摄像镜头的制作方法
【专利摘要】以低成本提供一种能够充分符合低背化的要求、与F2.5以下的明亮度及宽视场角对应、各像差被良好校正的小型的摄像镜头。从物体侧朝向像面侧依次由孔径光阑、凸面朝向物体侧和像面侧且具有正的光焦度的第1透镜、具有负的光焦度的第2透镜、凸面朝向物体侧和像面侧且具有正的光焦度的第3透镜、具有负的光焦度的第4透镜、以及具有负的光焦度且双面为非球面的第5透镜构成，满足以下的条件式：1.5＜f3/f＜5.0，其中f为整个摄像镜头系统的焦距，f3为第3透镜的焦距。
【专利说明】摄像I竞头
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种在小型的摄像装置中使用的c⑶传感器或C-M0S传感器的 固体摄像元件上形成被摄体的像的摄像镜头，尤其是涉及在小型化、低背化日益发展的智 能手机或便携电话机以及PDA (Personal Digital Assistant,个人数字助理）或游戏机、 PC等信息终端设备、以及附加有相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，在众多信息终端设备搭载相机功能的情况较为普遍。此外，还出现了带相 机的家电产品，例如通过使智能手机与家电产品通信，从外出地也可以通过搭载于产品的 相机而随时观察家里的情况。由此认为，使信息终端设备或家电产品融合相机功能而提高 消费者的便利性的商品开发在今后也会日益发展。此外，所搭载的相机的性能当然要求具 备与高像素化对应的高分辨率，除了要求是小型、低背且明亮的镜头系统之外，还要求与宽 视场角对应。其中，对于搭载到便携终端设备的摄像镜头，强烈要求低背化成能够适用于设 备的薄型化的摄像镜头。
[0003] 但是，为了获得低背、宽视场角、进而明亮的摄像镜头，存在以下问题：难以进行画 面周边部的像差校正，难以在整个画面确保良好的成像性能。
[0004] 以往，作为小型且具备高分辨率的摄像镜头，例如已知有以下的专利文献1、2这 样的摄像镜头。
[0005] 在专利文献1中公开了 5枚构成的摄像镜头，其从物体侧依次由正的第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透镜构成，小型且具有F2左右的明亮 度，各像差被良好地校正。
[0006] 在专利文献2中公开了目的在于以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的摄像镜头，其具备：第1透镜组，包括物体侧为凸状的第1透镜；第2 透镜组，包括成像侧为凹状的第2透镜；第3透镜组，包括物体侧为凹状的弯月形形状的第 3透镜；第4透镜组，包括物体侧为凹状的弯月形形状的第4透镜；及第5透镜组，包括在物 体侧配置有具有拐点的非球面的弯月形形状的第5透镜。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :JP特开2010-026434号公报
[0010] 专利文献2 :JP特开2011-085733号公报 实用新型内容
[0011] 上述专利文献1所记载的摄像镜头以5枚构成良好地校正了各像差，并实现了 F 值为2. 0?2. 5左右的明亮的镜头系统，但光学全长比摄像元件的有效摄像面的对角线的 长度长，成为不利于低背化的构成。此外，在该构成中为了与广角化对应，周边部的像差校 正存在问题。
[0012] 上述专利文献2所记载的摄像镜头公开了比较低背且像差被良好校正的镜头系 统。但是，为了与F2.8以下的明亮度以及65°以上的视场角相适应，周边部的像差校正仍 然存在问题。
[0013] 由此，在现有技术中难以获得与低背化及广角化对应且明亮、高分辨率的摄像镜 头。
[0014] 本实用新型鉴于上述问题而完成，其目的在于以低成本提供一种能够充分符合低 背化的要求、与F2. 5以下的明亮度及宽视场角对应、并且各像差被良好地校正的小型的摄 像镜头。
[0015] 另外，在此所说的低背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 的程度，广角是指全视场角为70°以上的程度。
