CN107065126A - 一种透镜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提供使用温度范围广泛，不受振动影响的透镜装置，包括沿着光轴配置6枚透镜。从物体侧来看，第1枚的第一透镜L1为具有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚的第二透镜L2为具有正折射光焦度的塑料透镜。从像面侧来看，第1枚的第六透镜L6为具有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚的第五透镜L5为具有正折射光焦度的塑料透镜。配置从物体侧数第2枚的第二透镜L2和从像面侧数第2枚的第5透镜L5之间的第三透镜L3及第四透镜L4之中，至少1枚是有正折射光焦度的玻璃透镜。
Description
技术领域
本发明涉及光学透镜装置，特别涉及具有沿光轴配置的5枚或6枚透镜的透镜装置。
背景技术
近年来，相机得到广泛使用，常设在室外的监视装置、汽车等的交通工具、无人机(即所谓的drone)等上都搭载了相机。搭载在这样的交通工具上面的相机，应以既小型又便宜为宜。
为了实现既小型又便宜的相机装置，以往提出了用多个塑料透镜组合而成的透镜装置。因塑料的价格低廉，且表面形状易于加工，非常有利于透镜装置的小型化。
但是，塑料对温度依赖性大，存在焦点距离随温度的变化而变化的问题。对搭载在室外使用的监视装置、交通工具、无人机上面的相机来说，温度变化引起的焦点距离变化是一个严重的问题。
因此一直以来，人们提出了利用音圈马达移动透镜来对焦点距离随温度的变化进行补正。但是，音圈马达易受震动影响，因此在容易受到震动影响的交通工具、无人机搭载的相机上，无法适当地补正因温度变化引起焦点距离变化。
于是，本发明公开了一种适用温度范围广，不易受震动影响的透镜装置。
发明内容
本发明涉及的透镜装置是具有沿光轴配置5枚或6枚透镜的透镜装置，从物体侧数的第1枚透镜是有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜是有正折射光焦度的塑料透镜，从像面侧数的第1枚透镜是有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜是有正折射光焦度的塑料透镜，在从物体侧数的第1枚透镜和像面侧数的第2枚透镜的之间配置的1枚或2枚透镜之中，至少有一枚是具有正折射光焦度的玻璃透镜。
这种情况，按照从物体侧的顺序，配置了带有负折射光焦度的第一透镜，正折射光焦度的第二透镜，正折射光焦度的第三透镜，正折射光焦度的第四透镜和负折射光焦度的第五透镜，所述的第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜分别是塑料透镜，所述的第三透镜是玻璃透镜也无妨。
优选地，按照从物体侧的顺序，配置了带有负折射光焦度的第一透镜，正折射光焦度的第二透镜，正折射光焦度的第三透镜，正折射光焦度的第四透镜，正折射光焦度的第五透镜和负折射光焦度的第六透镜，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜分别是塑料透镜，所述第三透镜以及第四透镜都是玻璃透镜也无妨。
优选地，按照从物体侧的顺序，配置了带有负折射光焦度的第一透镜，正折射光焦度的第二透镜，正折射光焦度的第三透镜，正折射光焦度的第四透镜，正折射光焦度的第5枚和负折射光焦度的第六透镜，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜分别是塑料透镜，所述第三透镜是玻璃透镜也无妨。
优选地，按照从物体侧的顺序，配置了带有负折射光焦度的第一透镜，正折射光焦度的第二透镜，正折射光焦度的第三透镜，正折射光焦度的第四透镜，正折射光焦度的第五透镜和负折射光焦度的第六透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜分别是塑料透镜，所述第四透镜是玻璃透镜也无妨。
优选地，在上述的透镜装置中，从所述物体侧数起的第1枚透镜以及第2枚透镜可以相互抵消因温度变化引起的焦点距离变化，而从所述像面侧数起的第1枚透镜以及第2枚透镜也是可以相互抵消因温度变化的焦点距离变化。
优选地，在上述的透镜装置中，从所述物体侧数起的第1枚透镜及第2枚透镜和所述像面侧数起的第1枚及第2枚透镜，其中任意一枚都可以是非球面透镜。
优选地，在上述的透镜装置中，从所述物体侧数起的第1枚透镜可以是向物体侧凸的弯月状的负透镜。
优选地，在上述的透镜装置中，所述玻璃透镜也可以是球面透镜。
本发明的有益效果为：据本发明涉及的透镜装置来看，由于从物体侧看的前面的2枚透镜的折射光焦度相互反转，末尾的2枚透镜的折射光焦度相互反转，所以因温度变化引起的透镜装置整体焦点距离变动量容易依赖于中间的1枚或2枚透镜上面。通过将中间的1枚透镜或2枚透镜中的至少1枚，采用温度依赖性小的玻璃透镜，可有效地抑制因温度变化带来的透镜装置整体的焦点距离变化。
附图说明
图1是本发明的透镜装置的结构图；
图2是图1的透镜装置的光路图；
图3是第一实施例的透镜装置的结构图；
