摄像镜头的制作方法
【专利摘要】以低成本提供既充分满足低背化的要求，对应F2.5以下的明亮度和广视场角，又良好地校正了各种像差的小型的摄像镜头。其从物体侧到像侧按顺序由第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜以及第5透镜构成，在第5透镜的像侧的非球面在光轴上以外的位置具有反曲线点，满足以下的条件式：TTL/2ih≤0.8，20＜νd1-νd2＜50，其中，νd1为第1透镜的相对于d线的阿贝数，νd2为第2透镜的相对于d线的阿贝数，ih为最大像高，TTL为光学全长。
【专利说明】摄像f竞头
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种在小型的摄像装置所使用的c⑶传感器、C-M0S传感器的固 体摄像元件上形成被摄体的像的摄像镜头，特别是，涉及推进小型化、薄型化的智能电话、 移动电话和PDA (Personal Digital Assistant :个人数字助理）、游戏机、PC等信息终端设 备以及附加有照相机功能的家电产品等所搭载的摄像装置中内置的摄像镜头。
【背景技术】
[0002] 近年来，许多的信息终端设备一般都已搭载照相机功能。另外，也已出现附带照相 机的家电产品，例如通过使智能电话与家电产品进行通信，从外出地也已能通过产品中搭 载的照相机实时地观看自己家的状况。可以设想这种使信息终端设备、家电产品融合了照 相机功能并提高了消费者的便利性的商品开发在今后也将越来越发展。另外，对于所搭载 的照相机的性能，不仅要求当然具备与高像素化对应的高分辨力且透镜系统为小型、低背、 明亮的透镜系统，还要求对应广视场角。其中，针对向移动终端设备的搭载，强烈要求被低 背化为足以能应用于设备向薄型化的过渡的程度且具备高分辨性能的摄像镜头。
[0003] 然而，得到低背、广角且明亮的摄像镜头时，画面周边部的像差校正是困难的，在 整个画面范围内确保良好的成像性能方面存在问题。
[0004] 以往，作为小型且具备高分辨力的摄像镜头，例如已知如以下的专利文献1这样 的摄像镜头。
[0005] 在专利文献1中公开了一种摄像镜头，该摄像镜头从物体侧起具备：第1透镜组， 其在物体侧为凸状的第1透镜；第2透镜组，其在成像侧为凹状的第2透镜；第3透镜组，其 在物体侧为凹状的弯月形状的第3透镜；第4透镜组，其在物体侧为凹状的弯月形状的第4 透镜；以及第5透镜组，其包含在物体侧配置有具有拐点（inflection point)的非球面的 弯月形状的第5透镜，该摄像镜头的目的在于，在抑制摄像镜头系统的大型化的状态下使 摄像镜头系统具备高分辨力。
[0006] 现有抟术f献 [0007] 专利t?献
[0008] 专利文献1 :特开2011-085733号公报 实用新型内容
[0009] 实用新型要解决的问是页
[0010] 上述专利文献1所记载的摄像镜头的光学全长为6. 0mm的程度，摄像元件的有效 摄像面的对角线的长度之比（以下，称为全长对角比）为〇. 9的程度，能够实现较为低背且 良好地校正了像差的透镜系统。但是，F值为2. 8的程度，不能说是足够明亮的透镜系统。 而且，全视场角为65°的程度，对广角化的要求来说是不够的。若要通过该构成对应F2. 5 以下的明亮度和70°以上的视场角，周边部的像差校正仍然存在问题。
[0011] 本实用新型是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供既充分对应低背化的 要求又对应F值为2. 5以下的明亮度和广视场角且具备良好地校正了各种像差的高分辨力 的小型的摄像镜头。
[0012] 此外，在此，所谓低背，是指全长对角比比1. 0小得多的程度，所谓广角，是指能拍 摄全视场角为70°以上的范围的程度。另外，表示全长对角比时的摄像元件的有效摄像面 的对角线的长度作为与以最大像高为半径的有效摄像圆的直径的大小相同的长度来对待， 最大像高是入射到摄像镜头的来自最大视场角的光线入射到摄像面的位置离光轴的垂直 高度。
