專利名稱：攝像鏡頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于小型攝像裝置的固體攝像元件用攝像鏡頭，該小型攝像裝置用于便攜電話機、便攜游戲機等便攜終端、PDA(Personal Digital Assistance :個人數(shù)字助理)等小型且薄型的電子設備。
背景技術：
最近，隨著具備攝像裝置的便攜終端市場的擴大，在該攝像裝置上開始搭載高像素且小型的固體攝像元件。與這種攝像元件的小型化和高像素化對應，對于攝像鏡頭在分辨率和圖像品質的 方面要求更高的性能，并且隨著其普及，也要求低成本化。
為了應對高性能化的要求，由多個透鏡構成的攝像鏡頭普遍化，與三個至四個的透鏡構成相比，提出了可以更高性能化的五個透鏡構成的攝像鏡頭。例如，在專利文獻I中公開了以下的以高性能化為目標的攝像鏡頭，該攝像鏡頭從物體側依次具備第一透鏡、彎月形的第二透鏡、彎月形的第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡，其中，第一透鏡的物體側的面為凸形狀，具有正的光焦度；第二透鏡將凹面朝向像面?zhèn)?，具有負的光焦度；第三透鏡將凸面朝向像面?zhèn)?，具有正的光焦度；第四透鏡的兩面為非球面形狀且在光軸附近像面?zhèn)鹊拿鏋榘夹螤?，具有負的光焦度；第五透鏡的兩面為非球面形狀，具有正或負的光焦度。另外，在專利文獻2中公開了以下的以高性能化為目標的攝像鏡頭，該攝像鏡頭從物體側依次配置有孔徑光闌、第一透鏡、第二透鏡、彎月形的第三透鏡、彎月形的第四透鏡以及彎月形的第五透鏡，其中，第一透鏡具有正的光焦度；第二透鏡與第一透鏡接合，具有負的光焦度；第三透鏡將凹面朝向物體側；第四透鏡將凹面朝向物體側；第五透鏡的至少一面為非球面，并將凸面朝向物體側。另外，在專利文獻3中公開了以下的以高性能化為目標的攝像鏡頭，該攝像鏡頭從物體側依次具備第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡，其中，第一透鏡具有正的光焦度；第二透鏡具有負的光焦度；第三透鏡的像面?zhèn)鹊拿鏋橥剐螤?，具有正的光焦度；第四透鏡在光軸附近具有正的光焦度；第五透鏡在光軸附近具有負的光焦度。第五透鏡的像面?zhèn)鹊拿嬖诠廨S附近為凹形狀，具有隨著朝向周邊而負的光焦度與光軸附近相比變弱的區(qū)域。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I日本專利特開2007-264180號公報專利文獻2日本專利特開2007-298572號公報專利文獻3日本專利特開2010-262269號公報
發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題但是，上述專利文獻I至專利文獻3記載的攝像鏡頭通過五個透鏡的構成來實現(xiàn)高性能化的目標，但由于透鏡系統(tǒng)的全長較長，因此難以兼顧攝像鏡頭的小型化和良好的像差校正。另外，由于使用玻璃材料，因此在低成本化的實現(xiàn)方面也存在課題。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種小型且高性能、還能夠對應低成本化的固體攝像元件用攝像鏡頭。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的固體攝像元件用的攝像鏡頭，從物體側朝向像面?zhèn)纫来闻渲每讖焦怅@、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡，其中，第一透鏡為將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀；第二透鏡在光軸附近將凸面朝向物體偵牝具有負的光焦度；第三透鏡為在光軸附近將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀;第 四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側，具有正的光焦度；第五透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側，具有負的光焦度，在將第一透鏡的焦距設為H，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(I)。0. 50 < fl/f < 0. 76(I)在上述構成中，第一透鏡以及第二透鏡主要實施必要的光焦度的產(chǎn)生和色像差的校正，第三至第五透鏡主要實施慧差、像散以及像面彎曲的校正。通過使第二透鏡的形狀為在光軸附近將凸面朝向物體側的彎月形狀，良好地校正了球面像差。另外，使第三透鏡為在光軸附近將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊娜豕饨苟鹊碾p凸形狀，抑制了對整個系統(tǒng)的光焦度的影響的同時，良好地校正了軸外的像差(尤其是慧差以及像面彎曲)。另外，通過將孔徑光闌配置在第一透鏡的物體側，容易進行CRA(Chief Ray Angle :主光線角)的控制。