CN101334516B - 超广角摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不仅谋求广角化及小型化并且确保良好的光学性能的超广角摄像透镜。超广角摄像透镜(1)从物体侧起依次排列：凸面面向物体侧的弯月形的负的第1透镜(L1)；凹面面向像侧且具有至少1个非球面的负的第2透镜(L2)；凸面面向物体侧且具有至少1个非球面的正的第3透镜(L3)；光阑；和凸面面向像侧且具有至少1个非球面的正的第4透镜(L4)，将从第1透镜(L1)的物体侧的面至成像面的光轴上的距离设为(L)、将第3透镜(L3)和第4透镜(L4)的合成焦距设为(f₃₄)时，满足下面的条件式(1)。-3.2＜L/f₃₄＜3.2…(1)

Description

超广角摄像透镜及摄像装置

技术领域

本发明涉及一种超广角摄像透镜及摄像装置，更详细而言，涉及在使用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)等摄像元件的车载用相机、便携终端用相机、监视相机等中适于使用的超广角摄像透镜及具备该超广角摄像透镜的摄像装置。

背景技术

近年来CCD或CMOS等摄像元件的超小型化及高像素化得以发展。与此同时，具备这些摄像元件的摄像设备本体的小型化也得以发展，搭载于此的摄像透镜也被要求小型化、轻量化。

另外，在车载用相机、便携终端用相机、监视相机等所使用的摄像透镜，为了在广范围确保良好的视野，被要求不仅为广角且在整个有效画面具有高的成像性能。

以往，作为上述领域中透镜片数比较少的广角的摄像透镜，具有以下的专利文献所记载的摄像透镜。专利文献1～3记载了由4片构成而成的广角透镜，专利文献4记载了由4片或5片构成而成的鱼眼透镜。

【专利文献1】特开2002-244031号公报

【专利文献2】特开2006-259704号公报

【专利文献3】特开2006-292988号公报

【专利文献4】特开2005-227426号公报

然而，专利文献1所记载的摄像透镜，由于最靠近物体侧的第1透镜的折射率低、第1透镜及第2透镜的负的光焦度比较弱，所以不能获得超过180度的视场角，不能满足近年来进一步对广角化的要求。另外，专利文献2、3所述的摄像透镜的视场角也为140～165度、160度左右，不能充分满足近年来广角化的要求。

专利文献4所记载的摄像透镜的视场角虽超过了180度，但仍有改善光学性能的余地。在此透镜中，当将立体投影为标准进行评价时，畸变在半视场角80度以上的领域会急剧地向负侧变大，成为最靠近周边部的影像缩小的像。

发明内容

本发明是鉴于上述情况，其目的在于，提供一种不仅保持超广角的视场角并为小型且确保良好的光学性能的超广角摄像透镜、以及具备该超广角摄像透镜的摄像装置。

本发明的超广角摄像透镜，其特征在于，从物体侧起依次排列：凸面面向物体侧的弯月形状的负的第1透镜、凹面面向像侧且具有至少1个非球面的负的第2透镜、凸面面向物体侧且具有至少1个非球面的正的第3透镜、光阑、和凸面面向像侧且具有至少1个非球面的正的第4透镜，在将上述第1透镜的物体侧的面至成像面在光轴上的距离设为L、将上述第3透镜和上述第4透镜的合成焦距设为f₃₄时，满足下面的条件式(1)。

-3.2＜L/f₃₄＜3.2…(1)

需要说明的是，在此，在计算L时，对从第4透镜的像侧的面至成像面的距离(后截距)使用空气换算后的距离。例如，当在从第4透镜的像侧的面至成像面之间存在滤光器等光学部件时，对该光学部件进行空气换算后计算出L。

在上述本发明的超广角摄像透镜中，将上述第1透镜和上述第2透镜的轴上间隔设为d₂、将上述第2透镜和上述第3透镜的轴上间隔设为d₄时，优选满足下面的条件式(2)～(3)。

0.18＜d₂/L＜0.30…(2)

d₄/L＜0.10…(3)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，将上述第1透镜相对于e线的折射率设为N₁时，优选满足下面的条件式(4)。

N₁＞1.7…(4)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，将上述第3透镜的光轴上的厚度设为d₅时，优选满足下面的条件式(5)。

0.17＜d₅/L＜0.30…(5)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，将上述第2透镜的焦距设为f₂，将上述第3透镜的焦距设为f₃，将上述第4透镜的焦距设为f₄时，优选满足下面的条件式(6)～(8)。

-0.22＜f₂/L＜-0.08…(6)

0.10＜f₃/L＜0.25…(7)

0.10＜f₄/L＜0.20…(8)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，将上述第1透镜相对于d线的阿贝数设为v₁，将上述第2透镜相对于d线的阿贝数设为v₂，将上述第3透镜相对于d线的阿贝数设为v₃，将上述第4透镜相对于d线的阿贝数设为v₄时，优选满足下面的条件式(9)～(12)。

v₁≥40…(9)

v₂≥50…(10)

v₃≤40…(11)

v₄≥50…(12)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，就上述第2透镜、上述第3透镜、上述第4透镜而言，其所有材质优选为塑料。

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，将上述光阑和上述第4透镜的轴上间隔设为da时，优选满足下面的条件式(13)。

da/L＜0.02…(13)

另外，在本发明的超广角摄像透镜中，也可构成为全视场角大于180度，也可构成为全视场角小于180度。

本发明的摄像装置，其特征在于，具备上述所述的摄像透镜、和将该摄像透镜形成的光学像转换为电信号的摄像元件。

需要说明的是，上述条件式(9)～(12)将d线(波长587.6nm)为标准波长，条件式(9)～(12)以外的各条件式的值将e线(波长546.07nm)为标准波长。