[0016] 本实用新型的摄像镜头从物体侧朝向像面侧依次由以下部分构成：孔径光阑；第 1透镜，凸面朝向物体侧和像面侧，具有正的光焦度；第2透镜，具有负的光焦度；第3透镜， 凸面朝向物体侧和像面侧，具有正的光焦度；第4透镜，具有负的光焦度；和第5透镜，具有 负的光焦度，双面为非球面，并构成为满足以下的条件式（1)。
[0017] (1) 1. 5 < f3/f < 5. 0
[0018] 其中，
[0019] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0020] f3:第3透镜的焦距
[0021] 上述构成的摄像镜头接近所谓的远摄型，因此使靠近像面侧的2枚透镜、即第4透 镜和第5透镜具有负的光焦度。要实现低背化和广角化时，为了将整个系统的焦距抑制得 较短，通常将位于最靠物体侧的第1透镜的正光焦度设定得较强。但是，仅使第1透镜具有 较强的正光焦度时，会诱发在第1透镜产生的高次的球面像差、像散的增大，容易产生其校 正变得困难的问题。在本实用新型中，通过配置具有正的光焦度的透镜作为第3透镜并使 整个摄像镜头系统所需的正的光焦度由第1透镜和第3透镜分配，来解决该问题。此外，第 1透镜及第3透镜是物体侧及像面侧均为凸面的双凸形状，从而能够在双方的面分配正的 光焦度，因此成为易于抑制像差的产生的形状。此外，色像差被具有负的光焦度的第2透镜 良好地校正。
[0022] 条件式⑴将第3透镜的焦距与整个系统的焦距的关系规定在适当的范围，是用 于在实现低背化的同时良好地校正球面像差及像散的条件。超过条件式（1)的上限值时， 第3透镜的正的光焦度变得过弱，难以缩短光学全长，并且需要增强第1透镜的正光焦度， 因此难以进行像差校正。另一方面，低于条件式（1)的下限值时，第3透镜的光焦度变得过 强，虽然对缩短光学全长、抑制在第1透镜产生的像差有效，但存在第3透镜所产生的球面 像差、像散增加的倾斜，因此不优选。
[0023] 关于条件式（1)，以下的条件式（la)是更为优选的范围。
[0024] (la) 1. 8 < f3/f < 4. 2
[0025] 本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（2)。
[0026] (2)-42. 0 < f4/f < -8. 0
[0027] 其中，
[0028] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0029] f4:第4透镜的焦距
[0030] 条件式（2)将第4透镜的焦距与整个系统的焦距的关系规定在适当的范围，是用 于将光学全长与后焦距之比调整在良好的范围内的条件。超过条件式（2)的上限值时，第4 透镜的负的光焦度变得过强，虽然有利于确保后焦距，但不利于缩短光学全长。另一方面， 低于条件式（2)的下限值时，第4透镜的负的光焦度变得过弱，虽然有利于缩短光学全长， 但难以确保后焦距。如条件式（2)所示那样，第4透镜相对于整个摄像镜头系统的光焦度 设定为较弱的光焦度，容易实现光学全长与后焦距的关系的最佳化。进而若在双面形成非 球面，则可以有效地进行轴外的像差校正。
[0031] 关于条件式（2)，以下的条件式（2a)是更为优选的范围。
[0032] (2a)-38. 0 < f4/f < -10. 0
[0033] 本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（3)。
[0034] (3)-8. 5 < f5/f < -2. 0
[0035] 其中，
[0036] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0037] f5:第5透镜的焦距
[0038] 条件式（3)将第5透镜的焦距与整个系统的焦距的关系规定在适当的范围，是用 于与第4透镜一起适当地调整光学全长与后焦距之比、且适当地调整远摄比的条件。超过 条件式（3)的上限值时，第5透镜的负的光焦度变得过强，虽然有利于确保后焦距、将远摄 比抑制得较小，但不利于缩短光学全长。另一方面，低于条件式（3)的下限值时，第5透镜 的负的光焦度变得过弱，虽然有利于缩短光学全长，但难以确保后焦距、将远摄比抑制得较 小。
