专利名称：摄像镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在CCD传感器、CMOS传感器等摄像元件上形成被摄体图像的摄像镜头，涉及适合于装入在便携电话机、便携信息终端等便携设备中内置的相机、数码静物相机、安防摄像机、车载摄像机、网络摄像机等比较小型的摄像机的摄像镜头。
背景技术：
近年来，代替以通话为主体的便携电话机，向便携电话机附加了便携信息终端(PDA)、个人计算机的功能的所谓智能手机(smart phone)得到了普及。智能手机与便携电话机相比具有更高功能，因此，用相机拍摄的图像在各种应用程序中被利用。例如，通过利用智能手机，除了打印所拍摄的图像并观赏这样的用途以外，还能够对该图像进行加工，然后在游戏的人物等中利用，或者在智能手机的显示画面中进行化妆模拟、衣服的试穿模拟等。这种在现有技术中并不算一般的摄影图像的利用用途，正以年轻人阶层为中心扎下根来。一般来说，便携电话机、智能手机的产品群大多从面向初级者的产品到面向高级者的产品由各种规格的产品构成。其中，对于安装在面向高级者开发的产品中的摄像镜头，要求能够与近年来高像素化的摄像元件对应的高分辨率的镜头结构。另一方面，对于在上述那样的用途中所使用的智能手机中安装的摄像镜头来说，作为比高分辨率更重要的因素，要求小型、视场角宽即广角。特别是在最近，伴随着智能手机的小型化、高功能化，要求更小型且广角的摄像镜头。虽说如此，但事实上即使是面向初级者的产品也要求某种程度的高分辨率。由6枚透镜组成的镜头结构，由于构成摄像镜头的透镜的枚数多，所以对于摄像镜头的小型化有些不利，但由于设计上的自由度高，所以有可能能够平衡地实现各像差的良好的修正和摄像镜头的小型化。例如，作为由6枚透镜组成的镜头结构，已知有专利文件I所记载的摄像镜头。专利文件I所记载的摄像镜头的结构配置有凸面朝向物体侧的弯月形状的负的第一透镜、由正负2枚透镜构成的接合透镜、正的第四透镜、由正负2枚透镜构成的接合透镜而构成。在该专利文件I的摄像镜头中，通过分别满足与第一透镜的物体侧的面和像面侧的面的曲率半径有关的条件式、以及与2枚接合透镜有关的条件式，来实现畸变和色像差的良好修正。但是，在上述专利文件I所记载的摄像镜头中，从第一透镜的物体侧的面到摄像元件的像面的距离长，因此，为了将该摄像镜头安装到便携电话机、智能手机等的小型相机中，需要将棱镜或反射镜配置在摄像镜头和像面之间来使光路弯曲。便携电话机、智能手机的高功能化、小型化逐年发展，所需的摄像镜头的小型化程度比以往更高。在上述专利文件I所记载的镜头结构中，难以与这样的要求对应地在实现摄像镜头的小型化的同时实现良好的像差修正。另外，这样的问题并不是安装到便携电话机、智能手机中的摄像镜头所特有的问题，而是在安装到数码静物相机、便携信息终端、安防摄像机、车载摄像机、网络摄像机等比较小型的摄像机中的摄像镜头中共通的问题。专利文件1:日本特开2011-145315号公报
实用新型内容本实用新型的第一目的在于提供一种能够良好地修正各像差的摄像镜头。另外，本实用新型的第二目的在于提供一种能够兼顾摄像镜头的小型化和良好的像差修正的摄像镜头。为了达到上述第一目的，本实用新型的摄像镜头，从物体侧向像面侧按顺序配置具有正的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜、第三透镜、具有负的光焦度的第四透镜、具有正的光焦度的第五透镜、第六透镜而构成。第一透镜具有曲率半径为正的物体侧的面。第二透镜具有曲率半径为正的像面侧的面。第五透镜具有曲率半径都为负的物体侧的面和像面侧的面。另外，第三透镜至第六透镜的各透镜具有比第一透镜和第二透镜的各自的光焦度都弱的光焦度。本实用新型的摄像镜头成为以下结构第一透镜和第二透镜的光焦度比其他各透镜的光焦度都强，通过这2枚透镜进行各像差的大体的修正，并且，通过第一透镜和第二透镜未完全修正的各像差，在光焦度比这些透镜弱的第三 第六透镜中进行更细致的修正。因此，能够在第一透镜和第二透镜中主要对轴上的各像差进行修正，在第三 第六透镜中主要对轴外的各像差进行修正，能够通过整个镜头系统平衡良好地对各像差进行修正。另夕卜，在摄像镜头中配置在物体侧的第一透镜和第二透镜的光焦度相对较强，因此，对各像差的良好修正和摄像镜头的小型化都有利。理想的是在上述结构的摄像镜头中，第四透镜形成为具有曲率半径都为负的物体侧的面和像面侧的面的形状。如上所述，在本实用新型中，第五透镜形成为具有曲率半径都为负的物体侧的面和像面侧的面的形状。通过将第四透镜形成为与第五透镜相同的形状，即成为在光轴附近使凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状，能够进一步良好地对各像差进行修正。另外，理想的是在上述结构的摄像镜头中，第六透镜形成为具有曲率半径都为正的物体侧的面和像面侧的面的形状。理想的是在上述结构的摄像镜头中，第五透镜和第六透镜形成为物体侧的面和像面侧的面具有拐点的非球面形状。在本实用新型的摄像镜头中，第三 第六透镜除了具有进行轴上的各像差的修正的作用以外，还具有良好地对轴外的各像差进行修正的作用。