专利名称：摄像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及在CCD传感器或CMOS传感器等摄像元件上形成拍摄物的像的摄像镜头，涉及适合于装配在移动电话、数字静物摄像机、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的摄像机中的摄像镜头。
背景技术：
对于在上述小型摄像机中装配的摄像镜头，当然要求小型化，并且还要求能够应对近年来高像素的摄像元件的高分辨率的镜头结构。目前，作为镜头结构提出了各种方案， 其中由三个透镜构成的摄像镜头能够较为良好地修正各种像差，并且还适合于小型化，所以在很多摄像机中使用。作为三透镜结构的摄像镜头，例如已知专利文献1记载的摄像镜头。该摄像镜头从物体侧按顺序由具有正的光焦度的第一透镜、具有负的光焦度的第二透镜以及具有正的光焦度的第三透镜构成，相对于整个镜头系统的焦距，缩短第三透镜的焦距，即使得第三透镜的光焦度比较强，并且使第二透镜的光焦度强于第一透镜，由此来谋求像面弯曲和慧差等的修正。专利文献1日本特开2008-76594号公报
发明内容
近年来，以移动电话为首，摄像机的小型化以及高像素化正在急速地推进，对于摄像镜头所要求的性能目前也更加严格。根据上述专利文献1记载的摄像镜头确实可以良好地修正像差，但是因为镜头系统的合成焦距较长，所以难以缩短光轴上从第一透镜的物体侧的面到像面的距离。本发明是鉴于上述的现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种小型并且能够良好地修正像差的摄像镜头。为了解决上述课题，在本发明中，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以及第三透镜，把第一透镜形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都为正的形状，把第二透镜形成为物体侧的面的曲率半径为负、像面侧的面的曲率半径为正的形状，把第三透镜形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都成正的形状，在把整个镜头系统的焦距设为f，把第一透镜的焦距设为Π，把第二透镜的焦距设为f2，把第三透镜的焦距设为f3时，满足以下条件式 ⑴、(2)> (3)。fl < |f2 (1)fl < I f31(2)0. 5 < fl/f < 1. 0(3)条件式(1)、(2)是用于缩短摄像镜头沿光轴的长度(厚度)，实现摄像镜头小型化的条件。如这些条件式所示那样，通过使第一透镜的光焦度强于第二透镜以及第三透镜各自的光焦度，整个镜头系统的光焦度主要集中在该第一透镜。在本发明中，将第一透镜形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都为正的形状，即在光轴附近成为使凸面朝向物体侧的弯月形透镜的形状。因此，光焦度强的第一透镜的主点的位置向物体侧移动，结果整个镜头系统的主点的位置向物体侧移动，所以能够良好地实现摄像镜头的小型化。此外，在本发明中，因为第三透镜的物体侧的面的曲率半径为正，即是使凸面朝向物体侧的形状，所以由于第二透镜的像面侧的面形状，第二透镜和第三透镜之间在光轴上的距离有可能变长。因此，在本发明中，通过将第二透镜的形状形成为物体侧的面的曲率半径为负、像面侧的面的曲率半径为正的形状，即在光轴附近成为双凹透镜的形状，来抑制第二透镜和第三透镜之间在光轴上的距离的增大，更有效地实现摄像镜头的小型化。条件式(3)是用于在实现摄像镜头小型化的同时，把像面弯曲抑制在良好的范围内的条件。当超过上限值“1.0”时，与整个镜头系统的光焦度相比，第一透镜的光焦度相对减弱，难以缩小摄像镜头的厚度。此外，第二透镜以及第三透镜的光焦度与第一透镜相比相对增强，所以难以将像面弯曲抑制在良好的范围内。另一方面，当低于下限值“0.5”时，与整个镜头系统的光焦度相比第一透镜的光焦度相对增强，所以有利于摄像镜头的小型化， 但是导致后焦距缩短。通常，在本发明的摄像镜头那样的镜头系统和摄像元件的像面之间， 很多时候插入红外线滤光片或保护玻璃等插入物。当后焦距变短时，难以确保用于插入这样的插入物的空间。此外，伴随第一透镜的光焦度相对增强，像面倒向物体一侧，还难以确保良好的成像性能。通过满足上述条件式(1) (；3)，能够兼顾摄像镜头的小型化与良好的像差修正。此外，在上述结构的摄像镜头中，在把第二透镜以及第三透镜的合成焦距设为f23 时，在第三透镜的光焦度为正的情况下，希望满足下述的条件式( )，在第三透镜的光焦度为负的情况下，希望满足下述的条件式Gb)。-1. 5 < f23/f3 < -0. 8(4a)0. 5 < f23/f3 < 1. 2(4b)上述的条件式Ga)以及Gb)是用于把从摄像镜头出射的光线向摄像元件的入射角度抑制在预定范围内，同时把轴上以及轴外的色像差抑制在良好的范围内的条件。如公知的那样，对于能够取入到摄像元件的光线，作为摄像元件的结构上、入射角度上的界限， 设置有所谓的最大入射角度。在该最大入射角度的范围外的光线入射到摄像元件时，由于阴影(shading)现象成为周边部暗的图像。因此，需要把从摄像镜头出射的光线向摄像元件的入射角度抑制在预定范围内。在超过上述条件式Ga)的上限值时，或者在低于上述条件式Gb)的下限值时，第三透镜的光焦度相对减弱，容易将轴上以及轴外的色像差抑制在良好的范围内，但是难以把从摄像镜头出射的光线向摄像元件的入射角度抑制在预定范围内。另一方面，在低于上述条件式Ga)的下限值时或者在超过上述条件式Gb)的上限值时，第三透镜的光焦度相对增强，容易将从摄像镜头出射的光线向摄像元件的入射角度抑制在预定范围内，但是轴上以及轴外的色像差的修正不足(相对于基准波长，短波长向负向增大)，难以得到良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，希望还满足下述的条件式(5)。