[0039] 本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（4)。
[0040] (4)0. 8 < TLA/f < 1. 2
[0041] 其中，
[0042] TLA :拆下了滤光片类时的第1透镜的物体侧的面至像面为止的光轴上的距离（光 学全长）
[0043] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0044] 条件式（4)将光学全长与焦距之比即远摄比规定在适当的范围。通过将摄像镜头 的远摄比规定在条件式（4)的范围内，而成为易于进行像差校正的构成，且能够获得低背 的摄像镜头。
[0045] 本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式（5)、（6)。
[0046] (5)0 < r4/r5 < 0. 3
[0047] (6)0 < r7/r6 < 0. 5
[0048] 其中，
[0049] r4 :第2透镜的像面侧的面的曲率半径
[0050] r5 :第3透镜的物体侧的面的曲率半径
[0051] r6 :第3透镜的像面侧的面的曲率半径
[0052] r7 :第4透镜的物体侧的面的曲率半径
[0053] 条件式（5)将由第2透镜的像面侧的面和第3透镜的物体侧的面构成的所谓空气 透镜的形状规定为适当的形状，条件式（6)将由第3透镜的像面侧的面和第4透镜的物体 侧的面构成的所谓空气透镜的形状规定为适当的形状。通过满足条件式（5)及条件式（6) 的范围，易于在抑制了第3透镜及第4透镜所产生的高次像差的产生的状态下将像传播到 在像面侧配置的透镜面。
[0054] 此外，在本实用新型的摄像镜头中优选，第5透镜在光轴附近为凹面朝向像面侧 的弯月形形状，在双面形成的非球面上分别具有反曲线点。通过具有反曲线点，第5透镜的 (中心部的）光焦度为负，且随着从光轴朝向周边部，其负的光焦度逐渐变弱并向正的光焦 度变化。因此，能够获得场曲的校正效果的同时易于控制向摄像元件入射的光线的角度。另 夕卜，在此所说的反曲线点是指切平面与光轴垂直相交的非球面上的点。
[0055] 此外，对于第5透镜以外的透镜，根据需要在适当的面形成适当的非球面，从而能 够良好地校正像差，能够提高成像性能。
[0056] 进而，本实用新型的摄像镜头通过使全部的透镜由塑料材料构成而能够大量生 产，能够进行低成本的提供。
[0057] 通过本实用新型，能够以低成本提供一种能够充分符合低背化的要求、与F2. 5以 下的明亮度及宽视场角对应、并且各像差被良好地校正的小型的摄像镜头。
【专利附图】
【附图说明】
[0058] 图1是表示实施例1的摄像镜头的概略构成的图。
[0059] 图2是表示实施例1的摄像镜头的球面像差的图。
[0060] 图3是表示实施例1的摄像镜头的像散的图。
[0061] 图4是表示实施例1的摄像镜头的畸变的图。
[0062] 图5是表示实施例2的摄像镜头的概略构成的图。
[0063] 图6是表示实施例2的摄像镜头的球面像差的图。
[0064] 图7是表示实施例2的摄像镜头的像散的图。
[0065] 图8是表示实施例2的摄像镜头的畸变的图。
[0066] 图9是表示实施例3的摄像镜头的概略构成的图。
[0067] 图10是表示实施例3的摄像镜头的球面像差的图。
[0068] 图11是表示实施例3的摄像镜头的像散的图。
[0069] 图12是表示实施例3的摄像镜头的畸变的图。
[0070] 图13是表示实施例4的摄像镜头的概略构成的图。
[0071] 图14是表示实施例4的摄像镜头的球面像差的图。
[0072] 图15是表示实施例4的摄像镜头的像散的图。
[0073] 图16是表示实施例4的摄像镜头的畸变的图。
[0074] 图17是表示实施例5的摄像镜头的概略构成的图。
[0075] 图18是表示实施例5的摄像镜头的球面像差的图。