在对轴外的各像差进行修正方面，接近像面的第五透镜和第六透镜所起的作用特别大。通过将第五透镜和第六透镜分别形成为具有拐点的非球面形状，能够良好地对轴外的各像差进行修正，并且能够容易地将从摄像镜头出射的光线对于像面的入射角度抑制在预定的范围内。针对CCD传感器、CMOS传感器等摄像元件预先确定了能够取入到传感器的光线的入射角度的范围(所谓的主光线角度=Chief Ray Angle)。通过将从摄像镜头出射的光线对于像面的入射角度抑制在预定的范围内，能够抑制图像的周边部分变暗的现象即阴影(shading)的发生。为了达到上述第二目的，理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设第一透镜的焦距为fl，第二透镜的焦距为f2时，满足以下的条件式(I)。-O. 7<fl/f2<-0. 3(I)条件式(I)是用于良好地修正色像差、像散并且恰当地实现摄像镜头的小型化的条件。如果超过上限值“-O. 3”，则相对于具有正的光焦度的第一透镜，第二透镜所具有的负的光焦度相对减弱，因此，虽然有利于摄像镜头的小型化，但难以确保后焦距。另外，轴上的色像差变得修正不足(相对于基准波长的焦点位置，短波长的焦点位置向物体侧移动)，并且像散差增大，因此，难以得到良好的成像性能。另一方面，如果低于下限值“-O. 7”，则相对于第一透镜，第二透镜的光焦度相对增强，因此容易确保后焦距，但难以实现摄像镜头的小型化。另外，轴上的色像差变得修正过剩(相对于基准波长的焦点位置，短波长的焦点位置向像面侧移动)，并且轴外的倍率色像差变得修正过剩(相对于基准波长的成像点，短波长的成像点向从光轴远离的方向移动)。另外，像散增大，因此，在该情况下也难以得到良好的成像性能。 理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设整个镜头系统的焦距为f，第一透镜和第二透镜的合成焦距为Π2时，满足以下的条件式(2)。O. 8<fl2/f <1. 5(2)条件式(2)是用于实现摄像镜头的小型化，并且将轴上的色像差、彗差以及像散抑制在良好的范围内的条件。如果超过上限值“1. 5”，则相对于第一透镜的正的光焦度，第二透镜的负的光焦度相对增强，容易修正轴上的色像差，但难以实现摄像镜头的小型化。另夕卜，由于像散差增大，所以难以得到良好的成像性能。另一方面，如果低于下限值“O. 8”，则第一透镜的正的光焦度相对增强，所以有利于摄像镜头的小型化，但后焦距变短，难以确保用于配置红外线截止滤光片等插入物的空间。另外，轴上的色像差变得修正不足，并且彗差增大，难以得到良好的成像性能。理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设整个镜头系统的焦距为f，第四透镜的焦距为f4时，满足以下的条件式(3)。-O. 3<f/f4<-0. 01(3)条件式(3)是用于实现摄像镜头的小型化并且将畸变、像面弯曲抑制在良好的范围内的条件。另外，该条件也是用于将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内的条件。在本实用新型的摄像镜头中，第四透镜具有负的光焦度。通过将该第四透镜的负的光焦度抑制在条件式的范围内，能够将各像差抑制在良好的范围内。如果超过上限值“-0.01”，则有利于摄像镜头的小型化，但难以确保后焦距。另外，在像面周边部分负的畸变增大，并且像面周边部分向负方向弯曲，因此难以得到良好的成像性能。另一方面，如果低于下限值“-O. 3”，则从像面到出射光瞳的距离变长，因此，容易将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内，但像面向正方向弯曲并且正的畸变增大，在该情况下也难以得到良好的成像性能。理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设整个镜头系统的焦距为f，第三透镜和第四透镜的合成焦距为f34时，满足以下的条件式(4)。-20. 0<f34/f < -1. O(4)条件式(4)是用于将色像差、像面弯曲以及像散抑制在良好的范围内的条件。另夕卜，该条件也是将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内的条件。如果超过上限值“-1.O”，则从像面到出射光瞳的距离变长，因此，容易将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内。但是，轴上的色像差和倍率色像差都变得修正过剩，并且正的畸变增大，因此，难以得到良好的成像性能。另一方面，如果低于下限值“-20. 0”，则轴上的色像差变得修正不足。另外，通过使弧矢像面向物体侧(负方向)弯曲，像散差增大，因此，难以得到良好的成像性能。