专利名称：摄像镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在CCD传感器、CMOS传感器等摄像元件上形成被摄体图像的摄像镜头，涉及适合于装入在便携电话机、便携信息终端等便携设备中内置的相机，数码静物相机、安防摄像机、车载摄像机、网络摄像机等比较小型的摄像机的摄像镜头。
背景技术：
近年来，代替以通话为主体的便携电话机，对便携电话机附加了便携信息终端(PDA)或者个人计算机的功能的、所谓的智能手机(smart phone)得到了普及。智能手机与便携电话机相比具有更高性能，因此，用相机拍摄的图像在各种各样的应用中被利用。例如，通过利用智能手机，除了打印所拍摄的图像来观赏这样的用途之外，还能够对该图像进行加工，然后在游戏的人物等中利用，或者在智能手机的显示画面中进行化妆模拟或者衣服的试穿模拟等。这种在现有技术中并不算一般的摄像图像的利用用途，正以年轻人阶层为中心扎下根来。一般来说，便携电话机或者智能手机的产品群大多从面向初级者的产品到面向高级者的产品由各种规格的产品构成。其中，对于安装在面向高级者开发的产品中的摄像镜头，要求能够与近年来高像素化的摄像元件对应的高分辨率的镜头结构。另一方面，对于在上述那样的用途中使用的智能手机中装入的摄像镜头来说，作为比高分辨率更重要的因素，要求小型、视场角宽即广角。特别是在最近，伴随着智能手机的小型化、高性能化，要求更小型且广角的摄像镜头。虽说如此，但事实上即使是面向初级者的产品也要求某种程度的高分辨率。由6枚透镜组成的镜头结构，因为构成摄像镜头的透镜的枚数多，所以对于摄像镜头的小型化有些不利，但由于设计上的自由度高，所以有可能能够平衡地实现各像差的良好的修正和摄像镜头的小型化。例如，作为由6枚透镜组成的镜头结构，公知在专利文献I中记载的摄像镜头。专利文献I中记载的摄像镜头，配置将凸面朝向物体侧的弯月形状的负的第一透镜、由正负两枚透镜构成的接合透镜、正的第四透镜、由正负两枚透镜构成的接合透镜而构成。在该专利文献I的摄像镜头中，通过分别满足与第一透镜的物体侧的面以及像面侧的面的曲率半径相关的条件式、以及与两枚接合透镜相关的条件式，实现畸变以及色像差的良好的修正。但是，上述专利文献I中记载的摄像镜头，从第一透镜的物体侧的面到摄像元件的像面的距离长，所以为了把该摄像镜头装入便携电话机或者智能手机等的小型相机中，需要将棱镜或反射镜配置在摄像镜头和像面之间来使光路弯曲。便携电话机、智能手机的高性能化、小型化逐年发展，所需的摄像镜头的小型化程度比以往更高。在上述专利文献I所记载的镜头结构中，难以与这样的要求对应地在实现摄像镜头的小型化的同时实现良好的像差修正。此外，这样的课题并不是在便携电话机或者智能手机中装入的摄像镜头所特有的课题，在数码静物相机、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型的摄像机中装入的摄像镜头中也是共同的课题。专利文献1:日本特开2011-145315号公报
实用新型内容本实用新型的第一目的在于提供一种能够良好地修正各像差的摄像镜头。另外，本实用新型的第二目的在于提供一种能够实现摄像镜头的小型化和良好的像差修正的兼顾的摄像镜头。为实现上述第一目的，本实用新型的摄像镜头，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、具有正的光焦度的第三透镜、具有负的光焦度的第四透镜、具有正的光焦度的第五透镜和具有负的光焦度的第六透镜而构成。第一透镜具有曲率半径为正的物体侧的面。第二透镜具有曲率半径都为正的物体侧的面以及像面侧的面。第三透镜具有曲率半径为正的物体侧的面以及曲率半径为负的像面侧的面。第五透镜具有具有拐点的非球面形状的物体侧的面。第六透镜具有具有拐点的非球面形状的像面侧的面。另外，从第一透镜到第四透镜的各透镜具有比第五透镜以及第六透镜的各自的光焦度弱的光焦度。本实用新型的摄像镜头，第五透镜以及第六透镜的光焦度比其他各透镜的光焦度强，而且第五透镜的物体侧的面形成为具有拐点的非球面形状，另一方的第六透镜的像面侧的面形成为具有拐点的非球面形状。因此，第五透镜在光轴附近具有正的光焦度，并且在周边部具有负的光焦度。另一方面，第六透镜在光轴附近具有负的光焦度，并且在周边部具有正的光焦度。由此，在良好地修正光轴附近的色像差以及球面像差的同时，也良好地修正轴外的倍率色像差以及彗差。此外，因为第一透镜、第二透镜以及第三透镜的光焦度的排列为正负正，所以本实用新型的摄像镜头的镜头结构，在良好地修正各像差的同时实现摄像镜头的小型化方面也是有利的结构。在上述结构的摄像镜头中，理想的是第四透镜形成为具有曲率半径都为负的物体侧的面以及像面侧的面的形状。另外，在上述结构的摄像镜头中，理想的是第五透镜形成为具有曲率半径为正的物体侧的面以及曲率半径为负的像面侧的面的形状，理想的是第六透镜形成为具有曲率半径为负的物体侧的面以及曲率半径为正的像面侧的面的形状。为实现上述第二目的，在上述结构的摄像镜头中，在设第一透镜的焦距为fl，第二透镜的焦距为f2时，满足下面的条件式(I)较为理想。