专利名称：摄像镜头和摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像镜头和摄像装置，例如适用于F值2.0左右的大口径的摄像镜头，并且适用于使用了 CCD (Charge Coupled Device,电荷稱合兀件)或 CMOS (ComplementartMetal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)等固体摄像元件的数码相机、带摄像头移动电话机等小型的摄像装置。
背景技术：
以往，已知搭载有使用了 CXD或CMOS等固体摄像元件的摄像装置的带摄像头移动电话机和数码相机。在这样的摄像装置中要求进一步的小型化，在该摄像装置所搭载的摄像镜头中也要求小型且全长短的镜头。此外，近年来，如带摄像头移动电话机的小型摄像设备中，也越来越变得小型化且摄像元件的像素变高，例如已普及搭载了 800万像素以上的高像素摄像元件的型号。另一方面，在这样的摄像装置中，为了防止随着像素间距的变窄而导致的摄像元件的灵敏度下降和噪声的增加，要求更大口径的清晰的镜头。当前，作为如此的小型且高性能的摄像镜头，4片结构的镜头成为主流(例如，参照专利文献I和专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2009-265245公报专利文献2:特开2010-49113公报
发明内容
专利文献I和专利文献2的摄像镜头是应对当前的高像素摄像元件的4片结构的摄像镜头，通过抑制光学全长且平衡性好地校正各个像差，从而确保了小型且高的光学性倉泛。但是，在专利文献I和专利文献2中，使用F值2.8左右的摄像镜头而使光学性能和光学全长最佳化，保持这样的结构而实现从F值2.8左右至F值2.0左右的大口径化，则存在如下的问题:轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲的校正变得不足，难以确保所需的光学性能。此外，为了进一步提高光学性能，要求进一步抑制轴上色像差，但是在专利文献I和专利文献2所记载的结构中存在如下的问题:难以抑制光学全长且校正轴上色像差，难以确保随着大口径化所需的高的分辨性能。本发明考虑以上的点而完成，其要提出具有应对高像素摄像元件的良好的光学特性并且小型且大口径的摄像镜头以及使用了该摄像镜头的摄像装置。为了解决该课题，在本发明的摄像镜头中，从物体侧按顺序包括具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、在光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。如此，在摄像镜头中，将摄像镜头设为5片结构，且设为上述的折射力配置，从而能够抑制光学全长，并且平衡性好地校正在大口径化时成为问题的轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲。由此，在本发明中，应对高像素摄像元件，能够构成平衡性好地校正了轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差和像面弯曲的具有良好的光学性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，在本发明中，应对高像素摄像元件，能够构成抑制光学全长且良好地校正轴上色像差的、具有高的分辨性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，在本发明的摄像镜头中，第一透镜 第五透镜全部由树脂制的透镜构成，且满足以下的条件式(I)、条件式(2 )、条件式(3 )和条件式(4 )。(I) V !>50 (2) v2〈30(3) v3>50(4) v4>50其中，设为V 1:第一透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝(Abbe)值，V2:第二透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值，V 3:第三透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值，v4:第四透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。条件式(I)规定第一透镜的d线中的阿贝值，条件式(2)规定第二透镜的d线中的阿贝值，条件式(3 )规定第三透镜的d线中的阿贝值，条件式(4 )规定第四透镜的d线中的阿贝值，是用于良好地校正在透镜系统中产生的色像差的条件。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(I)、条件式(2)、条件式(3)和条件式(4)的规定值，则难以进行在F值2.0左右的大口径化时所需的轴上色像差的校正。如此，在本发明的摄像镜头中，通过满足条件式(I)、条件式(2)、条件式(3)和条件式(4 )，从而能够良好地校正轴上色像差。