各點的曲率半徑絕對值。同樣地，將在透鏡面的中心的點Q4的曲率半徑設(shè)為R4(在圖2中未圖示)，將其絕對值設(shè)為|R4|。
上述第2透鏡L2的像側(cè)的面的“中心具有負(fù)的光焦度、且在有效徑端負(fù)的光焦度小于中心的形狀”表示包含點Q4的近軸區(qū)域為凹形狀，點P4比點Q4更位于像側(cè)，|RX4|比|R4|大的形狀。
另外，優(yōu)選第2透鏡L2的像側(cè)的面設(shè)為隨著向周邊延伸而負(fù)的光焦度減小的形狀。該第2透鏡L2的像側(cè)的面的“隨著向周邊延伸而負(fù)的光焦度減小的形狀”即表示點P4比點Q4更位于像側(cè)，沿著透鏡面隨著從點Q4向點X4延伸在透鏡面的各點的曲率半徑絕對值增大。
在圖2中，為了幫助理解用雙點劃線描繪以|R4|為半徑并通過點Q4且以光軸上的點為中心的圓CQ4，用虛線描繪以|RX4|為半徑并通過點X4且以光軸上的點為中心的圓CX4。圓CX4成為比圓CQ4大的圓，明示出|R4|＜|RX4|。
另外，優(yōu)選第2透鏡L2的像側(cè)的面的形狀滿足下述條件式(6-2)，通過這樣構(gòu)成，從而可以更良好地校正畸變。
2.2＜|RX4|/|R4|…(6-2) 優(yōu)選第3透鏡L3為彎月形透鏡。
優(yōu)選第3透鏡L3的物側(cè)的面是中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度減小的形狀。通過將第3透鏡L3的物側(cè)的面設(shè)為這種形狀，可良好地校正像面彎曲。
第3透鏡L3的物側(cè)的面的上述形狀與使用圖2說明的第2透鏡L2的像側(cè)的面的形狀同樣，可以如下認(rèn)為。在透鏡剖面圖中，將第3透鏡L3的物側(cè)的面的有效徑端設(shè)為點X5，將在該點的法線和光軸Z的交點設(shè)為點P5時，將連接點X5和點P5的線段的長度|X5-P5|設(shè)為在點X5的曲率半徑絕對值|RX5|。而且，將第3透鏡L3的物側(cè)的面和光軸Z的交點、即第3透鏡L3的物側(cè)的面的中心設(shè)為點Q5。
第3透鏡L3的物側(cè)的面的“中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度減小的形狀”表示包含點Q5的近軸區(qū)域為凸形狀，點P5比點Q5更位于像側(cè)，沿著透鏡面隨著從點Q5向點X5延伸在透鏡面的各點的曲率半徑絕對值增大。
而且，優(yōu)選第3透鏡L3的物側(cè)的面設(shè)為在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀。該第3透鏡L3的物側(cè)的面的“在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀”即表示在點X5的曲率半徑絕對值|RX5|大于在點Q5的曲率半徑絕對值|R5|的形狀。
優(yōu)選|RX5|大于|R5|的1.1倍，即，1.1＜|RX5|/|R5|，在此時容易進(jìn)行像面彎曲的校正。
優(yōu)選第3透鏡L3的像側(cè)的面是中心具有負(fù)的光焦度、且隨著向周邊延伸而負(fù)的光焦度變大的形狀。通過將第3透鏡L3的像側(cè)的面設(shè)為這種形狀，可以良好地校正球面像差。
第3透鏡L3的像側(cè)的面的上述形狀與利用圖2說明的第2透鏡L2的像側(cè)的面的形狀同樣，可如下認(rèn)為。在透鏡剖面圖中，將第3透鏡L3的像側(cè)的面的有效徑端設(shè)為點X6，將在該點的法線和光軸Z的交點設(shè)為點P6時，將連接點X6和點P6的線段的長度|X6-P6|設(shè)為在點X6的曲率半徑絕對值|RX6|。而且，將第3透鏡L3的像側(cè)的面和光軸Z的交點即第3透鏡L3的像側(cè)的面的中心設(shè)為點Q6。
第3透鏡L3的像側(cè)的面的“中心具有負(fù)的光焦度、且隨著向周邊延伸而負(fù)的光焦度增大的形狀”表示包含點Q6的近軸區(qū)域為凹形狀，點P6比點Q6位于像側(cè)，沿著透鏡面隨著從點Q6向點X6延伸在透鏡面的各點的曲率半徑絕對值減小。
而且，優(yōu)選第3透鏡L3的像側(cè)的面設(shè)為在有效徑端負(fù)的光焦度大于中心的形狀。該第3透鏡L3的像側(cè)的面的“在有效徑端負(fù)的光焦度大于中心的形狀”即表示在點X6的曲率半徑絕對值|RX6|小于在點Q6的曲率半徑絕對值|R6|的形狀。
優(yōu)選|RX6|小于|R6|的0.9倍，即，|RX6|/|R6|＜0.9，在此時容易進(jìn)行球面像差的校正。
優(yōu)選第4透鏡L4的物側(cè)的面是中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度變?nèi)醯男螤睢Ｍㄟ^將第4透鏡L4的物側(cè)的面設(shè)為這種形狀，可以良好地校正球面像差和像面彎曲。
第4透鏡L4的物側(cè)的面的上述形狀與利用圖2而說明的第2透鏡L2的像側(cè)的面的形狀同樣，可以如下認(rèn)為。在透鏡剖面圖中，將第4透鏡L4的物側(cè)的面的有效徑端設(shè)為點X8，將在該點的法線和光軸Z的交點設(shè)為點P8時，將連接點X8和點P8的線段的長度|X8-P8|設(shè)為在點X8的曲率半徑絕對值|RX8|。而且，將第4透鏡L4的物側(cè)的面和光軸Z的交點即第4透鏡L4的物側(cè)的面的中心設(shè)為點Q8。
