CN102269863A

CN102269863A - 图像拾取透镜和图像拾取设备

Info

Publication number: CN102269863A
Application number: CN2011101506869A
Authority: CN
Inventors: 北原有
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2011-12-07
Also published as: EP2392958B1; EP2392958A1; US20110299178A1; JP2011257462A; US8508862B2

Abstract

一种具有四透镜结构的图像拾取透镜，其中从物体侧开始依次设置双凹第一透镜、双凸第二透镜、双凹第三透镜和正第四透镜。这里，所述第一、第二、第三和第四透镜中至少一个透镜在每一侧上具有非球面表面。当第二透镜相对于d-线的折射率取为Nd2时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(1)。1.6＜Nd2……(1)。

Description

图像拾取透镜和图像拾取设备

技术领域

本发明涉及一种图像拾取透镜和图像拾取设备，更具体地涉及一种适用于具有诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)之类图像传感器的汽车摄像机、便携式终端摄像机、监视摄像机等的图像拾取透镜以及具有所述图像拾取透镜的图像拾取设备。

背景技术

诸如CCD或CMOS器件之类的图像传感器近来尺寸大大缩小，同时像素数量增加。因此，图像拾取器件本身尺寸也已经缩小，要求安装到器件上的图像拾取透镜缩小尺寸并且改善性能。同时，除了廉价和重量轻之外，还要求在汽车摄像机和监视摄像机中使用的透镜具有高抗气候性，以便在恶劣环境下可用。

在上述领域中已知的具有相对少量透镜的传统图像拾取透镜例如包括：在日本未审专利公开No.H9(1997)-189856(专利文献1)、日本未审专利公开No.2009-14947(专利文献2)、日本专利No.3756114(专利文献3)和日本专利No.3411565(专利文献4)中所描述的图像拾取透镜。专利文献1描述了一种5透镜图像拾取透镜系统，其中最靠近物体侧的第一透镜是具有朝向物体侧的凸面的负新月形(meniscus)透镜。专利文献2和3描述了一种4透镜图像拾取透镜系统，其中最靠近物体侧的第一透镜是具有朝向物体侧的凸面的负新月形透镜。专利文献4描述了一种4透镜图像拾取透镜系统，其中最靠近物体侧的第一透镜是具有朝向物体侧的凹面的负新月形透镜。

同时，对于上述领域中透镜的要求年复一年变得更加严格，并且透镜需要同时满足多个非常复杂的条件。也即，一直在寻求具有少量透镜的紧凑图像拾取透镜，但是又具有长的后焦距(back focus)以允许覆盖玻璃、滤波器等插入到透镜系统和图像传感器之间，具有小F值(F-number，光圈数)以允许在诸如夜间之类的低照度下使用透镜，确保约60°的较宽总视角，并且对像差进行满意地校正。

然而，对于专利文献1和2中所述的图像拾取透镜，难以在确保长后焦距的同时进一步缩小尺寸，因为最靠近物体侧的第一透镜的能力较小。专利文献3中所述的图像拾取透镜具有3.5的大F值，这不足以夜间使用。专利文献4中所述的图像拾取透镜具有2.8的稍大F值，但是难以具有宽视角，因为最靠近物体侧的第一透镜具有凹面朝向物体侧的负新月形状。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种紧凑的图像拾取透镜，但仍然具有长后焦距、宽视角、小F值和高光学性能。本发明的另一目的是提供一种包括所述图像拾取透镜的图像拾取设备。

发明内容

本发明的图像拾取透镜是一种具有四透镜结构的图像拾取透镜，其中从物体侧依次设置双凹第一透镜、双凸第二透镜、双凹第三透镜和正第四透镜，其中：

所述第一、第二、第三和第四透镜中至少一个透镜在每一侧上具有非球面表面；以及

当第二透镜相对于d-线的折射率取为Nd2时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(1)：

1.6＜Nd2--------------------(1)。

优选地，本发明的图像拾取透镜满足以下给出的条件式(2)至(6)中任一个、或者其中任意两个或两个以上的组合：

R2＜|R1|--------------------(2)

-2.0＜f1/f＜-0.7-----------(3)

50＜vd1---------------------(4)

0.5＜D12/f＜1.5------------(5)

vd3＜30---------------------(6)

其中：

R1：第一透镜在物体侧的曲率半径；

R2：第一透镜在像侧的曲率半径；

f：整个透镜系统的焦距；

vd1：第一透镜相对于d-线的阿贝数；

vd3：第三透镜相对于d-线的阿贝数；以及

D12：光轴上第一和第二透镜之间的距离。

在本发明的图像拾取透镜中，可以在第一透镜和第二透镜之间或者在第二透镜和第三透镜之间设置孔径。

在本发明的图像拾取透镜中，所有透镜均可以是未接合的单一透镜，或者可以将第三透镜和第四透镜接合在一起。

优选地，在本发明的图像拾取透镜中，第一透镜由玻璃制成。另外，在本发明的图像拾取透镜中，更优选地是所有透镜均由玻璃制成。

如果透镜是非球面透镜，则关于第一透镜的措辞“双凹透镜”、关于第二透镜的措辞“双凸透镜”、关于第三透镜的措辞“双凹透镜”或者关于第四透镜的措辞“正透镜”适用于近轴区域；如果第一透镜是非球面透镜，将近轴曲率半径用作条件式(2)中的曲率半径。至于条件式(2)中曲率半径的符号，如果表面形状朝着物体侧凸出则使用正符号，如果表面形状朝着像侧凸出则使用负符号。

