CN101393318A - 广角镜头 - Google Patents

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CN101393318A CNA2008102159962A CN200810215996A CN101393318A CN 101393318 A CN101393318 A CN 101393318A CN A2008102159962 A CNA2008102159962 A CN A2008102159962A CN 200810215996 A CN200810215996 A CN 200810215996A CN 101393318 A CN101393318 A CN 101393318A
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广瀬全利
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

本发明的广角镜头是视角超过90度低于120度的广角镜头，由从物体侧起依次为具有负焦强且球面玻璃形成的第1透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第2透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第3透镜构成。

Description

广角镜头
技术领域
本发明涉及光学性能良好的小型低成本广角镜头，尤其涉及适合于备有固体摄像元件的监视照相机、车载照相机等数字输入器具(数码相机、数码摄像机等)的广角镜头。
技术背景
以往提出了许多在备有固体摄像元件的监视照相机、车载照相机等中使用的广角镜头。
车载照相机主要是用作后视(后显示器)的情况较多，其中，大多数的视角在150～170°左右(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开2005-321742号公报
发明的内容
近年来，车载照相机不仅仅被作为以往的后视(后显示器)，也出现在交叉路口等使用的前视，或用于为了防止车轮脱落的侧视等场合。
前视用来在交叉路口等观察从左右过来的车辆等，水平方向的视角必须超过180度。另外，侧视用于防治车轮脱落等，视角并不一定需要超过150度，有时只要110度左右即可。
本发明的目的在于提供一种视角超过90度低于120度，小型且光学性能良好的广角镜头。
上述目的通过以下记载的发明达成。
1.一种视角超过90度低于120度的广角镜头，其特征在于，由从物体侧起依次为具有负焦强且球面玻璃形成的第1透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第2透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第3透镜构成。
通过使视角超过90度低于120度，与以往的广角镜头相比缓和了设计条件。因此能够提供一种广角镜头，其与以往的广角镜头相比，既具有较广的视角又具有良好的光学性能，低成本且小型。
2.1中记载的广角镜头，其特征在于，其满足以下条件式。
-3.3<f1/f<-1.8             
Figure A200810215996D0004134423QIETU
(1)
1.4<f3/f<2.2               
Figure A200810215996D0004134428QIETU
(2)
其中，
f：整个光学系统的焦距
f1：所述第1透镜的焦距
f3：所述第3透镜的焦距。
3.1或2中记载的广角镜头，其特征在于，其满足以下条件式。
vd2<50                   
Figure A200810215996D0004134452QIETU
(3)
vd3>50                   
Figure A200810215996D0004134456QIETU
(4)
其中，
vd2：所述第2透镜的阿贝数
vd3：所述第3透镜的阿贝数
4.1～3的任何一项中记载的广角镜头，其特征在于，在所述第2透镜和所述第3透镜之间配置光圈。
5.1～4的任何一项中记载的广角镜头，其特征在于，所述第2透镜和所述第3透镜是塑料透镜。
根据本发明，能够提供以三个透镜结构作为固体摄像元件用摄像镜头系统、具有良好的光学性能和广视角、低成本且小型的广角镜头。
附图说明
图1是实施例1的广角镜头的镜头结构图。
图2是实施例1的广角镜头的像差图。
图3是实施例2的广角镜头的镜头结构图。
图4是实施例2的广角镜头的像差图。
图5是实施例3的广角镜头的镜头结构图。
图6是实施例3的广角镜头的像差图。
图7是实施例4的广角镜头的镜头结构图。
图8是实施例4的广角镜头的像差图。
发明的具体实施方式
以下参照附图，对本发明的优选实施方式的广角镜头作说明。
本说明书中的“焦强(power)”是用焦距的倒数来定义的量。
图1、图3、图5、图7是实施例1至实施例4中的透镜配置截面示意图。
各图中的本广角镜头，由以下构成：从物体侧起依次为具有负焦强的第1透镜L1、具有正焦强的第2透镜L2、孔径光圈、具有正焦强的第3透镜L3、玻璃滤光器GF。
详细的是，第1透镜L1由至少具有1个球面的球面玻璃形成，第2透镜L2和第3透镜L3分别至少1面形成了非球面。
通过上述构成能够得到良好的光学性能。
另外，用玻璃透镜构成第1透镜L1，这样，例如在车载照相使用时，不需要设有特殊的保护罩。
形成第1透镜L1的球面玻璃可以用平面和球面来形成，但是优选两面用球面来形成。
第2透镜L2和第3透镜L3可以用玻璃或树脂等一般性的光学材料形成，但是，如本实施方式所述用塑料透镜形成第2透镜L2和第3透镜L3，能够期待广角镜头的轻量化和降低成本，所以被优选。
另外，通过用至少1面具有非球面的塑料透镜来形成第2透镜L2以及第3透镜L3，这样，与用球面来形成时相比，能够减少个数，降低成本，且能够减小尺寸。
接下去对上述条件式作说明。各实施例中没有必要同时满足所有各条件式，通过分别单独满足各个条件式就能够充分奏效。当然，从光学性能、小型化或组装效率观点出发，优选满足所有的各个条件式。
f1/f的值，大于条件式(1)的下限值的话，能够确保充分的后焦点；小于条件式(1)的上限值的话，能够抑制畸变，所以优选。
f3/f的值，大于条件式(2)的下限值的话，能够抑制像平面弯曲像差，小于条件式(2)的上限值的话，能够抑制畸变，所以优选。
vd2的条件式(3)以及vd3的条件式(4)是有关色像差的条件式。已知玻璃、树脂等一般性光学材料的阿贝数之值取10到95，所以vd2以及vd3也可以取该范围内的任意值。但由于下述理由，优选vd2以及vd3满足条件式(3)以及条件式(4)。vd2小于条件式(3)的上限值的话，倍率色差减小能够抑制光学性能的恶化。另外，vd3大于条件式(4)的下限值的话，轴上色差以及倍率色差都减小，能够抑制光学性能的恶化。
实施例
以下出示实施例1至实施例4中的广角镜头的透镜数据。
各实施例中使用的记号如下。
f：整个系统的焦距
F：F值
ω：半视角
R：曲率半径
d：透镜间隔
nd：对d线的折射率
vd：阿贝数
各个实施例中，各面编号的后面标有「*」的面是具有非球面形状的面。以面顶点为原点，取光轴方向X为轴，以垂直于光轴方向的高度为h，非球面形状用下式表示。
X(H)＝C·H2/{1+(1-ε·C2·H2)1/2}+∑Ai·Hi
其中，
H：垂直于光轴方向的高度
X(H)：高度H位置的光轴方向的变位量
C：近轴曲率
ε：二次曲面参数
Ai：i次非球面系数
Hi：表示H的i乘方的记号
(实施例1)
在下面的表1中出示镜头数据。
【表1】
 