理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设从第二透镜的像面侧的面到第三透镜的物体侧的面的光轴上的距离为D23，从第一透镜的物体侧的面到第六透镜的像面侧的面的光轴上的距离为L16时，满足以下的条件式(5)。O. 05〈D23/L16〈0. 3(5)条件式(5)是用于实现摄像镜头的小型化并且将球面像差抑制在良好的范围内的条件。另外，该条件也是将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内的条件。如果超过上限值“O. 3”，则容易将球面像差抑制在良好的范围内，并且容易将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内，但难以确保后焦距。另一方面，如果低于下限值“O. 05”，则有利于摄像镜头的小型化，但球面像差增大，难以得到良好的成像性能。另外，难以将从摄像镜头出射的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内。理想的是在上述结构的摄像镜头中，在设第一透镜的阿贝数为V dl，第四透镜的阿贝数为vd4，第五透镜 的阿贝数为vd5，第六透镜的阿贝数为vd6时，满足以下的条件式(6) (9)。45< vdl<75(6)45< V d4<75(7)45〈vd5〈75(8)45< V d6<75(9)条件式(6) (9)是用于良好地修正轴上和轴外的色像差的条件。通过将6枚透镜中的4枚透镜的阿贝数设为比下限值“45”大的值，来有效地抑制在这4枚透镜中产生的色像差，因此，能够将整个镜头系统的色像差恰当地抑制在良好的范围内。另外，通过将各透镜的阿贝数设为比上限值“75”小的值，能够抑制透镜材料的成本。理想的是在上述结构的摄像镜头中，为了更良好地修正轴上和轴外的色像差，在设第二透镜的阿贝数为vd2，第三透镜的阿贝数为vd3时，满足以下的条件式(10)和
(11)。20< V d2<40(10)20〈vd3〈40(11)根据本实用新型的摄像镜头，能够提供良好地修正了各像差的摄像镜头。另外，能够提供一种良好地修正了各像差的具有高分辨率并且特别适合于安装在小型相机中的小型的摄像镜头。
图1是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例1的摄像镜头的概要结构的截面图。[0041]图2是表示图1所示的摄像镜头的横像差的像差图。图3是表示图1所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图4是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例2的摄像镜头的概要结构的截面图。图5是表示图4所示的摄像镜头的横像差的像差图。图6是表示图4所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图7是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例3的摄像镜头的概要结构的截面图。图8是表示图7所示的摄像镜头的横像差的像差图。图9是表示图7所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图10是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例4的摄像镜头的概要结构的截面图。图11是表示图10所示的摄像镜头的横像差的像差图。图12是表示图10所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图13是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例5的摄像镜头的概要结构的截面图。图14是表示图13所示的摄像镜头的横像差的像差图。图15是表示图13所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图16是针对本实用新型的一个实施方式表示数值实施例6的摄像镜头的概要结构的截面图。图17是表示图16所示的摄像镜头的横像差的像差图。图18是表示图16所示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。符号说明ST :光阑；L1 :第一透镜；L2 :第二透镜；L3 :第三透镜；L4 :第四透镜；L5 :第五透镜；L6 :第六透镜；10 :滤光片。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明对本实用新型进行了具体化的一个实施方式。图1、图4、图7、图10、图13和图16是表示本实施方式的数值实施例广6的摄像镜头的概要结构的截面图。任意一个数值实施例的基本镜头结构都相同，因此，在此参照数值实施例1的概要截面图，说明本实施方式的摄像镜头的镜头结构。