JP2019517685A - 超広角撮像光学系及びそれを応用する撮像モジュール - Google Patents

Abstract

本発明の実施例は、超広角撮像光学系を開示し、光学軸に沿って物体面から像面（１０）へ第１レンズ（１）、第２レンズ（２）、第３レンズ（３）、第４レンズ（４）、第５レンズ（５）、第６レンズ（６）、第７レンズ（７）及び第８レンズ（８）が順に設けられている。該光学系の各レンズは、−０．２＜ｆ／ｆ１＜−０．０９、−０．２５＜ｆ／ｆ２＜−０．１５、−０．３＜ｆ／ｆ３＜−０．１９、０．１７＜ｆ／ｆ４＜０．２３、０．０２＜ｆ／ｆ５＜０．０７、０．１１＜ｆ／ｆ６７＜０．１８、０．１２＜ｆ／ｆ８＜０．３１という条件を満足する。他方、本発明の実施例は、さらに撮像モジュールを提供する。パノラマのＶＲカメラ及び３６０°無死角監視領域に適用され、レンズの枚数が適当であり、構成が簡単であるとともに、２４０°超広角、８００万以上の画素の優れた性能を有する。

Description

本発明は、広角撮像光学系及びそれを応用する撮像モジュールに関し、特にパノラマのＶＲカメラ及び３６０°無死角監視領域に適用される光学系及びそれを応用する撮像モジュールに関する。

従来、パノラマのＶＲカメラ及３６０°無死角監視領域に応用される光学系又は撮像モジュールは、一般的には、レンズが非常に多く、構成が複雑である欠陥がある。

従来の光学系又は撮像モジュールには、レンズが非常に大きく、構成が複雑である問題を解決するために、本発明の実施例の一つの形態は、超広角撮像光学系を提供する。

光学軸に沿って物体面から像面へ第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、及び第８レンズが順次に設けられる超広角撮像光学系であって、該光学系の各レンズは、
（１）−０．２＜ｆ／ｆ１＜−０．０９、
（２）−０．２５＜ｆ／ｆ２＜−０．１５、
（３）−０．３＜ｆ／ｆ３＜−０．１９、
（４）０．１７＜ｆ／ｆ４＜０．２３、
（５）０．０２＜ｆ／ｆ５＜０．０７、
（６）０．１１＜ｆ／ｆ６７＜０．１８、
（７）０．１２＜ｆ／ｆ８＜０．３１という条件を満足し、
ただし、ｆが光学系全体の焦点距離であり、ｆ１が第１レンズの焦点距離であり、ｆ２が第２レンズの焦点距離であり、ｆ３が第３レンズの焦点距離であり、ｆ４が第４レンズの焦点距離であり、ｆ５が第５レンズの焦点距離であり、ｆ６７が第６レンズと第７レンズとの組合せ焦点距離であり、ｆ８が第８レンズの焦点距離である。

別の形態によれば、本発明の実施例は、さらに、撮像モジュールを提供する。

少なくとも光学レンズを含む撮像モジュールであって、光学レンズには前記超広角撮像光学系が取り付けられている。

本発明の実施例は、パノラマのＶＲカメラ及３６０°無死角監視領域に適用され、そのレンズの枚数が適当であり、構成が簡単であるとともに、２４０°超広角、８００万以上の画素の優れた性能を有する。

以下、本発明の実施例における技術案をはっきりに説明するために、実施例に説明するのに必要である図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明した図面は、本発明のある実施例のみであり、当業者にとっては、進歩性に値する労働をしない前提で、これらの図面に基づいてそのほかの図面が得られる。

図１は、本発明に係る撮像光学系又は撮像モジュールの構成模式図である。
図２は、本発明に係る撮像光学系又は撮像モジュールの像面の湾曲、歪みの曲線図である。
図３は、本発明に係る撮像光学系又は撮像モジュールの色差図である。
図４は、本発明に係る撮像光学系又は撮像モジュールのＭＴＦ曲線図である。
図５は、本発明に係る撮像光学系又は撮像モジュールの周辺光量比の図である。

以下、本発明の解決しようとする技術問題、技術案及び有益な効果をより明瞭するために、図面及び実施例を結び合わせて、本発明をさらに詳しく説明する。ここで説明する具体的な実施例は、本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定しないと理解すべきである。

