CN104914552B - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

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CN104914552B CN201510097478.5A CN201510097478A CN104914552B CN 104914552 B CN104914552 B CN 104914552B CN 201510097478 A CN201510097478 A CN 201510097478A CN 104914552 B CN104914552 B CN 104914552B
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Abstract

本发明提供一种摄像透镜及摄像装置。在摄像透镜中，小型且低成本地构成，且实现高的光学性能。该摄像透镜由具有凸面朝向物侧的弯月形状的负的第一透镜(L1)、负的第二透镜(L2)、正的第三透镜(L3)及正的第四透镜(L4)构成。在整个系统的焦点距离为f、半视场角为ω、从第一透镜的物侧的面到像面的在光轴上的距离为L时，满足下述条件式(1)，0.78＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00…(1)。

Description

摄像透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像透镜及摄像装置，更详细而言，涉及适合使用于车载用相机、监控相机等的广角的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置，其中，该车载用相机、监控相机使用了CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像元件。
背景技术
CCD或CMOS等摄像元件近些年来小型化及高像素化迅速进展。因此，在摄像设备主体及搭载于该摄像设备主体的摄像透镜中也要求小型化、轻量化。另一方面，在使用于车载用相机、监控相机等的摄像透镜中要求具有高的耐气候性，且要求以宽视场角具有高的光学性能，从而能够在整个宽范围内确保良好的视野。
作为上述领域的摄像透镜，例如存在下述专利文献1～8所记载的摄像透镜。在专利文献1～8中记载有包括非球面透镜在内的4片结构的摄像透镜。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2011-232418号公报
【专利文献2】日本特开2011-215443号公报
【专利文献3】日本特开2011-158868号公报
【专利文献4】日本特开2011-158508号公报
【专利文献5】日本特开2011-138083号公报
【专利文献6】日本特开2010-276752号公报
【专利文献7】日本特开2009-003343号公报
【专利文献8】日本特开2005-227426号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，近些年，在车载用相机、监控相机等的领域中，例如希望以全视场角计超过180度等、对广角化的期望增强。另外，伴随近些年的摄像元件的小型化及高像素化，要求有一种具有如下这样的高的光学性能的摄像透镜，即，具有高的析像性，且直至成像区域的宽的范围都能够得到良好的像。然而，在以往的透镜系统中，难以廉价且小型地构成，并且难以同时实现满足近些年的期望的程度的广角化和高的光学性能。
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种小型且低成本、并且能够实现广角化和高的光学性能的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置。
【用于解决课题的方案】
本发明的摄像透镜的特征在于，
所述摄像透镜实质上从物侧起依次包括：
具有凸面朝向物侧的弯月形状的负的第一透镜；
像侧的面的光轴上的点处于比面的有效径两端上的点更靠物侧的位置的负的第二透镜；
正的第三透镜；
孔径光阑；以及
正的第四透镜，
所述摄像透镜满足下述条件式(1)，
0.78＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00… (1)
其中，
f：整个系统的焦点距离
ω：半视场角
L：从第一透镜的物侧的面到像面的在光轴上的距离，后焦距量为空气换算长度。
本发明的摄像透镜除了第一透镜至第四透镜以外，实质上还可以包括不具有放大率的透镜、光阑、玻璃罩等透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件、防抖修正机构等机构部分等。
另外，在本发明中，凸面、凹面、平面、双凹、凹凸、双凸、平凸及平凹等这样的透镜的面形状、正的透镜及负的透镜这样的透镜的光焦度的符号对于包含非球面的透镜而言，只要没有特别说明，就在近轴区域进行考虑。另外，在本发明中，曲率半径的符号以面形状向物侧凸出的情况为正，以面形状向像侧凸出的情况为负。
需要说明的是，在本发明的摄像透镜中，优选满足下述条件式(2)～(10)。需要说明的是，作为优选的形态，可以具有下述条件式(2)～(10)中的任一个的结构，或者可以具有将任意的2个以上组合的结构。另外，还可以形成为满足下述条件式(1-1)、(4-1)～(6-1)的结构。
0.13＜f3/L＜0.24… (2)
0.19＜f4/L＜0.25… (3)