第4透鏡L4的物側(cè)的面的“中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度減小的形狀”表示包含點Q8的近軸區(qū)域為凸形狀，點P8比點Q8更位于像側(cè)，沿著透鏡面隨著從點Q8向點X8延伸在透鏡面的各點的曲率半徑絕對值增大。
而且，優(yōu)選第4透鏡L4的物側(cè)的面設(shè)為在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀。該第4透鏡L4的物側(cè)的面的“在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀”即表示在點X8的曲率半徑絕對值|RX8|大于在點Q8的曲率半徑絕對值|R8|的形狀。
優(yōu)選|RX8|大于|R8|的1.1倍，即，1.1＜|RX8|/|R8|，在此時容易進(jìn)行球面像差和像面彎曲的校正。
優(yōu)選第4透鏡L4的像側(cè)的面是中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度減小的形狀。通過將第4透鏡L4的像側(cè)的面設(shè)為這種形狀，可以良好地校正球面像差和像面彎曲。
第4透鏡L4的像側(cè)的面的上述形狀與利用圖2說明的第2透鏡L2的像側(cè)的面的形狀同樣，可如下認(rèn)為。在透鏡剖面圖中，將第4透鏡L4的像側(cè)的面的有效徑端設(shè)為點X9，將在該點的法線和光軸Z的交點設(shè)為點P9時，將連接點X9和點P9的線段的長度|X9-P9|設(shè)為在點X9的曲率半徑絕對值|RX9|。而且，將第4透鏡L4的像側(cè)的面和光軸Z的交點即第4透鏡L4的物側(cè)的面的中心設(shè)為點Q9。
第4透鏡L4的像側(cè)的面的“中心具有正的光焦度、且隨著向周邊延伸而正的光焦度減小的形狀”表示包含點Q9的近軸區(qū)域為凸形狀，點P9比點Q9更位于物側(cè)，沿著透鏡面隨著從點Q9向點X9延伸在透鏡面的各點的曲率半徑絕對值增大。
而且，優(yōu)選第4透鏡L4的像側(cè)的面設(shè)為在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀。該第4透鏡L4的像側(cè)的面的“在有效徑端正的光焦度小于中心的形狀”即表示在點X9的曲率半徑絕對值|RX9|大于在點Q9的曲率半徑絕對值|R9|的形狀。
優(yōu)選|RX9|大于|R9|的1.4倍，即，1.4＜|RX9|/|R9|，在此時容易進(jìn)行球面像差和像面彎曲的校正。
而且，將從第1透鏡L1的物側(cè)的面到像面的光軸上的距離設(shè)為L，將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f時，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。另外，在計算L時，后截距部分設(shè)為空氣換算長度。即，在最靠近像側(cè)的透鏡和像面Sim之間具有蓋玻璃或濾光片等時，后截距部分利用空氣換算的值。
8.0＜L/f＜13.0…(7) 若成為條件式(7)的上限以上，則可以容易實現(xiàn)廣角化，但透鏡系統(tǒng)變得大型化。若成為條件式(7)的下限以下，則可將透鏡系統(tǒng)小型化，但難以實現(xiàn)廣角化。
為了進(jìn)一步進(jìn)行廣角化和小型化，更優(yōu)選滿足下述條件式(7-2)。通過滿足條件式(7-2)的上限，可將透鏡系統(tǒng)更加小型化。通過滿足條件式(7-2)的下限，容易將透鏡系統(tǒng)更廣角化。
9.0＜L/f＜12.0…(7-2) 優(yōu)選上述L為13mm以下，通過將L設(shè)為13mm以下，可將透鏡系統(tǒng)小型化。為了將透鏡系統(tǒng)進(jìn)一步小型化，優(yōu)選將L設(shè)為12mm以下。
將從最靠近像側(cè)的透鏡(在圖1所示的例中為第4透鏡L4)的像側(cè)的面到像面Sim的光軸上的距離設(shè)為Bf，將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f時，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。另外，Bf相當(dāng)于后截距，在其計算時利用空氣換算長度。即，在最靠近像側(cè)的透鏡和像面Sim之間具有蓋玻璃或濾光片等時利用空氣換算的值。
1.0＜Bf/f＜2.5…(8) 若成為條件式(8)的上限以上，則透鏡系統(tǒng)會大型化。若成為條件式(8)的下限以下，則后截距變短，在透鏡系統(tǒng)和攝像元件5(像面Sim)之間難以插入各種濾光片或蓋玻璃等。
另外，更優(yōu)選滿足下述條件式(8-2)。若滿足條件式(8-2)的上限，則可將透鏡系統(tǒng)更小型化。若滿足條件式(8-2)的下限，則更加容易加長后截距。
1.5＜Bf/f＜2.0…(8-2) 另外，優(yōu)選Bf設(shè)為1.5mm以上。通過將Bf設(shè)為1.5mm以上，容易在透鏡系統(tǒng)和攝像元件5(像面Sim)之間插入各種濾光片或蓋玻璃。