図１に示すように、光学軸に沿って物体面から像面１０へ第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、第５レンズ５、第６レンズ６、第７レンズ７、及び第８レンズ８が順次に設けられる超広角撮像光学系であって、該光学系の各レンズは、
（１）−０．２＜ｆ／ｆ１＜−０．０９、
（２）−０．２５＜ｆ／ｆ２＜−０．１５、
（３）−０．３＜ｆ／ｆ３＜−０．１９、
（４）０．１７＜ｆ／ｆ４＜０．２３、
（５）０．０２＜ｆ／ｆ５＜０．０７、
（６）０．１１＜ｆ／ｆ６７＜０．１８、
（７）０．１２＜ｆ／ｆ８＜０．３１、という条件を満足し、
ただし、ｆが光学系全体の焦点距離であり、ｆ１が第１レンズ１の焦点距離であり、ｆ２が第２レンズ２の焦点距離であり、ｆ３が第３レンズ３の焦点距離であり、ｆ４が第４レンズ４の焦点距離であり、ｆ５が第５レンズ５の焦点距離であり、ｆ６７が第６レンズ６と第７レンズ７との組合せ焦点距離であり、ｆ８が第８レンズ８の焦点距離である。

本発明の実施例は、パノラマのＶＲカメラ及び３６０°無死角監視領域に適用され、そのレンズの枚数が適当であり、構成が簡単であると共に、２４０°超広角、８００万以上の画素の優れた性能を有する。

さらに、第１レンズ１の物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、第２レンズ２の物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、第３レンズ３の物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、第４レンズ４の物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、第５レンズ５の物体面側が凹面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、第６レンズ６の物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、第７レンズ７の物体面側が凹面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が負であり、第８レンズ８の物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正である。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第６レンズ６と第７レンズ７とは、相互に粘着して組合せレンズを形成し、該組合せレンズの屈折力が正である。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第２レンズ２の材料の屈折率Ｎｄ２、材料のアッベ数Vｄ２は、Ｎｄ２＜１．５７、Vｄ２＞６２を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第４レンズ４の材料の屈折率Ｎｄ４、材料のアッベ数Vｄ４は、Ｎｄ４＞１．９２、Vｄ４＜２５を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第６レンズ６の材料の屈折率Ｎｄ６、材料のアッベ数Vｄ６は、Ｎｄ６＜１．６６、Vｄ６＞５７を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第８レンズ８の材料の屈折率Ｎｄ８、材料のアッベ数Vｄ８は、Ｎｄ８＜１．６０、Vｄ８＞６７を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第１レンズ１の材料の屈折率Ｎｄ１、材料のアッベ数Vｄ１は、Ｎｄ１＞１．７５、Vｄ１＜５０を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第３レンズ３の材料の屈折率Ｎｄ３、材料のアッベ数Vｄ３は、Ｎｄ３＜１．５７、Vｄ３＞６２を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

さらに、第５レンズ５の材料の屈折率Ｎｄ５、材料のアッベ数Vｄ５は、Ｎｄ５＜１．７０、Vｄ５＞５３を満足する。構成は簡単であり、良好な光学性能を保証することができる。

具体的には、第１レンズ１乃至第８レンズ８は、いずれもガラスレンズであり、かつ第５レンズ５及び第８レンズ８は、ガラス非球面レンズである。光学レンズの光学性能を有効的に向上することができる。

より具体的には、開口絞り９は、第５レンズ５と第６レンズ６との間に位置している。構成は、簡単であり、光線の強度を調節することに用いられる。

具体的には、本実施例において、この光学系の焦点距離ｆが１．３８ｍｍであり、絞り指数ＦＮｏ．が２．０であり、フィールドアングル２ω＝２４０°。この光学系の各基本パラメ−タは、下表に示される。

上表には、光学軸に沿って物体面から像面まで、Ｓ１、Ｓ２は、第１レンズ１の２つの表面に対応する。Ｓ３、Ｓ４は、第２レンズ２の２つの表面に対応する。Ｓ５、Ｓ６は、第３レンズ３の２つの表面に対応する。Ｓ７、Ｓ８は、第４レンズ４の２つの表面に対応する。Ｓ９、Ｓ１０は、第５レンズ５の２つの表面に対応する。ＳＴＯは、光学系の開口絞り９が位置する位置に対応する。Ｓ１２、Ｓ１３は、第６レンズ６の２つの表面に対応する。Ｓ１３、Ｓ１４は、第７レンズ７の２つの表面に対応する。Ｓ１５、Ｓ１６は、第８レンズ８の２つの表面に対応する。Ｓ１７、Ｓ１８は、第８レンズ８と像面１０との間に位置する光学フィルタの２つの表面に対応する。