[0076] 图19是表示实施例5的摄像镜头的像散的图。
[0077] 图20是表示实施例5的摄像镜头的畸变的图。
[0078] 图21是表示实施例6的摄像镜头的概略构成的图。
[0079] 图22是表示实施例6的摄像镜头的球面像差的图。
[0080] 图23是表示实施例6的摄像镜头的像散的图。
[0081] 图24是表不实施例6的摄像镜头的崎变的图。
[0082] 图25是表示实施例7的摄像镜头的概略构成的图。
[0083] 图26是表示实施例7的摄像镜头的球面像差的图。
[0084] 图27是表示实施例7的摄像镜头的像散的图。
[0085] 图28是表示实施例7的摄像镜头的畸变的图。
[0086] 符号说明
[0087] ST孔径光阑
[0088] L1第1透镜
[0089] L2第2透镜
[0090] L3第3透镜
[0091] L4第4透镜
[0092] L5第5透镜
[0093] IR滤光片
[0094] MG摄像面
[0095] ih最大像高
【具体实施方式】
[0096] 以下参照附图对本实用新型所涉及的实施方式进行详细说明。图1、图5、图9、图 13、图17、图21及图25分别表示本实施方式的实施例1?7的摄像镜头的概略构成图。基 本的透镜构成均相同，因此在此主要参照实施例1的概略构成图对本实施方式的摄像镜头 构成进行说明。
[0097] 如图1所示，本实施方式的摄像镜头从物体侧朝向摄像面IMG侧依次由以下部分 构成：孔径光阑ST、凸面朝向物体侧和像面侧且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、凸面朝向物体侧和像面侧且具有正的光焦度的第3透镜L3、具有负的 光焦度的第4透镜L4、以及具有负的光焦度且双面为非球面的第5透镜L5。第2透镜L2 是凹面朝向像面侧的弯月形形状的透镜，第4透镜L4是凹面朝向物体侧的弯月形形状的透 镜，第5透镜L5由在光轴X附近凹面朝向像面侧的弯月形形状的透镜构成。在第5透镜L5 和摄像面IMG之间配置有滤光片IR。该滤光片IR也可以省略。关于本实用新型的实施方 式所涉及的光轴X上的距离，定义为省略了滤光片IR时的距离。
[0098] 本实施方式的摄像镜头接近所谓远摄型，因此使靠近像面侧的2枚透镜、即第4透 镜L4和第5透镜L5为负的光焦度。此时，为了将整个摄像镜头系统的焦距抑制得较短，简 单的方法是将第1透镜L1的正的光焦度设定得较强，但此时无法避免在第1透镜L1产生 的高次的球面像差、像散的增大。在本实施方式中，将具有正的光焦度的透镜作为第3透镜 L3而配置于第2透镜L2的像面侧，而成为将整个摄像镜头系统所需的正的光焦度适当地分 配给第1透镜L1和第3透镜L3的构成。其结果，使得第1透镜L1的光焦度变得适当，抑 制了像差的过度产生。此外，第1透镜L1及第3透镜L3通过成为物体侧及像面侧的面均 为凸面的双凸形状，而在双方的面分配正的光焦度，成为将在各个面产生的像差抑制得较 小的形状。此外，负的光焦度的第2透镜L2起到良好地校正色像差的作用。
[0099] 此外，本实施方式的摄像镜头构成为满足以下的条件式（1)-(6)。
[0100] (1) 1. 5 < f3/f < 5. 0
[0101] (2)-42. 0 < f4/f < -8. 0
[0102] (3)-8. 5 < f5/f < -2. 0
[0103] (4)0. 8 < TLA/f < 1. 2
[0104] (5)0 < r4/r5 < 0. 3
[0105] (6)0 < r7/r6 < 0. 5
[0106] 其中，
[0107] f :整个摄像镜头系统的焦距
[0108] f3 :第3透镜L3的焦距
[0109] f4 :第4透镜L4的焦距
[0110] f5 :第5透镜L5的焦距
[0111] r4 :第2透镜L2的像面侧的面的曲率半径
[0112] r5 :第3透镜L3的物体侧的面的曲率半径
[0113] r6 :第3透镜L3的像面侧的面的曲率半径
[0114] r7 :第4透镜L4的物体侧的面的曲率半径
[0115] TLA :拆下了滤光片IR类时的第1透镜L1的物体侧的面至摄像面MG为止的光轴 X上的距离（光学全长）
