摄像镜头的制作方法

本发明涉及一种用于小型的摄像装置的ccd传感器或c-mos传感器的在固体摄像元件上成像被摄体的像的摄像镜头，尤其涉及一种搭载于小型化、低背化得到发展的移动电话或智能手机、pda(personaldigitalassistant)等便携终端设备、游戏机或pc等信息终端设备、以及家电产品等的摄像装置中内置的摄像镜头。

背景技术：

近年来，信息终端设备的高功能化得到发展，以智能手机为首的大部分信息终端设备中普遍搭载有相机。并且，附带相机的家电产品也相继出现，开始广为普及，消费者的便利性突飞猛进。在这种信息终端设备或家电产品中融合了相机的商品的需求日益增加，伴随于此的产品开发进展迅速。

以往技术中，作为以比较小型化和高性能化为目标的摄像镜头，例如，公开有以下的专利文献1或专利文献2的摄像镜头。

在专利文献1中公开了一种摄像镜头，该摄像镜头从物体侧依次具备，具有正的光焦度的第1透镜、具有负的光焦度的第2透镜、双凸形状的第3透镜、凸面朝向像面侧的弯月形状第4透镜、并且第5透镜，随着从中心朝向周边部，负的光焦度逐渐减弱而在周边部具有正的光焦度。

在专利文献2中公开了从物体侧依次由如下构成的单焦点光学系统：第1组，包含物体侧面为凸面的第1正透镜及包含非球面且像侧面为凹面的第2负透镜；第2组，包含具有非球面的第3透镜；及第3组，包含像侧面为凸面的第4正透镜及具有包含拐点的非球面且像侧面为凹面的第5负透镜。

专利文献1：特开2011-141396号公报

专利文献2：特开2012-103717号公报

然而，上述专利文献1中记载的摄像镜头中，总视场角约为60°，对近年来要求的广角化的对应并不充分。该结构中，对应广角化时，在周边部的像差校正上留有课题。

并且，上述专利文献2中记载的摄像镜头中，f值为f2.8左右，无法说是能够充分对应小型且高像素的摄像元件的明亮的透镜系统。并且，欲在维持广角与低背的状态下实现明亮的透镜系统时，仍然在周边部的像差校正上留有课题。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种均衡地满足低背、低f值、广角，并且具备各像差得到良好的校正的高分辨率的小型摄像镜头。

另外，在此所说的低背是指光学总长小于5mm、总长对角比为小于0.9的级别，低f值是指f2.4以下的明度，广角是指以总视场角可摄影70°以上的范围的级别。另外，表示总长对角比时的摄像元件的有效摄像面的对角线的长度为从最大视场角入射的光线成像于摄像面时从光轴垂直的高度即最大像高的2倍的长度，视作与有效成像圈的直径相同。

并且，本发明中，透镜的面的凸面、凹面是指近轴(光轴附近)的形状。并且，极点是指切平面与光轴垂直相交的光轴上以外的非球面上的点。而且，光学总长是指，例如对配置于最终级的透镜与摄像元件的摄像面之间的红外线截止滤光片或保护玻璃片等光学元件的厚度进行空气换算时，从位于最靠物体侧的光学元件的物体侧的一面至摄像面为止的光轴上的距离。

为了实现上述目的，本发明的摄像镜头是在固体摄像元件上成像被摄体的像的摄像镜头，从物体侧朝向像侧依次包括凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像侧的弯月形状且具有负的光焦度的第2透镜、凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第3透镜、凸面朝向像侧的弯月形状且具有正的光焦度的第4透镜以及凹面朝向物体侧及像侧的双面为非球面且具有负的光焦度的第5透镜，所述第5透镜的像侧的一面在光轴上以外的位置具有极点，并满足以下条件式(1)：

(1)40＜|r6/f|＜90

其中，

f：整个镜头系统的焦距；

r6：第3透镜的像侧的一面的曲率半径。

上述结构的摄像镜头为从物体侧依次以正、负、正、正、负的光焦度排列的接近所谓的远摄型的结构，通过对各个透镜分配最佳光焦度，实现了低背化。

上述结构中，第1透镜是凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的透镜，通过设为较强的正的光焦度，能够实现摄像镜头的进一步的低背化和广角化。第1透镜的形状为凸面朝向物体侧即可，可以是凸面朝向物体侧的弯月形状或者双面在光轴附近为凸形状。

