CN105278075B - 光学成像***、相机和车载相机 - Google Patents

Abstract

一种具有单个焦点的光学成像***，包括从物侧按顺序布置的负第一透镜组、孔径光阑、以及正第二透镜组。所述第一透镜组包括从所述物侧按顺序布置的包含正单透镜的正第一前透镜组、以及包含负弯月透镜和至少一个正透镜的负第一后透镜组。所述第二透镜组包括从所述物侧按顺序布置的包含负透镜和正透镜的粘合透镜的正第二前透镜组、以及包含至少一个正透镜的正第二后透镜组。所述光学成像***的所有透镜都是球面玻璃透镜。

Description

光学成像***、相机和车载相机

技术领域

本发明涉及各种相机中用于形成被摄体的图像的单焦光学成像***、尤其是使用诸如数字相机或数字摄像机的电成像单元的成像设备的光学成像***的改进。本发明还涉及并入了这种光学成像***的相机和车载相机。

背景技术

在包括光学成像***和区域传感器的成像设备之中，对安全相机、用于生产线的监视相机、以及车载相机的需求已经增加。这些相机用于感测目标物体。例如，需要车载相机来辨识行驶中的车辆的位置、或路面的状态。鉴于此，为了辨识相对小的物体、或者精确观察相对远的位置的情形的目的，这种相机的成像透镜需要实施高分辨率。此外，为了准确获取目标物体的包括尺寸和形状的信息，需要具有广视角的成像透镜来适当地在光学上校正畸变。除了高分辨率和低畸变之外，其必须是具有小F数(F-number)的大直径透镜，以便即使在如夜晚的黑暗环境中也能够正确地辨识物体。一般地，用于感测的成像设备优选地在尺寸上较小以便不易被发现。此外，对于车载或监视用途，光学成像***优选为对热改变或使用环境的改变具有抵抗力，因为其很有可能在户外使用。

日本专利No.4667269(参考文献1)和No.5418745(参考文献2)、以及日本公开待审专利申请公开No.2012-220741(参考文献3)公开了用于感测的逆焦式(retrofocus)成像透镜，其中在光学***与图像传感器之间的空间中布置包括低通过滤器和红外截止过滤器的过滤器。然而，参考文献1中的成像透镜尽管其良好的透镜性能和低畸变，也不保证足够的F数。另外，其由于长焦距而不能通过小尺寸传感器获取足够的视角，并且其不够小巧。同样，参考文献2中的成像透镜实现了低畸变，但是由于长焦距而不能通过小尺寸传感器获取足够的视角，并且其也不够小巧。参考文献3中的成像透镜是小巧尺寸的，并具有出色的耐环境性；然而，其不能保证后调焦(back focusing)并且不能充分实现低畸变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现低畸变的新型光学成像***。

根据一个实施例，具有单个焦点的光学成像***包括从物侧按顺序布置的负第一透镜组、孔径光阑、以及正第二透镜组。第一透镜组包括从物侧按顺序布置的包含正单透镜的正第一前透镜组、以及包含负弯月透镜和至少一个正透镜的负第一后透镜组。第二透镜组包括从物侧按顺序布置的包含负透镜和正透镜的粘合透镜的正第二前透镜组、以及包含至少一个正透镜的正第二后透镜组。光学成像***的所有透镜都是球面玻璃透镜。

附图说明

参考附图，从下面的详细描述中，本发明的特征、实施例和优点将变得显而易见：

图1示出根据第一实施例的光学成像***的布置；

图2示出根据第二实施例的光学成像***的布置；

图3示出根据第三实施例的光学成像***的布置；

图4示出根据第四实施例的光学成像***的布置；

图5示出根据第一实施例的图1中的光学成像***的像差曲线；

图6示出根据第二实施例的图2中的光学成像***的像差曲线；

图7示出根据第三实施例的图3中的光学成像***的像差曲线；

图8示出根据第四实施例的图4中的光学成像***的像差曲线；

图9是如从物体所见的根据第五实施例的数字相机的正面的透视图；

图10是如从拍摄者所见的图9中的数字相机的背面的透视图；以及

图11是图9和图10中的数字相机的功能的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述光学成像***、相机和车载相机的实施例。只要有可能，就将贯穿附图中使用相同附图标号来指代相同或相似的部分。