图4是第二实施例的透镜装置的结构图；
图5是第三实施例的透镜装置的结构图；
图6是第四实施例的透镜装置的结构图；
图7是第五实施例的透镜装置的结构图；
图8是对比实施例的透镜装置的结构图；
图9是第一实施例的透镜装置的像差图；
图10是第二实施例的透镜装置的像差图；
图11是第三实施例的透镜装置的像差图；
图12是第四实施例的透镜装置的像差图；
图13是第五实施例的透镜装置的像差图；
图14是表示第一实施例的透镜装置相对照度的图；
图15是表示第二实施例的透镜装置相对照度的图；
图16是表示第三实施例的透镜装置相对照度的图；
图17是表示第四实施例的透镜装置相对照度的图；
图18是表示第五实施例的透镜装置相对照度的图；
图19是表示第一实施例的透镜装置光学转换函数的图；
图20是表示第二实施例的透镜装置光学转换函数的图；
图21是表示第三实施例的透镜装置光学转换函数的图；
图22是表示第四实施例的透镜装置光学转换函数的图；
图23是表示第五实施例的透镜装置光学转换函数的图；
图24是表示对比实施例的透镜装置光学转换函数的图。
具体实施方式
以下参照附图，说明本发明涉及的透镜装置10。图1是本发明涉及的透镜装置10的构成结构图。另外，图2是该透镜装置10的光路图。此外，在图1至图8中，附图左侧为物体侧，右侧为像面侧。本发明的透镜装置10是使用了CCD、CMOS等摄像传感器的各种各样的摄像机器，特别是对于温度变化大，或者在易受震动的环境下使用的摄像机器而言，是合适的摄像装置。相关摄像机器包括，比如搭载在无人驾驶飞机(即所谓的drone)、汽车、自行车等的交通工具，还有搭载在室外常设的监视装置、各种机器人上面等的摄像机器。透镜装置10成像面配置了CCD、CMOS等的图像传感器100。图像传感器100根据由透镜装置10形成的光学像输出摄像信号。
透镜装置10沿光轴Z1配置了5枚或6枚透镜。图1、图2所示的是配置6枚透镜的透镜装置10。本发明涉及的透镜装置10是以图1、图2所示的由6枚构成的透镜装置10为例作以说明。以下是构成透镜装置10的各枚透镜，按照从物体侧的顺序，称为第一透镜L1，第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6。但是，关于透镜枚数，如下述详说的那样，可以是5枚或6枚，即可以把第四透镜L4省略。如果将第四透镜L4省略的话，则图1里面的第五透镜L5将变成第四透镜L4，而第六透镜L6将变成第五透镜L5。
透镜装置10的第二透镜L2和第三透镜L3之间还有光圈12。另外，第六透镜L6(最后面的透镜)和图像传感器100之间，根据搭载透镜装置20的摄像机器的构成，可以配置各种各样的光学元件14。可以例举的光学元件14有，比如，用于保护图像传感器的保护盖玻璃、紫外线滤光片等的平板状的光学元件等。另外，也可以不使用光学元件14，转而在第五透镜L5上镀膜等方式，使其达到与光学元件14同等效果。通过这样便可减少部品个数和缩短全长。
本发明涉及的透镜装置10，从物体侧数第1枚透镜(第一透镜L1)是负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜(第二透镜L2)是正折射光焦度的塑料透镜。详细地加以说明则为第一透镜L1是负折射力(折射光焦度)塑料透镜。另外，第一透镜L1按照从物体侧的顺序，向物体侧凸的面S2和向像面侧凹的面S3是弯月状的负透镜。该面S2以及面S3都是非球面。
第一透镜L1通过使用弯月状透镜，可以扩大透镜装置10的视角。另外，第一透镜L1是配置在最靠近物体侧的透镜，是搭载到无人机等上时，用户可以目视的透镜。从外观设计角度，该第一透镜L1采用向物体侧凸的面的设计，相较向物体侧凹的面，更受用户喜欢。第一透镜L1通过使用负弯月状透镜，既可有负折射光焦度，又可实现易让用户喜欢的设计。
第二透镜L2是具有正折射力的塑料透镜。另外，第二透镜L2按照从物体侧的顺序，物体侧凸面S4和像面侧凸或者凹面S5是正透镜。这个的面S4及面S5都是非球面。
如前文所述，第一透镜L1及第二透镜L2都是塑料透镜。塑料透镜的面形状易加工而且轻又便宜，但另一方面，容易因温度变化引起变形、焦点距离易变化。本发明涉及的透镜装置10的构成为第一透镜L1及第二透镜L2中的一者折射力为负，另一者的折射力为正，则第1、第二透镜L1、L2温度变化引起焦点距离变化相互抵消。
另外，在本发明涉及的透镜装置10中，从像面侧数第1枚透镜(第六透镜L6)是有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜(第五透镜L5)是有正折射光焦度的塑料透镜。更详细地加以说明的话，则为第六透镜L6有负折射力(折射光焦度)的塑料透镜。另外，第六透镜L6，按照从像面侧的顺序，是具有向像面侧凹的面S14和向物体侧凹的面S13的双凹状的负透镜。该面S14和面S13都是非球面。第六透镜L6(最后面的透镜)使用的是负透镜，可以抑制后焦距距离(最后面的透镜和像面之间的距离)，减少透镜装置10的全长。