-1.5<fl/f2<-0.4(1)条件式(I)是用于实现摄像镜头的小型化，同时良好地修正色像差以及像散，并且把像面弯曲抑制在理想的范围内的条件。若超过上限值“-0.4”，因为相对于具有正的光焦度的第一透镜，第二透镜具有的负的光焦度相对变弱，所以有利于摄像镜头的小型化。但是因为轴上的色像差修正不足(相对于基准波长的焦点位置，短波长的焦点位置向物体侧移动)，同时像散增大，所以难于得到良好的成像性能。另外，因为成像面的周边部向物体侧弯曲，所以难于把像面弯曲抑制在理想的范围内。另一方面，若低于下限值“-1.5”，因为相对于第一透镜，第二透镜的光焦度相对变强，所以出射光瞳的位置向物体侧移动，摄像镜头的小型化变得困难。另外，轴上的色像差修正过剩(相对于基准波长的焦点位置，短波长的焦点位置向像面侧移动)，同时轴外的倍率色像差修正过剩(相对于基准波长的成像点，短波长的成像点向从光轴远离的方向移动)。另外，因为像散增大，所以在这种情况下也难于得到良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，在设整个镜头系统的焦距为f，第三透镜的焦距为f3时，满足下面的条件式(2 )较为理想。0.5<f3/f<2.0 (2)条件式(2)是用于实现摄像镜头的小型化，同时良好地修正像散并且把像面弯曲抑制在理想的范围内的条件。若超过上限值“2.0”，因为相对于整个镜头系统的光焦度，第三透镜的光焦度相对变弱，所以成像面的周边部向像面侧弯曲，难于把像面弯曲抑制在理想的范围内。另外，摄像镜头的小型化困难。另一方面，若低于下限值“0.5”，因为相对于整个镜头系统的光焦度，第三透镜的光焦度相对变强，所以像散差增大，难于得到良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，在设第二透镜的物体侧的面的曲率半径为R2f，第二透镜的像面侧的面的曲率半径为R2r时，满足下面的条件式(3)较为理想。0.4<R2r/R2f<0.8 (3)条件式(3)是用于实现摄像镜头的小型化，并且把彗差、色像差以及像面弯曲平衡良好地抑制在理想的范围内的条件。若超过上限值“0.8”，因为第二透镜的光焦度变弱所以有利于摄像镜头的小型化，但是因为轴上的色像差修正不足同时发生内方彗差，所以难于得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值“0.4”，因为出射光瞳的位置向物体侧移动，所以容易把从摄像镜头射出的光线对于摄像元件的入射角度抑制在预定的范围内，但是摄像镜头的小型化困难。另外，轴上的色像差修正过剩，同时成像面的周边部向像面侧弯曲，所以难于得到良好的成像性能。在上述结构的摄像镜头中，在设整个镜头系统的焦距为f，第四透镜的焦距为f4时，满足下面的条件式(4 )较为理想。-5.0<f4/f<-l.0 (4)条件式(4)是用于确保后焦距，并且把像面弯曲以及像散抑制在理想的范围内的条件。多数情况下，在摄像镜头和摄像元件的像面之间配置红外线截止滤光片或者保护玻璃等插入物，需要用于配置该插入物的空间。若超过上限值“-1.0”，虽然容易确保后焦距，但是因为成像面的周边部向像面侧弯曲，所以难于得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值“-5.0”，轴上的色像差修正不足，并且轴外的倍率色像差修正不足(相对于基准波长的成像点，短波长的成像点向接近光轴的方向移动)，所以难于得到良好的成像性能。另外，因为成像面的周边部向物体侧弯曲，所以难于把像面弯曲抑制在理想的范围内。在上述结构的摄像镜头中，在设第五透镜的焦距为f5，第六透镜的焦距为f6时，满足下面的条件式(5)较为理想。-2.0<f5/f6<-0.5 (5)条件式(5)是用于实现摄像镜头的小型化，并且良好地修正像面弯曲以及色像差的条件。如上所述，在本实用新型的摄像镜头中，第五透镜具有正的光焦度，第六透镜具有负的光焦度。若超过上限值“-0.5”，因为相对于第六透镜的负的光焦度，第五透镜的正的光焦度变强，所以出射光瞳的位置向物体侧移动，摄像镜头的小型化困难。另外，因为成像面的周边部向像面侧弯曲，所以难于得到良好的成像性能。另一方面，若低于下限值“-2.0”，因为相对于第六透镜的负的光焦度，第五透镜的正的光焦度变弱，所以出射光瞳的位置向像面侧移动，虽然有利于摄像镜头的小型化，但是轴上的色像差以及轴外的倍率色像差都修正不足，难于得到良好的成像性能。另外，因为成像面的周边部向物体侧弯曲，所以难于把像面弯曲抑制在良好的范围内。在上述结构的摄像镜头中，在设第一透镜的阿贝数为vdl，第三透镜的阿贝数为vd3，第五透镜的阿贝数为vd5，第六透镜的阿贝数为vd6时，满足下面的条件式(6)