5
-1. 0 < fl/f2 < -0. 5 (5)条件式( 是用于缩小摄像镜头的厚度，同时把轴上的色像差、轴外的倍率色像差、以及像面弯曲抑制在良好的范围内的条件。当超过上限值“-0. 5”时，对于缩短摄像镜头的厚度有效，但是轴上的色像差修正不足(相对于基准波长，短波长向负向增大)，并且轴外的倍率色像差修正不足。此外，像面倒向物体一侧。因此，难以得到良好的成像性能。 另一方面，当低于下限值“-0. 1”时，轴外的倍率色像差的修正过剩(相对于基准波长，短波长向正向增大)，此外像面倒向像面一侧，此时也难以得到良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，当设第二透镜的物体侧的面的曲率半径为Rf，设像面侧的面的曲率半径为Rr时，希望满足下述条件式(6)。-0. 30 < Rf/Rr < 0(6)条件式(6)是用于缩短摄像镜头的厚度，并且将像差抑制在良好的范围内的条件。当超过上限值“0”时，镜头系统的主点的位置向像面侧移动，所以难以实现摄像镜头的小型化。另一方面，当低于下限值“-0. 30”时，镜头系统的主点的位置向物体侧移动，所以有利于摄像镜头的小型化，但是像面修正过剩(向正向增大)。此外，因为外方彗差也增大， 所以难以得到修正像差后的良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，在把第一透镜与第二透镜之间在光轴上的间隔设为 dA，把第二透镜和第三透镜之间在光轴上的间隔设为dB时，希望满足下述条件式(7)。0. 25 < dA/dB < 0. 7(7)条件式(7)是用于把球面像差以及慧差抑制在良好的范围内的条件。通过把第二透镜配置在根据条件式(7)规定的范围内，可以将球面像差以及慧差抑制在良好的范围内。当超过上限值“0.7”时，球面像差修正过剩，轴上的色像差修正不足。此外，轴外光线导致的内方慧差增大，难以将各像差抑制在良好的范围内。另一方面，当低于下限值“0. 25” 时，球面像差修正不足，此外轴外光线导致的外方慧差增大。由此，此时难以将各像差抑制在良好的范围内。并且，在上述结构的摄像镜头中，为了把球面像差以及慧差抑制在更好的范围内， 希望满足下述条件式(7A)。0. 3 < dA/dB < 0. 65 (7A)根据本发明的摄像镜头，提供一种能够兼顾摄像镜头的小型化以及良好的像差修正，良好地修正各种像差的小型的摄像镜头。
图1是表示数值实施例1的摄像镜头的概要结构的截面图。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。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，关于将本发明具体化的第一实施方式，参照附图进行详细的说明。图1、图4、图7分别表示本实施方式的数值实施例1 3所对应的镜头截面图。无论哪个数值实施例，基本的镜头结构都相同，所以在此参照数值实施例1的镜头截面图说明本实施方式的镜头结构。如图1所示，本实施方式的摄像镜头从物体侧向像面侧按顺序排列了孔径光阑 ST、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、以及具有正的光焦度的第三透镜L3而构成。在第三透镜L3与摄像元件的像面IM之间配置保护玻璃10。也可以省略该保护玻璃10。将第一透镜Ll形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都为正的形状，即在光轴X的附近成为使凸面朝向物体侧的弯月形透镜的形状。把第二透镜L2形成为物体侧的面的曲率半径为负，像面侧的面的曲率半径为正的形状，即在光轴X的附近成为双凹透镜的形状。把第三透镜L3形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都为正的形状，即在光轴X附近成为使凸面朝向物体侧的弯月形透镜的形状。在本实施方式中，将该第三透镜L3形成为物体侧的面以及像面侧的面都为在光轴X的附近对物体侧凸出的形状，并且在周边部对物体侧凹陷的形状的非球面形状。在本实施方式中，通过非球面形成了全部的第一透镜Ll 第三透镜L3的透镜面。 关于在这些透镜面中采用的非球面形状，在把光轴X方向的轴设为Z，把与光轴X垂直的方向的高度设为H，把圆锥系数设为k，把非球面系数设为A4、A6、A8、A1(1、A12、A14、A16时，通过下述公式表示(在后述的第二实施方式中也相同)。数学式权利要求