第2透镜是凹面朝向像侧且具有负的光焦度的透镜，良好地校正在第1透镜中产生的球面像差与色像差。第2透镜的形状为凹面朝向像侧即可，可以是凹面朝向像侧的弯月形状或者双面为凹形状。

第3透镜是在构成摄像镜头的透镜具有最弱的正的光焦度的透镜，通过具有正的光焦度，能够维持低背化，并且良好地校正在第1透镜及第2透镜中未完全充分校正的球面像差与彗差。第3透镜的形状为凸面朝向物体侧即可，可以是凸面朝向物体侧的弯月形状或者双面为凸形状。

第4透镜是凸面朝向像侧且具有较强的正的光焦度的透镜，并相对于第1透镜的正的光焦度设定适当的平衡，由此能够实现摄像镜头的低背化和广角化，并且良好地校正像散及场曲。

通过将第5透镜设为凹面朝向像侧且具有负的光焦度的透镜，能够确保适当的后焦距。并且，通过在第5透镜的双面形成非球面并且在像侧的一面的光轴上以外的位置形成极点，有效地进行像散、畸变及场曲的校正与主光线向摄像元件的入射角度的控制。

条件式(1)为将对于整个镜头系统的焦距的第3透镜的像侧的一面的曲率半径规定在适当的范围的条件，是用于抑制第3透镜的偏芯灵敏度的上升，并且良好地校正球面像差及彗差的条件。若欲实现摄像镜头的低背化，则具有各透镜的光焦度变强的趋势，除了接近光阑直径的第1透镜与第2透镜以外，第3透镜的偏芯灵敏度也上升而导致生产率恶化。通过规定为条件式(1)的范围内，能够将第3透镜的像侧的一面的光焦度恰当地控制为比较弱，抑制第3透镜的偏芯灵敏度的上升，并且良好地校正球面像差及彗差。

另外，优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(2)：

(2)0.5＜(t1/f)×100＜3.1

其中，

f：整个镜头系统的焦距；

t1：第1透镜的像侧的一面至第2透镜的物体侧的一面为止的光轴上的距离。

条件式(2)为将相对于整个镜头系统的焦距的第1透镜的像侧的一面至第2透镜的物体侧的一面为止的光轴上的距离规定在适当的范围的条件，用于良好地进行摄像镜头的低背化，并且畸变及场曲的校正与摄像镜头的组装的条件。通过小于条件式(2)的上限值，第1透镜与第2透镜的光轴上的空气间隔不会变得过宽，能够抑制低背化变得困难的现象及畸变、并且场曲的增大。通过超过条件式(2)的下限值，第1透镜与第2透镜的光轴上的空气间隔不会变得过窄，能够抑制组装时第1透镜与第2透镜接触的危险性。

并且，优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(3)。

(3)0.3＜f1/|f2|＜0.6

其中，

f1：第1透镜的焦距

f2：第2透镜的焦距

条件式(3)为将第1透镜的焦距与第2透镜的焦距之间的关系规定在适当的范围的条件，是用于兼顾摄像镜头的低背化与色像差的良好校正的条件。小于条件式(3)的上限值时，抑制第2透镜的负的光焦度相对于第1透镜的正的光焦度相对减弱的现象，变得有利于低背化。超过条件式(3)的下限值时，抑制第2透镜的负的光焦度相对于第1透镜的正的光焦度相对变强的现象，低背化、轴上色像差及倍率色像差的校正变得容易。

另外，优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(4)：

(4)-27＜f45/f＜-3

其中，

f：整个镜头系统的焦距；

f45：第4透镜与第5透镜的合成焦距。

条件式(4)为将第4透镜与第5透镜的合成焦距和整个镜头系统的焦距之间的关系规定在适当的范围的条件，是用于实现摄像镜头的低背化的同时确保恰当的后焦距，并抑制入射于摄像元件的光线的角度的条件。小于条件式(4)的上限值时，能够抑制光学总长变长。超过条件式(4)的下限值时，防止后焦距变得过短，能够抑制变得难以充分确保用于配置红外线截止滤光片等的空间的现象及变得难以控制向摄像元件的入射角度的现象。

