CN105705980B - 单焦点透镜***、摄像机以及汽车 - Google Patents
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Abstract
一种单焦点透镜***,从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑和第2组,该第2组包含具有正的光焦度的接合透镜元件,该接合透镜元件的接合面是非球面,该接合透镜元件满足条件:|dn/dt1|MAX≤2.67×10‑5(|dn/dt1|MAX:是关于构成接合透镜元件的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值)。
Description
技术领域
本公开涉及单焦点透镜***、摄像机以及汽车。
背景技术
专利文献1公开了一种作为整体为6枚这样的比较少的透镜枚数且使各透镜的形状、配置等最佳化的广角透镜***。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2008-076716号公报
发明内容
发明要解决的课题
本公开提供一种充分实现广角化、小型且温度特性良好的单焦点透镜***。此外本公开提供一种包含该单焦点透镜***的摄像机、以及具备该摄像机的汽车。
解决课题的手段
本公开中的单焦点透镜***的特征在于,
从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑和第2组,
所述第2组包含具有正的光焦度的接合透镜元件,该接合透镜元件的接合面为非球面,
所述接合透镜元件满足以下的条件(1):
|dn/dt1|MAX≤2.67×10-5···(1)
(在此,
|dn/dt1|MAX:是关于构成接合透镜元件的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值)。
本公开中的摄像机的特征在于,具备:
单焦点透镜***;和
对由所述单焦点透镜***聚光的光进行摄像的摄像元件,
所述单焦点透镜***,
从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑和第2组,
所述第2组包含具有正的光焦度的接合透镜元件,该接合透镜元件的接合面为非球面,
所述接合透镜元件满足以下的条件(1):
|dn/dt1|MAX≤2.67×10-5···(1)
(在此,
|dn/dt1|MAX:是关于构成接合透镜元件的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值)。
本公开中的汽车的特征在于,具备:
摄像机;和
处理部,其基于通过所述摄像机所具备的摄像元件而得到的摄像图像来探测外部环境,并对各部进行控制,
所述摄像机具备:
单焦点透镜***;和
对由所述单焦点透镜***聚光的光进行摄像的摄像元件,
所述单焦点透镜***,
从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑和第2组,
所述第2组包含具有正的光焦度的接合透镜元件,该接合透镜元件的接合面为非球面,
所述接合透镜元件满足以下的条件(1):
|dn/dt1|MAX≤2.67×10-5···(1)
(在此,
|dn/dt1|MAX:是关于构成接合透镜元件的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值)。
发明效果
本公开中的单焦点透镜***,极大地实现了广角化,对角视角为150°程度以上,小型且即使发生例如20~80℃程度的范围的温度变化光学特性的变化也较少,温度特性也优异。
附图说明
图1是表示实施方式1(数值实施例1)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图2是数值实施例1所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图3是表示实施方式2(数值实施例2)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图4是数值实施例2所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图5是表示实施方式3(数值实施例3)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图6是数值实施例3所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图7是表示实施方式4(数值实施例4)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图8是数值实施例4所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图9是表示实施方式5(数值实施例5)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图10是数值实施例5所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图11是表示实施方式6(数值实施例6)所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的透镜配置图。
