專利名稱：攝像透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合裝載在使用CCD(Charge Coupled Device:電荷耦 合器件)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元件的 數(shù)碼相機(jī)或使用銀鹽膠片的相機(jī)等小型攝像裝置上的固定焦點(diǎn)的攝像透鏡。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著個(gè)人電腦在一般家庭普及等，可將拍攝的風(fēng)景及人物照等 圖像信息輸入到個(gè)人電腦的數(shù)碼靜止相機(jī)(以下簡稱數(shù)碼相機(jī))迅速普及。 另外，隨著移動(dòng)電話的高性能化，在移動(dòng)電話裝載輸入圖像用的模組相機(jī) (移動(dòng)用模組相機(jī))也跟著普遍起來。在這種攝像裝置，使用CCD或CM0S等攝像元件。近幾年，這些攝像元件 的緊湊性越發(fā)進(jìn)步，這使得整個(gè)攝像裝置及裝載于此的攝像透鏡也要求緊湊 性。而且同時(shí)，攝像元件的高像素化發(fā)展也很快，要求攝像透鏡的高解像 度、高性能化。因此，專利文獻(xiàn)1 4公開了由3片透鏡構(gòu)成，在透鏡面使用非球面的攝 像透鏡，從而追求緊湊化及高性能化。專利文獻(xiàn)1專利公開2004-302058號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利公開2005-173319號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3專利公開2005-227755號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4專利公開2005-292235號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容如上所述，隨著近幾年攝像透鏡元件的小型化及高像素的發(fā)展，尤其對 數(shù)碼相機(jī)用的攝像透鏡要求高解像度和構(gòu)成的緊湊性。 一方面，以往，在移 動(dòng)型模組相機(jī)的攝像透鏡主要要求成本和緊湊性，而最近移動(dòng)型模組相機(jī)也 傾向于攝像元件的高像素化，對性能方面的要求也逐漸提高。為此，需開發(fā)一種綜合改善成本、成像性能及緊湊性方面的各種透鏡。 例如需開發(fā)一種確?？稍谝苿?dòng)型模組相機(jī)裝載的緊湊性的同時(shí)，在性能方 面，還考慮了數(shù)碼相機(jī)的裝載上的低成本、高性能的攝像透鏡。針對這種的要求，例如，可以考慮為謀求緊湊性及低成本化，將透鏡片 數(shù)作為3片構(gòu)成，為謀求高性能化要積極地使用非球面的方法。但，非球面 的采用雖有助于緊湊性及高性能性化，但不利于制造性方面，容易增加成 本。為此，在使用非球面時(shí)，有必要充分考慮制造性。上述各專利文獻(xiàn)記載 的透鏡，雖成為以3片構(gòu)成使用非球面的構(gòu)成，但成像性能和緊湊性的并存 的問題上卻有不足的地方。本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而提出的，其目的在于，提供一種制造性優(yōu) 越、雖為緊湊的構(gòu)成但具有高成像性能的攝像透鏡。本發(fā)明的第一攝像透鏡，從物體側(cè)依次備有將凸面朝向物體側(cè)并具有 正的彎月形狀的第l透鏡；物體側(cè)的面為凹形狀的第2透鏡；在光軸附近具有負(fù)的折射力的第3透鏡，上述第2透鏡及上述第3透鏡，分別至少l個(gè)面是非球面，且滿足以下條件式。其中，設(shè)f為整個(gè)系統(tǒng)的焦距，n為第i透鏡的焦距，f2為第2透鏡的焦距，SA為第2透鏡的物體側(cè)的面的最大視角(最大像 高)的、主光線經(jīng)過位置處的最大垂直量，Y為最大像高，TL為從第1透鏡的 物體側(cè)的面到成像位置的長度。0. 8〈fl/f〈1.2 ......(1)ll〈|f2/f I ......(2)0. 04〈 SA/Y〈0. 09 ......(3)TL/2Y<0. 9 ......(4)本發(fā)明的第一攝像透鏡中，作為整體以3片這樣的少量的枚數(shù)構(gòu)成，并 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀或折射力，通過滿足條件式(1) (4)，第l透 鏡及第2透鏡的光放大率(折射力)分配或面形狀被最佳化，能夠在確保制 造容易性的同時(shí)，縮短透鏡全長，從而能夠良好地校正諸像差。尤其，通過 滿足條件式(2)，將第2透鏡的折射力減弱，并通過滿足條件式(3)，適 當(dāng)?shù)卣{(diào)整第2透鏡的物體側(cè)的凹面形狀，從而，第2透鏡的制造靈敏度降低的 同時(shí)，面加工變得容易，且作為透鏡整體的組裝靈敏度也變低，故制造性提 高。本發(fā)明的第二攝像透鏡的特征在于，從物體側(cè)依次備有將凸面朝向物 體側(cè)并具有正的彎月形狀的第l透鏡；物體側(cè)的面為凹形狀的第2透鏡；在光軸附近具有負(fù)的折射力的第3透鏡，上述第2透鏡及上述第3透鏡，分別至少l個(gè)面是非球面，且滿足以下條件式其中，設(shè)f為整個(gè)系統(tǒng)的焦距，n為第i透鏡的焦距，f2為第2透鏡的焦距。