第五透镜L5是有正折射力的塑料透镜。另外，第五透镜L5，按照从像面侧的顺序，具有向像面侧的凸的面S12和向物体侧的凸的面S11的双凸状的正透镜。该面S12以及面S11都是非球面。于是，第五透镜L5以及第六透镜L6也与第一透镜L1以及第二透镜L2相同，具有折射力正负反转，因温度变化引起的焦点距离变化相互抵消的结构。
进一步地，在本发明涉及的透镜装置10中，配置在从物体侧数的第2枚透镜(第二透镜L2)和从像面侧数第2枚透镜(第五透镜L5)之间的1枚或2枚透镜之中，至少有1枚是具有正折射光焦度的球面玻璃透镜。更详细地加以说明，则第三透镜L3具有正折射力，第四透镜L4具有正折射力。另外，第三透镜L3，按照从物体侧的顺序，具有向物体侧凹的面S7和向像面侧凸的面S8的弯月状的正透镜。另外，第四透镜L4，按照从物体侧的顺序，物体侧凹面的S9和像面侧凸面的S10是弯月状的正透镜。
该第三透镜L3以及第四透镜L4之中至少有一枚是玻璃透镜。另外，还可以省略第四透镜L4。因此，可以采用第三透镜L3是玻璃透镜且省略第四透镜L4的实施形态。另外，也可以采样用第三透镜L3和第四透镜L4两者都是玻璃透镜的实施形态。另外，还可以采用第三透镜L3是玻璃透镜，第四透镜是非球面的塑料透镜的实施形态。另外，还可以采用第三透镜L3是非球面塑料透镜，第四透镜是玻璃透镜的实施形态。另外，较为理想地，玻璃透镜采用相对的二个面是球面的球面透镜。
像这样把第三透镜L3和第四透镜L4之中至少一者设置成玻璃透镜的理由如下所述。如前文所述，本发明涉及的透镜装置10，因温度变化引起第一透镜L1的焦点距离变化，被第二透镜L2所抵消，而因温度变化引起第五透镜L5焦点距离变化，被第六透镜L6所抵消。因此，温度变化所引起透镜装置10焦点距离的变化主要一来第三透镜L3及第四透镜L4。在本发明涉及的透镜装置10中，第三透镜L3和第四透镜L4之中的至少一者是由热胀缩小的玻璃组成。因此，可以抑制第三透镜L3和第四透镜L4之中的至少一者因温度变化引起的变形量，焦点距离变化可以控制小一点。而且，可以将温度变化引起的透镜装置10的焦点距离变小。
以往的透镜装置，为了对随温度变化引起的焦点距离的变化进行补偿，根据温度的变化，利用音圈马达使得部分或者全部的透镜移动。但是，由于音圈马达容易受到振动的影响，因此以往的透镜装置，难以适用在易受振动的摄像装置，例如搭载在无人机或交通工具的摄像装置上。
为了避免这样的问题，可以考虑将组成透镜装置10的所有透镜都采用温度依赖性小的玻璃，并且省去音圈马达。但是因由玻璃制作的玻璃透镜较重，不利于轻量化，而且价格昂贵。加之，玻璃透镜的面形状加工困难。为了在抑制像差的同时确保亮度，希望至少要有一部分透镜采用非球面透镜。但玻璃透镜为了取得非球面形状，必须要使用玻璃铸造等的特殊加工，造成加工费用增加。
本发明涉及的透镜装置10如前文所述，将容易受温度变化引起的透镜装置10焦点距离变化影响的第三透镜L3以及第四透镜L4之中的至少一者使用玻璃透镜。另一方面，其他透镜L1，L2，L5，L6使用塑料透镜。由此，就得到了低成本、轻量化、温度依赖性小的透镜装置10。另外，因为温度依赖性小，透镜装置10无需设置用于焦点距离补偿的音圈马达。因此，本发明申请中公开的透镜装置10为无马达的透镜装置。由于不使用马达的，因此透镜装置10不易受振动的影响。另外，由于将玻璃透镜采用球面透镜，不需要玻璃铸造等特殊加工，因此可以降低成本。另一方面，因为从物体侧看的前面2枚透镜以及末尾2枚透镜是塑料非球面透镜，所以可以减低各种像差。
接下来对如上所述透镜装置10结构实施例及对比实施例作出说明。首先说明第一实施例。图3是第一实施例涉及的透镜装置10的剖面图。第一实施例涉及的透镜装置10按照从物体侧的顺序，包括具有负折射力的塑料透镜第一透镜L1、正折射力的塑料透镜第二透镜L2、正折射力玻璃透镜第三透镜L3、正折射力的塑料透镜第四透镜L4和负折射力的塑料透镜第五透镜L5。第一、第二、第四、第五透镜L1、L2、L4、L5都是非球面透镜，第三透镜L3是球面透镜。表1-表3所示的是第一实施例涉及的透镜装置10的具体透镜参数。
【表1】第一实施例
【表2】第一实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | -13.63 | -0.0734 |
| L2 | 8.61 | 0.1161 |
| L3 | 5.69 | 0.1757 |
| L4 | 5.62 | 0.1780 |
| L5 | -3.03 | -0.3303 |
【表3】第一实施例
| K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | |
| 2面 | 10.7516 | 0.0000E+00 | 1.6857E-02 | -2.1682E-03 | 3.5933E-04 | -4.1486E-05 | -4.2458E-07 | 8.6926E-07 | -9.3762E-08 |
| 3面 | 2.1521 | 0.0000E+00 | 6.7159E-02 | -1.0111E-02 | 1.1633E-02 | -5.6273E-03 | 7.6691E-04 | 1.0459E-03 | -4.9676E-04 |
