攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】提供一種較寬視場(chǎng)角、明亮、小型且各像差被良好校正的攝像鏡頭，相比以往能夠良好地校正色像差，能夠保持高成像性能。固體攝像元件用的攝像鏡頭從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来斡赏姑娉蛭矬w側(cè)且具有正光焦度的第1透鏡、凹面朝向像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)光焦度的第2透鏡、凸面朝向像面?zhèn)鹊膹澰滦涡螤畹木哂姓饨苟鹊牡?透鏡和在光軸附近凹面朝向物體側(cè)和像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)光焦度的第4透鏡構(gòu)成，在第1透鏡至第3透鏡的任一面形成第1衍射光學(xué)面，在第4透鏡的物體側(cè)的面形成第2衍射光學(xué)面。在該構(gòu)成中，設(shè)第3透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖閞6、第4透鏡的物體側(cè)的面的曲率半徑為r7時(shí)，滿足條件式0.0<r6/r7<0.1。
【專利說(shuō)明】攝像鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種在便攜電話機(jī)或智能手機(jī)等便攜終端、PDA (Personal Digital Assistant，個(gè)人數(shù)字助理）等所搭載的、使用比較小型且薄型的(XD傳感器或 CMOS傳感器等固體攝像元件的相機(jī)模塊中搭載的攝像鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，在便攜電話機(jī)、智能手機(jī)等便攜終端、PDA等設(shè)備中搭載的相機(jī)性能具備 與高像素化對(duì)應(yīng)的高分辨率。此外，為了提高這些設(shè)備的便利性、設(shè)計(jì)性等，內(nèi)置的相機(jī)模 塊的小型化、薄型化的要求也逐漸提高。同時(shí)，對(duì)于組裝到相機(jī)模塊中的攝像鏡頭，也強(qiáng)烈 要求高分辨率、小型化、薄型化以及明亮的鏡頭系統(tǒng)（即小F值），并且強(qiáng)烈要求能夠在寬范 圍拍攝被攝體的像、與寬視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)。
[0003] 作為上述設(shè)備中搭載的攝像鏡頭，為了適應(yīng)近年來(lái)的高像素化的潮流，提出了很 多4枚構(gòu)成或5枚構(gòu)成的攝像鏡頭。但是，4枚構(gòu)成的攝像鏡頭由于透鏡枚數(shù)較少，雖然適 于小型化，但在像差校正方面現(xiàn)在已經(jīng)不夠充分，在實(shí)現(xiàn)更高分辨率化方面存在界限。此 外，5枚構(gòu)成的攝像鏡頭雖然通過(guò)透鏡枚數(shù)的增加而易于進(jìn)行像差校正，是對(duì)實(shí)現(xiàn)高分辨率 化、高性能化有利的構(gòu)成，但反之是對(duì)近年來(lái)的小型化及薄型化不利的構(gòu)成。
[0004] 作為解決這種問(wèn)題的構(gòu)成，本實(shí)用新型的 申請(qǐng)人:提出了專利文獻(xiàn)1所記載的攝像 鏡頭。即，在4枚構(gòu)成的攝像鏡頭中，通過(guò)在一個(gè)透鏡面形成衍射光學(xué)面，而不用增加構(gòu)成 枚數(shù)就實(shí)現(xiàn)了高分辨率化及高性能化。
[0005] 在專利文獻(xiàn)1中，本實(shí)用新型的 申請(qǐng)人:公開了如下的攝像鏡頭：從物體側(cè)依次配 置雙凸形狀的第1透鏡、雙凹形狀的第2透鏡、凹面朝向物體側(cè)且具有正的光焦度的作為彎 月形透鏡的第3透鏡、以及雙凹形狀的第4透鏡而構(gòu)成，所有的透鏡面由非球面形成，且在 第1透鏡的物體側(cè)的面至第3透鏡的物體側(cè)的面中的任一面形成發(fā)揮顏色分散功能的衍射 光學(xué)面，所有的透鏡由塑料材料形成。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-15587號(hào)公報(bào) 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009] 上述專利文獻(xiàn)1所記載的攝像鏡頭實(shí)現(xiàn)了具有F值為2. 4左右的明亮度、色像差 和各像差得到良好校正的小型的攝像鏡頭。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，通過(guò)使第2透鏡的光焦度為負(fù) 并且對(duì)第2透鏡采用高色散的材料、在鏡頭系統(tǒng)的最適合的位置形成衍射光學(xué)面，相比現(xiàn) 有的由4枚構(gòu)成的攝像鏡頭，可以良好地校正軸上及軸外的色像差并達(dá)成高成像性能。