3.2＜d2/d4＜20.0… (4)
0.31＜f/f34＜1.0… (5)
0.1＜d6/f＜0.7… (6)
vd1＞40… (7)
vd2＞50… (8)
vd3＜40… (9)
vd4＞50… (10)
0.80＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00… (1-1)
4.0＜d2/d4＜20.0… (4-1)
0.35＜f/f34＜0.58… (5-1)
0.1＜d6/f＜0.6… (6-1)
其中，
f3：第三透镜的焦点距离
f4：第四透镜的焦点距离
L：从第一透镜的物侧的面到像面的在光轴上的距离，后焦距量为空气换算长度
d2：第一透镜与第二透镜的在光轴上的距离
d4：第二透镜与第三透镜的在光轴上的距离
f34：第三透镜与第四透镜的合成焦点距离
f：整个系统的焦点距离
d6：第三透镜与第四透镜的在光轴上的距离
vd1：第一透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd2：第二透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd3：第三透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd4：第四透镜的材质的相对于d线的阿贝数
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的摄像透镜。
【发明效果】
根据本发明的摄像透镜，在最少4片的透镜系统中，适当设定各透镜的形状及放大率，且满足条件式(1)，因此能够廉价且小型地构成，并且能够实现充分的广角化及高的光学性能。
根据本发明的摄像装置，由于具备本发明的摄像透镜，因此能够廉价且小型地构成，能够进行宽的视场角下的摄像，且能够得到高画质的影像。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图4是表示本发明的实施例4的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图5是表示本发明的实施例5的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图6是表示本发明的实施例6的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图7是表示本发明的实施例7的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图8是表示本发明的实施例8的摄像透镜的透镜结构及光路的剖视图。
图9是本发明的实施例1的摄像透镜的各像差图。
图10是本发明的实施例2的摄像透镜的各像差图。
图11是本发明的实施例3的摄像透镜的各像差图。
图12是本发明的实施例4的摄像透镜的各像差图。
图13是本发明的实施例5的摄像透镜的各像差图。
图14是本发明的实施例6的摄像透镜的各像差图。
图15是本发明的实施例7的摄像透镜的各像差图。
图16是本发明的实施例8的摄像透镜的各像差图。
图17是用于说明本发明的实施方式的车载用的摄像装置的配置的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的摄像透镜的实施方式进行详细地说明。图1～图8是表示本发明的实施方式的摄像透镜的结构例的剖视图，分别与后述的实施例1～8的摄像透镜对应。图1～图8所示的例子的基本的结构同样，图示方法也同样，因此在此主要参照图1，对本发明的实施方式的摄像透镜进行说明。
本发明的实施方式的摄像透镜是沿着光轴Z从物侧起依次配置有第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的4片结构的透镜系统。在第三透镜L3与第四透镜L4之间配置有孔径光阑St。通过将孔径光阑St配置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，能够实现径向的小型化。
需要说明的是，在图1中，将左侧作为物侧，将右侧作为像侧，图示的孔径光阑St未必表征大小或形状，而表示光轴上的位置。图1中的符号Ri(i＝1、2、3、…)表示各透镜面的曲率半径，符号Di(i＝1、2、3、…)表示面间隔。另外，在图1中还一并示出来自处于无限远的距离的位置的物点的轴上光束2、最大视场角下的轴外光束3。
在图1中，考虑将摄像透镜适用于摄像装置的情况，还图示出配置于摄像透镜的像面Sim的摄像元件5。另外，在将摄像透镜适用于摄像装置时，优选根据装配透镜的相机侧的结构来设置玻璃罩、低通滤光片或红外线截止滤光片等，在图1中，示出将假定了上述结构的平行平板状的光学构件PP配置在第四透镜L4与摄像元件5(像面Sim)之间的例子。
第一透镜L1是具有负的放大率且凸面朝向物侧的凹凸透镜。这样，通过使第一透镜L1为具有负的放大率且凸面朝向物侧的凹凸透镜，从而对视场角超过180度的广角化及歪曲像差的修正有利。最靠物侧配置的第一透镜L1假定暴露在风雨或清洗用的溶剂下，但由于第一透镜L1的物侧的面形成为凸面，因此还具有在上述的状况下担心的杂质、灰尘、水滴等难以残留这样的优点。
另外，第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4以分别具有负、正及正的放大率的方式构成。