1.一种摄像镜头，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以及第三透镜而构成，所述摄像镜头的特征在于，把所述第一透镜形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都为正的形状，把所述第二透镜形成为物体侧的面的曲率半径为负，像面侧的面的曲率半径为正的形状，把所述第三透镜形成为物体侧的面的曲率半径以及像面侧的面的曲率半径都成正的形状，在把整个镜头系统的焦距设为f，把所述第一透镜的焦距设为Π，把所述第二透镜的焦距设为f2，把所述第三透镜的焦距设为f3时，满足条件式 π < I f2 I、Π < I f3 I 以及 0. 5 < fl/f <1.0。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第一透镜的焦距设为Π，把所述第二透镜的焦距设为f2时，满足条件式-1. 0 < fl/f2 < -0. 5。
3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第二透镜的物体侧的面的曲率半径设为Rf，把像面侧的面的曲率半径设为 Rr时，满足条件式-0. 30 < Rf/Rr < 0。
4.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第一透镜和所述第二透镜之间在光轴上的间隔设为dA,把所述第二透镜和所述第三透镜之间在光轴上的间隔设为dB时，满足条件式0. 25 < dA/dB < 0. 7。
5.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式-1. 5 < f23/f3 < -0. 8。
6.根据权利要求2所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第二透镜的物体侧的面的曲率半径设为Rf，把像面侧的面的曲率半径设为 Rr时，满足条件式-0. 30 < Rf/Rr < 0。
7.根据权利要求2所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第一透镜和所述第二透镜之间在光轴上的间隔设为dA,把所述第二透镜和所述第三透镜之间在光轴上的间隔设为dB时，满足条件式0. 25 < dA/dB < 0. 7。
8.根据权利要求2所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式-1. 5 < f23/f3 < -0. 8。
9.根据权利要求3所述的摄像镜头，其特征在于，在把所述第一透镜和所述第二透镜之间在光轴上的间隔设为dA,把所述第二透镜和所述第三透镜之间在光轴上的间隔设为dB时，满足条件式、0. 25 < dA/dB < 0. 7。
10.根据权利要求3所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式、 -1. 5 < f23/f3 < -0. 8。
11.根据权利要求4所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式、-1. 5 < f23/f3 < -0. 8。
12.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为负，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式、 0. 5 < f23/f3 < 1. 2。
13.根据权利要求2所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为负，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式、 0. 5 < f23/f3 < 1. 2。
14.根据权利要求3所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为负，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式、 0. 5 < f23/f3 < 1. 2。
15.根据权利要求4所述的摄像镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为负，在把所述第三透镜的焦距设为f3，把所述第二透镜以及所述第三透镜的合成焦距设为f23时，满足条件式 、0. 5 < f23/f3 < 1. 2。
全文摘要
本发明提供一种小型并且可以良好地修正像差的摄像镜头。从物体侧向像面侧按顺序排列在光轴附近使凸面朝向物体侧的弯月形状的正的第一透镜(L1)、在光轴附近为双凹形状的负的第二透镜(L2)、在光轴附近使凸面朝向物体侧的弯月形状的正的第三透镜(L3)来构成摄像镜头。在该结构中，在把整个镜头系统的焦距设为f，把第一透镜(L1)～第三透镜(L3)各自的焦距设为f1、f2、f3时，满足下述条件式f1＜|f2|、f1＜|f3|以及0.5＜f1/f＜1.0。
文档编号G02B7/02GK102243362SQ201110120030
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月4日 优先权日2010年5月14日
发明者久保田洋治, 久保田贤一, 伊势善男, 平野整, 栗原一郎 申请人:康达智株式会社, 株式会社光学逻辑