專利名稱：攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在CCD傳感器、CMOS傳感器等攝像元件上形成被攝體圖像的攝像鏡頭，涉及適合于在移動電話、數(shù)碼靜物相機、便攜式信息終端、安全監(jiān)控攝像機、車載攝像機、網(wǎng)絡攝像機等比較小型的攝像機上所安裝的攝像鏡頭。
背景技術(shù)：
在上述小型攝像機上所組裝的攝像鏡頭中，不僅要求小型化，而且還要求能夠與近年的高像素化的攝像元件對應的高光學性能。在以往那樣攝像元件的像素數(shù)低的時代， 由兩枚或三枚構(gòu)成的攝像鏡頭便可以實現(xiàn)確保與攝像元件的分辨率相應的足夠的光學性能和小型化的并存。然而，伴隨攝像元件的高像素化，所要求的光學性能也變高，在兩枚或三枚的透鏡結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)確保像差的良好地修正的高光學性能和小型化的并存變得困難。于是，研究了將透鏡的枚數(shù)增加一枚，采用由四枚透鏡構(gòu)成的鏡頭結(jié)構(gòu)。例如，專利文獻1所記載的攝像鏡頭的結(jié)構(gòu)從物體側(cè)依次包括物體側(cè)的面為凸形狀的正的第一透鏡；將凸面朝向物體側(cè)的負的彎月形狀的第二透鏡；將凹面朝向物體側(cè)的負的彎月形狀的第三透鏡；以及將凸面朝向物體側(cè)的負的彎月形狀的第四透鏡。在該結(jié)構(gòu)中，關(guān)于攝像鏡頭的焦距與第三透鏡的焦距的比率、以及從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離與攝像鏡頭的焦距的比率，通過設(shè)定理想的范圍，并將各比率限定在該范圍內(nèi)，既抑制攝像鏡頭全長的增加，同時確保良好的光學性能。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2009-98513號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題根據(jù)上述專利文獻1所記載的攝像鏡頭，可得到比較良好的像差。但是，在上述小型攝像機上所組裝的設(shè)備其本身的小型化及高功能化逐年發(fā)展，要求攝像鏡頭的小型化的水平也變高。在上述專利文獻1所記載的鏡頭結(jié)構(gòu)中，按照這樣的要求，難以實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正的并存。本發(fā)明就是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的方案，其目的在于提供一種不僅小型而且還可以良好地修正像差的攝像鏡頭。用于解決課題的方案 為了解決上述課題，本發(fā)明中，構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R；具有負光焦度的第二透鏡；具有負光焦度的第三透鏡；以及具有負光焦度的第四透鏡，將第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨摰男螤?，將第三透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨摰男螤?，將第四透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤?，在將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L14時，滿足下述條件(1)。0. 5 < L14/f < 0. 8 (1)條件式(1)是用于實現(xiàn)良好的像差修正并且縮短攝像鏡頭的沿光軸的長度(厚度)的條件。若超過上限值“0.8”，則從第一透鏡的物體側(cè)的面至第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離相對于焦距變長，難以實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化。另一方面，若低于下限值 “0. 5”，則盡管有利于攝像鏡頭的小型化，但構(gòu)成攝像鏡頭的各透鏡的壁厚變得非常地薄， 導致加工性、生產(chǎn)性大幅度地降低。而且良好地修正像差也變得困難。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡的焦距設(shè)為fl、將第二透鏡的焦距設(shè)為 f2，滿足下述條件式( 則較為理想。-0. 8 < fl/f2 < -0. 3 (2)條件式( 是用于縮短攝像鏡頭的厚度并且將軸上的色像差、軸外的倍率色像差、以及慧差平衡良好地抑制在良好的范圍內(nèi)的條件。若超過上限值“-0. 3”，則第二透鏡的光焦度變?nèi)?，軸上的色像差及軸外的倍率色像差變得修正不足(相對于基準波長，短波長向負方向增大)。另外，在軸外光束的像差中，外方慧差會增大。另一方面，若低于下限值 “-0. 8”，則第二透鏡的光焦度變強，盡管軸上的色像差被良好地修正，但是軸外的倍率色像差變得修正過度(相對于基準波長，短波長向正方向增大)。另外，在軸外光束的像差中，內(nèi)方慧差增大。上述任一情況都難以得到良好的成像性能。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第三透鏡及第四透鏡的合成焦距設(shè)為f34時，滿足下述條件式( 則較為理想。-0. 3 < f/f34 < -0. 05 (3)條件式(3)是用于實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化的條件。若超過上限值“-0. 