第二透镜L2以具有像侧的面的光轴上的点处于比像侧的面的有效径两端上的点更靠物侧的位置的形状的方式构成。“像侧的面的光轴上的点处于比像侧的面的有效径两端上的点更靠物侧的位置”是指虽然第二透镜L2的像侧的面在近轴区域既可以为向物侧凸出的凸形状，也可以为向物侧凹陷的凹形状，但光轴上的点处于比有效径两端状的点更靠物侧的位置。通过使第二透镜L2的像侧的面具有这样的形状，由此能够适当减小周边光线向第三透镜L3以后的透镜及光学要素入射的角度，从而容易取得中心与周边的像差平衡。
通过使第三透镜L3具有正的放大率，从而歪曲像差及倍率色差的修正变得容易。
另外，通过在光阑St的后方配置正的放大率的第四透镜L4，由此能够由第三透镜L3和第四透镜L4分担正的光焦度，能够维持反远距的放大率配置且抑制球面像差的产生。
另外，本实施方式的摄像透镜以满足下述条件式(1)的方式构成。
0.78＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00… (1)
其中，
f：整个系统的焦点距离
ω：半视场角
L：从第一透镜L1的物侧的面到像面的在光轴上的距离，后焦距量为空气换算长度
通过满足条件式(1)的上限，能够防止构成本实施方式的摄像透镜的透镜部件的最薄部变得过薄的情况，且能够确保充分的精度及强度。另外，由于能够在相邻的透镜间的间隙中设置富余，因此组装性变得良好，能够实现低成本化，且能够确保从透镜后端到像面的距离而适当地配置透镜。另外，能够充分增强构成本实施方式的摄像透镜的各透镜的放大率，因此能够对色差、像面弯曲及歪曲像差进行良好地修正。通过满足条件式(1)的下限，由此能够使透镜系统小型化，进而能够使搭载有本实施方式的摄像透镜的摄像装置小型化，能够将摄像装置收纳在受限的空间内，且能够实现低成本化。
本实施方式的摄像透镜如上述那样适当地设定第一透镜L1至第四透镜L4的各透镜的放大率及形状，且满足条件式(1)，由此能够以少的透镜片数及短的全长小型且低成本地构成透镜系统，且能够实现充分的广角化，进而能够对包括球面像差、像面弯曲及歪曲像差(失真)在内的诸像差进行良好地修正。另外，根据本实施方式的摄像透镜，能够在成像区域的宽范围内实现高析像，因此还能够应对近些年的高像素化进展的摄像元件。
优选本实施方式的摄像透镜还具有以下所述的结构。需要说明的是，作为优选的形态，可以具有以下的任一个结构，或者还可以具有将任意的2个以上组合的结构。
在本实施方式的摄像透镜中，优选第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4全部至少一方的面为非球面形状。通过使第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4中的至少一方的面为非球面形状，由此即便使光学系统的光轴方向的全长缩短，也能够得到高的析像性。另外，通过少的透镜片数，能够对球面像差、像面弯曲及失真等诸像差进行良好地修正。为了进行更良好的像差修正，优选第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的两面为非球面形状。
优选第二透镜L2为双凹形状。由此，不减小第二透镜L2的物侧的面及像侧的面的曲率半径的绝对值，就能够对第二透镜L2赋予大的负的光焦度，因此对后焦距的确保有利。
优选使第三透镜L3的物侧的面为凸形状。由此，能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差及倍率色差进行修正。
还可以使第三透镜L3为双凸形状。由此，对歪曲像差及倍率色差的修正有利。在该情况下，通过增大第三透镜L3的像侧的面的曲率半径，能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
还可以使第三透镜L3为凸面朝向物侧的正的弯月形状。由此，能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
优选第四透镜L4为双凸形状。由此，对歪曲像差及倍率色差的修正有利。在该情况下，通过增大第四透镜L4的物侧的面的曲率半径，能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
还可以使第四透镜L4为凸面朝向像侧的正的弯月形状。由此，能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
优选本实施方式的摄像透镜满足下述条件式(2)～(10)。
0.13＜f3/L＜0.24… (2)
0.19＜f4/L＜0.25… (3)
3.2＜d2/d4＜20.0… (4)
0.31＜f/f34＜1.0… (5)
0.1＜d6/f＜0.7… (6)
vd1＞40… (7)
vd2＞50… (8)
vd3＜40… (9)
vd4＞50… (10)
其中，
f3：第三透镜L3的焦点距离
f4：第四透镜L4的焦点距离
L：从第一透镜L1的物侧的面到像面的在光轴上的距离，后焦距量为空气换算长度
d2：第一透镜L1与第二透镜L1的在光轴上的距离
d4：第二透镜L2与第三透镜L3的在光轴上的距离
f34：第三透镜L3与第四透镜L4的合成焦点距离
f：整个系统的焦点距离
d6：第三透镜L3与第四透镜L4的在光轴上的距离
vd1：第一透镜L1的材质的相对于d线的阿贝数
vd2：第二透镜L2的材质的相对于d线的阿贝数
vd3：第三透镜L3的材质的相对于d线的阿贝数
vd4：第四透镜L4的材质的相对于d线的阿贝数
通过满足条件式(2)的上限，从而能够对倍率色差进行良好地修正。通过满足条件式(2)的下限，能够防止第三透镜L3的放大率变强的情况，且能够减小第三透镜L3的光轴方向的大小，因此透镜的小型化变得容易，且不需要高的部件精度，因而制造变得容易。