在本發(fā)明的第二攝像透鏡中，作為整體以三枚這樣的較少枚數(shù)構(gòu)成，并適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀和折射力，并滿足條件式(1) 、 (2) 、 (7)， 由此第1 第3透鏡的放大率(折射力)分配和面形狀被最合適化，且能夠在 確保制造容易性的情況下，透鏡全長被縮短，且對諸像差進(jìn)行了良好的校 正。另外，第2透鏡的制造敏感度降低，透鏡整體組合時(shí)的敏感度也降低， 因此制造性提高。而且，在本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡中，滿足以下條件式為理想。據(jù) 此，第l透鏡的物體側(cè)的面和像側(cè)的面形狀被最佳化，在確保第2透鏡的制造 容易性的同時(shí)，有利于諸像差的校正。在此，Rl是第l透鏡的物體側(cè)的面的 在光軸附近的曲率半徑；R2是第l透鏡的像側(cè)的面的有光軸附近的曲率半 徑。0< (|R2|—Rl)/(lR2l+Rl) <0. 5……(5)此外，在基于本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡中，優(yōu)選為第2透鏡具有如 下的非球面形狀即物體側(cè)的面隨著從光軸附近向周邊負(fù)的折射力變強(qiáng)，像 側(cè)的面隨著從光軸附近向周邊，正的折射力變?nèi)醯姆乔蛎嫘螤?。?jù)此，能夠 在縮短透鏡的全長的同時(shí)，容易地校正諸相差。而且，在本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡中，第2透鏡的物體側(cè)的面還可 以具有球面形狀。據(jù)此，容易確保制造容易性。另外，本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡中，滿足以下條件式為理想。據(jù) 此，第2透鏡的材料被最佳化，像面彎曲等諸像差被良好地校正。在此，Nd2是第2透鏡的對于d線(波長587.6nm)的折射率。 1.68〈Nd2 ......(6)本發(fā)明的攝像裝置，是備有上述本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡；以及攝 像元件，其輸出與由所述攝像透鏡所形成的光學(xué)像相對應(yīng)的攝像信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二攝像透鏡，整體以3片的少量的透鏡構(gòu)成，并 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀或折射力，且滿足規(guī)定的條件式，所以可以實(shí)現(xiàn)如 下那樣的透鏡系統(tǒng)即能夠特別確保與第2透鏡相關(guān)的制造容易性，且制造 性優(yōu)越，構(gòu)成緊湊，同時(shí)具有高像差性能。另外，由此能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊且高性 能的攝像透鏡。


圖l是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例l所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖2是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖3是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖4是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖5是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖6是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。 圖7是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。圖8是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。圖9是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。圖10是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例10所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。圖ll是對應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例ll所涉及的攝像透鏡的透鏡剖面圖。