| 4面 | 4.1710 | 0.0000E+00 | 4.0400E-02 | -1.2473E-02 | 6.9552E-03 | -1.7928E-03 | 9.3190E-04 | 5.3550E-05 | -6.0540E-04 |
| 5面 | 115.9214 | 0.0000E+00 | 1.5363E-02 | -1.6153E-02 | 6.4959E-02 | -1.1379E-01 | 1.0525E-01 | -3.8594E-02 | 0.0000E+00 |
| 9面 | 90.3486 | 0.0000E+00 | 3.8702E-03 | -3.5879E-03 | 1.2232E-03 | -1.2880E-04 | -2.6495E-05 | 7.0073E-06 | -4.9338E-07 |
| 10面 | -0.5934 | 0.0000E+00 | 1.2151E-03 | -1.9967E-03 | 4.2239E-04 | 1.1012E-04 | -2.0725E-05 | -1.9380E-06 | 3.2191E-07 |
| 11面 | -9443.9890 | 0.0000E+00 | -1.1357E-01 | 1.3709E-02 | 2.7107E-03 | -8.5702E-04 | 7.3363E-05 | -2.0209E-06 | 4.8546E-08 |
| 12面 | -7.2133 | 0.0000E+00 | -3.9966E-02 | 7.5990E-03 | -8.4371E-04 | 5.7544E-05 | -2.0125E-06 | -8.3824E-09 | 2.2510E-09 |
在表1中，「面#」栏所示的是面Si的编号i。另外，表1的「R」栏表示各面Si光轴附近的曲率半径值(mm)，「D」栏表示面Si和面Si+1之间在光轴上的面间距离(mm)，「N」栏表示各透镜L1-L5及光学元件14折射率，「V」栏表示各透镜L1-L5及光学元件14的阿贝数。另外，关于曲率半径符号，以朝向物体侧方向的凸面的面形状为正，以朝向像侧方向的凸面的面形状为负。另外，在表1的基础透镜参数中，非球面的面编号上附有*符号。表1中OBJ为物面，STO为光阑面，IMA为像面。
表2所示的是各透镜L1-L5的焦点距离和折射力。表3所示的是第1实施例的透镜装置的非球面参数。在作为非球面参数所示的数值中，符号”E”表示其后紧接着的数值是以10为底的”幂指数”，该用10为底的指数函数所表示的数值通过乘”E”前面的数值来表示。例如，「1.0E-02」可表示「1.0×10-2」。
非球面参数记载了根据以下公式1表示的非球面形状公式的各系数An、K值。公式1的Z表示从光轴高度h位置上的非球面上的点到非球面顶点接平面(光轴垂直平面)的垂线长度(mm)。另外，公式1的C表示近轴曲率半径R的倒数(即C＝1/R)。
【公式1】
接下来说明第二实施例。图4是第二实施例涉及的透镜装置10的剖面图。实施例2涉及的透镜装置10按照从物体侧的顺序，包括具备负折射力塑料透镜第一透镜L1、正折射力塑料透镜第二透镜L2、正折射力塑料透镜第三透镜L3、正折射力塑料透镜第四透镜L4和负折射力塑料透镜的第五透镜L5。第一、第二、第四、第五透镜L1、L2、L4、L5都是非球面透镜，第三透镜L3是球面透镜。表4-表6所示是实施例2涉及透镜装置10具体的透镜参数。表4-表6各栏所示内容与表1-表3各栏所示内容相同。
【表4】第二实施例
【表5】第二实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | -6.24 | -0.1604 |
| L2 | 4.79 | 0.2087 |
| L3 | 3.90 | 0.2563 |
| L4 | 3.83 | 0.2613 |
| L5 | -2.34 | -0.4266 |
【表6】第二实施例
| K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | |
| 2面 | 3.227769 | 0.0000E+00 | 3.6085E-02 | -8.4488E-03 | 2.5898E-03 | -9.4178E-04 | 1.7763E-04 | -4.2341E-05 | -2.2895E-05 |
| 3面 | -5.68333 | 0.0000E+00 | 2.7955E-01 | -2.2162E-02 | 8.3797E-02 | -8.7039E-02 | 9.0709E-02 | 1.3473E-01 | -1.7378E-01 |
| 4面 | 9.543724 | 0.0000E+00 | 1.3065E-02 | 6.6201E-03 | -1.3984E-02 | -5.3818E-02 | 7.9407E-02 | 2.1261E-02 | -1.2785E-01 |
| 5面 | -215.9911 | 0.0000E+00 | -1.4586E-03 | -5.0921E-02 | 3.7283E-01 | -2.1739E-01 | -3.2768E+00 | 6.0955E+00 | 0.0000E+00 |
