透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置。透鏡裝置按照從物側起的順序包括：第一透鏡單元；孔徑光闌；和正的第二透鏡單元。第一透鏡單元按照從物側起的順序包括第一負透鏡，具有至少一個非球面的第二負透鏡，和正透鏡。第二透鏡單元包括至少一個負透鏡和至少兩個正透鏡。第一透鏡單元的第一和第二負透鏡是具有向著物側的凸面的彎月透鏡。光學系統(tǒng)的焦距，第一和第二透鏡單元的焦距，第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值，以及第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值被適當?shù)嘏渲谩?br> 【專利說明】透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置，更具體地，涉及例如適合用于監(jiān)控照相機、車載照相機、攝像機、數(shù)字靜態(tài)照相機或鹵化銀膠片照相機并且上面能可拆卸地安裝同心形狀的球罩(dome cover)的單焦點透鏡裝置，以及包括單焦點透鏡裝置的圖像拾取裝置。

【背景技術】
[0002]通常，作為諸如監(jiān)控照相機和車載照相機之類的圖像拾取裝置，提出了支持圖像拾取元件的像素數(shù)目的增大并且光學性能高的單焦點廣角透鏡。例如，如在日本專利N0.4186560和日本專利N0.5045300及日本專利申請?zhí)亻_N0.2012-18422中公開的那樣，已知包含正或負的第一透鏡單元、光闌和正的第二透鏡單元的后聚焦型(retro-focus)單焦點廣角透鏡。
[0003]在許多監(jiān)控照相機中，同心形狀的球罩被安裝在圖像拾取系統(tǒng)上并用于圖像拾取系統(tǒng)的保護和絕熱。由于球罩具有折光力，因此光學性能根據(jù)球罩的有無而變化。日本專利申請?zhí)亻_N0.2011-81110公開一種利用布置在球罩和圖像拾取系統(tǒng)之間的校正透鏡來校正根據(jù)球罩的有無的光學性能的變動。
[0004]近年來，要求諸如監(jiān)控照相機和車載照相機之類的圖像拾取裝置包括具有寬場角(angle of field)的單焦點透鏡。
[0005]遺憾的是，正如日本專利N0.4186560和日本專利N0.5045300及日本專利申請?zhí)亻_N0.2012-18422—樣，通過實現(xiàn)其中有意使負畸變保持為約-80%或更強的寬場角的透鏡的圖像具有不自然的畸變周邊。
[0006]隨著圖像處理技術的進步，提出了電子地進行畸變校正以抑制圖像中的畸變的圖像拾取裝置。遺憾的是，壓縮圖像的電子放大使在周邊場角處的分辨率降級。
[0007]具有寬場角并且抑制負畸變的設計需要焦距的減小，然而這增大每個透鏡的折光力。因而，難以校正各種像差。
[0008]近年來，作為監(jiān)控照相機，需要作為包括用于圖像拾取系統(tǒng)的保護和絕熱的球罩并且同時實現(xiàn)高光學性能和尺寸減小的圖像拾取裝置的產(chǎn)品。遺憾的是，球罩的尺寸減小增大球罩的折光力。因而，光學性能的變動根據(jù)球罩的有無而增大。特別地，在廣角透鏡中，根據(jù)球罩的有無，相對于成像范圍的中心，在成像范圍的周邊處的焦點位置的變動增大。從而相對于成像范圍的中心，成像范圍的周邊是焦點未對準的。在日本專利申請?zhí)亻_N0.2011-81110中，在球罩和圖像拾取系統(tǒng)之間布置校正透鏡，以校正光學性能的降級。這種布置增大球罩和圖像拾取系統(tǒng)之間的間隔。尤其是，在廣角透鏡中，校正透鏡往往尺寸大，并且球罩和圖像拾取系統(tǒng)之間的間隔增大，從而又增大圖像拾取裝置的尺寸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的透鏡裝置包括光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)按照從物側到像側的順序包括:第一透鏡單元；孔徑光闌；和具有正折光力的第二透鏡單元，其中，第一透鏡單元按照從物側到像側的順序包括第一負透鏡、第二負透鏡和正透鏡，并且第二透鏡單元包括至少一個負透鏡和至少兩個正透鏡，第一透鏡單元的第一負透鏡和第二負透鏡是具有向著物側的凸面的彎月透鏡，第一透鏡單元的第二負透鏡具有至少一個非球面，并且以下式子被滿足:
[0010]-0.25<f/fl<0.20,
[0011]0.33<f/f2<0.60,
[0012]0.20〈 V lp/ V 1η〈0.70 和
[0013]3.00< V 2ρ/ V 2η<6.00
[0014]其中，f是光學系統(tǒng)的焦距，Π和f2分別是第一透鏡單元和第二透鏡單元的焦距，
VIp和V In分別是第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值，且v2p和v 2n分別是第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值。
[0015]本發(fā)明的另一方面的透鏡裝置包括:光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)按照從物側到像側的順序包括可拆卸的同心形狀的球罩，第一透鏡單元，孔徑光闌，和具有正折光力的第二透鏡單元；和改變第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的在光軸上的空氣間隔的單元，其中，以下式子被滿足:
[0016]0.02〈Ld/D12〈l.00，
[0017]-0.0060<f/fd<-0.0009 和
[0018]-0.25<f/fl<0.20
[0019]其中，Ld是在安裝球罩的情況下球罩的像側面和第一透鏡單元的物側面的在光軸上的空氣間隔，D12是在安裝球罩的情況下從第一透鏡單元的物側面到第二透鏡單元的像側面的在光軸上的厚度，f是光學系統(tǒng)的焦距，fd是球罩的焦距，且Π是第一透鏡單元的焦距。
[0020]本發(fā)明提供單焦點透鏡裝置和包括該單焦點透鏡裝置的圖像拾取裝置，所述單焦透鏡裝置支持具有寬場角、低畸變的圖像拾取元件，支持具有高分辨率的圖像拾取元件，并且光學性能高。
[0021]本發(fā)明還可提供抑制根據(jù)球罩的有無而相對于成像范圍的中心在成像范圍的周邊處的焦點位置的變動并且光學性能高的小型透鏡裝置，和包括該小型透鏡裝置的圖像拾取裝置。
[0022]參考附圖，根據(jù)例證實施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是示例I的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0024]圖2A是示例I的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0025]圖2B是示例I的透鏡裝置在Im的物距下的橫向像差圖。
