CN104076492B - 透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置 - Google Patents

透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104076492B
CN104076492B CN201410112301.3A CN201410112301A CN104076492B CN 104076492 B CN104076492 B CN 104076492B CN 201410112301 A CN201410112301 A CN 201410112301A CN 104076492 B CN104076492 B CN 104076492B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens unit
ball cover
image
plus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410112301.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104076492A (zh
Inventor
井元悠
江口阳介
三条阳太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013072745A external-priority patent/JP6126431B2/ja
Priority claimed from JP2013072744A external-priority patent/JP6257165B2/ja
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN104076492A publication Critical patent/CN104076492A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104076492B publication Critical patent/CN104076492B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/005—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for correction of secondary colour or higher-order chromatic aberrations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0081—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/69—Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/741—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by increasing the dynamic range of the image compared to the dynamic range of the electronic image sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

公开了透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置。透镜装置按照从物侧起的顺序包括：第一透镜单元；孔径光阑；和正的第二透镜单元。第一透镜单元按照从物侧起的顺序包括第一负透镜，具有至少一个非球面的第二负透镜，和正透镜。第二透镜单元包括至少一个负透镜和至少两个正透镜。第一透镜单元的第一和第二负透镜是具有向着物侧的凸面的弯月透镜。光学系统的焦距，第一和第二透镜单元的焦距，第一透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值，以及第二透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值被适当地配置。

Description

透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置
技术领域
本发明涉及透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置，更具体地，涉及例如适合用于监控照相机、车载照相机、摄像机、数字静态照相机或卤化银胶片照相机并且上面能可拆卸地安装同心形状的球罩（dome cover）的单焦点透镜装置，以及包括单焦点透镜装置的图像拾取装置。
背景技术
通常，作为诸如监控照相机和车载照相机之类的图像拾取装置，提出了支持图像拾取元件的像素数目的增大并且光学性能高的单焦点广角透镜。例如，如在日本专利No.4186560和日本专利No.5045300及日本专利申请特开No.2012-18422中公开的那样，已知包含正或负的第一透镜单元、光阑和正的第二透镜单元的后聚焦型（retro-focus）单焦点广角透镜。
在许多监控照相机中，同心形状的球罩被安装在图像拾取系统上并用于图像拾取系统的保护和绝热。由于球罩具有折光力，因此光学性能根据球罩的有无而变化。日本专利申请特开No.2011-81110公开一种利用布置在球罩和图像拾取系统之间的校正透镜来校正根据球罩的有无的光学性能的变动。
近年来，要求诸如监控照相机和车载照相机之类的图像拾取装置包括具有宽场角（angle of field）的单焦点透镜。
遗憾的是，正如日本专利No.4186560和日本专利No.5045300及日本专利申请特开No.2012-18422一样，通过实现其中有意使负畸变保持为约-80%或更强的宽场角的透镜的图像具有不自然的畸变周边。
随着图像处理技术的进步，提出了电子地进行畸变校正以抑制图像中的畸变的图像拾取装置。遗憾的是，压缩图像的电子放大使在周边场角处的分辨率降级。
具有宽场角并且抑制负畸变的设计需要焦距的减小，然而这增大每个透镜的折光力。因而，难以校正各种像差。
近年来，作为监控照相机，需要作为包括用于图像拾取系统的保护和绝热的球罩并且同时实现高光学性能和尺寸减小的图像拾取装置的产品。遗憾的是，球罩的尺寸减小增大球罩的折光力。因而，光学性能的变动根据球罩的有无而增大。特别地，在广角透镜中，根据球罩的有无，相对于成像范围的中心，在成像范围的周边处的焦点位置的变动增大。从而相对于成像范围的中心，成像范围的周边是焦点未对准的。在日本专利申请特开No.2011-81110中，在球罩和图像拾取系统之间布置校正透镜，以校正光学性能的降级。这种布置增大球罩和图像拾取系统之间的间隔。尤其是，在广角透镜中，校正透镜往往尺寸大，并且球罩和图像拾取系统之间的间隔增大，从而又增大图像拾取装置的尺寸。
发明内容
本发明的透镜装置包括光学系统，所述光学系统按照从物侧到像侧的顺序包括：第一透镜单元；孔径光阑；和具有正折光力的第二透镜单元，其中，第一透镜单元按照从物侧到像侧的顺序包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜，并且第二透镜单元包括至少一个负透镜和至少两个正透镜，第一透镜单元的第一负透镜和第二负透镜是具有向着物侧的凸面的弯月透镜，第一透镜单元的第二负透镜具有至少一个非球面，并且以下式子被满足：
-0.25<f/f1<0.20，
0.33<f/f2<0.60，
0.20<ν1p/ν1n<0.70和
3.00<ν2p/ν2n<6.00
其中，f是光学系统的焦距，f1和f2分别是第一透镜单元和第二透镜单元的焦距，ν1p和ν1n分别是第一透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值，且ν2p和ν2n分别是第二透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值。
本发明的另一方面的透镜装置包括：光学系统，所述光学系统按照从物侧到像侧的顺序包括可拆卸的同心形状的球罩，第一透镜单元，孔径光阑，和具有正折光力的第二透镜单元；和改变第一透镜单元和第二透镜单元之间的在光轴上的空气间隔的单元，其中，以下式子被满足：
0.02<Ld/D12<1.00，
-0.0060<f/fd<-0.0009和
-0.25<f/f1<0.20
其中，Ld是在安装球罩的情况下球罩的像侧面和第一透镜单元的物侧面的在光轴上的空气间隔，D12是在安装球罩的情况下从第一透镜单元的物侧面到第二透镜单元的像侧面的在光轴上的厚度，f是光学系统的焦距，fd是球罩的焦距，且f1是第一透镜单元的焦距。
本发明提供单焦点透镜装置和包括该单焦点透镜装置的图像拾取装置，所述单焦透镜装置支持具有宽场角、低畸变的图像拾取元件，支持具有高分辨率的图像拾取元件，并且光学性能高。
本发明还可提供抑制根据球罩的有无而相对于成像范围的中心在成像范围的周边处的焦点位置的变动并且光学性能高的小型透镜装置，和包括该小型透镜装置的图像拾取装置。
参考附图，根据例证实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是示例1的透镜装置的透镜截面图。
图2A是示例1的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图2B是示例1的透镜装置在1m的物距下的横向像差图。
图3是示例2的透镜装置的透镜截面图。
图4A是示例2的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图4B是示例2的透镜装置在1m的物距下的横向像差图。
图5是示例3的透镜装置的透镜截面图。