本发明的图像拾取设备是一种包括上述图像拾取透镜的设备。

根据本发明，通过适当的能力排列、对每一个透镜的形状或能力符号的适当设置、引入非球面透镜、且满足条件式(1)，实现了具有4透镜紧凑结构的图像拾取透镜，同时仍然具有长后焦距、宽视角、小F值和良好的光学性能。另外，本发明也可以实现具有上述图像拾取透镜的图像拾取设备。

附图说明

图1是根据本发明示例1的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图2是根据本发明示例2的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图3是根据本发明示例3的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图4是根据本发明示例4的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图5是根据本发明示例5的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图6是根据本发明示例6的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图7是根据本发明示例7的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图8是根据本发明示例8的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图9是根据本发明示例9的图像拾取透镜的截面图，示出了其结构。

图10A至图10D示出了根据本发明示例1的图像拾取透镜的各个像差。

图11A至图11D示出了根据本发明示例2的图像拾取透镜的各个像差。

图12A至图12D示出了根据本发明示例3的图像拾取透镜的各个像差。

图13A至图13D示出了根据本发明示例4的图像拾取透镜的各个像差。

图14A至图14D示出了根据本发明示例5的图像拾取透镜的各个像差。

图15A至图15D示出了根据本发明示例6的图像拾取透镜的各个像差。

图16A至图16D示出了根据本发明示例7的图像拾取透镜的各个像差。

图17A至图17D示出了根据本发明示例8的图像拾取透镜的各个像差。

图18A至图18D示出了根据本发明示例9的图像拾取透镜的各个像差。

图19示出了根据本发明实施例的汽车图像拾取设备的位置。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细描述本发明的实施例。图1至图9是根据本发明实施例的图像拾取透镜的截面图，示出了其示例结构。图1至图9所示的透镜分别对应于随后所述的示例1至示例9的透镜。图1至图9所示示例的基本结构是相同的，并且按照相同的方式进行说明。因此，根据本发明实施例的图像拾取透镜的描述将主要参考图1所示示例结构来进行。

图1所示的图像拾取透镜具有四透镜结构，其中从物体侧依次设置第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。可以如图1所示示例中那样，将孔径光阑St设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间。但是孔径光阑St在本发明的图像拾取透镜中的位置并不局限于此。所示孔径光阑St在图1中并非按照实际尺寸和形状来示出，而是表示出其在光轴上的位置。在图1中，左侧是物体侧，右侧是像侧，参考符号Ri(i＝1、2、3、...)表示每一透镜表面的曲率半径，参考符号Di(i＝1、2、3...)表示表面距离。

注意：考虑到将图像拾取透镜应用于图像拾取设备的情况，图1还示出了设置在像面Sim上的图像传感器5。图像传感器5是这样一种器件：将图像拾取透镜形成的光学像转换为电信号，并且例如由CCD图像传感器、CMOS图像传感器等组成。

当将图像拾取透镜应用于图像拾取设备时，优选地根据透镜所安装到的摄像机的结构，提供覆盖玻璃、低通滤波器或者红外光截止滤波器，并且图1示出了其中将假设为这些元件的平行板状光学构件PP设置在最靠近像侧透镜和图像传感器5(像面Sim)之间的示例情况。

在本发明的图像拾取透镜中，第一透镜L1是双凹透镜，第二透镜L2是双凸透镜，第三透镜L3是双凹透镜，以及第四透镜L4是正透镜，其中这四个透镜中至少一个透镜在每一侧上具有非球面表面。如果透镜是非球面透镜，则这里所述的该透镜的表面形状和符号是近轴区域中的表面形状和符号。

分别将双凹透镜、双凸透镜和双凹透镜分别用于第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3允许增加每一个透镜的折射能力，从而图像拾取透镜可以用少量的透镜来配置。另外，将负透镜用于最靠近物体侧的第一透镜L1以及将正透镜用于最靠近像侧的第四透镜L4允许长的后焦距。在第一透镜L1和第四透镜L4之间，设置双凸透镜作为第二透镜L2和双凹透镜作为第三透镜L3允许消除像面弯曲(field curvature)和像散。另外，非球面表面用于多个表面允许满意地校正球差和失真，这有利于实现高光学性能同时确保宽视角和小F值。

当第二透镜L2相对于d-线的折射率取为Nd2时，该图像拾取透镜配置为满足以下给出的条件式(1)：

1.6＜Nd2--------------------(1)。

在该图像拾取透镜中，优选地是将相对强的能力分配给每一透镜，因为图像拾取透镜只由少量的四个透镜构成。具体地，优选的是将强能力分配给这些透镜中作为正透镜的第二透镜L2，用于色差校正和缩小尺寸。如果Nd2超出条件式(1)的下限，需要增加透镜的曲率以便增加能力，从而难以校正像面弯曲和横向色差。