| 9面 | 2706.575 | 0.0000E+00 | 1.8792E-02 | -1.7640E-02 | 5.3266E-03 | 5.9987E-05 | -4.9999E-04 | -2.4845E-04 | 5.5126E-05 |
| 10面 | -0.2451645 | 0.0000E+00 | 5.1305E-02 | -2.5797E-02 | 1.1272E-02 | 3.3186E-04 | -1.3667E-03 | 9.5991E-05 | 2.7910E-05 |
| 11面 | -214.1266 | 0.0000E+00 | -1.9428E-01 | 1.1834E-02 | 4.5080E-02 | -2.3589E-02 | 4.9448E-03 | -3.8150E-04 | -2.9601E-07 |
| 12面 | -5.338085 | 0.0000E+00 | -1.0503E-01 | 4.1332E-02 | -9.7829E-03 | 1.3653E-03 | -1.0211E-04 | 3.6586E-06 | -8.8225E-08 |
接下来说明第三实施例。图5是第三实施例涉及的透镜装置10的剖面图。第三实施例的透镜装置10是按照从物体侧的顺序，具备负折射力的塑料透镜第一透镜L1和正折射力塑料透镜第二透镜L2和正折射力玻璃透镜第三透镜L3和正折射力的玻璃透镜第四透镜L4和正折射力的塑料透镜第五透镜L5和负折射力塑料透镜第六透镜L6。第一、第二、第五、第六透镜L1、L2、L5、L6都是非球面透镜，第三透镜L3及第四透镜L4是球面透镜。表7-表9是第三实施例透镜装置10的具体透镜参数。表7-表9各栏表示的内容与表1-表3各栏所示的内容相同。
【表7】第三实施例
【表8】第三实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | -5.97 | -0.1675 |
| L2 | 4.29 | 0.2330 |
| L3 | 13.18 | 0.0759 |
| L4 | 4.77 | 0.2097 |
| L5 | 4.23 | 0.2363 |
| L6 | -2.37 | -0.4224 |
【表9】第三实施例
| K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | |
| 2面 | 1.815299 | 0.0000E+00 | 2.13E-02 | -5.72E-03 | 3.42E-04 | -9.23E-04 | 1.85E-04 | 4.28E-05 | -3.08E-05 |
| 3面 | -4.387695 | 0.0000E+00 | 2.66E-01 | -5.30E-02 | 1.29E-01 | -1.78E-01 | 5.99E-02 | 1.56E-01 | -1.14E-01 |
| 4面 | 4.759125 | 0.0000E+00 | 3.24E-02 | -1.99E-02 | 4.02E-02 | -8.52E-02 | -3.31E-02 | 3.33E-01 | -2.68E-01 |
| 5面 | 3143.998 | 0.0000E+00 | 5.00E-02 | -8.63E-02 | 3.80E-01 | 8.94E-02 | -3.42E+00 | 5.98E+00 | 0.00E+00 |
| 11面 | 2706.575 | 0.0000E+00 | 2.89E-02 | -1.96E-02 | 5.08E-03 | -1.14E-04 | -1.23E-04 | -1.50E-04 | 2.04E-05 |
| 12面 | -0.3457045 | 0.0000E+00 | 5.73E-02 | -2.84E-02 | 8.38E-03 | 1.26E-03 | -1.20E-03 | 8.99E-05 | 1.33E-05 |
| 13面 | -85.18746 | 0.0000E+00 | -1.88E-01 | 2.58E-03 | 4.72E-02 | -2.36E-02 | 4.89E-03 | -3.81E-04 | -1.00E-06 |
| 14面 | -4.841272 | 0.0000E+00 | -1.05E-01 | 4.24E-02 | -1.01E-02 | 1.37E-03 | -1.00E-04 | 3.98E-06 | -1.39E-07 |
接下来说明第四实施例。图6是第四实施例涉及的透镜装置10的剖面图。第四实施例涉及的透镜装置10按照从物体侧的顺序，包括具备负折射力的塑料透镜第一透镜L1、正折射力塑料透镜的第二透镜L2、正折射力的玻璃透镜的第三透镜L3、正折射力的塑料透镜的第四透镜L4、正折射力的塑料透镜第五透镜L5和负折射力的塑料透镜第六透镜L6。第一、第二、第四、第五、第六透镜L1、L2、L4、L5、L6都是非球面透镜，第三透镜L3是球面透镜。表10-表12所示的是第四实施例涉及透镜装置10的具体透镜参数。表10-表12各栏所示内容与表1-表3各栏所示的内容相同。