如图1所示，本实施方式的摄像镜头是从物体侧向像面侧按顺序将以下的透镜排列起来而构成的具有正的光焦度的第一透镜LI ;具有负的光焦度的第二透镜L2 ;第三透镜L3 ;具有负的光焦度的第四透镜L4 ;具有正的光焦度的第五透镜L5 ;第六透镜L6。数值实施例广5的摄像镜头是第三透镜L3具有负的光焦度的情况下的例子，数值实施例6的摄像镜头是第三透镜L3具有正的光焦度的情况下的例子。另外，数值实施例1飞的摄像镜头也是第六透镜L6具有负的光焦度的情况下的例子，数值实施例6的摄像镜头也是第六透镜L6具有正的光焦度的情况下的例子。另外，在第六透镜L6与像面頂之间配置有滤光片10。也能够省略该滤光片10。[0063]在本实施方式的摄像镜头中，第三透镜L3至第六透镜L6的各透镜的光焦度比第一透镜LI和第二透镜L2的各自的光焦度弱。换一种说法，本实施方式的摄像镜头，在设第一透镜LI的焦距为f 1，第二透镜L2的焦距为f2，第三透镜L3的焦距为f3，第四透镜L4的焦距为f4，第五透镜L5的焦距为f5，第六透镜L6的焦距为f6时，满足“(fl，I f2 I ) <(I f3 I，I f4 I，f5，I f6 I )” 的关系式。在上述结构的摄像镜头中，第一透镜LI形成为物体侧的面的曲率半径rl为正、像面侧的面的曲率半径r2为负的形状，即在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。该第一透镜LI的形状并不限于本数值实施例1的形状。第一透镜LI的形状只要是物体侧的面的曲率半径rl为正的形状即可。数值实施例1、3、5、6的摄像镜头是第一透镜LI的形状在光轴X的附近成为双凸透镜的形状的例子，数值实施例2和4的摄像镜头是第一透镜LI的形状为物体侧的面的曲率半径rl和像面侧的面的曲率半径r2都为正的形状，即在光轴X的附近成为凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状的例子。另外，在本实施方式中，在第一透镜LI的像面侧的面上设置有光阑ST。第二透镜L2形成为物体侧的面的曲率半径r3和像面侧的面的曲率半径r4都为正的形状，即在光轴X的附近成为凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。该第二透镜L2的形状只要是像面侧的面的曲率半径r4为正的形状即可，也可以是物体侧的面的曲率半径r3为负的形状，即在光轴X的附近成为双凹透镜的形状。第三透镜L3形成为物体侧的面的曲率半径r5和像面侧的面的曲率半径r6都为负的形状，即在光轴X的附近成为凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状。该第三透镜L3的形状并不限于数值实施例1的形状。数值实施例1和数值实施例3飞的摄像镜头是第三透镜L3的形状是在光轴X的附近成为凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状的例子，数值实施例2的摄像镜头是第三透镜L3的形状是在光轴X的附近成为凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状的例子。 第四透镜L4形成为物体侧的面的曲率半径r7和像面侧的面的曲率半径r8都为负的形状，即在光轴X的附近成为凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状。作为第四透镜L4的形状，除此以外也可以是在光轴X的附近成为凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状、在光轴X的附近成为双凹透镜的形状。只要光焦度是负的，第四透镜L4可以形成为各种形状。第五透镜L5形成为物体侧的面的曲率半径r9和像面侧的面的曲率半径rlO都为负的形状，即在光轴X的附近成为凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状。第六透镜L6形成为物体侧的面的曲率半径rll和像面侧的面的曲率半径rl2都为正的形状，即在光轴X的附近成为凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。在本实施方式的摄像镜头中，这些第五透镜L5和第六透镜L6形成为物体侧的面和像面侧的面具有拐点的非球面形状。通过这样的形状来良好地修正轴外的各像差。另外，通过第五透镜L5和第六透镜L6的这样的形状，容易确保远心特性，因此，能够将从摄像镜头出射的光线对于像面頂的入射角度抑制为比针对每个摄像元件作为能够取入传感器的光线的入射角度的范围而预先设定的主光线角度(Chief Ray Angle)小的角度。本实施方式的摄像镜头满足以下所示的条件式(I) (11)。-O. 7<fl/f2<-0. 3(I)O. 8<fl2/f <1. 5(2)[0073]-O. 3<f/f4<-0. 01(3)-20. 0<f34/f < -1. 0(4)0. 