但 是，為了實(shí)現(xiàn)近年來(lái)要求逐漸增高的、維持寬視場(chǎng)角、明亮、小型化且高成像性能的攝像鏡 頭，需要進(jìn)一步的改良。即，塑料材料除了選擇受限之外，一般來(lái)說(shuō)高色散的材料因二次曲 線的部分色散特性而殘存的色像差的校正會(huì)成為問(wèn)題。通過(guò)在最適合的透鏡面形成1面衍 射光學(xué)面，雖然相比現(xiàn)有的折射透鏡能夠進(jìn)行良好的色像差校正，但難以進(jìn)一步改善因上 述的材料特性的問(wèn)題而產(chǎn)生的尤其是倍率色像差，成像性能的進(jìn)一步提高存在界限。
[0010] 本實(shí)用新型鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于提供一種攝像鏡頭，其視場(chǎng)角較寬、 明亮且小型，同時(shí)能夠良好地校正各像差，此外，相比采用了現(xiàn)有的衍射光學(xué)面的攝像鏡頭 能夠進(jìn)一步校正色像差，能夠?qū)崿F(xiàn)高成像性能。
[0011]另外，在此所說(shuō)的攝像鏡頭的小型化是指光學(xué)全長(zhǎng)TTL為約5.Omm以下、與攝像元 件的有效攝像面的對(duì)角線的長(zhǎng)度2ih之比、即TTL/2ih為1.0以下的水平。即，與攝像元件 的尺寸相比光學(xué)全長(zhǎng)被抑制得較短，從而有助于相機(jī)模塊的低背化，有助于薄型化日益發(fā) 展的便攜終端設(shè)備的設(shè)計(jì)。另外，光學(xué)全長(zhǎng)是指拆下了紅外截止濾光片等時(shí)的、光學(xué)系統(tǒng)中 位于最靠物體側(cè)的光學(xué)元件的物體側(cè)的面至攝像面為止的光軸上的距離。
[0012] 本實(shí)用新型的攝像鏡頭是一種固體攝像元件用的攝像鏡頭，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)?依次由凸面朝向物體側(cè)且具有正的光焦度的第1透鏡、凹面朝向像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度 的第2透鏡、凸面朝向像面?zhèn)惹覟閺澰滦涡螤畈⒕哂姓墓饨苟鹊牡?透鏡、以及在光軸附 近凹面朝向物體側(cè)和像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度的第4透鏡構(gòu)成。在第1透鏡至第3透鏡的 任一面形成第1衍射光學(xué)面，在第4透鏡的物體側(cè)的面形成第2衍射光學(xué)面。進(jìn)而，在該構(gòu) 成中，滿足以下的條件式（1)。
[0013] (1)0. 0<r6/r7<0. 1
[0014] 其中，r6為第3透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?，r7為第4透鏡的物體側(cè)的面的曲 率半徑。
[0015] 上述構(gòu)成的攝像鏡頭通過(guò)由第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡所構(gòu)成的合成光焦度為 正的透鏡組以及負(fù)光焦度的第4透鏡構(gòu)成，可以進(jìn)行良好的像差校正，并且通過(guò)成為所謂 的遠(yuǎn)攝型，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)全長(zhǎng)的縮短化。此外，在透鏡面形成的衍射光學(xué)面，由產(chǎn)生以光程差 函數(shù)定義的光程差的浮雕（relief)形成。相對(duì)于通常的光學(xué)材料的e線中的阿貝數(shù)為25 至80,衍射光學(xué)面的e線的阿貝數(shù)約為-3. 3、具有以負(fù)號(hào)示出約大一位的色散的性質(zhì)。除 了通過(guò)一般的鏡頭系統(tǒng)所采用的、色散值小的材料的正透鏡與色散值大的負(fù)透鏡的組合進(jìn) 行的、所謂"消色差"效果之外，通過(guò)在適當(dāng)?shù)耐哥R面形成設(shè)定了適當(dāng)?shù)墓獬滩詈瘮?shù)的衍射 光學(xué)面，可以更加有效地進(jìn)行"消色差"、即色像差校正。
