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、CMOS傳感器等攝像元件上形成被攝體圖像的攝像鏡頭，涉及適于搭載在移動(dòng)電話、數(shù)碼靜物相機(jī)、便攜式信息終端、安全監(jiān)控?cái)z像機(jī)、車載攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等比較小型的攝像機(jī)上的攝像鏡頭。
背景技術(shù)：
對(duì)搭載在上述小型攝像機(jī)上的攝像鏡頭不僅要求小型化而且還要求能夠與近年的高像素化的攝像元件對(duì)應(yīng)的高光學(xué)性能。在以往那樣攝像元件的像素?cái)?shù)低的時(shí)代，由兩枚或三枚構(gòu)成的攝像鏡頭便能實(shí)現(xiàn)確保與攝像元件的分辨率相應(yīng)的足夠的光學(xué)性能和小型化的并存。然而，伴隨攝像元件的高像素化，所要求的光學(xué)性能也變高，在兩枚或三枚的透鏡結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)確保像差被良好地修正的高光學(xué)性能和小型化的并存變得困難。于是，研究了將透鏡的枚數(shù)增加一枚，采用由四枚透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)。例如，專利文獻(xiàn)1所記載的攝像鏡頭的結(jié)構(gòu)從物體側(cè)依次包括物體側(cè)的面為凸形狀的正的第一透鏡；將凹面朝向物體側(cè)的負(fù)的彎月形狀的第二透鏡；將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形狀的第三透鏡；以及將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形狀的第四透鏡。在該結(jié)構(gòu)中，關(guān)于第一 第三透鏡各透鏡與鏡頭系統(tǒng)的焦距的各比率、第一透鏡的折射率、以及第一透鏡的阿貝數(shù)的各個(gè)，通過(guò)設(shè)定理想的范圍，并將它們限定在該范圍內(nèi)，抑制攝像鏡頭全長(zhǎng)的增加，同時(shí)確保良好的光學(xué)性能?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-122007號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1所記載的攝像鏡頭，可得到比較良好的像差。但是，在上述小型攝像機(jī)上所組裝的設(shè)備其本身的小型化及高功能化逐年發(fā)展，要求攝像鏡頭的小型化的水平也變高。在上述專利文獻(xiàn)1所記載的鏡頭結(jié)構(gòu)中，按照這樣的要求，難以實(shí)現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正的并存。本發(fā)明就是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出的方案，其目的在于提供一種不僅小型而且還可以良好地修正像差的攝像鏡頭。用于解決課題的方法 為了解決上述課題，在本發(fā)明中，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R、具有負(fù)光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、以及具有正光焦度的第四透鏡，將第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨?fù)的形狀，將第二透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤?，將第三透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨?fù)的形狀，在將整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)14時(shí)，滿足下述條件式(1)。0. 5 < L14/f < 0. 8(1)另外，在本發(fā)明中，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R、具有負(fù)光焦度的第二透鏡、具有負(fù)光焦度的第三透鏡、以及具有正光焦度的第四透鏡，將第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨?fù)的形狀，將第二透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤睿瑢⒌谌哥R形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨?fù)的形狀，在將整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)14時(shí)，滿足下述條件式(1)。0. 5 < L14/f < 0. 8(1)條件式(1)是用于實(shí)現(xiàn)良好的像差修正并且縮短沿?cái)z像鏡頭的光軸的長(zhǎng)度(厚度)的條件。若超過(guò)上限值“0.8”，則從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離相對(duì)于焦距變長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)攝像鏡頭的小型化。另一方面，若低于下限值“0. 5”，則盡管有利于攝像鏡頭的小型化，但構(gòu)成攝像鏡頭的各透鏡的壁厚變得非常地薄，導(dǎo)致加工性、生產(chǎn)性大幅度地降低。而且良好地修正像差變得困難。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將從第二透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬷恋谌哥R的物體側(cè)的面在光軸上的距離設(shè)為d23、將從第二透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)M時(shí)，滿足下述條件式(2)則較為理想。0. 3 < d23/L24 < 0. 7(2)條件式( 是用于縮短攝像鏡頭的厚度并且將從攝像鏡頭射出的光線向攝像元件的入射角度抑制在預(yù)定范圍內(nèi)，同時(shí)將像面彎曲抑制在良好的范圍內(nèi)的條件。眾所周知，對(duì)于能夠射入攝像元件中的光線，考慮到攝像元件的結(jié)構(gòu)，作為入射角度上的限度設(shè)有所謂的最大入射角度。在該最大入射角度的范圍外的光線入射到攝像元件上的情況下，由于陰影(shading)現(xiàn)象而成為周邊部暗的圖像。因此，需要將從攝像鏡頭射出的光線向攝像元件的入射角度抑制在預(yù)定范圍內(nèi)。若超過(guò)上限值“0.7”，則盡管有利于將從攝像鏡頭射出的光線向攝像元件的入射角度抑制在預(yù)定范圍內(nèi)，但是由于第三透鏡及第四透鏡的有效直徑增大，因此難以實(shí)現(xiàn)攝像鏡頭的小型化。另外，由于像散差(非點(diǎn)格差)增大，因此難以得到平坦的像面。另一方面，若低于下限值“0. 3”，則盡管有利于攝像鏡頭的小型化，但是將從攝像鏡頭射出的光線向攝像元件的入射角度抑制在預(yù)定范圍內(nèi)變得困難。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡及第二透鏡的合成焦距設(shè)為fl2、將第三透鏡及第四透鏡的合成焦距設(shè)為f34時(shí)，滿足下述條件式C3)則較為理想。0. 1 < f 12/f34 < 0. 8(3)條件式C3)是用于縮短攝像鏡頭的厚度并且將以軸外的倍率色像差為主的各像差平衡良好地抑制在良好的范圍內(nèi)的條件。若超過(guò)上限值“0. 