[0013] 另外，在本实用新型中，所谓凸面、凹面，是指近轴（光轴近旁）的透镜面的形状。 另外，所谓形成于非球面的反曲线点，是指切平面与光轴垂直相交的非球面上的点。而且， 光学全长、后焦距的值定义为除去红外线滤光片、保护玻璃等光学元件时即将滤光片等的 厚度按空气进行换算时的光轴上的距离。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] 本实用新型的摄像镜头是在固体摄像元件上形成被摄体的像的摄像镜头，从物体 侧到像侧按顺序由凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像侧且具有负 的光焦度的第2透镜、具有负的光焦度的第3透镜、凸面朝向像侧的弯月形状且具有负的 光焦度的两面为非球面的第4透镜以及凹面朝向像侧的两面为非球面的第5透镜构成，第 5透镜的像侧的非球面在光轴上以外的位置具有反曲线点，构成为满足以下的条件式（1)、 (2)：
[0016] (l)TTL/2ih 彡 0? 8
[0017] (2)20 < vdl-vd2 < 50
[0018] 其中，
[0019] vdl为第1透镜的相对于d线的阿贝数，
[0020] v d2为第2透镜的相对于d线的阿贝数，
[0021] ih 为最大像 |1?]，
[0022] TTL为光学全长。
[0023] 上述构成的摄像镜头是从物体侧按顺序以正、负、负、负、正或者负的光焦度排列 的5枚透镜构成的摄像镜头，第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜的合成光焦度为负， 从而提高远摄性，通过对各个透镜分配最佳的光焦度，能实现低背化。
[0024] 第1透镜是凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的透镜，通过强的正的光焦度实现 了摄像镜头的低背化和广角化。第2透镜是凹面朝向像侧且具有负的光焦度的透镜，良好 地校正在第1透镜所产生的球面像差和色像差。第3透镜是构成摄像镜的透镜之中具有弱 的负的光焦度的透镜，抑制在第1透镜和第2透镜所产生的球面像差。优选第3透镜在两 面形成恰当的非球面，在该情况下，能够将高次的球面像差、彗差抑制得小。第4透镜形成 为凸面朝向像侧的弯月形状且具有负的光焦度的两面为非球面的透镜，由此，控制所入射 的光线的角度，校正像散，并且控制向摄像元件的主光线入射角度以及校正场曲、畸变。第5 透镜是凹面朝向像侧的两面为非球面的透镜，在像侧的非球面形成反曲线点，由此，进行场 曲和畸变的校正，并且能控制主光线入射到摄像元件的角度。
[0025] 条件式（1)是规定全长对角比的条件式。通过低于条件式（1)的上限值，能够充 分满足近年来的低背化的要求。
[0026] 条件式（2)是规定第1透镜和第2透镜的相对于d线的阿贝数的差的条件式，是 用于良好地校正在第1透镜所产生的色像差的条件。通过组合满足条件式（2)的范围的材 料，能够良好地校正色像差。
[0027] 另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式（3):
[0028] (3) 0 < v d3- v d4 < 40
[0029] 其中，
[0030] v d3为第3透镜的相对于d线的阿贝数，
[0031] vd4为第4透镜的相对于d线的阿贝数。
[0032] 条件式（3)是规定第3透镜和第4透镜的相对于d线的阿贝数的差的条件式，通 过将满足条件式（3)的范围的材料用于第3透镜、第4透镜，即使是低F值时，也能够进行 良好的色像差校正。
[0033] 另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式（4)、（5):
[0034] (4)0. 4 < fl/f < 1. 0
[0035] (5)-1. 5 < f2345/f < -〇. 6
[0036] 其中，
[0037] f为整个镜头系统的焦距，
[0038] fl为第1透镜的焦距，
[0039] f2345为第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜的合成焦距
[0040] 条件式（4)是将整个系统的焦距与第1透镜的焦距的关系规定为恰当的范围的条 件式，是用于既抑制球面像差的发生又实现低背化和广角化的条件。若超过条件式（4)的 上限值，则第1透镜的正的光焦度变得过弱，对抑制球面像差的发生量来说是有效的，但摄 像镜头的低背化和广角化变得困难。另一方面，若低于条件式（4)的下限值，则第1透镜的 正的光焦度变得过强，有利于摄像镜头的低背化和广角化，但球面像差会增大。