优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(5)：

(5)0.6＜d4/d5＜1.6

其中，

d4：第4透镜的光轴上的厚度；

d5：第5透镜的光轴上的厚度。

条件式(5)为将第4透镜与第5透镜的光轴上的厚度规定在适当的范围的条件，是用于实现摄像镜头的低背化的同时确保第4透镜与第5透镜的成型性的条件。小于条件式(5)的上限值时，抑制第5透镜的中心厚度变得过薄，并能够确保良好的成型性。

第4透镜的像侧的凸面具有较强的正的光焦度，因此曲率与物体侧的一面的曲率相比，变得相对苛刻，呈边缘厚度变薄的非球面形状。超过条件式(5)的下限值时，边缘厚度不会变得过薄，能够确保良好的成型性。

另外，中心厚度是透镜的中心(本发明中，与光轴一致)的光轴方向的厚度(物体侧的一面与像侧的一面之间的距离)，边缘厚度是透镜的边的光轴方向的厚度。

优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(6)：

(6)-6.9＜r9/r10＜-1.2

其中，

r9：第5透镜的物体侧的一面的曲率半径；

r10：第5透镜的像侧的一面的曲率半径。

条件式(6)为将第5透镜的物体侧的一面的曲率半径与像侧的一面的曲率半径之间的关系规定在适当的范围的条件，是用于恰当地校正畸变的同时使制造性容易的条件。小于条件式(6)的上限值时，能够抑制畸变恶化的现象及最薄部与最厚部的比例即厚度偏离率变大而成型性变差的现象。超过条件式(6)的下限值时，能够抑制畸变的恶化，并能够抑制第4透镜与第5透镜的边缘间隔变得过宽的现象来消除用于使机构立起的间隔物。

优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(7)：

(7)tla/2ih＜0.9

其中，

tla：光学总长；

ih：最大像高。

条件式(7)规定总长对角比。小于条件式(7)的上限值时，光学总长不会变得过长，能够有效地对应摄像镜头的低背化要求。

优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(8)：

(8)0.7＜ih/f＜1.0

其中，

f：整个镜头系统的焦距；

ih：最大像高。

条件式(8)规定摄影视场角的范围。小于条件式(8)的上限值时，视场角不会变得过宽，不会超过能够良好地校正像差的范围，防止尤其画面周边部的各像差的校正变得困难的现象，能够抑制光学性能的劣化。超过条件式(8)的下限值时，能够有效地对应广角化，并且整个镜头系统的焦距不会变得过长，有利于低背化。

优选本发明的摄像镜头的第3透镜为凸面朝向像侧的形状。

通过将第3透镜的像侧的一面形成为凸面，能够减小从该面射出的光线的射出角。由此，能够更加良好地校正随着光学总长的缩短化而增大的球面像差及彗差。

优选本发明的摄像镜头满足以下的条件式(9)：

(9)6＜r6/r7

其中，

r6：第3透镜的像侧的一面的曲率半径；

r7：第4透镜的物体侧的一面的曲率半径。

条件式(9)为将第3透镜的像侧的一面的曲率半径与第4透镜的物体侧的一面的曲率半径之间的关系规定在适当的范围的条件。通过规定为条件式(9)的范围内，实现摄像镜头的低背化，并且抑制第3透镜的偏芯灵敏度的上升，使针对第4透镜的场曲的校正变得容易。

根据本发明，能够获得一种均衡地实现低背、低f值、广角，且具备各像差得到良好的校正的高分辨率的小型摄像镜头。

附图说明

图1为表示本发明的实施例1的摄像镜头的概略结构的图。

图2为表示本发明的实施例1的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图3为表示本发明的实施例2的摄像镜头的概略结构的图。

图4为本发明的实施例2的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图5为表示本发明的实施例3的摄像镜头的概略结构的图。

图6为表示本发明的实施例3的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图7为表示本发明的实施例4的摄像镜头的概略结构的图。

图8为表示本发明的实施例4的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图9为表示本发明的实施例5的摄像镜头的概略结构的图。

图10为本发明的实施例5的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图11为表示本发明的实施例6的摄像镜头的概略结构的图。

图12为表示本发明的实施例6的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

图13为表示本发明的实施例7的摄像镜头的概略结构的图。

图14为表示本发明的实施例7的摄像镜头的球面像差、像散、畸变的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。

图1、图3、图5、图7、图9、图11及图13分别表示本发明的实施方式的实施例1至7所涉及的摄像镜头的概略结构图。基本的透镜结构均相同，因此在此主要参考实施例1的概略结构图，对本实施方式的摄像镜头结构进行说明。