根据本发明，被构成为不仅为4片这样较少的透镜片数并适当地设定各透镜的形状及折射力且满足条件式(1)，可提供不仅保持超广的视场角并可确保小型且良好的光学性能的超广角摄像透镜及具备该超广角摄像透镜的摄像装置。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的超广角摄像透镜的光路图。

图2是表示本发明的实施例1所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图3是表示本发明的实施例2所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图4是表示本发明的实施例3所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图5是表示本发明的实施例4所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图6是表示本发明的实施例5所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图7是表示本发明的实施例6所涉及的超广角摄像透镜的透镜构成的剖面图。

图8是本发明的实施例1所涉及的超广角摄像透镜的各像差图。

图9是本发明的实施例2所涉及的超广角摄像透镜的各像差图。

图10是本发明的实施例3所涉及的超广角摄像透镜的各像差图

图11是本发明的实施例4所涉及的超广角摄像透镜的各像差图

图12是本发明的实施例5所涉及的超广角摄像透镜的各像差图

图13是本发明的实施例6所涉及的超广角摄像透镜的各像差图

图14是说明本发明的实施方式所涉及的车载用摄像装置的配置的图。

图中：1-超广角摄像透镜，2、3-车外相机，4-车内相机，5-汽车，6-摄像元件，di(i＝1、2、3、…)-面间隔，L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，P-成像位置，PP-光学部件，ri(i＝1、2、3、…)-曲率半径，St-孔径光阑，Z-光轴。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1说明本发明的超广角摄像透镜的典型构成，然后说明摄像装置的实施方式。

图1表示本发明的一实施方式所涉及的超广角摄像透镜1的透镜剖面图。需要说明的是，此图1所示的构成例对应于下述的实施例1的透镜构成。图1中轴上光线及最轴外光线也一并表示，从图1可知，本实施方式的透镜是全视场角超过180度的超广角透镜。

超广角摄像透镜1沿光轴Z从物体侧起依次排列：第1透镜L1，凸面面向物体侧的负的弯月形透镜；负的第2透镜L2，不仅凹面面向像侧且具有至少1个非球面；正的第3透镜L3，不仅凸面面向物体侧且具有至少1个非球面；孔径光阑St；和正的第4透镜L4，不仅凸面面向像侧且具有至少1个非球面。

需要说明的是，图1考虑了超广角摄像透镜1适用于摄像装置的情况，也图示了配置于包括超广角摄像透镜1的成像位置P的成像面的摄像元件6。摄像元件6将超广角摄像透镜1形成的光学像转换为电信号，例如由CCD图像传感器等而成。

另外，在适用于摄像装置时，按照安装透镜的相机侧的构成，在第4透镜L4和成像面之间，优选配置玻璃罩或低通滤波器或红外线截止滤波器等，图1表示配置设想了这些部件的平行平板状的光学部件PP的例。

其次，说明超广角摄像透镜1的详细的构成及其作用效果。通过将配置于最靠近物体侧的第1透镜L1设为凸面面向物体侧的负的弯月形透镜，可在物体侧的凸面获得大的入射角的光线，不仅可将光学系广角化并可缩小珀兹伐和，且在宽广的画面全域使得场曲的补正变得比较容易。

另外，第2透镜L2也设为负的透镜，从而可用第1透镜L1和第2透镜L2分担整个系统所必要的负的折射力，有利于像差补正。特别是如图1所示的例，将第2透镜L2设为双凹形状时，与折射力不太强的弯月形状的第1透镜L1相比，可使第2透镜L2具有强的负的折射力，可确保在整个系统中所必要的负的折射力。另外，通过将第2透镜L2的像侧的面设为凹面，可一边极力抑制像差发生量，一边将以大角度射入的轴外光线引导至后续的正透镜。进一步的，通过将第2透镜L2设为非球面透镜，可良好地补正。

另外，通过不仅将负透镜的第2透镜L2而且将正透镜的第3透镜L3及第4透镜L4也设为非球面透镜，可良好地补正。

超广角摄像透镜1被构成为在从第1透镜L1的物体侧的面至成像面在光轴上的距离设为L、第3透镜和第4透镜的合成焦距设为f₃₄时满足下面的条件式(1)。在此，关于L，后截距量为空气换算长度。

-3.2＜L/f₃₄＜3.2…(1)

条件式(1)是规定夹持孔径光阑St的2个透镜的合成焦距与从第1透镜L1至像面的距离之比的式子。当超过条件式(1)的上限时，第3透镜L3的光焦度变弱且倍率色差的补正变得不足；或者，第4透镜L4的光焦度变弱且场曲及彗差的补正变得不足。或者，当超过条件式(1)的上限且第3透镜L3及第4透镜L4的光焦度不弱时，第3透镜L3和第4透镜L4过于接近，难以配置。

当超过条件式(1)的下限时，第3透镜L3的光焦度变强且轴向色差变得过大；或者，第4透镜L4的光焦度变强，难以补正场曲及慧差。或者，在超过条件式(1)的下限且第3透镜L3及第4透镜L4的光焦度不强时，第3透镜L3和第4透镜L4的间隔变大，造成透镜系的大型化。

另外，在超广角摄像透镜1中，将第1透镜L1和第2透镜L2的轴上间隔设为d₂，将第2透镜L2和第3透镜L3的轴上间隔设为d₄时，优选满足下面的条件式(2)～(3)。

0.18＜d₂/L＜0.30…(2)

d₄/L＜0.10…(3)

