[發明專利]透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置

有效

• 申請號: 201410112301.3
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104076492B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 井元悠;江口陽介;三條陽太郎
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/06;G02B13/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 宋巖

技術領域

本發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控照相機、車載照相機、攝像機、數字靜態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

通常，作為諸如監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No.4186560和日本專利No.5045300及日本專利申請特開No.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。

在許多監控照相機中，同心形狀的球罩被安裝在圖像拾取系統上并用于圖像拾取系統的保護和絕熱。由于球罩具有折光力，因此光學性能根據球罩的有無而變化。日本專利申請特開No.2011-81110公開一種利用布置在球罩和圖像拾取系統之間的校正透鏡來校正根據球罩的有無的光學性能的變動。

近年來，要求諸如監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。

遺憾的是，正如日本專利No.4186560和日本專利No.5045300及日本專利申請特開No.2012-18422一樣，通過實現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。

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。

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。

近年來，作為監控照相機，需要作為包括用于圖像拾取系統的保護和絕熱的球罩并且同時實現高光學性能和尺寸減小的圖像拾取裝置的產品。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球罩的有無而增大。特別地，在廣角透鏡中，根據球罩的有無，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。在日本專利申請特開No.2011-81110中，在球罩和圖像拾取系統之間布置校正透鏡，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之間的間隔增大，從而又增大圖像拾取裝置的尺寸。

發明內容

本發明的透鏡裝置包括光學系統，所述光學系統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/f1<0.20，

0.33<f/f2<0.60，

0.20<ν1p/ν1n<0.70和

3.00<ν2p/ν2n<6.00

其中，f是光學系統的焦距，f1和f2分別是第一透鏡單元和第二透鏡單元的焦距，ν1p和ν1n分別是第一透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數的平均值，且ν2p和ν2n分別是第二透鏡單元的正透鏡和負透鏡的阿貝常數的平均值。

本發明的另一方面的透鏡裝置包括：光學系統，所述光學系統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：

0.02<Ld/D12<1.00，

-0.0060<f/fd<-0.0009和

-0.25<f/f1<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是光學系統的焦距，fd是球罩的焦距，且f1是第一透鏡單元的焦距。