[0026]圖3是示例2的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0027]圖4A是示例2的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0028]圖4B是示例2的透鏡裝置在Im的物距下的橫向像差圖。
[0029]圖5是示例3的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0030]圖6A是示例3的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0031]圖6B是示例3的透鏡裝置在Im的物距下的橫向像差圖。
[0032]圖7是示例4的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0033]圖8A是示例4的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0034]圖8B是示例4的透鏡裝置在Im的物距下的橫向像差圖。
[0035]圖9是示例5的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0036]圖1OA和1B是示例5的透鏡裝置在Im的物距下的像差圖。
[0037]圖11是在安裝有球罩的情況下示例6的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0038]圖12是在安裝有球罩的情況下示例6的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0039]圖13是在安裝有球罩的情況下示例7的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0040]圖14是在安裝有球罩的情況下示例7的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0041]圖15是在安裝有球罩的情況下示例8的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0042]圖16是在安裝有球罩的情況下示例8的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0043]圖17是在安裝有球罩的情況下示例9的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0044]圖18是在安裝有球罩的情況下示例9的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0045]圖19是在安裝有球罩的情況下示例10的透鏡裝置的透鏡截面圖。
[0046]圖20是在安裝有球罩的情況下示例10的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。
[0047]圖21A是本發(fā)明的透鏡裝置的間隔調(diào)整機構的示意圖。
[0048]圖21B是本發(fā)明的透鏡裝置的間隔調(diào)整機構的示意圖。
[0049]圖22是本發(fā)明的透鏡裝置的光路圖。
[0050]圖23是本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。

【具體實施方式】
[0051 ] 下面根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0052]第一實施例
[0053]下面參考附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的透鏡裝置。
[0054]圖1是本發(fā)明的示例I (數(shù)值示例I)的透鏡裝置的透鏡截面圖。在圖1中，按照從物側到像側的順序，示例I的透鏡裝置包括:第一透鏡單元Gl ;孔徑光闌SP ;和具有正折光力的第二透鏡單元G2。圖1中圖解所示的平行板FL對應于低通濾光器或IR截止濾光器。像面I對應于諸如接收來自圖像拾取透鏡的被攝體光并對光進行光電轉換的固態(tài)圖像拾取元件(光電轉換元件)之類的像面。上述結構和每個示例的結構完全相同。
[0055]圖2A是示例I在Im的物距下的縱向像差圖。單位用毫米表示(只有畸變用百分比表示)。在該縱向像差圖中，對于d線(實線)和g線(雙點劃線)表示球面像差。對于d線表示弧矢像面(實線)和子午像面(虛線)上的像散。對于g線(雙點劃線)表示橫向色差。還表示了 f數(shù)Fno和成像半場角ω。在縱向像差圖中，以0.1mm的尺度表示球面像差，以0.1mm的尺度表示像散，以10%的尺度表示畸變，并以0.02mm的尺度表示橫向色差。圖2B是示例I在Im的物距下的橫向像差圖，并且以0.02mm的尺度圖解說明對于d線的弧矢光線像差(實線)和子午光線像差(虛線)。對于每個實施例的表示和尺度來說，像差圖的表示和尺度類似。
[0056]按照從物側到像側的順序，本發(fā)明的示例1-5的透鏡裝置包括:第一透鏡單元；孔徑光闌；和具有正折光力的第二透鏡單元。按照從物側到像側的順序，第一透鏡單元包括:第一負透鏡；第二負透鏡；和正透鏡。第二透鏡單元包括至少一個負透鏡，和至少兩個正透鏡。第一透鏡單元的每個負透鏡是具有向著物側的凸面的彎月透鏡。第一透鏡單元的第二負透鏡的面的至少之一是非球面。整個系統(tǒng)的焦距被定義為f。第一透鏡單元和第二透鏡單元分別具有焦距π和f2。第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值分別被定義為V Ip和V In。第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值分別被定義為v2p和v2n。以下條件被滿足:
[0057]-0.25<f/fl<0.20...(I)
[0058]0.33<f/f2<0.60...(2)
[0059]0.20〈 V lp/V 1η〈0.70...(3)
[0060]3.00〈 V 2ρ/V 2η〈6.00...(4)。
[0061]示例1-5的透鏡裝置具有適合于實現(xiàn)足以用于監(jiān)控用途的寬場角的后聚焦型結構。第一透鏡單元有利地包括三個透鏡，即第一負透鏡、第二負透鏡和正透鏡。作為成像透鏡單元的第二透鏡單元有利地包括至少兩個正透鏡和用于校正色差的至少一個負透鏡。
[0062]根據(jù)像差理論,畸變與近軸軸向光線(paraxial axial ray)距光軸的高度h成比例，還與近軸離軸主光線(paraxial off-axial principalray)距光軸的高度hbar的三次方成比例。本發(fā)明的透鏡裝置具有寬場角。因而，來自物體的離軸入射光束具有大入射角。從而重要的是抑制在離光闌最遠并且具有高度hbar的最大值的第一負透鏡處和在第二負透鏡處發(fā)生的負畸變。因而，第一負透鏡和第二負透鏡有利地是具有向著物側的凸面和抑制離軸光線在各面上的折射角度的形狀的彎月透鏡。