图6A是示例3的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图6B是示例3的透镜装置在1m的物距下的横向像差图。
图7是示例4的透镜装置的透镜截面图。
图8A是示例4的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图8B是示例4的透镜装置在1m的物距下的横向像差图。
图9是示例5的透镜装置的透镜截面图。
图10A和10B是示例5的透镜装置在1m的物距下的像差图。
图11是在安装有球罩的情况下示例6的透镜装置的透镜截面图。
图12是在安装有球罩的情况下示例6的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图13是在安装有球罩的情况下示例7的透镜装置的透镜截面图。
图14是在安装有球罩的情况下示例7的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图15是在安装有球罩的情况下示例8的透镜装置的透镜截面图。
图16是在安装有球罩的情况下示例8的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图17是在安装有球罩的情况下示例9的透镜装置的透镜截面图。
图18是在安装有球罩的情况下示例9的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图19是在安装有球罩的情况下示例10的透镜装置的透镜截面图。
图20是在安装有球罩的情况下示例10的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。
图21A是本发明的透镜装置的间隔调整机构的示意图。
图21B是本发明的透镜装置的间隔调整机构的示意图。
图22是本发明的透镜装置的光路图。
图23是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的优选实施例。
第一实施例
下面参考附图详细说明根据本发明的第一实施例的透镜装置。
图1是本发明的示例1（数值示例1）的透镜装置的透镜截面图。在图1中，按照从物侧到像侧的顺序，示例1的透镜装置包括：第一透镜单元G1；孔径光阑SP；和具有正折光力的第二透镜单元G2。图1中图解所示的平行板FL对应于低通滤光器或IR截止滤光器。像面I对应于诸如接收来自图像拾取透镜的被摄体光并对光进行光电转换的固态图像拾取元件（光电转换元件）之类的像面。上述结构和每个示例的结构完全相同。
图2A是示例1在1m的物距下的纵向像差图。单位用毫米表示（只有畸变用百分比表示）。在该纵向像差图中，对于d线（实线）和g线（双点划线）表示球面像差。对于d线表示弧矢像面（实线）和子午像面（虚线）上的像散。对于g线（双点划线）表示横向色差。还表示了f数Fno和成像半场角ω。在纵向像差图中，以0.1mm的尺度表示球面像差，以0.1mm的尺度表示像散，以10%的尺度表示畸变，并以0.02mm的尺度表示横向色差。图2B是示例1在1m的物距下的横向像差图，并且以0.02mm的尺度图解说明对于d线的弧矢光线像差（实线）和子午光线像差（虚线）。对于每个实施例的表示和尺度来说，像差图的表示和尺度类似。
按照从物侧到像侧的顺序，本发明的示例1-5的透镜装置包括：第一透镜单元；孔径光阑；和具有正折光力的第二透镜单元。按照从物侧到像侧的顺序，第一透镜单元包括：第一负透镜；第二负透镜；和正透镜。第二透镜单元包括至少一个负透镜，和至少两个正透镜。第一透镜单元的每个负透镜是具有向着物侧的凸面的弯月透镜。第一透镜单元的第二负透镜的面的至少之一是非球面。整个系统的焦距被定义为f。第一透镜单元和第二透镜单元分别具有焦距f1和f2。第一透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值分别被定义为ν1p和ν1n。第二透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值分别被定义为ν2p和ν2n。以下条件被满足：
-0.25<f/f1<0.20...（1）
0.33<f/f2<0.60...（2）
0.20<ν1p/ν1n<0.70...（3）
3.00<ν2p/ν2n<6.00...（4）。
示例1-5的透镜装置具有适合于实现足以用于监控用途的宽场角的后聚焦型结构。第一透镜单元有利地包括三个透镜，即第一负透镜、第二负透镜和正透镜。作为成像透镜单元的第二透镜单元有利地包括至少两个正透镜和用于校正色差的至少一个负透镜。
根据像差理论，畸变与近轴轴向光线（paraxial axial ray）距光轴的高度h成比例，还与近轴离轴主光线（paraxial off-axial principalray）距光轴的高度hbar的三次方成比例。本发明的透镜装置具有宽场角。因而，来自物体的离轴入射光束具有大入射角。从而重要的是抑制在离光阑最远并且具有高度hbar的最大值的第一负透镜处和在第二负透镜处发生的负畸变。因而，第一负透镜和第二负透镜有利地是具有向着物侧的凸面和抑制离轴光线在各面上的折射角度的形状的弯月透镜。
场曲（field curvature）和像散与近轴轴向光线距光轴的高度h的平方成比例，还与近轴离轴主光线距光轴的高度hbar的平方成比例。在本发明的透镜装置中，有利地对其中高度har不是太小且高度h大于第一负透镜的高度的第二负透镜应用非球面，以便除了抑制负畸变之外，还有效地校正场曲和像散。
此外，在示例1-5中，为了有效地校正场曲和像散，第二负透镜的两个面有利地都是非球面。
条件式（1）定义整个系统的焦距f与第一透镜单元的焦距f1之比。同样地，条件式（2）定义整个系统的焦距f与第二透镜单元的焦距f2之比。如果超过条件式（1）的上限，那么入射在第二透镜单元上的光束（light flux）的收敛度变得过大，从而变得难以确保足够的反焦距。如果达不到条件式（1）的下限，那么入射在第二透镜单元上的光束的发散度变得过大，从而变得难以校正各种像差。
如果超过条件式（2）的上限，那么第二透镜单元的折光力变得过强，从而变得难以校正各种像差。如果达不到条件式（2）的下限，那么折光力为得过弱，从而变得难以实现对监控用途来说足够宽的场角。有利地进一步如下配置条件式（1）和（2），
-0.19<f/f1<0.12...（1a）和
0.35<f/f2<0.47...（2a）。
条件式（3）定义第一透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值ν1p和ν1n之比。同样地，条件表达式（4）定义第二透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值ν2p和ν2n之比。本发明的透镜装置有利地校正负畸变。因而，为了实现宽场角，要求装置具有短焦距结构。从而，主要具有成像透镜单元的重要作用的第二透镜单元的折光力增大。因而，第二透镜单元中的每个透镜的折光力也增大。于是，各种像差的发生量倾向于增大。为了降低具有正折光力的第二透镜单元中的每个透镜的折光力，根据以下的线性消色差条件式（其中φp和φn分别是正透镜和负透镜的折光力，νp和νn分别是正透镜和负透镜的阿贝常数），
φp/νp+φn/νn=0
正透镜和负透镜的阿贝常数之比νp/νn有利地被配置成尽可能地大。
同时，如果第二透镜单元的阿贝常数比被配置成大，那么会过度校正第二透镜单元的轴向色差。因而，第一透镜单元的阿贝常数比有利地被配置成在适当平衡被过度校正的轴向色差的范围内。
如果超过条件式（3）的上限，那么轴向色差被太过度地校正，或者变得难以兼容横向色差的校正。如果达不到条件式（3）的下限，那么轴向色差校正太不足，或者变得难以兼容横向色差的校正。如果超过条件式（4）的上限，那么轴向色差被太过度地校正。如果达不到条件式（4）的下限，那么第二透镜单元的每个透镜的折光力变得过强，以致增大各种像差，从而变得难以获得高光学性能。有利地进一步如下配置条件式（3）和（4），
0.28<ν1p/ν1n<0.57...（3a）和
3.20<ν2p/ν2n<4.80...（4a）。
在最大像高Y处的入射光线的半场角被定义为ω。本发明的示例1-5的透镜装置满足以下条件。
0.7<Y/{f×tan(ω)}<1.0...（5）
如下表示计算理想像高的表达式，
Y=f×tan(ω)。
像高和场角的正切彼此成比例。然而，畸变的影响导致非线性。本发明的透镜装置把负畸变抑制到小到约-10%。因而，条件式（5）具有接近于1.0的值，这意味着一比例关系。
如果超过条件式（5）的上限，那么变得难以校正离轴像差，比如晕圈和彗形像差，从而不能获得高光学性能。如果达不到条件式（5）的下限，那么不能充分抑制畸变。
有利地进一步如下配置条件式（5），
0.85<Y/{f×tan(ω)}<0.95...（5a）。
要求诸如监控照相机和车载照相机之类的图像拾取装置包括无任何聚焦机构的深焦透镜，以实现高可靠性，机构的简化，以及尺寸、重量和成本的减小。在深焦透镜中，从无限远到最小物距的距离范围在景深范围内。容许的模糊圈（circle of confusion）被定义为ε。根据下式，
sh=f2/(ε×Fno)
最小物距为sh/2，它是超焦距（hyperfocal distance）sh的一半。因而，为了在更宽的距离范围内焦点对准地成像，小的超焦距sh更有利。然而，即使就相同的场角来说，通过大的负畸变实现宽场角的透镜也具有相对长的焦距。因而，超焦距变长，作为深焦透镜的操作变得困难。此外，对用于监控用途的暗处成像来说，重要的是采用f数小的明亮透镜。然而，如果在深焦透镜中，f数被配置成较小，那么超焦距增大，从而作为深焦透镜的操作变得困难。从而，对作为用于监控用途的深焦透镜的操作来说，需要适当地设定焦距和f数。为了解决这些问题，根据本发明的透镜装置满足以下条件，
0.50<f2/(Y×Fno)<2.50（单位mm）...（6）
其中Fno是在无限远处的f数。