当超过条件式(2)的上限时，第1透镜L1的像侧的面的有效半径变大，接近曲率半径，从而难以加工透镜，而且，透镜全长变长。当超过条件式(2)的下限而要在第1透镜L1确保适当的光焦度时，第1透镜L1的像侧的面和第2透镜L2的物体侧的面相干扰而不能确保必要的有效半径。

当超过条件式(3)的上限时，难以一边良好地保持倍率色差，一边良好地补正畸变，而且，透镜全长变长。需要说明的是，第2透镜L2和第3透镜L3最好不在有效径内接触，由此，也可以决定条件式(3)的下限。

进一步，当构成为满足下面条件式(3-1)时，更容易地补正倍率色差及畸变两方。

d₄/L＜0.07…(3-1)

另外，在超广角摄像透镜1中，当第1透镜L1相对于e线的折射率设为N₁时，优选满足下面的条件式(4)。

N₁＞1.7…(4)

当超过条件式(4)的下限时，为了获得第1透镜L1所必要的负的光焦度，第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径变大，像侧的面的曲率半径变小，但若物体侧的面的曲率半径变大而图像周边部的光束由物体侧的面折射的角度变大，所以难以良好地补正畸变。若像侧的面的曲率半径变小而曲率半径极端地接近于有效半径，所以难以加工透镜，而且，因像侧的面的深度(从透镜周边部至透镜中心部的光轴方向的长度)变大，所以第1透镜L1的像侧的面和第2透镜L2的物体侧的面之间的距离变大，透镜全长变长，相悖于小型化。

另外，在超广角摄像透镜1中，将第3透镜L3的光轴上的厚度设为d₅时，优选满足下面的条件式(5)。

0.17＜d₅/L＜0.30…(5)

若超过条件式(5)的上限，透镜全长变长。在超过条件式(5)的下限的情况下，若要得到第3透镜所必要的正的光焦度，第3透镜L3的物体侧的面和像侧的面在有效径的外侧过于接近，难以加工。

另外，在超广角摄像透镜1中，将第2透镜L2的焦距设为f₂，将第3透镜L3的焦距设为f₃，将第4透镜L4的焦距设为f₄时，优选满足下面的条件式(6)～(8)。

-0.22＜f₂/L＜-0.08…(6)

0.10＜f₃/L＜0.25…(7)

0.10＜f₄/L＜0.20…(8)

若超过条件式(6)的上限，光束的第2透镜L2的折射变得过大，难以良好地补正畸变、慧差。而且，对于第2透镜L2的位置误差的敏感度变高，生产时难以确保稳定的性能。若超过条件式(6)的下限，则由第1透镜L1需要大的负的光焦度，必须将第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径变大，将第1透镜L1的像侧的面的曲率半径变小，不仅难以良好地补正畸变，并且使得第1透镜L1的加工性变坏。

若超过条件式(7)的上限，倍率色差的补正不足，解像力降低。若超过条件式(7)的下限，光束由第3透镜L3折射就变得过大，难以良好地补正慧差。而且，第3透镜L3相对于位置误差的敏感度变高，生产时难以稳定地确保性能。

若利用比孔径光阑St更靠近物体侧的透镜补正倍率色差，轴向色差恶化，但是，通过将比孔径光阑St更靠近像侧的透镜的正的光焦度适当以不超过条件式(8)的上限，其倾向被抑制，可将轴向色差处于实用上的允许范围内。

若超过条件式(8)的上限，比孔径光阑St更靠近像侧的透镜的正的光焦度占透镜全体的光焦度的比例变小，在比孔径光阑St更靠物体侧发生的轴向色差变得过大。若超过条件式(8)的下限，第4透镜L4的曲率半径变小，变得难以加工，同时后截距变得过短。

另外，在超广角摄像透镜1中，将第1透镜L1相对于d线的阿贝数设为v₁，将第2透镜L2相对于d线的阿贝数设为v₂，将第3透镜L3相对于d线的阿贝数设为v₃，将第4透镜L4相对于d线的阿贝数设为v₄时，为良好地补正倍率的色差，获得良好的解像性，优选满足下面的条件式(9)～(12)。

v₁≥40…(9)

v₂≥50…(10)

v₃≤40…(11)

v₄≥50…(12)

还有，为了进一步提高倍率的色差的补正效果，优选满足下面的条件式(11-1)。

v₃≤29…(11-1)

另外，在超广角摄像透镜1中，将孔径光阑St和第4透镜L4的轴上间隔设为da时，为了良好地补正畸变，优选满足下面的条件式(13)。

da/L＜0.02…(13)

进一步，在超广角摄像透镜1中，对第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4而言优选其两面为非球面，这时有利于像差补正。

当言及透镜的材质时，因第1透镜L1为最靠近物体侧的透镜，例如，在车载用相机等严格的环境中使用时，优选使用抗耐于风雨引起的表面劣化、直射光引起的温度变化、进一步抗耐于油脂、洗涤剂等化学药品的材料，即，耐水性、耐气候型、耐酸性、耐药品性等高的材料。而且，作为第1透镜L1的材料，优选使用坚固的难以破裂的材料，例如，也可使用玻璃或透明的陶瓷。陶瓷比通常的玻璃具有强度高、耐热性高的性质。

对此，就第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4而言，其材质优选为塑料。将这些材质作为塑料，可高精度地实现非球面形状，而且，可提供轻量、低成本的透镜。

需要说明的是，由于当塑料材料的吸水性高时通过水分的进出而折射率变化，形状尺寸变化，所以对光学性能有坏影响，但是，通过将第2透镜L2、第4透镜L4采用聚烯烃类，将第3透镜L3采用聚碳酸酯类或PET类和吸水性极其小的材料，可将因吸水的性能恶化抑制至最小。