图12是数值实施例6所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
图13是具备实施方式1所涉及的单焦点透镜***的车载摄像机、以及在车辆的后侧位置配备车载摄像机的汽车的示意图。
图14是表示在车辆的后侧位置配备车载摄像机的汽车中的、可否通过车载摄像机的图像对车辆后方进行目识别的决定部位以及包含该决定部位的范围的示意图。
具体实施方式
以下,适当参照附图,对实施方式详细进行说明。不过,有时省略过于详细的说明。例如,有时省略已经被熟知的事项的详细说明、对实质上相同的构成的重复说明。这是为了避免以下的说明过于冗长,使本领域技术人员容易理解。
另外,发明者为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明,并非意图通过这些来限定权利要求书所记载的主题。
在本公开中,第1组是指至少由1枚透镜元件构成的组,第2组是指至少由2枚透镜元件构成的组,根据构成组的透镜元件的种类、枚数、配置等,按照每个组来决定光焦度(power)、合成焦点距离等。
(实施方式1~6:单焦点透镜***)
图1、3、5、7、9以及11分别是实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***的透镜配置图,均表示了处于无限远合焦状态的单焦点透镜***。在各图中,对特定的面标注的星号*表示该面为非球面。在各图中,记载于最右侧的直线表示像面S的位置,在像面S的物体侧设置有平行平板CG。
(实施方式1)
如图1所示,实施方式1所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凹形状的透镜元件。对于第2透镜元件L2而言,物体侧以及像侧的凹面是非球面。像侧的凹面是随着远离光轴而负的光焦度变弱的非球面。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。对于第3透镜元件L3而言,物体侧以及像侧的凸面是非球面。物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变强的非球面。像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4和第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4的物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向物体侧,且随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式2)
如图3所示,实施方式2所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凹形状的透镜元件。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4与第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凹面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4的物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变强的非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向像侧,且随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式3)
如图5所示,实施方式3所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4与第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4的物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向物体侧,且随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式4)
如图7所示,实施方式4所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凹形状的透镜元件。对于第2透镜元件L2而言,物体侧以及像侧的凹面是非球面。物体侧的凹面是随着远离光轴而负的光焦度变弱的非球面。像侧的凹面是随着远离光轴而负的光焦度变弱的非球面。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。对于第3透镜元件L3而言,物体侧以及像侧的凸面是非球面。物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4与第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4的物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向物体侧,且随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式5)
