CN201444211U - 摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种摄像透镜，在摄像透镜中，维持小型且后截距长的特性，并且提高环境耐受性。从物侧依次具备：具有正的光焦度的前组(U1)、光阑(St)、具有正的光焦度的后组(U2)，将前组(U1)设为从物侧依次具备：第1透镜(L1)，具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状；第2透镜(L2)，具有正的光焦度且像侧的透镜面(R4)呈凸面，将后组(U2)设为从物侧依次具备：第3透镜(L3)，具有负的光焦度且物侧的透镜面(R6)呈凹面；第4透镜(L4)，具有正的光焦度且像侧的透镜面(R9)呈凸面；第5透镜(L5)，呈双凸形状；第6透镜(L6)，具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状，将第1透镜到第6透镜均设为玻璃球面单透镜。

Description

摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于拍摄被摄体的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置。

背景技术

从以往公知有用于监视汽车前方等的车载用摄像装置。这种摄像装置配置在汽车的车内外，监视该汽车行驶中的从车线的脱离或监视路标。作为这种车载用摄像透镜一般使用小型且后截距长的摄像透镜。

而且，还已知有使用粘合透镜或塑料非球面透镜形成小型且后截距长的摄像透镜的摄像装置(参照专利文献1、2、3、4)。

这些专利文献1～4均公开使用粘合透镜的摄像透镜。专利文献1公开透镜片数多且视场角比较狭小的包括非球面透镜的摄像透镜。专利文献2公开使用较多弯月形透镜的摄像透镜。专利文献3公开与焦距相比而全长长的摄像透镜。专利文献4公开F值比较大(Fno＝4)且视场角狭小、不对应于大口径化的摄像透镜。

专利文献1：日本专利公开第3254239号公报

专利文献2：日本专利公开第3478643号公报

专利文献3：日本专利公开第3723637号公报

专利文献4：日本专利公开第3964533号公报

但是，这种车载用摄像透镜例如置于寒冷地方0℃以下的环境下、且置于热带地方高温多湿(例如气温80℃、湿度80％)的车内环境下。因此，构成摄像透镜的粘合透镜中的粘合部件或塑料透镜变质或变形，存在摄像透镜的光学性能例如分辨率下降的现象。而且，根据由拍摄被摄体时的摄像透镜本身的温度变化产生的透镜形状或折射率的变化等，有时摄像透镜的光学性能也下降。

因此，就有要抑制置于严格的环境下时的由各透镜的变质和变形或折射率变化等引起的摄像透镜的光学性能的下降的要求。

另外，上述摄像透镜的光学性能下降的问题是不限于车载用摄像透镜的，是适用塑料透镜或粘合透镜的摄像透镜所共同的问题。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述内容而提出的，其目的在于，提供一种维持小型且后截距长的特性并可提高环境耐受性的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置。

本实用新型的摄像透镜，其特征在于，从物侧依次具备：具有正的光焦度的前组、光阑、具有正的光焦度的后组，前组从物侧依次具备：第1透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状；第2透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面，后组从物侧依次具备：第3透镜，具有负的光焦度且物侧的透镜面呈凹面；第4透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面；第5透镜，呈双凸形状；第6透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状，第1透镜到第6透镜每一个均为玻璃球面单透镜。

上述摄像透镜优选满足条件式(1)：1.1＜f36/f＜1.7。其中，f为摄像透镜整个系统的焦距，f36为后组的焦距。

另外，f36/f的值更优选满足条件式(1′)：1.2＜f36/f＜1.6。

上述摄像透镜优选满足条件式(2)：-1.4＜f1/f2＜-0.7。其中，f1为第1透镜的焦距，f2为第2透镜的焦距。

另外，f1/f2的值更优选满足条件式(2′)：-1.3＜f1/f2＜-0.8。

上述摄像透镜优选满足条件式(3)：1.1＜R11/R12＜2.0。其中，R11为第5透镜的像侧的透镜面的曲率半径，R12为第6透镜的物侧的透镜面的曲率半径。

另外，R11/R12的值更优选满足条件式(3′)：1.2＜R11/R12＜1.9。

上述摄像透镜优选满足条件式(4)：v d3＜20。其中，v d3为第3透镜对d线的阿贝数。

使用本实用新型的摄像透镜的摄像装置的特征在于，具备：上述本实用新型的摄像透镜、和将由该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。

上述玻璃球面单透镜表示仅由玻璃材料形成的、物侧及像侧的透镜面两者皆呈球面形状的单透镜。

根据本实用新型的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置，从物侧依次具备：具有正的光焦度的前组、光阑、具有正的光焦度的后组，将前组设为从物侧依次具备：第1透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状；第2透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面，将后组设为从物侧依次具备：第3透镜，具有负的光焦度且物侧的透镜面呈凹面；第4透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面；第5透镜，呈双凸形状；第6透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状，将构成摄像透镜的从第1透镜到第6透镜全部设为玻璃球面单透镜，所以可维持小型且后截距长的特性，并且可得到环境耐受性高的摄像透镜。

