广角镜系统技术方案

一种广角镜系统包括：从物体一侧起，（１）由玻璃构成的第一透镜元件，其两个表面都被形成为对物体一侧是凸面的弯月形的球面，并具有负的光放大率；（２）由塑料构成的第二透镜元件，具有对图像一侧是凸面的弯月形和正的光放大率；（３）孔径光阑；以及（４）由塑料构成的第三透镜元件，具有对图像一侧是凸面的弯月形，并具有正的光放大率，而该广角镜系统总共包括三个透镜元件。这样就可提供一种具有良好光学性能、低成本的小型超广角镜系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种小型广角镜系统，具体地说，涉及一种用于固态图像传感器的低成本、小型超广角镜系统，该超广角镜系统适用于诸如电视电话、视频对讲电话、监控相机、车载相机等数字图像摄像设备，该广角镜系统具有良好的光学性能，具有约为170度的总视角。
技术介绍
人们已普遍地知道用于固态图像传感器的广角镜系统。例如，第H6-34879号日本专利申请公示和第2001-337268号日本专利申请公示公开了三透镜结构的广角镜系统。但是，这些广角镜系统具有120度的总视角，这样的视角不能胜任相摄超广角的范围。另一方面，第2004-102162号日本专利申请公告公开了一种超广角镜系统，它对拍摄区能提供约为170度的总视角。但是，这种超广角镜系统是由多达总共为八个透镜元件组成，具有复杂的结构和很长的总透镜长度。
技术实现思路
有鉴于上述的问题，本专利技术的目的是提供一种具有优良光学性能的低成本、小型超广角镜系统。为达到上述目的，根据本专利技术一个方面的广角镜系统基本上包括从物体一侧起，(1)由玻璃构成的第一透镜元件，其两个表面同样形成为对物体一侧是凸面的弯月形的球面，并具有负的光放大率；(2)第二透镜元件，它具有对图像一侧是凸面的弯月形，并具有正的光放大率；(3)孔径光阑；以及(4)第三透镜元件，它具有对图像一侧是凸面的弯月形，并具有正的光放大率。为达到上述目的，根据本专利技术另一方面的广角镜系统基本上包括从物体一侧起，(1)由玻璃构成的第一透镜元件，其两个表面同样被形成为对物体一侧是凸面的弯月形的球面，并具有负的光放大率；(2)由塑料构成的第二透镜元件，它具有至少一个非球面的表面，并具有正的光放大率；(3)孔径光阑；以及(4)由塑料构成的第三透镜元件，它具有至少一个非球面的表面，并具有正的光放大率。在根据本专利技术的上述广角镜系统中，较佳的是要满足下面的条件公式(1)2W＞150° (1)此处，2W表示总视角。在根据本专利技术的上述广角镜系统中，较佳的是要满足下面的条件公式(2)1＜T3/F＜3.5 (2)此处，T3表示第二透镜元件的轴向厚度，以及F表示整个系统的焦距。在根据本专利技术的上述广角镜系统中，较佳的是要满足下面的条件公式(3)-0.5＜F/F1＜-0.1 (3)此处，F表示整个系统的焦距，以及F1表示第一透镜元件的焦距。根据本专利技术可提供一种具有优良光学性能的低成本、小型广角镜系统。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例(示例1)的广角镜系统的透镜结构图；图2是根据本专利技术第二实施例(示例2)的广角镜系统的透镜结构图；图3A是在示例1中透镜系统的球面像差图；图3B是在示例1中透镜系统的像散图；图3C是在示例1中透镜系统的畸变图；图4A是在示例2中透镜系统的球面像差图；图4B是在示例2中透镜系统的像散图；图4C是在示例2中透镜系统的畸变图。具体实施例方式参照附图将给出根据本专利技术广角镜系统的实施例的描述。在本文件中，术语“放大率”表示由焦距倒数所限定的一个量。图1和图2，以光学横截面分别示出第一和第二实施例超广角镜系统的结构。这些超广角镜系统每个都是固定焦距的透镜元件，它把光学图像形成于固态的图像传感器，例如CCD上。这些超广角镜系统各包括第一透镜元件FL1，它具有负的光放大率，第二透镜元件FL2，它具有正的光放大率，孔径光阑ST，和第三透镜元件FL3，它具有正的光放大率，它们按所提的顺序从物体一侧起设置，因此包含其中的透镜元件的数目为3个。在第三透镜元件FL3的图像一侧，设置着以平行的平面板形式、对应于光低通滤光器等的玻璃滤光器GF。更准确地说，第一透镜元件FL1是具有对物体一侧是凸面的弯月形的玻璃透镜元件，并具有负的光放大率。