如图9所示,实施方式5所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凹形状的透镜元件。对于第2透镜元件L2而言,物体侧以及像侧的凹面是非球面。物体侧的凹面是随着远离光轴而负的光焦度变弱的非球面。像侧的凹面是随着远离光轴而负的光焦度变弱的非球面。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由树脂构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。对于第3透镜元件L3而言,物体侧以及像侧的凸面是非球面。物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4与第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向物体侧,且随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式6)
如图11所示,实施方式6所涉及的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1透镜元件L1、第2透镜元件L2、第3透镜元件L3、孔径光阑A、和由第4透镜元件L4以及第5透镜元件L5构成的接合透镜元件。第1透镜元件L1、第2透镜元件L2以及第3透镜元件L3构成了第1组,接合透镜元件构成了第2组。
第1透镜元件L1是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
第2透镜元件L2是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凹形状的透镜元件。
第3透镜元件L3是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。
接合透镜元件是对第4透镜元件L4与第5透镜元件L5进行接合而成,具有正的光焦度。第4透镜元件L4是具有正的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是双凸形状的透镜元件。第5透镜元件L5是具有负的光焦度的由玻璃构成的透镜元件,是使凹面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件。
对于接合透镜元件而言,第4透镜元件L4的物体侧的凸面、第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面、以及第5透镜元件L5的像侧的凸面是非球面。第4透镜元件L4的物体侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变强的非球面。第4透镜元件L4与第5透镜元件L5的接合面是使凸面朝向像侧,随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。第5透镜元件L5的像侧的凸面是随着远离光轴而正的光焦度变弱的非球面。
(实施方式1~6的展开例)
如上,作为在本申请中公开的技术的例示,说明了实施方式1~6。但是,本公开中的技术不限定于此,还能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
例如,也可以取代在实施方式1~6中例示的接合透镜元件的材料,而使用以下的材料。这是为了针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数满足后述的给定条件。另外不限定于这些,只要是符合目的的材料,则可以使用各种材料。
以下记载具有所述负的光焦度的透镜元件的玻璃材料的代替例。
A.HOYA(株)制
玻璃品种名:M-FDS2,M-FDS1,M-FDS910,
M-FD80,M-NBFD10,M-TAFD307
B.(株)住田光学玻璃制
玻璃品种名:K-PSFn203,K-PSFn2,K-PSFn5,
K-PSFn1,K-PSFn4,K-PSFn3,
K-VC91,K-VC90,K-ZnSF8,K-PG395,
K-CD45,K-CD120
C.(株)OHARA制
玻璃品种名:L-BBH1,L-BBH2,L-NBH54,L-TIH53,
L-LAH86,L-TIM28
以下记载具有所述正的光焦度的透镜元件的玻璃材料的代替例。
D.HOYA(株)制
玻璃品种名:M-FCD500,M-BACD5N,M-PCD51,
M-BACD12,M-PCD4,M-BACD12,
M-BACD15,M-LAC14,M-LAC130,
M-LAC8,M-TAC80,M-TAC60
E.(株)住田光学玻璃制
玻璃品种名:K-GFK70,K-GFK68,K-PSK300,
K-LaFK60,K-PSK11,K-CSK120,
K-PSK100,K-VC79,K-PSK200,
K-VC78,K-LaFK55,K-VC80,
K-LaFK50
F.(株)OHARA制
玻璃品种名:L-LAL13,L-LAL12,L-BAL43,
L-BAL42,L-BAL35,S-FPM2,
L-PHL2