即，将前组的位于最靠近物体侧的透镜、以及后组的位于最靠近物侧的透镜两者皆设为具有负的光焦度的透镜，所以与摄像透镜整个系统的长度相比可以加长后截距。

另外，后截距是从构成摄像透镜的透镜面之中的位于最靠近像侧的透镜面到该摄像透镜的成像面的空气换算的距离。

而且，在摄像透镜整个系统中将位于最靠近物侧的透镜设为具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状，在摄像透镜整个系统中将位于最靠近像侧的透镜设为具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状，所以可小型化的同时抑制像面弯曲或畸变的发生。

另外，粘合透镜中的粘合部件或塑料透镜使用高分子材料等熔点低于玻璃材料的材料。这种低熔点材料与玻璃材相比，容易因温度或湿度的影响而变形、折射率等的光学特性也容易变化。而且，这种低熔点材料与玻璃材料相比容易变质，所以经长期使用就会降低摄像透镜的光学性能。

根据上述本实用新型，不使用这种低熔点材料，仅使用环境耐受性高的玻璃部件构成摄像透镜，所以可以得到环境耐受性高的摄像透镜及摄像装置。而且，设为仅由球面透镜构成的透镜结构，所以与使用非球面透镜时相比，可以容易制造且可以降低装置成本。

而且，摄像透镜的环境耐受性高表示由环境影响产生的摄像透镜的光学性能的降低少。例如，在经长期，或者即使在短时间置于低温环境下或置于高温多湿的环境下时的透镜部件的变质或变形少、摄像透镜的光学性能的降低少的情况；即使在热带地方或寒冷地方的拍摄中摄像透镜本身的温度从常温变化很大，摄像透镜的光学性能的降低也少的情况等，称为该摄像透镜的环境耐受性高。

附图说明

图1是表示本实用新型的摄像透镜的简要结构的图。

图2是表示实施例1的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图3是表示实施例2的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图4是表示实施例3的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图5是表示实施例4的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图6是表示实施例5的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图7是表示实施例6的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图8是表示实施例7的摄像透镜的简要结构的剖面图。

图9是表示实施例1的摄像透镜的各种像差的图。

图10是表示实施例2的摄像透镜的各种像差的图。

图11是表示实施例3的摄像透镜的各种像差的图。

图12是表示实施例4的摄像透镜的各种像差的图。

图13是表示实施例5的摄像透镜的各种像差的图。

图14是表示实施例6的摄像透镜的各种像差的图。

图15是表示实施例7的摄像透镜的各种像差的图。

图16是表示装载了使用本实用新型的摄像透镜的摄像装置的车载摄像机的汽车的图。

图中：10-摄像元件，20-摄像透镜，L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，L5-第5透镜，L6-第6透镜。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置的实施方式进行详细说明。

图1是表示使用本实用新型的摄像透镜的摄像装置的简要结构的剖面图。

图示的摄像透镜20主要是在用于拍摄汽车前方等的状况的车载用摄像装置中所使用的摄像透镜，使被摄体成像在由CCD或CMOS等构成的摄像元件10的受光面Jk上。此摄像元件10将由摄像透镜20形成的光学像变换成电信号而得到表示该光学像的图像信号。

该摄像透镜20是F值为2.0～4.0、全视场角60°左右的摄像透镜，是紧凑且后截距长、各种像差被良好地校正的摄像透镜。

<关于摄像透镜的基本结构及其作用、效果>

首先，对摄像透镜20的基本结构进行说明。

摄像透镜20沿着光轴Z1从物侧(图中箭头-Z侧)依次具备：具有正的光焦度的前组U1、光阑、具有正的光焦度的后组U2。

前组U1从物侧按如下顺序具备：第1透镜L1，具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状；第2透镜L2，具有正的光焦度且像侧(图中箭头+Z侧)透镜面R4呈凸面。

后组U2从物侧按如下顺序具备：第3透镜L3，具有负的光焦度且物侧的透镜面R7呈凹面；第4透镜L4，具有正的光焦度且像侧的透镜面R9呈凸面；第5透镜L5，呈双凸形状；第6透镜L6，具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状。

而且，第1透镜L1到第6透镜L6分别均是由玻璃材料构成的球面单透镜。

即，构成摄像透镜20的各个透镜均为玻璃透镜，均为球面透镜，而且均为单透镜而不是粘合透镜(也称接合透镜)。

在通过该摄像透镜20成像表示被摄体的物体的像的成像面R14如上述配置有摄像元件10的受光面Jk。

另外，图1中的符号R1～R14指以下构成因素。

即，R1和R2表示第1透镜L1的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R3和R4表示第2透镜L2的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R5表示孔径光阑St的孔径部，R6和R7表示第3透镜L3的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R8和R9表示第4透镜L4的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R10和R11表示第5透镜L5的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R12和R13表示第6透镜L6的物侧的透镜面和像侧的透镜面，R14如上述表示与摄像元件10的受光面Jk一致的摄像透镜20的成像面。