より具体的には、第５レンズ５及び第８レンズ８は、以下の非球面方程式を満足する。
式中、パラメ−タｃが半径の対応する曲率であり、ｙが径方向座標（その単位がレンズの長さの単位と同じである）であり、ｋが円錐二次曲線係数である。係数ｋが−１より小さいとき、面型曲線が双曲線であり、−１と等しいとき、放物線であり、−１乃至０間にあるとき、楕円であり、０と等しいとき、円形である。ａ_１乃至ａ_８がそれぞれ各径方向座標の対応する係数を示し、以上のパラメ−タによりレンズの前後の両面の非球面形状のサイズを正確に設定することができる。

第５レンズ５及び第８レンズ８の非球面の関連数値は、下表に示される。

図２乃至図５に示すように、本実施例における光学系は、２４０°超広角、８００万以上の画素の優れた性能を有する。

少なくとも光学レンズを含む撮像モジュールであって、光学レンズには前記超広角撮像光学系が取り付けられる。本撮像モジュールは、パノラマのＶＲカメラ及び３６０°無死角監視領域に適用され、そのレンズの枚数が適当であり、構成が簡単であるとともに、２４０°超広角、８００万以上の画素の優れた性能を有する。

以上、具体的な内容を結び合わせて提供される１種又は複数種の実施形態であり、本発明の具体的な実施は、これらの説明に限定されていない。本発明の方法、構成と近似し、同等であり、或いは本発明の構想で行ったいくつかの技術推定又は置換は、本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (10)

1. 光学軸に沿って物体面から像面へ第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、及び第８レンズが順次に設けられる超広角撮像光学系であって、
   当該光学系の各レンズは、
   （１）−０．２＜ｆ／ｆ１＜−０．０９、
   （２）−０．２５＜ｆ／ｆ２＜−０．１５、
   （３）−０．３＜ｆ／ｆ３＜−０．１９、
   （４）０．１７＜ｆ／ｆ４＜０．２３、
   （５）０．０２＜ｆ／ｆ５＜０．０７、
   （６）０．１１＜ｆ／ｆ６７＜０．１８、
   （７）０．１２＜ｆ／ｆ８＜０．３１、という条件を満足し、
   ただし、ｆが光学系全体の焦点距離であり、ｆ１が第１レンズの焦点距離であり、ｆ２が第２レンズの焦点距離であり、ｆ３が第３レンズの焦点距離であり、ｆ４が第４レンズの焦点距離であり、ｆ５が第５レンズの焦点距離であり、ｆ６７が第６レンズと第７レンズとの組合せ焦点距離であり、ｆ８が第８レンズの焦点距離であることを特徴とする超広角撮像光学系。
2. 第１レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、
   第２レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、
   第３レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凹面であり、その屈折力が負であり、
   第４レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、
   第５レンズの物体面側が凹面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、
   第６レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であり、
   第７レンズの物体面側が凹面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が負であり；
   第８レンズの物体面側が凸面であり、像面側が凸面であり、その屈折力が正であることを特徴とする請求項１に記載の超広角撮像光学系。
3. 第６レンズと第７レンズとは相互に粘着して組合せレンズを形成し、当該組合せレンズの屈折力が正であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超広角撮像光学系。
4. 第２レンズの材料の屈折率Ｎｄ２、材料のアッベ数Vｄ２は、Ｎｄ２＜１．５７、Vｄ２＞６２を満足することを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
5. 第４レンズの材料の屈折率Ｎｄ４、材料のアッベ数Vｄ４は、Ｎｄ４＞１．９２、Vｄ４＜２５を満足することを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
6. 第６レンズの材料の屈折率Ｎｄ６、材料のアッベ数Vｄ６は、Ｎｄ６＜１．６６、Vｄ６＞５７を満足することを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
7. 第８レンズの材料の屈折率Ｎｄ８、材料のアッベ数Vｄ８は、Ｎｄ８＜１．６０、Vｄ８＞６７を満足することを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
8. 第１レンズ乃至第８レンズは、いずれもガラスレンズであることを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
9. 第５レンズ及び第８レンズは、ガラス非球面レンズであることを特徴とする請求項３に記載の超広角撮像光学系。
10. 少なくとも光学レンズを含む撮像モジュールであって、光学レンズには請求項１乃至９のいずれか一項に記載の超広角撮像光学系が取り付けられることを特徴とする撮像モジュール。