05〈D23/L 16〈0· 3(5)45< vdl<75(6)45< V d4<75(7)45〈vd5〈75(8)45〈vd6〈75(9)20〈vd2〈40(10)20〈vd3〈40(11)其中，f :整个镜头系统的焦距，fl :第一透镜LI的焦距，f2 :第二透镜L2的焦距，f4 :第四透镜L4的焦距，fl2 :第一透镜LI和第二透镜L2的合成焦距，f34 :第三透镜L3和第四透镜L4的合成焦距，D23 :从第二透镜L2的像面侧的面到第三透镜L3的物体侧的面的光轴上的距离，L16 :从第一透镜LI的物体侧的面到第六透镜L6的像面侧的面的光轴上的距离，vdl :第一透镜LI的阿贝数，V d2 :第二透镜L2的阿贝数，V d3 :第三透镜L3的阿贝数，V d4 :第四透镜L4的阿贝数，V d5 :第五透镜L5的阿贝数，V d6 :第六透镜L6的阿贝数。另外，不需要满足上述各条件式的全部，通过单独地分别满足上述各条件式，能够分别得到与各条件式对应的作用效果。在本实施方式中，各透镜的透镜面形成为非球面。在设光轴方向的轴为Z，与光轴正交的方向的高度为H，圆锥系数为k，非球面系数为A4、A6、A8、Aic1、A12、A14、A16时，通过下式表示这些透镜面所采用的非球面形状。公式I
权利要求1.一种摄像镜头，其特征在于，从物体侧向像面侧按顺序配置具有正的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜、第三透镜、具有负的光焦度的第四透镜、具有正的光焦度的第五透镜、第六透镜而构成， 上述第一透镜具有曲率半径为正的物体侧的面，上述第二透镜具有曲率半径为正的像面侧的面，上述第五透镜具有曲率半径都为负的物体侧的面和像面侧的面，上述第三透镜至上述第六透镜的各透镜具有比上述第一透镜以及上述第二透镜的各自的光焦度都弱的光焦度。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，上述第四透镜具有曲率半径都为负的物体侧的面以及像面侧的面。
3.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，上述第六透镜具有曲率半径都为正的物体侧的面以及像面侧的面。
4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设上述第一透镜的焦距为Π，上述第二透镜的焦距为f2时，满足-0.7<fl/f2<-0. 3。
5.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个镜头系统的焦距为f，上述第一透镜以及上述第二透镜的合成焦距为Π2时， 满足.0.8<fl2/f <1. 5。
6.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个镜头系统的焦距为f，上述第四透镜的焦距为f4时，满足-0.3<f/f4<-0. 01。
7.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个镜头系统的焦距为f，上述第三透镜以及上述第四透镜的合成焦距为f34时， 满足-20.0<f34/f < -1. 0。
8.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设从上述第二透镜的像面侧的面到上述第三透镜的物体侧的面的光轴上的距离为 D23，从上述第一透镜的物体侧的面到上述第六透镜的像面侧的面的光轴上的距离为L16 时，满足.0.05〈D23/L16〈0. 3。
9.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设上述第一透镜的阿贝数为vdl，上述第四透镜的阿贝数为vd4，上述第五透镜的阿贝数为V d5，上述第六透镜的阿贝数为vd6时，满足.45〈 Vdl〈75，.45〈 Vd4<75,.45〈 Vd5〈75，.45〈 Vd6〈75。
10.根据权利要求9所述的摄像镜头，其特征在于，在设上述第二透镜的阿贝数为V d2，上述第三透镜的阿贝数为vd3时,满足 20〈 vd2〈40,20〈 vd3〈40。
专利摘要本实用新型提供一种良好地修正各像差的摄像镜头。本实用新型的摄像镜头从物体侧向像面侧按顺序具备具有正的光焦度的第一透镜(L1)；具有负的光焦度的第二透镜(L2)；第三透镜(L3)；具有负的光焦度的第四透镜(L4)；具有正的光焦度的第五透镜(L5)；第六透镜(L6)。第一透镜(L1)具有曲率半径为正的物体侧的面。第二透镜(L2)具有曲率半径为正的像面侧的面。第五透镜(L5)具有曲率半径都为负的物体侧的面和像面侧的面。在该结构中，第三透镜(L3)至第六透镜(L6)的各透镜具有比第一透镜(L1)和第二透镜(L2)的各自的光焦度都弱的光焦度。
文档编号G02B13/18GK202886714SQ20122054374
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年5月22日
发明者久保田洋治, 久保田贤一, 平野整, 伊势善男, 野田小百合 申请人:株式会社光学逻辑, 康达智株式会社