7枚光学元件构成的摄像镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及在小型的摄像装置所使用的C⑶传感器、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，特别是，涉及推进小型化、薄型化的智能电话、移动 电话和PDA(PersonalDigitalAssistant:个人数字助理）、游戏机、PC等信息终端设备以 及附加有照相机功能的家电产品等所搭载的摄像装置中内置的由7枚光学元件构成的摄 像镜头。
[0002] 在本实用新型中，光学元件之中是否为透镜的分类是根据在光轴近旁有无光焦度 进行的。将在光轴近旁具有光焦度的光学元件称为透镜。无透镜功能的光学元件无需变更 整体的焦距，就能够有助于改善周边部的像差。此外，关于透镜的面形状，所谓凸面、凹面， 是指近轴（光轴近旁）的形状。另外，所谓形成于非球面的反曲线点，是指切平面与光轴垂 直相交的非球面上的点。
【背景技术】
[0003] 近年来，许多的信息终端设备一般都已搭载照相机功能。另外，也已出现附带照相 机的家电产品，例如通过使智能电话与家电产品进行通信，从外出地也已能一边通过家电 产品中搭载的照相机实时地观察自己家的状况，一边在智能电话上控制家电产品。作为这 种被称为所谓智能家电的产品，吸尘器、空调、冰箱等已经广泛普及。另一方面，作为被称为 所谓可穿戴式终端的产品，具备照相机功能的眼镜、手表等也已出现。通过使各种产品融合 照相机功能，以往没有的高附加价值的商品陆续出现，可以设想提高了消费者的便利性、满 意度的商品开发在今后也将越来越得到发展。这样的产品所搭载的照相机的性能不仅要求 当然具备与高像素化对应的高分辨力且透镜系统为小型、低背、明亮的透镜系统，还要求对 应广视场角。例如，对于向移动终端设备的应用来说，强烈要求具备高分辨力的明亮且低背 的摄像镜头，另一方面，对于向各种家电产品等的应用来说，强烈要求满足这些性能并且能 拍摄较宽范围的被摄体的像的摄像镜头。
[0004] 然而，得到低背、明亮且广视场角的摄像镜头时，画面周边部的像差校正是困难 的，在整个画面范围内确保良好的成像性能这方面存在问题。
[0005] 以往，作为小型且期望高分辨力的摄像镜头，例如已知如下专利文献1这样的摄 像镜头。
[0006] 在专利文献1中公开一种摄像镜头，其从物体侧按顺序配置有具有正的光焦度的 第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦 度的第4透镜组、具有正的光焦度的第5透镜组以及具有负的光焦度的第6透镜组。在该 摄像镜头中，将第2透镜组设为凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜，在第3透镜组的物体 侧面设置规定有指定口径的孔径光阑，将第4透镜组设为凸面朝向像面侧的负的弯月形透 镜，而且，由在近轴具有负的光焦度且随着去往周边而正的光焦度变强的透镜构成第6透 镜组，由此获得相对广角、明亮、高分辨率的结果。
[0007] 现有抟术f献
[0008] 专利f献
[0009] 专利文献1 :特开2012-155223号公报 【实用新型内容】
[0010] 实用新铟要解决的问题
[0011] 上述专利文献1所记载的摄像镜头作为单透镜的6枚构成或者包含一个接合透镜 的6枚构成，良好地校正了各种像差，且F值在单透镜的6枚构成时为2. 32至2. 43,在包含 接合透镜的6枚构成时为2. 09至2. 35,而实现了比较明亮的透镜系统。另外，视场角较广， 为66°至70°。但是，光学全长大于摄像元件的有效摄像面的对角线的长度，在应用到要 求薄型化的移动终端设备时仍存在问题。另外，若要通过该透镜系统得到进一步的广角和 明亮度，则周边部的像差校正会产生极限，在整个画面范围内得到高质量的画质是困难的。 另外，采用接合透镜时，制造的难度高，大量生产是困难的，因此，在应对低成本化的要求方 面也存在问题。
[0012] 这样，在现有技术中，以低成本得到对应低背化和广角化且明亮、高分辨率的摄像 镜头是困难的。
[0013] 本实用新型是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，以低成本提供充分应对低 背化的要求，对应广视场角，具有充分的明亮度，良好地校正了各种像差的小型的摄像镜 头。