如图1所示，本实施方式的摄像镜头从物体侧朝向像侧依次由孔径光阑st、具有正的光焦度的第1透镜l1、具有负的光焦度的第2透镜l2、具有正的光焦度的第3透镜l3、具有正的光焦度的第4透镜l4、及具有负的光焦度的第5透镜l5构成。并且，第5透镜l5与像面im(摄像元件的摄像面)之间配置有红外线截止滤光片和保护玻璃片等滤光片ir。另外，能够省略该滤光片ir。

上述5片结构的摄像镜头为从物体侧依次以正、负、正、正、负的光焦度排列的接近所谓的远摄型的结构，通过对各个透镜分配最佳光焦度，能够实现低背化。

上述5片结构的摄像镜头中，第1透镜l1为凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的弯月透镜。第1透镜l1的像侧的一面设为在光焦度不会过度下降且球面像差量不会增大的范围内具有大于物体侧的一面的曲率半径的曲率半径的凹形状，实现摄像镜头的低背化及广角化。另外，第1透镜l1可设为双凸形状，此时，通过对物体侧的一面与像侧的一面恰当地分配正的光焦度，能够抑制球面像差的产生同时设定较强的正的光焦度，并且能够实现摄像镜头的进一步的低背化及广角化。

第2透镜l2为凹面朝向像侧且具有负的光焦度的弯月透镜，良好地校正在第1透镜l1中产生的球面像差及色像差。

第3透镜l3为凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的弯月透镜。在构成摄像镜头的透镜中具有最弱的正的光焦度，通过具有正的光焦度，在维持低背化的同时，良好地校正在第1透镜l1及第2透镜l2中未完全充分校正的球面像差与彗差。另外，第3透镜l3的形状并不限定于本实施例1所涉及的形状。例如，可如图3、图5、图7、图9、图11、图13所示的实施例2至实施例7，为凸面朝向像侧的双凸形状。

第4透镜l4为凸面朝向像侧且具有较强的正的光焦度的弯月透镜，通过使正的光焦度与第1透镜l1恰当地取得平衡，实现摄像镜头的低背化与广角化，并且良好地校正像散及场曲。

第5透镜l5为凹面朝向物体侧与像侧且具有负的光焦度的透镜，确保恰当的后焦距。并且，在双面形成有非球面，像侧的一面呈在光轴x上以外的位置形成有极点的非球面形状。通过设为这种非球面形状，良好地校正像散、畸变及场曲，并且将主光线向摄像元件的入射角度控制在恰当的范围内。