更优选地是该图像拾取透镜配置为满足以下给出的条件式(1-1)来代替条件式(1)：

1.68＜Nd2------------------(1-1)。

另外，更优选地是该图像拾取透镜具有以下配置中的任一种或者其中任意两个或两个以上的组合。

优选地，当第一透镜L1在物体侧的曲率半径取为R1，第一透镜L1在像侧的曲率半径取为R2时，图像拾取透镜满足以下给出的条件式(2)：

R2＜|R1|--------------------(2)。

将满足条件式(2)的双凹透镜用于第一透镜L1在抑制球差产生的同时允许宽视角。

优选地，当整个透镜系统的焦距取为f以及第一透镜L1的焦距取为f1时，图像拾取透镜满足以下给出的条件式(3)：

-2.0＜f1/f＜-0.7-----------(3)。

如果f1/f超出条件式(3)的上限，横向色差的校正变得困难；而如果其超出下限，难以实现长的后焦距和像面弯曲的校正。

这里，更优选地是图像拾取透镜满足以下给出的条件式(3-1)来代替条件式(3)：

-1.8＜f1/f＜-0.8------------(3-1)。

优选地，当第一透镜L1相对于d-线的阿贝数取为vd1时，图像拾取透镜满足以下给出的条件式(4)：

50＜vd1---------------------(4)。

选择满足条件式(4)的材料允许容易地抑制色差，特别是抑制轴向色差。

优选地，当整个透镜系统的焦距取为f，并且光轴上第一透镜L1和第二透镜L2之间的距离取为D12时，图像拾取透镜满足以下给出的条件式(5)：

0.5＜D12/f＜1.5------------(5)。

如果D12/f超出条件式(5)的上限，不能减小整个透镜系统的尺寸。在图像拾取透镜中，首先通过第一透镜L1加宽光束、然后将加宽到一定程度的光束通过第二透镜L2进行聚焦，来确保长的后焦距。因此，如果D12/f超出条件式(5)的下限，必须在光束通过第一透镜L1和第二透镜L2之间的较短距离时加宽光束，并且需要减小第一透镜L1的焦距，从而难以校正横向色差。

优选地，当第三透镜L3相对于d-线的阿贝数取为vd3时，图像拾取透镜满足以下给出的条件式(6)：

vd3＜30---------------------(6)。

选择满足条件式(6)的材料允许抑制像散，并且容易地校正横向色差。

这里，更优选地是图像拾取透镜满足以下给出的条件式(6-1)来代替条件式(6)。

vd3＜26-----------------------(6-1)

优选地，第四透镜L4是双凸透镜。将双凸透镜用于第四透镜L4允许在少量透镜的系统中确保所要求的正能力。

优选地，在第一透镜L1和第二透镜L2之间，或者在第二透镜L2和第三透镜L3之间，设置孔径光阑St。如果在第一透镜L1和第二透镜L2之间设置孔径光阑St，可以将出射光瞳位置设置在远离像面的位置，并且可以容易地提供高远心度(telecentricity)。当在第二透镜L2和第三透镜L3之间设置孔径光阑St时，孔径光阑St的物体侧和像侧之间的能力分布变得基本上均匀，从而可以防止产生诸如像散和失真之类的离轴像差。

另外，图像拾取透镜可以具有由四个未接合单一透镜构成的四组四元件结构，或者三组四元件结构，其中第一和第二透镜L1、L2是单一透镜，而第三和第四透镜L3、L4接合在一起。除了与将透镜接合在一起的情况相比较具备低成本和高设计自由度之外，四组四元件结构在环境耐受性方面是有利的，因为不使用结合剂。同时，与图像拾取透镜只由单一透镜构成的情况相比较，三组四元件结构可以更令人满意地校正轴向色差和横向色差。

优选地，设置在最靠近物体侧的第一透镜L1由玻璃材料制成。当第一透镜L1由具有比塑料材料高的环境耐受性的玻璃材料制成时，可以确保透镜系统的环境耐受性。当期望将本发明的图像拾取透镜用于恶劣环境下时，例如用在汽车摄像机中等，优选地是设置在最靠近物体侧的第一透镜L1由对于气候，直射阳光引起的温度变化，诸如油脂、洗涤剂等化学药品引起的表面退化具备耐受性的材料制成，即，由具有高的耐水性、抗气候性、耐酸性、耐药品性等的材料制成。玻璃材料的使用可以满足这些要求。另外，例如也可以使用透明陶瓷材料作为第一透镜L1的材料。更具体地，例如，优选地使用由日本光学玻璃工业协会定义的粉末法形成的耐水性为1的材料。另外，优选的是该系统中所有透镜都由玻璃材料或透明陶瓷材料制成，以便确保更高的环境耐受性。

可以在第一透镜L1的物体侧表面上设置保护装置，用于改进强度、抗划性和耐药品性。在这种情况下，第一透镜L1的材料可以是塑料材料。保护装置可以是硬质涂层或者防水涂料。