通过满足条件式(3)的上限，从而能够防止向像面周边部入射的光束的向像面入射的入射角变得过大的情况，能够容易取入实用上必要的光量。通过满足条件式(3)的下限，从而能够防止第四透镜L4的放大率变得过强的情况，且能够减小第四透镜L4的光轴方向的大小，因此透镜的小型化变得容易，且不需要高的部件精度，因而制造变得容易。
通过满足条件式(4)的上限，来防止第二透镜L2与第三透镜L3的间隔变得过小的情况，且杂散光的除去变得容易。另外，在适当设定第二透镜L2与第三透镜L3的间隔的情况下，防止第一透镜L1与第二透镜L2的间隔变得过大的情况，且透镜的小型化变得容易。通过满足条件式(4)的下限，来防止第二透镜L2与第三透镜L3的间隔变得过大的情况，且小型化变得容易。另外，在适当设定第二透镜L2与第三透镜L3的间隔的情况下，能够防止第一透镜L1与第二透镜L2过于接近的情况，且能够防止第二透镜L2的第一透镜L1侧的面向第一透镜L1侧较大地凸出的情况，因此第二透镜L2的第三透镜L3侧的面也不会成为向第一透镜L1侧较大地凹陷的凹形状，从而能够提高第二透镜L2的加工性。
通过满足条件式(5)的上限，容易对球面像差进行良好地修正。另外，也容易确保后焦距。通过满足条件式(5)的下限，容易良好地保持像面弯曲且对倍率色差进行修正。
通过满足条件式(6)的上限，从而透镜的小型化变得容易。通过满足条件式(6)的下限，从而第三透镜L3与第四透镜L4不会变得过于接近，因此在要适当配置第三透镜L3和第四透镜L4的情况下，对第三透镜L3及第四透镜L4的形状没有制约，从而第三透镜L3及第四透镜L4的加工性提高。
通过满足条件式(7)～(10)，从而能够取得轴上色差与倍率色差的平衡。
并且，优选满足下述条件式(1-1)、(4-1)～(6-1)。通过满足条件式(1-1)、(4-1)～(6-1)，能够得到与满足条件式(1)、(4)～(6)所得到的效果同样的效果，或使效果进一步提高。
0.80＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00… (1-1)
4.0＜d2/d4＜20.0… (4-1)
0.35＜f/f34＜0.58… (5-1)
0.1＜d6/f＜0.6… (6-1)
优选本实施方式的摄像透镜的全视场角比200度大。全视场角是最大视场角下的轴外光束3的主光线与光轴Z所成的角的2倍。通过形成为全视场角比200度大的广角的透镜系统，从而能够应对近些年的广角化的期望。
本实施方式的摄像透镜例如在车载用相机、监控用相机等的苛刻的环境中使用的情况下，期望最靠物侧配置的第一透镜L1使用抗风雨引起的表面劣化、直射日光引起的温度变化强且抗油脂·洗涤等的化学药品强的材质、即期望使用耐水性、耐气候性、耐酸性、耐药品性等高的材质。例如，优选使用日本光学硝子工业会确定的粉末法耐水性为1的材质。另外，有时期望第一透镜L1使用坚固、难以破裂的材质。通过使材质为玻璃，能够满足上述期望。或者，作为第一透镜L1的材质，也可以使用透明的陶瓷。
需要说明的是，也可以在第一透镜L1的物侧的面上施加用于提高强度、耐损伤性、耐药品性的保护手段，在该情况下，可以使第一透镜L1的材质为塑料。这样的保护手段既可以为硬涂层，也可以为防水涂层。
作为第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的材质，优选使用塑料，在该情况下，能够高精度地制作非球面形状，并且能够实现轻量化及低成本化。
在材质使用塑料的情况下，为了能够极力抑制吸水引起的性能变化，优选选择吸水性小且成为析像性降低的原因的双折射性低的材质。作为满足该条件的材质，优选第二透镜L2及第四透镜L4选择环烯系或环状烯系的塑料，且第三透镜L3选择聚碳酸酯系的塑料或聚酯系的塑料。
在第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4中的至少任一个透镜的材质使用塑料的情况下，作为其材质，可以使用在塑料中混合有比光的波长小的粒子的所谓纳米复合材料。
在本实施方式的摄像透镜中，为了减少重影光等，也可以在各透镜上施加反射防止膜。此时，在例如图1所示那样的摄像透镜中，在第一透镜L1的像侧的面、第二透镜L2的像侧的面、第三透镜L3的物侧的面中，为了使周边部的各面的切线与光轴所成的角小，而使周边部的反射防止膜的厚度比透镜中央部薄。因此，在上述3个面中的包括第一透镜L1的像侧的面在内的一面以上的面上，施加使中央附近的反射率变得最小的波长为600nm以上且900nm以下的反射防止膜，由此在有效径整体能够平均地减少反射率，且能够减少重影光。另外，也可以使用从可见光到900nm左右为止抑制了反射率的多层膜涂层。另外，还可以使用通过使膜厚容易变得均匀的湿流程得到的反射防止膜。
需要说明的是，当使中央附近的反射率变得最小的波长比600nm短时，使周边部的反射率变得最小的波长变得过短，长波长侧的反射率变高，因此容易产生带有红色的重影。另外，当使中央附近的反射率变得最小的波长比900nm长时，使中央部的反射率变得最小的波长变得过长，短波长侧的反射率变高，因此容易产生像的色调显著带有红色且带有蓝色的重影。因此，优选使用从可见光到900nm左右为止抑制了反射率的多层膜涂层。另外，还可以使用通过使膜厚容易变得均匀的湿流程得到的反射防止膜。这样，使中央附近的反射率变得最小的波长在比600nm短或比900nm长的情况下，通过使用从可见光到900nm左右为止抑制了反射率的多层膜涂层，都能够防止产生像的色调带有红色或带有蓝色的重影的情况。另外，使用通过使膜厚容易变得均匀的湿流程得到的反射防止膜，也能够得到同样的效果。
