專利名稱：攝像透鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一組搭載于便攜電話等之中的小型的攝像透鏡，特別是為了拍攝具有白色光等的寬頻光且廣視角的物體的攝像透鏡。
背景技術：
近年來，攝像透鏡伴隨著從相片膠卷向(XD、CMOS等的攝像元件的過渡，小型化迅速發(fā)展，向便攜電話等的搭載成為可能。盡管由大量消費引起的低價格化的需求強烈，但不得不解決極端薄型化、電子式受光元件特有的制約等技術性問題。S卩，在近幾年，盡管在便攜電話等之中搭載的攝像透鏡是小型的，但在分辨率、畫像品質(zhì)方面，進一步要求高分辨率的高性能，為了滿足這樣的需求，在便攜電話等中搭載的小型攝像透鏡，如專利文獻1 3所示，2 4枚構(gòu)造的玻璃或塑料制透鏡正成為主流。以前的技術文獻專利文獻1 特開2007-298719號公報專利文獻2 特開2005-3^682號公報專利文獻3 特開2005-284153號公報發(fā)明的概要發(fā)明欲解決的課題上述專利文獻1 3中所示的攝像透鏡，雖然是組合復數(shù)透鏡，校正透鏡的球面像差、像面彎曲的透鏡，但是隨著透鏡數(shù)量越增加，成本越多，也就成為阻礙小型化的主要原因，進而，生產(chǎn)率也變得低下。另一方面，隨著便攜電話等的普及迅速發(fā)展，關于圖像質(zhì)量即使作出一些讓步，對在生產(chǎn)率方面卓越、小型、低價格的攝像透鏡的需求正在加強。在成本面上，因為減少透鏡數(shù)量更在成本面上有利，所以在這種便攜電話等中搭載的攝像透鏡里， 如果采用1枚構(gòu)造的攝像透鏡，在更小型化能夠?qū)崿F(xiàn)的同時，在成本面上也變得極其有利。 但是，在1枚構(gòu)造的攝像透鏡上，對于因色像差校正、像面彎曲校正、電子式受光元件的入射光線角度的最優(yōu)化的自由度幾乎沒有是實情，難以確保光學性能，存在這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的問題點，本發(fā)明的目的在于提供一種實用性的攝像透鏡。該透鏡即使是1枚的最小構(gòu)造，在校正色像差的同時，能將像面彎曲校正到可接受的范圍，并且得到朝向受光元件的最佳入射角。為達上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于，從物體一側(cè)依次設置調(diào)節(jié)進入透鏡光量的控制部件和1枚塑料制透鏡，分別在這個透鏡的物體一側(cè)形成凹面，在像點一側(cè)形成凸面，在由非球面構(gòu)成這些各個面的同時，上述凸面是發(fā)揮色散功能的衍射光學面。根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像透鏡，其特征在于，從基準點開始在以物體方向為負、 像面方向為正的坐標系中，各光學元件被構(gòu)成去滿足以下的條件式。
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(1)0. 45 < L/R < 0. 95(2)-0. 065 < L，(l_n)/R，< 0. 035η其中，L 以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凸面頂點到虛擬光圈的距離L’ 以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凹面頂點到虛擬光圈的距離R 凸面的曲率半徑R’ 凹面的曲率半徑η 透鏡材質(zhì)的折射率本發(fā)明的有益效果因為本發(fā)明的攝像透鏡是由最小構(gòu)造片數(shù)構(gòu)成的透鏡，在小型化能夠?qū)崿F(xiàn)的同時，制造容易且能夠降低成本。進而，通過設置以像面彎曲校正為目的、具有負屈光度的凹面，縮小珀茲伐和；通過在像面方向恰當距離光圈的位置設置具有正屈光度的凸面，能夠最優(yōu)化從透鏡出來的主光線的出射角度。進而，通過最佳地設置擁有色散功能的衍射光學面，在校正色像差的同時，能夠?qū)⑾衩鎻澢行У匦Ｕ娇山邮艿姆秶?。另外，在光圈和凸面的距離中存在特定的最佳值，這個最佳值依據(jù)條件式(1)來定義。虛擬光圈和凸面的距離L與凸面的曲率半徑R的比率L/R，如果小于0. 45的話，同時校正軸上色像差和倍率的色像差變得困難。相反，如果L/R大于0. 95時，關于通過衍射光學面進行色像差校正，雖然有富余，但是在畸變增加的同時，因為光學系統(tǒng)全體變得又長又大而與小型化的要求背道而馳。還有，雖然衍射光學面發(fā)生由衍射效率低下引起的二階和三階衍射造成的對比度下降的情況，但是通過光程差函數(shù)的最優(yōu)化，將設計基準波長以外的衍射效率最小化，通過攝像元件后續(xù)的電處理，謀求對比度改善是可能的。另外，在光圈和凹面的距離中存在特定的最佳值，該最佳值依據(jù)條件式( 來定義。條件式( 表示凹面和光圈的位置關系，并提供一個量用于良好地保持彗形像差、且縮小整個光學系統(tǒng)長度。條件式( 提供一個值，該值通過用折射率將到虛擬光圈的距離正規(guī)化，并通過用具有凹面的屈光力除以最終值來獲得，如果L’(l-n)/R’的值大于0.035的話，因為射入凹面的軸外光線的入射角變大，彗形像差因此增大。此外，同值在負方向上變成比-0. 065大的值的話，雖然在像差校正上變得更加良好，但是在主光線射出角變得更小且背離最佳值的同時，整個光學系統(tǒng)變得又長又大而與小型化的要求背道而馳。