进而，在本发明的摄像镜头中，通过由同一素材即树脂制的透镜构成全部的透镜，从而能够使全部的透镜中的温度变动时的折射力的变化量一致，并且能够抑制在温度变动时成为问题的像面弯曲的变动。此外，进而，在本发明的摄像镜头中，能够由廉价且重量轻的树脂制的透镜构成全部的透镜，从而能够确保量产性且使摄像镜头整体的重量变轻。进而，在本发明的摄像镜头中满足以下的条件式(5 )。(5) 0<f3/f4<3.0其中，设为f3:第三透镜的焦点距离，f4:第四透镜的焦点距离。条件式(5)规定第三透镜的焦点距离f3与第四透镜的焦点距离f4的比例，限制第三透镜的折射力与第四透镜的折射力的平衡。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(5)的上限值，则第三透镜的折射力变得过于弱，轴上色像差的校正变得困难，无法维持良好的光学性能。相反，如果偏出下限值，则因第三透镜的折射力变强而有利于像差校正，但第四透镜的折射力变得过于弱从而光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(5),从而能够有效地校正轴上色像差而确保良好的光学性能，并且抑制光学全长。进而，在本发明的摄像镜头中满足以下的条件式(6)。(6)0.5〈 I Vf21〈1.3其中，设为:第一透镜的焦点距离，f2:第二透镜的焦点距离。条件式(6)规定第一透镜的焦点距离与第二透镜的焦点距离f2的比例，限制第一透镜的折射力与第二透镜的折射力的平衡。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(6)的上限值，则因第二透镜的折射力变强而有利于像差校正，但第二透镜的折射力变得过于强从而光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。相反，如果偏出下限值，则第二透镜的折射力变得过于弱，轴上色像差的校正变得困难，无法维持良好的光学性能。如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(6),从而能够有效地校正轴上色像差而确保良好的光学性能，并且抑制光学全长。进而，在本发明的摄像镜头中满足以下的条件式(8)和条件式(9)。(8) 0.5<|f5/f |<3.0(9) v5>50其中，设为f:整个透镜系统的焦点距离，f5:第五透镜的焦点距离，v5:第五透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。条件式(8)规定第五透镜的焦点距离f5与整个透镜系统的焦点距离f的比例，限制第五透镜的折射力。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(8)的上限值，则因第五透镜的折射力变弱而有利于像差校正，但光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。相反，如果偏出下限值，则第五透镜的折射力变得过于强，难以平衡性好地校正从中心至中间像高(例如为2飞成增高)中产生的像面弯曲。此外，条件式(9)规定第五透镜的d线中的阿贝值，如果低于该规定值，则难以平衡性好地校正轴上色像差、倍率色像差，无法维持良好的光学性能。如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(8)和条件式(9)，从而能够平衡性好地校正轴上色像差、倍率色像差而确保应对高像素摄像元件的良好的光学性能，并且能够抑制光学全长。进而，在本发明的摄像镜头中，用于进行光量的调节的孔径光阑配置成比第二透镜中的物体侧面更靠近物体侧。由此，在摄像镜头中，通过将孔径光阑配置成比第二透镜的物体侧面更靠近物体侦牝并且尽量将射出孔位置靠近物体侧，从而能够减小对于光轴的摄像镜头的主光线入射角，因此能够提高光接收效率，避免因混色导致的画质劣化。此外，在摄像镜头中，通过将孔径光阑尽量配置在光学系统的前方的位置，从而与配置成比第二透镜的物体侧面更靠近像侧的情况相比，射出孔位置在前方从而能够缩短透镜系统全长。进而，在本发明的摄像装置中具备摄像镜头、用于将通过该摄像镜头形成的光学像变换为电信号的摄像元件，摄像镜头从物体侧按顺序包括具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、在光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。如此，在摄像装置中，将摄像镜头设为5片结构，且设为上述的折射力配置，从而能够抑制光学全长，并且平衡性好地校正在大口径化时成为问题的轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲。由此，在本发明中，能够构成搭载了如下的摄像镜头的摄像装置:应对高像素摄像元件，平衡性好地校正了轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差和像面弯曲的具有良好的光学性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，在本发明中，能够构成搭载了如下的摄像镜头的摄像装置:应对高像素摄像元件，抑制光学全长且良好地校正轴上色像差的、具有高的分辨性能的小型且大口径的摄像镜头。