首先，描述根据一个实施例的光学成像***的原理。光学成像***用在诸如车载相机、安全相机、或用于生产线的监视相机的用于感测的成像设备中。光学成像***是单焦点成像***，并包括从物侧按顺序布置的负第一透镜组、孔径光阑、以及正第二透镜组。第一透镜组包括从物侧按顺序布置的正第一前透镜组以及负第一后透镜组。第一前透镜组包括具有正屈光力(power)的单透镜，并且第一后透镜组包括弯月透镜和至少一个正透镜并且具有负屈光力。第二透镜组包括从物侧按顺序布置的正第二前透镜组以及正第二后透镜组。第二前透镜组包括从物侧起的负透镜和正透镜的粘合透镜。第二后透镜组包括至少一个正透镜。光学成像***的所有透镜都是球面玻璃透镜。

优选地，第一透镜组包括从物侧按顺序布置的在物侧具有凸面的正透镜、在物侧具有凸面的负弯月透镜、以及在物侧具有凸面的正透镜。第一透镜组被配置为满足以下条件：

(1)2.5<f1F/f<7.1

(2)-3.7<f1R/f<-0.8

其中，f是整个***相对于d线的焦距，f1F是第一前透镜组的焦距，而f1R是第一后透镜组的焦距。

优选地，第二前透镜组的粘合透镜在物侧具有凹面以及在像侧具有凸面，并且第二前透镜组被配置为满足以下条件：

(3)2.0<f2F/f<12.6

其中，f是整个***相对于d线的焦距，而f2F是第二前透镜组的焦距。

优选地，第二后透镜组包括在像侧具有凸面的正弯月透镜、以及在物侧具有凸面的正透镜。

此外，优选地，光学成像***被配置为满足以下条件：

(4)2.9<L/f<4.6

其中，f是整个***相对于d线的焦距，而L是第一透镜组的透镜在物侧的表面与像平面之间的距离。注意，距离L不是空气转换长度，而是实际长度。此外，可以提供包括光学成像***的相机。相机可以将被摄体的图像转换为数字信息。光学成像***是逆焦类型的。

一般地，具有广视角和大直径的逆焦式光学成像***难以校正各种像差。相对于孔径光阑，将具有负屈光力的正透镜组放置在物侧，并且将具有正屈光力的后透镜组放置在像侧。***的总屈光力因此是不对称的。由此，很有可能发生放大率(magnification)的畸变和色差。此外，将前透镜组设置为具有大的负屈光力(refractive power)，以便实现长的后焦点，导致大量难以以平衡方式正确校正的像差。根据一个实施例的光学成像***不仅可以实现大直径和广视角，而且还可以实现尺寸缩小和低畸变。通过将布置在物侧的第一透镜组配置为具有负屈光力，可以实现小巧、广视角的光学成像***。可以由第一前透镜组和第一后透镜组来正确校正畸变。为了平衡第一透镜组的畸变的目的，将作为第一前透镜组的单个正透镜布置为最靠近物体。具有负屈光力的第一后透镜组作用以校正由于大透镜直径引起的球面像差。在包括负透镜和正透镜的第一后透镜组中，将较大厚度的正透镜布置为与孔径光阑相邻以校正畸变。

第二透镜组作为整体具有正屈光力。第二前透镜组作用以校正球面像差和色差，并且为了不影响离轴像差而校正整个***的球面像差的目的而包括引起负球面像差的一个或多个负透镜。第二前透镜组的正粘合透镜作用以校正轴向色差。第二后透镜组具有正屈光力以保证出瞳距离并校正由比第二后透镜组更靠近物体的透镜组引起的像差。而且，在像侧具有凸面的正弯月透镜可以减小球面像差。第二后透镜组在像差上与第一透镜组的负透镜相互作用，并适当地校正离轴像差。因此，如上配置的光学成像***可以正确校正各种像差以保证良好的图像特性(property)。

此外，包括玻璃透镜的光学成像***不易受到环境改变的影响，因此适合于车载用途。由于具有大的线性膨胀系数，塑料透镜的表面可能在高环境温度下变形，从而不能满足期望的光学性能。在透镜表面上也很有可能发生诸如涂层裂纹的损坏(degradation)。根据本发明的光学成像***的所有透镜都由玻璃制成，使得甚至在高温下透镜变形或膨胀也可以较小。在使用环境改变的方面，此光学成像***是高度可靠的。此外，优选地布置成像透镜的透镜以满足以下条件：