8”，則第一透鏡及第二透鏡的合成焦距相對(duì)于第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對(duì)地變長(zhǎng)，鏡頭系統(tǒng)的主點(diǎn)的位置向像面?zhèn)纫苿?dòng)，因此攝像鏡頭的小型化變得困難。另外，軸外的倍率色像差成為修正不足(相對(duì)于基準(zhǔn)波長(zhǎng)，短波長(zhǎng)在負(fù)方向增大)，難以得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值“0. 1”，則第一透鏡及第二透鏡的合成焦距相對(duì)于第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對(duì)地變短，鏡頭系統(tǒng)的光焦度集中于第一透鏡及第二透鏡上，因此將球面像差及慧差平衡良好地抑制在良好的范圍內(nèi)變得困難。另外，從攝像鏡頭射出的軸外光線向攝像元件的入射角度增大，將從攝像鏡頭射出的光線向攝像元件的入射角度抑制在預(yù)定范圍內(nèi)變得困難。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，進(jìn)一步滿足下述條件式(3A)則較為理想。0. 2 < fl2/f34 < 0. 6(3A)在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vdl、將第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd2時(shí)，滿足下述條件式(4)及( 則較為理想。vdl > 50(4)vd2 < 30(5)通過(guò)滿足這些條件式(4)及(5)，能夠良好地修正色像差。若第一透鏡的阿貝數(shù)或第二透鏡的阿貝數(shù)偏離條件式(4)或條件式(5)，則軸上的色像差成為修正不足，難以得到良好的成像性能。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第三透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd3、將第四透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd4時(shí)，滿足下述條件式(6)及(7)則較為理想。I vdl-vd41 < 10(6)vd2-vd3| < 10(7)通過(guò)滿足條件式(6)及(7)，能夠更加良好地修正軸上的色像差及軸外的倍率色像差。另外，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，如果使第一透鏡的材料及第四透鏡的材料相同，使第二透鏡的材料及第三透鏡的材料相同，則構(gòu)成攝像鏡頭的材料僅為兩種，因此能夠降低攝像鏡頭的制造成本。本發(fā)明的效果如下。利用本發(fā)明攝像鏡頭，能夠提供實(shí)現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正的并存并能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(shí)施方式，表示數(shù)值實(shí)施例1的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖2是表示該數(shù)值實(shí)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(shí)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)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式，表示數(shù)值實(shí)施例2的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖5是表示該數(shù)值實(shí)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(shí)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)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式，表示數(shù)值實(shí)施例3的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖8是表示該數(shù)值實(shí)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(shí)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)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式，表示數(shù)值實(shí)施例4的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖11是表示該數(shù)值實(shí)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(shí)施例4的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)以下，參照附圖對(duì)將本發(fā)明具體化的第一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1、圖4、圖7分別表示與本實(shí)施方式的數(shù)值實(shí)施例1 3對(duì)應(yīng)的鏡頭截面圖。由于任一個(gè)數(shù)值實(shí)施例的基本的鏡頭結(jié)構(gòu)都相同，因此這里參照數(shù)值實(shí)施例1的鏡頭截面圖對(duì)本實(shí)施方式的攝像鏡頭的鏡頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)施方式的攝像鏡頭構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻帕杏锌讖焦怅@ST、具有正光焦度的第一透鏡Li、具有負(fù)光焦度的第二透鏡L2、具有正光焦度的第三透鏡L3、以及具有正光焦度的第四透鏡L4。在第四透鏡L4與像面之間配置有保護(hù)玻璃10。此外，該保護(hù)玻璃10也可以省略。另外，在本實(shí)施方式中，將孔徑光闌配置在第一透鏡Ll的物體側(cè)面的頂點(diǎn)的切平面上。該孔徑光闌的位置并不限定于本實(shí)施方式中的位置，例如也可以在比第一透鏡Ll的物體側(cè)面的頂點(diǎn)的切平面靠物體側(cè)、或者該頂點(diǎn)的切平面與第一透鏡Ll的像面?zhèn)让嬷g。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，第一透鏡Ll形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R2為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉3為負(fù)的形狀，即在光軸附近成為雙凸透鏡的形狀。第二透鏡L2形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R4及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉5均為正、在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。第三透鏡L3形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R6及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉7均為負(fù)的形狀，在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。