攝像鏡頭的制作方法
【專利說明】攝像I競頭
[0001] 本專利申請是申請日為2012年5月22日，申請?zhí)枮?012101605464,發(fā)明名稱為 "攝像鏡頭"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 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，涉及適合于在移動電話、數(shù)碼靜物相機、便攜式信息終端、安全監(jiān)控攝像機、車載攝像 機、網(wǎng)絡攝像機等比較小型的攝像機上所組裝的攝像鏡頭。
【背景技術】
[0003] 在上述小型攝像機上所搭載的攝像鏡頭不僅要求鏡頭的構(gòu)成枚數(shù)少，而且還要求 與近年來高像素化的攝像元件能夠?qū)姆直媛矢叩溺R頭結(jié)構(gòu)。以往，作為這樣的攝像鏡 頭，大多使用三枚透鏡構(gòu)成的攝像鏡頭，但伴隨著攝像元件的高像素化，只有三枚透鏡難以 得到足夠的性能。近年來，逐漸采用由四枚透鏡構(gòu)成或五枚透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)。
[0004] 其中由五枚透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)設計自由度高，因此期待作為下一代的攝像鏡頭 所采用的鏡頭結(jié)構(gòu)。作為五枚透鏡構(gòu)成的攝像鏡頭，已知有例如專利文獻1所記載的攝像 鏡頭。該攝像鏡頭的結(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 面朝向像面?zhèn)鹊呢摰膹澰滦螤畹牡诙哥R；將凸面朝向像面?zhèn)鹊恼膹澰滦螤畹牡谌?鏡；兩面為非球面形狀、在光軸附近像面?zhèn)鹊拿鏋榘夹螤畹呢摰牡谒耐哥R；以及兩面為非 球面形狀的正或負的第五透鏡。在該結(jié)構(gòu)中，通過分別規(guī)定第一透鏡的阿貝數(shù)的下限值、第 二及第四透鏡的阿貝數(shù)的上限值，進行軸上的色像差及倍率色像差的修正，以對應攝像鏡 頭的高性能化。
[0005] 現(xiàn)有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開2007-264180號公報
[0008] 根據(jù)上述專利文獻1記載的攝像鏡頭，可以得到比較良好的像差。但是，由于鏡頭 系統(tǒng)的全長較長，因此難以實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正這兩者的兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明就是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術的問題而提出的方案，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。
[0010] 為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明提供一種攝像鏡頭，其構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面 側(cè)依次配置：具有正光焦度的第一透鏡、具有負光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透 鏡、具有負光焦度的第四透鏡、以及具有負光焦度的第五透鏡。第一透鏡形成為物體側(cè)的面 的曲率半徑為正的形狀，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?均為正的形狀，第三透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正的形狀，第五透鏡形成為物體 側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤?。在該結(jié)構(gòu)中，在將第一透鏡的 焦距設為Π、將第二透鏡的焦距設為f2、將第三透鏡的焦距設為f3、將第四透鏡的焦距設 為f4、以及將第五透鏡的焦距設為f5時，攝像鏡頭滿足以下條件式（1)及（2)。
[0011] η<f3 而且 |f2| <f3 (1)
[0012] f3 < |f4| 而且 |f2| < |f5| (2)
[0013] 條件式（1)及（2)是用于實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化并且可良好地修正各像差的條 件。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，第一透鏡及第二透鏡的光焦度比其他三枚透鏡的光焦度強， 因此整個鏡頭系統(tǒng)的光焦度集中于物體側(cè)。由此，可以將視場角確保為某種程度的同時壓 縮攝像鏡頭的光學全長，可很好地實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化。另外，在本發(fā)明中，從第三透鏡 至第五透鏡的各透鏡的光焦度相對變?nèi)?。由光焦度強的第一透鏡及第二透鏡發(fā)生的各像差 通過這些光焦度弱的從第三透鏡至第五透鏡的各透鏡得到適當?shù)匦拚?br>[0014] 此外，第二透鏡的焦距與第三透鏡的焦距的關系、以及第二透鏡的焦距與第五透 鏡的焦距的關系滿足以下條件式（3)較為理想。