[0041] 条件式（5)是将第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜的合成焦距与整个系统 的焦距的关系规定为恰当的范围的条件式，是用于良好地校正色像差的条件。若超过条件 式（5)的上限值，则第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜的负的合成光焦度变得过强， 缩短光学系统的全长变得困难。另一方面，若低于条件式（5)的下限值，则第2透镜、第3 透镜、第4透镜、第5透镜的负的合成光焦度变得过弱，色像差的校正变得困难。通过满足 条件式（5)的范围，既能够进行像差校正又能够得到全长较短的光学系统。
[0042] 另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式（6):
[0043] (6) 1. 5 < r4/f < 2. 3
[0044] 其中，
[0045] f为整个镜头系统的焦距，
[0046] r4为第2透镜的像侧的面的曲率半径。
[0047] 条件式（6)是将第2透镜的像侧的面的曲率半径与整个镜头系统的焦距的关系规 定为恰当的范围的条件式。若超过条件式（6)的上限值，则第2透镜的负的光焦度变弱，在 第1透镜所产生的轴上色像差的校正变得困难。另一方面，若低于条件式（6)的下限值，则 第2透镜的像侧面周边的光线的入射角变大，抑制彗差的发生变得困难。另外，由于光线的 入射角过大，因此对制造误差的敏感度变高，而成为不利于稳定的大量生产的形状。
[0048] 另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式（7):
[0049] (7)-1. 9 < (rl+r2)/(rl-r2) < -〇. 7
[0050] 其中，
[0051] rl为第1透镜的物体侧的面的曲率半径，
[0052] r2为第1透镜的像侧的面的曲率半径。
[0053] 条件式（7)是将第1透镜的物体侧的面与像侧的面的曲率半径的关系规定为恰当 的范围的条件式，是用于将畸变、像散和球面像差抑制在良好的范围内的条件。若超过条件 式（7)的上限值，则第1透镜的主点位置向像侧移动，将摄像镜头的全长抑制得较短变得困 难。若低于条件式（7)的下限值，则球面像差的校正变得困难。
[0054] 另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式（8):
[0055] (8)-6. 0 < f45/f < -3. 0
[0056] 其中，
[0057] f为整个镜头系统的焦距，
[0058] f45为第4透镜和第5透镜的合成焦距。
[0059] 条件式（8)是将第4透镜和第5透镜的合成焦距与整个镜头系统的焦距的关系规 定为恰当的范围的条件式，是用于既实现摄像镜头的低背化又确保恰当的后焦距并良好地 校正色像差的条件。若超过条件式（8)的上限值，则第4透镜和第5透镜的负的合成光焦 度变强，因此，后焦距的确保变得容易，但由于光学全长会变长，因而不优选。另一方面，若 低于条件式（8)的下限值，则第4透镜和第5透镜的负的合成光焦度变得过弱，良好地校正 色像差变得困难。
[0060] 实用新型效果
[0061] 根据本实用新型，能够得到既充分满足低背化的要求，对应F2. 5以下的明亮度和 广视场角，又良好地校正了各种像差的小型的摄像镜头。
【专利附图】
【附图说明】
[0062] 图1是示出实施例1的摄像镜头的概略构成的图。
[0063] 图2是示出实施例1的摄像镜头的球面像差的图。
[0064] 图3是示出实施例1的摄像镜头的像散的图。
[0065] 图4是示出实施例1的摄像镜头的畸变的图。
[0066] 图5是示出实施例2的摄像镜头的概略构成的图。
[0067] 图6是示出实施例2的摄像镜头的球面像差的图。
[0068] 图7是示出实施例2的摄像镜头的像散的图。
[0069] 图8是示出实施例2的摄像镜头的畸变的图。
[0070] 图9是示出实施例3的摄像镜头的概略构成的图。