(1)2.5<f1F/f<7.1

(2)-3.7<f1R/f<-0.8

(3)2.0<f2F/f<12.6

(4)2.9<L/f<4.6

条件(1)定义了第一前透镜组的正屈光力相对于整个光学成像***的焦距的适当范围。在条件(1)的f1F/f超过上限值的情况下，第一前透镜组的正屈光力相对弱，并且光学成像***的像散和畸变很可能增大。而且，第一前透镜组的正透镜的直径很有可能增大，这使得难以缩短光学成像***的总长。第一透镜组的太大的正屈光力阻碍保证足够的后焦点。在条件(1)的f1F/f低于下限值的情况下，第一前透镜组的正屈光力相对太强，并且光学成像***的像散和畸变不能被充分校正。如果第一后透镜组的负屈光力相对太大，则光学成像***的球面像差、图像曲率和畸变不能被充分校正，尽管可以充分保证后焦点。

条件(2)定义了第一后透镜组的负屈光力相对于整个光学成像***的焦距的范围。在f1R/f超过上限值的情况下，第一后透镜组的负屈光力相对太大，从而导致增大的球面像差和畸变。此外，在第一前透镜组和第一后透镜组之间的屈光力的平衡被扰乱，使得畸变增大。在f1R/f低于下限值的情况下，第一后透镜组的负屈光力相对太弱，并且像差的平衡被扰乱，从而增大了球面像差和畸变。同时，第二前透镜组包括在物侧具有凹面的负透镜和在像侧具有凸面的正透镜的粘合透镜，并且具有正屈光力。粘合透镜的具有比负透镜更大的屈光力的正透镜是具有低色散和大阿贝(Abbe)数的玻璃材料。负透镜是具有高色散和小阿贝数的玻璃材料。由此，第二前透镜组可以校正整体的轴向色差。

条件(3)定义了第二前透镜组的正屈光力相对于整个光学成像***的焦距的适当范围。在条件(3)的f2F/f低于下限值的情况下，第二前透镜组的正屈光力相对太强，并且整个光学成像***的像差的平衡被扰乱，从而导致球面像差、轴向色差和放大率的色差增大。作为结果，像差校正变得不可行。在条件(3)的f2F/f超过上限值的情况下，第二前透镜组的正屈光力相对太弱，并且整个光学成像***的像差的平衡也被扰乱。增大第二后透镜组的正屈光力，以便平衡第二透镜组的像差，从而增大球面像差、轴向色差和放大率的色差。此外，第二后透镜组降低特性以调整出瞳，并且不能保证足够的后焦点。

条件(4)定义了光学成像***从最靠近物体的第一透镜组的透镜表面到图像平面的总长相对于总焦距的适当范围。在条件(4)的L/f超过上限值的情况下，可以容易地校正像差。然而，难以校正色差和横向像差。具有长的总长，光学成像***不能被缩小尺寸。在条件(4)的L/f低于下限值的情况下，光学成像***的屈光力被过增大，从而使得难以校正球面像差和畸变。因此，不能实现期望的图像性能。

因此，光学成像***可以实现小巧尺寸、良好的图像特性、约30度的半视角、约2.0的F数的大直径、以及约1.0％的低畸变，这将从以下示例中变得显而易见。

接下来，分别参考图1至图4描述根据第一至第四实施例的作为光学成像***的成像透镜的四个示例(具体值)。

在第二和第三实施例中，平行板F是诸如光低通过滤器或红外截止过滤器的过滤器，并且被部署在第二后透镜组的像平面侧。在第一和第四实施例中，紧挨着成像平面之前放置用于诸如CMOS传感器的光接收元件的保护(cover)玻璃或密封玻璃CG。在第一至第四实施例中，以高水平(level)校正像差。