將第1透鏡L1的中心厚度設(shè)為D1時，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。通過滿足條件式(9)，可以增強(qiáng)第1透鏡L1的強(qiáng)度。
0.9＜D1…(9) 為了進(jìn)一步增強(qiáng)第1透鏡L1的強(qiáng)度，優(yōu)選滿足下述條件式(9-2)。
1.5＜D1…(9-2) 為了進(jìn)一步增強(qiáng)第1透鏡L1的強(qiáng)度，優(yōu)選滿足下述條件式(9-3)。
1.8＜D1…(9-3) 將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第1透鏡L1的中心厚度設(shè)為D1時，優(yōu)選滿足下述條件式(10)。
0.7＜D1/f＜2…(10) 通過滿足條件式(10)的上限，可將透鏡系統(tǒng)小型化。通過滿足條件式(10)的下限，可以使第1透鏡L1不容易破裂。
將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第2透鏡L2中心厚度設(shè)為D3時，優(yōu)選滿足下述條件式(11)。
0.9＜D3/f＜2…(11) 通過滿足條件式(11)的上限，可將透鏡系統(tǒng)小型化。若成為條件式(11)的下限以下，則透鏡系統(tǒng)變薄，變得難以制造或者成為成本上升的原因。
將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將從第1透鏡L1的像側(cè)的面到第2透鏡L2的物側(cè)的面在光軸上的距離設(shè)為D2時，將第2透鏡L2的中心厚度設(shè)為D3時，優(yōu)選滿足下述條件式(12)。
1.0＜(D2+D3)/f＜3.5…(12) 若成為條件式(12)的上限以上，則透鏡系統(tǒng)會大型化。若成為條件式(12)的下限以下，則難以實現(xiàn)廣角化。
將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第2透鏡L2的焦距設(shè)為f2時，優(yōu)選滿足下述條件式(13)。
-1.5＜f2/f＜-0.5…(13) 若成為條件式(13)的上限以上，則第2透鏡L2的光焦度變得過大，對偏心的制造誤差及組裝誤差的容許量減少，變得難以組裝或成為成本上升的主要原因。若成為條件式(13)的下限以下，則難以廣角化。
優(yōu)選攝像透鏡1的全視場角為130°以上。通過將全視場角設(shè)為130°以上，例如，在作為車載攝像機(jī)用透鏡或監(jiān)視攝像機(jī)用透鏡用而使用時也成為充分的視場角。
優(yōu)選第2透鏡L2對d線的阿貝數(shù)為40以上，由此可以抑制色像差的發(fā)生，得到良好的像。
優(yōu)選第3透鏡L3對d線的阿貝數(shù)為29以下，由此可良好地校正倍率色像差。另外，將第3透鏡L3對d線的阿貝數(shù)設(shè)為26以下時，可更加良好地校正倍率色像差。而且，將第3透鏡L3對d線的阿貝數(shù)設(shè)為25以下時，可將倍率色像差抑制為最小限。
優(yōu)選第4透鏡L4對d線的阿貝數(shù)為40以上，由此可控制色像差的發(fā)生而得到良好的像。
優(yōu)選第1透鏡L1的材質(zhì)為塑料。通過將第1透鏡L1的材質(zhì)設(shè)為塑料，可將透鏡系統(tǒng)廉價且輕量地構(gòu)成的同時，在第1透鏡L1設(shè)置非球面時可以準(zhǔn)確地制作非球面形狀，所以可以制作良好的性能的透鏡。
而且，塑料與玻璃相比強(qiáng)度差，但是具有相對沖擊難以破裂的性質(zhì)，所以將第1透鏡L1設(shè)為塑料透鏡時，相對各種沖擊可使透鏡難以破裂。
在將第1透鏡L1設(shè)為塑料透鏡時，優(yōu)選在第1透鏡L1的物側(cè)的面施加提高第1透鏡L1的耐氣候性的措施。作為提高耐氣候性的措施例如優(yōu)選為硬涂層。而且，通過硬涂層等優(yōu)選施加提高透鏡系統(tǒng)的對沖擊的強(qiáng)度、耐劃摩性、耐藥品性的措施。
也可以在第1透鏡L1的物側(cè)的面施加疏水涂層。通過疏水涂層，即使在雨天使用時也難以附著水滴且難以附著污垢等?；蛘撸部梢栽诘?透鏡L1的物側(cè)的面施加親水涂層。通過親水涂層，即使淋上水等的液體時也可以減少水漬，難以生成水滴，可確保透明感的同時，在存在污垢時也可以自然地沖洗污垢而確保良好的視野。
本實用新型的實施方式所涉及的攝像透鏡為廣角透鏡，設(shè)想例如130°以上的全視場角，所以在第1透鏡L1的物側(cè)的面的周邊部光線的入射角大。因此，優(yōu)選在第1透鏡物側(cè)的面施加波長依賴性少的涂層。
第1透鏡L1的像側(cè)的面，在中心部面的法線和光軸Z所成的角小，但是在周邊部面的法線和光軸Z所成的角大，所以在中心部和周邊部反射率之差增大，存在成為重像的原因的憂慮。因此，優(yōu)選在第1透鏡L1的像側(cè)的面施加波長依賴性少的涂層。
另外，就單層涂層而言，若與企圖在規(guī)定的波長范圍防止反射的多涂層相比，則在該多涂層的極限波長及其附近而反射率對波長的變化緩慢。由此，第1透鏡L1的物側(cè)的面和第1透鏡L1的像側(cè)的面的至少任意一方的面的涂層也可以是單層涂層。
作為第1透鏡L1的具體的材質(zhì)，例如優(yōu)選使用丙烯酸、聚烯烴類材質(zhì)、聚碳酸酯類材質(zhì)、環(huán)氧樹脂、PET(聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate))、PES(聚醚砜(Poly EtherSulphone))，通過使用這些可以制作廉價制作第1透鏡L1。