[0071] 图10是示出实施例3的摄像镜头的球面像差的图。
[0072] 图11是示出实施例3的摄像镜头的像散的图。
[0073] 图12是示出实施例3的摄像镜头的畸变的图。
[0074] 图13是示出实施例4的摄像镜头的概略构成的图。
[0075] 图14是示出实施例4的摄像镜头的球面像差的图。
[0076] 图15是示出实施例4的摄像镜头的像散的图。
[0077] 图16是示出实施例4的摄像镜头的畸变的图。
[0078] 图17是示出实施例5的摄像镜头的概略构成的图。
[0079] 图18是示出实施例5的摄像镜头的球面像差的图。
[0080] 图19是示出实施例5的摄像镜头的像散的图。
[0081] 图20是示出实施例5的摄像镜头的畸变的图。
[0082] 图21是示出实施例6的摄像镜头的概略构成的图。
[0083] 图22是示出实施例6的摄像镜头的球面像差的图。
[0084] 图23是示出实施例6的摄像镜头的像散的图。
[0085] 图24是示出实施例6的摄像镜头的畸变的图。
[0086] 图25是示出实施例7的摄像镜头的概略构成的图。
[0087] 图26是示出实施例7的摄像镜头的球面像差的图。
[0088] 图27是示出实施例7的摄像镜头的像散的图。
[0089] 图28是示出实施例7的摄像镜头的畸变的图。
[0090] 图29是示出实施例8的摄像镜头的概略构成的图。
[0091] 图30是示出实施例8的摄像镜头的球面像差的图。
[0092] 图31是示出实施例8的摄像镜头的像散的图。
[0093] 图32是示出实施例8的摄像镜头的畸变的图。
[0094] 图33是示出实施例9的摄像镜头的概略构成的图。
[0095] 图34是示出实施例9的摄像镜头的球面像差的图。
[0096] 图35是示出实施例9的摄像镜头的像散的图。
[0097] 图36是示出实施例9的摄像镜头的畸变的图。
[0098] 图37是示出实施例10的摄像镜头的概略构成的图。
[0099] 图38是示出实施例10的摄像镜头的球面像差的图。
[0100] 图39是示出实施例10的摄像镜头的像散的图。
[0101] 图40是示出实施例10的摄像镜头的畸变的图。
[0102] 附图标记说明
[0103] ST孔径光阑
[0104] L1第1透镜
[0105] L2第2透镜
[0106] L3第3透镜
[0107] L4第4透镜
[0108] L5第5透镜
[0109] IR滤光片
[0110] 頂摄像面
[0111] ih 最大像 1?
【具体实施方式】
[0112] 以下参照附图对本实用新型所涉及的实施方式进行详细说明。图1、图5、图9、图 13、图17、图21、图25、图29、图33和图37分别示出本实施方式的实施例1至10的摄像镜 头的概略构成图。各实施例的摄像镜头的基本的透镜构成是同样的，因此，在此参照实施例 1的概略构成图对本实施方式的摄像镜头构成进行说明。
[0113] 如图1所示，本实用新型的实施方式的摄像镜头是在固体摄像元件上形成被摄体 的像的摄像镜头，从物体侧到像侧按顺序由孔径光阑ST、凸面朝向物体侧且具有正的光焦 度的第1透镜L1、凹面朝向像侧且具有负的光焦度的第2透镜L2、具有负的光焦度的第3 透镜L3、凸面朝向像侧的弯月形状且具有负的光焦度的两面为非球面的第4透镜L4以及 凹面朝向像侧的两面为非球面的第5透镜L5构成，在第5透镜L5的像侧的非球面上在光 轴X上以外的位置形成有反曲线点。另外，在第5透镜L5与摄像面IM之间配置有红外线 滤光片等滤光片IR。此外，该滤光片IR也能省略。
[0114] 本实施方式的摄像镜头从物体侧按顺序以正、负、负、负、负排列。通过使第1透镜 L1以外的4枚透镜为负的光焦度来提高远摄性，通过对各个透镜分配最佳的光焦度来实现 低背化。此外，只要第2透镜L2至第5透镜L5的4枚透镜的合成光焦度为负即可，第5透 镜L5也可以是具有弱的正的光焦度的透镜。图17至图40所示的实施例5至10是第5透 镜L5为正的光焦度的例子。
[0115] 第1透镜L1形成为双凸形状，既抑制球面像差的发生，又得到了整个镜头系统所 需的正的光焦度。此外，第1透镜L1的形状不限于双凸形状，例如，也可以如图5、图13、图 21、图25、图29、图37所示的实施例2、4、6、7、8和10那样为凸面朝向物体侧的弯月形状。 此外，将物体侧的面的曲率半径设为比像侧的面的曲率半径小的值，形成恰当的曲率半径 的关系，从而抑制球面像差的发生。