【表10】第四实施例
【表11】第四实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | -6.00 | -0.1668 |
| L2 | 4.19 | 0.2389 |
| L3 | 20.46 | 0.0489 |
| L4 | 4.44 | 0.2255 |
| L5 | 3.54 | 0.2823 |
| L6 | -2.05 | -0.4871 |
【表12】第四实施例
| K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | |
| 2面 | 1.2969 | 0.0000E+00 | 2.1833E-02 | -4.2327E-03 | -9.9616E-04 | 1.2451E-03 | -1.2778E-03 | 4.3232E-04 | -5.4480E-05 |
| 3面 | -4.9955 | 0.0000E+00 | 2.8580E-01 | -3.9063E-02 | 5.2837E-02 | -1.7686E-01 | 4.3112E-01 | -4.5489E-01 | 1.8227E-01 |
| 4面 | 2.3168 | 0.0000E+00 | 5.3536E-02 | 6.0793E-04 | 2.3630E-02 | 2.3346E-01 | -9.2568E-01 | 1.3139E+00 | -6.0002E-01 |
| 5面 | 1085.7170 | 0.0000E+00 | 5.7964E-02 | -1.3208E-01 | 5.6086E-01 | -6.0921E-02 | -4.4640E+00 | 8.1594E+00 | 0.0000E+00 |
| 9面 | 0.0000 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 10面 | 0.0000 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 11面 | 2706.5750 | 0.0000E+00 | 4.4036E-02 | -3.5425E-02 | 1.5989E-02 | -2.7854E-03 | -3.5561E-04 | 1.4780E-04 | -2.5397E-05 |
| 12面 | -0.8592 | 0.0000E+00 | 8.0805E-02 | -4.8865E-02 | 1.3261E-02 | 2.8215E-03 | -1.5170E-03 | -1.4622E-04 | 6.6439E-05 |
| 13面 | -101.8002 | 0.0000E+00 | -2.0013E-01 | 2.4265E-03 | 5.1539E-02 | -2.4570E-02 | 4.5538E-03 | -3.1564E-04 | 7.9634E-06 |
| 14面 | -4.5993 | 0.0000E+00 | -1.0926E-01 | 4.5825E-02 | -1.0717E-02 | 1.3673E-03 | -9.5235E-05 | 5.0839E-06 | -2.6751E-07 |
接下来说明第五实施例。图7是第五实施例透镜装置10的剖面图。第五实施例的透镜装置10是从物体侧面来看依次包括有负的折射力塑料透镜的第一透镜L1、有正的折射力的塑料透镜的第二透镜L2、有正折射力的塑料透镜的第三透镜L3、有正的折射力的玻璃透镜的第四透镜L4、有正折射力的塑料透镜的第五透镜L5和有负折射力的塑料透镜的第六透镜L6。第一、第二、第三、第五、第六透镜L1、L2、L3、L5、L6全是非球面透镜。第四透镜的L4为球面透镜，图表13-图表15表示对第五实施例的透镜装置10的具体透镜数据。图表13-图表15各栏显示的内容，同表1-表3的各栏内容一致。
【表13】第五实施例
【表14】第五实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | -593 | -0.1686 |
| L2 | 4.32 | 0.2314 |
| L3 | 18.98 | 0.0527 |
| L4 | 4.25 | 0.2351 |
| L5 | 3.89 | 0.2571 |
| L6 | -2.18 | -0.4585 |
【表15】第五实施例
| K | A2 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | |
| 2面 | 1.3806 | 0.0000E+00 | 2.2222E-02 | -6.5090E-03 | 1.1436E-03 | 2.8415E-04 | -1.1887E-03 | 5.0477E-04 | -7.6063E-05 |
| 3面 | -4.5151 | 0.0000E+00 | 2.7822E-01 | -3.9012E-02 | 3.5582E-02 | -2.4064E-02 | 1.3194E-01 | -1.9597E-01 | 9.2349E-02 |