另外，聚碳酸酯在塑料中為比較堅硬的材質(zhì)，但阿貝數(shù)小，雙折射也大，因此若在大光焦度的負(fù)的透鏡使用，則色像差或雙折射增大，難以得到良好的像。但是，如本實用新型通過減小第1透鏡L1的光焦度，在第1透鏡L1使用聚碳酸酯時也可以抑制色像差或雙折射的影響，可確保良好的性能并廉價制作耐沖擊性良好的透鏡。
在將第1透鏡L1的材質(zhì)設(shè)為聚碳酸酯類時，優(yōu)選在第1透鏡L1的物側(cè)的面施加硬涂層。通過施加硬涂層可以使第1透鏡L1更加堅硬，可以制作耐劃摩的透鏡的同時，也可以提高第1透鏡L1的耐藥品性。
在第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4的任意一個或者在這些中的任意多個組合中，優(yōu)選將其材質(zhì)設(shè)為塑料。通過將材質(zhì)設(shè)為塑料，可廉價且輕量地構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的同時，在設(shè)置非球面時可以準(zhǔn)確地制作非球面形狀，因此可制作良好的性能的透鏡。
在第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4中的至少任一個使用塑料材質(zhì)時，作為該材質(zhì)也可使用在塑料混合小于光波長的粒子的所謂納米復(fù)合材料。
另外，也可以將第1透鏡L1的材質(zhì)設(shè)為玻璃。攝像透鏡1例如在車載用攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)用等的嚴(yán)格的環(huán)境中使用時，配置在最靠近物側(cè)的第1透鏡L1要求使用耐抗由風(fēng)雨引起的表面劣化、由直射日光引起的溫度變化，且耐油脂、洗滌劑等化學(xué)藥品的材質(zhì)，即，耐氣候性、耐水性、耐酸性、耐藥品性等高的材質(zhì)，而且，有時要求使用堅硬、難以破裂的材質(zhì)。通過將材質(zhì)設(shè)為玻璃，可以滿足這些要求。
作為第1透鏡L1的具體的玻璃材質(zhì)，例如可以使用brosilicate類玻璃(硼硅酸玻璃)、白板玻璃、藍(lán)板玻璃，在使用這些時可以廉價制作第1透鏡L1。
在第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4中的任一個或者在這些中的任意多個組合中，也可以將該材質(zhì)設(shè)為玻璃。通過將材質(zhì)設(shè)為玻璃，可抑制由溫度變化引起的性能劣化。
優(yōu)選在第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4中的至少任一個，其材質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為145℃以上，更優(yōu)選為150℃以上。通過使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150℃以上的材質(zhì)，可制作耐熱性良好的透鏡。
另外，根據(jù)攝像透鏡1的用途，也可以在透鏡系統(tǒng)和攝像元件5之間插入截止從紫外光到藍(lán)色光的濾光片、或者截止紅外光的IR(InfraRed)截止濾光片。
在圖1中，表示在透鏡系統(tǒng)和攝像元件5之間配置設(shè)想各種濾光片等的光學(xué)部件PP的例子，但取代此也可以在各透鏡之間配置這些各種濾光片?；蛘撸部梢栽跀z像透鏡1具有的任意透鏡的透鏡面施加具有與各種濾光片同樣的作用的涂層。
另外，通過各透鏡間的有效直徑外的光束成為雜散光而到達(dá)像面，存在成為重像的憂慮，所以根據(jù)需要優(yōu)選設(shè)置遮斷該雜散光的遮光機(jī)構(gòu)。作為該遮光機(jī)構(gòu)，例如可以在透鏡的有效直徑外的部分施加不透明的涂料或設(shè)置不透明的板材。而且，也可以在成為雜散光的光束的光路設(shè)置不透明的板材而作為遮光機(jī)構(gòu)。或者，也可以在最靠近物側(cè)的透鏡的更靠物側(cè)配置遮斷雜散光的如遮光罩的部件。作為一例，在圖1中表示將遮光機(jī)構(gòu)11、12分別設(shè)置在第1透鏡L1、第2透鏡L2的像側(cè)的面的有效直徑外的例子。另外，設(shè)置遮光機(jī)構(gòu)的部位不限于圖1所示的例，也可配置在其他透鏡或透鏡之間。
而且，也可以在各透鏡之間以周邊光量比在實用上沒有問題的范圍配置遮斷周邊光線的部件。周邊光線是在來自光軸Z外的物點的光線中通過光學(xué)系統(tǒng)的入瞳的周邊部分的光線。這樣，通過配置遮斷周邊光線的部件，可以提高成像區(qū)域周邊部的圖像質(zhì)量。而且，通過用該部件遮斷產(chǎn)生重像的光，從而可以減少重像。
[攝像透鏡的數(shù)值實施例] 接著，對本實用新型的攝像透鏡的數(shù)值實施例進(jìn)行說明。將實施例1～實施例7的攝像透鏡的透鏡剖面圖分別示于圖3～圖9。在圖3～圖9中，圖的左側(cè)為物側(cè)，右側(cè)為像側(cè)，與圖1同樣也一并示出孔徑光闌St、光學(xué)部件PP、配置在像面Sim的攝像元件5。各圖的孔徑光闌St不表示其形狀或大小，而是表示其在光軸Z上的位置。在各實施例中，透鏡剖面圖的符號Ri、Di(i＝1、2、3、…)對應(yīng)于在以下說明的透鏡數(shù)據(jù)的Ri、Di。