即，對于要求遠心性(telecentric)的攝像元件，容易控制光線入射角度，并且能夠確保光量下降的周邊部分的光量。另外，通過使各自的透鏡形狀以及各自透鏡的光焦度最優(yōu)平衡，實現(xiàn)了小型且高性能的攝像鏡頭。條件式(I)用于相對于整個透鏡系統(tǒng)的焦距來規(guī)定第一透鏡的焦距。通過將第一透鏡的焦距規(guī)定在條件式(I)的范圍內，縮短光學全長的同時，能夠良好地校正球面像差、慧差。如果超出條件式(I)的上限值“0. 76”，則第一透鏡的光焦度變得過弱，光學全長變長，因此難以小型化。另一方面，如果低于下限值“0. 50”，則第一透鏡的光焦度過強，雖然有利于小型化，但難以校正球面像差、慧差。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，第三透鏡的兩面由非球面形成，在將物體側的面的曲率半徑設為r5，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為r6時，滿足以下的條件式(2)。-0. 80 < (r5+r6) / (r5~r6) < 0. 55 (2)上述條件式(2)用于規(guī)定第三透鏡的物體側以及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃降年P系。與物體側的面的曲率半徑相比將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O成較大，或者反之，與像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃较啾葘⑽矬w側的面的曲率半徑設成較大，以此使第三透鏡具有較弱的正的光焦度，實現(xiàn)小型化的同時能夠良好地校正像差。另外優(yōu)選，第三透鏡的兩面由非球面形成，且為下垂量(sag amount)的變化在外側比在光軸附近少的非球面。由此，能夠減少第三透鏡在光軸方向上所占的體積，從而小型化。
如果超出條件式⑵的上限值“0. 55”或者低于下限值“-0. 80”，則難以校正在周邊部中的慧差、像面彎曲，并且像散差增大，因此不優(yōu)選。再有，如果脫離條件式(2)的范圍，則對于第三透鏡的制造誤差的靈敏度上升，因此不優(yōu)選。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將第五透鏡的物體側的面的曲率半徑設為r9，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為rlO時，滿足以下的條件式(3)。8. 5 < r9/rl0 < 85. 0(3)條件式(3)是用于規(guī)定第五透鏡的物體側以及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃降年P系、用于實現(xiàn)球面像差的校正的同時進行光學全長縮短的條件。如果超出條件式(3)的上限值“85. 0”，則第五透鏡的負的光焦度過強，不利于小型化。另一方面，如果低于下限值“8. 5”，則第五透鏡的負的光焦度過弱，難以校正球面像差。
另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將第一透鏡和第二透鏡的合成焦距設為f 12，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(4)。I. 20 < fl2/f < I. 95(4)條件式(4)是用于將攝像鏡頭的光學全長維持在較短的同時良好地保持像面彎曲校正、球面像差校正的條件。如果超出條件式(4)的上限值“I. 95”，則第一透鏡和第二透鏡的合成光焦度變弱，因此光學全長變得過長，難以進行小型化。另一方面，如果低于下限值“ I. 20”，則第一透鏡和第二透鏡的合成光焦度變得過強，雖然有利于小型化，但難以良好地保持像面彎曲、球面像差。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡的合成焦距設為f345，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(5)。I. 50 < f345/f < 9. 00(5)上述條件式(5)是用于相對于整個透鏡系統(tǒng)的焦距來規(guī)定第三透鏡至第五透鏡的合成焦距、用于良好地進行慧差校正以及像面彎曲校正的條件。如果超出條件式(5)的上限值“9. 00”，則慧差增大而難以在攝像面的周邊部形成良好的像。另一方面，如果低于下限值“I. 50”，則像面彎曲增大，因此在此情況下也難以在攝像面的周圍部形成良好的像。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將第一透鏡的焦距設為H，將第三透鏡的焦距設為f3，將第四透鏡的焦距設為f4時，滿足以下的條件式(6)、(7)。2. 10 < f3/fl < 8. 50(6)0. 65 < f4/fl < I. 40(7)條件式(6)、(7)用于規(guī)定第三透鏡和第四透鏡相對于第一透鏡的光焦度。