在第一至第四实施例中，使用的代码定义如下。

f：整个光学***的焦距

Fno：F数

ω：半视角

γ：曲率半径

d：表面间隔

Nd：折射指数

vd：阿贝数

第一实施例

图1示出根据第一实施例的成像透镜的光学布置。图1中的成像透镜包括从物侧到像平面侧按顺序布置的第一至第三透镜L1至L3、孔径光阑S、以及第四至第七透镜L4至L7。第四和第五透镜L4、L5是粘合透镜。成像透镜包括六组和七个透镜。第一至第三透镜L1至L3是第一透镜组1G。第四至第七透镜L4至L7是第二透镜组2G。第一透镜L1是具有正屈光力的第一前透镜组1FG。第二和第三透镜L2、L3是具有负屈光力的第一后透镜组1RG。第四和第五透镜L4、L5是具有正屈光力的第二前透镜组2FG。第六和第七透镜L6、L7是具有正屈光力的第二后透镜组2RG。

因此，从物侧到像平面侧按顺序布置第一前透镜组1FG和第一后透镜组1RG、孔径光阑S、以及第二前透镜组2FG和第二后透镜组2RG。具体地，在第一透镜组1G中，第一透镜L1是在物侧具有凸面的正弯月透镜，第二透镜L2是在物侧具有凸面的负弯月透镜，并且第三透镜L3是在物侧具有凸面的正弯月透镜，以便实施负屈光力。在第一透镜组1G与第二透镜组2G之间放置孔径光阑S。在第二透镜组2G中，第四透镜L4是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的负双凹透镜，第五透镜L5是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，第六透镜L6是在像平面侧具有凹面的正弯月透镜，并且第七透镜L7是在物侧上具有凸面的正弯月透镜，以便实施正屈光力。

第四透镜L4和第五透镜L5是彼此紧贴的粘合透镜。在第二透镜组2G后面提供保护玻璃CG。图5示出当根据第一实施例的光学成像***聚焦在无穷远处的物体上时的球面像差、像散、畸变和d线和g线上的慧差的曲线。在图5至图8中，球面像差中的虚线指示正弦条件，并且在像散中，实线指示径向的(sagittal)，而虚线指示经向的(meridional)。在图1至图4中，光学元件的表面被赋予数字。注意，为了简便起见，在第一至第四实施例中始终使用相同的数字代码。根据第一实施例，焦距f、F数Fno、以及半视角ω分别为f＝5.70，Fno＝1.9，ω＝27.8。在以下表1中示出各个光学元件的光学特性，诸如透镜表面的曲率半径γ、相邻透镜表面之间的间隔d、折射指数Nd、以及阿贝数vd。

表1

上述条件(1)至(4)的具体值如下：

条件(1)：f1F/f＝3.48

条件(2)：f1R/f＝-1.73

条件(3)：f2F/f＝2.74

条件(4)：L/f＝3.42

这些值在所述条件中定义的相应范围内。

第二实施例

图2示出根据第二实施例的成像透镜的光学布置。图2中的成像透镜包括从物侧到像平面侧按顺序布置的第一至第三透镜L1至L3、孔径光阑S、以及第四至第七透镜L4至L7。第四和第五透镜L4、L5是粘合透镜。成像透镜包括六组和七个透镜。第一至第三透镜L1至L3是第一透镜组1G。第四至第七透镜L4至L7是第二透镜组2G。第一透镜L1是具有正屈光力的第一前透镜组1FG。第二和第三透镜L2、L3是具有负屈光力的第一后透镜组1RG。第四和第五透镜L4、L5是具有正屈光力的第二前透镜组2FG。第六和第七透镜L6、L7是具有正屈光力的第二后透镜组2RG。

因此，从物侧到像平面侧按顺序布置第一前透镜组1FG和第一后透镜组1RG、孔径光阑S、以及第二前透镜组2FG和第二后透镜组2RG。在第一透镜组1G中，第一透镜L1是在物侧具有凸面的正弯月透镜，第二透镜L2是在物侧具有凸面的负弯月透镜，并且第三透镜L3是在物侧具有凸面的正弯月透镜，以便实施负屈光力。在第一透镜组1G与第二透镜组2G之间部署孔径光阑S。在第二透镜组2G中，第四透镜L4是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的负双凹透镜，第五透镜L5是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的正双凸透镜，第六透镜L6是在像平面侧具有凸面的正弯月透镜，并且第七透镜L7是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，以便实施正屈光力。

第四透镜L4和第五透镜L5是彼此紧密贴合的粘合透镜。在第二透镜组2G后面提供作为平行板的过滤器F，并且在过滤器F的像平面侧提供保护玻璃CG。图6示出当根据第二实施例的光学成像***聚焦在无穷远处的物体上时的球面像差、像散、畸变以及d线和g线上的慧差的曲线。根据第二实施例，焦距f、F数Fno、以及半视角ω分别为f＝5.36，Fno＝1.9，ω＝29.4。在以下表2中示出各个光学元件的光学特性，诸如透镜表面的曲率半径γ、相邻透镜表面之间的间隔d、折射指数Nd、以及阿贝数vd。

表2

面数	r	d	Nd	vd
					1	10.137	2.00	1.7620	40.1
2	32.800	0.10
					3	5.900	1.57	1.7292	54.7
4	2.133	1.18
					5	10.350	2.40	1.7215	29.2
6	25.000	0.10
					7	-	0.35
8	-7.232	0.70	1.7552	27.5
					9	4.025	1.69	1.7130	53.9
10	-4.700	0.28
					11	-12.552	1.15	1.7725	49.6
12	-5.517	0.10
					13	21.000	1.22	1.6779	55.3
14	-18.000	1.97
					15	∞	1.54	1.5163	64.1
16	∞	2.40
					17	∞	0.40	1.5163	64.1
18	∞	0.13

上述条件(1)至(4)的具体值如下：

条件(1)：f1F/f＝3.46

条件(2)：f1R/f＝-1.34

条件(3)：f2F/f＝3.11

条件(4)：L/f＝3.59

这些值在所述条件中定义的相应范围内。

第三实施例

图3示出根据第三实施例的成像透镜的光学布置。图3中的成像透镜包括从物侧到像平面侧按川页序布置的第一至第三透镜L1至L3、孔径光阑S、以及第四至第七透镜L4至L7。第四透镜L4和第五透镜L5是粘合透镜。成像透镜包括六组和七个透镜。第一至第三透镜L1至L3是第一透镜组1G。第四至第七透镜L4至L7是第二透镜组2G。第一透镜L1是具有正屈光力的第一前透镜组1FG。第二和第三透镜L2、L3是具有负屈光力的第一后透镜组1RG。第四和第五透镜L4、L5是具有正屈光力的第二前透镜组2FG。第六和第七透镜L6、L7是具有正屈光力的第二后透镜组2RG。

因此，从物侧到像平面侧按顺序布置第一前透镜组1FG和第一后透镜组1RG、孔径光阑S、以及第二前透镜组2FG和第二后透镜组2RG。在第一透镜组1G中，第一透镜L1是在物侧具有凸面的正弯月透镜，第二透镜L2是在物侧具有凸面的负弯月透镜，并且第三透镜L3是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的正双凸透镜，以便实施负屈光力。在第一透镜组1G与第二透镜组2G之间部署孔径光阑S。在第二透镜组2G中，第四透镜L4是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的负双凹透镜，第五透镜L5是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，第六透镜L6是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，并且第七透镜L7是在物侧具有凸面的正弯月透镜，以便实施正屈光力。

第四透镜L4和第五透镜L5是彼此紧密贴合的粘合透镜。在第二透镜组2G后面提供作为平行板的过滤器F，并且在过滤器F的像平面侧提供保护玻璃CG。图7示出当根据第三实施例的光学成像***聚焦在无穷远处的物体上时的球面像差、像散、畸变以及d线和g线上的慧差的曲线。根据第三实施例，焦距f、F数Fno、以及半视角ω分别为f＝5.51，Fno＝2.1，ω＝28.7。在以下表3中示出各个光学元件的光学特性，诸如透镜表面的曲率半径γ、相邻透镜表面之间的间隔d、折射指数Nd、以及阿贝数vd。

表3

面数	r	d	Nd	vd
					1	10.793	2.22	1.7447	43.1
2	40.240	1.00
					3	5.854	1.20	1.6204	60.3
4	2.238	1.40
					5	24.979	2.40	1.7552	27.6
6	-50.000	0.20
					7	-	0.30
8	-5.197	1.40	1.7552	27.6
					9	7.451	1.91	1.6204	60.3
10	-4.337	0.40
					11	45.233	1.60	1.6204	60.3
12	-7.619	0.20
					13	9.881	1.43	1.6204	60.3
14	50.000	2.30
					15	∞	1.50	1.5163	64.1
16	∞	0.64
					17	∞	0.40	1.5163	64.1
18	∞	1.50