將實施例1所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)及各種數(shù)據(jù)示在表1，將非球面數(shù)據(jù)示在表2，將有關(guān)曲率半徑的數(shù)據(jù)示在表3。同樣地，將實施例2～7所涉及的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)及各種數(shù)據(jù)、非球面數(shù)據(jù)分別示在表4～表21。在以下，舉實施例1為例而對表中的符號的意義進(jìn)行說明，但對實施例2～7也基本相同。
在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，Si表示將最靠近物側(cè)的結(jié)構(gòu)要素的面作為第1而隨著朝向像側(cè)依次增加的第i(i＝1、2、3、…)面的號碼，Ri表示第i面的曲率半徑，Di表示第i面和第i+1面的光軸Z上的面間隔。另外，曲率半徑的符號將朝物側(cè)凸的情況設(shè)為正，將朝像側(cè)凸的情況設(shè)為負(fù)。
而且，在透鏡數(shù)據(jù)中，Ndj表示將最靠物側(cè)的透鏡作為第1而隨著朝向像側(cè)依次增加的第j(j＝1、2、3、…)光學(xué)要素對d線(波長587.6nm)的折射率，vdj表示第j光學(xué)要素對d線的阿貝數(shù)。另外，在透鏡數(shù)據(jù)中，也包括孔徑光闌St和光學(xué)部件PP表示，在相當(dāng)于孔徑光闌St的面的曲率半徑的欄記載有(孔徑光闌)的語句。
在表1的各種數(shù)據(jù)中，F(xiàn)no.為F數(shù)，2ω為全視場角，IH為在像面Sim上的最大像高，Bf為從最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面到像面的在光軸Z上的距離(相當(dāng)于后截距、空氣換算長度)，L為從第1透鏡L1的物側(cè)的面到像面Sim的光軸Z上的距離(后截距部分為空氣換算長度)，f為整個系統(tǒng)的焦距，f1為第1透鏡L1的焦距，f2為第2透鏡L2的焦距，f3為第3透鏡L3的焦距，f4為第4透鏡L4的焦距，f12為第1透鏡L1和第2透鏡L2的合成焦距，f34為第3透鏡L3和第4透鏡L4的合成焦距。
在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，在非球面的面號碼附加有*號，作為非球面的曲率半徑表示光軸附近的曲率半徑(中心的曲率半徑)的數(shù)值。在表2的非球面數(shù)據(jù)表示非球面的面號碼、有關(guān)各非球面的非球面系數(shù)。表2的非球面數(shù)據(jù)的數(shù)值的“E-0n”(n整數(shù))表示“×10-n”，“E+00”表示“×100”。另外，非球面系數(shù)為由以下式(A)表示的非球面式中的各系數(shù)KA、RBm(m＝3、4、5、…15)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑RBm·hm…(A) 其中， Zd非球面深度(從高度h的非球面上的點下垂到非球面頂點相切的垂直于光軸的平面的垂線長度) h高度(從光軸到透鏡面的距離) C近軸曲率半徑的倒數(shù) KA、RBm非球面系數(shù)(m＝3、4、5、…15) 在有關(guān)表3的曲率半徑的數(shù)據(jù)中，使用上述的說明的符號表示面號碼、有效徑端的曲率半徑絕對值、有效徑端的曲率半徑與中心的曲率半徑之比的絕對值。例如，|RX4|是第2透鏡L2的像側(cè)的面(第4面)的有效徑端的曲率半徑絕對值，|RX4|/|R4|是第2透鏡L2的像側(cè)的面(第4面)的有效徑端的曲率半徑絕對值與中心的曲率半徑絕對值之比。同樣，|RX5|是第3透鏡L3的物側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值，|RX5|/|R5|是第3透鏡L3的物側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值與中心的曲率半徑絕對值之比。|RX6|是第3透鏡L3的像側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值，|RX6|/|R6|是第3透鏡L3的像側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值與中心的曲率半徑絕對值之比。|RX8|是第4透鏡L4的物側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值，|RX8|/|R8|是第4透鏡L4的物側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值與中心的曲率半徑絕對值之比。|RX9|是第4透鏡L4的像側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值，|RX9|/|R9|是第4透鏡L4的像側(cè)的面的有效徑端的曲率半徑絕對值與中心的曲率半徑絕對值之比。