(9)较为理想。45〈 V dl〈75 (6)45〈vd3〈75 (7)45〈 V d5〈75 (8)45〈 V d6〈75 (9)条件式(6) (9)是用于良好地修正轴上以及轴外的色像差的条件。通过把6枚透镜中的4枚透镜的阿贝数设定为比下限值“45”大的值，能够有效地抑制在这4枚透镜中发生的色像差，所以能够把整个镜头系统的色像差合适地抑制在良好的范围内。另外，通过把各透镜的阿贝数设定为比上限值“75”小的值，能够抑制透镜材料的成本。在上述结构的摄像镜头中，为更好地修正轴上以及轴外的色像差，在设第二透镜的阿贝数为vd2，第四透镜的阿贝数为vd4时，满足下面的条件式(10)以及(11)较为理
本巨
ο20〈 V d2〈40 (10)20〈vd4〈40 (11)根据本实用新型的摄像镜头，能够提供良好地修正各像差的摄像镜头。另外，能够提供良好地修正各像差的具有高分辨率而且特别适合装入小型相机的小型的摄像镜头。
图1是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例1涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图2是表示图1表示的摄像镜头的横像差的像差图。图3是表示图1表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图4是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例2涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图5是表示图4表示的摄像镜头的横像差的像差图。图6是表示图4表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图7是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例3涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图8是表示图7表示的摄像镜头的横像差的像差图。
图9是表示图7表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图10是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例4涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图11是表示图10表示的摄像镜头的横像差的像差图。图12是表示图10表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图13是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例5涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图14是表示图13表示的摄像镜头的横像差的像差图。图15是表示图13表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图16是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例6涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图17是表示图16表示的摄像镜头的横像差的像差图。图18是表示图16表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图19是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例7涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图20是表示图19表示的摄像镜头的横像差的像差图。图21是表示图19表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。图22是关于本实用新型的一个实施方式，表示数值实施例8涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。图23是表示图22表示的摄像镜头的横像差的像差图。图24是表示图22表示的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的像差图。符号说明ST孔径光阑LI第一透镜L2第二透镜L3第三透镜L4第四透镜L5第五透镜L6第六透镜10滤光片
具体实施方式