圖12是表示實(shí)施例1的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖13是表示與實(shí)施例1的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖14是表示實(shí)施例2的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖15是實(shí)施表示與實(shí)施例2的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖16是表示實(shí)施例3的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖17是表示與實(shí)施例3的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖18是表示實(shí)施例4的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖19是表示與實(shí)施例4的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖20是表示實(shí)施例5的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖21是表示與實(shí)施例5的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖22是表示實(shí)施例6的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖23是表示與實(shí)施例6的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖24是表示實(shí)施例7的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖25是表示與實(shí)施例7的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖26是表示實(shí)施例8的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖27是表示與實(shí)施例8的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖28是表示實(shí)施例9的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖29是表示與實(shí)施例9的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖30是表示實(shí)施例10的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖31是表示與實(shí)施例10的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖32是實(shí)施例11的攝像透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖33是實(shí)施例11的攝像透鏡的非球面相關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖34是對各實(shí)施例概括表示關(guān)于條件式的值的圖。圖35是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖36是表示本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖37是表示本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖38是表示本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖39是表示本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖40是表示本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖41是表示本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖42是表示本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖;(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖43是表示本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖； (A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖44是表示本發(fā)明的實(shí)施例10所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖； (A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖45是表示本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖； (A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖46是為說明SA、 Y、 TL的概念的圖。