圖1是與實施例1相關的攝像透鏡的構(gòu)造圖。
圖2是與實施例1相關的攝像透鏡的像差圖。圖3是與實施例2相關的攝像透鏡的像差圖。圖4是與實施例3相關的攝像透鏡的像差圖。圖5是與實施例4相關的攝像透鏡的構(gòu)造圖。圖6是與實施例4相關的攝像透鏡的像差圖。圖7是沒有衍射光學面的1枚構(gòu)造的攝像透鏡的構(gòu)造圖。圖8是沒有衍射光學面的1枚構(gòu)造的攝像透鏡的像差圖。圖9是沒有衍射光學面的1枚構(gòu)造的攝像透鏡的構(gòu)造圖。
圖10是沒有衍射光學面的1枚構(gòu)造的攝像透鏡的像差圖。標號說明Ll攝像透鏡Rl鏡框(控制部件)R2 凹面R3、R3，虛擬面R4 凸面R5衍射光學面X 光軸S成像面
具體實施例方式為了實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，關于本發(fā)明的實施例用圖進行說明。首先，詳細說明作為本發(fā)明的代表例的 實施例1。在以下各實施例中省略重復的說明。實施例1說明書附圖1和圖2表示本發(fā)明的實施例1，圖1表示攝像透鏡的構(gòu)造圖，圖2表 示像差圖。如圖1所示，本實施例的基本構(gòu)造是，在物體一側(cè)設置作為調(diào)節(jié)進入透鏡的光量 的控制部件的鏡框Rl，在其后面設置1枚構(gòu)造的攝像透鏡Li。攝像透鏡Li，分別在物體一 側(cè)形成凹面R2，在像點一側(cè)形成凸面R4。這個凹面R2、凸面R4分別由非球面構(gòu)成，且凸面 R4由具有色散功能的衍射光學面R5構(gòu)成。另外，為了容易地形成非球面，攝像透鏡Ll在材 料中使用環(huán)烯塑料。另外，在本實施例中，在攝像透鏡Ll的凸面R4和成像面S之間設置由平行平面 R6、R7構(gòu)成的保護玻璃。此外，在圖1中，在dl、d2…d5和X分別表示面間隔和光軸的同 時，主光線與光軸交叉的位置作為虛擬光圈，將其定義為虛擬面R3。用數(shù)學公式1表示構(gòu)成上述攝像透鏡Ll的凹面R2、凸面R4的非球面的非球面形 狀公式，數(shù)學公式2是光程差函數(shù)，在非球面上作為衍射光學面R5被形成。數(shù)學公式權(quán)利要求
1.一種攝像透鏡，其特征在于，從物體一側(cè)依次設置調(diào)節(jié)進入透鏡光量的控制部件和1枚塑料制透鏡，分別在這個透鏡的物體一側(cè)形成凹面，在像點一側(cè)形成凸面，在由非球面構(gòu)成這些各個面的同時，上述凸面是發(fā)揮色散功能的衍射光學面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像透鏡，其特征在于，從基準點開始在以物體方向為負、像面方向為正的坐標系中，各光學元件被構(gòu)成去滿足以下的條件式。(1)0.45 < L/R < 0. 95(2)-0.065 < L，(l_n)/R，< 0. 035η其中，L 以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凸面頂點到虛擬光圈的距離L’ 以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凹面頂點到虛擬光圈的距離R 凸面的曲率半徑R’ 凹面的曲率半徑η 透鏡材質(zhì)的折射率
全文摘要
通過利用衍射光學面，良好地校正色像差，1群1枚最小構(gòu)造的透鏡，為拍攝寬頻光且廣視角的物體，提供最佳的攝像透鏡。在1枚構(gòu)造的塑料制透鏡L1的物體一側(cè)形成凹面R2、在像點一側(cè)形成凸面R4。將凹面R2和凸面R4分別制成非球面的同時，在凸面R4上形成發(fā)揮色散功能的衍射光學面R5，滿足以下的條件式(1)(2)。條件式(1)0.45＜L/R＜0.95，條件式(2)-0.065＜L’(1-n)/R’＜0.035n L以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凸面頂點到虛擬光圈的距離，L’以主光線和光軸交叉的位置作為光圈位置時的從凹面頂點到虛擬光圈的距離，R凸面的曲率半徑，R’凹面的曲率半徑，n透鏡材質(zhì)的折射率。
文檔編號G02B13/18GK102369469SQ20098015768
公開日2012年3月7日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者松岡和雄, 栗原一郎, 渡邊慎吾, 鈴木久則 申請人:康達智株式會社