在超广角摄像透镜1中，存在着通过有效径外的光束成为杂散光到达像面而成为重像之虞，所以优选设置遮光手段截止此杂散光。在图1所示的例中，在第1透镜L1的像侧的有效径外部分、第2透镜L2的像侧的有效径外部分分别设置了遮光手段11、12。作为遮光手段11、12，例如可考虑设置于透镜的有效径外部分的不透明的涂料或不透明的板材。或者，也可在成为杂散光的光束的光路设置不透明的板材，截止杂散光。如此目的的遮光手段根据必要也可配置于其他透镜之间。

[实施例]

接下来说明本发明所涉及的超广角摄像透镜的具体的数值实施例。

<实施例1>

实施例1所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表1。在表1的透镜数据中，面号表示将最靠近物体侧的构成要素的面作为第1号且随着向像侧依次增加的第i号的面(第i面)(i＝1、2、3、…)的面号。需要说明的是，表1的透镜数据中孔径光阑St也包括且赋予符号。

表1的ri表示第i(i＝1、2、3、…)面的曲率半径，di表示第i(i＝1、2、3、…)面和第i+1面在光轴Z上的面间隔。另外，Nej表示将最靠近物体侧的透镜作为第1号且随着向像侧依次增加的第j号的(j＝1、2、3、…)透镜(第j透镜)相对于e线(波长546.07nm)的折射率；vdj表示第j透镜相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。在表1中，曲率半径及面间隔的单位为mm，曲率半径将物体侧为凸时作为正，将像侧为凸时作为负。

在表1的各种数据中，f是整个系统的焦距，FNo.是F值，2ω是全视场角，Bf是后截距，L是整个系统的从第1透镜L1的物体侧的面至成像面在光轴Z上的距离，IH是像高。在表1的各种数据中，2ω的单位是度，FNo.和2ω以外的单位全部是mm。需要说明的是，表1中的记号的含义在下述的实施例中也相同。

在表1的透镜数据中，非球面在面号附上了*印记。各非球面通过数学式1所示的非球面式被定义。各非球面的各系数K、B3～B20的值示于表2。需要说明的是，各非球面的定义、表2中的记号在下述的实施例中也相同。

[表1]

                                                                 各种数据

[表2]

<实施例1>透镜数据

<实施例1>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-1.00091E-01	-2.88398E-02	-3.33577E-03	7.73927E-02	5.99846E-01	2.98701E-01
							B4	3.12815E-02	-1.32276E-01	1.50798E-02	-1.02482E-01	-1.55960E+00	-9.54574E-01
B5	3.46205E-03	-6.00550E-02	-6.25030E-02	-2.90508E-02	-8.42876E+00	1.17675E+00
							B6	-7.82053E-04	2.85820E-02	-1.80211E-02	8.77596E-02	3.83696E+01	-3.01697E-01
B7	3.55572E-04	1.71448E-02	2.13582E-02	7.50999E-02	-8.39518E+00	-3.98392E-01
							B8	1.61685E-05	4.89817E-03	1.49229E-02	-5.81042E-02	-8.72088E+01	-6.68661E-02
B9	8.92670E-06	6.00245E-04	-9.60795E-03	-1.84879E-01	-1.82107E+02	9.04612E-02
							B10	3.42193E-06	-4.43144E-04	-9.83640E-03	-1.02949E-01	2.24899E+02	1.55029E-01
B11	7.43909E-07	-3.00732E-04	7.37080E-3	3.29035E-01	1.26020E+03	1.00862E-01
							B12	-4.76767E-07	-8.63145E-06	3.74407E-03	3.38901E-01	-1.02924E+02	1.41883E-02
B13	1.92303E-08	7.75019E-05	1.40137E-04	-4.60584E-01	-1.70858E+03	-5.58423E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B14	1.91125E-08	7.89848E-05	-9.55989E-04	-1.89351E-01	-5.47369E+03	-7.36630E-02
B15	2.25693E-09	1.48800E-05	-7.42557E-04	3.66585E-01	-4.77280E+03	-5.14865E-02
							B16	-3.38346E-11	-4.77245E-05	-2.68059E-04	-1.57543E-01	5.53603E+03	-1.47972E-02
B17	-2.74327E-10	-4.49353E-05	7.49012E-05	-9.29469E-02	7.22097E+04	1.96487E-02
							B18	-8.53985E-11	-1.26803E-05	1.33027E-04	9.57050E-02	-3.34383E+04	5.20588E-02
B19	-1.68834E-11	1.24922E-05	6.58204E-05	7.41530E-02	-1.61187E+05	2.30762E-02
							B20	9.12719E-12	1.67241E-06	-4.03394E-05	-5.61145E-02	1.35858E+05	-2.79446E-02

[数学式1]

$Z=\frac{Y^2/R}{1+{(1-K\&CenterDot;Y^2/R^2)}^{1/2}}+\underset{i=3}{\overset{20}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{BiY}}^i$

Z：非球面深度(从高度Y的非球面上的点下垂至非球面顶点接触的与光轴垂直的平面的垂直线的长度)

Y：高度(距光轴的距离)

R：近轴曲率半径

K、Bi：非球面系数(i＝3～20)