上述条件(1)至(4)的具体值如下：

条件(1)：f1F/f＝3.48

条件(2)：f1R/f＝-1.89

条件(3)：f2F/f＝8.21

条件(4)：L/f＝3.99

这些值在所述条件中定义的相应范围内。

第四实施例

图4示出根据第四实施例的成像透镜的光学布置。图4中的成像透镜包括从物侧到像平面侧按川页序布置的第一至第三透镜L1至L3、孔径光阑S、以及第四至第七透镜L4至L7。第四透镜L4和第五透镜L5是粘合透镜。成像透镜包括六组和七个透镜。第一至第三透镜L1至L3是第一透镜组1G。第四至第七透镜L4至L7是第二透镜组2G。第一透镜L1是具有正屈光力的第一前透镜组1FG。第二透镜L2和第三透镜L3是具有负屈光力的第一后透镜组1RG。第四透镜L4和第五透镜L5是具有正屈光力的第二前透镜组2FG。第六透镜L6和第七透镜L7是具有正屈光力的第二后透镜组2RG。

因此，从物侧到像平面侧按顺序布置第一前透镜组1FG和第一后透镜组1RG、孔径光阑S、以及第二前透镜组2FG和第二后透镜组2RG。在第一透镜组1G中，第一透镜L1是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的正双凸透镜，第二透镜L2是在物侧具有凸面的负弯月透镜，并且第三透镜L3是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的正双凸透镜，以便实施负屈光力。在第一透镜组1G与第二透镜组2G之间部署孔径光阑S。在第二透镜组2G中，第四透镜L4是在物侧比在像平面侧具有更大曲率的负双凹透镜，第五透镜L5是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，第六透镜L6是在像平面侧比在物侧具有更大曲率的正双凸透镜，并且第七透镜L7是在物侧具有凸面的正弯月透镜，以便实施正屈光力。

第四透镜L4和第五透镜L5是彼此紧密贴合的粘合透镜。在第二透镜组2G后面紧挨在像平面之前提供保护玻璃CG。图8示出当根据第四实施例的光学成像***聚焦在无穷远处的物体上时的球面像差、像散、畸变以及d线和g线上的慧差的曲线。根据第四实施例，焦距f、F数Fno、以及半视角ω分别为f＝5.51，Fno＝2.2，ω＝28.8。在以下表4中示出各个光学元件的光学特性，诸如透镜表面的曲率半径γ、相邻透镜表面之间的间隔d、折射指数Nd、以及阿贝数vd。

表4

面数	r	d	Nd vd
				1	26.041	1.90	1.665532.4
2	-472.010	1.03
				3	5.495	2.23	1.744044.9
4	2.185	1.33
				5	12.444	2.14	1.754228.6
6	-50.000	0.20
				7	-	0.35
8	-5.939	0.87	1.755227.6
				9	6.493	1.91	1.620460.3
10	-3.965	0.20
				11	187.746	1.56	1.620460.3
12	-7.226	0.20
				13	10.787	1.37	1.620460.3
14	50.000	5.16
				15	∞	0.40	1.516364.1
16	∞	0.15

上述条件(1)至(4)的具体值如下：

条件(1)：f1F/f＝6.74

条件(2)：f1R/f＝-2.7

条件(3)：f2F/f＝4.07

条件(4)：L/f＝3.81

这些值在所述条件中定义的相应范围内。

第五实施例

接下来，参考图9至图11描述并入了第一至第四实施例中的任一个的光学成像***的作为相机或车载相机的示例的数字相机。图9示出如从被摄体所见的数字相机的正面，并且图10是如从拍摄者所见的数字相机的背面的视图。图11是数字相机的结构的功能框图。这里，将数字相机例示为相机，然而，根据上述实施例中的任一个的光学成像***可以用于银盐胶片相机，并且其适合于车载相机、安全相机以及用于生产线的监视相机，它们要求高分辨率、低畸变、广视角以及大直径。此外，并入了相机功能的信息设备或诸如PDA(个人数据助理)或移动电话的移动数据终端设备已经普及。这种设备具有不同的外观，但是其结构和功能与数字相机相同。光学成像***也适用于这种信息设备。