第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中的任一个或任意组合可以由塑料材料制成。塑料材料的使用允许以廉价且重量轻的方式形成透镜系统。另外，当提供非球面表面时，可以精确地成形非球面表面形状，从而可以确保令人满意的光学性能。

在塑料材料用于第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4中任一个的情况下，可以使用所谓的纳米合成材料(由塑料和小于光波长的精细颗粒构成的合成物)。可以根据所混合的精细颗粒的类型和数量来改变纳米合成材料的折射率和阿贝数。纳米合成材料的使用允许提供具有高折射率或小阿贝数的材料，这是迄今为止通过任意塑料材料都未曾获得的，从而可以制造具有令人满意的光学性能的透镜。

注意：可以根据图像拾取透镜的计划用途，在透镜系统和图像传感器5之间插入用于截止紫外光到蓝光的滤波器或者用于截止红外光的IR(红外)截止滤波器。可选地，可以将具有与上述滤波器相同特性的涂层涂覆到透镜表面上。或者，可以将吸收紫外光、蓝光或红外光的材料用于任一透镜。

图1示出了示例情况，其中将表示各种类型滤波器的光学构件PP设置在透镜系统和图像传感器5之间。代替地，可以在各透镜之间分别设置各种类型滤波器的滤波器。可选地，可以将用作各种类型滤波器的涂层涂覆到图像拾取透镜的任一透镜的透镜表面。

通过每一个透镜的有效直径外侧的光束可能作为杂散光到达像面，并且变成重影。因此，优选地是图像拾取透镜按需要配置有用于阻挡杂散光的光阻挡装置。对于光阻挡装置，例如，可以将不透明涂层材料涂覆到或者可以将不透明板设置在每一透镜在有效直径外侧的像侧表面部分上。可选地，可以将不透明板设置在变成杂散光的光束的光路上，作为光阻挡装置。或者，可以在最靠近物体侧透镜的物体侧某一位置处设置遮光罩等。

另外，可以在各透镜之间设置用于一定程度上阻挡边缘光线使其不能引起相对照度问题的构件，例如孔径等。这里使用的术语“边缘光线”指的是来自光轴Z外的目标点、通过光学系统的入射光瞳的外围部分的那些光线的光束。通过这样设置用于阻挡边缘光线的构件，可以改进图像外围部分的质量。另外，通过阻挡引起重影的光，可以减小重影。

现在将描述本发明的图像拾取透镜的数值示例。在图1至图9中分别示出了示例1至示例9的图像拾取透镜的截面图。在图1至图9的每一幅图中，左侧是物体侧，右侧是像侧，还示出了孔径光阑St和光学构件PP。每一幅图中的孔径光阑St并不一定按照实际尺寸和形状示出，而是表示出在光轴Z上的位置。在每一示例中，透镜横截面视图中的符号Ri、Di(i＝1、2、3…)对应于以下所述的透镜数据Ri、Di。

在表1中示出了示例1的图像拾取透镜的透镜数据的表面数据，在表2中示出了非球面表面数据。同样地，在表3至18中分别示出了示例2至示例9的图像拾取透镜的透镜数据的表面数据和非球面表面数据。在下文中，将通过示例1描述表中的符号，但是示例2至9中的符号基本上与示例1中的符号基本上相同。

在表1的表面数据中，Si列表示第i(i＝1、2、3…)表面号码，其中将设置在最靠近物体侧的部件表面看做是第一表面，表面号码朝着像侧逐渐递增。表1中的Ri列表示第i表面的曲率半径，Di列表示光轴Z上第i表面和第i+1表面之间的表面距离。在表1的Ri列中，如果表面朝着物体侧凸出，则使用正符号；如果表面朝着像侧凸出，则使用负符号。在Di列的底部示出了表中所示的最后表面和像面Sim之间的表面距离。

另外，在表1的表面数据中，Ndj列表示第j透镜(j＝1、2、3…)相对于d-线(587.6nm的波长)的折射率，其中将设置在最靠近物体侧的透镜看作是第一透镜，透镜编号朝着像侧逐渐递增。vdj列表示第j光学元件相对于d-线的阿贝数。表面数据包括孔径光阑St和光学构件PP，并且与孔径光阑St相对应的表面号码字段包括术语“(孔径光阑)”。

在表1的表面数据中，在每一非球面表面的表面号码之后附有星号标记，并且将与光轴相邻的曲率半径(近轴曲率半径)的值表示为该非球面表面的曲率半径。表2中的非球面表面数据包括每一非球面表面的表面号码、近轴曲率和非球面系数。在表2的非球面表面数据中，数值“E-n”(n是：整数)指的是“×10^-n”，而“E+n”指的是“×10ⁿ”。非球面表面系数表示以下给出的非球面表面方程中的每一系数KA和Bm(m＝3，4，5，-----，10)的值。

Zd = \frac{C \times Y^{2}}{1 + \sqrt{1 - KA \times C^{2} \times Y^{2}}} + \underset{m}{Σ} B_{m} Y^{m}