表示实施例1的透镜构成的剖面图示于图2。图2中的符号ri(i＝1、2、3、…)、di(i＝l、2、3、…)对应于表1的ri、di。需要说明的是，图2的符号也包含了孔径光阑St及光学部件PP。在此，作为光学部件PP的一例，使用平行平板状、厚度为0.5mm、相对于e线的折射率为1.52的部件，表示将其配置于第4透镜L4和成像面之间的例。图2中轴上光线、最轴外光线、成像位置P也一并图示，为避免附图的繁杂化，省略了阴影线。上述图2的图示方法的基本点在下述的实施例中也相同。

在实施例1中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了聚酯类塑料。

<实施例2>

实施例2所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表3，各非球面的非球面式的各系数示于表4，表示透镜构成的剖面图示于图3。图3中的符号ri、di对应于表3的ri、di。

在实施例2中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了聚酯类塑料。

[表3]

<实施例2>透镜数据                                                   各种数据

[表4]

<实施例2>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-9.17825E-02	-7.97468E-02	-5.38383E-02	8.69608E-02	4．85902E-0l	2.09144E-01
							B4	3.09901E-02	-1.08739E-01	6.23631E-02	-9.18907E-02	-1.83284E+00	-6.62347E-01
B5	3.21088E-03	-4.43399E-02	-7.29538E-02	-3.30869E-02	-5.11567E+00	8.31738E-01
							B6	-8.31640E-04	2.66524E-02	-2.00005E-02	7.09901E-02	3.63195E+01	-2.72872E-01
B7	-3.57454E-04	1.32450E-02：	2.23146E-02	6.25331E-02	-2.24587E+01	-2.70600E-01
							B8	-1.46249E-05	2.75447E-03	1.54180E-02	-6.O1288E-02	-9.12056E+01	-3.31081E-02
B9	9.78310E-06	9.01474E-05	-9.66280E-03	-1.79082E-01	-1.45281E+02	5.88618E-02
							B10	3.66396E-06	-4.29660E-04	-1.00315E-02	-9.48811E-02	2.74445E+02	1.32950E-01
B11	7.90177E-07	-1.76209E-04	7.21639E-03	3.34753E-01	1.25628E+03	1.02052E-01
							B12	-4.73316E-07	8.22230E-05	3.66901E-03	3.42755E-01	-1.96908E+02	1.,94312E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B13	1.74484E-08	1.19838E-04	1.17904E-04	-4.59475E-01	-1.84433E+03	-5.50555E-02
B14	1.79798E-08	9.24660E-05	-9.54894E-04	-1.90652E-01	-5.60965E+03	-7.61353E-02
							B15	1.85371E-09	1.49612E-05	-7.32338E-04	3.62890E-01	-4.82009E+03	-5.49690E-02
B16	-1.39229E-10	-5.13622E-05	-2.58446E-04	-1.60076E-01	5.67029E+03	-1.75692E-02
							B17	-2.93311E-10	-4.82654E-05	8.09885E-05	-9.46167E-02	7.25164E+04	1.83232E-02
B18	-8.58389E-11	-1.43541E-05	1.35504E-04	9.50329E-02	-3.36076E+04	5.17826E-02
							B19	-1.53131E-11	1.24004E-05	6.57053E-05	7.51560E-02	-1.60484E+05	2.31578E-02
B20	1.00158E-11	2.69280E-06	-4.20079E-05	-5.55716E-02	1.36759E+05	-2.79145E-02

<实施例3>

实施例3所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表5，将各非球面的非球面式的各系数示于表6，将表示透镜构成的剖面图示于图4。图4中的符号ri、di对应于表5的ri、di。

在实施例3中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了聚碳酸酯类塑料。

[表5]

<实施例3>透镜数据                                                    各种数据

[表6]<实施例3>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-8.08513E-02	-4.79288E-02	4.75980E-03	5.72185E-02	8.01162E-01	6.82899E-02
							B4	2.32526E-02	-4.81789E-02	2.86619E-02	-4.72466E-02	-3.28263E+00	-3.69659E-01
B5	1.78162E-03	-3.42993E-02	-3.45218E-02	1.28676E-02	-1.89368E+00	5.76137E-01
							B6	-6.98727E-04	1.98141E-02	-3.95093E-03	2.61953E-02	2.88143E+01	-2.14599E-01
B7	-2.14530E-04	1.05273E-02	1.65003E-02	-4.67907E-03	-1.56956E+01	-1.76308E-01
							B8	-3.02394E-06	2.71957E-03	8.61336E-03	-4.20363E-02	-6.22820E+01	-3.90584E-02
B9	7.17478E-06	-6.19488E-05	-7.43114E-03	-7.24998E-02	-9.98462E+01	4.28304E-02
							B10	2.39851E-06	-5.09887E-04	-6.68072E-03	-1.91469E-02	1.66773E+02	8.21644E-02
B11	4.00640E-07	-3.95297E-04	3.81392E-03	1.86729E-01	3.61940E+02	5.60823E-02
							B12	-2.87732E-07	-2.18230E-04	1.86542E-03	1.65966E-01	1.63478E+02	4.23714E-03
B13	-2.70296E-09	-1.27236E-04	4.79915E-05	-2.55803E-01	-1.52123E+02	-3.39919E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B14	6.08840E-09	-5.44755E-05	-4.33723E-04	-1.16732E-01	-5.80563E+02	-3.83166E-02
B15	5.78016E-10	-7.16986E-06	-3.05822E-04	1.70368E-01	-1.21770E+03	-2.26783E-02
							B16	3.56911E-11	1.06769E-05	-9.23618E-05	-5.65246E-02	-2.55618E+03	-4.34255E-03
B17	-4.97766E-11	1.07178E-05	3.61396E-05	-2.74659E-02	-4.17621E+03	9.29047E-03
							B18	-9.25262E-12	6.26507E-06	5.21479E-05	4.18259E-02	-5.16241E+03	2.00240E-02
B19	-2.05161E-12	3.93290E-06	2.23224E-05	2.729882E-02	7.75216E+04	7.68691E-03
							B20	1.50418E～12	-2.99403E-06	-1.47108E-05	-2.48567E-02	-7.30839E+04	-1.01512E-02