圖中G1 G3—第1透鏡 第3透鏡，GC—光學(xué)構(gòu)件，Si —從物體側(cè)起第 i個(gè)透鏡面，St —光闌，Ri —從物體第i個(gè)透鏡面的曲率半徑，Di-從物體第i 個(gè)和第(i+l)個(gè)透鏡面的面間隔，Zl —光軸。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的攝像透鏡的第l構(gòu)成例。這一構(gòu)成 例，對應(yīng)于后述的第l數(shù)值實(shí)施例(圖12、 13)的透鏡構(gòu)成。圖2表示第2構(gòu) 成例，對應(yīng)于后述的第2數(shù)值實(shí)施例(圖14、 15)的透鏡構(gòu)成。圖3表示第3 構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第3數(shù)值實(shí)施例(圖16、 17)的透鏡構(gòu)成。圖4表示第 4構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第4數(shù)值實(shí)施例，(圖18、 19)的透鏡構(gòu)成。圖5表示 第5構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第5數(shù)值實(shí)施例(圖20、 21)的透鏡構(gòu)成。圖6表 示第6構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第6數(shù)值實(shí)施例(圖22、 23)的透鏡構(gòu)成。圖7 表示第7構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第7數(shù)值實(shí)施例(圖24、 25)的透鏡構(gòu)成。圖 8表示第8構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第8數(shù)值實(shí)施例(圖26、 27)的透鏡構(gòu)成。 圖9表示第9構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第9數(shù)值實(shí)施例(圖28、 29)的透鏡構(gòu) 成。圖10表示第10構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第10數(shù)值實(shí)施例(圖30、 31)的透 鏡構(gòu)成。圖ll表示第ll構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第ll數(shù)值實(shí)施例(圖32、 33) 的透鏡構(gòu)成。在圖1 11中，符號(hào)Si表示將光闌St作為第O個(gè)，以隨著朝向像 側(cè)(成像側(cè))順序依次增加的方式附上符號(hào)的第i個(gè)面。符號(hào)Ri表示面Si的 曲率半徑。符號(hào)Di表示第i個(gè)面Si和第i+l個(gè)面Si+l的光軸Zl上的面間隔。 而且，各構(gòu)成例的基本構(gòu)成相同，所以，下面將圖l所示的攝像透鏡構(gòu)成例為基本進(jìn)行說明。必要時(shí)還說明圖2 11的構(gòu)成例。這種攝像透鏡適用于采用CCD或CMOS等攝像元件的各種攝像設(shè)備，例 如，數(shù)碼靜止相機(jī)、帶攝像頭的手機(jī)及信息移動(dòng)終端等。此種攝像透鏡沿著光軸Zl從物體側(cè)依次備有光闌St;第1透鏡G1;第2透鏡G2;第3透鏡G3。在這種攝像透鏡的成像面Simg配置有CCD等攝像元件。在第3透鏡G3和攝像元 件之間，對應(yīng)于安裝透鏡的相機(jī)側(cè)的構(gòu)成，配置各種光學(xué)構(gòu)件GC，例如，保 護(hù)攝像面用的玻璃蓋子或紅外線截止濾光器等平板狀的光學(xué)構(gòu)件。本實(shí)施方 式的攝像透鏡，適合用于例如200萬 300萬像素的攝像以及組合的攝像裝 置。光闌St為光學(xué)孔徑光闌，配置在第1透鏡G1的物體側(cè)的面和像側(cè)的面之 間。但，在圖2的構(gòu)成例中，配置在第l透鏡Gl的物體側(cè)的面頂點(diǎn)位置上。第l透鏡Gl具有正的折射力，成為將凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀。作為 第l透鏡Gl的透鏡材料，最好由容易獲得較高的像差性能且溫度變化性能惡 化小的低分散的光學(xué)玻璃構(gòu)成。也可以由樹脂材料構(gòu)成，此時(shí)，有利于低成 本及輕量化方面。第2透鏡G2具有負(fù)的折射力，物體側(cè)的面呈凹形狀。第2透鏡G2至少一 面成非球面。而且，第2透鏡G2的物體側(cè)的面最好為隨著從光軸附近向周邊 負(fù)的光放大率變強(qiáng)的非球面形狀。 一方面，像側(cè)的面最好為隨著從光軸附近 向周邊正的光放大率逐漸變?nèi)醯姆乔蛎嫘螤?。但，也可以，如圖4及圖9的構(gòu) 成例，只將第2透鏡G2的像側(cè)的面做成非球面形狀，而將物體側(cè)的面做成球 面形狀。