| 4面 | 4.6958 | 0.0000E+00 | 3.5396E-02 | -3.2988E-02 | 1.3047E-01 | -7.7310E-02 | -5.0701E-01 | 1.0136E+00 | -5.3953E-01 |
| 5面 | 3110.7950 | 0.0000E+00 | 5.9199E-02 | -1.5298E-01 | 6.9212E-01 | -1.0595E-01 | -5.1806E+00 | 9.0775E+00 | 0.0000E+00 |
| 7面 | 0.0000 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 8面 | 0.0000 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
| 11面 | 2706.5750 | 0.0000E+00 | 2.9284E-02 | -2.1710E-02 | 8.3854E-03 | -1.6971E-03 | 2.1556E-04 | -1.3279E-04 | 7.8962E-06 |
| 12面 | -0.8702 | 0.0000E+00 | 6.3314E-02 | -3.8137E-02 | 1.1375E-02 | 2.0631E-03 | -1.4993E-03 | -1.9641E-05 | 4.3982E-05 |
| 13面 | -141.1706 | 0.0000E+00 | -1.9513E-01 | 2.3780E-03 | 5.0860E-02 | -2.3942E-02 | 4.5006E-03 | -3.9870E-04 | 2.4276E-05 |
| 14面 | -4.8119 | 0.0000E+00 | -1.1033E-01 | 4.5472E-02 | -1.0497E-02 | 1.3561E-03 | -9.8970E-05 | 5.0501E-06 | -2.2042E-07 |
接下来说明对比实施例。图8是对比实施例透镜装置10的剖面图。对比实施例的透镜装置10包括5枚透镜，这5枚透镜都是非球面的塑料透镜。具体而言，对比实施例的透镜装置10按照从物体侧起的顺序依次包括具有正折射力的塑料透镜的第一透镜L1、有负折射力的塑料透镜的第二透镜L2、有正的折射力的透镜第三透镜L3、有正折射力的透镜的第四透镜L4和有负折射力的塑料透镜的第五透镜L5。从第一至第五枚透镜即L1-L5，全是非球面透镜。表16-表18表示对比实施例的透镜装置10的具体透镜参数。表16-表18的各栏目表示的内容和表1-表3的内容一致。
【表16】对比实施例
【表17】对比实施例
| 透镜 | 焦距 | 光焦度 |
| L1 | 3.40 | 0.2941 |
| L2 | -3.85 | -0.2598 |
| L3 | 5.55 | 0.1801 |
| L4 | 4.95 | 0.2021 |
| L5 | -3.64 | -0.2750 |
【表18】对比实施例
图9-图18表示这些第一到第五实施例的透镜装置10透镜的特性。图9-图13分别是第一到第五实施例的透镜装置10的像差图。图9-图13的各图，从上依次为：球面像差图、像散图和畸变像差图。图9-图13利用多个波长表示OTF，各波长的区别此处省略。在像散图中，实线表示切线方向(T)的像差，虚线显示的是径向方向(S)的像差。同时，图14-图18分别表示第一到第五实施例的透镜装置10的相对照度。在图14-图18中，横轴表示的是像高(mm)，纵轴显示的是相对照度。
接下来说明这些第一到第五实施例及对比实施例的透镜装置10的温度依赖性的模拟结果。在模拟的状态下，计算出透镜装置10的环境温度设定为T＝25℃、T＝-10℃、T＝60℃时的有效焦点距离。表19及表19-表24分别表示从第一到第五实施例及对比实施例的透镜装置10的模拟结果。
【表19】
表19中，“EF[T]”栏中表示在温度T环境下的有效焦点距离(mm)。另外，|EF[60]-EF[-|10]的栏位表示在T＝60℃下的有效焦点距离和在T＝-10℃下的有效焦距的差值的绝对值，即，表示焦点距离的变化量。
另外，图19-图24分别是表示透镜装置10的光学传递函数图(OTF)，从上依次为T＝25℃、T＝-10℃、T＝60℃时的OTF。在图19-图24各图表中，横轴表示的是离焦量(mm)，纵轴表示的是OTF。另外，图19-图24各图分别利用多个波长表示OTF，各个波长有区别，此处进行省略。
参照表19的话，中间的1枚或2枚透镜为玻璃透镜时的第一到第五实施例，同全透镜为塑料透镜的对比实施例相比，能发现随着温度变化，有效焦点距离的变动量减少。也就是说，环境温度从T＝-10℃到T＝60℃变化的时候，即环境温度变化70℃时，有效焦点距离的变化量，第一实施例为0.01mm。同样，第二实施例为0.007mm，第三实施例为0.01mm，第四实施例为0.035mm，第五实施例为0.004mm。另一方面，在5枚透镜为全塑料透镜的对比实施例中，环境温度变化70℃时，其有效焦点距离的变化量为0.063mm，比较大。换句话说，中间有玻璃透镜的第一到第五实施例，同全塑料透镜进行比较来看，环境温度随着变化70℃的有效焦点距离的变化量，降为1/9倍-1/2倍，能看到焦点距离的变动幅度可被大幅度抑制。