在上述超焦距sh、ε与图像拾取元件I的对角方向上的像素节距p成比例。从而，关系ε∝p成立。利用图像拾取元件的对角方向上的像素的数目n和最大像高Y，像素节距p可被表示成p=2×Y/n。因而，超焦距sh的表示可用表示f2/(Y×Fno)替换。即，条件式（6）定义超焦距，它是最小物距。如果超过条件式（6）的上限，那么最小物距增大。因而，作为深焦透镜的操作变得困难，或者变得难以获得足以用于监控用途的场角。相反，如果达不到条件式（6）的下限，那么变得难以为监控用途维持足够的亮度，或者透镜的折光力变强，从而变得难以获得低畸变和高性能。更有利的是如下配置条件式（6），
0.70<f2/(Y×Fno)<2.10（单位mm）...（6a）。
第一透镜单元的正透镜的对于d线的折射率被定义为n1p。示例1-5的透镜装置有利地满足以下条件式，
1.90<n1p<2.30...（7）。
在第一透镜单元的正透镜中引起正畸变的同时抑制第一负透镜和第二负透镜中的负畸变的发生。因而，更有效地实现负畸变的降低。为了产生正畸变，需要极大地折射离轴光线。然而，折射导致在周边像高处的高次晕圈和彗形像差。为了抑制这样的高次像差，有效的是加强折射率n1p且减弱正透镜的折光力。如果超过条件式（7）的上限，那么就现有透镜材料来说，阿贝常数变得过小。因而，轴向色差的校正变得不足，且变得难以兼容横向色差的校正。如果达不到条件式（7）的下限，那么正透镜的折光力增大，从而高次晕圈和彗形像差增大。从而变得难以获得有利的光学性能。更有利的是如下配置条件式（7），
1.90<n1p<2.15...（7a）。
在本发明的实施示例1-5的透镜装置中，第二透镜单元包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜。胶合透镜的负透镜和正透镜的阿贝常数被分别定义为νcn和νcp。有利地满足以下条件式。
3.00<νcp/νcn<6.00...（8）
在第二透镜单元中布置胶合透镜可更有效地校正色差。基于和说明条件式（4）的原因类似的原因，对于色差大程度地做出贡献的、胶合透镜的负透镜和正透镜之间的大阿贝常数比的配置可进一步有效降低第二透镜单元的各个透镜的折光力。如果超过条件式（8）的上限，那么轴向色差被太过度地校正。如果达不到条件式（8）的下限，那么第二透镜单元的各个透镜的折光力变得太大，各种像差增大。因而，变得难以获得高光学性能。有利地进一步如下配置条件式（8），
3.70<νcp/νcn<5.50...（8a）。
在本发明的示例1-5的透镜装置中，第二透镜单元包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜。胶合透镜的负透镜和正透镜的折射率被定义为ncn和ncp。有利地满足以下条件式。
0.30<ncn-ncp<0.60...（9）
胶合透镜具有有效校正色差的结构。此外，构成第二透镜单元中的胶合透镜的正透镜和负透镜的折射率差异大的结构可增大胶合面上对于基准波长（d线）的折光力，并且不仅校正色差而且校正球面像差和彗形像差。如果超过条件式（9）的上限，那么就现有透镜材料来说，胶合透镜的阿贝常数比变得过高，从而轴向色差被过度校正。如果达不到条件式（9）的下限，那么胶合面的折光力变得太小，各个像差增大。因而，变得难以获得高光学性能。更好的是如下配置条件式（9），
0.36<ncn-ncp<0.55...（9a）。
本发明的示例1-5的透镜装置有利地具有下述透镜结构（A）和（B）任意之一。
（A）按照从物侧到像侧的顺序，第二透镜单元包括：包含负透镜和正透镜的胶合透镜；正透镜；和正透镜。
在包括固态图像拾取元件的图像拾取装置中，如果入射在图像拾取元件上的光线的角度太大，那么周边光强度降低并且出现阴影。因而，要求透镜的出射光瞳距像面尽可能远，以实现大体远心的结构。
为了实现这种结构，有效的是使布置在孔径光阑之后（换句话说，布置在孔径光阑的像侧）的第二透镜单元具有如上述透镜结构一样的后聚焦型结构。
（B）按照从物侧到像侧的顺序，第二透镜单元包括：包含正透镜和负透镜的胶合透镜；和正透镜。最靠近像的正透镜具有非球面。
可以采用另一种透镜结构。根据这种结构，第二透镜单元包括3个透镜，在最像侧布置的正透镜上布置非球面。这种结构还可兼容地实现广角和离轴像差校正。
下面，说明示例1-5的透镜结构的特性。
[示例1]
下面参考图1，说明本发明的第一示例的具体透镜结构。
图1是本发明的示例1（数值示例1）的透镜装置的透镜截面图。按照从物侧到像侧的顺序，示例1的透镜装置包括：第一透镜单元G1；孔径光阑SP；和具有正折光力的第二透镜单元G2。按照从物侧到像侧的顺序，第一透镜单元G1包括：向物侧凸起的负弯月透镜L1；向物侧凸起并且在两侧都具有非球面的负弯月透镜L2；和正透镜L3。按照从物侧到像侧的顺序，第二透镜单元G2包括：包含负透镜L4和正透镜L5的胶合透镜；正透镜L6；和正透镜L7。平行板FL对应于低通滤光器和IR截止滤光器任意之一。像面I对应于接收来自透镜的被摄体光并且对光进行光电转换的固态图像拾取元件（光电转换元件）的图像拾取面。
表1举例说明和条件式（1）-（9）有关的示例1的对应值。示例1满足所有的条件式，从而实现f数小、场角宽、畸变低、支持具有高分辨率的图像拾取元件并且获得高光学性能的透镜装置。
[示例2]
图3是本发明的示例2（数值示例2）的透镜装置的透镜截面图。透镜结构与示例1的结构完全相同。
表1举例说明和条件式（1）-（9）有关的示例2的对应值。示例2满足所有的条件式，从而实现f数小、场角宽、畸变低、支持具有高分辨率的图像拾取元件并且获得高光学性能的透镜装置（图4A和4B）。
[示例3]
图5是本发明的示例3（数值示例3）的透镜装置的透镜截面图。透镜结构与示例1的结构完全相同。
表1举例说明和条件式（1）-（9）有关的示例3的对应值。示例3满足所有的条件式，从而实现f数小、场角宽、畸变低、支持具有高分辨率的图像拾取元件并且获得高光学性能的透镜装置（图6A和6B）。
[示例4]
图7是本发明的示例4（数值示例4）的透镜装置的透镜截面图。按照从物侧到像侧的顺序，示例4的透镜装置包括：第一透镜单元G1；孔径光阑SP；和具有正折光力的第二透镜单元G2。第一透镜单元G1包括：向着物侧凸起的负弯月透镜L1；向着物侧凸起并且具有两个非球面的负弯月透镜L2；和正透镜L3。按照从物侧到像侧的顺序，第二透镜单元G2包括：包含正透镜L4和负透镜L5的胶合透镜；和具有两个非球面的正透镜L6。平行板FL对应于低通滤光器和IR截止滤光器任意之一。像面I对应于接收来自透镜的被摄体光并且对光进行光电转换的固态图像拾取元件（光电转换元件）的图像拾取面。
表1举例说明和条件式（1）-（9）有关的示例4的对应值。示例4满足所有的条件式，从而实现f数小、场角宽、畸变低、支持具有高分辨率的图像拾取元件并且获得高光学性能的透镜装置（图8A和8B）。
[示例5]
图9是本发明的示例5（数值示例5）的透镜结构的透镜截面图。透镜结构和示例4的结构完全相同。
表1举例说明和条件式（1）-（9）有关的示例5的对应值。示例5满足所有的条件式，从而实现f数小、场角宽、畸变低、支持具有高分辨率的图像拾取元件并且获得高光学性能的透镜装置（图10A和10B）。
第二实施例
下面，说明根据本发明的第二实施例的透镜装置。
说明示例6-10的特性。这里，在示例6-10中，说明在安装球罩的情况下的值。
从物侧到像侧，与根据本发明的示例6-10相应的透镜装置包括：可拆卸的同心形状的球罩；和示例1的透镜装置的光学系统，即，包括第一透镜单元，孔径光阑，和具有正折光力的第二透镜单元的光学系统。本实施例还包括用于根据球罩的有无来改变第一透镜单元和第二透镜单元之间在光轴上的空气间隔的单元。
图22图解说明本发明的透镜装置中的光路图的示例。在图22中，在孔径光阑SP处轴向光线A大体平行于光轴地通过，而离轴光线B相对于光轴倾斜地通过。改变位置间隔（即第一透镜单元和第二透镜单元之间的间隔）可以只校正离轴光线而不影响轴向光线。
图11是当安装有球罩时示例6的透镜装置的透镜截面图。在不安装球罩的情况下此示例的透镜装置的透镜截面图和图1中图解所示的截面图相同。按照从物侧到像侧的顺序，布置球罩C、第一透镜单元G1、孔径光阑SP和第二透镜单元G2。像面IP对应于固态图像拾取元件（光电转换元件）的图像拾取面。
在后面提及的示例6-10之中，上述透镜单元的示意结构相同。
与根据本发明的示例6-10相应的透镜装置满足以下条件。
Ld是在安装球罩的情况下球罩的像侧面和第一透镜单元的物侧面之间在光轴上的空气间隔。D12是在安装球罩的情况下从第一透镜单元的物侧面到第二透镜的像侧面的光轴上的厚度。f是光学系统（包括第一透镜单元、孔径光阑和具有正折光力的第二透镜单元的光学系统）的焦距。fd是球罩的焦距。f1是第一透镜单元的焦距。以下式子被满足。
0.02<Ld/D12<1.00...（10）
-0.0060<f/fd<-0.0009...（11）
-0.25<f/f1<0.20...（12）
条件式（10）定义在安装球罩的情况下从第一透镜单元的物侧面到第二透镜的像侧面的光轴上的厚度与球罩的像侧面和第一透镜单元的物侧面之间的空气间隔之比的范围。条件式（10）的满足兼容地减小球罩的尺寸并且抑制在安装球罩情况下的成像范围周边性能的降级。如果超过条件式（10）的上限，那么从球罩到第一透镜单元的间隔变得太大，从而增大球罩的尺寸，这是不利的。如果达不到条件式（10）的下限，那么从球罩到第一透镜单元的间隔变得太小，离轴光线到球罩上的入射角变大，成像范围周边性能降级，这是不利的。
条件式（11）定义光学系统的焦距和球罩的焦距之比。条件式（11）的满足可减小球罩的尺寸并且抑制在安装球罩的情况下的性能的降级。如果超过条件式（11）的上限，那么球罩的折光力变得太弱，从而增大球罩的尺寸。如果达不到条件式（11）的下限，那么球罩的折光力变得太强，从而当安装球罩时使成像范围周边性能降级。这种降级是不利的。
