专利名称：固体摄像元件用摄像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及小型摄像装置所使用的固体摄像元件用摄像镜头，该小型摄像装置用于便携终端、PDA (Personal Digital Assistance 个人数字助理)等小型且薄型的电子设备。
背景技术：
最近，随着具备摄像装置的便携终端市场的扩大，这些摄像装置中逐渐搭载高像素数且小型的固体摄像元件。对应于这种摄像元件的小型化、高像素化，对于摄像镜头在分辨率和图像品质方面上要求更高性能，并且随着其普及而要求低成本化。为了对应高性能化的趋势，由多个透镜构成的摄像镜头得以普及，近年来提出了与2个至3个透镜结构相比能够进一步高性能化的4个透镜结构的摄像镜头。作为这样的4个透镜结构的摄像镜头，例如在专利文献1中公开了采用从物体侧依次为孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的结构而实现高性能化的摄像镜头，其中，第一透镜具有正的光焦度，第二透镜具有负的光焦度，第三透镜具有正的光焦度，第4透镜的至少1面为非球面形状。另外，在专利文件2中公开了通过从物体侧依次配置孔径光阑、第一透镜、弯月形的第二透镜、弯月形的第三透镜和弯月形的第四透镜而实现高性能化的摄像镜头，其中，第一透镜为双凸形状，具有正的光焦度；第二透镜将凸面朝向物体侧，具有负的光焦度；第三透镜将凸面朝向像侧，具有正的光焦度；第四透镜将凸面朝向物体侧，具有负的光焦度。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2008-33376号公报专利文献2 日本专利特开2009-14899号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，上述专利文献1以及专利文献2记载的摄像镜头虽然通过4个透镜的结构而实现了高性能化，但不能充分对应小型化、薄型化、或者不能充分校正各像差。本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够缩短光程而小型化、 且能够校正各像差而高性能、还能够对应低成本化的固体摄像元件用摄像镜头。用于解决课题的手段技术方案1的固体摄像元件用摄像镜头，其特征在于，从物体侧依次具备第一透镜、第二透镜、弯月形的第三透镜以及双凹透镜形状的第四透镜，其中，上述第一透镜在光轴附近将凸面朝向物体侧，具有正的光焦度；上述第二透镜在光轴附近将凹面朝向像侧，具有负的光焦度；上述第三透镜在光轴附近将凸面朝向像侧，具有正的光焦度；上述第四透镜在光轴附近将凹面朝向物体侧和像侧，满足以下(1)和(2)的条件式-0. 95 < f2/f < -0. 5 (1)-0. 95 < f4/f < -0. 35 (2)其中，f 整个摄像镜头系统的合成焦距；f2 第二透镜的焦距；f4:第四透镜的焦距。上述条件式(1)相对于整个系统的焦距规定第二透镜的焦距范围。在超出条件式
(1)的下限的情况下，第二透镜的焦距过长，难以校正轴上色像差。反之，在超出上限的情况下，难以校正球面像差、慧差。上述条件式(2)相对于整个系统的焦距规定第四透镜的焦距范围。在超出条件式
(2)的下限的情况下，第四透镜的焦距变长，无法缩短光程，不利于摄像镜头的小型化、薄型化。反之，在超出上限的情况下，难以确保轴外性能，并且在像高较低处的误差灵敏度特性
T^ ο在技术方案2的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，孔径光阑配置在上述第一透镜的物体侧。通过将孔径光阑配置在第一透镜的物体侧，容易缩小CRA(Chief Ray Angle 主光线角)，容易在光量下降的像面的周边部分确保光量。在技术方案3的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第四透镜的物体侧面为从透镜中心部开始到周边部为止不具有拐点(inflection point)而均勻变化的非球面形状。通过使第四透镜的物体侧面为不具有拐点而均勻变化的非球面形状，能够使面精度为更高精度来制造。另外，拐点是指曲率半径的符号从负切换成正(或从正切换成负) 的非球面上的点。在技术方案4的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第四透镜的像侧面为从透镜中心部开始到周边部为止具有至少一个拐点的非球面形状。通过使第四透镜的像侧面为从透镜中心部开始到周边部为止具有至少一个拐点的非球面形状，能够确保轴外性能、CRA。在技术方案5的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第四透镜关于物体侧和像侧的曲率半径，满足以下(3)的条件式-0. 2 < r8/r7 < 0. 0 (3)其中，r7 第四透镜物体侧面的曲率半径；r8 第四透镜像侧面的曲率半径。上述条件式(3)用于规定第四透镜的透镜形状。在超出条件式(3)的下限的情况下，第四透镜的物体侧面的负的光焦度过强，轴上性能和轴外性能失去平衡而难以确保性能。反之，在超出上限的情况下，第四透镜的形状成为弯月形，接近以往存在的透镜结构，与本发明的意图不符。在技术方案6的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第一透镜及上述第三透镜满足以下(4)和(5)的条件式0. 4 < fl/f < 0. 68 (4)0. 4 < f3/f < 0. 85 (5)其中，f 整个摄像镜头系统的合成焦距；fl 第一透镜的焦距；f3 第三透镜的焦距。上述条件式(4)相对于整个系统的焦距规定第一透镜的焦距范围。在超出条件式