另外，参照图19-图24，第一到第五实施例(图19-图23)中，能发现到即使环境温度T变化，也在离焦量0的附近维持高光学传递函数，焦点距离的变化减少了。另一方面，对比实施例(图24)中，能看出光学传递函数的峰值随温度变化有很大的偏移，焦点距离也随温度的变化有很大变动。
再者，上述说明的结构只是作为一个例子，只要符合从物体侧面来看，第1枚是负的塑料透镜，第2枚是正的塑料透镜；从像面侧来看，第1枚是负的塑料透镜，第2枚是正的塑料透镜；中间1枚或是2枚透镜中，至少有1枚为球面玻璃透镜的话，也可以适当的变更为其他结构。另外，本发明公开的透镜装置10，像前文所叙述的那样，也可以搭载在无人驾驶飞机、汽车等交通工具，常设在室外的监视装置，以及在各种环境下驱动的机器人装置上。
符号说明：
10透镜装置，12光圈，14光学构件，20透镜装置，100图像传感器，
L1为第一透镜，L2为第二透镜，L3为第三透镜，L4为第四透镜，L5为第五透镜，L6为第六透镜。
Claims (9)
1.一种透镜装置，包括沿着光轴配置5枚或6枚透镜，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序，第1枚透镜是有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜是有正折射光焦度的塑料透镜；
按照从像面侧到物体侧的顺序，第1枚透镜是有负折射光焦度的塑料透镜，第2枚透镜是有正折射光焦度的塑料透镜；
配置在按照从物体侧到像面侧的顺序的第2枚透镜和按照从像面侧到物体侧的顺序的第2枚透镜之间的1枚或者2枚透镜之中，至少有1枚透镜是有正折射光焦度的玻璃透镜。
2.根据权利要求1所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序，所述透镜装置包括有负的负折射光焦度的第一透镜，有正折射光焦度的第二透镜，有正折射光焦度的第三透镜，有正折射光焦度的第四透镜，以及有负折射光焦度的第五透镜；
从物体侧到像面侧的所述第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜分别是塑料透镜，所述第三透镜是玻璃透镜。
3.根据权利要求1所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序，所述透镜装置包括有负折射光焦度的第一透镜，有正折射光焦度的第二透镜，有正折射光焦度的第三透镜，有正折射光焦度的第四透镜，有正折射光焦度的第五透镜，以及有负折射光焦度的第六透镜；
所述第一透镜、第二透镜、第五透镜和第六透镜分别是塑料透镜，
所述第三透镜及第四透镜，都是玻璃透镜。
4.根据权利要求1所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序，所述透镜装置包括有负折射光焦度的第一透镜，有正折射光焦度的第二透镜，有正折射光焦度的第三透镜，有正折射光焦度的第四透镜，有正折射光焦度的第五透镜，以及有负折射光焦度的第六透镜；
所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜分别是塑料透镜，
所述第三透镜是玻璃透镜。
5.根据权利要求1所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序，所述透镜装置包括有负折射光焦度的第一透镜，有正折射光焦度的第二透镜，有正折射光焦度的第三透镜，有正折射光焦度的第四透镜，有正折射光焦度的第五透镜，以及有负折射光焦度的第六透镜；
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第五透镜和第六透镜分别是塑料透镜，
所述第四透镜是玻璃透镜。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序的第1枚透镜和第2枚透镜被配置为随温度的变化，二者焦点距离的偏移量互相抵销；
按照从像面侧到物体侧的顺序的第1枚透镜和第2枚透镜被配置为随温度的变化，二者焦点距离的偏移量互相抵销。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序的第1枚透镜及第2枚透镜和按照从像面侧到物体侧的顺序的第1枚透镜及第2枚透镜，都是非球面透镜。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的透镜装置，其特征在于：
按照从物体侧到像面侧的顺序的第1枚透镜是向物体侧凸的弯月状的负透镜。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的透镜装置，其特征在于：所述玻璃透镜是球面透镜。
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