专利名称：摄像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于以白色光等宽频带光且以宽视场角进行拍摄的高分辨率大口径比的摄像镜头，例如，涉及搭载于便携电话机等的小型摄像镜头。
背景技术：
近年来，随着从照相胶片向(XD、CMOS等摄像元件的推移，摄像镜头的小型化急速发展。由于搭载到便携电话机等，从而因大量消费所产生的低成本化的要求进一步增强，另一方面，对于解决极端的薄型化、对摄像元件的光线入射角度的调整等技术课题的要求也有所提高。再有，近年来，相应于摄像元件的小型化，摄像元件的高像素化也发展，像素尺寸急速地极小化。为了使摄像镜头适应于这种摄像元件，针对摄像镜头除了良好地校正像差的要求之外，以镜头的大口径比化获得充分的衍射分辨率的要求也有所提高。为了满足此要求，而期待小型、更大口径比、高性能、低成本的摄像镜头。随着摄像元件的高像素化，例如在以下所示的专利文献1、专利文献2、专利文献3 中提出了 5个透镜结构的摄像镜头。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-264180号公报专利文献2 日本特开2010-197665号公报专利文献3 日本特开2010-262^9号公报
发明内容
发明要解决的问题以往，相应于摄像元件的高像素化，摄像元件受光部分的面积倾向于增加，因此即使摄像镜头的口径比为F/2. 8左右，也能提供专利文献1、专利文献2所示那样的实用的摄像镜头。一方面，最近，由于摄像元件的小型化、高像素化进一步发展，而进一步要求提供像素尺寸为Iym左右的摄像元件。但是通常，若像素尺寸变小则各像素的受光面积减小，从而通过摄像元件形成的图像变暗。为了对应这种较小像素尺寸，期待较亮的摄像镜头。艮口， 要求以较大的口径比、例如达到F/2. 4至F/1. 8来确保充分的衍射极限。对于此要求，在专利文献3中提供了 F/2. 4至F/2. 04左右的5个透镜结构的摄像镜头，但难以确保充分的性能。另外，由于多用玻璃材料，因此不利于低成本化。为了兼顾小型化和高性能化，在上述专利文献1至3中提出了 5个透镜结构的摄像镜头，但难以实现大口径比和进一步的高性能化。另外，如果为了低成本化而选择塑料材料，则因可采用的透镜材料在大批制造上受到选择的限制，而存在难以兼顾色像差校正、其他的像差校正的问题。本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种为5个透镜结构的同时有
3效地校正了色像差、兼顾了其他像差校正、大口径比、高性能且低成本的摄像镜头。用于解决问题的手段为了解决上述问题，技术方案1的摄像镜头为摄像元件用的摄像镜头，其特征在于，自物体侧依次排列第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，以非球面形成各透镜的两面，并且在第二透镜的像侧的面上配置具有调节波长色散功能的衍射光学面， 由塑料材料构成各透镜，口径比为F/2. 4以下。通过上述构成，能够良好地校正各像差，并且通过在最适当的面上设置衍射光学面，而实现了良好的色像差校正。衍射光学面由产生以光程差函数定义的光程差的形状构成。通常，关于玻璃的波长色散，其e线的阿贝数为25至80，相对于此，关于衍射光学面的e线的阿贝数约为_3. 5、 具有以负号示出约大一位的波长色散的性质。在用玻璃等一般的光学材料校正色像差的情况下，通常至少组合两种波长色散不同的材料而构成透镜。但是，通过在透镜系统中仅配置一面衍射光学面，就能够具有调节上述的较大的波长色散功能，从而有效地实现色像差校正。另一方面，衍射光学面对于所设计的衍射光栅的波长具有极高的衍射效率，但具有如果偏离所设计的衍射光栅的波长或光线入射角变大，则衍射效率下降的缺点，因此期望使这些缺点的影响限制到最小。通常，在由多个透镜构成的透镜系统中，在想要校正色像差的情况下，经常采用对一个透镜使用高波长色散材料并将该透镜配置在靠近光圈的位置的构成。通过将衍射光学面也同样配置在靠近光圈的位置，在轴上、轴外都对色像差校正有效。衍射光学面的最适当的位置取决于透镜的构成个数、透镜全长、各透镜的可制造的厚度条件，而技术方案1的透镜构成为了对应宽视场角，而将衍射光学面配置在相对于光圈接近同心的面上、即第二透镜的像侧的面上。如果衍射光学面的位置与该透镜面相比靠向物体侧，则倍率色像差的校正变得不足，反之，与该透镜面侧相比靠向像面侧，则倍率色像差的校正变得过度。为了制造的容易性和低成本化，在技术方案1中由塑料材料构成所有的透镜。