下面参照附图详细说明将本实用新型具体化的一个实施方式。图1、图4、图7、图10、图13、图16、图19以及图22是表示本实施方式的数值实施例I 8涉及的摄像镜头的概略结构的剖面图。任何一个数值实施例的基本的镜头结构都相同，所以在这里参照数值实施例1的概略剖面图，说明本实施方式的摄像镜头的镜头结构。如图1所示，本实施方式的摄像镜头，从物体侧向像面侧依次排列具有正的光焦度的第一透镜L1、具有负的光焦度的第二透镜L2、具有正的光焦度的第三透镜L3、具有负的光焦度的第四透镜L4、具有正的光焦度的第五透镜L5和具有负的光焦度的第六透镜L6而构成。在第六透镜L6和像面頂之间配置滤光片10。该滤光片10也可以舍去。[0075]在本实施方式的摄像镜头中，从第一透镜LI到第四透镜L4的各透镜的光焦度比第五透镜L5以及第六透镜L6的各自的光焦度弱。换言之，本实施方式的摄像镜头，在设第一透镜LI的焦距为Π，第二透镜L2的焦距为f2，第三透镜L3的焦距为f3，第四透镜L4的焦距为f4，第五透镜L5的焦距为f5，第六透镜L6的焦距为f6时，满足关系式“(f 1、| f2 |、f3、f4 I ) > (f5、f6|)，，。另外，如图1所示，在第一透镜LI和第二透镜L2之间配置了孔径光阑ST。此外，在本实施方式的摄像镜头中不限定孔径光阑ST的位置。数值实施例1 5的摄像镜头是在第一透镜LI和第二透镜L2之间配置孔径光阑ST的例子，即所谓的中光阑类型的镜头结构的例子。另一方面，数值实施例6 8的摄像镜头是在第一透镜LI的物体侧配置孔径光阑ST的例子，即所谓的前光阑类型的镜头结构的例子。根据中光阑类型的镜头结构，与摄像镜头的光学全长相比，第一透镜LI的有效直径变大，因此强调了相机中的摄像镜头的存在感，作为该相机的外观设计的一部分，能够将高级感或镜头性能高超等倾诉给用户。另一方面，在前光阑类型的镜头结构的情况下，可以实现摄像镜头的组装性的提高和制造成本的降低。该前光阑型的镜头结构兼具容易使摄像镜头的光学全长比较短的特征，因此，也是对于向便携电话机或近年来普及的智能手机等便携设备的装入来说有效的镜头结构。在上述结构的摄像镜头中，第一透镜LI为物体侧的面的曲率半径rl为正、像面侧的面的曲率半径r2为负的形状，形成为在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。该第一透镜LI的形状不限定于本数值实施例1涉及的形状。第一透镜LI的形状只要是物体侧的面的曲率半径rl为正的形状即可，也可以是像面侧的面的曲率半径r2为正的形状，即成为在光轴X的附近将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。第二透镜L2为物体侧的面的曲率半径r4以及像面侧的面的曲率半径r5都为正的形状，形成为在光轴X的附近将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。第三透镜L3为物体侧的面的曲率半径r6为正、像面侧的面的曲率半径r7为负的形状，形成为在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。第四透镜L4为物体侧的面的曲率半径r8以及像面侧的面的曲率半径r9都为负的形状，形成为在光轴X的附近将凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状。作为第四透镜L4的形状，除此以外，也可以是在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状、或者在光轴X的附近成为双凹透镜的形状。第四透镜L4只要光焦度为负，可形成各种各样的形状。第五透镜L5为物体侧的面的曲率半径r IO为正、像面侧的面的曲率半径r 11为负的形状，形成为在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。其中，物体侧的面形成为具有拐点的非球面形状。具体来说，第五透镜L5的物体侧的面形成为在光轴X的附近具有正的光焦度，同时从各像高相对于最大像高的比H (以下称为“像高比H”)成为“0.7”的位置附近朝向周边部具有负的光焦度那样的非球面形状。 第六透镜L6为物体侧的面的曲率半径r 12为负、像面侧的面的曲率半径r 13为正的形状，形成为在光轴X的附近成为双凹透镜的形状。其中，像面侧的面形成为具有拐点的非球面形状。具体来说，第六透镜L6的像面侧的面形成为在光轴X的附近具有负的光焦度，同时从像高比H成为“0.7”的位置附近朝向周边部具有正的光焦度那样的非球面形状。如上所述，第五透镜L5以及第六透镜L6与其他透镜相比具有强的光焦度。通过在第五透镜L5的物体侧的面、第六透镜L6的像面侧的面上分别设置拐点，能够良好地修正光轴附近的色像差和球面像差，并且良好地修正轴外光束的彗差和倍率色像差。另外，通过第五透镜L5以及第六透镜L6的这样的形状，也容易确保远心特性。众所周知，在摄像元件中，在其结构方面，作为能够取入传感器的光线的入射角度的范围，预先决定了主光线角度(Chief Ray Angle)。根据本实施方式的摄像镜头,把从摄像镜头射出的光线对于像面頂的入射角度抑制为比主光线角度小的角度，所以能够合适地抑制拍摄的图像的周边部与中心部相比变暗的现象、所谓的阴影(shading)的发生。本实施方式的摄像镜头满足以下表示的条件式(I) (11)。