(4)的下限的情况下，第一透镜的焦距过短，难以校正球面像差、慧差。反之，在超出上限的情况下，光程变长。上述条件式(5)相对于整个系统的焦距规定第三透镜的焦距范围。在超出条件式
(5)的下限的情况下，第三透镜的焦距过短，难以校正慧差、像散，误差灵敏度较大，在制作时要求非常高的精度。反之，在超出上限的情况下，第三透镜的光焦度不足，轴外像差的校正变得不充分。在技术方案7的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第一透镜、上述第二透镜及上述第三透镜满足以下(6)和(7)的条件式-0. 8 < fl/f2 < -0. 6 (6)-0. 9 < f3/f2 < -0· 4 (7)其中，fl 第一透镜的焦距；f2 第二透镜的焦距；f 3:第三透镜的焦距。上述条件式(6)用于规定第一透镜的焦距和第二透镜的焦距之比。在超出条件式
(6)的下限的情况下，第二透镜的焦距过短，而难以进行像差校正。反之，在超出上限的情况下，第二透镜的焦距过长，而使轴上色像差、倍率色像差的校正不足。上述条件式(7)用于规定第三透镜的焦距和第二透镜的焦距之比。在超出条件式
(7)的下限的情况下，第三透镜的焦距过长，而使轴外像差的校正不足。反之，在超出上限的情况下，第三透镜的焦距过短，而难以校正慧差、像散。在技术方案8的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第二透镜为将凹面朝向物体侧和像侧的双凹透镜形状，其曲率半径满足以下(8)的条件式-0. 3 < r4/r3 < 0. 0 (8)其中，r3 第二透镜物体侧面的曲率半径；r4 第二透镜像侧面的曲率半径。上述条件式(8)用于规定第二透镜的透镜形状。在超出条件式(8)的下限的情况下，第二透镜的物体侧面的负的光焦度过强，成为误差灵敏度高的面，从而成为生产性差的透镜。反之，在超出上限的情况下，第二透镜的形状成为弯月形，接近以往存在的透镜结构， 与本发明的意图不符。在技术方案9的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，关于上述摄像光学系统的光程和焦距，满足以下(9)的条件式1. 08 < L/f < 1. 23 (9)其中，L 从第一透镜前表面到像面的距离；f 整个摄像镜头系统的合成焦距。上述条件式(9)通过与焦距的关系来规定光程。在超出条件式(9)的下限的情况下，光程变得过短，各像差的校正变得困难，并且制作时的误差灵敏度也变得过于严格。反之，在超出上限的情况下，光程变得过长，有悖于摄像镜头的薄型化。在技术方案10的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第一透镜、上述第二透镜、上述第三透镜和上述第四透镜为至少一面采用非球面形状、由树脂材料制作的所谓塑料透镜。通过使用价廉且生产效率良好的树脂材料形成第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，能够低成本化，并且通过采用非球面还能够实现高性能化。在技术方案11的固体摄像元件用摄像镜头中，其特征在于，上述第二透镜的物体侧面具有至少一个反曲线点。在4个透镜结构中，使第四透镜具有远心特性(Telecentric)，并且在第二透镜的物体侧面设置反曲线点，从而能够抑制慧差、像散等各像差。另外，反曲线点是指具有与光轴成直角的切平面的非球面上的点。发明效果根据本发明，通过将孔径光阑配置成最靠向物体侧并对4个透镜结构的第四透镜赋予以往的3个透镜结构中所没有的作用，而易于确保轴外性能。进而，通过使至少1面为非球面形状来配置第一透镜、第二透镜、弯月形的第三透镜和双凹透镜形状的第四透镜，且使各透镜的光焦度的分配最佳化，而能够良好地校正各像差，并使透镜高性能化、小型化，其中，第一透镜在光轴附近将凸面朝向物体侧，具有正的光焦度；第二透镜在光轴附近将凹面朝向像侧，具有负的光焦度；第三透镜在光轴附近将凸面朝向像侧，具有正的光焦度；第四透镜在光轴附近将凹面朝向物体侧和像侧。此外，通过使用树脂材料，还可以低成本化。
图1是表示实施例1的摄像镜头的截面图。 图2是表示实施例1的摄像镜头的各像差图。 图3是表示实施例2的摄像镜头的截面图。 图4是表示实施例2的摄像镜头的各像差图。 图5是表示实施例3的摄像镜头的截面图。 图6是表示实施例3的摄像镜头的各像差图。 图7是表示实施例4的摄像镜头的截面图。 图8是表示实施例4的摄像镜头的各像差图。 图9是表示放大了第二透镜的主要部分的说明图。 附图标记说明
Ll第一透镜；
L2第二透镜；
L3第三透镜；
L4第四透镜；
S 孔径光阑。