[0063]場曲(field curvature)和像散與近軸軸向光線距光軸的高度h的平方成比例，還與近軸離軸主光線距光軸的高度hbar的平方成比例。在本發(fā)明的透鏡裝置中，有利地對其中高度har不是太小且高度h大于第一負透鏡的高度的第二負透鏡應用非球面，以便除了抑制負畸變之外，還有效地校正場曲和像散。
[0064]此外，在示例1-5中，為了有效地校正場曲和像散，第二負透鏡的兩個面有利地都是非球面。
[0065]條件式(I)定義整個系統(tǒng)的焦距f與第一透鏡單元的焦距fl之比。同樣地，條件式(2)定義整個系統(tǒng)的焦距f與第二透鏡單元的焦距f2之比。如果超過條件式(I)的上限，那么入射在第二透鏡單元上的光束(light flux)的收斂度變得過大，從而變得難以確保足夠的反焦距。如果達不到條件式(I)的下限，那么入射在第二透鏡單元上的光束的發(fā)散度變得過大，從而變得難以校正各種像差。
[0066]如果超過條件式(2)的上限，那么第二透鏡單元的折光力變得過強，從而變得難以校正各種像差。如果達不到條件式(2)的下限，那么折光力為得過弱，從而變得難以實現(xiàn)對監(jiān)控用途來說足夠寬的場角。有利地進一步如下配置條件式(I)和(2)，
[0067]-0.19<f/fl<0.12…(Ia)和
[0068]0.35<f/f2<0.47...(2a)。
[0069]條件式(3)定義第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值V Ip和
VIn之比。同樣地，條件表達式(4)定義第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值v2p和v2n之比。本發(fā)明的透鏡裝置有利地校正負畸變。因而，為了實現(xiàn)寬場角，要求裝置具有短焦距結構。從而，主要具有成像透鏡單元的重要作用的第二透鏡單元的折光力增大。因而，第二透鏡單元中的每個透鏡的折光力也增大。于是，各種像差的發(fā)生量傾向于增大。為了降低具有正折光力的第二透鏡單元中的每個透鏡的折光力，根據(jù)以下的線性消色差條件式(其中φρ和φη分別是正透鏡和負透鏡的折光力，Vp和Vn分別是正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù))，
[0070]Φ p/ V p+ φ n/ V n=0
[0071]正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)之比vp/ V η有利地被配置成盡可能地大。
[0072]同時，如果第二透鏡單元的阿貝常數(shù)比被配置成大，那么會過度校正第二透鏡單元的軸向色差。因而，第一透鏡單元的阿貝常數(shù)比有利地被配置成在適當平衡被過度校正的軸向色差的范圍內(nèi)。
[0073]如果超過條件式(3 )的上限，那么軸向色差被太過度地校正，或者變得難以兼容橫向色差的校正。如果達不到條件式(3)的下限，那么軸向色差校正太不足，或者變得難以兼容橫向色差的校正。如果超過條件式(4)的上限，那么軸向色差被太過度地校正。如果達不到條件式(4)的下限，那么第二透鏡單元的每個透鏡的折光力變得過強，以致增大各種像差，從而變得難以獲得高光學性能。有利地進一步如下配置條件式(3)和(4)，
[0074]0.28〈 V Ip/V 1η〈0.57...(3a)和
[0075]3.20〈 V 2p/V 2n〈4.80...(4a)。
[0076]在最大像高Y處的入射光線的半場角被定義為ω。本發(fā)明的示例1-5的透鏡裝置滿足以下條件。
[0077]0.7〈Y/{fXtan(co)}〈l.0...(5)
[0078]如下表示計算理想像高的表達式，
[0079]Y=f X tan ( ω ) 0
[0080]像高和場角的正切彼此成比例。然而，畸變的影響導致非線性。本發(fā)明的透鏡裝置把負畸變抑制到小到約-10%。因而，條件式(5)具有接近于1.0的值，這意味著一比例關系O
[0081]如果超過條件式(5)的上限，那么變得難以校正離軸像差，比如暈圈和彗形像差，從而不能獲得高光學性能。如果達不到條件式(5)的下限，那么不能充分抑制畸變。
[0082]有利地進一步如下配置條件式(5)，
[0083]0.85〈Y/{fXtan(co)}〈0.95...(5a)。
[0084]要求諸如監(jiān)控照相機和車載照相機之類的圖像拾取裝置包括無任何聚焦機構的深焦透鏡，以實現(xiàn)高可靠性，機構的簡化，以及尺寸、重量和成本的減小。在深焦透鏡中，從無限遠到最小物距的距離范圍在景深范圍內(nèi)。容許的模糊圈(circle of confus1n)被定義為ε。根據(jù)下式，
[0085]sh=f2/ ( ε XFno)
[0086]最小物距為sh/2,它是超焦距(hyperfocal distance)sh的一半。因而，為了在更寬的距離范圍內(nèi)焦點對準地成像，小的超焦距sh更有利。然而，即使就相同的場角來說，通過大的負畸變實現(xiàn)寬場角的透鏡也具有相對長的焦距。因而，超焦距變長，作為深焦透鏡的操作變得困難。此外，對用于監(jiān)控用途的暗處成像來說，重要的是采用f數(shù)小的明亮透鏡。然而，如果在深焦透鏡中，f數(shù)被配置成較小，那么超焦距增大，從而作為深焦透鏡的操作變得困難。從而，對作為用于監(jiān)控用途的深焦透鏡的操作來說，需要適當?shù)卦O定焦距和f數(shù)。為了解決這些問題，根據(jù)本發(fā)明的透鏡裝置滿足以下條件，
[0087]0.50〈f7(YXFno)〈2.50 (單位 mm)...(6)
[0088]其中Fno是在無限遠處的f數(shù)。
[0089]在上述超焦距sh、ε與圖像拾取元件I的對角方向上的像素節(jié)距ρ成比例。從而，關系ε O^p成立。利用圖像拾取元件的對角方向上的像素的數(shù)目η和最大像高Y，像素節(jié)距P可被表示成ρ=2 X Υ/η。因而，超焦距sh的表示可用表示f2/(YXFno)替換。即，條件式(6)定義超焦距，它是最小物距。如果超過條件式(6)的上限，那么最小物距增大。因而，作為深焦透鏡的操作變得困難，或者變得難以獲得足以用于監(jiān)控用途的場角。相反，如果達不到條件式(6)的下限，那么變得難以為監(jiān)控用途維持足夠的亮度，或者透鏡的折光力變強，從而變得難以獲得低畸變和高性能。更有利的是如下配置條件式(6)，
[0090]0.70〈f7(YXFno)〈2.10 (單位 mm)...(6a)。
[0091]第一透鏡單元的正透鏡的對于d線的折射率被定義為nip。示例1-5的透鏡裝置有利地滿足以下條件式，
[0092]1.90〈nlp〈2.30...(7)。