<实施例4>

实施例4所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表7，将各非球面的非球面式的各系数示于表8，将表示透镜构成的剖面图示于图5。图5中的符号ri、di对应于表7的ri、di。

在实施例4中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了聚碳酸酯类塑料。

[表7]

<实施例4>透镜数据                                                  各种数据

[表8]

<实施例4>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-1.06517E-01	9.60762E-02	1.27455E-01	3.93160E-02	6.42145E-01	3.82780E-01
							B4	3.09224E-02	-8.08480E-02	-1.57017E-02	-8.75365E-02	-1.97564E+00	-1.17599E+00
B5	3.48350E-03	-7.27980E-02	-6.52932E-02	-1.64247E-02	-8.55581E+00	1.46874E+00
							B6	-7.44198E-04	1.61566E-02	-8.62592E-03	1.03308E-01	4.29218E+01	-4.65975E-01
B7	-3.32596E-04	1.42982E-02	2.54572E-02	9.11180E-02	-1.17330E+00	-4.55262E-01
							B8	-1.45702E-05	6.00426E-03	1.55299E-02	-7.12989E-02	-1.14277E+02	-3.20664E-02
B9	6.14082E-06	1.76930E-03	-1.00859E-02	-2.30691E-01	-2.22881E+02	1.87953E-01
							B10	3.08388E-06	3.47283E-04	-1.05487E-02	-1.46620E-01	2.75555E+02	1.79082E-01
B11	7.77745E-07	-9.95317E-06	6.99516E-03	3.40210E-01	1.22267E+03	5.03447E-02
							B12	-4.60858E-07	1.67461E-04	3.51030E-03	3.62689E-01	-1.27780E+02	-2.96918E-02
B13	2.41190E-08	-1.17833E-04	3.54268E-05	-4.26665E-01	-1.43553E+03	-7.18695E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B14	2.00469E-08	-1.22881E-04	-9.76497E-04	-1.58270E-01	-4.23511E+03	-6.84219E-02
B15	2.39628E-09	-9.96249E-05	-7.23960E-04	3.71186E-01	-2.40092E+03	-3.67171E-02
							B16	-3.97702E-11	-5.96539E-05	-1.72273E-04	-1.73100E-01	4.02468E+03	-3.34336E-03
B17	-2.84678E-10	-5.93834E-06	7.76852E-05	-1.15261E-01	4.90985E+04	2.47528E-02
							B18	-9.16966E-11	1.59387E-05	1.22515E-04	7.93359E-02	-1.02215E+04	5.22487E-02
B19	-1.85183E-11	1.75148E-05	5.74770E-05	7.46849E-02	-1.61170E+05	2.07223E-02
							B20	9.34503E-12	-5.71347E-06	-3.76826E-05	-4.44280E-02	1.36337E+05	-3.08881E-02

<实施例5>

实施例5所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表9，将各非球面的非球面式的各系数示于表10，将表示透镜构成的剖面图示于图6。图6中的符号ri、di对应于表9的ri、di。

在实施例5中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了聚碳酸酯类塑料。

[表9]

<实施例5>透镜数据                                                  各种数据

[表10]

<实施例5>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-1.09520E-01	1.09443E-01	1.49890E-01	1.87242E-02	6.11230E-01	4.05743E-01
							B4	3.13199E-02	-7.62041E-02	-2.56570E-02	-8.50562E-02	-1.9273lE+00	-1.18079E+00
B5	3.64130E-03	-7.26176E-02	-6.38863E-02	-1.39180E-02	-7.73517E+00	1.46867E+00
							B6	-7.28275E-04	1.59507E-02	-7.58862E-03	1.03982E-01	4.19386E+01	-5.07651E-01
B7	-3.35769E-04	1.42134E-02	2.56911E-02	9.07659E-02	-7.32241E+00	-4.79654E-01
							B8	-1.66708E-05	5.98718E-03	1.55180E-02	-7.192663E-02	-1.16765E+02	-1.99421E-02
B9	5.48457E-06	1.76950E-03	-1.01244E-02	-2.31179E-01	-2.0546lE+02	2.23433E-01
							B10	2.94844E-06	3.49055E-04	-1.05712E-02	-1.46836E-01	3.06765E+02	1.98625E-01
B11	7.66224E-07	-9.10422E-06	6.98577E-03	3.40243E-01	1.24788E+03	4.87681E-02
							B12	-4.55085E-07	1.67721E-04	3.50721E-03	3.62882E-01	-1.23609E+02	-4.01000E-02
B13	2.79048E-08	-1.17740E-04	3.46179E-05	-4.26407E-01	-1.4606E+03	-8.00882E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B14	2.13818E-08	-1.22801E-04	-9.76669E-04	-1.58026E-01	-4.29154E+03	-7.21198E-02
B15	2.70029E-09	-9.95358E-05	-7.24014E-04	3.71367E-01	-2.48870E+03	-3.81540E-02
							B16	-2.08418E-11	-5.95721E-05	-1.72317E-04	-1.73004E-01	3.90785E+03	-3.40811E-03
B17	-3.07301E-10	-5.87676E-06	7.76509E-05	-1.15248E-01	4.89569E+04	2.49488E-02
							B18	-1.04451E-10	1.59770E-05	1.2250E-04	7.92831E-02	-1.03816E+04	5.24711E-02
B19	-2.12801E-11	1.75335E-05	5.74867E-05	7.45945E-02	-1.61341E+05	2.08947E-02
							B20	1.06923E-11	-5.70883E-06	-3.76538E-05	-4.45259E-02	1.36169E+05	-3.07516E-02