另外，在本实施方式的摄像透镜中，在各透镜间的有效径外通过的光束可能成为杂散光而到达像面，成为重影，因此优选根据需要而设置对该杂散光进行遮光的遮光手段。作为该遮光手段，例如可以在透镜的像侧的有效径外的部分施加不透明的涂料，或设置不透明的板材。或者，也可以在成为杂散光的光束的光路上设置不透明的板材来作为遮光手段。
需要说明的是，根据摄像透镜的用途，还可以在透镜系统与摄像元件5之间插入将紫外光至蓝色光截止那样的滤光片、或者将红外光截止那样的IR(InfraRed)截止滤光片。或者，也可以在透镜面上施加与上述滤光片具有同样的特性的涂层。
在图1中，示出了在透镜系统与摄像元件5之间配置假定有各种滤光片的光学构件PP的例子，但也可以取代于此，在各透镜之间配置上述的各种滤光片。或者，也可以在摄像透镜具有的任一个透镜的透镜面上施加与各种滤光片具有同样的作用的涂层。
接着，对本发明的摄像透镜的数值实施例进行说明。
[实施例1]
在图1中示出实施例1的摄像透镜的透镜组的配置。如图1所示，实施例1的摄像透镜从物侧起依次由具有凸面朝向物侧的弯月形状的负的第一透镜L1、双凹形状的第二透镜L2、曲率半径的绝对值小的凸面朝向物侧的双凸形状的第三透镜L3、孔径光阑St、及曲率半径的绝对值小的凸面朝向像侧的双凸形状的第四透镜L4构成。另外，第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4的两面为非球面。通过使第二透镜L2的两面为非球面，从而对歪曲像差及像散的修正有利。通过使第三透镜L3及第四透镜L4的两面为非球面，从而对球面像差的修正有利。虽然第三透镜L3及第四透镜L4为双凸形状，但由于第三透镜L3的像侧的面及第四透镜L4的物侧的面的曲率半径大，因此能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
表1、表2及表3示出与实施例1的摄像透镜的结构对应的具体的透镜数据。在表1中示出摄像透镜的基本的透镜数据，在表2中示出各种因素的数据，在表3中示出非球面系数的数据。
在表1的透镜数据中，Si一栏表示将最靠物侧的构成要素的面作为第一个而随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)面编号，Ri一栏表示第i个面的曲率半径，Di一栏表示第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。需要说明的是，在此，也包含并示出光学构件PP。另外，曲率半径的符号以向物侧凸出的情况为正，以向像侧凸出的情况为负。在各实施例中，透镜数据的表的Ri、Di(i＝1、2、3、…)与透镜剖视图的符号Ri、Di对应。另外，在表1的透镜数据中，Ndj一栏表示将最靠物侧的透镜作为第一个而随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)透镜的相对于d线(波长为587.6nm)的折射率，vdj一栏表示第j个光学要素的相对于d线(波长为587.6nm)的阿贝数。需要说明的是，在透镜数据中还包含且示出孔径光阑St，在相当于孔径光阑St的面的曲率半径一栏中记载为∞。
另外，在表1的透镜数据中，在面编号的左侧标注的标记“*”表示该透镜面为非球面形状的情况。在表1的基本透镜数据中示出近轴的曲率半径的数值来作为上述的非球面的曲率半径。
在表2中示出d线的近轴焦点距离f′(mm)、后焦距Bf′、F值(FNo.)及视场角(2ω)的值来作为实施例1的摄像透镜中的各种因素的数据。
在表3中示出实施例1的摄像透镜中的非球面系数的数据。在此，示出非球面的面编号和与该非球面相关的非球面系数。在此，非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)是指“×10-n”。需要说明的是，非球面系数是下述非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、…20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点向非球面顶点相接的垂直于光轴的平面引出的垂线的长度)
h：高度(从光轴到透镜面的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数
基于上述非球面式，并对于非球面系数Am而言，有效使用A3～A20的次数来表示实施例1的摄像透镜的非球面。
以上叙述的表1～表3的记载的方法在后述的表4～表24中也同样。
在以下记载的表中，全部如上述那样使用mm作为长度的单位，且使用度(°)作为角度的单位，但光学系统也可以进行比例放大或比例缩小而使用，因此也可以使用其他的适当的单位。
【表1】
实施例1·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 11.89689 0.99999 1.77250 49.60
2 3.66231 1.93319
*3 -1.13690 0.79999 1.53391 55.89
*4 3.51654 0.39490
*5 1.19534 1.24733 1.61399 25.53
*6 -111111.11111 0.19867
7(光阑) ∞ 0.24951
*8 54.47734 1.48544 1.53391 55.89
*9 -0.94571 1.09999
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02044
【表2】