条件式（12）定义光学系统的焦距和第一透镜单元的焦距之比。如果超过条件式（12）的上限，那么入射到第二透镜单元上的轴向光线的收敛度变得太大。如果收敛度变得太大，那么在根据球罩的有无来改变第一透镜单元和第二透镜单元之间的空气间隔期间，球面像差的变动变大。这种大变动是不利的。此外，如果收敛度变得太大，那么变得难以确保足够的反焦距。如果达不到条件式（12）的下限，那么入射到第二透镜单元上的光束的发散度变得太大，并且在根据球罩的有无来改变第一透镜单元和第二透镜单元之间的空气间隔期间，球面像差的变动变大。这种大变动是不利的。此外，如果发散度变得太大，那么因此变得难以校正各种像差。
此外，有利地如下配置条件式（10）-（12），
0.04<Ld/D12<0.90...（10a）
-0.0050<f/fd<-0.0015...（11a）
-0.19<f/f1<0.12...（12a）。
此外，在示例5-10中，θp是在与光轴的交点处离轴主光线和光轴之间的角度；离轴主光线对应于由图像拾取元件接收的被摄体光中的最大像高。f2是第二透镜单元的焦距。φt是在安装球罩的情况下对无限远的物体来说的光学系统的入射光瞳直径。φd/2是在球罩的物侧面上的最大光线高度（对应于最大像高的离轴光线通过球罩的位置和光轴之间的距离）。R1是球罩的物侧面的曲率半径。R2是球罩的像侧面的曲率半径。有利地进一步满足以下条件式至少之一。
0.30<|sinθp|<0.70...（13）
0.33<f/f2<0.60...（14）
0.010<φt/φd<0.180...（15）
20.0<（R1+R2）/（R1-R2）<80.0...（16）
条件式（13）定义在孔径光阑位置处离轴主光线和光轴之间的角度的范围；离轴主光线对应于在最大像高处由图像拾取元件接收的被摄体光。条件式（13）的满足可抑制当第一透镜单元和第二透镜单元之间的间隔根据球罩的有无而变化时在成像范围周边的焦点偏离。如果超过条件式（13）的上限，那么在第二透镜单元上的入射角变得太大，从而取决于间隔变化的离轴像差的变动变大。这种变动给制造带来困难。如果达不到条件式（13）的下限，那么在第二透镜单元上的入射角变得太小，从而增大间隔调整量，并且增大光学系统的尺寸，这是不利的。
条件式（14）定义整个系统的焦距f和第二透镜单元的焦距f2之比。如果超过条件式（14）的上限，那么第二透镜单元的折光力变得太强，从而各种像差的校正变得困难。如果达不到条件式（14）的下限，那么折光力变得太弱，从而变得难以获得对监控用途来说足够宽的场角。
条件式（15）定义在安装球罩的情况下对无限远的物体来说的光学系统的入射光瞳直径与球罩的物侧面的最大光线高度的2倍之比。条件式（15）的满足抑制根据球罩的有无的性能的变动。如果超过条件式（15）的上限，那么在球罩上的最大光线高度变得太小，从而球罩接近光学系统。因而，球罩的折光力变得过强，当安装球罩时周边性能降级。这种降级是不利的。此外，由于光学系统的入射光瞳直径增大，所以球面像差的变动根据球罩的有无而增大。这种增大是不利的。如果达不到条件式（6）的下限，那么球罩的最大光线高度变得过大，从而增大球罩的尺寸。这种增大是不利的。
条件式（16）定义球罩的物侧面和像侧面的形状。如果超过条件式（16）的上限，那么球罩的物侧面和像侧面的曲率半径变得过大，从而增大球罩的尺寸。这种增大是不利的。如果达不到条件式（16）的下限，那么球罩的物侧面和像侧面的曲率半径变得过小，从而增强球罩的折光力。从而，各种像差根据球罩的有无而大幅变动。这种变动是不利的。
有利地进一步如下配置条件式（13）-（16）的数值范围，
0.40<|sinθp|<0.60...（13a）
0.35<f/f2<0.47...（14a）
0.030<φt/φd<0.140...（15a）
25.0<（R1+R2）/（R1-R2）<65.0...（16a）。
在示例6-10中，有利地进一步满足以下条件。
0.50<f2/(Y×Fno)<2.50（单位mm）...（17）
其中f是整个系统的焦距，Y是最大像高，Fno是在无限远聚焦状态下的开放f数。
本发明的光学系统采用深焦透镜，从而有利地实现无焦点调整机构的图像拾取装置。在深焦透镜中，从无限远到最小物距的距离范围在景深的范围内。最小物距为sh/2，它是超焦距sh的一半。因而，为了在更宽的距离范围内焦点对准地成像，小的超焦距sh更有利。
条件式（17）定义深焦透镜中的超焦距（它是最小物距）。超焦距sh被定义为sh=f2/(ε×Fno)，其中ε是容许的模糊圈。此外，ε与图像拾取元件I的对角方向上的像素节距p成比例。从而，关系ε∝p成立。利用图像拾取元件的对角方向上的像素的数目n和最大像高Y，像素节距p可被表示成p=2×Y/n。因而，超焦距sh的表示可用表示sh∝f2/(Y×Fno)替换。如果超过条件式（17）的上限，那么最小物距增大。因而，作为深焦透镜的操作变得困难，或者变得难以获得足够的场角。这种困难是不利的。相反，如果达不到条件式（17）的下限，那么变得难以维持足够的亮度，或者透镜的折光力变强，从而变得难以获得高性能。这种困难是不利的。
此外，有利地如下配置条件式（17），
0.90<f2/(Y×Fno)<1.80（单位mm）...（17a）。
[示例6]
下面参考图11，说明示例6（数值示例6）的各个单元的透镜结构，图11是在安装球罩的情况下的截面图。在该透镜截面图中，左侧对应于物侧，右侧对应于像侧。按照从物侧到像侧的顺序，示例6的透镜装置包括：可拆卸的球罩C；第一透镜单元G1；光阑SP；和第二透镜单元G2。第一透镜单元G1包括：两个负透镜；和一个正透镜。第二透镜单元G2包括：包含负透镜和正透镜的胶合透镜；和两个正透镜。图11图解说明在安装有球罩的情况下本发明的示例6的透镜装置的截面图。在不安装球罩C的情况下，结构和布置与图1中图解所示的示例1的透镜装置的结构和布置相同。为了抑制根据球罩C的有无的成像范围周边的焦点偏离，第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的空气间隔被改变。在示例6中，空气间隔的变化量为0.055mm。与在不安装球罩的情况下（示例1的透镜装置的布置）相比，在安装球罩的情况下，空气间隔缩短0.055mm。图12图解说明在安装有球罩的情况下示例6的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。在不安装球罩C的情况下，纵向像差图和图2A中图解所示的示例1的透镜装置的纵向像差图相同。在像差图中，对于d线和g线图解说明了球面像差，对于d线图解说明了子午像面（ΔM）和弧矢像面（ΔS）上的像散，并且对于g线图解说明了横向色差。Fno是f数。ω是半场角。在所有的后续像差图中，以0.1mm的尺度图解说明球面像差，以0.1mm的尺度图解说明像散，以10%的尺度图解说明畸变，并以0.02mm的尺度图解说明横向色差。在数值示例中描述的焦距的值的单位为毫米。在所有以下数值示例中，情形完全相同。根据图12和2A之间的比较，显然有利地抑制了根据球罩C的有无而相对于光轴位置在成像范围周边的焦点位置的变动。
[示例7]
按照从物侧到像侧的顺序，示例7（数值示例7）的透镜装置包括：可拆卸的球罩C；和示例2的光学系统，该光学系统是包括第一透镜单元G1、光阑SP和第二透镜单元G2的光学系统。注意本示例的光学系统具有能够改变第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔的结构。第一透镜单元G1包括两个负透镜，和一个正透镜。第二透镜单元G2包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜，和两个正透镜。图13图解说明在安装有球罩的情况下本发明的示例7的透镜装置的截面图。在不安装球罩C的情况下，布置与图3中图解所示的示例2的透镜装置的布置相同。在示例7中，根据球罩的有无的空气间隔的变化量为0.013mm。与在不安装球罩的情况下相比，在安装球罩的情况下，空气间隔缩短0.013mm。图14图解说明在安装有球罩的情况下示例7的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。在不安装球罩C的情况下，纵向像差图和图4A中图解所示的示例2的透镜装置的纵向像差图相同。根据图14和4A之间的比较，显然有利地抑制了根据球罩C的有无而相对于光轴位置在成像范围周边的焦点位置的变动。
[示例8]
按照从物侧到像侧的顺序，示例8（数值示例8）的透镜装置包括：可拆卸的球罩C；和示例3的光学系统，该光学系统是包括第一透镜单元G1、光阑SP和第二透镜单元G2的光学系统。注意本示例的光学系统具有能够改变第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔的结构。第一透镜单元G1包括两个负透镜，和一个正透镜。第二透镜单元G2包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜，和两个正透镜。图15图解说明在安装有球罩的情况下本发明的示例8的透镜装置的截面图。在不安装球罩C的情况下，布置与图5中图解所示的示例3的透镜装置的布置相同。在示例8中，根据球罩的有无的空气间隔的变化量为0.081mm。与在不安装球罩的情况下相比，在安装球罩的情况下，空气间隔缩短0.081mm。图16是在安装有球罩的情况下示例8的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。在不安装球罩C的情况下，纵向像差图和图6A中图解所示的示例3的透镜装置的纵向像差图相同。根据图16和6A之间的比较，显然有利地抑制了根据球罩C的有无而相对于光轴位置在成像范围周边的焦点位置的变动。
[示例9]