本發(fā)明的攝像鏡頭通過將第三透鏡的正的光焦度設定為弱于第一透鏡的正的光焦度，使第三透鏡具有像面彎曲的校正效果。與此同時，通過將第四透鏡的正的光焦度設定成與第一透鏡的正的光焦度大致相同的程度，抑制光學全長的同時抑制對于第一透鏡和第四透鏡的制造公差的靈敏度上升。如果超出條件式(6)的上限值“8. 50”及條件式(7)的上限值“I. 40”，則在整個透鏡系統(tǒng)中所占的正的光焦度過弱，雖然有利于像面彎曲校正、球面像差校正，但難以進行小型化。另一方面，如果低于條件式(6)的下限值“2. 10”及條件式(7)的下限值“0.65”，則雖然有利于小型化，但難以校正像面彎曲、像散，因此不優(yōu)選。如上所述，通過使三個正透鏡的光焦度分配處于條件式(6)、(7)的范圍內，能夠得到小型化和像差校正、進而抑制了對于制造公差的靈敏度上升的效果。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將第二透鏡的物體側的面的曲率半徑設為r3，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為r4，將焦距設為f2，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(8)、(9)。3. 10 < r3/r4 < 6. 80(8)-I. 40 < f2/f < -0. 70(9)條件式(8)是用于規(guī)定第二透鏡的物體側以及像面?zhèn)鹊拿娴闹行那拾霃降年P系、用于小型化和良好地校正像散的條件。如果超出條件式(8)的上限值“6. 80”，則第二透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃较鄬τ谖矬w側的面的曲率半徑來說相對較小，成為較陡的曲率，因此與第三透鏡的間隔變長，難以進行小型化。另一方面，如果低于下限值“3. 10”，則第二透鏡的物體側的面的光焦度相對于像面?zhèn)鹊拿娴墓饨苟葋碚f相對過強，難以校正像散， 因此不優(yōu)選。另外，條件式(9)是用于規(guī)定與整個系統(tǒng)的光焦度相對的第二透鏡的光焦度、用于良好地進行色像差校正的條件。如果超出條件式(9)的上限值“-0. 70”，則第二透鏡的負的光焦度變得過強，不利于小型化。另一方面，如果低于下限值“-I. 40”，則第二透鏡的負的光焦度過弱，軸上色像差的校正不充分。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，在將孔徑光闌的直徑設為EPD，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(10)。2. 0 彡 f/EPD 彡 2. 8(10)上述條件式(10)是用于實現(xiàn)攝像鏡頭的小型化的同時縮小F值的條件。如果超出上限值的“2. 8”，則相對于整個透鏡系統(tǒng)的焦距，開口直徑變小，因此雖然有利于小型化，但對于攝像元件的亮度不充分。另一方面，如果低于下限值“2. 0”，則相對于整個透鏡系統(tǒng)的焦距，開口直徑變大，因此雖然F值變小而能夠構成較亮的攝像鏡頭，但難以小型化。另外，在上述構成的攝像鏡頭中優(yōu)選，進一步滿足以下的條件式(IOa)。2. 0 彡 f/EPD 彡 2. 6(IOa)此外，不需要滿足所有的上述條件式，通過各自單獨或組合也能夠獲得效果。此外，優(yōu)選所有的透鏡由塑料材料構成。通過將所有的透鏡用塑料材料構成，可以進行形成穩(wěn)定的非球面形狀的透鏡的大量生產(chǎn)，可期待低成本化。另外，在本發(fā)明中，用第二透鏡實施主要的色像差校正，對于第二透鏡采用像聚碳酸酯(polycarbonate)那樣的阿貝數(shù)較小的高分散的材料，其他的第一透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡全部采用相同的環(huán)烯烴聚合物(cycloolefin polymer)類那樣的塑料材料。對構成攝像鏡頭的塑料透鏡，盡量采用相同的塑料材料，制造工序變得容易。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的攝像鏡頭，能夠以低成本提供如下的小型攝像鏡頭兼顧了小型化和良好的像差校正，各種像差良好地被校正。


圖I是本發(fā)明實施方式的實施例I涉及的攝像鏡頭的截面圖。圖2是本發(fā)明實施方式的實施例I涉及的攝像鏡頭的各種像差圖。圖3是本發(fā)明實施方式的實施例2涉及的攝像鏡頭的截面圖。