但是，可选择的塑料材料有限制，因此即使想要同时最优化各种像差和像面弯曲双方，色像差的校正无论如何都不足。因此，在技术方案1中通过衍射光学面去除残余的色像差。另外，技术方案2的摄像镜头的特征在于，上述第一透镜的物体侧为凸面，具有正或负的光焦度，上述第二透镜的两面由凸面构成，上述第三透镜由物体侧为凹面并具有负的光焦度的弯月形透镜构成，上述第四透镜的像侧为凸面、具有正的光焦度，上述第五透镜由物体侧为凸面的弯月形透镜构成，孔径光阑配置在第二透镜的物体侧。在技术方案2中通过将第一透镜的物体侧的面设为凸面并具有正或负的较小的光焦度，而容易缩短光学全长并校正慧差。另外，通过将第二透镜的两面设为凸面形状来抑制球面像差。另外，通过将第三透镜的物体侧的面设为凹面、像侧的面设为凸面，将第四透镜的像侧的面设为凸面并具有正的光焦度，而缩短了光学全长。再有，由于第三透镜具有负的光焦度，第四透镜具有正的光焦度，从而有效地校正了轴上的色像差和倍率的色像差。另外， 在技术方案2的构成中以校正色像差为目的，对第三透镜使用波长色散较高的材料且将较强的凹面配置在物体侧。因此，在设置于第二透镜的像侧面的衍射光学面的色像差校正效果的基础上，实现了更加良好的色像差校正效果。另外，第五透镜成为物体侧为凸面的弯月形状而有效地形成非球面，从而良好地校正了畸变，使光线射出角最优。再有，与第二透镜的物体侧的面相比将光圈配置在更靠物体侧，从而使光线射出角变小。另一方面，为了对宽视场角良好地进行像差校正，需要良好地校正像面弯曲。根据技术方案2的透镜构成，第三透镜大为有利于像面弯曲的校正。另外，技术方案3的摄像镜头的特征在于，满足以下的条件式(1)0. 9 < f/f12 < 1. 2(2) -0. 23 < f/f34 < 0. 12(3) -0· 72 < f/fi < 0. 1(4) I f/f51 <0.2其中，f 整个系统的焦距；f12 第一透镜和第二透镜的合成焦距；f34 第三透镜和第四透镜的合成焦距；第一透镜的焦距；f5:第五透镜的焦距。条件式(1)是用于通过将第一透镜和第二透镜的合成光焦度设为与整个系统的光焦度大致接近的值来抑制球面像差的发生，以良好地校正对于轴外光线的慧差的条件。 若小于条件式(1)的下限值“0.9”，则虽然有利于缩短光学全长，但球面像差校正的负担加重，难以进行大口径比化。另一方面，若超过上限值“1.2”，则虽然容易进行大口径比化，但难以进行光学全长的小型化。条件式(2)是用于良好地校正轴上色像差和倍率色像差的条件。若小于条件式 (2)的下限值“-0. 23”，则条件式(1)的值相对变大，因此球面像差、慧差恶化。另一方面， 若超过上限值“0. 12”，则像面弯曲恶化，难以进行大口径化、宽视场角化。另外，为了缩短光学全长，通过将第三透镜和第四透镜的合成光焦度设为较小的值，能够在保持像差校正的平衡的同时使光学全长变得最小。条件式(3)是用于将光学全长保持为较小且良好地校正慧差的条件。若小于条件式⑶的下限值“-0. 72”，则难以进行光学系统的小型化。另一方面，若超过上限值“0.1”， 则光线跳跃量变大而难以校正慧差。条件式(4)是用于最优化第五透镜的光焦度的条件，若负的光焦度变大，则虽然能够确保后焦距，但由于自第一透镜到第四透镜的合成光焦度相对变大，因此难以进行大口径化。反之，若正的光焦度变大，则难以确保后焦距，从而难以配置保护玻璃、滤光器。如果以将第一透镜和第二透镜作为前组且将第三透镜、第四透镜、第五透镜作为后组的方式将本发明的摄像镜头视为两组，则前组为具有主要的光焦度的组，后组的光焦度较小，主要有利于轴外的像差校正。后组的第三透镜、第四透镜有利于缩短光学全长，第五透镜有利于调整光线射出角和校正畸变。发明效果
根据本发明，提供一种小型、大口径比且高性能的摄像镜头，通过5个透镜结构且将衍射光学面配置到最优位置，而与以往相比进一步良好地校正了色像差，且兼顾了其他像差的校正。另外，通过对所有的透镜使用塑料材料，还能够实现低成本化。