按照从物侧到像侧的顺序，示例9（数值示例9）的透镜装置包括：可拆卸的球罩C；和示例4的光学系统，该光学系统是包括第一透镜单元G1、光阑SP和第二透镜单元G2的光学系统。注意本示例的光学系统具有能够改变第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔的结构。第一透镜单元G1包括两个负透镜，和一个正透镜。第二透镜单元G2包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜，和一个正透镜。图17图解说明在安装有球罩的情况下本发明的示例9的透镜装置的截面图。在不安装球罩C的情况下，布置与图7中图解所示的示例4的透镜装置的布置相同。第一透镜单元和第二透镜单元之间的空气间隔根据球罩的有无而被改变。在示例9中，空气间隔的变化量为0.061mm。与在不安装球罩的情况下相比，在安装球罩的情况下，空气间隔缩短0.061mm。图18图解说明在安装有球罩的情况下示例9的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。在不安装球罩C的情况下，纵向像差图和图8A中图解说明的示例4的透镜装置的纵向像差图相同。根据图18和8A之间的比较，显然有利地抑制了根据球罩C的有无而相对于光轴位置在成像范围周边的焦点位置的变动。
[示例10]
按照从物侧到像侧的顺序，示例10（数值示例10）的透镜装置包括：可拆卸的球罩C；和示例4的光学系统，该光学系统是包括第一透镜单元G1、光阑SP和第二透镜单元G2的光学系统。注意，本示例的光学系统具有能够改变第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔的结构。第一透镜单元G1包括两个负透镜，和一个正透镜。第二透镜单元G2包括包含正透镜和负透镜的胶合透镜，和一个正透镜。图19图解说明在安装有球罩的情况下本发明的示例10的透镜装置的截面图。在不安装球罩C的情况下，布置和图9中图解所示的示例5的透镜装置的布置相同。第一透镜单元和第二透镜单元之间的空气间隔根据球罩的有无而被改变。在示例10中，根据球罩的有无的空气间隔的变化量为0.080mm。与在不安装球罩的情况下相比，在安装球罩的情况下，空气间隔缩短0.080mm。图20图解说明在安装有球罩的情况下示例10的透镜装置在1m的物距下的纵向像差图。在不安装球罩C的情况下，纵向像差图与图10A中图解所示的示例5的透镜装置的纵向像差图相同。根据图20和10A之间的比较，显然有利地抑制了根据球罩C的有无而相对于光轴位置在成像范围周边的焦点位置的变动。
图21A和21B是图解说明用于改变本发明的示例6-10任意之一的透镜装置的第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间在光轴上的空气间隔的单元的示例的示意图。如图21A和21B中图解所示，第一透镜单元G1由镜筒T1保持，第二透镜单元G2由镜筒T2保持。镜筒T1和T2由未图示的机构以能够绕光轴旋转的方式机械连接。根据该机构，当相对于镜筒T2沿着某个方向旋转镜筒T1时，相对于镜筒T2使镜筒T1前进。结果，第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔增大。图21A图解说明球罩C。图21A图解说明球罩C被安装在透镜装置的光学系统上的状态。图21B图解说明球罩C离开透镜装置的光学系统的状态。通过使镜筒T1旋转规定的旋转角度，调整第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间隔。利用这种机构改变间隔可抑制根据待安装在光学系统上的球罩C的有无而相对于中心在成像范围周边的焦点位置的变动。图21A和21B图解说明用于改变本发明的透镜装置的第一透镜单元和第二透镜单元之间在光轴上的空气间隔的机构的一个示例。当然可以采用改变所述间隔的其它单元。例如，所述机构可以是通过焦点调节机构使第一透镜单元前进的机构，或者通过改变限定透镜间隔的间隔件的厚度来改变透镜间隔的机构。
如上所述，示例6-10的透镜装置抑制根据球罩的有无而相对于成像范围的中心在成像范围周边的焦点位置的变动，并且实现具有高光学性能的小型光学系统。
图23是采用示例1-10任意之一的透镜装置作为图像光学系统的图像拾取装置110的主要部分的示意图。图23图解说明示例1-10任意之一的透镜装置101，第一透镜单元102，孔径光阑SP，和第二透镜单元103。图像拾取单元109包括图像拾取元件。
驱动单元108是电驱动聚焦单元和孔径光阑SP的马达。检测单元107（比如编码器、电位计或光传感器）用于检测聚焦单元在光轴上的位置或者孔径光阑SP的孔径。玻璃块104对应于照相机109中的低通滤光器或者IR截止滤光器。固态图像拾取元件105（光电转换元件）（比如CCD传感器或CMOS传感器）接收由透镜装置101形成的被摄体像的光。CPU106控制透镜装置101的各种驱动以及图像处理的操作。
本发明的透镜装置对图像拾取照相机的这种应用实现了光学性能高的图像拾取装置。
上面说明了本发明的有利示例。然而，本发明显然并不局限于这些示例。在本发明的要旨的范围内，可以不同地改变或修改本发明。
下面说明本发明的相应示例1-10的数值示例1-10。在每个数值例中，面编号指示从物侧起的面的顺序。r是曲率半径。d是透镜厚度或面间隔。nd和νd分别是光学组件的对于d线的折射率和以d线为基准的阿贝常数。有效直径是光线通过的最大有效区域。非球面的面编号被指派符号＊。在本说明书中，折射率和阿贝常数分别是对于d线的折射率和以d线为基准的阿贝常数。
X轴沿着光轴方向延伸。H轴沿着垂直于光轴的方向延伸。光行进方向被定义为正向。R是近轴曲率半径。k是锥形常数。A4、A6、A8、A10和A12分别是非球面系数。非球面形状用式A表示。“e-Z”意味“×10-Z”。
[式1]
X = H 2 / R 1 + 1 - ( 1 + k ) ( H / R ) 2 + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10 + A 12 H 12 - - - ( A )
数值示例1
单位mm
面数据
非球面数据
第三面
K=-1.04978e+000 A4=1.81276e-003 A6=-2.22766e-004 A8=1.40361e-005 A10=-5.52816e-007 A12=1.00402e-008
第四面
K=-9.51025e-001 A4=5.11349e-003 A6=-4.40018e-004 A8=3.54637e-005 A10=-3.15904e-006 A12=1.08491e-007
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例2
单位mm
面数据
非球面数据
第三面
K=-9.49449e-001 A4=1.49704e-003 A6=-1.99514e-004 A8=1.10616e-005 A10=-3.91278e-007 A12=6.43519e-009
第四面
K=-9.17463e-001 A4=4.58466e-003 A6=-4.11385e-004 A8=3.09367e-005 A10=-2.81263e-006 A12=9.70174e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例3
单位mm
面数据
非球面数据
第三面
K=-1.32242e+000 A4=5.20488e-004 A6=-1.48931e-004 A8=1.11905e-005 A10=-4.18229e-007 A12=6.39074e-009
第四面
K=-9.99466e-001 A4=3.58264e-003 A6=-4.74680e-004 A8=4.62609e-005 A10=-2.61091e-006 A12=5.95543e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单元起始面焦距透镜结构长度前主点位置后主点位置
单个透镜数据
数值示例4
单位mm
面数据
像面 ∞
非球面数据
第三面
K=-1.94531e+000 A4=-3.09257e-004 A6=-1.06411e-004 A8=7.59464e-006 A10=-2.37906e-007 A12=3.10972e-009
第四面
K=-9.58691e-001 A4=2.22709e-004 A6=-3.93665e-004 A8=1.76771e-005 A10=-3.48121e-007 A12=1.37046e-008
第十一面
K=-1.10719e+002 A4=-2.05379e-003 A6=-8.73467e-005 A8=1.10319e-006 A10=-1.01202e-006 A12=6.39237e-009
第十二面
K=-3.25120e+000 A4=-3.44869e-003 A6=4.42330e-005 A8=3.41073e-006 A10=-9.32801e-007 A12=1.92139e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例5
单位mm
面数据
非球面数据
第三面
K=-2.13664e+000 A4=-1.03063e-004 A6=-1.07352e-004 A8=7.73577e-006 A10=-2.29290e-007 A12=2.97657e-009
第四面
K=-9.60291e-001 A4=2.24345e-004 A6=-3.85137e-004 A8=2.07413e-005 A10=-4.35811e-007 A12=2.73398e-008
第十一面
K=-2.31297e+000 A4=-3.55059e-004 A6=2.80314e-005 A8=6.45316e-006 A10=-1.04930e-007 A12=1.40978e-009
第十二面
K=-4.62509e+000 A4=-1.10781e-003 A6=1.05266e-004 A8=4.66334e-006 A10=-4.58068e-007 A12=4.11357e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例6