[0093]在第一透鏡單元的正透鏡中引起正畸變的同時抑制第一負透鏡和第二負透鏡中的負畸變的發(fā)生。因而，更有效地實現(xiàn)負畸變的降低。為了產(chǎn)生正畸變，需要極大地折射離軸光線。然而，折射導致在周邊像高處的高次暈圈和彗形像差。為了抑制這樣的高次像差，有效的是加強折射率nip且減弱正透鏡的折光力。如果超過條件式(7)的上限，那么就現(xiàn)有透鏡材料來說，阿貝常數(shù)變得過小。因而，軸向色差的校正變得不足，且變得難以兼容橫向色差的校正。如果達不到條件式(7)的下限，那么正透鏡的折光力增大，從而高次暈圈和彗形像差增大。從而變得難以獲得有利的光學性能。更有利的是如下配置條件式(7)，
[0094]1.90〈nlp〈2.15...(7a)。
[0095]在本發(fā)明的實施示例1-5的透鏡裝置中，第二透鏡單元包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡。膠合透鏡的負透鏡和正透鏡的阿貝常數(shù)被分別定義為vcn和vcp。有利地滿足以下條件式。
[0096]3.00< V cp/ V cn<6.00...(8)
[0097]在第二透鏡單元中布置膠合透鏡可更有效地校正色差?；诤驼f明條件式(4)的原因類似的原因，對于色差大程度地做出貢獻的、膠合透鏡的負透鏡和正透鏡之間的大阿貝常數(shù)比的配置可進一步有效降低第二透鏡單元的各個透鏡的折光力。如果超過條件式
(8)的上限，那么軸向色差被太過度地校正。如果達不到條件式(8)的下限，那么第二透鏡單元的各個透鏡的折光力變得太大，各種像差增大。因而，變得難以獲得高光學性能。有利地進一步如下配置條件式(8 )，
[0098]3.70< V cp/ v cn<5.50...(8a)。
[0099]在本發(fā)明的示例1-5的透鏡裝置中，第二透鏡單元包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡。膠合透鏡的負透鏡和正透鏡的折射率被定義為ncn和ncp。有利地滿足以下條件式。
[0100]0.30〈ncn_ncp〈0.60...(9)
[0101]膠合透鏡具有有效校正色差的結構。此外，構成第二透鏡單元中的膠合透鏡的正透鏡和負透鏡的折射率差異大的結構可增大膠合面上對于基準波長(d線)的折光力，并且不僅校正色差而且校正球面像差和彗形像差。如果超過條件式(9)的上限，那么就現(xiàn)有透鏡材料來說，膠合透鏡的阿貝常數(shù)比變得過高，從而軸向色差被過度校正。如果達不到條件式(9)的下限，那么膠合面的折光力變得太小，各個像差增大。因而，變得難以獲得高光學性能。更好的是如下配置條件式(9)，
[0102]0.36〈ncn_ncp〈0.55...(9a)。
[0103]本發(fā)明的示例1-5的透鏡裝置有利地具有下述透鏡結構(A)和(B)任意之一。
[0104](A)按照從物側到像側的順序，第二透鏡單元包括:包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡；正透鏡；和正透鏡。
[0105]在包括固態(tài)圖像拾取元件的圖像拾取裝置中，如果入射在圖像拾取元件上的光線的角度太大，那么周邊光強度降低并且出現(xiàn)陰影。因而，要求透鏡的出射光瞳距像面盡可能遠，以實現(xiàn)大體遠心的結構。
[0106]為了實現(xiàn)這種結構，有效的是使布置在孔徑光闌之后(換句話說，布置在孔徑光闌的像側)的第二透鏡單元具有如上述透鏡結構一樣的后聚焦型結構。
[0107](B)按照從物側到像側的順序，第二透鏡單元包括:包含正透鏡和負透鏡的膠合透鏡；和正透鏡。最靠近像的正透鏡具有非球面。
[0108]可以采用另一種透鏡結構。根據(jù)這種結構，第二透鏡單元包括3個透鏡，在最像側布置的正透鏡上布置非球面。這種結構還可兼容地實現(xiàn)廣角和離軸像差校正。
[0109]下面，說明示例1-5的透鏡結構的特性。
[0110][示例I]
[0111]下面參考圖1，說明本發(fā)明的第一示例的具體透鏡結構。
[0112]圖1是本發(fā)明的示例I (數(shù)值示例I)的透鏡裝置的透鏡截面圖。按照從物側到像側的順序，示例I的透鏡裝置包括:第一透鏡單元Gl ;孔徑光闌SP ;和具有正折光力的第二透鏡單元G2。按照從物側到像側的順序，第一透鏡單元Gl包括:向物側凸起的負彎月透鏡LI ;向物側凸起并且在兩側都具有非球面的負彎月透鏡L2 ;和正透鏡L3。按照從物側到像側的順序，第二透鏡單元G2包括:包含負透鏡L4和正透鏡L5的膠合透鏡；正透鏡L6 ;和正透鏡L7。平行板FL對應于低通濾光器和IR截止濾光器任意之一。像面I對應于接收來自透鏡的被攝體光并且對光進行光電轉換的固態(tài)圖像拾取元件(光電轉換元件)的圖像拾取面。
[0113]表I舉例說明和條件式(I) - (9)有關的示例I的對應值。示例I滿足所有的條件式，從而實現(xiàn)f數(shù)小、場角寬、畸變低、支持具有高分辨率的圖像拾取元件并且獲得高光學性能的透鏡裝置。
[0114][示例2]
[0115]圖3是本發(fā)明的示例2 (數(shù)值示例2)的透鏡裝置的透鏡截面圖。透鏡結構與示例I的結構完全相同。
[0116]表I舉例說明和條件式(I) - (9)有關的示例2的對應值。示例2滿足所有的條件式，從而實現(xiàn)f數(shù)小、場角寬、畸變低、支持具有高分辨率的圖像拾取元件并且獲得高光學性能的透鏡裝置(圖4A和4B)。
[0117][示例3]
[0118]圖5是本發(fā)明的示例3 (數(shù)值示例3)的透鏡裝置的透鏡截面圖。透鏡結構與示例I的結構完全相同。
[0119]表I舉例說明和條件式(I) - (9)有關的示例3的對應值。示例3滿足所有的條件式，從而實現(xiàn)f數(shù)小、場角寬、畸變低、支持具有高分辨率的圖像拾取元件并且獲得高光學性能的透鏡裝置(圖6A和6B)。
[0120][示例4]
[0121]圖7是本發(fā)明的示例4 (數(shù)值示例4)的透鏡裝置的透鏡截面圖。按照從物側到像側的順序，示例4的透鏡裝置包括:第一透鏡單元Gl ;孔徑光闌SP ;和具有正折光力的第二透鏡單元G2。第一透鏡單元Gl包括:向著物側凸起的負彎月透鏡LI ;向著物側凸起并且具有兩個非球面的負彎月透鏡L2 ;和正透鏡L3。按照從物側到像側的順序，第二透鏡單元G2包括:包含正透鏡L4和負透鏡L5的膠合透鏡；和具有兩個非球面的正透鏡L6。平行板FL對應于低通濾光器和IR截止濾光器任意之一。像面I對應于接收來自透鏡的被攝體光并且對光進行光電轉換的固態(tài)圖像拾取元件(光電轉換元件)的圖像拾取面。
[0122]表I舉例說明和條件式(I) - (9)有關的示例4的對應值。示例4滿足所有的條件式，從而實現(xiàn)f數(shù)小、場角寬、畸變低、支持具有高分辨率的圖像拾取元件并且獲得高光學性能的透鏡裝置(圖8A和SB)。
[0123][示例5]
[0124]圖9是本發(fā)明的示例5 (數(shù)值示例5)的透鏡結構的透鏡截面圖。透鏡結構和示例4的結構完全相同。
[0125]表I舉例說明和條件式(I) - (9)有關的示例5的對應值。示例5滿足所有的條件式，從而實現(xiàn)f數(shù)小、場角寬、畸變低、支持具有高分辨率的圖像拾取元件并且獲得高光學性能的透鏡裝置(圖1OA和10B)。