根据上述摄像透镜20具备的基本结构可维持小型且后截距长的特性，并且可得到环境耐受性高的摄像透镜。

另外，后截距(图中用符号Bf表示)为从第6透镜L6的像侧的透镜面R13到成像面R14的空气换算后的距离。

<关于进一步限定摄像透镜的基本结构的结构及其作用、效果>

接着，对进一步限定该摄像透镜20具备的上述基本结构的构成因素及其作用、效果进行说明。另外，进一步限定基本结构的这些构成因素不是必需的结构。

《关于通过条件式限定上述基本结构的结构和其作用、效果》

以下，对进一步限定摄像透镜的基本结构的条件式(1)～(4)和其作用、效果进行说明。另外，本申请实用新型的摄像透镜可以仅满足条件式(1)～(4)中的1个，或者，可以满足条件式(1)～(4)中的2个以上的组合。

另外，对在条件式(1)～(4)中用记号表示的各参数的意义进行归纳而在下面表示。

f：摄像透镜整个系统的焦距，即，第1透镜L1～第6透镜L6的合成焦距

f1：第1透镜的焦距

f2：第2透镜的焦距

f36：后组U2的焦距(第3透镜～第6透镜的合成焦距)

R11：第5透镜的像侧的透镜面的曲率半径

R12：第6透镜的物侧的透镜面的曲率半径

v d3：第3透镜对d线的阿贝数。

◇条件式(1)：1.1＜f36/f＜1.7是有关后截距或像面弯曲的式子。

若将透镜系统构成为满足条件式(1)，则不用增加透镜系统的总长而可以确保长后截距、且可以抑制像面弯曲的发生。

然而，若将透镜系统构成为f36/f值超过条件式(1)的上限，即，f36/f值成为1.7以上，则不增加透镜系统的总长而确保长的后截距就变得困难。

另外，若将透镜系统构成为f36/f值低于条件式(1)的下限，即，f36/f值成为1.1以下，则难以校正像面弯曲。

而且，更优选f36/f值满足(1′)：1.2＜f36/f＜1.6

◇条件式(2)：-1.4＜f1/f2＜-0.7是有关非点格差(也称像散)、彗形像差(也称慧差)、及倍率色像差的式子。

若将透镜系统构成为满足条件式(2)，则可良好地校正非点像差、彗形像差、及倍率色像差。

然而，若将透镜系统构成为f1/f2值超过条件式(2)的上限，即，f1/f2值成为-0.7以上，则难以校正非点像差。

另外，若将透镜系统构成为f1/f2值低于条件式(2)的下限，即，f1/f2值成为-1.4以下，则难以校正彗形像差及倍率色像差。

而且，更优选f1/f2值满足(2′)：-1.3＜f1/f2＜-0.8。

◇条件式(3)：1.1＜R11/R12＜2.0是有关像面弯曲或轴上色像差(也称轴向色差)的式子。

若满足条件式(3)而构成透镜系统，则可良好地校正像面弯曲或轴上色像差。

然而，若将透镜系统构成为R11/R12值超过条件式(3)的上限，即，R11/R12值成为2.0以上，则难以校正像面弯曲。

另外，若将透镜系统构成为R11/R12值低于条件式(3)的下限，即，R11/R12值成为1.1以下，则难以校正轴上色像差。

而且，更优选R11/R12值满足(3′)：1.2＜R11/R12＜1.9。

◇条件式(4)：v d3＜20是有关轴上色像差和倍率色像差的式子。

若将透镜系统构成为满足条件式(4)，则可良好地校正轴上色像差和倍率色像差。

然而，若将透镜系统构成为v d3值超过条件式(4)的上限，即，形成第3透镜L3的材料对d线的阿贝数v d3值成为20以上，则难以校正轴上色像差和倍率色像差。

如以上，根据本实用新型可维持小型且后截距长的特性，并且可得到环境耐受性高的摄像透镜。

<具体实施例>

接着，参照图2～图15及表1～表7对根据本实用新型的实施例1～实施例7的各摄像透镜所涉及的数值数据等进行归纳说明。而且，图2～图8是分别表示实施例1～实施例7的摄像透镜的简要结构的剖面图。与图1中的符号一致的图2～图8中的符号表示相互对应的结构。

而且，以下表示的表1～表7是分别表示实施例1～实施例7的摄像透镜的基本数据的表。在各图中的上部记载摄像透镜的透镜数据(图中用符号(a)表示)，在下部记载摄像透镜的简要规格(图中用符号(b)表示)。

