摄像镜头的制作方法
【专利摘要】一种摄像镜头，从物体侧朝向像面侧包括孔径光阑、凸面朝向物体侧和像面侧的具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像面侧的具有负的光焦度的弯月形状的第2透镜、具有正的光焦度且至少1面为非球面的第3透镜、具有正的光焦度且两面为非球面的第4透镜、在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧的具有负的光焦度且两面为非球面的第5透镜，在第5透镜的像面侧的面在光轴上以外的位置形成有反曲线点，满足：0.5＜f1/f＜1.010.0＜f3/f0.8＜(r3+r4)/(r3-r4)＜2.0f：整个摄像镜头系统的焦距f1：第1透镜的焦距f3：第3透镜的焦距r3：第2透镜的物体侧的面的曲率半径r4：第2透镜的像面侧的面的曲率半径。
【专利说明】摄像镜头
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及在小型的摄像装置所使用的CCD传感器或C-M0S传感器的固体摄 像元件上使被摄体的像成像的摄像镜头，特别是涉及小型化、薄型化得到发展的智能电话 或手机及PDA (Personal Digital Assistant，个人数字助理）或游戏机、PC等信息终端设 备、以及附加有摄像机功能的家电产品等所搭载的摄像装置中内置的摄像镜头。
【背景技术】
[0002] 近年来，一般在多数信息终端设备中搭载有摄像机功能。另外，带有摄像机的家电 产品也上市了，例如通过使智能电话和家电产品通信，即使从外出目的地也能够通过产品 所搭载的摄像机来实时地观察自家的状况。可认为这种使摄像机功能与信息终端设备或家 电产品融合而提高了消费者的便利性的商品开发在今后也会进一步发展。另外，关于搭载 的摄像机的性能，要求具备与高像素化对应的高的分辨率是自不待言的，还要求小型、低矮 且是明亮的镜头系统，除此以外还要求对应于宽广的视场角。其中尤其是对于向便携终端 设备的搭载，强烈要求低矮化至对于向设备的薄型化的转变能够充分地适用的水平且具备 高的分辨性能的摄像镜头。
[0003] 但是，为了得到低矮、广角、而且明亮的摄像镜头，画面周边部的像差校正较困难， 在画面整体上确保良好的成像性能存在课题。
[0004] 目前，作为小型且具备高分辨率的摄像镜头，已知例如以下的专利文献1、2那样 的摄像镜头。
[0005] 在专利文献1中公开了如下的5片结构的摄像镜头：从物体侧依次包括正的第1 透镜、正的第2透镜、负的第3透镜、正的第4透镜、负的第5透镜，小型且具有F2左右的亮 度，良好地校正了各像差。
[0006] 在专利文献2中公开了如下的摄像镜头：具备在物体侧包括凸状的第1透镜的第 1透镜组、在成像侧包括凹状的第2透镜的第2透镜组、在物体侧包括凹状的弯月形状的第 3透镜的第3透镜组、在物体侧包括凹状的弯月形状的第4透镜的第4透镜组及在物体侧包 括配置有具有拐点（inflection point)的非球面的弯月形状的第5透镜的第5透镜组，以 用抑制摄像镜头系统的大型化的方式使摄像镜头系统具备高分辨率为目的。
[0007] 【在先技术文献】
[0008] 【专利文献】
[0009] 【专利文献1】日本特开2010-026434号公报 [0010]【专利文献2】日本特开201卜085733号公报 实用新型内容
[0011] 上述专利文献1所记载的摄像镜头作为5片结构良好地校正了各像差，并实现了 F 值从2. 0到2· 5左右的明亮的镜头系统，但与摄像元件的有效摄像面的对角线的长度相比 光学全长较长，成为不利于低矮化的结构。另外，利用该结构应对广角化时周边部的像差校 正存在课题。
[0012] 上述专利文献2所记载的摄像镜头公开了比较低矮且良好地校正了像差的镜头 系统。但是，为了适应F2.8以下的亮度和65。以上的视场角，周边部的像差校正仍然存在 课题。
[0013] 这样，在现有的技术中，为了应对低矮化和广角化并得到明亮且高分辨度的摄像 镜头是困难的。
[0014] 本实用新型鉴于上述课题而创立，其目的在于以低成本提供充分满足低矮化的要 求，应对F2· 5以下的亮度和大的视场角同时也良好地校正了各像差的小型的摄像镜头。
[0015] 此外，在此所称的"低矮"是指光学全长比摄像元件的有效摄像面的对角线的长度 短的水平，"广角"是指以全视场角计为70°以上的水平。