[0014] 此外，此处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，所谓广角，是指全视场角为70°以上的程度。此外，摄像元件的有效摄像面的对角 线的长度视为与以入射到摄像镜头的来自最大视场角的光线入射到摄像面的位置离光轴 的垂直高度即最大像高为半径的有效摄像圆的直径相同。
[0015] 用于解决问题的方案
[0016] 本实用新型的摄像镜头是在固体摄像元件上形成被摄体的像的7枚光学元件构 成的摄像镜头，从物体侧到像侧按顺序具备作为第1光学元件的凸面朝向物体侧且具有正 的光焦度的第1透镜、作为第2光学元件的凹面朝向像侧的弯月形状且具有负的光焦度的 第2透镜、作为第3光学元件的具有正或者负的光焦度且至少1面为非球面的第3透镜、作 为第4光学元件的具有正或者负的光焦度且至少1面为非球面的第4透镜、作为第5光学元 件的具有正或者负的光焦度且至少1面为非球面的第5透镜以及作为第6光学元件的凹面 朝向像侧并具有正或者负的光焦度且双面为非球面的第6透镜，在上述第6透镜的像侧的 面上形成有在光轴上以外的位置具有反曲线点的非球面，在上述第1透镜至摄像面之间配 置有1枚作为第7光学元件的实质上不具有光焦度且双面为非球面的像差校正光学元件。
[0017] 上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头通过增强第1透镜的光焦度实现低背 化，利用第2透镜良好地校正球面像差和色像差。第3透镜、第4透镜、第5透镜各自在至 少1面上形成非球面，并被赋予恰当的正或者负的光焦度，由此，维持低背化，并且校正像 散、场曲、畸变等轴外的各种像差。第6透镜是凹面朝向像侧且具有正或者负的光焦度的透 镜，利用形成于双面的非球面，进行球面像差、周边部的场曲以及畸变的校正。另外，第6透 镜的像侧的面为具有反曲线点的非球面形状，因此，能使光线向摄像元件的入射角度为恰 当的角度。在这种具有光焦度的6枚透镜构成的基础上，在第1透镜至摄像面之间还配置 有1枚作为第7光学元件的实质上不具有光焦度的像差校正光学元件（以下，称为像差校 正光学元件），由此，使得画面周边部的像差校正更为良好。
[0018] 上述构成中配置的像差校正光学元件在近轴为平行平板的形状，因此，不会对整 个镜头系统的光焦度和各透镜的光焦度产生影响。因此，对不改变光学系统的焦距而仅改 善周边部的像差的情况来说是有效的。
[0019] 另外，通过在第1透镜与第2透镜之间、第2透镜与第3透镜之间、第3透镜与第4 透镜之间、第4透镜与第5透镜之间、第5透镜与第6透镜之间、第6透镜与摄像面之间的 任意一处配置1枚像差校正光学元件，利用形成于双面的非球面的效果，尤其能良好地校 正配置在比像差校正光学元件靠物体侧的透镜所产生的周边部的像差。因此，对来自较广 的视场角的光线的像差的改善、随着低F值化而增大的周边部的像差的改善，有效地发挥 作用。
[0020] 另外，优选上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头满足以下的条件式（1)至 (3)：
[0021] (1)0. 05 <TN/f< 0. 35
[0022] (2)0. 03 <dN/f< 0. 25
[0023] (3)45 <vdN< 65
[0024]其中，
[0025]f为整个镜头系统的焦距，
[0026]TN为配置像差校正光学元件的透镜间隔的光轴上的距离，
[0027]dN为像差校正光学元件的光轴上的厚度，
[0028]vdN为像差校正光学元件的相对于d线的阿贝数。
[0029] 条件式（1)是恰当地规定配置像差校正光学元件的空间的条件式，是用于同时实 现低背化的维持和像差校正的条件。若超过条件式（1)的上限值，则配置像差校正光学元 件的透镜间隔过宽，因而低背化变得困难。另一方面，若低于条件式（1)的下限值，则像差 校正光学元件的配置空间变窄，因此，周边部的形状容易受到制约，而无法充分发挥像差校 正的功能。此外，在像差校正光学元件配置在第6透镜与摄像面之间的情况下，条件式（1) 中的配置像差校正光学元件的透镜间隔的光轴上的距离是指将滤光片按空气换算时的第6 透镜的像侧的面至摄像面之间的光轴上的距离。
[0030] 条件式（2)是恰当地规定像差校正光学元件的光轴上的厚度与整个系统的焦距 的关系的条件式。通过规定在条件式（2)的范围内，使得像差校正光学元件为恰当的厚度， 既能维持低背化和成型稳定性又能发挥轴外的像差校正功能。