[0126]第二實施例
[0127]下面，說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的透鏡裝置。
[0128]說明示例6-10的特性。這里，在示例6-10中，說明在安裝球罩的情況下的值。
[0129]從物側到像側，與根據(jù)本發(fā)明的示例6-10相應的透鏡裝置包括:可拆卸的同心形狀的球罩；和示例I的透鏡裝置的光學系統(tǒng)，即，包括第一透鏡單元，孔徑光闌，和具有正折光力的第二透鏡單元的光學系統(tǒng)。本實施例還包括用于根據(jù)球罩的有無來改變第一透鏡單元和第二透鏡單元之間在光軸上的空氣間隔的單元。
[0130]圖22圖解說明本發(fā)明的透鏡裝置中的光路圖的示例。在圖22中，在孔徑光闌SP處軸向光線A大體平行于光軸地通過，而離軸光線B相對于光軸傾斜地通過。改變位置間隔(即第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔)可以只校正離軸光線而不影響軸向光線。
[0131]圖11是當安裝有球罩時示例6的透鏡裝置的透鏡截面圖。在不安裝球罩的情況下此示例的透鏡裝置的透鏡截面圖和圖1中圖解所示的截面圖相同。按照從物側到像側的順序，布置球罩C、第一透鏡單元G1、孔徑光闌SP和第二透鏡單元G2。像面IP對應于固態(tài)圖像拾取元件(光電轉換元件)的圖像拾取面。
[0132]在后面提及的示例6-10之中，上述透鏡單元的示意結構相同。
[0133]與根據(jù)本發(fā)明的示例6-10相應的透鏡裝置滿足以下條件。
[0134]Ld是在安裝球罩的情況下球罩的像側面和第一透鏡單元的物側面之間在光軸上的空氣間隔。D12是在安裝球罩的情況下從第一透鏡單元的物側面到第二透鏡的像側面的光軸上的厚度。f是光學系統(tǒng)(包括第一透鏡單元、孔徑光闌和具有正折光力的第二透鏡單元的光學系統(tǒng))的焦距。fd是球罩的焦距。Π是第一透鏡單元的焦距。以下式子被滿足。
[0135]0.02〈Ld/D12〈l.00...(10)
[0136]-0.0060<f/fd<-0.0009...(11)
[0137]-0.25<f/fl<0.20...(12)
[0138]條件式(10)定義在安裝球罩的情況下從第一透鏡單元的物側面到第二透鏡的像側面的光軸上的厚度與球罩的像側面和第一透鏡單元的物側面之間的空氣間隔之比的范圍。條件式(10)的滿足兼容地減小球罩的尺寸并且抑制在安裝球罩情況下的成像范圍周邊性能的降級。如果超過條件式(10)的上限，那么從球罩到第一透鏡單元的間隔變得太大，從而增大球罩的尺寸，這是不利的。如果達不到條件式(10)的下限，那么從球罩到第一透鏡單元的間隔變得太小，離軸光線到球罩上的入射角變大，成像范圍周邊性能降級，這是不利的。
[0139]條件式(11)定義光學系統(tǒng)的焦距和球罩的焦距之比。條件式(11)的滿足可減小球罩的尺寸并且抑制在安裝球罩的情況下的性能的降級。如果超過條件式(11)的上限，那么球罩的折光力變得太弱，從而增大球罩的尺寸。如果達不到條件式(11)的下限，那么球罩的折光力變得太強，從而當安裝球罩時使成像范圍周邊性能降級。這種降級是不利的。
[0140]條件式(12)定義光學系統(tǒng)的焦距和第一透鏡單元的焦距之比。如果超過條件式
(12)的上限，那么入射到第二透鏡單元上的軸向光線的收斂度變得太大。如果收斂度變得太大，那么在根據(jù)球罩的有無來改變第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的空氣間隔期間，球面像差的變動變大。這種大變動是不利的。此外，如果收斂度變得太大，那么變得難以確保足夠的反焦距。如果達不到條件式(12)的下限，那么入射到第二透鏡單元上的光束的發(fā)散度變得太大，并且在根據(jù)球罩的有無來改變第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的空氣間隔期間，球面像差的變動變大。這種大變動是不利的。此外，如果發(fā)散度變得太大，那么因此變得難以校正各種像差。
[0141]此外，有利地如下配置條件式(10)- (12)，
[0142]0.04〈Ld/D12〈0.90...(10a)
[0143]-0.0050<f/fd<-0.0015...(Ila)
[0144]-0.19<f/fl<0.12...(12a)。
[0145]此外，在示例5-10中，Θ p是在與光軸的交點處離軸主光線和光軸之間的角度；離軸主光線對應于由圖像拾取元件接收的被攝體光中的最大像高。f2是第二透鏡單元的焦距。Φ?是在安裝球罩的情況下對無限遠的物體來說的光學系統(tǒng)的入射光瞳直徑。Φ(1/2是在球罩的物側面上的最大光線高度(對應于最大像高的離軸光線通過球罩的位置和光軸之間的距離)。Rl是球罩的物側面的曲率半徑。R2是球罩的像側面的曲率半徑。有利地進一步滿足以下條件式至少之一。
[0146]0.30〈|sin θ ρ|〈0.70...(13)
[0147]0.33<f/f2<0.60...(14)
[0148]0.010<ΦνΦ(1<0.180...(15)
[0149]20.0〈(R1+R2) / (R1-R2)〈80.0...(16)
[0150]條件式(13)定義在孔徑光闌位置處離軸主光線和光軸之間的角度的范圍；離軸主光線對應于在最大像高處由圖像拾取元件接收的被攝體光。條件式(13)的滿足可抑制當?shù)谝煌哥R單元和第二透鏡單元之間的間隔根據(jù)球罩的有無而變化時在成像范圍周邊的焦點偏離。如果超過條件式(13)的上限，那么在第二透鏡單元上的入射角變得太大，從而取決于間隔變化的離軸像差的變動變大。這種變動給制造帶來困難。如果達不到條件式(13)的下限，那么在第二透鏡單元上的入射角變得太小，從而增大間隔調(diào)整量，并且增大光學系統(tǒng)的尺寸，這是不利的。
[0151]條件式(14)定義整個系統(tǒng)的焦距f和第二透鏡單元的焦距f2之比。如果超過條件式(14)的上限，那么第二透鏡單元的折光力變得太強，從而各種像差的校正變得困難。如果達不到條件式(14)的下限，那么折光力變得太弱，從而變得難以獲得對監(jiān)控用途來說足夠寬的場角。
[0152]條件式(15)定義在安裝球罩的情況下對無限遠的物體來說的光學系統(tǒng)的入射光瞳直徑與球罩的物側面的最大光線高度的2倍之比。條件式(15)的滿足抑制根據(jù)球罩的有無的性能的變動。如果超過條件式(15)的上限，那么在球罩上的最大光線高度變得太小，從而球罩接近光學系統(tǒng)。因而，球罩的折光力變得過強，當安裝球罩時周邊性能降級。這種降級是不利的。此外，由于光學系統(tǒng)的入射光瞳直徑增大，所以球面像差的變動根據(jù)球罩的有無而增大。這種增大是不利的。如果達不到條件式(6)的下限，那么球罩的最大光線高度變得過大，從而增大球罩的尺寸。這種增大是不利的。