[0015] 3X|f2| <f3 而且 3X|f2| < |f5| (3)
[0016] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，將第四透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊?面的曲率半徑均為負的形狀較為理想。
[0017] 如上所述，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?為正的形狀、即將凸面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。通過將第四透鏡形成為物體側(cè)的面 的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨摰男螤?、即將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形 狀，從而將第二透鏡及第四透鏡相互以凹面朝向第三透鏡的方式配置。由此，由第一透鏡發(fā) 生的各像差可通過從第二透鏡至第四透鏡的負正負的光焦度的排列、以及第二透鏡及第四 透鏡的各透鏡面的形狀得到適當?shù)匦拚?br>[0018] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡的阿貝數(shù)設為vdl、將第二透鏡的阿貝 數(shù)設為vd2、將第三透鏡的阿貝數(shù)設為vd3、將第四透鏡的阿貝數(shù)設為vd4、將第五透鏡 的阿貝數(shù)設為vd5時，滿足以下條件式（4)~（8)較為理想。
[0019] 45 <vdl< 85 (4)
[0020] vd2 < 35 (5)
[0021] 45 < vd3 < 85 (6)
[0022] vd4 < 35 (7)
[0023] 45 <vd5 < 85 (8)
[0024] 條件式（4)~（8)是用于良好地修正軸上的色像差及軸外的倍率色像差的條件。 根據(jù)條件式（4)~（8)，第二透鏡及第四透鏡由高色散（dispersion)的材料形成，第一透 鏡、第三透鏡、以及第五透鏡由低色散的材料形成。因此，在本發(fā)明的攝像鏡頭中，高色散的 材料與低色散的材料交替組合，從而能對軸上的色像差及軸外的倍率色像差進行更良好的 修正。
[0025] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設為f、將第二透鏡的焦距設 為f2時，滿足以下條件式（9)較為理想。
[0026] -1. 5 <f2/f< -0. 4 (9)
[0027] 條件式（9)是用于將色像差及像面彎曲抑制在理想范圍內(nèi)的條件。若超過上限值 4"，由于第二透鏡的光焦度相對于整個鏡頭系統(tǒng)的光焦度相對變強，因而軸上及軸外 的色像差變得修正過度（相對于基準波長的色像差，短波長的色像差在正方向增大）。另 外，成像面向像面?zhèn)葟澢?，難以得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值"-1. 5"，由于 第二透鏡的光焦度相對于整個鏡頭系統(tǒng)的光焦度相對變?nèi)?，因而軸上及軸外的色像差變得 修正不足（相對于基準波長的色像差，短波長的色像差在負方向增大）。另外，成像面向物 體側(cè)彎曲，該場合也難以得到良好的成像性能。
[0028] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡的焦距設為Π、將第二透鏡的焦距設為 f2時，滿足以下條件式（10)較為理想。
[0029] -1. 0 <fl/f2 < -0. 5 (10)
[0030] 條件式（10)是用于將整個鏡頭系統(tǒng)的佩茲瓦爾和（Petzvalsum)抑制在零附近， 并且將像散、像面彎曲、以及色像差平衡良好地抑制在理想范圍內(nèi)的條件。若超過上限值 5"，由于第一透鏡的光焦度相對于第二透鏡的光焦度相對變強，因此軸上及軸外的色 像差變得修正不足。關于像散，子午像面向物體側(cè)傾斜，像散差（非點隔差）增大。因此， 難以得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值"-1. 0"，由于第一透鏡的光焦度相對 于第二透鏡的光焦度相對變?nèi)?，因此負光焦度變強，軸上及軸外的色像差變得修正過度。另 外，成像面向像面?zhèn)葟澢?。關于像散，子午像面向像面?zhèn)葍A斜，像散差增大。因而，該場合也 難以得到良好的成像性能。