以下,说明例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样单焦点透镜***所满足的有益的条件。其中,对于各实施方式所涉及的单焦点透镜***,规定了多个有益的条件,但满足所有这些多个条件的单焦点透镜***的构成最有效。但是,通过满足个别的条件,也能够获得分别发挥对应的效果的单焦点透镜***。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样,本公开中的单焦点透镜***从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑、和第2组,所述第2组包含具有正的光焦度的接合透镜元件,该接合透镜元件的接合面是非球面。以下,将该透镜构成称作实施方式的基本构成。
这样,通过将第2组中的接合透镜元件的接合面设为非球面,从而能够良好地校正色差。
然后,在具有基本构成的单焦点透镜***中,第2组中的接合透镜元件满足以下的条件(1)。
|dn/dt1|MAX≤2.67×10-5···(1)
在此,
|dn/dt1|MAX:是关于构成接合透镜元件的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值。
所述条件(1)是与构成第2组中的接合透镜元件的透镜元件的相对折射率温度系数相关的条件。通过满足条件(1),从而能够将具有正的光焦度且接合面为非球面的接合透镜元件的相对折射率温度系数抑制得较小,因此能够减小在温度变化时因透镜元件的折射率发生变化而产生的光轴方向上的焦点偏移。
通过满足以下的条件(1)’,能够进一步发挥所述效果。
|dn/dt1|MAX≤7.50×10-6···(1)’
另外,针对在所述温度变化时因透镜元件的折射率发生变化而产生的光轴方向上的焦点偏移,满足以下的条件(a)较为有益。
|dBF/f|≤3.50×10-4···(a)
在此,
dBF:是因温度每变化1℃的各透镜元件的折射率的变化而产生的光轴方向上的焦点偏移,
f:是整个***的d线上的焦点距离。
在后述的数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***中,通过第2组的接合透镜元件满足所述条件(1),从而所述条件(a)得到满足。
另外,在本公开中,为了简易化,有时使用通过JIS X 0210“基于信息交换用字符串的数值表现”规定的指数标记。例如,“2.67×10-5”表现为“2.67E-05”。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样具有基本构成的单焦点透镜***满足以下的条件(2)较为有益。
2ωDIA≥150···(2)
在此,
2ωDIA:是对角视角(°)。
所述条件(2)是与单焦点透镜***的对角视角相关的条件。在本公开中的单焦点透镜***中,能够在满足条件(2)的同时,减小在温度变化时因透镜元件的折射率发生变化而产生的光轴方向上的焦点偏移。
本公开中的单焦点透镜***即使满足以下的条件(2)’也能够发挥所述效果。
2ωDIA≥160···(2)’
后述的数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***,通过满足条件(2),在维持高光学性能的同时实现了进一步的广角化。
另外,在将具备本公开中的单焦点透镜***的摄像机设置在汽车的车辆后侧位置,作为后方确认用车载摄像机来应用的情况下,不仅所述对角视角大、而且水平视角也具有某种程度的大小较为有益。
例如,根据来自美国的运输部道路交通***的通告,如图14的示意图所示,可否通过车载摄像机来对车辆后方进行目识别的决定部位是A~G这7个点,包含这些A~G的7个点的范围是3.04m×6.10m的大小。即,在美国,有义务设置车载摄像机,且该车载摄像机能够提供驾驶者能对处于车辆后方的约3m×6m的范围的物体、人物等进行目识别的图像(影像)。
在想要提供能够在所述A~G这7个点中最接近车辆的F以及G这2个点,对例如高度约80cm(一般,幼儿的身高程度的高度)的物体、人物等进行目识别的图像(影像)的情况下,车载摄像机所具备的单焦点透镜***满足以下的条件(b)较为有益。
2ωHOR≥176···(b)
在此,
2ωHOR:是水平视角(°)。
另外,后面的表19所示的数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***的水平视角,是将本公开中的摄像机所具备的摄像元件的横宽和纵宽的比率假定为横宽∶纵宽=4∶3的情况下的值,在假定为横宽∶纵宽=16∶9的情况下,单焦点透镜***的水平视角进一步变大。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样具有基本构成的单焦点透镜***满足以下的条件(3)较为有益。
2.0<fCEM/f<4.0···(3)
在此,
fCEM:是接合透镜元件的d线上的焦点距离,
f:是整个***的d线上的焦点距离。
所述条件(3)是与第2组中的接合透镜元件的焦点距离与单焦点透镜***整个***的焦点距离之比相关的条件。通过满足条件(3),能够将单焦点透镜***中的接合透镜元件的光焦度调整为恰当的值,因此能够实现小型且具有良好的像差性能的单焦点透镜***。若超过条件(3)的上限,则接合透镜元件的光焦度变得过小,透镜全长变长,结果难以实现单焦点透镜***的小型化。若低于条件(3)的下限,则接合透镜元件的光焦度变得过大,所产生的像差变大,难以实现恰当的像差校正。
通过满足以下的条件(3)’以及(3)”的至少1个,能够进一步发挥所述效果。
2.4<fCEM/f···(3)’