[0016] 本实用新型的摄像镜头，是在固体摄像元件上使被摄体的像成像的摄像镜头，其 中，从物体侧朝向像面侧依次包括孔径光阑、凸面朝向物体侧和像面侧的具有正的光焦度 的第1透镜、凹面朝向像面侧的具有负的光焦度的弯月形状的第2透镜、具有正的光焦度且 至少1面为非球面的第3透镜、具有正的光焦度且两面为非球面的第4透镜、在光轴附近凹 面朝向物体侧和像面侧的具有负的光焦度且两面为非球面的第5透镜，在所述第5透镜的 像面侧的面在光轴上以外的位置形成有反曲线点，满足以下的条件式（1)?（3):
[0017] (1)0. 5 < fl/f < 1. 0
[0018] (2) 10. 0 < f3/f
[0019] (3) 0. 8 < (r3+r4) / (r3-r4) <2.0
[0020] 其中，
[0021] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0022] fl :第1透镜的焦距
[0023] f3:第3透镜的焦距
[0024] r3 :第2透镜的物体侧的面的曲率半径
[0025] r4 :第2透镜的像面侧的面的曲率半径。
[0026] 上述结构的摄像镜头成为从物体侧起依次以正、负、正、正、负的光焦度排列的接 近所谓远摄类型的结构，通过对各个透镜分配最适合的光焦度，而能够实现低矮化。通过使 第1透镜为双凸形状而抑制球面像差的产生，同时在整个摄像镜头系统得到必要的正的光 焦度，通过使第5透镜在光轴附近为双凸形状而增强远摄的倾向。另外，通过使第2透镜为 凹面朝向像面侧的弯月形状，有效地主要进行球面像差及彗差的校正，通过对第3透镜及 第4透镜分配适当的正的光焦度而维持低矮化，同时通过在透镜面形成的非球面，尤其能 够实现轴外的各像差的校正。而且，通过在第5透镜的像面侧的面在光轴上以外的位置形 成具有反曲线点的非球面，良好地进行轴外的场曲及像散的校正，并且容易进行向摄像面 入射的主光线角度的控制。此外，此处所称的反曲线点是指切平面与光轴垂直地相交的非 球面上的点。另外，通过将孔径光阑配置于第1透镜的物体侧而出瞳位置远离像面，因此成 为能够减轻使接近像面侧的透镜承担的确保远心性的负担的结构。
[0027] 条件式（1)将第1透镜的焦距与整个摄像镜头系统的焦距的关系规定在适当的范 围。第1透镜承担整个摄像镜头系统的光焦度的大部分，通过规定在条件式（1)的范围，能 够兼顾低矮化和成像性能。
[0028] 关于条件式（1)，以下的条件式（la)是更优选的范围。
[0029] (la)0. 5 < fl/f < 0. 85
[0030] 条件式⑵将第3透镜的焦距与整个摄像镜头系统的焦距的关系规定在适当的范 围。第3透镜作为比较弱的正的光焦度而规定在条件式（2)的范围，由此能够补充整个摄 像镜头系统的正的光焦度，抑制像差的产生。
[0031] 关于条件式（2)，以下的条件式（2a)是更优选的范围。
[0032] (2a) 12. 0 < f3/f
[0033] 条件式（3)将第2透镜的物体侧的面及像面侧的面的曲率半径的关系（所谓的形 状因数）规定在适当的范围。通过规定在条件式（3)的范围，能够使第2透镜的负的光焦 度和在第5透镜产生的负的光焦度适当地平衡，且使第2透镜的单侧的面发挥较强的像差 校正能力。
[0034] 关于条件式（3)，以下的条件式（3a)是更优选的范围。
[0035] (3a) 1. 0 < (r3+r4) / (r3-r4) < 1. 70
[0036] 另外，本实用新型的摄像镜头中，优选，第3透镜是在光轴附近凸面朝向物体侧和 像面侧的双凸形状，第4透镜是在光轴附近凸面朝向像面侧的弯月形状。
[0037] 通过使第3透镜在光轴附近为双凸形状，能适宜地进行球面像差及彗差的校正。 另外，通过使第4透镜为在光轴附近凸面朝向像面侧的弯月形状，能适宜地进行像散和场 曲的校正。
[0038] 另外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（4):
[0039] (4)0. 4 < f4/f < 1. 2
[0040] 其中，
[0041] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0042] f4:第4透镜的焦距。
[0043] 第4透镜通过与第1透镜一起具有比较强的光焦度，能够进一步实现摄像镜头的 低矮化。通过将第4透镜的焦距规定在条件式（4)的范围，容易维持远摄性，且具有校正像 散及场曲的功能。另外，处在条件式（4)的范围也是为了良好地保持第2透镜及第5透镜 的负的光焦度与第4透镜的正的光焦度的平衡的条件。