其中，

Zd：非球面表面的深度(从非球面表面上高度为Y的点到与非球面顶点相接触、与光轴正交的平面的垂线的长度)；

Y：高度(从光轴到透镜表面的距离)；

C：近轴曲率；以及

KA、Bm：非球面系数(m＝3、4、5、...、10)。

[表1]

示例1表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-19.1813	0.900	1.58913	61.2
2	5.5902	6.271
					3*	6.6214	3.000	1.69098	53.0
4*	-4.6569	0.704
					5(孔径光阑)	∞	0.482
6*	-19.6807	0.701	1.61400	25.5
					7*	2.1692	0.400
8*	2.8066	2.000	1.53391	56.0
					9*	-10.0261	4.088
10	∞	0.400	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表2]

示例1非球面表面数据

	S3	S4	S6	S7
					C	1.510250175E-01	-2.147374032E-01	-5.081119579E-02	4.609921288E-01
KA	7.627147637E-01	-8.459570665E+00	1.082509304E+01	-2.353135326E+00
					B3	-1.563829503E-03	-7.271304498E-04	5.194942803E-03	2.793732674E-03
B4	3.306908776E-04	-1.577353603E-04	7.125711249E-03	-3.362440363E-03
					B5	4.775687503E-05	6.019356252E-05	-2.679007219E-03	-4.412792343E-04
B6	-8.463650050E-05	-1.140324157E-04	-2.504929729E-03	5.948450816E-05
					B7	-2.470406364E-04	-3.929747709E-04	8.995574922E-04	-2.173695839E-03
B8	1.768512451E-04	4.095143920E-04	8.431652383E-04	-5.497531937E-04
					B9	-4.650552882E-05	-1.388244978E-04	-1.946755346E-04	2.880556679E-03
B10	5.049345263E-06	1.720315122E-05	-4.059294027E-05	-9.375716025E-04

	S8	S9
			C	3.563059890E-01	-9.973978182E-02
KA	-4.839799381E+00	-1.630677901E+01
			B3	3.578980070E-03	1.553762875E-03
B4	4.725725769E-04	8.034712604E-04
			B5	5.274918238E-03	-1.928875144E-03
B6	3.327238916E-04	4.028464452E-03
			B7	-4.373002830E-03	4.827012816E-04
B8	-3.729281898E-03	-4.477605276E-03
			B9	5.690804746E-03	2.837369754E-03
B10	-1.527172931E-03	-5.276891998E-04

[表3]

示例2表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-15.1912	0.900	1.58913	61.2
2	6.6386	6.078
					3*	6.5919	2.998	1.69098	53.0
4*	-4.7202	0.331
					5(孔径光阑)	∞	1.074
6*	-1.9901	0.701	1.61400	25.5
					7*	10.5287	0.203
8*	2.2688	2.000	1.53391	56.0
					9*	-8.8239	4.201
10	∞	0.500	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表4]

示例2非球面表面数据

	S3	S4	S6	S7
					C	1.517006408E-01	-2.118552173E-01	-5.024802862E-01	9.497810533E-02
KA	-3.164241826E-01	-7.466790981E+00	-6.781661183E+00	-1.926322974E+01
					B3	-4.679224993E-04	-1.828665928E-03	7.139664666E-03	1.545838816E-02
B4	-1.280598553E-03	1.628619730E-03	5.135506914E-03	2.526382895E-03
					B5	1.990054561E-03	-3.032541086E-04	-2.692152193E-03	-1.210203580E-02
B6	-5.223814722E-05	-3.955486893E-04	-4.433300566E-03	-2.538678624E-03
					B7	-1.271119698E-03	-4.199751115E-04	1.067722473E-03	2.891342505E-03
B8	8.592270846E-04	6.414328213E-04	1.433972836E-03	-1.898149173E-04
					B9	-2.319488692E-04	-2.629730786E-04	-7.827730526E-04	1.957205568E-05
B10	2.288503764E-05	3.584034089E-05	1.186065918E-04	-4.410514797E-05

	S8	S9
			C	4.407610176E-01	-1.133283269E-01
KA	-6.845444550E+00	1.214194052-01
			B3	1.247167077E-02	1.8998559778E-03
B4	-7.594276187E-03	5.960887650E-03
			B5	1.046830026E-04	1.496557471E-03
B6	2.088273030E-04	7.986443273E-04
			B7	-4.077777279E-04	-7.652755143E-04
B8	-2.372916061E-04	5.512776333E-05
			B9	3.917818485E-04	1.200995346E-04
B10	-9.503212954E-05	-1.834529273E-05

[表5]

示例3表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1*	-13.7687	0.900	1.69098	53.0
2	3.7445	2.974
					3(孔径光阑)	∞	0.201
4	4.9436	2.998	1.88300	40.8
					5	-11.5885	1.098
6	-4.1105	0.701	1.92286	18.9
					7	198.2276	0.200
8*	5.5822	2.000	1.69098	53.0
					9*	-6.1015	5.688
10	∞	0.250	1.51680	64.2
					11	∞	0.497