[0031] 条件式（3)是关于像差校正光学元件的材料将阿贝数规定为恰当的范围的条件 式，通过采用满足条件式（3)的材料即低色散的材料，使得周边部的像差校正变得容易。另 外，条件式（3)的范围还示出能选择廉价的塑料材料，能够有助于低成本化。
[0032] 另外，优选上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头满足以下的条件式（4):
[0033] (4)f/EPD< 2. 40
[0034]其中，
[0035]f为整个镜头系统的焦距，
[0036] EPD为入瞳直径。
[0037] 条件式（4)是用于决定摄像镜头系统的明亮度的条件，其与所谓的F值相当。摄 像元件有像素尺寸越小则能从摄像镜头获取到的光量越下降的倾向，因此，不容易得到明 亮的图像。若要在摄像元件侧提高敏感度来应对该问题，则会由于噪声等的发生而容易出 现画质的劣化。因此，增加从摄像镜头侧出射的光量成为有效的手段。通过满足条件式（4) 的范围，能适应近年来已高密度化的摄像元件。
[0038] 另外，优选在上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头中，第1透镜、第2透镜以 及第3透镜的合成光焦度为正，第4透镜和第5透镜的合成光焦度为正，第6透镜的光焦度 为负。通过这样的光焦度的配置，既能够提高远摄性，实现低背化，又能够提高光学性能。
[0039] 另外，优选上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头满足以下的条件式（5):
[0040] (5)0. 5 <fl23/f< 2. 0
[0041] 其中，
[0042] Π23为第1透镜、第2透镜以及第3透镜的合成焦距，
[0043] f为整个镜头系统的焦距。
[0044] 条件式（5)是将第1透镜、第2透镜以及第3透镜的正的合成焦距与整个系统的 焦距的关系规定为恰当的范围，用于进行低背化和良好的色像差的校正的条件。若超过条 件式（5)的上限值，则第2透镜的负的光焦度相对变强，因此，虽然有利于通过第2透镜进 行色像差的校正，但正的合成光焦度变弱，不利于低背化。另一方面，若低于条件式（5)的 下限值，则正的合成光焦度过强，虽然有利于低背化，但第2透镜的负的光焦度相对变弱， 因此，色像差的校正变得困难。
[0045] 另外，优选在上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头中，第4透镜具有正的光焦 度，第5透镜具有负的光焦度，满足以下的条件式（6):
[0046] (6)2. 0 < |f5|/f4 < 10. 0
[0047]其中，
[0048] f4为第4透镜的焦距，
[0049] f5为第5透镜的焦距。
[0050] 条件式（6)是在第4透镜为正的光焦度且第5透镜为负的光焦度的组合的情况 下，将彼此的焦距的关系规定为恰当的范围的条件式，是用于实现色像差的校正和低背化 的条件。若超过条件式（6)的上限值，则第5透镜的负的光焦度相对变弱，因此，第4透镜 所产生的色像差的校正变得困难。另一方面，若低于条件式（6)的下限值，则第5透镜的负 的光焦度相对变强，因此，不利于低背化。此外，通过对第4透镜赋予正的光焦度，能得到良 好地校正轴上色像差的效果。
[0051] 另外，优选在上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头中，第4透镜具有负的光焦 度，上述第5透镜具有正的光焦度，满足以下的条件式（7):
[0052] (7)0. 5 < |f4|/f5 < 5. 0
[0053]其中，
[0054]f4为第4透镜的焦距，
[0055]f5为第5透镜的焦距。
[0056] 条件式（7)是在第4透镜为负的光焦度且第5透镜为正的光焦度的组合的情况 下，将彼此的焦距的关系规定为恰当的范围的条件式，是用于实现色像差的校正和低背化 的条件。若超过条件式（7)的上限值，则第4透镜的负的光焦度相对变弱，因此，第5透镜 所产生的色像差的校正变得困难。另一方面，若低于条件式（7)的下限值，则第4透镜的负 的光焦度相对变强，因此，不利于低背化。此外，通过对第4透镜赋予负的光焦度，能得到良 好地校正中间范围的像高时的倍率色像差的效果。
[0057] 另外，优选上述构成的7枚光学元件构成的摄像镜头满足以下的条件式（8):
[0058] (8)-1. 2 <