单位mm
面数据
非球面数据
第五面
K=-1.04978e+000 A4=1.81276e-003 A6=-2.22766e-004 A8=1.40361e-005 A10=-5.52816e-007 A12=1.00402e-008
第六面
K=-9.51025e-001 A4=5.11349e-003 A6=-4.40018e-004 A8=3.54637e-005 A10=-3.15904e-006 A12=1.08491e-007
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例7
单位mm
面数据
非球面数据
第五面
K=-9.49449e-001 A4=1.49704e-003 A6=-1.99514e-004 A8=1.10616e-005 A10=-3.91278e-007 A12=6.43519e-009
第六面
K=-9.17463e-001 A4=4.58466e-003 A6=-4.11385e-004 A8=3.09367e-005 A10=-2.81263e-006 A12=9.70174e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例8
单位mm
面数据
非球面数据
第五面
K=-1.32242e+000 A4=5.20488e-004 A6=-1.48931e-004 A8=1.11905e-005 A10=-4.18229e-007 A12=6.39074e-009
第六面
K=-9.99466e-001 A4=3.58264e-003 A6=-4.74680e-004 A8=4.62609e-005 A10=-2.61091e-006 A12=5.95543e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例9
单位mm
面数据
非球面数据
第五面
K=-1.94531e+000 A4=-3.09257e-004 A6=-1.06411e-004 A8=7.59464e-006 A10=-2.37906e-007 A12=3.10972e-009
第六面
K=-9.58691e-001 A4=2.22709e-004 A6=-3.93665e-004 A8=1.76771e-005 A10=-3.48121e-007 A12=1.37046e-008
第十三面
K=-1.10719e+002 A4=-2.05379e-003 A6=-8.73467e-005 A8=1.10319e-006 A10=-1.01202e-006 A12=6.39237e-009
第十四面
K=-3.25120e+000 A4=-3.44869e-003 A6=4.42330e-005 A8=3.41073e-006 A10=-9.32801e-007 A12=1.92139e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
数值示例10
单位mm
面数据
非球面数据
第五面
K=-2.13664e+000 A4=-1.03063e-004 A6=-1.07352e-004 A8=7.73577e-006 A10=-2.29290e-007 A12=2.97657e-009
第六面
K=-9.60291e-001 A4=2.24345e-004 A6=-3.85137e-004 A8=2.07413e-005 A10=-4.35811e-007 A12=2.73398e-008
第十三面
K=-2.31297e+000 A4=-3.55059e-004 A6=2.80314e-005 A8=6.45316e-006 A10=-1.04930e-007 A12=1.40978e-009
第十四面
K=-4.62509e+000 A4=-1.10781e-003 A6=1.05266e-004 A8=4.66334e-006 A10=-4.58068e-007 A12=4.11357e-008
各种类型数据
透镜单元数据
单个透镜数据
表1：各个数值示例1-5中的条件式的对应值
表2：各个数值示例6-10中的条件式的对应值
尽管参考例证实施例，说明了本发明，不过应明白，本发明并不局限于公开的例证实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽广的解释，以包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (14)

1.一种透镜装置，包括光学系统，所述光学系统按照从物侧到像侧的顺序包括：第一透镜单元；孔径光阑；和具有正折光力的第二透镜单元，
其中，第一透镜单元按照从物侧到像侧的顺序包括第一负透镜、第二负透镜和正透镜，并且
第二透镜单元包括至少一个负透镜和至少两个正透镜，
第一透镜单元的第一负透镜和第二负透镜是具有向着物侧的凸面的弯月透镜，
第一透镜单元的第二负透镜具有至少一个非球面，并且
以下式子被满足：
-0.25＜f/f1＜0.20，
0.33＜f/f2＜0.60，
0.20＜v1p/v1n＜0.70和
3.00＜v2p/v2n＜6.00
其中，f是光学系统的焦距，f1和f2分别是第一透镜单元和第二透镜单元的焦距，v1p和v1n分别是第一透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值，且v2p和v2n分别是第二透镜单元的正透镜和负透镜的阿贝常数的平均值。
2.根据权利要求1所述的透镜装置，其中，
以下式子被满足：
1.90＜n1p＜2.30
其中，n1p是第一透镜单元的正透镜的对于d线的折射率。
3.根据权利要求1所述的透镜装置，
其中，第二透镜单元包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜，并且
以下式子被满足：
3.00＜vcp/vcn＜6.00
其中，vcn和vcp分别是胶合透镜的负透镜和正透镜的阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的透镜装置，
其中，第二透镜单元包括包含负透镜和正透镜的胶合透镜，并且
以下式子被满足：
0.30＜ncn-ncp＜0.60
其中，ncn和ncp分别是胶合透镜的负透镜和正透镜的对于d线的折射率。
5.根据权利要求1所述的透镜装置，其中，第二透镜单元按照从物侧到像侧的顺序包括：包含正透镜和负透镜的胶合透镜；正透镜；和正透镜。
6.根据权利要求1所述的透镜装置，其中，第二透镜单元按照从物侧到像侧的顺序包括：包含正透镜和负透镜的胶合透镜；和正透镜，其中，在最像侧布置的正透镜具有非球面。
7.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1到6中任一项所述的透镜装置；和
接收来自透镜装置的被摄体光的图像拾取元件，其中，
以下式子被满足：
0.7＜Y/{f×tan(ω)}＜1.0
其中，Y是在图像拾取元件上的最大像高，且ω是在最大像高处的半场角。
8.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1到6中任一项所述的透镜装置；和
接收来自透镜装置的被摄体光的图像拾取元件，其中，
以下式子被满足：
0.50mm＜f2/(Y×Fno)＜2.50mm
其中，Y是在图像拾取元件上的最大像高，且Fno是在无限远状态下的f数。
9.一种透镜装置，包括：
光学系统，所述光学系统按照从物侧到像侧的顺序包括可拆卸的同心形状的球罩，该球罩能从透镜装置拆卸，第一透镜单元，孔径光阑，和具有正折光力的第二透镜单元，
其中，第一透镜单元和第二透镜单元之间的空气间隔是可变的，并且
以下式子被满足：
0.02＜Ld/D12＜1.00，
-0.0060＜f/fd＜-0.0009和
-0.25＜f/f1＜0.20
其中，Ld是在安装球罩的情况下球罩的像侧面和第一透镜单元的最物侧面的在光轴上的空气间隔，D12是在安装球罩的情况下从第一透镜单元的最物侧面到第二透镜单元的最像侧面的在光轴上的厚度，f是光学系统的焦距，fd是球罩的焦距，且f1是第一透镜单元的焦距。
10.根据权利要求9所述的透镜装置，其中，
以下式子被满足：
0.33＜f/f2＜0.60
其中，f2是第二透镜单元的焦距。
11.根据权利要求9所述的透镜装置，其中，
以下式子被满足：
20.0＜(R1+R2)/(R1-R2)＜80.0
其中，R1是球罩的物侧面的曲率半径，且R2是球罩的像侧面的曲率半径。
12.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求9所述的透镜装置；和
接收来自透镜装置的被摄体光的图像拾取元件，其中，
以下式子被满足：
0.30＜|sinθp|＜0.70
其中，θp是在离轴主光线与光轴之间的交点处在所述主光线和光轴之间的角度，所述主光线对应于由图像拾取元件接收的被摄体光中的最大像高。
13.根据权利要求12所述的图像拾取装置，其中，
以下式子被满足：
0.01＜φt/φd＜0.18
其中，φt是在安装球罩的情况下对于无限远物体的光学系统的入射光瞳直径，且φd/2是球罩的物侧面的最大光线高度。
14.根据权利要求12或13所述的图像拾取装置，
其中，光学系统满足以下式子：
0.50mm＜f2/(Y×Fno)＜2.50mm
其中，Y是在图像拾取元件上的最大像高，且Fno是在无限远聚焦状态下的f数。
CN201410112301.3A 2013-03-29 2014-03-25 透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置 Active CN104076492B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013072745A JP6126431B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 光学系及びそれを有する撮像装置