另外，在表1～表3記載有以規(guī)定的位數(shù)取整的數(shù)值。作為各數(shù)值的單位對表1的2ω使用“度”，對長度使用“mm”。但是，這是一例，光學(xué)系統(tǒng)即使進(jìn)行比例放大或比例縮小也可以得到同等的光學(xué)性能，所以也可使用其他適當(dāng)?shù)膯挝弧?br> [表1] 實施例1透鏡數(shù)據(jù) 實施例1各種數(shù)據(jù) [表2] 實施例1非球面數(shù)據(jù)

[表3] 實施例1關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表4] 實施例2透鏡數(shù)據(jù)

實施例2各種數(shù)據(jù) [表5] 實施例2非球面數(shù)據(jù)

[表6] 實施例2關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表7] 實施例3透鏡數(shù)據(jù)

實施例3各種數(shù)據(jù) [表8] 實施例3非球面數(shù)據(jù)

[表9] 實施例3關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表10] 實施例4透鏡數(shù)據(jù) 實施例4各種數(shù)據(jù) [表11] 實施例4非球面數(shù)據(jù)

[表12] 實施例4關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表13] 實施例5透鏡數(shù)據(jù) 實施例5各種數(shù)據(jù) [表14] 實施例5非球面數(shù)據(jù)
[表15] 實施例5關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表16] 實施例6透鏡數(shù)據(jù) 實施例6各種數(shù)據(jù) [表17] 實施例6非球面數(shù)據(jù)
[表18] 實施例6關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)
[表19] 實施例7透鏡數(shù)據(jù) 實施例7各種數(shù)據(jù) [表20] 實施例7非球面數(shù)據(jù)
[表21] 實施例7關(guān)于曲率半徑的數(shù)據(jù)

上述實施例1、3、4、6、7的攝像透鏡分別由負(fù)彎月形狀的第1透鏡L1、在光軸附近為負(fù)彎月形狀的第2透鏡L2、在光軸附近為正彎月形狀的第3透鏡L3、在光軸附近為雙凸形狀的第4透鏡L4構(gòu)成。
上述實施例2的攝像透鏡由兩面的曲率半徑相等的彎月形狀(正彎月形狀)的第1透鏡L1、在光軸附近為負(fù)彎月形狀的第2透鏡L2、在光軸附近為正彎月形狀的第3透鏡L3、在光軸附近為雙凸形狀的第4透鏡L4而構(gòu)成。
上述實施例5的攝像透鏡由平凹形狀的第1透鏡L1、在光軸附近為負(fù)彎月形狀的第2透鏡L2、在光軸附近為正彎月形狀的第3透鏡L3、在光軸附近為雙凸形狀的第4透鏡L4構(gòu)成。
另外，上述實施例1～7的攝像透鏡中的第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4的材質(zhì)皆為塑料，所以可廉價制作。
將實施例1～7的攝像透鏡的對應(yīng)于條件式(1)～(13)的值示于表22。在實施例1～7中，以d線作為基準(zhǔn)波長，在表22表示該基準(zhǔn)波長的各值。根據(jù)表22可知，實施例1～7皆滿足條件式(1)～(13)。
[表22]

在圖10(A)、圖10(B)、圖10(C)、圖10(D)、圖10(E)分別表示實施例1所涉及的攝像透鏡的球面像差、非點像差、畸變(畸變像差)、倍率色像差(倍率的色像差)、彗形像差的像差圖。在各像差圖表示以d線(587.56nm)為基準(zhǔn)波長的像差，但在球面像差圖及倍率色像差圖也表示對F線(波長486.13nm)、C線(波長656.27nm)的像差。
球面像差圖的Fno.是F數(shù)，其他像差圖的ω表示半視場角。畸變的圖利用整個系統(tǒng)的焦距f、視場角φ(變數(shù)處理，0≤φ≤ω)且將理想像高設(shè)為f×tanφ而表示與其的偏移量。在圖10(E)中總結(jié)各半視場角中的子午方向、弧矢方向的5個像差圖作為彗形像差圖而表示。
而且，同樣地在圖11(A)～圖11(E)、圖12(A)～圖12(E)、圖13(A)～圖13(E)、圖14(A)～圖14(E)、圖15(A)～圖15(E)、圖16(A)～圖16(E)分別表示上述實施例2～7所涉及的攝像透鏡的球面像差、非點像差、畸變(畸變像差)、倍率色像差、彗形像差的像差圖。根據(jù)各像差圖可知，上述實施例1～7在可見區(qū)域良好地校正了各像差。
根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可知，實施例1～7的攝像透鏡由4片的較少的透鏡片數(shù)而構(gòu)成，除了可小型且廉價制作以外，在全視場角為150度以上構(gòu)成為廣角，F(xiàn)數(shù)小到2.8，各像差被良好地校正而具有良好的光學(xué)性能。這些攝像透鏡可以適當(dāng)?shù)厥褂迷诒O(jiān)視攝像機(jī)、或用于拍攝汽車前方、側(cè)方、后方等影像的車載用攝像機(jī)等。