实施例1·各种因素(d线)
f′ 0.897
Bf′ 1.648
FNo. 2.98
2ω[°] 213.2
【表3】
[实施例2]
图2是表示本发明的实施例2的摄像透镜的结构的图。实施例2的摄像透镜形成为与实施例1的摄像透镜大致同样的结构。在表4中示出实施例2的摄像透镜的基本透镜数据，在表5中示出实施例2的摄像透镜的各种因素的数据，在表6中示出实施例2的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表4】
实施例2·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 11.44571 0.99999 1.77250 49.60
2 3.30571 1.95392
*3 -1.15359 0.79999 1.53391 55.89
*4 2.41619 0.41828
*5 1.00501 1.23222 1.61399 25.53
*6 -111041.25284 0.16637
7(光阑) ∞ 0.23226
*8 111111.11111 1.51937 1.53391 55.89
*9 -1.07436 1.09999
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02633
【表5】
实施例2·各种因素(d线)
f′ 0.960
Bf′ 1.654
FNo. 2.98
2ω[°] 214.8
【表6】
[实施例3]
图3是表示本发明的实施例3的摄像透镜的结构的图。实施例3的摄像透镜形成为与实施例1的摄像透镜大致同样的结构，但在第三透镜L3为凸面朝向物侧的弯月形状的正的透镜且第四透镜L4为凸面朝向像侧的弯月形状的正的透镜这一点上与实施例1不同。虽然第三透镜L3及第四透镜L4为弯月形状，但由于第三透镜L3的像侧的面及第四透镜L4的物侧的面的曲率半径大，因此能够抑制像散的产生，且能够对轴上色差、倍率色差及歪曲像差进行修正。
在表7中示出实施例3的摄像透镜的基本透镜数据，在表8中示出实施例3的摄像透镜的各种因素的数据，在表9中示出实施例3的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表7】
实施例3·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 11.35047 0.99999 1.77250 49.60
2 3.21831 1.94333
*3 -1.16632 0.79999 1.53391 55.89
*4 2.11142 0.30241
*5 1.01835 1.21006 1.61399 25.53
*6 237.31571 0.19999
7(光阑) ∞ 0.17335
*8 -9577.71793 1.64978 1.53391 55.89
*9 -0.92591 1.11886
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02152
【表8】
实施例3·各种因素(d线)
f′ 0.868
Bf′ 1.668
FNo. 2.40
2ω[°] 215.4
【表9】
[实施例4]
图4是表示本发明的实施例4的摄像透镜的结构的图。实施例4的摄像透镜形成为与实施例3的摄像透镜大致同样的结构。在表10中示出实施例4的摄像透镜的基本透镜数据，在表11中示出实施例4的摄像透镜的各种因素的数据，在表12中示出实施例4的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表10】
实施例4·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 8.69122 0.79999 1.77250 49.60
2 2.60000 1.47100
*3 -1.29382 0.59999 1.53391 55.89
*4 1.09528 0.16899
*5 0.64484 0.77566 1.61399 25.53
*6 5.36283 0.08895
7(光阑) ∞ 0.24471
*8 -104.48947 1.31713 1.53391 55.89
*9 -0.86092 1.00536
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02743
【表11】
实施例4·各种因素(d线)
f′ 0.964
Bf′ 1.560
FNo. 2.39
2ω[°] 214.6
【表12】
[实施例5]
图5是表示本发明的实施例5的摄像透镜的结构的图。实施例5的摄像透镜形成为与实施例3的摄像透镜大致同样的结构。在表13中示出实施例5的摄像透镜的基本透镜数据，在表14中示出实施例5的摄像透镜的各种因素的数据，在表15中示出实施例5的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表13】
实施例5·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 8.35495 0.69999 1.77250 49.60
2 2.60000 1.02885
*3 -1.44505 0.49999 1.53391 55.89
*4 0.98160 0.19977
*5 0.64320 0.75714 1.61399 25.53
*6 4.24575 0.04999
7(光阑) ∞ 0.21212
*8 -10989.01099 1.44902 1.53391 55.89
*9 -0.71695 0.82313
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02211
【表14】
实施例5·各种因素(d线)
f′ 0.870
Bf′ 1.373
FNo. 2.45
2ω[°] 203.2
【表15】
[实施例6]
图6是表示本发明的实施例6的摄像透镜的结构的图。实施例6的摄像透镜形成为与实施例3的摄像透镜大致同样的结构。在表16中示出实施例6的摄像透镜的基本透镜数据，在表17中示出实施例6的摄像透镜的各种因素的数据，在表18中示出实施例6的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表16】
实施例6·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 9.60416 1.12865 1.77250 49.60
2 2.60000 1.84279
*3 -1.24381 0.59999 1.53391 55.89
*4 1.01729 0.15000
*5 0.76840 1.12811 1.61399 25.53
*6 9298.17369 0.13761
7(光阑) ∞ 0.22273
*8 -173.69331 1.61236 1.53391 55.89
*9 -0.91526 1.37080
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.02525
【表17】
实施例6·各种因素(d线)
f′ 0.897
Bf′ 1.923
FNo. 2.44
2ω[°] 215.0
【表18】
[实施例7]
图7是表示本发明的实施例7的摄像透镜的结构的图。实施例7的摄像透镜形成为与实施例1的摄像透镜大致同样的结构。在表19中示出实施例7的摄像透镜的基本透镜数据，在表20中示出实施例7的摄像透镜的各种因素的数据，在表21中示出实施例7的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表19】
实施例7·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 12.20879 0.99999 1.77250 49.60
2 3.90042 1.96286
*3 -1.12244 0.79999 1.53391 55.89
*4 3.88915 0.34165
*5 1.36760 1.28813 1.61399 25.53
*6 -12.04543 0.24867
7(光阑) ∞ 0.27107
*8 17.29534 1.41153 1.53391 55.89
*9 -0.95378 1.09999
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.01843
【表20】
实施例7·各种因素(d线)
f′ 0.886
Bf′ 1.646
FNo. 2.98
2ω[°] 212.8
【表21】
[实施例8]
图8是表示本发明的实施例8的摄像透镜的结构的图。实施例8的摄像透镜形成为与实施例1的摄像透镜大致同样的结构。在表22中示出实施例8的摄像透镜的基本透镜数据，在表23中示出实施例8的摄像透镜的各种因素的数据，在表24中示出实施例8的摄像透镜的非球面系数的数据。
【表22】
实施例8·透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 12.22075 0.99999 1.77250 49.60
2 3.87304 1.96122
*3 -1.12955 0.81735 1.53391 55.89
*4 3.83199 0.33059
*5 1.35741 1.26858 1.61399 25.53
*6 -13.08853 0.24003
7(光阑) ∞ 0.27046
*8 19.43408 1.42209 1.53391 55.89
*9 -0.95044 1.10524
10 ∞ 0.80000 1.51680 64.20
11 ∞ 0.00000
【表23】
实施例8·各种因素(d线)
f′ 0.887
Bf′ 1.658
FNo. 2.98
2ω[°] 212.2
【表24】
另外，在表25中示出实施例1～8的条件式(1)～(10)的对应值。由表25可知，对于条件式(1)～(10)而言，各实施例的值成为该数值范围内。
【表25】
[像差性能]
图9从左侧依次示出实施例1的摄像透镜中的球面像差、像散、歪曲像差及倍率色差。歪曲像差的图使用整个系统的焦点距离f、视场角φ(作为变量处理，0≤φ≤ω)，并将理想像高作为2f×tan而示出从该理想像高的偏离量。在各像差图中示出以d线(波长为587.6nm)为基准波长的像差，但在球面像差图中还示出关于g线(波长为436nm)、F线(波长为481.6nm)及C线(波长为656.27nm)的像差。另外，在倍率色差图中示出关于g线、F线及C线的像差。球面像差图的FNo.是指F值，其他的像差图的ω是指半视场角。
另外，同样地在图10～图16中示出上述实施例2～8的摄像透镜各自的球面像差、像散、歪曲像差及倍率色差的像差图。在图10～图16中，也从左侧依次示出球面像差、像散、歪曲像差及倍率色差。
需要说明的是，本发明没有限定为上述实施方式及各实施例，能够进行各种变形实施。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等没有限定为上述各数值实施例所示的值，能够采取其他的值。