JP2013-072744 2013-03-29
JP2013072744A JP6257165B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 レンズ装置及びそれを有する撮像装置
JP2013-072745 2013-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104076492A CN104076492A (zh) 2014-10-01
CN104076492B true CN104076492B (zh) 2017-01-18

Family

ID=51597862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410112301.3A Active CN104076492B (zh) 2013-03-29 2014-03-25 透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9291800B2 (zh)
CN (1) CN104076492B (zh)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6527328B2 (ja) 2014-12-26 2019-06-05 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN106249391B (zh) 2015-06-05 2019-07-09 佳能株式会社 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置
JP6632311B2 (ja) * 2015-10-14 2020-01-22 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
EP3232243B1 (en) 2016-04-11 2024-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus using the same
JP6798803B2 (ja) * 2016-06-28 2020-12-09 天津欧菲光電有限公司Ｔｉａｎｊｉｎ Ｏｆｉｌｍ Ｏｐｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ 撮像レンズおよび撮像装置
JP2018180365A (ja) 2017-04-17 2018-11-15 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN107797233B (zh) * 2017-10-19 2020-03-20 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107678133B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664822B (zh) * 2017-10-19 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN108169873B (zh) * 2017-10-19 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107817582B (zh) * 2017-10-19 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797234B (zh) * 2017-10-19 2020-04-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664815B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107678130B (zh) * 2017-10-19 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664816B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797235B (zh) * 2017-10-19 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107907971B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107831586B (zh) * 2017-10-19 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107678129B (zh) * 2017-10-19 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107907969B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664813B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664819B (zh) * 2017-10-19 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107907968B (zh) * 2017-10-19 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664814B (zh) * 2017-10-19 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797230B (zh) * 2017-10-19 2020-03-20 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107817578B (zh) * 2017-10-19 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797240B (zh) * 2017-10-19 2020-09-18 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN107664827B (zh) * 2017-10-30 2020-05-15 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN107817587B (zh) * 2017-10-30 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107817588B (zh) * 2017-10-30 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797243B (zh) * 2017-10-30 2020-04-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107817589B (zh) * 2017-10-30 2020-01-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107907973B (zh) * 2017-10-30 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664829B (zh) * 2017-10-30 2020-05-15 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN107678143B (zh) * 2017-10-30 2020-04-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107907972B (zh) * 2017-10-30 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107664828B (zh) * 2017-10-30 2020-04-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107918195B (zh) * 2017-11-18 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107797255B (zh) * 2017-11-18 2020-04-17 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN108051903B (zh) * 2017-11-18 2020-07-17 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108051904B (zh) * 2017-11-18 2020-06-16 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN107918187B (zh) * 2017-11-18 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN107918197B (zh) * 2017-11-18 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN108227119B (zh) * 2017-12-04 2020-08-25 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108254884B (zh) * 2017-12-04 2020-08-25 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108254885B (zh) * 2017-12-18 2020-02-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