第一透镜元件FL1的两表面都被形成为球面。把位于物体一侧最近旁的透镜元件的表面形成为凸面形，可校正发生在具有负的光放大率的透镜元件上的畸变。另外，在物体一侧最近旁用玻璃透镜元件构成第一透镜元件FL1，可减少由诸如温度变化的环境变化造成的性能变坏。而且，用球面玻璃透镜元件构成第一透镜元件FL1，成本可比用非球面玻璃透镜元件构成它的成本更低。第二透镜元件FL2和第三透镜元件FL3各是塑料透镜元件，它们具有对图像一侧是凸面的弯月形，并具有正的光放大率。第二透镜元件FL2和第三透镜元件FL3各有两个表面被形成为非球面。形成具有对图像一侧为凸面的弯月形并具有正的光放大率的第二透镜元件FL2和第三透镜元件FL3，可使发生于具有负的光放大率的第一透镜元件FL1上的各种像差得到良好的校正。另外，用具有至少一个非球面表面的塑料透镜元件构成第二透镜元件FL2和第三透镜元件FL3中的每一个，在所用透镜元件数量方面可显著地减少用球面玻璃透镜元件构成它们中的每一个所用透镜元件的数目。因此，就样就可获得较短的透镜总长度，且还可能以低成本提供广角镜系统。接着，将给出各实施例的广角镜系统必须满足的条件公式的描述。注意，并不需要同时满足上述所有的公式；所以，根据光学结构，通过分别满足各个条件公式可获得相应的机制和效果。从光学性能、减小尺寸、组装等观点来看，很明显，满足多个条件公式是较好的。(条件公式1) 2W＞150° (1)此处2W表示总视角。条件公式(1)限定了总视角的条件。如果条件公式(1)不满足，不能完成拍摄广阔的范围，因此不能用作超广角镜系统。(条件公式2)1＜T3/F＜3.5 (2)此处T3表示第二透镜元件的轴向厚度，以及F表示整个系统的焦距。条件公式(2)限定了用于平衡透镜系统的总长度和对第二透镜元件(FL2)作像差校正的条件。如果T3/F的值变得等于或低于公式(2)的下限，则在减少透镜系统的总长度上变得有利，但显著地导致更差的像差(尤其是场的曲率和畸变像)。相反，如果T3/F的值变得等于或高于条件公式(2)的上限，则在光学性方面变得有利，但导致透镜系统的总长度较长。更佳的是，满足下面的条件公式(2a)1.5＜T3/F＜3 (2a)(条件公式3)-0.5＜F/F1＜-0.1 (3)此处F表示整个系统的焦距，以及F1表示第一透镜元件FL1的焦距。条件公式(3)限定了用于平衡透镜系统的总透镜长度和对第一透镜元件FL1作像差校正的条件。如果F/F1的值变得等于或低于条件公式(3)的下限，则在减少透镜系统的总长度方面变得有利，但显著地导致较差的畸变。相反，如果F/F1的值变得等于或高于公式(3)的上限，则在校正畸变方面变得有利，但导致透镜系统较长的总长度。更佳的是，满足下面的条件公式(3a)。-0.3＜F/F1＜-0.2 (3a)(示例)在下面，将参考透镜的结构数据和其它数据来详细讨论具体实施本专利技术的摄像透镜的实际示例。在下面表示的示例1和示例2分别对应于第一和第二实施例。因此，分别表示第一和第二实施例的透镜结构图(图1和图2)示出对应于示例1和示例2的透镜结构。在各示例的结构数据中，ri(i＝1，2，3，……)表示从物体一侧起计算的第i个表面的曲率半径(以mm为单位)；di(i＝1，2，3，……)表示从物体一侧起计算的第i个表面的轴向距离(以mm为单位)；以及∑d表示光学系统的总长度(以mm为单位)。Ni(i＝1，2，3，……)和vi(i＝1，2，3，……)分别表示从物体一侧起计算的第i个光学元件对d-线的折射率(N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广角镜系统，其特征在于：所述广角镜系统基本上包括：从物体一侧起，由玻璃构成的第一透镜元件，其两个表面都形成为对物体一侧而言是凸面的弯月形的球面，并具有负的光放大率；第二透镜元件，它具有对图像一侧而言是凸面的弯月形，并具有 正的光放大率；孔径光阑；以及第三透镜元件，它具有对图像一侧而言是凸面的弯月形，并具有正的光放大率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：广瀬全利，矶野雅史，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]