[0153]條件式(16)定義球罩的物側面和像側面的形狀。如果超過條件式(16)的上限，那么球罩的物側面和像側面的曲率半徑變得過大，從而增大球罩的尺寸。這種增大是不利的。如果達不到條件式(16)的下限，那么球罩的物側面和像側面的曲率半徑變得過小，從而增強球罩的折光力。從而，各種像差根據(jù)球罩的有無而大幅變動。這種變動是不利的。
[0154]有利地進一步如下配置條件式(13) - (16)的數(shù)值范圍，
[0155]0.40〈 I sin θ ρ I〈0.60...(13a)
[0156]0.35<f/f2<0.47...(14a)
[0157]0.030< Φ t/ Φ d〈0.140...(15a)
[0158]25.0〈(R1+R2) / (R1-R2)〈65.0...(16a)。
[0159]在示例6-10中，有利地進一步滿足以下條件。
[0160]0.50〈f7(YXFno)〈2.50 (單位 mm)...(17)
[0161]其中f是整個系統(tǒng)的焦距，Y是最大像高，F(xiàn)no是在無限遠聚焦狀態(tài)下的開放f數(shù)。
[0162]本發(fā)明的光學系統(tǒng)采用深焦透鏡，從而有利地實現(xiàn)無焦點調(diào)整機構的圖像拾取裝置。在深焦透鏡中，從無限遠到最小物距的距離范圍在景深的范圍內(nèi)。最小物距為sh/2，它是超焦距sh的一半。因而，為了在更寬的距離范圍內(nèi)焦點對準地成像，小的超焦距sh更有利。
[0163]條件式(17 )定義深焦透鏡中的超焦距(它是最小物距)。超焦距sh被定義為sh=f2/(eXFno)，其中ε是容許的模糊圈。此外，ε與圖像拾取元件I的對角方向上的像素節(jié)距P成比例。從而，關系ε ocp成立。利用圖像拾取元件的對角方向上的像素的數(shù)目η和最大像高Y，像素節(jié)距P可被表示成ρ=2ΧΥ/η。因而，超焦距sh的表示可用表示sh - f2/(YXFno)替換。如果超過條件式(17)的上限，那么最小物距增大。因而，作為深焦透鏡的操作變得困難，或者變得難以獲得足夠的場角。這種困難是不利的。相反，如果達不到條件式(17)的下限，那么變得難以維持足夠的亮度，或者透鏡的折光力變強，從而變得難以獲得高性能。這種困難是不利的。
[0164]此外，有利地如下配置條件式(17)，
[0165]0.90〈f7(YXFno)〈l.80 (單位 mm)...(17a)。
[0166][示例6]
[0167]下面參考圖11，說明示例6 (數(shù)值示例6)的各個單元的透鏡結構，圖11是在安裝球罩的情況下的截面圖。在該透鏡截面圖中，左側對應于物側，右側對應于像側。按照從物側到像側的順序，示例6的透鏡裝置包括:可拆卸的球罩C ;第一透鏡單元Gl ;光闌SP ;和第二透鏡單元G2。第一透鏡單元Gl包括:兩個負透鏡；和一個正透鏡。第二透鏡單元G2包括:包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡；和兩個正透鏡。圖11圖解說明在安裝有球罩的情況下本發(fā)明的示例6的透鏡裝置的截面圖。在不安裝球罩C的情況下，結構和布置與圖1中圖解所示的示例I的透鏡裝置的結構和布置相同。為了抑制根據(jù)球罩C的有無的成像范圍周邊的焦點偏離，第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的空氣間隔被改變。在示例6中，空氣間隔的變化量為0.055_。與在不安裝球罩的情況下(示例I的透鏡裝置的布置)相比，在安裝球罩的情況下，空氣間隔縮短0.055mm。圖12圖解說明在安裝有球罩的情況下示例6的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。在不安裝球罩C的情況下，縱向像差圖和圖2A中圖解所示的示例I的透鏡裝置的縱向像差圖相同。在像差圖中，對于d線和g線圖解說明了球面像差，對于d線圖解說明了子午像面(Λ M)和弧矢像面(Λ S)上的像散，并且對于g線圖解說明了橫向色差。Fno是f數(shù)。ω是半場角。在所有的后續(xù)像差圖中，以0.1mm的尺度圖解說明球面像差，以0.1mm的尺度圖解說明像散，以10%的尺度圖解說明畸變，并以0.02mm的尺度圖解說明橫向色差。在數(shù)值示例中描述的焦距的值的單位為毫米。在所有以下數(shù)值示例中，情形完全相同。根據(jù)圖12和2A之間的比較，顯然有利地抑制了根據(jù)球罩C的有無而相對于光軸位置在成像范圍周邊的焦點位置的變動。
[0168][示例7]
[0169]按照從物側到像側的順序，示例7(數(shù)值示例7)的透鏡裝置包括:可拆卸的球罩C ；和不例2的光學系統(tǒng),該光學系統(tǒng)是包括第一透鏡單兀G1、光闌SP和第二透鏡單兀G2的光學系統(tǒng)。注意本示例的光學系統(tǒng)具有能夠改變第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的間隔的結構。第一透鏡單元Gl包括兩個負透鏡，和一個正透鏡。第二透鏡單元G2包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡，和兩個正透鏡。圖13圖解說明在安裝有球罩的情況下本發(fā)明的示例7的透鏡裝置的截面圖。在不安裝球罩C的情況下，布置與圖3中圖解所示的示例2的透鏡裝置的布置相同。在示例7中，根據(jù)球罩的有無的空氣間隔的變化量為0.013_。與在不安裝球罩的情況下相比，在安裝球罩的情況下，空氣間隔縮短0.013_。圖14圖解說明在安裝有球罩的情況下示例7的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。在不安裝球罩C的情況下，縱向像差圖和圖4A中圖解所示的示例2的透鏡裝置的縱向像差圖相同。根據(jù)圖14和4A之間的比較，顯然有利地抑制了根據(jù)球罩C的有無而相對于光軸位置在成像范圍周邊的焦點位置的變動。
[0170][示例8]
[0171]按照從物側到像側的順序，示例8 (數(shù)值示例8)的透鏡裝置包括:可拆卸的球罩C ;和不例3的光學系統(tǒng),該光學系統(tǒng)是包括第一透鏡單兀G1、光闌SP和第二透鏡單兀G2的光學系統(tǒng)。注意本示例的光學系統(tǒng)具有能夠改變第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的間隔的結構。第一透鏡單元Gl包括兩個負透鏡，和一個正透鏡。第二透鏡單元G2包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡，和兩個正透鏡。圖15圖解說明在安裝有球罩的情況下本發(fā)明的示例8的透鏡裝置的截面圖。在不安裝球罩C的情況下，布置與圖5中圖解所示的示例3的透鏡裝置的布置相同。在示例8中，根據(jù)球罩的有無的空氣間隔的變化量為0.081mm。與在不安裝球罩的情況下相比，在安裝球罩的情況下，空氣間隔縮短0.081mm。圖16是在安裝有球罩的情況下示例8的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。在不安裝球罩C的情況下，縱向像差圖和圖6A中圖解所示的示例3的透鏡裝置的縱向像差圖相同。根據(jù)圖16和6A之間的比較，顯然有利地抑制了根據(jù)球罩C的有無而相對于光軸位置在成像范圍周邊的焦點位置的變動。
[0172][示例9]
[0173]按照從物側到像側的順序，示例9(數(shù)值示例9)的透鏡裝置包括:可拆卸的球罩C ；和不例4的光學系統(tǒng),該光學系統(tǒng)是包括第一透鏡單兀G1、光闌SP和第二透鏡單兀G2的光學系統(tǒng)。注意本示例的光學系統(tǒng)具有能夠改變第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的間隔的結構。第一透鏡單元Gl包括兩個負透鏡，和一個正透鏡。第二透鏡單元G2包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡，和一個正透鏡。圖17圖解說明在安裝有球罩的情況下本發(fā)明的示例9的透鏡裝置的截面圖。在不安裝球罩C的情況下，布置與圖7中圖解所示的示例4的透鏡裝置的布置相同。第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的空氣間隔根據(jù)球罩的有無而被改變。在示例9中，空氣間隔的變化量為0.061_。與在不安裝球罩的情況下相比，在安裝球罩的情況下，空氣間隔縮短0.061_。圖18圖解說明在安裝有球罩的情況下示例9的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。在不安裝球罩C的情況下，縱向像差圖和圖8A中圖解說明的示例4的透鏡裝置的縱向像差圖相同。根據(jù)圖18和8A之間的比較，顯然有利地抑制了根據(jù)球罩C的有無而相對于光軸位置在成像范圍周邊的焦點位置的變動。
[0174][示例10]
[0175]按照從物側到像側的順序，示例10 (數(shù)值示例10)的透鏡裝置包括:可拆卸的球罩C ;和不例4的光學系統(tǒng),該光學系統(tǒng)是包括第一透鏡單兀G1、光闌SP和第二透鏡單兀G2的光學系統(tǒng)。注意，本不例的光學系統(tǒng)具有能夠改變第一透鏡單兀Gl和第二透鏡單兀G2之間的間隔的結構。第一透鏡單元Gl包括兩個負透鏡，和一個正透鏡。第二透鏡單元G2包括包含正透鏡和負透鏡的膠合透鏡，和一個正透鏡。圖19圖解說明在安裝有球罩的情況下本發(fā)明的示例10的透鏡裝置的截面圖。在不安裝球罩C的情況下，布置和圖9中圖解所示的示例5的透鏡裝置的布置相同。第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的空氣間隔根據(jù)球罩的有無而被改變。在示例10中，根據(jù)球罩的有無的空氣間隔的變化量為0.080mm。與在不安裝球罩的情況下相比，在安裝球罩的情況下，空氣間隔縮短0.0SOmm0圖20圖解說明在安裝有球罩的情況下示例10的透鏡裝置在Im的物距下的縱向像差圖。在不安裝球罩C的情況下，縱向像差圖與圖1OA中圖解所示的示例5的透鏡裝置的縱向像差圖相同。根據(jù)圖20和1A之間的比較，顯然有利地抑制了根據(jù)球罩C的有無而相對于光軸位置在成像范圍周邊的焦點位置的變動。
[0176]圖21A和21B是圖解說明用于改變本發(fā)明的示例6_10任意之一的透鏡裝置的第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間在光軸上的空氣間隔的單元的示例的示意圖。如圖21A和21B中圖解所示，第一透鏡單元Gl由鏡筒Tl保持，第二透鏡單元G2由鏡筒T2保持。鏡筒Tl和T2由未圖示的機構以能夠繞光軸旋轉的方式機械連接。根據(jù)該機構，當相對于鏡筒T2沿著某個方向旋轉鏡筒Tl時，相對于鏡筒T2使鏡筒Tl前進。結果，第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的間隔增大。圖21A圖解說明球罩C。圖21A圖解說明球罩C被安裝在透鏡裝置的光學系統(tǒng)上的狀態(tài)。圖21B圖解說明球罩C離開透鏡裝置的光學系統(tǒng)的狀態(tài)。通過使鏡筒Tl旋轉規(guī)定的旋轉角度，調(diào)整第一透鏡單元Gl和第二透鏡單元G2之間的間隔。利用這種機構改變間隔可抑制根據(jù)待安裝在光學系統(tǒng)上的球罩C的有無而相對于中心在成像范圍周邊的焦點位置的變動。圖21A和21B圖解說明用于改變本發(fā)明的透鏡裝置的第一透鏡單元和第二透鏡單元之間在光軸上的空氣間隔的機構的一個示例。當然可以采用改變所述間隔的其它單元。例如，所述機構可以是通過焦點調(diào)節(jié)機構使第一透鏡單元前進的機構，或者通過改變限定透鏡間隔的間隔件的厚度來改變透鏡間隔的機構。
[0177]如上所述，示例6-10的透鏡裝置抑制根據(jù)球罩的有無而相對于成像范圍的中心在成像范圍周邊的焦點位置的變動，并且實現(xiàn)具有高光學性能的小型光學系統(tǒng)。
[0178]圖23是采用示例1-10任意之一的透鏡裝置作為圖像光學系統(tǒng)的圖像拾取裝置110的主要部分的示意圖。圖23圖解說明示例1-10任意之一的透鏡裝置101，第一透鏡單元102，孔徑光闌SP，和第二透鏡單元103。圖像拾取單元109包括圖像拾取元件。
[0179]驅動單元108是電驅動聚焦單元和孔徑光闌SP的馬達。檢測單元107(比如編碼器、電位計或光傳感器)用于檢測聚焦單元在光軸上的位置或者孔徑光闌SP的孔徑。玻璃塊104對應于照相機109中的低通濾光器或者IR截止濾光器。固態(tài)圖像拾取元件105 (光電轉換元件)(比如CXD傳感器或CMOS傳感器)接收由透鏡裝置101形成的被攝體像的光。CPU106控制透鏡裝置101的各種驅動以及圖像處理的操作。
[0180]本發(fā)明的透鏡裝置對圖像拾取照相機的這種應用實現(xiàn)了光學性能高的圖像拾取
>J-U ρ?α裝直。
[0181]上面說明了本發(fā)明的有利示例。然而，本發(fā)明顯然并不局限于這些示例。在本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以不同地改變或修改本發(fā)明。
[0182]下面說明本發(fā)明的相應示例1-10的數(shù)值示例1-10。在每個數(shù)值例中，面編號指示從物側起的面的順序。r是曲率半徑。d是透鏡厚度或面間隔。nd和vd分別是光學組件的對于d線的折射率和以d線為基準的阿貝常數(shù)。有效直徑是光線通過的最大有效區(qū)域。非球面的面編號被指派符號*。在本說明書中，折射率和阿貝常數(shù)分別是對于d線的折射率和以d線為基準的阿貝常數(shù)。
[0183]X軸沿著光軸方向延伸。H軸沿著垂直于光軸的方向延伸。光行進方向被定義為正向。R是近軸曲率半徑。k是錐形常數(shù)。A4、A6、A8、A10和A12分別是非球面系數(shù)。非球面形狀用式A表示?！癳-Z”意味“X10_z”。
[0184][式I]
[0185]
X = 1--+ AhH'' 十 — Aimil' 一 Al(A)
1+力—《卜/i)(W/f)2' '
[0186]數(shù)值示例I
[0187]單位_
[0188]面數(shù)據(jù)
[0189]

【權利要求】
1.一種透鏡裝置，包括光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)按照從物側到像側的順序包括:第一透鏡單元；孔徑光闌；和具有正折光力的第二透鏡單元， 其中，第一透鏡單元按照從物側到像側的順序包括第一負透鏡、第二負透鏡和正透鏡，并且 第二透鏡單元包括至少一個負透鏡和至少兩個正透鏡， 第一透鏡單元的第一負透鏡和第二負透鏡是具有向著物側的凸面的彎月透鏡， 第一透鏡單元的第二負透鏡具有至少一個非球面，并且 以下式子被滿足:
-0.25<f/fl<0.20,
.0.33<f/f2<0.60,
.0.20〈 V Ip/ V1η〈0.70 和
.3.00〈 V 2ρ/ V 2n<6.00 其中，f是光學系統(tǒng)的焦距，Π和f2分別是第一透鏡單元和第二透鏡單元的焦距，vlp和V In分別是第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值，且v2p和v2n分別是第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數(shù)的平均值。
2.一種圖像拾取裝置，包括: 根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置；和 接收來自透鏡裝置的被攝體光的圖像拾取元件，其中， 以下式子被滿足:
.0.7〈Y/{fXtan(co)}〈l.0 其中，Y是在圖像拾取元件上的最大像高，且ω是在最大像高處的半場角。
3.一種圖像拾取裝置，包括: 根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置；和 接收來自透鏡裝置的被攝體光的圖像拾取元件，其中， 以下式子被滿足:
.0.50mm〈f7(YXFno)〈2.50mm 其中，Y是在圖像拾取元件上的最大像高，且Fno是在無限遠狀態(tài)下的f數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置，其中， 以下式子被滿足:
.1.90〈η1ρ〈2.30 其中，nip是第一透鏡單元的正透鏡的對于d線的折射率。
5.根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置， 其中，第二透鏡單元包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡，并且 以下式子被滿足:
.3.00< V cp/ V cn<6.00 其中，vcn和V cp分別是膠合透鏡的負透鏡和正透鏡的阿貝常數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置， 其中，第二透鏡單元包括包含負透鏡和正透鏡的膠合透鏡，并且 以下式子被滿足:.0.30〈ncn_ncp〈0.60 其中，ncn和ncp分別是膠合透鏡的負透鏡和正透鏡的對于d線的折射率。
7.根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置，其中，第二透鏡單元按照從物側到像側的順序包括:包含正透鏡和負透鏡的膠合透鏡；正透鏡；和正透鏡。
8.根據(jù)權利要求1所述的透鏡裝置，其中，第二透鏡單元按照從物側到像側的順序包括:包含正透鏡和負透鏡的膠合透鏡；和正透鏡，其中，在最像側布置的正透鏡具有非球面。
9.一種圖像拾取裝置，包括: 根據(jù)權利要求4到8中任一項所述的透鏡裝置；和 接收來自透鏡裝置的被攝體光的圖像拾取元件，并且 以下式子被滿足: . 0.7〈Y/{fXtan(co)}〈l.0 其中，Y是在圖像拾取元件上的最大像高，且ω是在最大像高處的半場角。
10.一種圖像拾取裝置，包括: 根據(jù)權利要求4到8中任一項所述的透鏡裝置；和 接收來自透鏡裝 置的被攝體光的圖像拾取元件，并且 以下式子被滿足: . 0.50mm〈f7(YXFno)〈2.50mm 其中，Y是在圖像拾取元件上的最大像高，且Fno是在無限遠狀態(tài)下的f數(shù)。
11.一種透鏡裝置，包括: 光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)按照從物側到像側的順序包括可拆卸的同心形狀的球罩，第一透鏡單元，孔徑光闌，和具有正折光力的第二透鏡單元；和 配置成改變第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的在光軸上的空氣間隔的單元，其中， 以下式子被滿足: . 0.02〈Ld/D12〈L 00,
-0.0060<f/fd<-0.0009 和
-0.25<f/fl<0.20 其中，Ld是在安裝球罩的情況下球罩的像側面和第一透鏡單元的物側面的在光軸上的空氣間隔，D12是在安裝球罩的情況下從第一透鏡單元的物側面到第二透鏡單元的像側面的在光軸上的厚度，f是光學系統(tǒng)的焦距，fd是球罩的焦距，且Π是第一透鏡單元的焦距。
12.根據(jù)權利要求11所述的透鏡裝置，其中， 以下式子被滿足: . 0.33<f/f2<0.60 其中，f2是第二透鏡單元的焦距。
13.根據(jù)權利要求11所述的透鏡裝置，其中， 以下式子被滿足:
.20.0〈(R1+R2)/(R1-R2)<80.0 其中，Rl是球罩的物側面的曲率半徑，且R2是球罩的像側面的曲率半徑。
14.一種圖像拾取裝置，包括:根據(jù)權利要求11所述的透鏡裝置；和 接收來自透鏡裝置的被攝體光的圖像拾取元件，其中， 以下式子被滿足: . 0.30〈|sinθ ρ|〈0.70 其中，Θ P是在離軸主光線與光軸之間的交點處在所述主光線和光軸之間的角度，所述主光線對應于由圖像拾取元件接收的被攝體光中的最大像高。
15.根據(jù)權利要求14所述的圖像拾取裝置，其中， 以下式子被滿足:
.0.01<ΦνΦ(1<0.18 其中，Φ?是在安裝球罩的情況下對于無限遠物體的光學系統(tǒng)的入射光瞳直徑，且Φ(1/2是球罩的物側面的最大光線高度。
16.根據(jù)權利要求14或15所述的圖像拾取裝置， 其中，光學系統(tǒng)滿足以下式子:
.0.50mm〈f7(YXFno)〈2.50mm 其中，Y是在圖像拾取元件上的最大像高，且Fno是在無限遠聚焦狀態(tài)下的f數(shù)。
【文檔編號】G02B13/06GK104076492SQ201410112301
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2013年3月29日
【發(fā)明者】井元悠, 江口陽介, 三條陽太郎 申請人:佳能株式會社