這樣，通過只把一面做成非球面就可提高制造性、實(shí)現(xiàn)低成本。而 且，作為這種第2透鏡G2的透鏡材料，最好滿足后述的條件式(6)，例 如，以納米粒子提高折射率的納米復(fù)合(Nanocomposite)樹脂材料等高折 射率材料最為合適。第3透鏡G3具有負(fù)的折射力，而且至少一面是非球面。在圖l的構(gòu)成例 中，第3透鏡G3在光軸附近的形狀呈將凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀。第3透 鏡G3的像側(cè)的面在光軸附近，朝向像側(cè)呈凹形狀；在周邊部朝向像側(cè)呈凸 形狀。另一方面，物體側(cè)的面從光軸附近到周邊部，朝物體側(cè)呈凸、凹、凸 的非球面形狀。而且，與第l透鏡Gl相比具有更復(fù)雜的形狀、且尺寸較大的第2透鏡G2及第3透鏡G3全部由樹脂材料構(gòu)成為佳。這樣一來，因更容易高精度地形成 復(fù)雜的非球面形狀，因此提高制造性。另外，這種攝像透鏡被構(gòu)成為滿足以下的所有條件式(1) (4)。在 此，設(shè)f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距，fl是第l透鏡Gl的焦距，f2是第2透鏡G2的焦 距，SA是第2透鏡G2的物體側(cè)的面的最大視角(最大像高)的在主光線經(jīng)過 位置的最大垂跨(廿夕、')量，Y是最大像高；TL是從第1透鏡G1的物體側(cè)的面 至成像位置的長度。此外，圖46表示SA、 Y、 TL的概念。如圖46所示，將從 主光線L1經(jīng)過第2透鏡G2物體側(cè)的面S3的位置下垂到光軸Z1上的垂直線，和 面S3的光軸上的距離設(shè)為SA。0. 8<fl/f〈1.2 ......(1)1 1< I f 2/f i ……(2)0,0 4 < S A/Y< 00 9 ……(3)TL/2Y<0.. 9 ……(4)或者，也可以作為上述條件式(3) 、 (4)的替代，滿足以下的條件式 (7)。f3/f〈 —1.6 ...... (7)在此攝像透鏡，最好還滿足以下的條件式(5)。其中，設(shè)R1是第1透鏡 Gl的物體側(cè)的面的在光軸附近的曲率半徑，R2是第1透鏡G1的像側(cè)的面的在光軸附近的曲率半徑。0< (|R2|—Rl)/(lR2l+Rl) <0. 5'…(5)在此攝像透鏡，最好還滿足以下的條件式(6)。在此，Nd2是第2透鏡 對于d線(波長587.6nm)的折射率。 1.68〈Nd2 ......(6)接著，說明如上構(gòu)成的本實(shí)施方式的攝像透鏡的作用及效果。 在此攝像透鏡，整體以3片的少量透鏡構(gòu)成，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的 形狀及折射力，并滿足條件式(1) (4)，第1透鏡G1及第2透鏡G2的光放 大率的分配，第2透鏡G2的物體側(cè)的面形狀被最佳化，邊縮短透鏡全長，邊 維持較高的像差性能。這時(shí)，通過滿足條件式(2)及條件式(3)，會(huì)降低 第2透鏡G2的靈敏度降低，容易定位各透鏡間。因此，容易裝配透鏡系統(tǒng)， 提高制造性。再者，在光軸上，通過將光闌St配置在比第2透鏡G2的物體側(cè)的面更靠近物體側(cè)，從而，面向成像面的射出光線角度會(huì)變小，所以確保了遠(yuǎn)心(亍卜y y夕)性，g卩，向攝像元件的主光線入射角度相對于光軸接近于平行(在攝像面上的入射角度相對于攝像面的法線接近于零角度)。另一方面，在光軸上，通過將光闌St配置在第l透鏡Gl的物體側(cè)的面頂點(diǎn)位置，或配置在比面頂端位置更靠近像側(cè)，從而與配置在比物體側(cè)的面頂點(diǎn)位置更靠 近物體側(cè)時(shí)相比，有利于縮短全長。 一般來說，為對應(yīng)于高性能的攝像元件，需要遠(yuǎn)心性，所以通過將光闌St如上述那樣配置，有利于縮短透鏡的全 長及高性能化。而且，在第2透鏡G2中，使物體側(cè)的面為隨著從光軸附近向周邊負(fù)的折 射力變強(qiáng)的形狀；使像側(cè)的面為隨著從光軸附近向周邊正的折射力變?nèi)醯男?狀，第2透鏡G2的面形狀被最佳化，有利于縮短透鏡全長及高性能化。尤 其，通過在周邊部使第2透鏡G2的像側(cè)的面為正的折射力變?nèi)醯男螤?，從而良好地校正了周邊像差。在此，與第1透鏡G1及第2透鏡G2相比，在第3透鏡G3中，對于每個(gè)視角 光束均被分離。為此，使距離攝像元件最近的最后透鏡面的第3透鏡G3的像 側(cè)的面，在光軸附近朝向像側(cè)為凹形狀，在周邊部朝向像側(cè)為凸形狀，這樣 適當(dāng)?shù)匦Ｕ總€(gè)視角的像差，光束對攝像元件的入射角度便被控制在一定的 角度以下。因此，可減輕整個(gè)成像面區(qū)域的光亮不均勻，同時(shí)有利于校正像 面彎曲或歪曲像差等。而且，第3透鏡G3的物體側(cè)的面從光軸附近到周邊部 成為凸、凹、凸形狀，從而，可良好地校正周邊像差。如此，在各透鏡的面形狀，特別是第2透鏡G2的像側(cè)的面及第3透鏡G3的 各面采用合適的非球面形狀，可維持較高的像差性能。為此，即使將第2透 鏡G2的物體側(cè)的面作成球面形狀或比較接近于球面的非球面形狀時(shí)，也不僅 可降低像差性能，而且可提高制造性。