CN108227134B (zh) * 2017-12-18 2020-02-04 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
TWI703345B (zh) * 2017-12-29 2020-09-01 光芒光學股份有限公司 鏡頭及其製造方法
CN108089312B (zh) * 2017-12-29 2020-07-17 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108445603B (zh) * 2018-03-13 2020-09-18 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN108318998B (zh) * 2018-03-13 2020-09-18 瑞声光学解决方案私人有限公司 摄像光学镜头
CN110858024B (zh) * 2018-08-22 2021-12-28 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头
JP7210322B2 (ja) 2019-02-22 2023-01-23 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
US11579520B2 (en) 2020-05-05 2023-02-14 The University Of British Columbia Light field display
CN111999865B (zh) * 2020-09-10 2023-03-21 凤凰光学股份有限公司 一种大光圈小型高低温共焦成像系统
KR102457870B1 (ko) * 2020-09-18 2022-10-24 삼성전기주식회사 촬상 광학계
CN112485894B (zh) * 2020-11-26 2022-07-08 江西联创电子有限公司 光学成像镜头及成像设备
CN113549750B (zh) * 2021-07-26 2024-06-04 铜陵景昌钢制品有限公司 一种爆炸焊接钢板热处理成套装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101000402A (zh) * 2006-12-15 2007-07-18 浙江舜宇光学有限公司 超小型变焦镜头
CN101042466A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 株式会社理光 变焦透镜,使用该变焦透镜的成像装置以及拍摄装置和移动信息终端
CN101526667A (zh) * 2008-03-03 2009-09-09 株式会社尼康 变焦透镜和配备有该变焦透镜的光学设备
CN102289052A (zh) * 2011-08-22 2011-12-21 宁波舜宇车载光学技术有限公司 一种超广角镜头

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002148537A (ja) * 2000-11-10 2002-05-22 Ricoh Co Ltd 光走査装置およびその光学特性補正装置
JP4186560B2 (ja) 2002-09-12 2008-11-26 コニカミノルタオプト株式会社 超広角レンズ
US7333273B2 (en) * 2006-03-24 2008-02-19 Nikon Corporation Zoom lens system, imaging apparatus and method for varying focal length
JP4231075B2 (ja) * 2006-10-30 2009-02-25 パナソニック株式会社 監視カメラ装置
JP5045300B2 (ja) 2007-08-07 2012-10-10 株式会社ニコン 広角レンズ及びこの広角レンズを有する撮像装置
JP5168638B2 (ja) * 2008-04-22 2013-03-21 株式会社ニコン レンズ系及びこれを搭載する光学機器
JP5570171B2 (ja) 2009-10-06 2014-08-13 キヤノン株式会社 撮像装置及び監視カメラ
JP5211218B2 (ja) 2011-10-13 2013-06-12 アルプス電気株式会社 光学装置
JP6325772B2 (ja) * 2013-03-29 2018-05-16 キヤノン株式会社 撮影レンズ及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101042466A (zh) * 2006-03-20 2007-09-26 株式会社理光 变焦透镜,使用该变焦透镜的成像装置以及拍摄装置和移动信息终端
CN101000402A (zh) * 2006-12-15 2007-07-18 浙江舜宇光学有限公司 超小型变焦镜头
CN101526667A (zh) * 2008-03-03 2009-09-09 株式会社尼康 变焦透镜和配备有该变焦透镜的光学设备
CN102289052A (zh) * 2011-08-22 2011-12-21 宁波舜宇车载光学技术有限公司 一种超广角镜头

Also Published As

Publication number Publication date
CN104076492A (zh) 2014-10-01
US20140293441A1 (en) 2014-10-02
US9291800B2 (en) 2016-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104076492B (zh) 透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置
KR102113532B1 (ko) 광학 이미징 렌즈 어셈블리, 이미지 캡쳐 유닛 및 전자 장치
US10539760B2 (en) Imaging lens system, image capturing unit and electronic device
US10310230B2 (en) Photographing lens system, image capturing unit and electronic device
US11740439B2 (en) Photographing lens assembly, image capturing unit and electronic device
US8724239B2 (en) Optical lens system for image taking
CN104049345B (zh) 变焦透镜及具有该变焦透镜的图像拾取设备
CN107450164B (zh) 光学系统和包括光学系统的图像拾取装置
US9651760B2 (en) Imaging lens and imaging apparatus
CN101246253B (zh) 变焦透镜系统和利用该变焦透镜系统的光学设备
US10908391B2 (en) Imaging optical lens assembly, image capturing unit and electronic device
CN109219766A (zh) 摄像光学系统、透镜部件以及摄像装置
CN104969110B (zh) 光学系统、光学装置和制造光学系统的方法
WO2014129156A1 (ja) 光学系、光学機器及び光学系の製造方法
JP6126431B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
CN102707417A (zh) 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置
CN109239896A (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
US9213172B2 (en) Zoom lens unit and camera
CN105974567A (zh) 变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置
JP5607264B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
US10948690B2 (en) Photographing optical lens assembly, image capturing unit and electronic device
CN101246254B (zh) 变焦透镜系统和利用该变焦透镜系统的光学设备
JP2009282181A (ja) 観察光学系及びそれを用いた撮像装置
WO2013031187A1 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
WO2013031186A1 (ja) ズームレンズおよび撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant