專利名稱：攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在CCD傳感器或CMOS傳感器等攝像元件上形成拍攝物的像的攝像鏡頭，涉及適合于裝配在移動電話、數(shù)字靜物攝像機、便攜信息終端、安防攝像機、車載攝像機、網(wǎng)絡(luò)攝像機等比較小型的攝像機中的攝像鏡頭。
背景技術(shù)：
對于在上述小型攝像機中裝配的攝像鏡頭，當(dāng)然要求透鏡的構(gòu)成數(shù)量少，并且還要求能夠應(yīng)對近年來高像素化的攝像元件的高分辨率的鏡頭結(jié)構(gòu)。目前，作為這樣的攝像鏡頭，多使用由三個透鏡構(gòu)成的攝像鏡頭，但是隨著攝像元件的高像素化，僅通過三個透鏡難以得到足夠的性能。近年來，探索采用4透鏡或5透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)。其中，5透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)因為設(shè)計自由度高，所以期待作為在下一代的攝像鏡頭中采用的鏡頭結(jié)構(gòu)。作為5透鏡結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭，例如已知在專利文獻(xiàn)1中記載的攝像鏡頭。該攝像鏡頭從物體側(cè)開始按順序由物體側(cè)的面為凸形狀的正的第一透鏡、使凹面朝向像面?zhèn)鹊呢?fù)的彎月形狀的第二透鏡、使凸面朝向像面?zhèn)鹊恼膹澰滦螤畹牡谌哥R、兩面為非球面形狀在光軸附近像面?zhèn)鹊拿鏋榘夹螤畹呢?fù)的第四透鏡、以及兩面為非球面形狀的正或負(fù)的第五透鏡構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，分別規(guī)定第一透鏡的阿貝數(shù)的下限值、第二以及第四透鏡的阿貝數(shù)的上限值，由此來進(jìn)行軸上的色像差或倍率色像差的修正，應(yīng)對攝像鏡頭的高性能化。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-264180號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1記載的攝像鏡頭，能夠得到比較好的像差。但是，由于鏡頭系統(tǒng)的全長長，所以難以謀求兼顧攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)問題點而提出的，其目的在于提供一種小型并且能夠良好地修正像差的攝像鏡頭。用于解決課題的手段為了解決上述課題，在本發(fā)明中，作為攝像鏡頭，從物體側(cè)向像面?zhèn)劝错樞蛴删哂姓墓饨苟鹊牡谝煌哥R、具有負(fù)的光焦度的第二透鏡、具有負(fù)的光焦度的第三透鏡、具有正的光焦度的第四透鏡、具有負(fù)的光焦度的第五透鏡構(gòu)成，在該結(jié)構(gòu)中，將上述第一透鏡構(gòu)成為雙凸透鏡，將上述第二透鏡構(gòu)成為使凹面朝向物體側(cè)的透鏡。在本發(fā)明中，把第一透鏡構(gòu)成為雙凸透鏡。因此，能夠較強地設(shè)定第一透鏡的光焦度，能夠適當(dāng)?shù)刂\求攝像鏡頭的小型化。另一方面，通過具有正的光焦度的第一透鏡，擔(dān)心產(chǎn)生像面的彎曲。因此，在本發(fā)明中，在第一透鏡的像面?zhèn)?，以凹面朝向物體側(cè)的方式配置具有負(fù)的光焦度的第二透鏡，由此抑制由于第一透鏡而產(chǎn)生的像面彎曲的惡化。因此，根據(jù)本發(fā)明的攝像鏡頭，在小型的同時還能夠良好地修正像差。
此外，作為第三透鏡的形狀，例如考慮采用凹面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡。此外， 作為第四透鏡的形狀，例如考慮采用雙凸透鏡。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把上述第一透鏡與上述第二透鏡的合成焦距設(shè)為Π2時，希望滿足0. 7 < fl2/f < 1. 4 (1)。在此，上述條件式(1)是用于較短地保持?jǐn)z像鏡頭的全長的條件，并且用于穩(wěn)定地保持像面彎曲或慧差。當(dāng)超過上限值“1. 4”時，第一透鏡的焦距變長，難以謀求攝像鏡頭的小型化。另一方面，當(dāng)?shù)陀谙孪拗怠?.7”時，第一透鏡的光焦度過強，所以難以確保后焦距。為了確保一定量的后焦距，需要增強第三透鏡的光焦度。在低于上述下限值“0.7”時， 可以謀求攝像鏡頭的小型化，但是難以修正像面彎曲或慧差，難以兼顧攝像鏡頭的小型化與良好的像差修正。此外，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把上述第一透鏡的焦距設(shè)為Π，把上述第二透鏡的焦距設(shè)為f2時，希望滿足0. 2 < |fl/f2| < 0. 6 (2)。上述條件式( 用于穩(wěn)定地保持軸上的色像差以及球面像差。當(dāng)超過上限值 “0. 6”時，第二透鏡的光焦度增強，所以軸上的色像差是在+方向相對于基準(zhǔn)波長成為修正過剩的狀態(tài)。此外，球面像差在環(huán)狀帶部是在+方向成為修正過剩。結(jié)果，難以穩(wěn)定地保持軸上的色像差以及球面像差。另一方面，當(dāng)?shù)陀谙孪拗怠?.2”時，上述第二透鏡的光焦度減弱，所以軸上的色像差是在-方向相對于基準(zhǔn)波長成為修正不足的狀態(tài)。此外，球面像差也在環(huán)狀帶部是在-方向，同樣成為修正不足。因此，此時也難以穩(wěn)定地保持軸上的色像差以及球面像差，難以得到良好的成像性能。此外，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把上述第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為V dl，把上述第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd2時，希望滿足15 < vdl-ν d2 (3)。上述條件式C3)用于良好地修正軸上的色像差以及軸外的色像差，同時穩(wěn)定地保持這些色像差。在不滿足條件式(3)時，軸上的色像差中的短波長相對于基準(zhǔn)波長向-方向增大，成為修正不足的狀態(tài)。當(dāng)為了改善這樣的色像差的修正不足而把上述第三透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為小的值時，可以良好地修正軸上的色像差，但是相反地，軸外的倍率色像差成為修正過剩而惡化。并且，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把上述第四透鏡的焦距設(shè)為f4時，希望滿足0. 4 < f4/f <1.0 (4)。在CXD傳感器或CMOS傳感器等攝像元件中，在其構(gòu)造上對入射光線的取入角度存在限制。一般來說，該入射光線的取入角度的限制，被給定為以主光線為中心的預(yù)定的范圍 (例如相對于主光線士25°等)。在軸外主光線的射出角度超出了上述限制的范圍時，無法將超出該范圍的光線取入到傳感器中，因此通過攝像鏡頭拍攝到的圖像成為其周邊部比中心部暗的圖像。即，產(chǎn)生陰影(shading)現(xiàn)象。上述條件式(4)用于穩(wěn)定地保持各像差，同時較小地保持軸外主光線的最大射出角度。當(dāng)超過上限值“1.0”時，第四透鏡的光焦度減弱，所以容易修正慧差或倍率色像差，但是上述軸外主光線的最大射出角變大，容易產(chǎn)生陰影現(xiàn)象。另一方面，當(dāng)?shù)陀谙孪拗怠?.4” 時，第四透鏡的光焦度增強，所以可以減小軸外主光線的最大射出角，但是難以修正像面彎曲或畸變。并且，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把從上述第一透鏡的物體側(cè)的面到上述第五透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴墓廨S上的距離設(shè)為Σ d時，從謀求攝像鏡頭小型化的觀點出發(fā)還希望滿足Σ d/f < 1. 2 (5)。此外，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把上述第五透鏡的焦距設(shè)為f5時，希望滿足f5/f I < 1. 0 (6)。眾所周知，作為用于謀求攝像鏡頭小型化的有效方法，舉出了縮短透鏡的焦距的方法。實際上，在為數(shù)眾多的攝像鏡頭的設(shè)計中使用該方法。但是，當(dāng)使理想像高度恒定來縮短焦距時，軸外光線的射出角度增大，難以取得球面像差、色像差、畸變、像面彎曲等各個像差的平衡。因此，需要在較長地保持焦距的同時謀求攝像鏡頭的小型化。通過成為滿足上述條件式(6)的結(jié)構(gòu)，光學(xué)系統(tǒng)的主點的位置向物體側(cè)移動，所以可以在較長地保持焦距的同時謀求攝像鏡頭的小型化。此外，通過滿足上述條件式(5)， 作為對軸上的色像差的修正不足進(jìn)行補充的方法也有效。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的攝像鏡頭，可以提供一種謀求兼顧攝像鏡頭的小型化以及良好的像差修正，并且能夠良好地修正各種像差的小型的攝像鏡頭。


圖1是關(guān)于本發(fā)明的第一實施方式，表示數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的概要結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖2是表示該數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖3是表示該數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖4是關(guān)于該實施方式，表示數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的概要結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖5是表示該數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖6是表示該數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖7是關(guān)于該實施方式，表示數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的概要結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖8是表示該數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖9是表示該數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖10是關(guān)于該實施方式，表示數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的概要結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖11是表示該數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖12是表示該數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖13是關(guān)于本發(fā)明第二實施方式，表示數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的概要結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖14是表示該數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。
圖15是表示該數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。符號說明ST 光闌Ll第一透鏡L2第二透鏡L3第三透鏡L4第四透鏡L5第五透鏡10保護(hù)玻璃
具體實施例方式(第一實施方式)以下，參照附圖詳細(xì)說明將本發(fā)明具體化而得的第一實施方式。圖1、圖4、圖7、圖10分別表示本實施方式的數(shù)值實施例1 4所對應(yīng)的鏡頭截面圖。無論哪個數(shù)值實施例，基本的鏡頭結(jié)構(gòu)都相同，所以在此參照數(shù)值實施例1的鏡頭截面圖說明本實施方式的攝像鏡頭的鏡頭結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實施方式的攝像鏡頭，從物體側(cè)向像面?zhèn)劝错樞蚺帕辛丝讖焦怅@ ST、具有正的光焦度的第一透鏡Li、具有負(fù)的光焦度的第二透鏡L2、具有負(fù)的光焦度的第三透鏡L3、具有正的光焦度的第四透鏡L4以及具有負(fù)的光焦度的第五透鏡L5而構(gòu)成。在第五透鏡L5與像面之間配置保護(hù)玻璃10。此外，也可以省略該保護(hù)玻璃10。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，第一透鏡Ll是雙凸透鏡，第二透鏡L2是凹面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡。以滿足以下所示的條件式(1) (3)的方式構(gòu)成所述第一透鏡Ll以及第二透鏡L2。0. 7 < fl2/f < 1. 4(1)0. 2 < I fl/f2 I < 0. 6 (2)15 < ν dl- ν d2(3)其中，f :整個鏡頭系統(tǒng)的焦距f 1 第一透鏡Ll的焦距f2 第二透鏡L2的焦距f 12 第一透鏡Ll與第二透鏡L2的合成焦距ν dl 第一透鏡Ll的阿貝數(shù)ν d2 第二透鏡L2的阿貝數(shù)通過滿足條件式(1) (3)，能夠分別得到以下表示的作用效果。通過滿足條件式(1)，可以在較短地保持?jǐn)z像鏡頭的全長的同時，穩(wěn)定地保持像面彎曲或慧差。此外，通過滿足條件式O)，可以穩(wěn)定地保持軸上的色像差以及球面像差。并且，通過滿足條件式(3)，可以在良好地修正軸上的色像差以及軸外的色像差的同時，穩(wěn)定地保持這些色像差。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在本實施方式中把第三透鏡L3形成為凹面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡，把第四透鏡L4形成為雙凸透鏡。把第五透鏡L5形成為凹面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡。在該第五透鏡L5中，其像面?zhèn)鹊拿嫘纬蔀楣廨S附近在像面?zhèn)瘸蔀榘夹螤?、并且周邊部在像面?zhèn)瘸蔀橥剐螤畹姆乔蛎嫘螤?，即具有拐點(inflection point)的非球面形狀。因此，抑制從第五透鏡L5出射的光向像面的入射角。此外，在本實施方式中，根據(jù)需要，通過非球面形成了各透鏡的透鏡面。在這些透鏡面中采用的非球面形狀，在把光軸方向的軸設(shè)為Z，把與光軸垂直的方向的高度設(shè)為H， 把圓錐系數(shù)設(shè)為k，把非球面系數(shù)設(shè)為A4、A6、A8、A1(i時，通過下式表示。此外，在后述的第二實施方式的攝像鏡頭中，根據(jù)需要，通過非球面形成各透鏡的透鏡面，在這些透鏡面中采用的非球面形狀可以和本實施方式同樣地通過以下所示的公式來表示。
權(quán)利要求
1.一種攝像鏡頭，其特征在于，從物體側(cè)向像面?zhèn)劝错樞蛴删哂姓墓饨苟鹊牡谝煌哥R、具有負(fù)的光焦度的第二透鏡、具有負(fù)的光焦度的第三透鏡、具有正的光焦度的第四透鏡、具有負(fù)的光焦度的第五透鏡構(gòu)成，所述第一透鏡是雙凸透鏡， 所述第二透鏡是使凹面朝向物體側(cè)的透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于， 所述第三透鏡是使凹面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像鏡頭，其特征在于， 所述第四透鏡是雙凸透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把所述第一透鏡與所述第二透鏡的合成焦距設(shè)為 fl2 時，滿足 0. 7 < fl2/f < 1. 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把所述第一透鏡的焦距設(shè)為Π，把所述第二透鏡的焦距設(shè)為f2時，滿足0. 2 < |Π/ f2 < 0. 6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把所述第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為ν dl，把所述第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為ν d2時，滿足15<vdl_vd2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把所述第四透鏡的焦距設(shè)為f4時，滿足0. 4 < f4/f<1. 0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把從所述第一透鏡的物體側(cè)的面到所述第五透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴墓廨S上的距離設(shè)為Σ d時，滿足Σ d/f < 1. 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8的任意一項所述的攝像鏡頭，其特征在于，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把所述第五透鏡的焦距設(shè)為f5時，滿足|f5/f| < 1. 0。
全文摘要
提供一種小型并且能夠良好地修正像差的攝像鏡頭。從物體側(cè)按順序排列光闌(ST)、雙凸形狀的正的第一透鏡(L1)、使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)的第二透鏡(L2)、負(fù)的第三透鏡(L3)、正的第四透鏡(L4)、負(fù)的第五透鏡(L5)而構(gòu)成，在把整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設(shè)為f，把第一、第二透鏡的焦距以及阿貝數(shù)分別設(shè)為f1、νd1、f2、νd2，把第四、第五透鏡的焦距分別設(shè)為f4、f5，把第一透鏡(L1)與第二透鏡(L2)的合成焦距設(shè)為f12，把從第一透鏡(L1)的物體側(cè)的面到第五透鏡(L5)的像面?zhèn)鹊拿娴墓廨S上的距離設(shè)為∑d時，滿足以下的條件式。0.7＜f12/f＜1.4；0.2＜|f1/f2|＜0.6；15＜νd1-νd2；0.4＜f4/f＜1.0；∑d/f＜1.2；|f5/f|＜1.0。
文檔編號G02B13/18GK102246080SQ200980150188
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者久保田洋治 申請人:康達(dá)智株式會社, 株式會社光學(xué)邏輯