fCEM/f<3.5···(3)”
后述的数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***,通过满足条件(3),从而兼顾了进一步的小型化和良好的像差性能的维持。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样,在具有基本构成的单焦点透镜***中,第1组在最靠物体侧具备由玻璃构成的透镜元件较为有益。这样,通过在整个***的最靠物体侧配置由玻璃构成的透镜元件,能够提高单焦点透镜***的耐环境性。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样,具有基本构成,且第1组从物体侧到像侧依次具备使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件、具有负的光焦度的透镜元件(以下,也简称为负透镜元件)、和具有正的光焦度的透镜元件(以下,也简称为正透镜元件)的单焦点透镜***,满足以下的条件(4)较为有益。
|dn/dt2|MAX≥9.00×10-5···(4)
在此,
|dn/dt2|MAX:是关于构成第1组的负透镜元件以及正透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值。
所述条件(4)是与构成第1组的负透镜元件以及正透镜元件的相对折射率温度系数相关的条件。通过满足条件(4),配置在比第2组中的接合透镜元件更靠物体侧的透镜元件,能够使光焦度比较弱,因此即使相对折射率温度系数的绝对值较大,通过将正透镜元件与负透镜元件恰当地组合,也能够抵消在温度变化时因透镜元件的折射率发生变化而产生的光轴方向上的焦点偏移。此外,在采用了包含非球面的由树脂构成的透镜元件作为这些正透镜元件以及负透镜元件的情况下,能够在良好地校正诸像差的同时实现低成本化。
通过满足以下的条件(4)’,能够进一步发挥所述效果。
|dn/dt2|MAX≥1.00×10-4···(4)’
后述的数值实施例1、4以及5所涉及的单焦点透镜***满足条件(4)。因此,对于数值实施例1、4以及5所涉及的单焦点透镜***而言,即使满足了条件(4),也能够满足所述条件(a)。
例如如实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***那样,具有基本构成、且接合透镜元件由负透镜元件和正透镜元件构成的单焦点透镜***,满足以下的条件(5)较为有益。
NdMIN>1.50···(5)
在此,
NdMIN:是构成接合透镜元件的正透镜元件的、d线上的折射率。
所述条件(5)是与构成接合透镜元件的正透镜元件的折射率相关的条件。通过满足条件(5),能够增大接合透镜元件的曲率半径。结果,能够缓和接合透镜元件的周边部的倾斜角,能够使接合透镜元件的制造难易度下降从而实现低成本化。
通过满足以下的条件(5)’,能够进一步发挥所述效果。
NdMIN>1.55···(5)’
后述的数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***,通过满足条件(5),实现了进一步的低成本化。
(实施方式7:摄像机以及汽车)
关于具备实施方式1所涉及的单焦点透镜***的摄像机,以车载摄像机为例来进行说明。另外,在该车载摄像机中,也可以取代实施方式1所涉及的单焦点透镜***,而应用实施方式2~6所涉及的单焦点透镜***中的任意1个。
图13(a)是具备实施方式1所涉及的单焦点透镜***的车载摄像机的示意图,车载摄像机100具备单焦点透镜***201、和对由该单焦点透镜***201聚光的光进行摄像的摄像元件202。
车载摄像机100被设定于车辆,作为传感摄像机或观察摄像机来使用。由传感摄像机摄像得到的图像用于检查与其他车辆的车间距离等。由观察摄像机摄像得到的图像被显示于车内的监视器,用于驾驶者确认车辆前方或车辆后方。
本公开中的单焦点透镜***是考虑了温度特性的、对角视角为150°以上而极大地实现了广角化的透镜***,与现有的透镜***相比,能够极力抑制伴随温度变化的摄像图像的像差的产生,因此作为观察摄像机的透镜***很有效。
接着,关于本公开中的汽车,以具备所述观察摄像机的汽车为例来进行说明。
图13(b)是在车辆的后侧位置配备摄像机的汽车的示意图。汽车在车辆的后侧位置配备车载摄像机100,且具备处理部(CPU)300,该处理部(CPU)300基于通过该车载摄像机100所具备的摄像元件202而得到的摄像图像来探测外部环境,并对各部进行控制。
摄像元件202对由单焦点透镜***201形成的光学像进行受光,变换为电的图像信号。CPU300取得图像信号,检查步行者、障碍物的存在等,根据检查结果,向驾驶者进行步行者、障碍物的存在的通知等。
这样,本公开中的单焦点透镜***作为观察摄像机的透镜***很有效,但也可以作为传感摄像机的透镜***来使用。
如上所述,在将车载摄像机作为观察摄像机中后视摄像机(后方确认用车载摄像机)来应用的情况下,不仅所述对角视角大,而且水平视角也具有某种程度的大小较为有益。
在想要提供在图14的示意图中的、可否通过后视摄像机对车辆后方进行目识别的决定部位A~G这7个点中最接近车辆的F以及G这2个点,能够对例如高度约80cm的物体、人物等进行目识别的图像(影像)的情况下,车载摄像机所具备的单焦点透镜***满足所述条件(b)、即水平视角为176°以上较为有益。在本公开中的单焦点透镜***中,实施方式1~3以及6所涉及的单焦点透镜***具有190°前后的较大的水平视角,因此能够实现车辆后方的更广范围的目识别,作为这种后视摄像机的透镜***也非常有效。
如上,作为在本申请中公开的技术的例示,说明了实施方式7。但是,本公开中的技术不限定于此,还能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
另外,作为实施方式7示出了将本公开中的实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***应用于作为传感摄像机或观察摄像机的车载摄像机的例子,但本公开中的单焦点透镜***当然也能够应用于例如监视***中的监视摄像机、Web摄像机等。
(数值实施例1~6)
以下,说明具体实施了实施方式1~6所涉及的单焦点透镜***的数值实施例。另外,在各数值实施例中,表中的长度的单位全部为“mm”,视角的单位全部为“°”。另外,表中“视角”是指对角半视角。在各数值实施例中,r是曲率半径,d是面间隔,nd是针对d线的折射率,vd是针对d线的阿贝数,dn/dt是针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数。此外,在各数值实施例中,标注了*标记的面是非球面,用下式来定义非球面形状。
[数学式1]
在此,
Z:是从自光轴起算的高度为h的非球面上的点到非球面顶点的切平面为止的距离,
h:是自光轴起算的高度,
r:是顶点曲率半径,
κ:是圆锥常数,
An:是n次的非球面系数。
图2、4、6、8、10以及12分别是数值实施例1~6所涉及的单焦点透镜***的无限远合焦状态的纵像差图。
各纵像差图从上侧起依次表示球面像差(SA(mm))、像散(AST(mm))、畸变(DIS(%))。
在球面像差图中,纵轴表示F数(图中,用F表示),实线是d线(d-line),短虚线是F线(F-line),长虚线是C线(C-line)的特性。
在像散图中,纵轴表示像高,w表示对角半视角。实线是矢状平面(图中,用s表示),虚线是子午平面(图中,用m表示)的特性。
在畸变图中,纵轴表示像高,w表示对角半视角。实线表示将Y=2×f×tan(ω/2)设为理想像高的情况(立体投影方式)下的畸变(Y:像高,f:整个***的焦点距离)。
(数值实施例1)
数值实施例1的单焦点透镜***对应于图1所示的实施方式1。在表1中示出数值实施例1的单焦点透镜***的面数据,在表示2中示出非球面数据,在表3中示出各种数据。
表1(面数据)
表2(非球面数据)
第3面
K=-3.17199E+02,A4=1.09422E-03,A6=-1.21083E-04,A8=-1.61127E-05
A10=1.45427E-06,A12=0.00000E+00,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第4面
K=-5.80806E-01,A4=1.41103E-02,A6=-1.86620E-03,A8=7.07398E-03
A10=-1.71716E-03,A12=-4.33448E-04,A14=5.02234E-04,A16=-1.00984E-04
第5面
K=8.20985E+01,A4=4.08397E-03,A6=3.87174E-03,A8=-4.22244E-04
A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第6面
K=-2.13843E+00,A4=6.46864E-03,A6=-2.56893E-03,A8=-2.17942E-04
A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第8面
K=3.98312E-01,A4=-8.81298E-03,A6=7.79660E-04,A8=-2.62717E-03
A10=2.00824E-03,A12=-8.08704E-04,A14=-2.00864E-06,A16=-1.32875E-06
第9面
K=-6.78769E-01,A4=6.81879E-02,A6=-8.10911E-02,A8=2.89796E-02
A10=3.42269E-03,A12=-2.31368E-03,A14=-2.71488E-03,A16=5.80436E-04
第10面
K=-1.11291E+00,A4=8.63634E-03,A6=-4.63511E-03,A8=2.27847E-02
A10=-1.51526E-02,A12=-9.53189E-04,A14=5.62029E-03,A16=-1.57910E-03
表3(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 2.7807
(数值实施例2)
数值实施例2的单焦点透镜***对应于图3所示的实施方式2。在表4中示出数值实施例2的单焦点透镜***的面数据,在表5中示出非球面数据,在表6中示出各种数据。
表4(面数据)
表5(非球面数据)
第8面
K=3.70812E-02,A4=3.34078E-03,A6=2.96074E-03,A8=-8.63765E-04
第9面
K=-8.91526E-01,A4=-3.30865E-02,A6=8.86206E-03,A8=5.10167E-03