另外，在作為條件式(3) 、 (4)的替代而滿足條件式(7)的情況 下，各透鏡的放大率(折射力)分配和面形狀被最合適化，且能夠在確保制 造容易性的情況下，透鏡全長被縮短，且對諸像差進(jìn)行了良好的校正。另 外，第2透鏡G2的制造敏感度降低，透鏡系統(tǒng)整體組合時(shí)敏感度也降低，因 此制造性提高。以下說明各條件式的具體意義。條件式(1)關(guān)于第l透鏡Gl的焦距fl，若高于這數(shù)值范圍就很難校正像面彎曲；若低于則出射光曈位置會(huì)變得過于短，所以不理想。條件式(2)關(guān)于第2透鏡G2的焦距f2，若脫離這數(shù)值范圍，透鏡全長變 短的情況下，難以校正像差，所以不理想。而且，通過滿足條件式(2)， 第2透鏡G2的折射力會(huì)變得比較弱，可降低第2透鏡G2的制造靈敏度。另外， 本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，因第2透鏡G2的折射力比較弱，所以其折射 力采用正或負(fù)雙方。條件式(3)關(guān)于第2透鏡G2的物體側(cè)的面的最大視角(最大像高)的在 上主光線經(jīng)過位置中最大垂直量和最大像高之比，若低于這數(shù)值范圍就很難 校正像面彎曲等像差，若高時(shí)第2透鏡G2的靈敏度變高、制造性會(huì)惡化，所 以不太理想。而且，通過滿足條件式(3)，會(huì)較小地抑制第2透鏡G2的物體 側(cè)的面的垂直量(深度)，所以降低第2透鏡G2的制造靈敏度，面加工變得 容易。條件式(4)關(guān)于光軸上的光學(xué)全長和最大像高之比，若高于這數(shù)值范 圍，就難以充分縮短透鏡系，所以不理想。條件式(5)關(guān)于第1透鏡G1的形狀系數(shù)，若脫離這數(shù)值范圍就難以校正 球面像差、像面彎曲等像差，所以不理想。如上所述，在此攝像透鏡為確保 制造簡單性，滿足條件式(2)，將第2透鏡G2的折射力變得比較弱，同時(shí)滿 足條件式(3)，將第2透鏡G2物體側(cè)的面的垂直量抑制為較小。通過滿足條 件式(5)來良好地補(bǔ)償因確保第2透鏡G2的制造容易性而產(chǎn)生的像差校正的 不足。條件式(6)關(guān)于第2透鏡G2的折射率，若脫離這數(shù)值范圍，像面彎曲等 像差的校正會(huì)有不足，所以不理想。條件式(7)是與第3透鏡G3的焦距f3相關(guān)的條件式。通過滿足上述條件 式2)，能夠使第2透鏡G2的折射力較弱，與此相對，如果偏出條件式(7) 的數(shù)值范圍，則像差的平衡變差而不優(yōu)選。如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，整體以3片的少量透 鏡構(gòu)成，因滿足規(guī)定的條件式，并謀求對各透鏡的形狀、材料及折射力的最 佳化，所以可以實(shí)現(xiàn)制造性優(yōu)越、構(gòu)成緊湊，同時(shí)可維持高像差性能的透鏡 系。[實(shí)施例]接著，說明本實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的具體數(shù)值實(shí)施例。以下概括 說明第1 11的數(shù)值實(shí)施例(實(shí)施例1 U)。作為實(shí)施例l，在圖12、 13表示對應(yīng)于圖1所示的攝像透鏡構(gòu)成的具體透 鏡數(shù)據(jù)。尤其，圖12表示其基本的透鏡數(shù)據(jù)，圖13表示相關(guān)于非球面的數(shù) 據(jù)。圖12所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號(hào)Si欄表示將光闌St作為第0號(hào)，以朝向像側(cè) 依次增加的方式附上符號(hào)的第i個(gè)(i二0 9)的面的號(hào)。曲率半徑Ri欄表示 與于圖l附上的Ri符號(hào)相對應(yīng)，從物體側(cè)起第i個(gè)面的曲率半徑的值(mm)。 面間隔Di欄表示，同樣從物體側(cè)第i個(gè)面Si和第i+l個(gè)面Si+l的光軸上的間隔 (mm)。其中，光闌的面間隔DO為負(fù)值的實(shí)施例意味著是光闌St比最靠近物 體側(cè)的透鏡面(第1透鏡G1的物體面)更靠近像側(cè)。Ndj表示從物體側(cè)第j 個(gè)(j=l 4)的光學(xué)要素的對d線(波長587.6nm)的折射率的值。u dj欄 表示從物體側(cè)起第j個(gè)光學(xué)要素的對d線的阿貝數(shù)的值。圖12作為諸數(shù)據(jù)還表 示，整個(gè)系統(tǒng)的近軸焦距f (mm)及F號(hào)(FNO.)值。實(shí)施例l所涉及的攝像透鏡，第1透鏡G1、第2透鏡G2及第3透鏡G3的兩面 均為非球面形狀。在圖8的基本數(shù)據(jù)中，作為這些非球面的曲率半徑，表示 光軸附近的曲率半徑的數(shù)值。另外，在面號(hào)Si欄標(biāo)有記號(hào)"*"的面表示非 球面。在圖9作為非球面數(shù)據(jù)表示的數(shù)值中，記號(hào)"E"表示下面接續(xù)的數(shù)值 是以10為最低值的"冪指數(shù)"；以10為最底的指數(shù)函數(shù)表示的數(shù)值被"E" 前數(shù)值的乘算。例如，若為"1.0E-02"等于"1.0X10—2"。作為非球面數(shù)據(jù)記入由以下式(A)表示的非球面形狀的式的各系數(shù) An、 K值。具體來說，Z表示從離光軸Zl位于高度h的非球面上的點(diǎn)向非球面 頂點(diǎn)的切平面(垂直于光軸Z1的平面)所引畫的垂直線長度(mm)。實(shí)施例 l所涉及的攝像透鏡表現(xiàn)為，各非球面作為非球面系數(shù)&，有效地使用第3 次 第10次系數(shù)A3 <formula>formula see original document page 15</formula>