[表6]

示例3非球面表面数据

	S1	S8	S9
				C	-7.262830551E-02	1.791417371E-01	-1.638941766E-01
KA	2.000000000E+01	3.627027355E+00	5.018784265E+00
				B3	-2.233114714E-04	-3.589776921E-03	9.896544867E-04
B4	2.639754213E-03	6.084069408E-03	2.898307826E-04
				B5	-1.153737732E-03	-8.672323595E-03	9.758104190E-03
B6	3.511654658E-04	-4.158164469E-04	-4.449806970E-03
				B7	0.000000000E+00	7.032788895E-03	-1.734720510E-03
B8	0.000000000E+00	-5.350731115E-03	3.071945302E-03
				B9	0.000000000E+00	1.688506094E-03	-1.282136406E-03
B10	0.000000000E+00	-2.029192614E-04	1.918293440E-04

[表7]

示例4表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-15.0219	0.900	1.58913	61.2
2	2.8336	2.266
					3(孔径光阑)	∞	0.216
4	6.4202	3.000	1.88300	40.8
					5	-6.3159	0.934
6	-4.7096	0.732	1.92286	18.9
					7	82.2091	0.200
8*	5.1718	2.000	1.69098	53.0
					9*	-8.3348	5.663
10	∞	0.200	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表8]

示例4非球面表面数据

	S8	S9
			C	1.933558343E-01	-1.199788131E-01
KA	9.530361610E-01	-8.993034151E+00
			B3	-4.830080884E-04	-4.717932764E-04
B4	3.054113665E-03	4.907588250E-03
			B5	3.710340621E-04	1.115071662E-03
B6	-1.072789356E-03	-3.344862971E-04
			B7	1.570986744E-03	-9.715759839E-04
B8	-8.252176837E-04	2.117567352E-03
			B9	2.023334916E-04	-1.181394083E-03
B10	-1.494283234E-05	2.356282869E-04

[表9]

示例5表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-19.8809	0.900	1.48749	70.2
2	4.0158	4.939
					3(孔径光阑)	∞	0.202
4	4.5092	2.914	1.88300	40.8
					5	-26.1775	0.567
6	-8.7832	0.700	1.92286	18.9
					7	5.9625	0.204
8*	4.0404	2.000	1.80348	40.4
					9*	-16.4640	4.193
10	∞	0.400	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表10]

示例5非球面表面数据

	S8	S9
			C	2.474993399E-01	-6.073847948E-02
KA	2.649144471E+00	1.983468751E+01
			B3	-4.652144836E-03	-1.919688115E-03
B4	9.895083359E-03	3.321459082E-03
			B5	-2.276779822E-02	1.305029618E-02
B6	9.953513298E-03	-1.689461530E-02
			B7	8.074522583E-03	8.162432445E-03
B8	-1.171582453E-02	-1.049080871E-04
			B9	5.106903139E-03	-1.050520151E-03
B10	-8.141031646E-04	2.189556070E-04

[表11]

示例6表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-200.0000	0.900	1.48749	70.2
2	2.5907	2.792
					3(孔径光阑)	∞	2.187
4*	8.0847	3.000	1.86400	40.6
					5*	-5.7337	0.571
6	-15.1508	1.500	1.9286	18.9
					7	7.3593	2.000	1.51823	59.0
8	-6.5795	5.556
					9	∞	0.450	1.51880	64.2
10	∞	0.500

[表12】

示例6非球面表面数据

	S4	S5
			C	1.236910023E-01	-1.744079772-01
KA	-3.343613620E+00	-8.647964969E+00
			B3	-4.232696615E-03	-8.152648161E-04
B4	7.07232873E-03	-6.695362870E-03
			B5	-3.018643254E-03	4.426437184E-03
B6	-6.42487610E-04	-5.336337911E-04
			B7	1.622824097E-03	-1.49284888E-03
B8	-7.96260231E-04	1.101065962E-03
			B9	1.756520284E-04	-3.688260630E-04
B10	-1.474234856E-05	4.3245741E-05

[表13]

示例7表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1*	-130.9654	0.900	1.53391	56.0
2*	4.0913	5.754
					3*	6.3710	2.998	1.69098	53.0
4*	-4.8659	0.300
					5(孔径光阑)	∞	1.146
6*	-1.7536	0.701	1.61400	25.5
					7*	10.0777	0.201
8*	2.0947	2.003	1.53391	56.0
					9*	-6.3120	4.529
10	∞	0.400	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表14]

示例7非球面表面数据

	S1	S2	S3	S4
					C	-7.635603395E-03	2.444232724E-01	1.569600812E-01	-2.055106852E-01
KA	1.224949206E+01	1.173582692E+00	1.337688692E+00	-9.193045329E+00
					B3	1.526265682E-03	8.544867933E-04	7.196676139E-04	-1.952368044E-03
B4	-5.762155848E-04	4.659104945E-04	-1.361274811E-03	8.297910622E-04
					B5	-1.048103068E-04	-1.073210421E-04	1.906096660E-03	-9.117172982E-04
B6	6.733293619E-06	-9.449471460E-05	-2.488314570E-05	-4.875147023E-04
					B7	-2.897881203E-06	-4.620313625E-05	-1.243661461E-03	-9.765409396E-05
B8	-6.916478223E-06	-2.856472150E-06	8.312049474E-04	1.042960258E-03
					B9	3.089912617E-06	1.567066824E-05	-2.055739185E-04	-7.046466571E-04
B10	-4.554195101E-07	-5.747018278E-06	1.260958786E-05	1.331407267E-04