面编号 R(mm) d(mm) nd vd
1 ∞ 0.90 1.56384 60.31
2 3.192 2.71
3* -7.817 1.54 1.58340 30.23
4* -2.949 1.89
5(光圈) ∞ 0.93
6* -23.935 0.97 1.53048 55.72
7* -1.831 1.50
8 ∞ 0.30 1.51680 64.17
9 ∞ 1.57
像平面 ∞
非球面系数
 
第3面
k＝0
A4＝0.000198540076574
A6＝0.00144481356719
A8＝-0.000312928549056
A10＝1.35849895974E-05
第4面
k＝0
A4＝0.0130506601646
A6＝2.82341204926E-05
A8＝-0.000206267315661
A10＝2.54075103773E-05
第6面
k＝0
A4＝0.0130506601646
A6＝2.82341204926E-05
A8＝-0.000206267315661
A10＝2.54075103773E-05
第7面
k＝0
A4＝0.00845532563026
A6＝0.000939105053217
A8＝-0.00687017460548
A10＝0.0053260174989
 
焦距 2.08
F值 2.8
视角 107.56
像高 2.25
镜头全长 12.21
后焦距 3.27
图2是实施例1的像差图(球面像差、像散、畸变)。
(实施例2)
(实施例2)
在下面的表2中出示镜头数据。
【表2】
 
面编号 R(mm) d(mm) nd vd
1 -57.234 0.90 1.56384 60.31
2 2.306 2.30
3* 1694.562 1.30 1.58340 30.23
4* -3.000 1.32
5(光圈) ∞ 1.06
6* -24.877 1.07 1.53048 55.72
7* -1.924 1.50
8 ∞ 0.30 1.51680 64.17
9 ∞ 1.47
像平面 ∞
非球面系数
 