(n = 3以上的整數(shù))在此，Z:非球面的深度(■)h:由光軸到透鏡面的距離(高度)(mm)K:遠(yuǎn)心率(第2次非球面系數(shù)) C:近軸曲率二1/R(R:近軸曲率半徑)A :第n次(n=3 10)的非球面系數(shù)與上述實(shí)施例l所涉及的攝像透鏡一樣，將對應(yīng)于圖2所示攝像透鏡的構(gòu) 成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例2，在圖14、 15中表示。同樣的，將對應(yīng)于圖3 所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例3，在圖16、 17中表示；將 對應(yīng)于圖4所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例4，在圖18、 19中 表示；將對應(yīng)于圖5所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例5，在圖 20、 21中表示；將對應(yīng)于圖6所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施 例6，在圖22、 23中表示；將對應(yīng)于圖7所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù) 作為實(shí)施例7，在圖24、 25中表示；將對應(yīng)于圖8所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體 透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例8，在圖26、 27中表示；將對應(yīng)于圖9所示攝像透鏡的構(gòu) 成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例9，在圖28、 29中表示；將對應(yīng)于圖10所示攝 像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例IO，在圖30、 31中表示；將對應(yīng)于 圖ll所示攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例ll，在圖32、 33中表 示。其中，實(shí)施例4及實(shí)施例9的第2透鏡G2物體側(cè)的面為球面形狀。圖34將對應(yīng)于上述條件式(1) (7)的值集中表示在各實(shí)施例中。如 圖34所示，各實(shí)施例的值均在各條件式的數(shù)值范圍內(nèi)。但，對于條件式 (6)只有實(shí)施例IO及實(shí)施例11的攝像透鏡在數(shù)值范圍內(nèi)。圖35 (A) 圖35 (C)表示在實(shí)施例l的攝像透鏡的球面像差、像散及 畸變像差(歪曲像差)。在各像差圖表示以d線為基準(zhǔn)波長的像差，但在球 面像差圖表示對于g線(波長435.8nm) 、 C線(波長656.3nm)的像差。在于 像散圖，實(shí)線表示弧矢方向的像差；虛線表示切向的像差。另外，F(xiàn)N0.表示F值；W表示半畫角。同樣的，圖36(A) 圖36 (C)表示關(guān)于實(shí)施例2的諸像差；圖37(A) 圖 37 (C)表示關(guān)于實(shí)施例3的諸像差；圖38(A) 圖38 (C)表示關(guān)于實(shí)施例4 的諸像差；圖39(A) 圖39 (C)表示關(guān)于實(shí)施例5的諸像差；圖40(A) 圖40 (C)表示關(guān)于實(shí)施例6的諸像差；圖41(A) 圖41 (C)表示關(guān)于實(shí)施例7的 諸像差；圖42(A) 圖42 (C)表示關(guān)于實(shí)施例8的諸像差；圖43(A) 圖43(C)表示關(guān)于實(shí)施例9的諸像差；圖44(A) 圖44 (C)表示關(guān)于實(shí)施例10的 諸像差；圖45(A) 圖45 (C)表示關(guān)于實(shí)施例ll的諸像差。由以上各數(shù)值數(shù)據(jù)及諸像差圖得知，對各實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)整體以3片透 鏡構(gòu)成，并且各透鏡的面形狀、材料及折射力被最優(yōu)化、制造性優(yōu)越、緊湊 的、高性能的攝像透鏡系。上面例舉了幾個(gè)實(shí)施方式及實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于 上述實(shí)施方式及實(shí)施例，可以進(jìn)行各種改變。例如，各透鏡成分的曲率半 徑、面間隔及折射率值不局限于上述各數(shù)值實(shí)施例所表示的值，可取其他 值。