	S6	S7	S8	S9
					C	-5.702457830E-01	9.922873248E-02	4.773873287E-01	-1.584283981E-01
KA	-4.990724630E+00	4.856675263E+00	-6.015090716E+00	5.598304644E+00
					B3	2.479755119E-03	2.972737887E-03	-1.359796507E-03	1.464976416E-03
B4	-1.775624250E-04	-2.373308829E-03	2.153250397E-03	5371762594E-03
					B5	-2.547610774E-03	-3.327155786E-03	1.258453685E-03	9.222639365E-04
B6	-3.595799712E-03	-3.600846094E-04	-1.579655091E-04	1.008149623E-03
					B7	1.129350865E-03	-4.086137953E-04	-2.814442015E-04	-3.544860943E-04
B8	9.279722127E-04	-2.920674380E-04	-1.963489928E-04	2.275811782E-04
					B9	-1.257936373E-03	4.361280167E-05	1.085288852E-04	-1.322513352E-04
B10	3.593368878E-04	4.188369970E-05	-3.544283044E-05	1.587394636E-05

[表15]

示例8表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-34.6341	0.900	1.58913	61.2
2	4.2660	6.138
					3*	5.0000	3.000	1.69098	53.0
4*	-4.0522	0.300
					5(孔径光阑)	∞	0.795
6*	-2.4009	0.701	1.90200	25.1
					7*	28.6388	0.204
8*	2.6133	2.000	1.56871	58.6
					9*	-13.9652	4.263
10	∞	0.400	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表16]

示例8非球面表面数据

	S3	S4	S6	S7
					C	2.000000982E-01	-2.467772560E-01	-4.165061369E-01	3.491760882E-02
KA	2.090048873E+00	-8.084144177E+00	-1.049982520E+01	5.834498305E+00
					B3	-2.323335561E-03	-3.083401865E-04	1.688631155E-02	2.341363346E-02
B4	-6.301641110E-04	7.763698367E-04	1.390437699E-02	1.759286784E-02
					B5	1.912373607E-03	-1.603662580E-05	-2.184487232E-03	-2.925732074E-02
B6	-4.072590134E-03	-1.563158314E-04	-7.967061260E-03	1.359371623E-02
					B7	2.661863379E-03	-1.667354622E-03	2.007113083E-03	4.697827200E-06
B8	-9.179443708E-04	1.791291698E-03	4.056144801E-03	-1.994308700E-04
					B9	1.614233987E-04	-6.655921930E-04	-2.349932846E-03	7.727329100E-05
B10	-1.179159350E-05	8.698600843E-05	3.546399711E-04	-1.440034800E-05

	S8	S9
			C	3.826593547E-01	-7.160671601E-02
KA	-1.137885686E+01	-7.455881899E+00
			B3	2.725499570E-02	-6.221806273E-05
B4	-3.395842615E-02	1.726781867E-04
			B5	-1.73455086E-03	-5.571879143E-03
B6	6.078849277E-03	1.300304196E-04
			B7	-1.837846000E-05	1.631752167E-03
B8	-2.074567300E-07	7.128724139E-04
			B9	-1.399764000E-05	-1.122540384E-03
B10	7.068194500E-06	2.832559574E-04

[表17]

示例9表面数据

Si	Ri	Di	Ndj	vdj
					1	-200.0000	0.900	1.58913	61.2
2	3.0356	5.027
					3(孔径光阑)	∞	0.234
4*	5.8064	3.000	1.86400	40.6
					5*	-7.0066	0.578
6	-12.6813	0.761	1.92286	18.9
					7	6.1165	0.217
8	9.3880	2.000	1.62299	58.2
					9	-6.4585	5.847
10	∞	0.450	1.51680	64.2
					11	∞	0.500

[表18]

示例9非球面表面数据

	S4	S5
			C	1.722233689E-01	-1.427223275E-01
KA	8.423177372E-01	-1.733952824E+00
			B3	-1.520154484E-03	9.823966293E-05
B4	2.662519750E-03	3.370229172E-04
			B5	-9.758866928E-04	1.893714011E-03
B6	-9.519067904E-04	2.972914701E-04
			B7	1.245454952E-03	-1.431260743E-03
B8	-5.159403747E-04	9.742702943E-04
			B9	9.677178223E-05	-2.866958559E-04
B10	-6.158874156E-06	3.596274215E-05

在表19中示出了示例1至示例9中各示例的图像拾取透镜的整个透镜系统的焦距f、第一透镜L1的焦距f1以及与条件式(1)至(6)相对应的值。

[表19]