05”，則第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對于鏡頭系統(tǒng)的焦距相對地變長(第三透鏡及第四透鏡的合成光焦度變?nèi)?，攝像鏡頭的小型化變得困難。另一方面，若低于下限值“-0. 3”，則第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對于鏡頭系統(tǒng)的焦距相對地變短(第三透鏡及第四透鏡的合成光焦度變強)，鏡頭系統(tǒng)的主點的位置向物體側(cè)移動。因此，盡管有利于攝像鏡頭的小型化，但是需要增強各透鏡的光焦度，將球面像差及慧差等平衡良好地抑制在良好的范圍內(nèi)變得困難。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡及第二透鏡的合成焦距設(shè)為Π2時，滿足下述條件式(4)則較為理想。-0. 3 < f 12/f34 < -0. 05 (4)條件式(4)是用于將攝像鏡頭小型化并且將像面彎曲抑制在良好的范圍內(nèi)的條件。若超過上限值“-0. 05”，則第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對于第一透鏡及第二透鏡的合成焦距相對地變長，縮短攝像鏡頭的厚度變得困難。另外，由于像面在正方向上修正過度，因此也難以得到良好的成像性能。此外，在這種情況下，像散的修正也變得困難。另一方面，若低于下限值“-0. 3”，則第三透鏡及第四透鏡的合成焦距相對于第一透鏡及第二透鏡的合成焦距相對地變短，盡管有利于攝像鏡頭的小型化，但是像面在負方向上變得修正不足，仍然難以得到良好的成像性能。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vdl、將第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd2時，滿足下述條件式( 及(6)則較為理想。vdl > 50 (5)vd2 < 30 (6)通過滿足這些條件式( 及(6)，能夠良好地修正色像差。若第一透鏡的阿貝數(shù)或第二透鏡的阿貝數(shù)偏離條件式(5)或條件式(6)，則軸上的色像差變得修正不足，難以得到良好的成像性能。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，在將第三透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd3、將第四透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd4，滿足下述條件式(7)及(8)則較為理想。vdl = vd4 (7)vd2 = vd3 (8)通過滿足條件式(7)及(8)，能夠更加良好地修正軸上的色像差及軸外的倍率色像差。另外，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，如果使第一透鏡的材料及第四透鏡的材料相同， 并且使第二透鏡的材料及第三透鏡的材料相同，則構(gòu)成攝像鏡頭的材料僅為兩種，能夠減少攝像鏡頭的制造成本。另外，在本發(fā)明中，如上所述，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R、具有負光焦度的第二透鏡、具有負光焦度的第三透鏡、具有負光焦度的第四透鏡，因此作為唯一的正透鏡的第一透鏡的光焦度必然變強。因此，在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，將第二透鏡的物體側(cè)的面及像面?zhèn)鹊拿婢郧蛎嫘纬筛鼮槔硐?。這樣，通過以球面形成第二透鏡的兩面，從而能夠有效地抑制第一透鏡的偏心 (光軸偏移)或傾斜等引起的成像性能的劣化。另外，通過抑制這樣的成像性能的劣化，攝像鏡頭的制造也變得容易，進而能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的降低。本發(fā)明的效果如下。利用本發(fā)明攝像鏡頭，能夠提供實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化和良好的像差修正的并存、且良好地修正各種像差的小型的攝像鏡頭。


圖1是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖2是表示該數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖3是表示該數(shù)值實施例1的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖4是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖5是表示該數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖6是表示該數(shù)值實施例2的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖7是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖8是表示該數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖9是表示該數(shù)值實施例3的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。