權(quán)利要求
1.一種攝像透鏡，其特征在于，從物體側(cè)依次備有將凸面朝向物體側(cè)并具有正的彎月形狀的第1透鏡；物體側(cè)的面為凹形狀的第2透鏡；在光軸附近具有負(fù)的折射力的第3透鏡，上述第2透鏡及上述第3透鏡，分別至少1個(gè)面是非球面，且滿足以下條件式0.8＜f1/f＜1.211＜|f2/f|0.04＜SA/Y＜0.09TL/2Y＜0.9其中，f整個(gè)系統(tǒng)的焦距，f1第1透鏡的焦距，f2第2透鏡的焦距，SA第2透鏡的物體側(cè)的面的最大視角即最大像高的、主光線經(jīng)過位置處的最大垂跨量，Y最大像高，TL從第1透鏡的物體側(cè)的面到成像位置的長度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像透鏡，其特征在于，還滿足以下條件式0< (|R 2|—Rl) / (iR2l+Rl) <0.5 其巾，Rl :第l透鏡的物體側(cè)的面的光軸附近的曲率半徑， R2 :第l透鏡的像側(cè)的面的光軸附近的曲率半徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 上述第2透鏡的物體側(cè)的面具有隨著從光軸附近向周邊負(fù)的折射力變強(qiáng)的非球面形狀，上述第2透鏡的像側(cè)的面具有隨著從光軸附近向周邊正的折射力 變?nèi)醯姆乔蛎嫘螤睢?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，上述第2透鏡的物體側(cè)的面具有球面形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的攝像透鏡，其特征在于，還滿足以下條件式-1. 68〈Nd2 其中，Nd2 :第2透鏡的對d線即波長587. 6nm的光線的折射率。
6. —種攝像透鏡，其特征在于，從物體側(cè)依次備有將凸面朝向物體側(cè)并具有正的彎月形狀的第l透鏡； 物體側(cè)的面為凹形狀的第2透鏡；在光軸附近具有負(fù)的折射力的第3透鏡，上述第2透鏡及上述第3透鏡，分別至少l個(gè)面是非球面，且滿足以下條件式0. 8<fl/f〈l. 2 ll〈|f2/fi f3/f〈-l.6 糾，f :整個(gè)系統(tǒng)的焦距， fl:第l透鏡的焦距， f2:第2透鏡的焦距。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像透鏡，其特征在于， 還滿足以下條件式0〈 ( |R 2|—R1) / (|R2|+R1) 〈0.5 其中，Rl :第l透鏡的物體側(cè)的面的光軸附近的曲率半徑， R2 :第l透鏡的像側(cè)的面的光軸附近的曲率半徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的攝像透鏡，其特征在于， 上述第2透鏡的物體側(cè)的面具有隨著從光軸附近向周邊負(fù)的折射力變強(qiáng)的非球面形狀，上述第2透鏡的像側(cè)的面具有隨著從光軸附近向周邊正的折射力 變?nèi)醯姆乔蛎嫘螤睢?br> 9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 上述第2透鏡的物體側(cè)的面具有球面形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的攝像透鏡，其特征在于， 還滿足以下條件式1, 68<Nd2 其中，Nd2 :第2透鏡的對d線即波長587. 6nm的光線的折射率。
11. 一種攝像裝置，其特征在于， 備有權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所記載的攝像透鏡；攝像元件，其輸出與由所述攝像透鏡所形成的光學(xué)像相對應(yīng)的攝像信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像透鏡，其中，從物體側(cè)依次備有將凸面朝向物體側(cè)的具有正的彎月形的第1透鏡(G1)；物體側(cè)的面呈凹形狀的第2透鏡(G2)；在光軸附近具有負(fù)的折射力的第3透鏡(G3)，第2透鏡(G2)及第3透鏡(G3)分別至少1個(gè)面是非球面，且滿足以下條件式。其中，f是整個(gè)系統(tǒng)的焦距；f1是第1透鏡(G1)的焦距；f2是第2透鏡(G2)的焦距；SA是第2透鏡(G2)的物體側(cè)的面的最大視角(最大像高)的、在主光線經(jīng)過的位置中最大的垂直量；Y是最大像高，TL是從第1透鏡(G1)的物體側(cè)的面到成像位置的長度。0.8＜|f1/f|＜1.2……(1)；11＜|f2/f| ……(2)；0.04＜SA/Y＜0.09……(3)；TL/2Y＜0.9 ……(4)。從而，使得制造性優(yōu)越，并且雖為緊湊的構(gòu)成，但具有高成像性能。
文檔編號(hào)G02B9/12GK101276043SQ20081009002
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者佐藤賢一, 谷山實(shí) 申請人:富士能株式會(huì)社