-1.5<fl/f2<-0.4(1)·[0086]0.5<f3/f<2.0 (2)0.4<R2r/R2f<0.8 (3)-5.0<f4/f<-l.0 (4)-2.0<f5/f6<-0.5 (5)45< vdl<75(6)45〈vd3〈75(7)45〈vd5〈75(8)45〈vd6〈75(9)20〈 V d2〈40(10)20〈vd4〈40(11)式中，f:整个镜头系统的焦距fl:第一透镜LI的焦距f2:第二透镜L2的焦距f3:第三透镜L3的焦距f4:第四透镜L4的焦距€5:第五透镜1^5的焦距f6:第六透镜L6的焦距R2f:第二透镜L2的物体侧的面的曲率半径R2r:第二透镜L2的像面侧的面的曲率半径vdl:第一透镜LI的阿贝数V d2:第二透镜L2的阿贝数V d3:第三透镜L3的阿贝数vd4:第四透镜L4的阿贝数vd5:第五透镜L5的阿贝数vd6:第六透镜L6的阿贝数此外，不必满足上述各条件式的全部，通过单独地分别满足上述各条件式，能够分别得到与各条件式对应的作用效果。在本实施方式中，各透镜的透镜面形成非球面。当设光轴方向的轴为Z，与光轴正交的方向的高度为H，圆锥系数为k，非球面系数为A4、A6、A8、Aic1、A12、A14、A16时，通过下式表示在这些透镜面中采用的非球面形状。[数学式I]
权利要求1.一种摄像镜头，其特征在于， 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、具有正的光焦度的第三透镜、具有负的光焦度的第四透镜、具有正的光焦度的第五透镜和具有负的光焦度的第六透镜而构成， 上述第一透镜具有曲率半径为正的物体侧的面， 上述第二透镜具有曲率半径都为正的物体侧的面以及像面侧的面， 上述第三透镜具有曲率半径为正的物体侧的面以及曲率半径为负的像面侧的面， 上述第五透镜具有具有拐点的非球面形状的物体侧的面， 上述第六透镜具有具有拐点的非球面形状的像面侧的面， 从上述第一透镜到上述第四透镜的各透镜具有比上述第五透镜以及上述第六透镜的各自的光焦度弱的光焦度。
2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于， 上述第四透镜具有曲率半径都为负的物体侧的面以及像面侧的面。
3.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设上述第一透镜的焦距为Π，上述第二透镜的焦距为f2时，满足:-1.5<fl/f2<-0.4。
4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设整个镜头系统的焦距为f，上述第三透镜的焦距为f3时，满足:0.5<f3/f<2.0。
5.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设上述第二透镜的物体侧的面的曲率半径为R2f，上述第二透镜的像面侧的面的曲率半径为R2r时，满足: 0.4<R2r/R2f<0.8。
6.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设整个镜头系统的焦距为f，上述第四透镜的焦距为f4时，满足:-5.0<f4/f<-l.0。
7.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设上述第五透镜的焦距为f5，上述第六透镜的焦距为f6时，满足:-2.0<f5/f6<-0.5。
8.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 在设上述第一透镜的阿贝数为V dl，上述第三透镜的阿贝数为V d3，上述第五透镜的阿贝数为V d5，上述第六透镜的阿贝数为vd6时，满足:45< vdl<75,45〈 vd3〈75，45〈 vd5〈75，45〈 vd6〈75。
9.根据权利要求8所述的摄像镜头，其特征在于， 在设上述第二透镜的阿贝数为vd2，上述第四透镜的阿贝数为vd4时，满足:20〈 vd2〈40,20<VD4<40
专利摘要一种能够良好地修正各像差的摄像镜头，从物体侧起具备具有正的光焦度的第一透镜(L1)、具有负的光焦度的第二透镜(L2)、具有正的光焦度的第三透镜(L3)、具有负的光焦度的第四透镜(L4)、具有正的光焦度的第五透镜(L5)和具有负的光焦度的第六透镜(L6)。第一透镜具有曲率半径为正的物体侧的面。第二透镜具有曲率半径都为正的物体侧的面以及像面侧的面。第三透镜具有曲率半径为正的物体侧的面以及曲率半径为负的像面侧的面。第五透镜具有具有拐点的非球面形状的物体侧的面。第六透镜具有具有拐点的非球面形状的像面侧的面。在该结构中，第一透镜到第四透镜的各透镜具有比第五透镜以及第六透镜的各自的光焦度弱的光焦度。
文档编号G02B13/00GK202975455SQ20122070006
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年6月21日
发明者久保田洋治, 久保田贤一, 平野整, 伊势善男, 野田小百合 申请人:株式会社光学逻辑, 康达智株式会社