[0116] 条件式⑴?（3)用于将第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5各自的焦距与整 个系统的焦距的关系规定在适当的范围，本实施方式的摄像镜头通过满足这些条件式，而 实现了低背化以及各像差被良好地校正的摄像镜头。
[0117] 此外，条件式（4)示出在本实施方式中能够良好地进行像差校正的远摄比的具体 的数值范围，本实施方式的摄像镜头在该数值范围内构成。
[0118] 条件式（5)及（6)用于将在第2透镜L2与第3透镜L3之间、及第3透镜L3与第 4透镜L4之间形成的空间的、所谓空气透镜的形状规定在适当的范围，通过满足这些条件 式，本实施方式的摄像镜头可以良好地校正在第3透镜L3和第4透镜L4产生的高次的像 差，即使广角化及低F值也可获得良好的分辨率。
[0119] 此外，在本实施方式的摄像镜头中，第5透镜L5的双面分别形成为在光轴X上以 外的位置具有反曲线点的非球面。通过具有反曲线点，第5透镜L5的（中心部的）光焦度 为负，且随着从光轴X朝向周边部，其负的光焦度逐渐变弱并向正的光焦度变化。因此，能 够获得场曲的校正效果，并且易于控制向摄像面頂G入射的光线的角度。
[0120] 此外，本实施方式的摄像镜头所采用的透镜的材料为能够大量生产的塑料材料， 能够以低成本提供。另外，通过使第1透镜L1为低色散的材料、第2透镜L2为高色散的材 料、且构成为使各自对d线的阿贝数的差即v dl- v d2为20以上的值，能够良好地进行色 像差的校正。
[0121] 在本实施方式中，全部的透镜面由非球面形成。这些透镜面所采用的非球面形状， 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，通过数学式1来表示。
[0122] [数学式1]
[0123]
【权利要求】
1. 一种摄像镜头，在固体摄像元件上形成被摄体的像，其特征在于， 从物体侧朝向像面侧依次由以下部分构成：孔径光阑；第1透镜，凸面朝向物体侧和像 面侧，具有正的光焦度；第2透镜，具有负的光焦度；第3透镜，凸面朝向物体侧和像面侧， 具有正的光焦度；第4透镜，具有负的光焦度；和第5透镜，具有负的光焦度，双面为非球 面， 满足以下的条件式： 1. 5 < f3/f < 5. 0 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 f3 :第3透镜的焦距。
2. 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： -42. 0 < f4/f < -8. 0 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 f4 :第4透镜的焦距。
3. 根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于， 满足以下的条件式： -8. 5 < f5/f < -2. 0 其中， f :整个摄像镜头系统的焦距 f5:第5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： 0. 8 < TLA/f <1.2 其中， TLA :拆下了滤光片类时的第1透镜的物体侧的面至像面为止的光轴上的距离即光学 全长 f:整个摄像镜头系统的焦距。
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： 0. r4/r5 < 0. 3 0 < r7/r6 < 0. 5 其中， r4 :第2透镜的像面侧的面的曲率半径 r5 :第3透镜的物体侧的面的曲率半径 r6 :第3透镜的像面侧的面的曲率半径 r7 :第4透镜的物体侧的面的曲率半径。
【文档编号】G02B13/06GK204116695SQ201420492907
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】米泽友浩 申请人:康达智株式会社