第10面
K=-1.35766E+01,A4=-2.49491E-02,A6=1.95944E-02,A8=-3.20199E-04
表6(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 3.3089
(数值实施例3)
数值实施例3的单焦点透镜***对应于图5所示的实施方式3。在表7中示出数值实施例3的单焦点透镜***的面数据,在表8中示出非球面数据,在表9中示出各种数据。
表7(面数据)
表8(非球面数据)
第8面
K=-8.88056E-01,A4=-8.21796E-03,A6=-4.02136E-03,A8=2.92067E-03
A10=-6.35903E-04,A12=0.00000E+00
第9面
K=-1.07923E+00,A4=5.38597E-02,A6=-5.47753E-02,A8=1.84038E-02
A10=-1.16473E-03,A12=-8.46024E-04
第10面
K=-7.62804E-01,A4=2.28416E-03,A6=1.26424E-02,A8=-7.95749E-03
A10=2.46051E-03,A12=0.00000E+00
表9(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 3.3167
(数值实施例4)
数值实施例4的单焦点透镜***对应于图7所示的实施方式4。在表10中示出数值实施例4的单焦点透镜***的面数据,在表11中示出非球面数据,在表12中示出各种数据。
表10(面数据)
表11(非球面数据)
第3面
K=1.00000E+03,A4=4.07645E-04,A6=-3.78260E-07,A8=-9.85094E-08
A10=-1.33542E-08,A12=-8.45609E-10,A14=-7.49711E-12,A16=-6.25430E-13
第4面
K=-8.25858E-01,A4=2.57983E-05,A6=2.23395E-04,A8=5.79271E-06
A10=3.72598E-06,A12=7.21702E-09,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第5面
K=-3.39245E+01,A4=1.38898E-03,A6=1.24680E-04,A8=-1.56215E-06
A10=4.29395E-06,A12=2.45888E-07,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第6面
K=1.10394E+00,A4=-8.14425E-04,A6=9.44115E-04,A8=-3.93687E-05
A10=2.93378E-06,A12=5.03951E-08,A14=-3.34428E-07,A16=5.75048E-07
第8面
K=-2.57270E+00,A4=-9.82327E-04,A6=7.72242E-04,A8=1.89571E-04
A10=-2.55084E-04,A12=1.39069E-04,A14=6.11709E-05,A16=-4.97849E-05
第9面
K=-9.39432E-01,A4=-7.58456E-03,A6=2.94691E-04,A8=9.79729E-04
A10=-8.26440E-06,A12=-3.64238E-05,A14=2.64487E-05,A16=-8.11723E-06
第10面
K=-1.90909E+00,A4=-1.11112E-03,A6=5.28479E-04,A8=-1.26240E-04
A10=-9.92121E-06,A12=2,82318E-06,A14=8.43271E-07,A16=-3.14709E-07
表12(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 6.5624
(数值实施例5)
数值实施例5的单焦点透镜***对应于图9所示的实施方式5。在表13中示出数值实施例5的单焦点透镜***的面数据,在表14中示出非球面数据,在表15中示出各种数据。
表13(面数据)
表14(非球面数据)
第3面
K=1.00000E+03,A4=4.07630E-04,A6=-4.09635E-07,A8=-1.02624E-07
A10=-1.36542E-08,A12=-8.51123E-10,A14=-6.47434E-12,A16=-4.26061E-13
第4面
K=-8.26237E-01,A4=2.25543E-05,A6=2.23243E-04,A8=5.83952E-06
A10=3.73936E-06,A12=9.83906E-09,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第5面
K=-3.38965E+01,A4=1.39142E-03,A6=1.25248E-04,A8=-1.38836E-06
A10=4.35285E-06,A12=2.65445E-07,A14=0.00000E+00,A16=0.00000E+00
第6面
K=1.07958E+00,A4=-8.10132E-04,A6=9.49817E-04,A8=-3.72019E-05