	示例1	示例2	示例3	示例4	示例5	示例6	示例7	示例8	示例9
										f	4.45	4.45	4.45	4.45	4.45	4.41	4.44	4.44	4.44
f1	-7.25	-7.72	-4.17	-3.97	-6.77	-5.24	-7.41	-5.39	-5.07
										(1)Nd2	1.69098	1.69098	1.88300	1.88300	1.88300	1.86400	1.69098	1.69098	1.86400
(3)f1/f	-1.63	-1.74	-0.94	-0.89	-1.52	-1.19	-1.67	-1.44	-1.14
										(4)vd1	61.2	61.2	53.0	61.2	70.2	70.2	56.0	61.2	61.2
(5)D12/f	1.41	1.37	0.71	0.56	1.15	1.13	1.29	1.38	1.18
										(6)vd3	25.5	25.5	18.9	18.9	18.9	18.9	25.5	25.1	16.9

表1至表19包括取整到预定位数有效位的数值。使用“mm”作为长度的单位。但是这只是示例，也可以使用其他合适的单位，因为当光学系统成比例地放大或者缩小时可以获得相同的光学性能。

在图10A至10D、11A至11D、图12A至12D、图13A至13D、图14A至14D、图15A至15D、图16A至16D、图17A至17D以及图18A至18D中分别示出了示例1至示例9中各示例的图像拾取透镜的相应像差。

这里，将采用示例1的像差图作为示例来进行描述，但是其他示例的像差图与示例1的相同。在图10A至图10D中分别示出了示例1的图像拾取透镜的球差、象散、失真和横向色差的图。球差图中的“Fno.”表示F值，其他图中的“ω”表示半视角。失真图说明了由

所获得的与理想像高度的位移量，其中f是整个透镜系统的焦距，是半视角(作为变量处理，

)。每一幅图示出了以e-线(546.07nm的波长)作为基准波长的像差。球差和横向色差的图还示出了相对于g-线(436nm的波长)和C-线(656.27nm的波长)的像差。

如这些数据所示，示例1至示例9中各示例的图像拾取透镜只由少量的四个透镜构成，并且可以紧凑且廉价地生产。此外，每一图像拾取透镜具有约2.0的小F值、约60°的宽总视角，并且获得了良好的光学性能，像差得以令人满意的校正。优选地，这些图像拾取透镜可以用于监视摄像机、用于拍摄汽车前、后、侧面图像的汽车摄像机等。

作为用途示例，图19示出了安装了具有本发明的图像拾取透镜的图像拾取设备的汽车100。在图19中，汽车100具有：车辆外部摄像机101，用于对前排乘客座椅侧的盲区进行成像；车辆外部摄像机102，用于对后侧的盲区进行成像；以及车辆内部摄像机103，附在后视镜的后侧，以对与司机视角相同的视角范围进行成像。车辆外部摄像机101、车辆外部摄像机102和车辆内部摄像机103是根据本发明实施例的图像拾取设备，并且包括本发明示例的图像拾取透镜和用于将图像拾取透镜形成的光学像转换为电信号的图像传感器。

至此，已经通过实施例和示例描述了本发明，但是本发明不局限于上述实施例和示例，并且可以进行各种修改和变化。例如，每一透镜元件的曲率半径、表面距离、折射率、阿贝数和非球面系数的值不局限于每一数值示例中所示的值，并且可以取其他值。

另外，在图像拾取设备的实施例中，已经参考附图描述了将本发明应用于车辆摄像机的情况。但是，本发明的应用不局限于车辆摄像机，并且本发明例如也可以应用于便携式终端设备的摄像机、监视摄像机等。

Claims

1.一种具有四透镜结构的图像拾取透镜，其中从物体侧开始依次设置双凹第一透镜、双凸第二透镜、双凹第三透镜和正第四透镜，其中：

1.6＜Nd2--------------------(1)。

2.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，当第一透镜在物体侧和像侧的曲率半径分别取为R1和R2时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(2)：

R2＜|R1|--------------------(2)。

3.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，当整个透镜系统的焦距取为f以及第一透镜的焦距取为f1时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(3)：

-2.0＜f1/f＜-0.7-----------(3)。

4.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，当第一透镜相对于d-线的阿贝数取为vd1时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(4)：

50＜vd1---------------------(4)。

5.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，当整个透镜系统的焦距取为f，并且光轴上第一透镜和第二透镜之间的距离取为D12时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(5)：

0.5＜D12/f＜1.5------------(5)。

6.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，当第三透镜相对于d-线的阿贝数取为vd3时，所述图像拾取透镜满足以下给出的条件式(6)：

vd3＜30---------------------(6)。

7.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，在所述第一透镜和所述第二透镜之间设置孔径。

8.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，在所述第二透镜和所述第三透镜之间设置孔径。

9.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，将所述第三透镜和所述第四透镜接合在一起。

10.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，所述第一透镜由玻璃制成。

11.根据权利要求1所述的图像拾取透镜，其中，所有透镜均由玻璃制成。

12.一种图像拾取设备，包括根据权利要求1至11中任一项所述的图像拾取透镜。