圖4是本發(fā)明實施方式的實施例2涉及的攝像鏡頭的各種像差圖。圖5是本發(fā)明實施方式的實施例3涉及的攝像鏡頭的截面圖。圖6是本發(fā)明實施方式的實施例3涉及的攝像鏡頭的各種像差圖。圖7是本發(fā)明實施方式的實施例4涉及的攝像鏡頭的截面圖。圖8是本發(fā)明實施方式的實施例4涉及的攝像鏡頭的各種像差圖。附圖標記說明S :孔徑光闌；LI :第一透鏡； L2 :第二透鏡；L3 :第三透鏡；L4:第四透鏡；L5 :第五透鏡；IR:保護玻璃。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明將本發(fā)明具體化的實施方式。圖I、圖3、圖5、圖7表示分別與本發(fā)明實施方式的實施例1、2、3、4對應的透鏡截面圖。各實施例的基本的透鏡構成相同，因此，在此，參照實施例I的透鏡截面圖，說明本實施方式涉及的攝像鏡頭的透鏡構成。如圖I所示，本實施方式的攝像鏡頭從物體側朝向像面?zhèn)纫来闻帕锌讖焦怅@S、第一透鏡LI、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4和第五透鏡L5而構成。在第五透鏡L5和像面之間配置有保護玻璃IR。此外，可以省略該保護玻璃。在本實施方式中孔徑光闌S配置在第一透鏡LI的物體側的面rl的頂點和第一透鏡LI的物體側的面rl的有效直徑終端部之間，但孔徑光闌S的位置不限定于此位置?？梢允窃趶呐c第一透鏡LI的物體側的面rl的頂點相比靠向物體側到第一透鏡LI的物體側的面rl的終端部之間。在上述構成的攝像鏡頭中，第一透鏡LI為將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀的透鏡，第二透鏡L2為在光軸附近將凸面朝向物體側、具有負的光焦度的彎月形狀的透鏡，第三透鏡L3為在光軸附近將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀的透鏡，第四透鏡L4為在光軸附近將凹面朝向物體側、具有正的光焦度的彎月形狀的透鏡，第五透鏡L5為在光軸附近將緩和凸面朝向物體側、具有負的光焦度的彎月形狀的透鏡。本發(fā)明涉及的各透鏡的形狀選定了面向攝像鏡頭的小型化的最優(yōu)形狀，尤其是第三透鏡L3大為有助于小型化。第三透鏡L3的兩面由非球面形成，兩面均為從光軸附近到周邊為止凹陷量的變化較少的非球面。因此，第三透鏡L3在光軸方向上所占的體積較小，能夠將位于第三透鏡L3的物體側的第二透鏡L2和位于像面?zhèn)鹊牡谒耐哥RL4之間的空氣間隔設定為較窄，因此能夠實現(xiàn)整個攝像鏡頭的小型化。第五透鏡L5為在光軸附近將緩和凸面朝向物體側的彎月形狀，物體側的面r9為隨著離開光軸附近而周邊部為向物體側較大彎曲的非球面。通過設為這種形狀，能夠將第五透鏡L5和第四透鏡L4的距離設定為較短，因此實現(xiàn)了進一步的小型化。本實施方式涉及的攝像鏡頭，構成為滿足以下所示的條件式(I)至(10)。
0. 50 < fl/f < 0. 76(I)-0. 80 < (r5+r6) / (r5~r6) < 0. 55 (2)8. 5 < r9/rl0 < 85. 0(3)I. 20 < fl2/f < I. 95(4)I. 50 < f345/f < 9. 00(5)2. 10 < f3/fI < 8. 50(6)0. 65 < f4/fl < I. 40(7)
3. 10 < r3/r4 < 6. 80(8)-I. 40 < f2/f < -0. 70(9)2. 0 彡 f/EPD 彡 2. 8(10)其中，f :整個透鏡系統(tǒng)的焦距；f I :第一透鏡LI的焦距；f2 :第二透鏡L2的焦距；f3 :第三透鏡L3的焦距；f4 :第四透鏡L4的焦距；fl2 :第一透鏡LI和第二透鏡L2的合成焦距；f345 :第三透鏡L3、第四透鏡L4和第五透鏡L5的合成焦距；r3 :第二透鏡L2的物體側的面的曲率半徑；r4 :第二透鏡L2的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?；r5 :第三透鏡L3的物體側的面的曲率半徑；r6 :第三透鏡L3的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?；r9 :第五透鏡L5的物體側的面的曲率半徑；rlO :第五透鏡L5的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?；EPD 孔徑光闌的直徑。另外，在本實施方式中，將所有的透鏡面形成為非球面。這些透鏡面所采用的非球面形狀，在將光軸方向的軸設為Z、與光軸正交的方向的高度設為H、圓錐系數(shù)設為k、非球面系數(shù)設為A4、A6、A8、Altl、A12、A14時，由下式來表示。數(shù)I
H2Z = ^I R 2 + A4H4 + A 6 H6 +A8H8 + A10H10 + A12H12 + A14H14
I + Jl - (k +接著，顯示本實施方式涉及的攝像鏡頭的實施例。在各實施例中，f表示整個透鏡系統(tǒng)的焦距，F(xiàn)no表示F值(F number), w表示半視場角。另外，i表示從物體側數(shù)的面序號，R表示曲率半徑，d表示沿著光軸的透鏡面間的距離(面間隔)，Nd表示對d線的折射率，vd表示對d線的阿貝數(shù)。此外，對于非球面的面，在面序號i的后面附加了“*(星號)”的符號。實施例I
關于實施例I的攝像鏡頭，將基本的透鏡數(shù)據(jù)顯示于表I。表I
權利要求
