[发明专利]广角透镜和图像捕捉装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有大于180度视角的广角透镜和图像捕捉装置。

背景技术

例如，可以在包括车辆中安装的相机和安防相机在内的多种应用中使用广角透镜。对于安装在车辆中的相机的图像捕捉透镜，需要用来捕捉具有广角范围的清晰图像的技术。此外，越来越需要一种在左右方向上以超出180度的广角范围的视角进行同时捕捉的技术。

利用安装在车辆上的相机的图像捕捉透镜确保在左右方向上超出180度视角的角度范围的一个优点在于，例如，可以通过在车辆的四个侧面上都设置一个图像捕捉透镜，实现无死角地、全方向地(即，向前、向后、向左、向右等方向)捕捉车辆环绕视角的图像信息。

值得注意的是例如在日本早期专利公开No.2006-224927中公开了一种用来捕捉车辆的环绕图像的装置。

此外，在例如日本早期专利公开No.2005-227426中公开了一种包括四个透镜的鱼眼类型的广角图像捕捉透镜，其可用来在左右方向上确保至少180度的视角。

根据上述公开文件，使用了由塑料材料制成的非球形表面透镜并且为了努力获得微型化以及减轻重量而将构成图像捕捉透镜的透镜个数减少到四个透镜。然而，由于所公开的透镜结构的对象侧透镜(第一透镜)具有相对大的半径，因此使用上面公开的技术来实现成本降低以及微型化存在着局限。此外，由于可用作透镜材料的塑料具有有限的折射率/阿贝数(Abbe number)范围，因此不能充分地校正倍率色像差(chromatic aberration of magnification)并且非常容易发生彩色镶边(color fringing)。因此，不能充分地缩小透镜厚度，这继而又成为阻止减小图像捕捉透镜的尺寸的障碍。进一步，由于使用了相对大量的具有非球形表面的透镜，因此制造处理中的组装误差或诸如温度的使用环境变化会导致图像退化。

发明内容

本发明的一个方面针对提供一种能够利用广角透镜以超过180度的视角捕捉高质量图像的微型化的图像捕捉装置、一种用来将由广角透镜形成的图像转换为图像信号的图像捕捉设备、以及一种用来对图像信号执行校正处理以便校正在图像信号中反映出的广角透镜的失真、倍率色像差、以及MTF(调制传递函数)特性的影响的电子电路。

本发明的另一方面针对提供一种在图像捕捉装置中使用的微型化的广角透镜，该图像捕捉装置具有在光轴方向上不大于15mm的尺寸以及超过180度的视角。

根据本发明的一个实施例，提供了一种广角透镜，其包括：

按照从对象侧到图像侧的顺序设置的前透镜组和后透镜组，并且在前透镜组和后透镜组之间设置孔径；其中

前透镜组包括具有正光焦度(power)的朝向对象侧设置的至少两个透镜、以及具有负光焦度的朝向图像侧设置的至少一个透镜；

后透镜组包括具有正光焦度的至少一个透镜；

前透镜组中的一个被设置在从对象侧起第二位的透镜具有被设置为非球形表面的透镜面；以及

前透镜组和后透镜组被设置成具有大于180度视角的图像形成系统。

根据本发明的另一实施例，提供了一种图像捕捉装置，其包括：

光学系统，其包括根据本发明实施例的广角透镜；

图像捕捉单元，其用来将由光学系统形成的对象图像转换为图像数据；

存储器，其用来存储由图像捕捉单元所得到的图像数据；

存储器输出控制电路，其用来从存储器读取对应于所指定的视角的相关图像数据；

第一信号处理电路，其用来对相关图像数据执行失真校正，从而校正在相关图像数据中反映出的光学系统的失真的影响；

第二信号处理电路，其用来对相关图像数据执行倍率色像差校正，从而校正在相关图像数据中反映出的光学系统的倍率色像差的影响；以及

第三信号处理电路，其用来对相关图像数据执行调制传递函数校正，从而校正在相关图像数据中反映出的光学系统的调制传递函数的影响。

当参考所附附图来阅读下面的详细说明书时，可以更加清楚明了地理解本发明的其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一特定实施例的广角透镜的配置的示意图；

图2是示出了根据第一特定实施例的广角透镜的示例性散光特性的曲线图；

图3是示出了根据第一特定实施例的广角透镜的示例性失真特性的曲线图；

图4A至图4C是示出了在不同的相对场高度下根据第一特定实施例的广角透镜的示例性彗形特性(coma characteristics)的曲线图；

图5是示出了根据本发明的第二特定实施例的广角透镜的配置的示意图；