[0031] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第二透鏡的物體側(cè)的面的曲率半徑設為R2f、將像 面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為R2r時，滿足以下條件式（11)較為理想。
[0032] 3. 0 <R2f/R2r< 6. 0 (11)
[0033] 條件式（11)是用于將慧差、像面彎曲、以及色像差各自抑制在理想范圍內(nèi)的條 件。若超過上限值"6. 0"，則第二透鏡的光焦度相對變強，軸外光線的外方慧差增大，并且軸 上及軸外的色像差變得修正過度。另外，由于成像面向像面?zhèn)葟澢?，因此難以得到良好的成 像性能。另一方面，若低于下限值"3.0"，則第二透鏡的光焦度相對變?nèi)?，軸上及軸外的色像 差變得修正不足。另外，成像面向物體側(cè)彎曲，該場合也難以得到良好的成像性能。
[0034] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設為f、將第三透鏡的焦距設 為f3時，滿足以下條件式（12)較為理想。
[0035] 3. 0 <f3/f< 7. 0 (12)
[0036] 如上所述，在本發(fā)明的攝像鏡頭中，第三透鏡主要擔負修正各像差的功能。條件 式（12)是用于實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化并且更良好地修正各像差的條件。若超過上限值 "7. 0"，由于第三透鏡的光焦度相對于整個鏡頭系統(tǒng)的光焦度變?nèi)酰虼藬z像鏡頭難以小型 化。此外，在第三透鏡的光焦度較弱的情況下，通過使第四透鏡或第五透鏡的光焦度變強而 可以實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化。但是，該場合，各像差的修正變得困難（特別是慧差的修正）， 難以得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值"3. 0"，雖然有利于攝像鏡頭的小型化， 但慧差增大并且像散差增大。因而，該場合也難以得到良好的成像性能。
[0037] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第三透鏡的物體側(cè)的面的最大有效直徑設為Φ3Α、 將像面?zhèn)鹊拿娴淖畲笥行е睆皆O為Φ3Β、將第四透鏡的物體側(cè)的面的最大有效直徑設為 Φ4Α、將像面?zhèn)鹊拿娴淖畲笥行е睆皆O為Φ4Β、將這些面的最大有效直徑fSA~中德的直到 70%的凹下量（sagittalheight)的最大值的絕對值設為2。.7時，滿足以下條件式（13)較 為理想。
[0038] Z〇.7/f<0. 1 (13)
[0039] 這樣，通過將最大凹下量抑制在一定的范圍內(nèi)，第三透鏡及第四透鏡成為光軸方 向的厚度變得大致均勻并且彎曲程度小的形狀。根據(jù)這樣的第三透鏡及第四透鏡的形狀， 可抑制復雜形狀的像差的發(fā)生，并且能良好地修正由第一透鏡及第二透鏡發(fā)生的各像差。 另外，對于由在制造攝像鏡頭時產(chǎn)生的偏心（光軸偏移）或傾斜等引起的成像性能的劣化 的敏感度、所謂制造誤差靈敏度降低。再有，通過使光軸方向的厚度變得大致均勻，從而提 高制造上的加工性，還能抑制攝像鏡頭的制造成本。此外，在此，凹下量是指，在各面中，在 從與光軸正交的切平面到該面的與光軸平行方向的距離。
[0040] 在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將整個鏡頭系統(tǒng)的焦距設為f、將第三透鏡與第四透 鏡的合成焦距設為f34時，滿足以下條件式（14)較為理想。
[0041] 2. 0 <f34/f< 10. 0 (14)
[0042] 通過將第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對于整個鏡頭系統(tǒng)的焦距的比抑制在 條件式（14)所示的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)各像差的更良好的修正。若超過上限值"10.0"，則第 三透鏡及第四透鏡的合成光焦度相對變?nèi)?，難以將各像差平衡良好地抑制在理想范圍內(nèi)。 另一方面，若低于下限值"2. 0"，由于第三透鏡及第四透鏡的合成光焦度相對變強，盡管有 利于畸變的修正，但像散差增大，難以得到良好的成像性能。
[0043] 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 面的光軸上的距離設為dA、將從第三透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬷恋谒耐哥R的物體側(cè)的面的光軸上 的距離設為dB時，滿足以下條件式（15)較為理想。
[0044] 0. 3 <dA/dB< 2. 0 (15)
[0045] 在CCD傳感器或CMOS傳感