1.一種固體攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于， 從物體側朝向像面?zhèn)纫来闻渲每讖焦怅@、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡，其中，上述第一透鏡為將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀；上述第二透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側，具有負的光焦度；上述第三透鏡為在光軸附近將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀；上述第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側，具有正的光焦度；上述第五透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側，具有負的光焦度， 在將第一透鏡的焦距設為H，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式 < fl/f < 0. 76(I)。
2.根據(jù)權利要求I所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第三透鏡的物體側的面的曲率半徑設為r5，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為r6時，滿足以下的條件式⑵
3.根據(jù)權利要求I所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第五透鏡的物體側的面的曲率半徑設為r9，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為rlO時，滿足以下的條件式(3): 8. 5 < r9/rl0 < 85. 0(3)。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第一透鏡和上述第二透鏡的合成焦距設為H2，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f 時，滿足以下的條件式⑷
5.根據(jù)權利要求4所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第三透鏡、上述第四透鏡和上述第五透鏡的合成焦距設為f345，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(5) 1.50 < f345/f < 9. 00(5)。
6.根據(jù)權利要求I所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第一透鏡的焦距設為H，將上述第三透鏡的焦距設為f3，將第四透鏡的焦距設為f4時，滿足以下的條件式(6)、(7)
7.根據(jù)權利要求I所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述第二透鏡的物體側的面的曲率半徑設為r3，將像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃皆O為r4，將焦距設為f2，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(8)、(9) -I. 40 < f2/f < -0. 70(9)。
8.根據(jù)權利要求I所述的攝像鏡頭，其特征在于， 在將上述孔徑光闌的直徑設為EPD，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(10)
全文摘要
本發(fā)明提供一種得到良好地校正了各種像差的高分辨率、高品質的圖像的、小型且低成本的固體攝像元件用攝像鏡頭。該攝像鏡頭從物體側朝向像面?zhèn)纫来闻渲每讖焦怅@、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡，其中，第一透鏡為將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀；第二透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側，具有負的光焦度；第三透鏡為在光軸附近將凸面朝向物體側和像面?zhèn)鹊碾p凸形狀；第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側，具有正的光焦度；第五透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側，具有負的光焦度，在將第一透鏡的焦距設為f1，將整個透鏡系統(tǒng)的焦距設為f時，滿足以下的條件式(1)。0.50＜f1/f＜0.76 (1)。
文檔編號G02B13/00GK102736225SQ20111037517
公開日2012年10月17日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者橋本雅也 申請人:康達智株式會社