[0044] 关于条件式（4)，以下的条件式（4a)是更优选的范围。
[0045] (4a) 0. 5 < f4/f < 1. 0
[0046] 另外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（5):
[0047] (5)-1. 0 < f5/f < -0. 4
[0048] 其中，
[0049] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0050] f5:第5透镜的焦距。
[0051] 通过将第5透镜的焦距规定在条件式（5)的范围，容易确保整个摄像镜头系统的 远摄性，且从轴上至轴外在整个像面区域上实现良好的画质。
[0052] 关于条件式（5)，以下的条件式（5a)是更优选的范围。
[0053] (5a) -0· 85 < f5/f < -0· 4
[0054] 另外，本头用新型的摄像镜头优选?两足以下的条件式（6)、（7):
[0055] (6)20< vdl-vd2
[0056] (7) 50 < v d3, v d4, v d5 < 80
[0057] 其中，
[0058] v dl :第1透镜的对d线的阿贝数
[0059] vd2:第2透镜的对d线的阿贝数 [0060] v d3 :第3透镜的对d线的阿贝数 [0061] v d4 :第4透镜的对d线的阿贝数 [0062] v舫：第5透镜的对d线的阿贝数。
[0063] 通过在光阑的附近成对地配置由低色散材料构成的第1透镜和由高色散材料构 成的第2透镜，满足条件式（6)，而能够有效地校正色像差。另外，从第3透镜到第5透镜配 置由低色散材料构成的透镜以满足条件式（7)，由此尤其能够抑制倍率色像差的恶化。 [0064]另外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（8):
[0065] (8) ih/f > 〇. 7
[0066] 其中，
[0067] f :整个摄像镜头系统的焦距 [0068] ih :最大像高。
[0069] 条件式⑶规定摄像镜头的视场角。如已知的那样，由ih = f ·?8ηω (其中ω为 半视场角）的关系，以不低于条件式（8)的下限值的方式设定，由此可得到半视场角为35° 以上的视场角比较大的摄像镜头。
[0070] 而且，本实用新型的摄像镜头通过将全部的透镜由塑料材料构成，而能够以低成 本提供。
[0071] 【实用新型效果】
[0072] 通过本实用新型，能够以低成本得到充分满足低矮化的要求，应对F2. 5以下的亮 度和大的视场角，同时良好地校正了各像差的小型的摄像镜头。
【专利附图】
【附图说明】
[0073]图1是表示实施例1的摄像镜头的概略结构的图。
[0074]图2是表示实施例1的摄像镜头的球面像差的图。
[0075]图3是表示实施例1的摄像镜头的像散的图。
[0076]图4是表示实施例1的摄像镜头的畸变的图。
[0077]图5是表示实施例2的摄像镜头的概略结构的图。
[0078]图6是表示实施例2的摄像镜头的球面像差的图。
[0079]图7是表示实施例2的摄像镜头的像散的图。
[0080]图8是表示实施例2的摄像镜头的畸变的图。
[0081]图9是表示实施例3的摄像镜头的概略结构的图。
[0082]图1〇是表示实施例3的摄像镜头的球面像差的图。
[0083]图11是表示实施例3的摄像镜头的像散的图。
[0084]图I2是表示实施例3的摄像镜头的畸变的图。
[0085]图I3是表示实施例4的摄像镜头的概略结构的图。
[0086]图14是表示实施例4的摄像镜头的球面像差的图。
[0087]图15是表示实施例4的摄像镜头的像散的图。
[0088] 图16是表示实施例4的摄像镜头的畸变的图。
[0089] 图17是表示实施例5的摄像镜头的概略结构的图。
[0090] 图18是表示实施例5的摄像镜头的球面像差的图。
[0091] 图19是表示实施例5的摄像镜头的像散的图。
[0092]图20是表示实施例5的摄像镜头的畸变的图。
[0093] 图21是表示实施例6的摄像镜头的概略结构的图。
[0094] 图22是表示实施例6的摄像镜头的球面像差的图。
[0095]图23是表示实施例6的摄像镜头的像散的图。
[0096]图24是表示实施例6的摄像镜头的畸变的图。
[0097]【标号说明】
[0098] ST孔径光阑
[0099] L1第1透镜