[0116] 第2透镜L2形成为双凹形状，良好地校正了第1透镜L1的球面像差、彗差和色像 差。此外，第2透镜L2的形状不限于双凹形状，例如，也可以如图29、图37所示的实施例8 和10那样为凹面朝向像侧的弯月形状。
[0117] 第3透镜L3形成为凸面朝向物体侧的弯月形状，是构成摄像镜头的透镜之中具有 弱的负的光焦度的透镜。另外，在第3透镜L3的两面形成为非球面，良好地校正了在第1 透镜L1和第2透镜L2所产生的球面像差、彗差和场曲。此外，第3透镜L3只要具有负的 光焦度即可，也可以如图13所示的实施例4那样为双凹形状或如图5、图9、图21、图29、图 33所示的实施例2、3、6、8和9那样为凹面朝向物体侧的弯月形状。
[0118] 第4透镜L4形成为凸面朝向像侧的弯月形状，通过形成于两面的非球面，校正入 射到第4透镜L4的光线的角度，校正像散，并且控制向摄像元件的主光线入射角度以及校 正场曲、畸变。
[0119] 第5透镜L5形成为凸面朝向物体侧的弯月形状，通过使像侧的面为凹面确保了后 焦距并且加强了远摄的倾向。另外，通过形成于两面的非球面，良好地校正了在第4透镜L4 所产生的球面像差和场曲。另外，在像侧的非球面上在光轴X上以外的位置形成有反曲线 点，恰当地控制了入射到摄像面頂的周边部的光线的角度。
[0120] 在本实施方式的摄像镜头中，所有的透镜均采用塑料材料，因而容易制造，能以低 成本大量生产。另外，所有的透镜的两面均形成为恰当的非球面，更合适地校正了各种像 差。
[0121] 本实施方式的摄像镜头通过满足以下的条件式（1)至（8)而能够起到优良的效 果：
【权利要求】
1. 一种摄像镜头，是在固体摄像元件上形成被摄体的像的摄像镜头，其特征在于， 从物体侧到像侧按顺序由凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像 侧且具有负的光焦度的第2透镜、具有负的光焦度的第3透镜、凸面朝向像侧的弯月形状且 具有负的光焦度的两面为非球面的第4透镜以及凹面朝向像侧的两面为非球面的第5透镜 构成，在上述第5透镜的像侧的非球面上在光轴上以外的位置具有反曲线点，满足以下的 条件式： TTL/2ih 彡 0. 8 20 < v dl- v d2 < 50 其中， v dl为第1透镜的相对于d线的阿贝数， v d2为第2透镜的相对于d线的阿贝数， ih为最大像_， TTL为光学全长。
2. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： 0. v d3- v d4 < 40 其中， v d3为第3透镜的相对于d线的阿贝数， v d4为第4透镜的相对于d线的阿贝数。
3. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： 0. 4 < fl/f < 1. 0 -1. 5 < f2345/f < -0. 6 其中， f?为整个镜头系统的焦距， fl为第1透镜的焦距， f2345为第2透镜、第3透镜、第4透镜、第5透镜的合成焦距。
4. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： 1. 5 < r4/f < 2. 3 其中， f?为整个镜头系统的焦距， r4为第2透镜的像侧的面的曲率半径。
5. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： -1. 9 < (rl+r2)/(rl-r2) < -〇. 7 其中， rl为第1透镜的物体侧的面的曲率半径， r2为第1透镜的像侧的面的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： -6. 0 < f45/f < -3. 0 其中， f?为整个镜头系统的焦距， f45为第4透镜和第5透镜的合成焦距。
【文档编号】G02B13/00GK204188872SQ201420675896
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】桥本雅也 申请人:康达智株式会社