根据以上的数据可知，实施例1～8的摄像透镜以4片这样少的透镜结构实现了小型化及低成本化，并且实现了203.2～215.4度这样的超过200度的非常宽的全视场角以及各像差被良好地修正的高析像的良好的光学性能。上述的摄像透镜能够适合使用于监控相机、用于拍摄机动车的前方、侧方、后方等的影像的车载用相机等。
在图17中作为使用例，示出在机动车100上搭载有具备本实施方式的摄像透镜的摄像装置的情况。在图17中，机动车100具备；用于拍摄其副驾驶席侧的侧面的死角范围的车外相机101；用于拍摄机动车100的后侧的死角范围的车外相机102；以及安装于室内后视镜的背面，且用于拍摄与驾驶员相同的视野范围的车内相机103。车外相机101、车外相机102及车内相机103为本发明的实施方式的摄像装置，具备本发明的实施例的摄像透镜和将通过该摄像透镜形成的光学像转换为电信号的摄像元件。
本发明的实施例的摄像透镜具有上述的优点，因此车外相机101、102及车内相机103能够小型且廉价地构成，且具有宽的视场角而得到析像度高的良好的影像。
以上，举出实施方式及实施例而说明了本发明，但本发明没有限定为上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数的值没有限定为上述各数值实施例所示的值，能够采取其他的值。另外，透镜的材质也没有限定为上述各数值实施例中使用的材质，也可以使用其他的材质。
另外，在摄像装置的实施方式中，图示并说明了将本发明适用于车载用相机的例子，但本发明没有限定于该用途，例如还能够适用于便携式终端用相机或监控相机等。

Claims (11)

1.一种摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜实质上从物侧起依次包括：
具有凸面朝向物侧的弯月形状的负的第一透镜；
像侧的面的光轴上的点处于比该面的有效径两端上的点更靠物侧的位置的负的第二透镜；
正的第三透镜；
孔径光阑；以及
正的第四透镜，
所述摄像透镜满足下述条件式(1)以及条件式(3)，
0.78＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00…(1)
0.19＜f4/L＜0.25…(3)
其中，
f：整个系统的焦点距离
ω：半视场角
L：从所述第一透镜的物侧的面到像面的在光轴上的距离，后焦距量为空气换算长度
f4：所述第四透镜的焦点距离。
2.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(2)，
0.13＜f3/L＜0.24…(2)
其中，
f3：所述第三透镜的焦点距离。
3.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(4)，
3.2＜d2/d4＜20.0…(4)
其中，
d2：所述第一透镜与所述第二透镜的在光轴上的距离
d4：所述第二透镜与所述第三透镜的在光轴上的距离。
4.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(5)，
0.31＜f/f34＜1.0…(5)
其中，
f34：所述第三透镜与所述第四透镜的合成焦点距离。
5.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(6)，
0.1＜d6/f＜0.7…(6)
其中，
d6：所述第三透镜与所述第四透镜的在光轴上的距离。
6.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(7)至(10)，
vd1＞40…(7)
vd2＞50…(8)
vd3＜40…(9)
vd4＞50…(10)
其中，
vd1：所述第一透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd2：所述第二透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd3：所述第三透镜的材质的相对于d线的阿贝数
vd4：所述第四透镜的材质的相对于d线的阿贝数。
7.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(1-1)，
0.80＜2*f*tan(ω/2)/L+0.005*ω＜1.00…(1-1)。
8.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(4-1)，
4.0＜d2/d4＜20.0…(4-1)
其中，
d2：所述第一透镜与所述第二透镜的在光轴上的距离
d4：所述第二透镜与所述第三透镜的在光轴上的距离。
9.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(5-1)，
0.35＜f/f34＜0.58…(5-1)
其中，
f34：所述第三透镜与所述第四透镜的合成焦点距离。
10.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述摄像透镜满足下述条件式(6-1)，
0.1＜d6/f＜0.6…(6-1)
其中，
d6：所述第三透镜与所述第四透镜的在光轴上的距离。
11.一种摄像装置，其特征在于，
所述摄像装置搭载有权利要求1至10中任一项所述的摄像透镜。
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