[0100] L2第2透镜 [0101] L3第3透镜 [0102] L4第4透镜 [0103] L5第5透镜
[0104] IR滤光片
[0105] IMG摄像面
[0106] ih摄像元件的有效摄像面的对角线的一半的长度（最大像高）
【具体实施方式】
[0107] 以下，关于本实用新型的实施方式，参照附图详细说明。图1、图5、图9、图13、图 17及图21分别表示从本实施方式的实施例1至6的摄像镜头的概略结构图。每一个的基 本的镜头结构都相同，因此此处参照实施例1的概略结构图，同时对本实施方式的摄像镜 头结构进行说明。
[0108] 如图1所示，本实用新型的实施方式的摄像镜头，是在固体摄像元件上使被摄体 的像成像的摄像镜头，其中，从物体侧朝向像面IMG侧依次包括孔径光阑ST、凸面朝向物体 侧和像面侧的具有正的光焦度的第1透镜L1、凹面朝向像面侧的具有负的光焦度的弯月形 状的第2透镜L2、具有正的光焦度且至少1面为非球面的第3透镜L3、具有正的光焦度且 两面为非球面的第4透镜L4、在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧的具有负的光焦度且两 面为非球面的第5透镜L5,在第5透镜L5的像面侧的面在光轴X上以外的位置形成有反曲 线点。在第5透镜L5与像面IMG之间配置有红外线滤光片等滤光片IR。此外，该滤光片 IR也可以省略。本实施方式中的光学全长或后焦距的值作为将该滤光片IR除去而进行空 气换算后的值定义。
[0109] 上述结构的摄像镜头成为从物体侧依次以正、负、正、正、负排列的接近所谓远摄 类型的结构，通过对各个透镜分配最适合的光焦度而实现低矮化。通过使第1透镜L1成为 双凸形状而抑制球面像差的产生，同时在整个摄像镜头系统中得到必要的正的光焦度，另 夕卜，通过使第5透镜L5的物体侧的面和像面侧的面在光轴X的附近成为凹面而增强远摄的 倾向。另外，通过使第2透镜L2成为凹面朝向像面侧的弯月形状，而有效地主要进行球面 像差及彗差的校正，对第3透镜L3及第4透镜L4分配适当的正的光焦度而维持低矮化，同 时通过在透镜面形成的非球面，尤其校正了轴外的各像差。另外，第5透镜L5的像面侧的 面形成在光轴X上以外的位置具有反曲线点的非球面，良好地进行轴外的场曲及像散的校 正，并且容易进行向摄像面IMG入射的主光线角度的控制。孔径光阑配置在第1透镜L1的 物体侧，因此出瞳位置远离像面，减轻了基于接近摄像面IMG的第5透镜L5的确保远心性 的负担。此外，此处所说的反曲线点是指切平面与光轴X垂直地相交的非球面上的点。
[0110] 另外，本实施方式的摄像镜头中，第3透镜L3是在光轴X的附近凸面朝向物体侧 和像面侧的双凸形状，第4透镜L4成为在光轴X的附近凸面朝向像面侧的弯月形状。
[0111] 通过使第3透镜L3在光轴X的附近形成为双凸形状，而适宜地进行球面像差及彗 差的校正。另外，通过使第4透镜L4形成为在光轴X的附近凸面朝向像面侧的弯月形状， 而适宜地进行像散和场曲的校正。
[0112] 本实施方式的摄像镜头满足以下的条件式（1)?（8):
[0113] (1)0. 5 < fl/f < 1. 0
[0114] (2) 10. 0 < f3/f
[0115] (3) 0. 8 < (r3+r4) / (r3-r4) <2.0
[0116] (4)0. 4 < f4/f < 1. 2
[0117] (5)-1. 0 < f5/f < -0. 4
[0118] (6)20 < vdl-vd2
[0119] (7)50 < vd3，vd4，vd5 < 80
[0120] (8) ih/f > 0. 7
[0121] 其中，
[0122] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0123] Π :第1透镜L1的焦距
[0124] f3:第3透镜L3的焦距
[0125] €4:第4透镜1^4的焦距
[0126] f5:第5透镜L5的焦距
[0127] r3 :第2透镜L2的物体侧的面的曲率半径
[0128] r4 :第2透镜L2的像面侧的面的曲率半径
[0129] vdl :第1透镜L1的对d线的阿贝数
[0130] vd2:第2透镜L2的对d线的阿贝数
[0131] vd3 :第3透镜L3的对d线的阿贝数
[0132] vd4:第4透镜L4的对d线的阿贝数
[0133] vd5 :第5透镜L5的对d线的阿贝数
[0134] ih:最大像高。
[0135] 通过满足条件式（1)，使第1透镜L1承担整个摄像镜头系统的正的光焦度的大部 分，兼顾了低矮化和成像性能。