[攝像裝置的實施方式] 在圖17作為使用例表示將具備本實施方式的攝像透鏡的攝像裝置搭載于汽車100的樣子。在圖17中，汽車100具備用于拍攝其副駕駛席側(cè)的側(cè)面的死角范圍的車外攝像機(jī)101、用于拍攝汽車100的后側(cè)的死角范圍的車外攝像機(jī)102、安裝在內(nèi)視鏡的背面且用于拍攝與駕駛員同樣的視野范圍的車內(nèi)攝像機(jī)103。車外攝像機(jī)101、車外攝像機(jī)102、車內(nèi)攝像機(jī)103為本實用新型的實施方式所涉及的攝像裝置，具備本實用新型的實施例的攝像透鏡、和將由該攝像透鏡形成的光學(xué)像變換成電信號的攝像元件。
本實用新型的實施方式所涉及的攝像透鏡具有上述優(yōu)點，所以車外攝像機(jī)101、102及車內(nèi)攝像機(jī)103也可以小型地構(gòu)成，具有寬的視場角，可以廉價制作，可以得到良好的影像。
如上所述，攝像透鏡的最靠近物側(cè)的第1透鏡被設(shè)定為光焦度變小，因此，其位置精度減緩，容易更換第1透鏡或取下第1透鏡而進(jìn)行維修。在圖18、圖19表示將第1透鏡L1構(gòu)成為裝卸自如的攝像裝置的例子。在這種結(jié)構(gòu)中，在僅第1透鏡產(chǎn)生破損時不需更換攝像透鏡整體，只更換第1透鏡即可。
圖18是將本實用新型的實施方式所涉及的攝像透鏡21適用在作為攝像裝置的車外攝像機(jī)20的例，表示該車外攝像機(jī)20的主要部分的簡要分解結(jié)構(gòu)圖。攝像透鏡21由裝卸自如地構(gòu)成的第1透鏡21a、比第1透鏡21a更靠像側(cè)的透鏡21b構(gòu)成。在圖18中一體圖示有像側(cè)的透鏡21b，但是例如攝像透鏡21為如圖1所示的4片結(jié)構(gòu)的情況，像側(cè)的透鏡21b由第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡構(gòu)成。
車外攝像機(jī)20具備攝像透鏡21、用于保持第1透鏡21a的保持部件22、O環(huán)23、用于保持像側(cè)的透鏡21b的鏡筒25、濾光片26、攝像元件27。
保持部件22是用于保持第1透鏡21a且將第1透鏡21a裝載于鏡筒25的部件。在保持部件22設(shè)有在內(nèi)部形成有O環(huán)23用的壓接面(未圖示)的凸緣部22a、從凸緣部22a向光軸方向像側(cè)延長的多個腿狀鉤22b。鉤22b具有可撓性，各鉤22b的前端形成階梯結(jié)構(gòu)而成為擴(kuò)徑的擴(kuò)徑部22c。
O環(huán)23是用于在裝載第1透鏡21a時保持密封性的部件。裝載第1透鏡21a時，O環(huán)23容納在形成于鏡筒25的內(nèi)部的階梯結(jié)構(gòu)，與保持部件22的環(huán)23用的壓接面壓接而防止來自外部的水等的侵入。
在鏡筒25的內(nèi)部固定有像側(cè)的透鏡21b。而且，在鏡筒25的內(nèi)部設(shè)有可插穿保持部件22的鉤22b的管路(未圖示)，在該管路插穿保持部件22的鉤22b，通過在形成于鏡筒的像側(cè)端部的擴(kuò)徑部25a卡合鉤22b的擴(kuò)徑部22c，從而可以將保持部件22裝載于鏡筒25。裝載于鏡筒25的保持部件22通過利用鉤22b的可撓性，使擴(kuò)徑部22c脫離擴(kuò)徑部25a，從而可以脫離鏡筒25。這樣，通過保持部件22在鏡筒25裝卸自如，而使第1透鏡21a相對像側(cè)的透鏡21b裝卸自如，可以容易更換第1透鏡21a。
濾光片26是低通濾波器或紅外線截止濾光片等，根據(jù)車外攝像機(jī)20的規(guī)格被適當(dāng)選擇。攝像元件27將通過攝像透鏡21形成的光學(xué)像變換成電信號，配置成攝像元件27的攝像面位于攝像透鏡21的像位置。
接著，對在圖19所示的攝像裝置的例進(jìn)行說明。圖19是將本實用新型的實施方式所涉及的攝像透鏡41適用于作為攝像裝置的監(jiān)視攝像機(jī)40的例子，表示該監(jiān)視攝像機(jī)40的簡要結(jié)構(gòu)圖。攝像透鏡41由裝卸自如地構(gòu)成的第1透鏡41a、比第1透鏡41a更靠像側(cè)的透鏡41b構(gòu)成。在圖19也如同圖18一體圖示像側(cè)的透鏡41b。
監(jiān)視攝像機(jī)40具備攝像透鏡41、用于保持?jǐn)z像透鏡41的保持部件42、內(nèi)置有像側(cè)的透鏡41b的框體45、濾光片46、攝像元件47。
保持部件42是用于保持第1透鏡41a且將第1透鏡41a裝載于框體45的部件。在保持部件42設(shè)有凸緣部42a、從凸緣部42a向光軸方向像側(cè)延長的螺紋部42b。螺紋部42b的內(nèi)部成為可容納像側(cè)的透鏡41b的口徑的空洞，在螺紋部42b的外周形成有螺紋結(jié)構(gòu)。
在框體45的內(nèi)部固定有像側(cè)的透鏡41b，在像側(cè)的透鏡41b的周圍的框體45的內(nèi)部形成有與螺紋部42b卡合的螺紋部45a。通過使螺紋部42b和螺紋部45a卡合、脫離，保持部件42和框體45裝卸自如，攝像透鏡41相對于廣角攝像透鏡44裝卸自如，可容易更換第1透鏡41a。