具体实施例方式下面，示出具体数值说明本发明的实施例。实施例1至实施例4构成如下从物体侧依次排列孔径光阑S、第一透镜Li、第二透镜L2、第三透镜L3及第四透镜L4、平行平面玻璃IR、像面。此外，关于各实施例中的非球面的形状，将面的顶点设为原点，将光轴方向取为Z 轴，将与光轴垂直的方向的高度设为h，而用以下的非球面式来表示。Z = (h2/r) / [1+ {1- (1+K) (h2/r2)}1/2] +A4h4+A6h6+A8h8+...其中，上述非球面式以及各实施例中使用的符号如下所示。Ai :i次非球面系数r:曲率半径K:圆锥常数f 整个摄像镜头系统的焦距F :F 值(F number)d:轴上面间隔nd 透镜材料对d线的折射率ν 透镜材料的阿贝数另外，在下面(包括表的透镜数据)，将10的指数(例如，4.5X10_°4)使用E(例如，4. 5E-04)来表示，透镜数据的面序号是将第一透镜的物体侧作为1面而依次赋予的序号。实施例1关于实施例1的摄像镜头，将数值数据示于表1。另外，图1是摄像镜头的截面图， 图2是各像差图。[表1]f = 4. 559 F = 2. 8
权利要求
1.一种摄像镜头，其特征在于，为固体摄像元件用的摄像镜头，从物体侧依次具备第一透镜、第二透镜、弯月形的第三透镜以及双凹透镜形状的第四透镜，其中，上述第一透镜在光轴附近将凸面朝向物体侧，具有正的光焦度；上述第二透镜在光轴附近将凹面朝向像侧，具有负的光焦度；上述第三透镜在光轴附近将凸面朝向像侧， 具有正的光焦度；上述第四透镜在光轴附近将凹面朝向物体侧和像侧， 满足以下⑴和⑵的条件式 -0. 95 < f2/f < -0. 5 (1) -0. 95 < f4/f < -0· 35 (2) 其中，f 整个摄像镜头系统的合成焦距； f2 第二透镜的焦距； f4:第四透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 孔径光阑配置在上述第一透镜的物体侧。
3.根据权利要求1和2所述的摄像镜头，其特征在于，上述第四透镜的物体侧面为从透镜中心部开始到周边部为止不具有拐点而均勻变化的非球面形状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，上述第四透镜的像侧面为从透镜中心部开始到周边部为止具有至少一个拐点的非球面形状。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像镜头，其特征在于， 上述第四透镜关于物体侧和像侧的曲率半径，满足以下(3)的条件式 -0. 2 < r8/r7 < 0. 0 (3)其中，r7 第四透镜物体侧面的曲率半径； r8 第四透镜像侧面的曲率半径。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像镜头，其特征在于， 上述第一透镜及上述第三透镜满足以下(4)和(5)的条件式 0. 4 < fl/f < 0. 68 (4)0. 4 < f3/f < 0. 85 (5) 其中，f 整个摄像镜头系统的合成焦距； fl 第一透镜的焦距； f3 第三透镜的焦距。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，上述第一透镜、上述第二透镜及上述第三透镜满足以下(6)和(7)的条件式 -0. 8 < fl/f2 < -0. 6 (6) -0. 9 < f3/f2 < -0· 4 (7) 其中，fl 第一透镜的焦距； f2 第二透镜的焦距； f3 第三透镜的焦距。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，上述第二透镜为将凹面朝向物体侧和像侧的双凹透镜形状，其曲率半径满足以下(8) 的条件式-0. 3 < r4/r3 < 0. 0 (8) 其中，r3 第二透镜物体侧面的曲率半径； r4 第二透镜像侧面的曲率半径。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像镜头，其特征在于， 关于上述摄像光学系统的光程和焦距，满足以下(9)的条件式 1. 08 < L/f < 1. 23 (9)其中，L 从第一透镜前表面到像面的距离； f 整个摄像镜头系统的合成焦距。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像镜头，其特征在于，上述第一透镜、上述第二透镜、上述第三透镜和上述第四透镜为至少一面采用非球面形状、由树脂材料制作的所谓塑料透镜。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的摄像镜头，其特征在于， 上述第二透镜的物体侧面具有至少一个反曲线点。
全文摘要
提供一种价廉、生产效率高且良好地校正了各像差的、获得高分辨率、高品质的图像的小型的摄像镜头。从物体侧依次具备孔径光阑、第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、弯月形的第三透镜(L3)以及双凹透镜形状的第四透镜(L4)，其中，第一透镜在光轴附近将凸面朝向物体侧，具有正的光焦度；第二透镜在光轴附近将凹面朝向像侧，具有负的光焦度；第三透镜在光轴附近将凸面朝向像侧，具有正的光焦度；第四透镜在光轴附近将凹面朝向物体侧和像侧，在设f为整个摄像镜头系统的合成焦距、f2为第二透镜的焦距、f4为第四透镜的焦距时，满足以下的条件式(1)和(2)-0.95＜f2/f＜-0.5条件式(1)、-0.95＜f4/f＜-0.35条件式(2)。
文档编号G02B13/18GK102439504SQ20108002244
公开日2012年5月2日 申请日期2010年5月24日 优先权日2009年5月29日
发明者伊势善男, 桥本雅也 申请人:康达智株式会社