<实施例6>

实施例6所涉及的超广角摄像透镜的透镜数据及各种数据示于表11，将各非球面的非球面式的各系数示于表12，将表示透镜构成的剖面图示于图7。图7中的符号ri、di对应于表11的ri、di。

在实施例6中，作为透镜的材料，在第1透镜L1使用了光学玻璃，在第2透镜L2及第4透镜L4使用了聚烯烃类塑料，在第3透镜L3使用了混入无机材料的纳米复合树脂材料。

[表11]

<实施例6>透镜数据                                                     各种数据

[表12]

<实施例6>非球面系数

面号	3	4	5	6	8	9
							K	0	0	0	0	0	0
B3	-9.04202E-02	-8.10185E-02	-3.01215E-02	1.08327E-01	4.06092E-01	2.10139E-01
							B4	2.86351E-02	-9.22583E-02	7.77138E-02	-4.88323E-02	-1.00913E+00	-6.80758E-01
B5	2.35548E-03	-3.54142E-02	-7.04652E-02	8.60888E-03	-8.76565E+00	7.62825E-01
							B6	-9.52642E-04	2.88383E-02	-1.40473E-02	4.44752E-02	3.94737E+01	-1.85469E-01
B7	-3.09878E-04	1.43028E-02	2.56085E-02	4.26573E-03	-7.65624E+00	-1.71242E-01
							B8	1.91645E-07	3.27292E-03	1.53427E-02	-7.42495E-02	-9.49214E+01	-5.26027E-02
B9	1.16071E-05	-3.80577E-04	-1.05461E-02	-1.46471E-01	-1.94626E+02	1.04811E-02
							B10	3.69303E-06	-9.67386E-04	-1.09618E-02	-5.69295E-02	2.19818E+02	8.34355E-02
B11	7.11550E-07	-7.84662E-04	6.59109E-03	3.42824E-01	1.27736E+03	9.20990E-02
							B12	-5.09441E-07	-4.86147E-04	3.32262E-03	3.29423E-01	-4.43591E+01	3.69079E-02
B13	5.43443E-09	-3.00290E-04	9.34174E-06	-4.86723E-01	-1.63895E+03	-4.18493E-02

面号	3	4	5	6	8	9
							B14	1.62346E-08	-1.12723E-04	-9.45289E-04	-2.16665E-01	-5.41964E+03	-7.40039E-02
B15	1.78526E-09	-9.76432E-07	-6.83568E-04	3.75874E-01	-4.74001E+03	-5.68306E-02
							B16	-1.37499E-11	3.86071E-05	-2.20265E-04	-1.56178E-01	5.56804E+03	-1.89880E-02
B17	-2.23160E-10	3.13007E-05	8.50573E-05	-8.39542E-02	7.21776E+04	1.79625E-02
							B18	-6.33876E-11	1.76825E-05	1.35094E-04	1.01266E-01	-3.41357E+04	5.19281E-02
B19	-1.25175E-11	1.07817E-05	6.48785E-05	7.57319E-02	-1.61302E+05	2.33067E-02
							B20	7.58620E-12	-9.84721E-06	-4.19500E-05	-6.07709E-02	1.35764E+05	-2.79758E-02

在上述实施例1～6的超广角摄像透镜中，对应于上述条件式(1)～(13)的值示于表13。如从表13所知，实施例1～6的超广角摄像透镜全部满足所有上述条件式(1)～(13)。进一步的，实施例1、2、4～6的超广角摄像透镜也满足条件式(3-1)，实施例1、2、6的超广角透镜也满足条件式(11-1)。

[表13]

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							(1)L/F<sub>34</sub>	-1.004	-2.111	2.513	2.403	2.782	1.180
(2)D<sub>2</sub>/L	0.248	0.226	0.189	0.240	0.221	0.208
							(3)D<sub>4</sub>/L	0.015	0.016	0.086	0.034	0.039	0.034
(4)N<sub>1-</sub>	1.77621	1.77621	1.77621	1.77621	1.77621	1.888
							(5)D<sub>5</sub>/L	0.211	0.218	0.206	0.202	0.206	0.215
(6)F<sub>2</sub>/L	-0.110	-0.104	-0.131	-0.175	-0.201	-0.108
							(7)F<sub>3</sub>/L	0.128	0.119	0.174	0.203	0.229	0.139
(8)F<sub>4</sub>/L	0.136	0.137	0.194	0.129	0.125	0.164
							(9)v<sub>1</sub>	49.6	49.6	49.6	49.6	49.6	40.8
(10)v<sub>2</sub>	55.5	55.5	55.5	55.5	55.5	55.5
							(11)v<sub>3</sub>	26.9	26.9	30.3	30.3	30.3	23.9
(12)v<sub>4</sub>	55.5	55.5	56.2	55.5	55.5	56.2
							(13)da/L	0.012	0.011	0.012	0.010	0.005	0.009

上述实施例1～6所涉及的超广角摄像透镜的球差、像散、畸变(畸变)、倍率色差、慧差的像差图分别示于图8～图13。各像差图虽表示以e线为标准波长的像差，但在球差图及倍率色差图中也表示相对于C线(波长656.3nm)、g线(波长436nm)的像差，分别附上了e、C、g符号。球差图的纵轴的FNo.为F值，其他像差图的纵轴的ω为半视场角。