并且，孔径光阑st配置于第1透镜l1的物体侧的一面的面顶与该面的终端部之间，因此入射光瞳位置远离像面im，变得容易确保远心性。

本实施方式所涉及的摄像镜头在所有透镜中采用塑料材料，由此使制造变得容易，实现低成本的大量生产。并且，在所有透镜的双面形成有恰当的非球面，更加恰当地校正各像差。

本实施方式中的摄像镜头通过满足以下的条件式(1)至(9)，发挥理想效果。

(1)40＜|r6/f|＜90

(2)0.5＜(t1/f)×100＜3.1

(3)0.3＜f1/|f2|＜0.6

(4)-27＜f45/f＜-3

(5)0.6＜d4/d5＜1.6

(6)-6.9＜r9/r10＜-1.2

(7)tla/2ih＜0.9

(8)0.7＜ih/f＜1.0

(9)6＜r6/r7

其中，

f：整个镜头系统的焦距

f1：第1透镜l1的焦距

f2：第2透镜l2的焦距

f45：第4透镜l4与第5透镜l5的合成焦距

r6：第3透镜l3的像侧的一面的曲率半径

r7：第4透镜l4的物体侧的一面的曲率半径

r9：第5透镜l5的物体侧的一面的曲率半径

r10：第5透镜l5的像侧的一面的曲率半径

d4：第4透镜l4的光轴x上的厚度

d5：第5透镜l5的光轴x上的厚度

t1：第1透镜l1的像侧的一面至第2透镜l2的物体侧的一面为止的光轴x上的距离

tla：光学总长

ih：最大像高

并且，本实施方式中的摄像镜头通过满足以下的条件式(1a)至(9a)，发挥更理想的效果。

(1a)45＜|r6/f|＜70

(2a)0.54＜(t1/f)×100＜2.8

(3a)0.35＜f1/|f2|＜0.55

(4a)-20＜f45/f＜-3.3

(5a)0.7＜d4/d5＜1.45

(6a)-6.3＜r9/r10＜-1.3

(7a)tla/2ih＜0.8

(8a)0.75＜ih/f＜0.93

(9a)6.8＜r6/r7＜60

其中，各条件式的符号与之前的段落中的说明相同。

而且，本实施方式的摄像镜头通过满足以下的条件式(1b)至(9b)，发挥尤其理想的效果。

(1b)49.30≤|r6/f|≤52.24

(2b)0.58≤(t1/f)×100≤2.56

(3b)0.39≤f1/|f2|≤0.51

(4b)-14.42≤f45/f≤-3.56

(5b)0.78≤d4/d5≤1.32

(6b)-5.74≤r9/r10≤-1.44

(7b)tla/2ih≤0.70

(8b)0.82≤ih/f≤0.85

(9b)7.56≤r6/r7≤55.55

其中，各条件式的符号与之前的段落中的说明相同。

并且，本实施方式的摄像镜头中，优选满足所有条件式，但通过单独满足条件式，能够分别获得与条件式对应的作用效果。

本实施方式中，以非球面形成所有的透镜面。这些透镜面中采用的非球面形状通过将光轴方向的轴设为z、将与光轴正交的方向的高度设为h、将圆锥系数设为k、将非球面系数设为a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16时的数式1表示。

[数式1]

接着，示出本实施方式所涉及的摄像镜头的实施例。各实施例中，f表示整个镜头系统的焦距，fno表示f值，ω表示半视场角，ih表示最大像高。并且，i表示从物体侧数起的面编号，r表示曲率半径，d表示光轴上的透镜面之间的距离(面间隔)，nd表示d线(基准波长)的折射率，νd表示相对于d线的色散系数。另外，关于非球面，在面编号i的后面附加*(星号)符号来表示。

[实施例1]

将基本的透镜数据示于以下的表1。

[表1]

实施例1的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凹面，如表8所示，满足条件式(1)至(8)。

图2是关于实施例1的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。球面像差图表示相对于f线(486nm)、d线(588nm)、c线(656nm)的各波长的像差量。并且，像散图中分别示出弧矢像面s、子午像面t中的d线的像差量(在图4、图6、图8、图10、图12及图14中均相同)。如图2所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.19的明度、约78°的宽视场角。

[实施例2]

将基本的透镜数据示于以下的表2。

[表2]

实施例2的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图4是关于实施例2的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图4所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.23的明度、约78°的宽视场角。

[实施例3]

将基本的透镜数据示于以下的表3。

[表3]

实施例3的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图6是关于实施例3的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图6所示，可知各像差得到了良好的校正。

[实施例4]

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.25的明度、约79°的宽视场角。

将基本的透镜数据示于以下的表4。

[表4]

实施例4的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图8是关于实施例4的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图8所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.08的明度、约79°的宽视场角。

[实施例5]

将基本的透镜数据示于以下的表5。

[表5]

实施例5的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图10是关于实施例5的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图10所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.09的明度、约80°的宽视场角。

[实施例6]

将基本的透镜数据示于以下的表6。

[表6]

实施例6的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图12是关于实施例6的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图12所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.08的明度、约79°的宽视场角。

[实施例7]

将基本的透镜数据示于以下的表7。

[表7]

实施例7的摄像镜头中，第3透镜l3的像侧的一面为凸面，如表8所示，满足条件式(1)至(9)。

图14针对实施例7的摄像镜头，示出球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。如图14所示，可知各像差得到了良好的校正。

并且，实现了光学总长tla为4.58mm且总长对角比为0.70的低背、f2.08的明度、约79°的宽视场角。

如以上的说明，本发明的实施方式所涉及的摄像镜头实现光学总长tla小于5mm且总长对角比小于0.9的低背化及f2.4以下的明度，而且能够进行以总视场角70°以上的广范围的摄影，而且实现具备各像差得到良好校正的高分辨率的小型摄像镜头。

在表8示出实施例1～7的条件式(1)～(9)的值。

[表8]

产业上的可利用性

本发明所涉及的5片结构的摄像镜头在适用于小型化、低背化得到发展的移动电话或智能手机等便携终端设备、游戏机或pc等信息终端设备、以及家电产品等中内置的相机时，能够实现该相机的低背化、低f值化、广角化及高性能化。