圖10是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖11是表示該數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖12是表示該數(shù)值實施例4的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖13是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖14是表示該數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖15是表示該數(shù)值實施例5的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。圖16是關(guān)于本發(fā)明的一個實施方式，表示數(shù)值實施例6的攝像鏡頭的概略結(jié)構(gòu)的鏡頭截面圖。圖17是表示該數(shù)值實施例6的攝像鏡頭的橫像差的像差圖。圖18是表示該數(shù)值實施例6的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變的像差圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對將本發(fā)明具體化的一個實施方式進行詳細說明。圖1、圖4、圖7、圖10、圖13、圖16分別表示與本實施方式的數(shù)值實施例1 6對應的鏡頭截面圖。由于任一個數(shù)值實施例的基本的鏡頭結(jié)構(gòu)都相同，因此這里參照數(shù)值實施例1的鏡頭截面圖對本實施方式的攝像鏡頭的鏡頭結(jié)構(gòu)進行說明。如圖1所示，本實施方式的攝像鏡頭構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲每讖焦怅@ST、具有正光焦度的第一透鏡Li、具有負光焦度的第二透鏡L2、具有負光焦度的第三透鏡L3、以及具有負光焦度的第四透鏡L4。在第四透鏡L4與像面之間配置有保護玻璃10。 此外，該保護玻璃10也可以省略。另外，在本實施方式中，將孔徑光闌配置在第一透鏡Ll的物體側(cè)面的頂點切平面上。該孔徑光闌的位置并不限定于本實施方式中的位置，也可以在例如比第一透鏡Ll的物體側(cè)面的頂點切平面靠物體側(cè)、或者該頂點切平面與第一透鏡Ll 的像面?zhèn)让嬷g。在上述結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭中，第一透鏡Ll的形狀形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R2 為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉3為負的形狀，即形成為在光軸附近為雙凸透鏡的形狀。第二透鏡L2形成為物體側(cè)的面的曲率半徑R4及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉5均為負，且在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。該第二透鏡L2的形狀并不限定于在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。數(shù)值實施例1 4是第二透鏡L2的形狀是如上所述在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的例子。與此相對，數(shù)值實施例5是第二透鏡L2的形狀為物體側(cè)的面的曲率半徑R4為負、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉5為正的形狀、即是在光軸附近為雙凹透鏡的例子。 另外，數(shù)值實施例6是第二透鏡L2的形狀為物體側(cè)的面的曲率半徑R4及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉5均為正的形狀、即在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的例子。第三透鏡L3是物體側(cè)的面的曲率半徑R6及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉7均為負的形狀，且形成為在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。此外，該第三透鏡L3 只要是具有將凹面朝向物體側(cè)的負光焦度的透鏡即可，也可以是在光軸附近為雙凹透鏡的形狀。
第四透鏡L4是物體側(cè)的面的曲率半徑R8及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃絉9均為正的形狀，且形成為在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。另外，該第四透鏡L4 的像面?zhèn)鹊拿嫘纬蔀樵诠廨S附近在物體側(cè)為凸形狀且在周邊部在物體側(cè)為凹形狀的非球面形狀。利用第四透鏡L4的這種形狀，可適當?shù)匾种茝臄z像鏡頭射出的光向像面的入射角。本實施方式的攝像鏡頭滿足以下所示的條件式⑴ ⑷。0. 5 < L14/f < 0. 8(1)-0. 8 < fl/f2 < -0· 3(2)-0· 3 < f/f34 < -0· 05(3)-0· 3 < fl2/f34 < _0· 05 (4)其中f 整個透鏡系統(tǒng)的焦距f 1 第一透鏡Ll的焦距f2 第二透鏡L2的焦距fl2 第一透鏡Ll和第二透鏡L2的合成焦距f34 第三透鏡L3和第四透鏡L4的合成焦距L14 從第一透鏡Ll的物體側(cè)的面至第四透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離另外，本實施方式的攝像鏡頭除了滿足上述條件式(1) (4)，還滿足以下所示的條件式(5)及(6)。vdl > 50 (5)vd2 < 30 (6)并且，本實施方式的攝像鏡頭滿足下述條件式(4A)。-0. 14 < fl2/f34 < -0. 05 (4A)通過滿足上述條件式(4A)，能夠?qū)⑾衩鎻澢m當?shù)匾种圃诹己玫姆秶鷥?nèi)，并且能夠得到小型且更加良好的成像性能。此外，不必滿足上述條件式(1) (6)、以及(4A)的全部，通過單獨地滿足上述各條件式的各個，能夠分別得到與各條件式對應的作用效果。在本實施方式中，根據(jù)需要，以非球面形成各透鏡的透鏡面。關(guān)于這些透鏡面所采用的非球面形狀，在將光軸方向的軸設(shè)為Z、將與光軸正交的方向的高度設(shè)為H、將圓錐系數(shù)設(shè)為k、將非球面系數(shù)設(shè)為A4、A6、A8、A10, A12、A14、A16時，由下式表示。(數(shù)學式1)