第四透鏡L4形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R8及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉9均為正的形狀，在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。另外，該第四透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿嫘纬蔀樵诠廨S附近在物體側(cè)為凸形狀且在周邊部在物體側(cè)為凹形狀的非球面形狀。利用第四透鏡L4的這種形狀，可適當(dāng)?shù)匾种茝臄z像鏡頭射出的光向像面的入射角。此外，在本實(shí)施方式的攝像鏡頭中，使第一透鏡Ll的材料及第四透鏡L4的材料相同。因此，與從第一透鏡Ll至第四透鏡L4的全部用各種不同的材料形成的情況相比較，可適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)制造成本的降低。本實(shí)施方式的攝像鏡頭滿足以下所示的條件式⑴ (3)以及(3A)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的攝像鏡頭，可實(shí)現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正的并存。0. 5 < L14/f < 0. 8(1)0. 3 < d23/L24 < 0. 7(2)0. 1 < fl2/f34 < 0. 8(3)0. 2 < fl2/f34 < 0. 6(3A)其中
f 整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距L14 從第一透鏡Ll的物體側(cè)的面至第四透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上距離d23 從第二透鏡L2的像面?zhèn)鹊拿嬷恋谌哥RL3的物體側(cè)的面在光軸上的距離L24 從第二透鏡L2的物體側(cè)的面至第四透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離Π2 第一透鏡Ll和第二透鏡L2的合成焦距f34 第三透鏡L3和第四透鏡L4的合成焦距另外，為了良好地修正色像差，本實(shí)施方式的攝像鏡頭除了滿足上述條件式⑴ (3)、(3A)以外，還滿足以下所示的條件式⑷及(5)。
權(quán)利要求
1.一種攝像鏡頭，其特征在于，構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R；具有負(fù)光焦度的第二透鏡；具有正光焦度的第三透鏡；以及具有正光焦度的第四透鏡，上述第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨?fù)的形狀，上述第二透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤?，上述第三透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨?fù)的形狀，在將整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f·、將從上述第一透鏡的物體側(cè)的面至上述第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)14時(shí)，滿足0. 5 < L14/f < 0. 8。
2.一種攝像鏡頭，其特征在于，構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R；具有負(fù)光焦度的第二透鏡；具有負(fù)光焦度的第三透鏡；以及具有正光焦度的第四透鏡，上述第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨?fù)的形狀，上述第二透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤睿鲜龅谌哥R形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨?fù)的形狀，在將整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從上述第一透鏡的物體側(cè)的面至上述第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)14時(shí)，滿足0. 5 < L14/f < 0. 8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將從上述第二透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬷辽鲜龅谌哥R的物體側(cè)的面在光軸上的距離設(shè)為d23、將從上述第二透鏡的物體側(cè)的面至上述第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)24時(shí)，滿足0. 3 < d23/L24 < 0. 7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第一透鏡及上述第二透鏡的合成焦距設(shè)為Π2、將上述第三透鏡及上述第四透鏡的合成焦距設(shè)為f34時(shí)，滿足0. 1 < fl2/f34 < 0. 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vdl、將上述第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd2時(shí)，滿足vdl > 50 而且 vd2 < 30。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第三透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd3、將上述第四透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd4時(shí)，滿足vdl-vd4 < 10 而且 |vd2-vd3| < 10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)中所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第一透鏡的玻璃材料及上述第四透鏡的玻璃材料相同，上述第二透鏡的玻璃材料及上述第三透鏡的玻璃材料相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及攝像鏡頭。本發(fā)明提供不僅小型而且還能良好地修正像差的攝像鏡頭。本發(fā)明的攝像鏡頭的構(gòu)成為，從物體側(cè)依次排列光闌(ST)；在光軸附近為雙凸形狀的第一透鏡(L1)；在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第二透鏡(L2)；在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月形狀的正的第三透鏡(L3)；以及在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀的正的第四透鏡(L4)，在將整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從第一透鏡(L1)的物體側(cè)的面至第四透鏡(L4)的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L(zhǎng)14時(shí)，滿足以下條件式。0.5＜L14/f＜0.8。
文檔編號(hào)G02B13/00GK102576144SQ20108004559
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者久保田洋治, 久保田賢一, 平野整, 栗原一郎 申請(qǐng)人:康達(dá)智株式會(huì)社, 株式會(huì)社光學(xué)邏輯