[表1]

实施例1

(a)

(b)

[表2]

实施例2

(a)

(b)

实施例3

(a)

(b)

[表4]

实施例4

(a)

(b)

[表5]

实施例5

(a)

(b)

[表6]

实施例6

(a)

(b)

[表7]

实施例7

(a)

(b)

在表1～表7的各表中的上部透镜数据中，将透镜等光学部件的面号码作为随着从物侧朝向像侧依次增加的第i个(i＝1～14)的面号码而表示。另外，在这些透镜数据中也包括记载有孔径光阑St的面号码(i＝5)或成像面的面号码(i＝14)。

Ri表示第i个(i＝1、2、3、…)面的曲率半径，Di(i＝1、2、3、…)表示第i个面和第i+1个面的光轴Z1上的面间隔。而且，透镜数据的符号Ri对应于表示图1中的透镜面的符号Ri(i＝1、2、3、…)。

而且，各透镜数据中的Ndj表示随着从物侧朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)的光学因素对d线(波长587.6nm)的折射率，vdj表示第j个光学因素对d线的阿贝数。

而且，曲率半径及面间隔的单位为mm，曲率半径将向物侧为凸的情况设为正，将向像侧为凸的情况设为负。

表1～表7的各表中的下部简要规格中的各项目的记号对应于以下内容。另外，以下说明的一部分已说明过。

即，关于以下各项目示出各表中的简要规格：摄像透镜整个系统的焦距(第1透镜～第6透镜的合成焦距)：f；F值：Fno.；全视角：2ω；由第3透镜、第4透镜、第5透镜及第6透镜构成的后组U2的焦距：f36；R11：第5透镜的像侧的透镜面的曲率半径；R12：第6透镜的物侧的透镜面的曲率半径；第1透镜的焦距：f1；第2透镜的焦距：f2；第3透镜对d线的阿贝数：v d3。

图9～图15是分别表示实施例1～实施例7的摄像透镜的各种像差的图。

上述图9～图15分别表示各实施例的每个摄像透镜的、关于e线(波长546.1nm)、g线(波长435.8nm)、C线(波长656.3nm)的像差。

另外，畸变的图使用透镜整个系统的焦距f、视场角θ(变数处理，0≤θ≤ω)，将理想像高设为f×tan(θ)，表示与它的偏移量。

根据表示实施例1～7的基本数据及各种像差的图等可知，根据本实用新型的摄像透镜，通过谋求6片透镜每一个的形状或材质的最优化，从而可以维持小型且后截距长的特性，并且可得到环境耐受性高的摄像透镜。

另外，本实用新型不限于上述实施方式及各实施例，可以进行各种变形实施。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率值等不限于在上述各图中所示的数值，可以取其他值。

图16表示搭载了具备本实用新型的摄像透镜和将由该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件的本实用新型的摄像装置1例的车载摄像机的汽车的图。

如图16所示，使用本实用新型的摄像透镜的车载摄像机504，例如安装在配置于汽车501内的内视镜背面，拍摄汽车501的前方状况。通过汽车501的行驶中的由车载摄像机504对前方的拍摄，可监视该汽车501从车线脱离或监视路标，或者能够监视有无妨碍前进道路的障碍物等。

Claims (6)

1.一种摄像透镜，其特征在于，

从物侧依次具备：具有正的光焦度的前组、光阑、具有正的光焦度的后组，

上述前组从物侧依次具备：第1透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向物侧的弯月形状；第2透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面；

上述后组从物侧依次具备：第3透镜，具有负的光焦度且物侧的透镜面呈凹面；第4透镜，具有正的光焦度且像侧的透镜面呈凸面；第5透镜，呈双凸形状；第6透镜，具有负的光焦度且呈将凸面朝向像侧的弯月形状；

上述第1透镜到第6透镜均为玻璃球面单透镜。

2.如权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，

满足以下条件式(1)：

1.1＜f36/f＜1.7…(1)

其中，

f为摄像透镜整个系统的焦距，

f36为上述后组的焦距。

3.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

满足以下条件式(2)：

-1.4＜f1/f2＜-0.7…(2)

其中，

f1为上述第1透镜的焦距，

f2为上述第2透镜的焦距。

4.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

满足以下条件式(3)：

1.1＜R11/R12＜2.0…(3)

其中，

R11为上述第5透镜的像侧的透镜面的曲率半径，

R12为上述第6透镜的物侧的透镜面的曲率半径。

5.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

满足以下条件式(4)：

v d3＜20…(4)

其中，

v d3为上述第3透镜对d线的阿贝数。

6.一种摄像装置，其特征在于，具备：

上述权利要求1或2所述的摄像透镜；和

将通过该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。

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