参考图9至图11，数字相机包括作为光学成像***的成像透镜1、取景器2、闪光灯3、快门按钮4、相机机身5、电源开关6、液晶显示器7、操作按钮8、以及存储卡插槽9。此外，其包括CPU 11、图像处理器12、光接收元件13、信号处理器14、半导体存储器15、以及通信卡16。光接收元件13是诸如CMOS(互补金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合器件)的图像传感器。通过光接收元件13读取由成像透镜1形成的被摄体的光学图像。成像透镜1是根据第一至第四实施例的任一个的光学成像***。由CPU 11控制信号处理器14以将光接收元件13的输出转换为数字图像信息。光接收元件13、信号处理器、以及控制两个元件的CPU 11作用以将被摄体图像转换为数字图像数据。

在CPU的控制下，图像处理器12对由信号处理器14处理的数字图像数据执行特定图像处理。然后，将图像数据存储在作为非易失性存储器的半导体存储器中。半导体存储器15可以是安装在存储卡插槽9中的存储卡、或者可以是并入在相机机身中的存储卡。液晶显示器7可以显示正被捕捉的图像、或存储在半导体存储器15中的图像。可以经由安装在未示出的插槽中的通信卡16将存储的图像从半导体存储器15传送到外部。在未使用期间，成像透镜1的物平面覆盖有未示出的透镜挡板。当用户按下电源开关6时，透镜挡板打开以暴露物平面。用户以预定方式操纵操作按钮8以在LCD 7上显示图像、或者经由通信卡16将图像从半导体存储器15传送到外部。将半导体存储器15和通信卡16安装在专用或通用插槽中。

并入了根据第一至第四实施例的任一个的光学成像***的数字相机或车载相机可以实现30度或更多的半视角、2.0或更小的F数的大直径、约1.0％的低畸变、以及高图像质量。

虽然已经鉴于示例性实施例而描述本发明，但是本发明不限于此。应理解，本领域技术人员可以在不偏离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，在所述实施例中进行变型或修改。

Claims (8)

1.一种具有单个焦点的光学成像***，包括

从物侧按顺序布置的负第一透镜组、孔径光阑、以及正第二透镜组，

所述第一透镜组包括从所述物侧按顺序布置的包含正单透镜的正第一前透镜组、以及包含负弯月透镜和至少一个正透镜的负第一后透镜组，并且

所述第二透镜组包括从所述物侧按顺序布置的包含负透镜和正透镜的粘合透镜的正第二前透镜组、以及包含至少一个正透镜的正第二后透镜组，其中

所述光学成像***的所有透镜都是球面玻璃透镜，

其中，所述第二前透镜组被配置为满足以下条件：

(3)2.0<f2F/f<4.07

其中，f是整个***相对于d线的焦距，而f2F是所述第二前透镜组的焦距。

2.如权利要求1所述的光学成像***，其中：

所述第一透镜组包括从所述物侧按顺序布置的、在所述物侧具有凸面的正透镜、在所述物侧具有凸面的负弯月透镜、以及在所述物侧具有凸面的正透镜；并且

所述第一透镜组被配置为满足以下条件：

(1)2.5<f1F/f<7.1

(2)-3.7<f1R/f<-0.8

其中，f是整个***相对于d线的焦距，f1F是所述第一前透镜组的焦距，而f1R是所述第一后透镜组的焦距。

3.如权利要求1或2所述的光学成像***，其中：

所述第二前透镜组的粘合透镜在所述物侧具有凹面并且在像侧具有凸面。

4.如权利要求1所述的光学成像***，其中

所述第二后透镜组包括在像侧具有凸面的正弯月透镜、以及在所述物侧具有凸面的正透镜。

5.如权利要求1所述的光学成像***，其中

所述光学成像***被配置为满足以下条件：

(4)2.9<L/f<4.6

其中，f是整个***相对于d线的焦距，而L是所述第一透镜组的透镜在物侧的表面与像平面之间的距离。

6.一种相机，包括根据权利要求1至5之一所述的光学成像***。

7.如权利要求6所述的相机，还包括用以将捕捉的图像转换为数字信息的功能。

8.一种车载相机，包括根据权利要求1至5之一所述的光学成像***。