濾光片46是低通濾光片或紅外線截止濾光片等，根據(jù)監(jiān)視攝像機(jī)40的規(guī)格適當(dāng)選擇。攝像元件47將通過攝像透鏡41形成的光學(xué)像變換成電信號，按照攝像元件47的攝像面位于攝像透鏡41的像位置的方式配置。
以上，例舉實施方式及實施例說明了本實用新型，但本實用新型不限于上述實施方式及實施例，可進(jìn)行各種變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔、折射率、阿貝數(shù)的值不限于上述各數(shù)值實施例所示的值，可取其他值。
另外，在上述的實施例中，由均質(zhì)的材料構(gòu)成了所有的透鏡，但也可使用折射率分布型的透鏡。而且，在上述的實施例中，由施加非球面的折射型透鏡構(gòu)成了第2透鏡L2～第4透鏡L4，但也可以在1個面或者多個面形成衍射光學(xué)元件。
而且，在攝像裝置的實施方式中，對將本實用新型適用于車載用攝像機(jī)的例子進(jìn)行了圖示說明，但本實用新型不限于該用途，例如，也可適用于便攜終端用攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī)等。
權(quán)利要求1.一種攝像透鏡，其特征在于，
從物側(cè)依次具備
第1透鏡，像側(cè)的面為凹面；
負(fù)的第2透鏡，像側(cè)的面為凹面，至少一方的面為非球面；
第3透鏡，至少一方的面為非球面；
正的第4透鏡，像側(cè)的面為凸面，至少一方的面為非球面，
光闌被配置在上述第3透鏡和上述第4透鏡之間，
將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將上述第1透鏡的焦距設(shè)為f1時，滿足下述條件式(1)
15.0＜|f1/f|…(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第1透鏡對d線的折射率設(shè)為N1時，滿足下述條件式(2)
N1≤1.7…(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第1透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)為v 1時，滿足下述條件式(3)
v1＜60…(3)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第1透鏡和上述第2透鏡的合成焦距設(shè)為f12，將上述第3透鏡和上述第4透鏡的合成焦距設(shè)為f34時，滿足下述條件式(4)
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第2透鏡的焦距設(shè)為f2時，滿足下述條件式(5)
5.0＜|f1/f2|…(5)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
上述第2透鏡的像側(cè)的面是中心具有負(fù)的光焦度、且在有效徑端負(fù)的光焦度小于中心的形狀。
7.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第2透鏡的像側(cè)的面的中心的曲率半徑絕對值設(shè)為|R4|，將上述第2透鏡的像側(cè)的面在有效徑端的曲率半徑絕對值設(shè)為|RX4|時，滿足下述條件式(6)
2.0＜|RX4|/|R4|…(6)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將從上述第1透鏡的物側(cè)的面到像面在光軸上的距離設(shè)為L時，滿足下述條件式(7)
8.0＜L/f＜13.0…(7)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將從最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)的面到像面在光軸上的距離設(shè)為Bf時，滿足下述條件式(8)
1.0＜Bf/f＜2.5…(8)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，
將上述第1透鏡的中心厚度設(shè)為D1時，滿足下述條件式(9)
0.9＜D1…(9)。
11.一種攝像裝置，其特征在于，
具備權(quán)利要求1或9所述的攝像透鏡。
專利摘要本實用新型提供一種攝像透鏡及攝像裝置，該攝像透鏡構(gòu)成為小型且廣角，可低成本制作，并具有良好的光學(xué)性能。攝像透鏡(1)從物側(cè)依次具備第1透鏡(L1)，像側(cè)的面為凹面；負(fù)的第2透鏡(L2)，像側(cè)的面為凹面，至少一方的面為非球面；第3透鏡(L3)，至少一方的面為非球面；正的第4透鏡(L4)，像側(cè)的面為凸面，至少一方的面為非球面。光闌配置在第3透鏡(L3)和第4透鏡(L4)之間。將整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，將第1透鏡(L1)的焦距設(shè)為f1時，滿足下述條件式(1)15.0＜|f1/f|…(1)。
文檔編號G02B13/00GK201440184SQ20092015553
公開日2010年4月21日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者淺見太郎 申請人:富士能株式會社