本发明的摄像镜头从物体侧按顺序包括具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、在光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。如此，在摄像镜头中，将摄像镜头设为5片结构，且设为上述的折射力配置，从而能够抑制光学全长，并且平衡性好地校正在大口径化时成为问题的轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲。由此，在本发明中，应对高像素摄像元件，能够构成平衡性好地校正了轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差和像面弯曲的具有良好的光学性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，在本发明中，应对高像素摄像元件，能够构成抑制光学全长且良好地校正轴上色像差的、具有高的分辨性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，本发明的摄像装置具备摄像镜头、用于将通过该摄像镜头形成的光学像变换为电信号的摄像元件，摄像镜头从物体侧按顺序包括具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、在光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。如此，在摄像装置中，将摄像镜头设为5片结构，且设为上述的折射力配置，从而能够抑制光学全长，并且平衡性好地校正在大口径化时成为问题的轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲。由此，在本发明中，能够构成搭载了如下的摄像镜头的摄像装置:应对高像素摄像元件，平衡性好地校正了轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差和像面弯曲的具有良好的光学性能的小型且大口径的摄像镜头。此外，在本发明中，能够构成搭载了如下的摄像镜头的摄像装置:应对高像素摄像元件，抑制光学全长且良好地校正轴上色像差的、具有高的分辨性能的小型且大口径的摄像镜头。
图1是表示第一数值实施例中的摄像镜头的结构的概略截面图。图2是表示第一数值实施例中的各像差的特性曲线图。图3是表示第二数值实施例中的摄像镜头的结构的概略截面图。图4是表示第二数值实施例中的各像差的特性曲线图。图5是表示第三数值实施例中的摄像镜头的结构的概略截面图。图6是表示第三数值实施例中的各像差的特性曲线图。图7是表示第四数值实施例中的摄像镜头的结构的概略截面图。图8是表示第四数值实施例中的各像差的特性曲线图。图9是表示第五数值实施例中的摄像镜头的结构的概略截面图。图10是表示第五数值实施例中的各像差的特性曲线图。图11是表示搭载了摄像装置的移动电话机的外观结构的概略立体图。图12是表示搭载了摄像装置的移动电话机的外观结构的概略立体图。图13是表示移动电话机的电路结构的概略方框图。
具体实施例方式以下，说明用于实施发明的方式(以下称为实施方式)。其中，按以下的顺序进行说明。1、实施方式2、与实施方式对应的数值实施例(第一数值实施例 第五数值实施例)3、摄像装置和移动电话机4、其他实施方式〈1、实施方式〉[1、摄像镜头的结构]本发明的摄像镜头从物体侧按顺序包括具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、在光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。此外，摄像镜头具有相当于整个透镜系统的焦点距离为按35mm胶卷换算的24 40 [mm]的范围的性能。如此，在摄像镜头中，将摄像镜头设为5片结构，且设为上述的折射力配置，从而能够抑制光学全长，并且平衡性好地校正在大口径化时成为问题的轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲。此外，在该摄像镜头中，第一透镜 第五透镜全部由树脂制的透镜构成，且满足以下的条件式(I)、条件式(2 )、条件式(3 )和条件式(4 )。(I) V !>50(2) v2〈30(3) v3>50(4) v4>50其中，设为V 1:第一透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝(Abbe)值，V2:第二透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值，V 3:第三透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值，v4:第四透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。条件式(I)规定第一透镜的d线中的阿贝值，条件式(2)规定第二透镜的d线中的阿贝值，条件式(3 )规定第三透镜的d线中的阿贝值，条件式(4 )规定第四透镜的d线中的阿贝值，是用于良好地校正在透镜系统中产生的色像差的条件。在该摄像镜头中，如果偏出条`件式(I)、条件式(2)、条件式(3)和条件式(4)的规定值，则难以进行在F值2.0左右的大口径化时所需的轴上色像差的校正。如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(I)、条件式(2)、条件式(3)和条件式(4)，从而能够良好地校正轴上色像差。由此，摄像镜头具有应对高像素摄像元件的良好的光学性能，能够将该摄像镜头小型化且大口径化。此外，在摄像镜头中，通过由同一素材即树脂制的透镜构成全部的透镜，从而能够使全部的透镜中的温度变动时的折射力的变化量一致，并且能够抑制在温度变动时成为问题的像面弯曲的变动。此外，在摄像镜头中，能够由廉价且重量轻的树脂制的透镜构成全部的透镜，从而能够确保量产性且使摄像镜头整体的重量变轻。进而，该摄像镜头满足以下的条件式(5 )。(5)0<f3/f4<3.0其中，设为f3:第三透镜的焦点距离，f4:第四透镜的焦点距离。条件式(5)规定第三透镜的焦点距离f3与第四透镜的焦点距离f4的比例，限制第三透镜的折射力与第四透镜的折射力的平衡。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(5)的上限值，则第三透镜的折射力变得过于弱，轴上色像差的校正变得困难，无法维持良好的光学性能。相反，如果偏出下限值，则因第三透镜的折射力变强而有利于像差校正，但第四透镜的折射力变得过于弱从而光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。如此,在该摄像镜头中，通过满足条件式(5),从而能够有效地校正轴上色像差而确保良好的光学性能，并且抑制光学全长。进而，在摄像镜头中满足以下的条件式(6 )。(6)0.5〈 I Vf21〈1.3其中，设为:第一透镜的焦点距离，f2:第二透镜的焦点距离。条件式(6)规定第一透镜的焦点距离与第二透镜的焦点距离f2的比例，限制第一透镜的折射力与第二透镜的折射力的平衡。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(6)的上限值，则因第二透镜的折射力变强而有利于像差校正，但第二透镜的折射力变得过于强从而光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。相反，如果偏出下限值，则第二透镜的折射力变得过于弱，轴上色像差的校正变得困难，无法维持良好的光学性能。如此，在该摄像镜头中，通过满足条件式(6),从而能够有效地校正轴上色像差而确保良好的光学性能，并且抑制光学全长。进而，期望条件式(6 )被设定为满足条件式(7 )所示的范围。(7) 0.6〈 IfVf21〈1.0如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(7)，从而与满足条件式(6)的情况相比能够更加平衡性好地实现光学全长的抑制和轴上色像差的校正。进而，在摄像镜头中满足以下的条件式(8)和条件式(9)。(8)0.5<|f5/f|<3.0(9) v5>50其中，设为f:整个透镜系统的焦点距离，f5:第五透镜的焦点距离，v5:第五透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。条件式(8)规定第五透镜的焦点距离f5与整个透镜系统的焦点距离f的比例，限制第五透镜的折射力。在该摄像镜头中，如果偏出条件式(8)的上限值，则因第五透镜的折射力变弱而有利于像差校正，但光学全长增大，本透镜系统的小型化变得困难。相反，如果偏出下限值，则第五透镜的折射力变得过于强，难以平衡性好地校正从中心至中间像高(例如为增高2 5成)中产生的像面弯曲。此外，条件式(9)规定第五透镜的d线中的阿贝值，如果低于该规定值，则难以平衡性好地校正轴上色像差、倍率色像差，无法维持良好的光学性能。如此，在摄像镜头中，通过满足条件式(8)和条件式(9)，从而能够平衡性好地校正轴上色像差、倍率色像差而确保应对高像素摄像元件的良好的光学性能，并且能够抑制光学全长。此外，在本发明的摄像镜头中，用于进行光量的调节的孔径光阑配置成比第二透镜中的物体侧面更靠近物体侧。由此，在摄像镜头中，通过将孔径光阑配置成比第二透镜的物体侧面更靠近物体侦牝并且尽量将射出孔位置靠近物体侧，从而能够减小对于光轴的摄像镜头的主光线入射角，因此能够提高光接收效率，避免因混色导致的画质劣化。此外，在摄像镜头中，通过将孔径光阑尽量配置在光学系统的前方的位置，从而与配置成比第二透镜的物体侧面更靠近像侧的情况相比，射出孔位置在前方从而能够缩短透镜系统全长。如此，在本发明的摄像镜头中，即使大口径化为F值2.0左右，也应对例如800万像素以上的高像素摄像元件，具有平衡性好地校正轴上像差的球面像差和轴外像差的慧形像差、像面弯曲的良好的光学性能。此外，在本发明中，应对例如800万像素以上的高像素摄像元件，能够构成抑制光学全长且良好地校正轴上色像差的、具有高的分辨性能的小型且大口径的摄像镜头。进而，在摄像镜头中，由廉价的树脂制的透镜构成全部的透镜，从而能够确保量产性且抑制在温度变动时成为问题的像面 弯曲的变动。〈2、与实施方式对应的数值实施例〉下面，以下，使用附图和图标来说明对本发明的摄像镜头应用了具体的数值的数值实施例。这里，在数值实施 例中使用的符号的意思为如下。“FNo”是F值，“f ”是整个透镜系统的焦点距离，“2 ω ”是对角的全画角，“Si”是从物体侧起数的第i个面号，“Ri”是第i个面的曲率半径，“di”是从物体侧起第i个面与第i+Ι个面之间的轴上面间隔，“ni”是第i透镜的d线(波长587.6nm)中的折射率，“ v i”是第i透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。关于面号，“ASP”表示该面为非球面，关于曲率半径，“c ”表示该面为平面。在各数值实施例中使用的摄像镜头中存在透镜面形成为非球面形状的摄像透镜，如果将非球面的深度设为“Z”，将来自光轴的高度设为“Y”，将曲率半径设为“R”，将圆锥常数设为“K”，将4次方、6次方、8次方和10次方的非球面系数分别设为“A”、“B”、“C”、“D”，则该非球面形状通过以下的数学式(10)定义。
权利要求
1.一种摄像镜头，其中， 从物体侧按顺序包括: 具有正的折射力的第一透镜； 凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜； 具有正的折射力的第三透镜； 在光轴附近凹面朝向所述物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜；以及 在所述光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。
2.如权利要求1所述的摄像镜头，其中， 上述第一透镜 上述第五透镜全部由树脂制的透镜构成，且满足以下的条件式(I)、条件式(2)、条件式(3)和条件式(4)，(1)V ^50(2)v2〈30(3)v3>50(4)v4>50其中，设为 V!:第一透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值， V2:第二透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值， V3:第三透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值， V4:第四透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。
3.如权利要求1或2所述的摄像镜头，其中， 满足以下的条件式(5)， (5)0<f3/f4<3.0 其中，设为 f3:第三透镜的焦点距离， &:第四透镜的焦点距离。
4.如权利要求广3的任一项所述的摄像镜头，其中， 满足以下的条件式(6)， (6)0.5〈 I Vf21〈1.3 其中，设为 f1:第一透镜的焦点距离， f2:第二透镜的焦点距离。
5.如权利要求广4的任一项所述的摄像镜头，其中， 满足以下的条件式(8 )和条件式(9 )， (8)0.5〈 I f5/f I〈3.0(9)v5>50其中，设为 f:整个透镜系统的焦点距离， f5:第五透镜的焦点距离， V5:第五透镜的d线(波长587.6nm)中的阿贝值。
6.如权利要求广5的任一项所述的摄像镜头，其中， 用于进行光量的调节的孔径光阑配置成比所述第二透镜中的物体侧面更靠近所述物体侧。
7.一种摄像装置，具备摄像镜头和用于将通过该摄像镜头形成的光学像变换为电信号的摄像元件， 所述摄像镜头从物体侧按顺序包括: 具有正的折射力的第一透镜； 凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜； 具有正的折射力的第三透镜； 在光轴附近凹面朝向所述物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜；以及 在所述光轴附近具有负 的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜。
全文摘要
本发明即使将摄像镜头小型化且大口径化，也确保应对高像素摄像元件的良好的光学特性。从物体侧按顺序由具有正的折射力的第一透镜、凹面朝向像侧的具有负的折射力的弯月形状的第二透镜、具有正的折射力的第三透镜、在光轴附近凹面朝向所述物体侧的具有正的折射力的弯月形状的第四透镜、以及在所述光轴附近具有负的折射力且在外围部分具有正的折射力的第五透镜构成了摄像镜头。
文档编号G02B13/00GK103109222SQ20118003678
公开日2013年5月15日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年6月4日
发明者田村正树 申请人:索尼公司