[0136] 通过满足条件式（2)，将整个摄像镜头系统中的第3透镜L3应补充的正的光焦度 设为适当的范围，抑制了在第3透镜L3产生的像差。
[0137] 通过满足条件式（3)，使第2透镜L2的负的光焦度与第5透镜L5的负的光焦度 适当地平衡，并且使第2透镜L2的单侧的面发挥较强的像差校正能力，由此提高了基于第 2透镜L2的像差校正功能。
[0138] 通过满足条件式（4)，整个摄像镜头系统中的第4透镜L4的正的光焦度成为适当 的范围，第2透镜L2与第5透镜L5的负的光焦度的平衡保持在良好的范围。其结果是，维 持远摄性，同时得到像散及场曲的校正效果。
[0139]通过满足条件式（5)，整个摄像镜头系统中的第5透镜L5的负的光焦度成为适当 的范围，容易确保整个摄像镜头系统的远摄性，且从轴上到轴外在整个像面区域上实现良 好的画质。
[0140]另外，关于阿贝数，通过满足条件式（6)及（7)，良好地校正了轴上色像差及倍率 色像差。此外，通过选择条件式（6)及（7)的范围的材料，能够选择针对大量生产的塑料材 料，能够得到低成本的摄像镜头。
[0141]另外，通过满足条件式（8)，得到摄像镜头的半视场角为35°以上的视场角比较 大的摄像镜头。
[0142] 本实施方式中，使全部的透镜面以非球面形成。这些透镜面采用的非球面形状在 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、A10、A12、A14、A16时由数学式1表示。
[0143]【数学式1】
[0144]
【权利要求】
1. 一种摄像镜头，是在固体摄像元件上使被摄体的像成像的摄像镜头，其特征在于，从 物体侧朝向像面侧依次包括孔径光阑、凸面朝向物体侧和像面侧的具有正的光焦度的第1 透镜、凹面朝向像面侧的具有负的光焦度的弯月形状的第2透镜、具有正的光焦度且至少1 面为非球面的第3透镜、具有正的光焦度且两面为非球面的第4透镜、在光轴附近凹面朝向 物体侧和像面侧的具有负的光焦度且两面为非球面的第5透镜，在所述第5透镜的像面侧 的面在光轴上以外的位置形成有反曲线点，满足以下的条件式： 0. 5 < fl/f < 1. 0 10. 0 < f3/f 0. 8 < (r3+r4) / (r3-r4) <2.0 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 Π :第1透镜的焦距 f3 :第3透镜的焦距 r3 :第2透镜的物体侧的面的曲率半径 r4 :第2透镜的像面侧的面的曲率半径。
2. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述第3透镜是在光轴附近凸面朝向 物体侧和像面侧的双凸形状，所述第4透镜是在光轴附近凸面朝向像面侧的弯月形状。
3. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式： 0. 4 < f4/f <1.2 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 f4 :第4透镜的焦距。
4. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式： -1. 0 < f5/f < -0. 4 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 f5:第5透镜的焦距。
5. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式： 20. v dl- v d2 50< vd3，vd4，vd5<80 其中， vdl :第1透镜的对d线的阿贝数 v d2 :第2透镜的对d线的阿贝数 v d3 :第3透镜的对d线的阿贝数 v d4 :第4透镜的对d线的阿贝数 v d5 :第5透镜的对d线的阿贝数。
6. 根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，满足以下的条件式： ih/f > 0. 7 其中， f:整个摄像镜头系统的焦距 ih :最大像尚。
【文档编号】G02B13/18GK204086668SQ201420375551
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】米泽友浩, 关根幸男 申请人:康达智株式会社