A10=3.00728E-06,A12=-5.99960E-07,A14=-7.14312E-07,A16=3.29022E-07
第8面
K=-6.22451E-01,A4=-2.20975E-03,A6=-1.71634E-05,A8=8.30452E-04
A10=-2.37223E-04,A12=-8.76248E-05,A14=1.00417E-05,A16=1.81446E-05
第9面
K=-8.91638E-01,A4=-8.12343E-03,A6=-5.92764E-04,A8=8.23238E-04
A10=-1.63472E-04,A12=9.70445E-06,A14=6.34900E-06,A16=-1.16995E-06
第10面
K=-2.11980E+00,A4=-6.16754E-04,A6=4.65339E-04,A8=-5.80184E-05
A10=3.77877E-06,A12=-2.44485E-07,A14=5.38180E-07,A16=-9.44250E-08
表15(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 6.6150
(数值实施例6)
数值实施例6的单焦点透镜***对应于图11所示的实施方式6。在表16中示出数值实施例6的单焦点透镜***的面数据,在表17中示出非球面数据,在表18中示出各种数据。
表16(面数据)
表17(非球面数据)
第8面
K=-9.59574E-02,A4=3.40436E-03,A6=2.98797E-03,A8=-6.90765E-04
第9面
K=-1.00383E+00,A4=-2.77855E-02,A6=4.22185E-04,A8=6.41574E-03
第10面
K=-1.14849E+01,A4=-2.72463E-02,A6=1.80108E-02,A8=1.82867E-04
表18(各种数据)
单透镜数据
接合透镜数据
始面 终面 焦点距离
8 10 3.3289
在以下的表19中,示出各数值实施例的单焦点透镜***中的各条件的对应值。
表19(条件的对应值)
[表1]
如上,作为本公开中的技术的例示,说明了实施方式。为此,提供了附图以及详细的说明。
因此,在附图以及详细的说明所记载的构成要素中,不仅包含为了解决课题所必须的构成要素,还可能包含为了对上述技术进行例示而并非为了解决课题所必须的构成要素。因此,不应由于这些并非必须的构成要素记载在附图或详细的说明中,而直接认定这些并非必须的构成要素为必须。
此外,上述的实施方式用于例示本公开中的技术,因此在权利要求书或其均等的范围内能够进行各种变更、置换、附加、省略等。
工业实用性
本公开能够应用于车载摄像机、监视摄像机、Web摄像机等。本公开尤其在车载摄像机、监视摄像机之类的要求广角透镜***的摄像机中有益。
标号说明
L1 第1透镜元件
L2 第2透镜元件
L3 第3透镜元件
L4 第4透镜元件
L5 第5透镜元件
CG 平行平板
A 孔径光阑
S 像面
201 单焦点透镜***
Claims (5)
1.一种单焦点透镜***,
从物体侧到像侧依次包括第1组、孔径光阑和第2组,
所述第1组在最靠物体侧具备由玻璃构成的透镜元件,
所述第2组由具有正的光焦度的接合透镜构成,该接合透镜的接合面为非球面,
所述第1组从物体侧到像侧依次由以下透镜元件构成:使凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜元件,该透镜元件是配置在最靠物体侧的所述透镜元件;具有负的光焦度的透镜元件;和具有正的光焦度的透镜元件,
满足以下的条件(1)、(2)、(3)以及(4):
|dn/dt1|MAX≤2.67×10-5…(1)
2ωDIA≥150…(2)
2.0<fCEM/f<4.0…(3)
|dn/dt2|MAX≥9.00×10-5…(4)
在此,
|dn/dt1|MAX:是关于构成所述接合透镜的各透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值,
2ωDIA:是对角视角,单位为°,
fCEM:是所述接合透镜的d线上的焦点距离,
f:是整个***的d线上的焦点距离,
|dn/dt2|MAX:是关于构成所述第1组的具有所述负的光焦度的透镜元件以及具有所述正的光焦度的透镜元件而求出的、针对波长区域580~640nm的光在0~20℃的空气中的相对折射率温度系数的绝对值中的最大值。
2.根据权利要求1所述的单焦点透镜***,其中,
所述接合透镜包括具有负的光焦度的透镜元件和具有正的光焦度的透镜元件,
满足以下的条件(5):
NdMIN>1.50…(5)
在此,
NdMIN:是构成所述接合透镜的具有所述正的光焦度的透镜元件的d线上的折射率。
3.根据权利要求1所述的单焦点透镜***,其中,
所述接合透镜包括2枚透镜元件,
构成所述接合透镜的物体侧的透镜元件的像侧面、以及构成所述接合透镜的像侧的透镜元件的物体侧面是随着远离光轴而光焦度变弱的非球面。
4.一种摄像机,具备:
权利要求1所述的单焦点透镜***;和
对由所述单焦点透镜***聚光的光进行摄像的摄像元件。
5.一种汽车,具备:
权利要求4所述的摄像机;和
处理部,其基于通过所述摄像机所具备的摄像元件而得到的摄像图像来探测外部环境,并对各部进行控制。
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