第3面
k＝0
A4＝0.00817911479
A6＝0.0024608103235
A8＝-0.000969586913443
A10＝0.000187578094609
第4面
k＝0
A4＝0.0224820452568
A6＝-0.00267950619
A8＝7.66535990629E-05
A10＝0.000114811227355
第6面
k＝0
A4＝-0.00349790657
A6＝-0.0119380849927
A8＝0.0331416138898
A10＝-0.00863721527112
第7面
k＝0
A4＝0.0161037276
A6＝0.0117865095923
A8＝-0.0073996909961
A10＝0.00641080451032
 
焦距 2.06
F值 2.8
视角 108.46
像高 2.25
镜头全长 11.11
后焦距 3.16
图4是实施例2的像差图(球面像差、像散、畸变)。
(实施例3)
在下面的表3中出示镜头数据。
【表3】
 
面编号 R(mm) d(mm) nd vd
1 -15.444 0.90 1.56384 60.31
2 6.251 2.09
3* -13.300 1.40 1.58340 30.23
4* -3.534 2.06
5(光圈) ∞ 0.68
6* -6.766 1.25 1.53048 55.72
7* -1.553 1.50
8 ∞ 0.30 1.51680 64.17
9 ∞ 1.57
像平面 ∞
非球面系数
 
第3面
k＝0
A4＝0.00157268613424
A6＝0.000891094241168
A8＝-7.22002307298E-05
A10＝3.05229156678E-06
第4面
k＝0
A4＝0.00925630859075
A6＝0.000646259022957
A8＝-9.72484623323E-05
A10＝6.69418858731E-06
第6面
k＝0
A4＝-0.0542254845905
A6＝-0.0240496924714
A8＝0.0308012988227
A10＝-0.0155448648985
第7面
k＝0
A4＝0.0113237005971
A6＝0.000654263204829
A8＝-0.00305257360566
A10＝0.00317108372734
 
焦距 2.43
F值 2.8
视角 94.86
像高 2.25
镜头全长 11.64
后焦距 3.27
图6是实施例3的像差图(球面像差、像散、畸变)。
(实施例4)
在下面的表4中出示镜头数据。
【表4】
 
面编号 R(mm) d(mm) nd vd
1 39.022 0.90 1.56384 60.31
2 2.430 2.57
3* -7.891 2.49 1.58340 30.23
4* -2.422 0.95
5(光圈) ∞ 1.13
6* -7.096 1.23 1.53048 55.72
7* -1.678 1.50
8 ∞ 0.30 1.51680 64.17
9 ∞ 1.25
像平面 ∞
非球面系数
 
第3面
k＝0
A4＝0.00883284582269
A6＝-0.00150309906163
A8＝-3.82672855462E-05
A10＝-1.22661405434E-05
第4面
k＝0
A4＝0.0318548919457
A6＝-0.00838462795765
A8＝0.00185086078788
A10＝-0.000124996557582
第6面
k＝0
A4＝-0.0149201913318
A6＝0.0349996648698
A8＝0.0186898701976
A10＝-0.00897501174907
第7面
k＝0
A4＝0.0243609118166
A6＝0.0223380973414
A8＝-0.00844594945275
A10＝0.00867068171877
 
焦距 1.75
F值 2.8
视角 118.16
像高 2.25
镜头全长 12.03
后焦距 2.95
图8是实施例4的像差图(球面像差、像散、畸变)。
最后，将与上述条件式对应的实施例的值出示在表5。
【表5】
 
条件式 (1) (2) (3) (4)
实施例1 -2.721 1.769 30.23 55.72
实施例2 -1.896 1.875 30.23 55.72
实施例3 -3.197 1.442 30.23 55.72
实施例4 -2.653 2.196 30.23 55.72

Claims (5)

1.一种广角镜头，其视角超过90度低于120度，其特征在于，由从物体侧起依次为具有负焦强且球面玻璃形成的第1透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第2透镜、具有正焦强且至少1面形成了非球面的第3透镜构成。
2.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，其满足以下条件式。
-3.3<f1/f<-1.8
1.4<f3/f<2.2
其中，
f：整个光学系统的焦距
f1：所述第1透镜的焦距
f3：所述第3透镜的焦距。
3.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，其满足以下条件式。
vd2<50
vd3>50
其中，
vd2：所述第2透镜的阿贝数
vd3：所述第3透镜的阿贝数。
4.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，在所述第2透镜和所述第3透镜之间配置光圈。
5.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第2透镜和所述第3透镜是塑料透镜。
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