權(quán)利要求
1.一種攝像鏡頭，其特征在于，構(gòu)成為，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲镁哂姓饨苟鹊牡谝煌哥R；具有負光焦度的第二透鏡；具有負光焦度的第三透鏡；以及具有負光焦度的第四透鏡，上述第一透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑為正、像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖樨摰男螤睿鲜龅谌哥R形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠樨摰男螤睿?上述第四透鏡形成為物體側(cè)的面的曲率半徑及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃骄鶠檎男螤睿?在將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從上述第一透鏡的物體側(cè)的面至上述第四透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L14時，滿足 0. 5 < L14/f < 0. 8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第一透鏡的焦距設(shè)為Π、將上述第二透鏡的焦距設(shè)為f2時，滿足 -0. 8 < fl/f2 < -0. 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第三透鏡及上述第四透鏡的合成焦距設(shè)為f34，滿足 -0. 3 < f/f34 < -0. 05。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第一透鏡及上述第二透鏡的合成焦距設(shè)為Π2、將上述第三透鏡及上述第四透鏡的合成焦距設(shè)為f34時，滿足 -0. 3 < fl2/f34 < -0. 05。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第一透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vdl、將上述第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd2時，滿足 vdl > 50 而且 vd2 < 30。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項中所述的攝像鏡頭，其特征在于，在將上述第三透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd3、將上述第四透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為vd4時，滿足 vdl = vd4 而且 vd2 = vd3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項中所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第一透鏡的材料及上述第四透鏡的材料相同，上述第二透鏡的材料及上述第三透鏡的材料相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項中所述的攝像鏡頭，其特征在于， 上述第二透鏡的物體側(cè)的面及像面?zhèn)鹊拿婢郧蛎嫘纬伞?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及攝像鏡頭。本發(fā)明提供不僅小型而且還能良好地修正像差的攝像鏡頭。本發(fā)明的攝像鏡頭的構(gòu)成為，從物體側(cè)依次排列光闌ST；在光軸附近為雙凸形狀的第一透鏡L1；在光軸附近為將凹面朝向物體側(cè)的彎月形狀的負的第二透鏡L2及負的第三透鏡L3；以及在光軸附近為將凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀的負的第四透鏡L4，在將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設(shè)為f、將從第一透鏡L1的物體側(cè)的面至第四透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S上的距離設(shè)為L14時，滿足以下條件式0.5＜L14/f＜0.8。
文檔編號G02B13/02GK102483513SQ201080038988
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者久保田洋治, 久保田賢一, 平野整, 栗原一郎 申請人:康達智株式會社, 株式會社光學邏輯