图1是实施例1涉及的摄像镜头的构成图；图2是实施例1涉及的摄像镜头的像差图；图3是实施例2涉及的摄像镜头的构成图；图4是实施例2涉及的摄像镜头的像差图；图5是实施例3涉及的摄像镜头的构成图；图6是实施例3涉及的摄像镜头的像差图；图7是实施例4涉及的摄像镜头的构成图；图8是实施例4涉及的摄像镜头的像差图。附图标记说明Rl 图1、图5中的第一透镜的物体侧的面；R2 图1、图5中的第一透镜的像侧的面、光圈；R3 图1、图5中的第二透镜的物体侧的面；R4 图1、图5中的第二透镜的像侧的形成有衍射光学面的面；R5 图1、图5中的第三透镜的物体侧的面；R6 图1、图5中的第三透镜的像侧的面；R7 图1、图5中的第四透镜的物体侧的面；R8 图1、图5中的第四透镜的像侧的面；R9 图1、图5中的第五透镜的物体侧的面；RlO 图1、图5中的第五透镜的像侧的面；R11、R12 图1、图5中的保护玻璃的面；dl dll:图1、图5中的轴上面间隔;X 图1、图5中的光轴；S 图1、图5中的成像面；Rl 图3、图7中的第一透镜的物体侧的面、光圈；R2 图3、图7中的第一透镜的像侧的面；R3 图3、图7中的第二透镜的物体侧的面；R4 图3、图7中的第二透镜的像侧的形成有衍射光学面的面；R5 图3、图7中的第三透镜的物体侧的面；R6 图3、图7中的第三透镜的像侧的面；R7 图3、图7中的第四透镜的物体侧的面；R8 图3、图7中的第四透镜的像侧的面；R9 图3、图7中的第五透镜的物体侧的面；RlO 图3、图7中的第五透镜的像侧的面；
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R11、R12 图3、图7中的保护玻璃的面；dl dll:图3、图7中的轴上面间隔;X 图3、图7中的光轴；S 图3、图7中的成像面。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。首先，作为本发明的代表例详细说明实施例1。在以后的各实施例中省略重复的说明。实施例1在图1中显示本发明的实施例1涉及的摄像镜头的构成图，在图1中第一透镜的物体侧的面由凸面构成，具有较弱的负的光焦度。另外，第二透镜的两面由凸面构成，第三透镜是物体侧的面在光轴附近为凹面、具有负的光焦度的弯月形透镜。再有，第四透镜的像侧的面在光轴附近由凸面构成、具有正的光焦度，第五透镜是物体侧的面在光轴附近为凸面的弯月形透镜。另外，各透镜的两面由非球面形成，并且在第二透镜的像侧的面上配置有具有调节波长色散功能的衍射光学面。另外，所有的透镜由塑料材料构成。在本实施例中，第一透镜的像侧的面R2的有效直径周边兼备光圈的作用。在第五透镜的像侧的面RlO和成像面S之间配置有由Rll、R12构成的保护玻璃。另外，在图1中 dl、d2、……、dll表示面间隔，X表示光轴。此外，透镜面R1、R2、……、RlO由数1所表示的非球面形成。在将光轴X方向的位移量设为ζ、与光轴X正交的方向的高度设为Y、离心率设为K、非球面系数设为A2i时，这些透镜面所采用的非球面形状由下式表示。在透镜面R2的非球面上形成由数2表示的光程差函数的衍射光学面。数1
权利要求
1.一种摄像元件用的摄像镜头，其特征在于，自物体侧依次排列第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，以非球面形成各透镜的两面，并且在第二透镜的像侧的面上配置具有调节波长色散功能的衍射光学面， 由塑料材料构成各透镜，口径比为F/2. 4以下。
2.根据权利要求1所述摄像镜头，其特征在于， 上述第一透镜的物体侧为凸面，具有正或负的光焦度， 上述第二透镜的两面由凸面构成，上述第三透镜由物体侧为凹面并具有负的光焦度的弯月形透镜构成， 上述第四透镜的像侧为凸面，具有正的光焦度， 上述第五透镜由物体侧为凸面的弯月形透镜构成， 孔径光阑配置在第二透镜的物体侧。
3.根据权利要求1或2所述摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式(1)0.9 < f/f12 < 1. 2(2)-0.23 < f/f34 < 0. 12(3)-0.72 < f/fi < 0. 1(4)ι f/f51 < 0. 2 其中，f 整个系统的焦距；f12 第一透镜和第二透镜的合成焦距；f34 第三透镜和第四透镜的合成焦距；f第一透镜的焦距；f5:第五透镜的焦距。
全文摘要
本发明提供一种大口径比、高性能且低成本的摄像镜头，适应于小型高像素的摄像元件，良好地校正了像差并实现了充分的衍射分辨率。该摄像镜头自物体侧依次排列第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，以非球面形成各透镜的两面，并且在第二透镜的像侧的面上配置具有调节波长色散功能的衍射光学面，由塑料材料构成各透镜，口径比为F/2.4以下。
文档编号G02B13/18GK102540409SQ20111044349
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2010年12月28日
发明者松冈和雄, 渡边慎吾, 铃木久则, 镰田健一 申请人:康达智株式会社