需要说明的是，对于畸变的像差图，将理想像高设为2×f×tan(ω/2)图示。这是因为考虑了本发明的超广角透镜是以基于立体投影的像高y＝2×f×tan(ω/2)为标准的透镜，与将基于等距离投影的像高y＝f×ω为标准的一般透镜相比，周边部的图像被排摄得更大。如图8～图13所知，上述实施例1～实施例6良好地补正了各像差，特别是在周边部畸变未急剧变大这一点上很优越。

如上所述的超广角摄像透镜1及实施例1～6的超广角透镜可适合用于拍摄汽车的前方、侧方、后方等影像的车载用相机等。

图14中作为使用例表示在汽车5上搭载本实施方式的超广角摄像透镜及摄像装置的情况。在图14中，汽车5具备用于拍摄其助手席侧的侧面的死角范围的车外相机2、用于摄影汽车5的后侧的死角范围的车外相机3、安装于后视镜的背面、和用于拍摄与驾驶员相同的视野范围的车内相机4。车外相机2和车外相机3和车内相机4为摄像装置，具备根据本发明的实施方式的超广角摄像透镜1、和将超广角摄像透镜1所形成的光学像转换为电信号的摄像元件6。

如上所述，本发明的实施方式所涉及的超广角摄像透镜1由于不仅确保超过180度的超广角并为小型且具有良好的光学性能，所以车外相机2、3及车内相机4也可构成为小型，在其摄像元件6的摄像面可在大视场角范围内成像良好的像。

以上，例举实施方式及实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式及实施例，可以进行各种变化。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值不限于上述各数值实施例所示的值，可取其他值。

另外，在摄像装置的实施方式以图示说明了将本发明适用于车载用相机的例，但本发明并不限于此用途，例如，也可适用于便携终端用相机或监视相机等。

Claims (21)

1.一种超广角摄像透镜，从物体侧起依次排列：凸面面向物体侧的弯月形状的负的第1透镜、凹面面向像侧且具有至少1个非球面负的第2透镜、凸面面向物体侧且具有至少1个非球面的正的第3透镜、光阑、和凸面面向像侧且具有至少1个非球面的正的第4透镜，

将从上述第1透镜的物体侧的面至成像面在光轴上的距离设为L，将上述第3透镜和上述第4透镜的合成焦距设为f₃₄时，满足下面的条件式(1)：

-3.2＜L/f₃₄＜3.2…(1)

其中，就L而言，从第4透镜的像侧的面至成像面的距离即后截距量为空气换算长度。

2.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第1透镜和上述第2透镜在轴上间隔设为d₂时，满足条件式(2)：

0.18＜d₂/L＜0.30…(2)。

3.根据权利要求2所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第2透镜和上述第3透镜在轴上间隔设为d₄时，满足条件式(3)：

d₄/L＜0.10…(3)。

4.根据权利要求3所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第3透镜在光轴上的厚度设为d₅时，满足下面的条件式(5)：

0.17＜d₅/L＜0.30…(5)。

5.根据权利要求4所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第2透镜的焦距设为f₂时，满足条件式(6)：

-0.22＜f₂/L＜-0.08…(6)。

6.根据权利要求5所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第3透镜的焦距设为f₃时，满足条件式(7)：

0.10＜f₃/L＜0.25…(7)。

7.根据权利要求6所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第4透镜的焦距设为f₄时，满足条件式(8)：

0.10＜f₄/L＜0.20…(8)。

8.根据权利要求7所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述光阑和上述第4透镜在轴上间隔设为da时，满足下面的条件式(13)：

da/L＜0.02…(13)。

9.根据权利要求8所述的超广角摄像透镜，其特征在于，全视场角大于180度。

10.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第2透镜和上述第3透镜在轴上间隔设为d₄时，满足条件式(3)：

d₄/L＜0.10…(3)。

11.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第1透镜相对于e线的折射率设为N₁时，满足下面的条件式(4)：

N₁＞1.7…(4)。

12.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第3透镜在光轴上的厚度设为d₅时，满足下面的条件式(5)：

0.17＜d₅/L＜0.30…(5)。

13.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第2透镜的焦距设为f₂时，满足条件式(6)：

-0.22＜f₂/L＜-0.08…(6)。

14.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第3透镜的焦距设为f₃时，满足条件式(7)：

0.10＜f₃/L＜0.25…(7)。

15.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第4透镜的焦距设为f₄时，满足条件式(8)：

0.10＜f₄/L＜0.20…(8)。

16.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述第1透镜相对于d线的阿贝数设为v₁，将上述第2透镜相对于d线的阿贝数设为v₂，将上述第3透镜相对于d线的阿贝数设为v₃，将上述第4透镜相对于d线的阿贝数设为v₄时，满足下面的条件式(9)～(12)：

v₁≥40…(9)，

v₂≥50…(10)，

v₃≤40…(11)，

v₄≥50…(12)。

17.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，上述第2透镜、上述第3透镜、上述第4透镜，其所有材质为塑料。

18.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，将上述光阑和上述第4透镜在轴上间隔设为da时，满足下面的条件式(13)：

da/L＜0.02…(13)。

19.根据权利要求1所述的超广角摄像透镜，其特征在于，全视场角大于180度。

20.一种摄像装置，具备：

权利要求1所述的超广角摄像透镜；和

将该超广角摄像透镜形成的光学像转换为电信号的摄像元件。

21.一种摄像装置，具备：

权利要求9所述的超广角摄像透镜；和

将该超广角摄像透镜形成的光学像转换为电信号的摄像元件。

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