[0016] 作為本實(shí)用新型的基本構(gòu)成，第1透鏡是凸面朝向物體側(cè)且具有正的光焦度的透 鏡，通過(guò)在物體側(cè)的面設(shè)定較強(qiáng)的光焦度而使第1透鏡具有比較強(qiáng)的正光焦度，實(shí)現(xiàn)了攝 像鏡頭的小型化。此外，第2透鏡是凹面朝向像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度的透鏡，良好地校正 了色像差、像散及彗差。第3透鏡是凸面朝向像面?zhèn)惹覟閺澰滦涡螤畈⒕哂姓墓饨苟鹊?透鏡，在良好地校正了各像差的同時(shí)抑制了光學(xué)全長(zhǎng)的增大。此外，第4透鏡是在光軸附近 凹面朝向物體側(cè)和像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度的透鏡，易于確保適當(dāng)?shù)暮蠼咕?。通過(guò)使第3 透鏡和第4透鏡具有適當(dāng)?shù)墓饨苟龋瑢?shí)現(xiàn)了光學(xué)全長(zhǎng)的縮短化以及軸外的各像差的良好校 正。這種構(gòu)成的攝像鏡頭容易實(shí)現(xiàn)像差校正和小型化的兼顧，因此相對(duì)于以往要求的性能 能夠?qū)崿F(xiàn)充足的成像性能。本實(shí)用新型是解決上述構(gòu)成中無(wú)法除去的色像差的問(wèn)題而實(shí)現(xiàn) 能夠符合近年來(lái)要求的更加良好的成像性能的技術(shù)，以下說(shuō)明其特征。
[0017] 首先，本實(shí)用新型中采用的第1衍射光學(xué)面形成于第1透鏡至第3透鏡的各個(gè)透 鏡面中衍射效率最佳的一個(gè)面。因此，第1透鏡至第3透鏡所產(chǎn)生的色像差通過(guò)具有負(fù)的 光焦度的第2透鏡和第1衍射光學(xué)面這兩個(gè)要素被平衡性良好地校正。尤其是，在第1衍 射光學(xué)面對(duì)低像高側(cè)的色像差的校正有效，相比由4枚構(gòu)成的現(xiàn)有的折射透鏡能夠進(jìn)行良 好的色像差的校正。
[0018] 在此，形成第1衍射光學(xué)面的最適合的面是指靠近孔徑光闌的面即光線束的直徑 比較大的面、且光線的入射角和射出角的變化較少的透鏡面。若為滿足該條件的透鏡面，就 可以提高衍射效率，抑制2次光、3次光引起的光斑的產(chǎn)生，可以實(shí)現(xiàn)有效的色像差校正。本 實(shí)用新型的攝像鏡頭在滿足上述條件的、第1透鏡至第3透鏡中的任一透鏡面形成第1衍 射光學(xué)面。
[0019] 進(jìn)而，在本實(shí)用新型中，第2衍射光學(xué)面形成在第4透鏡的物體側(cè)的面。本實(shí)用新 型的 申請(qǐng)人:通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，通過(guò)上述具有負(fù)的光焦度的第2透鏡的色像差校正效果以及第 1衍射光學(xué)面的色像差校正仍然殘存的、因取決于材料特性的部分色散特性而引起的色像 差，通過(guò)在第4透鏡的物體側(cè)的面形成第2衍射光學(xué)面，可以被有效地校正。因此，該面是 對(duì)于進(jìn)一步有效地抑制從整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的角度觀察時(shí)的色像差的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)極為重要 的面。此外，為了使2次光、3次光所引起的光斑的影像成為最小限，將形成該衍射光學(xué)面的 第4透鏡的物體側(cè)的面設(shè)定成非常平緩的面形狀，由不存在反曲線點(diǎn)或拐點(diǎn)的均勻變化的 非球面形成。在這種非球面上形成第2衍射光學(xué)面可以使從第3透鏡射出的光線以較小的 角度射入第4透鏡，因此可以防止衍射效率的下降、減少光斑的產(chǎn)生、進(jìn)行良好的色像差的 校正。第2衍射光學(xué)面尤其對(duì)高像高側(cè)的色像差的校正有效。因此，本實(shí)用新型的攝像鏡 頭通過(guò)具有負(fù)的光焦度的第2透鏡、第1衍射光學(xué)面、第2衍射光學(xué)面這三個(gè)要素，可以從 低像高至高像高為止進(jìn)行非常平衡的色像差校正。另外，在此所說(shuō)的反曲線點(diǎn)是指切平面 和光軸垂直相交的非球面上的點(diǎn)，拐點(diǎn)是指曲率半徑的符號(hào)反轉(zhuǎn)的非球面上的點(diǎn)。
[0020] 條件式⑴是用于提高第2衍射光學(xué)面的衍射效率、進(jìn)行良好的色像差校正的條 件。超過(guò)條件式（1)的上限值時(shí)，從第3透鏡射出的光線向第2衍射光學(xué)面入射時(shí)的入射 角度變大，衍射效率降低。另一方面，低于條件式（1)的下限值時(shí)，從第3透鏡射出的光線 向第2衍射光學(xué)面入射時(shí)的入射角度也變大，衍射效率降低。通過(guò)處于條件式（1)所規(guī)定 的范圍內(nèi)，可以減小光線向第4透鏡的入射角度、提高衍射效率、抑制光斑。
[0021] 條件式⑴中，以下所示的（Ia)為更優(yōu)選的范圍。
[0022] (Ia)O. 0<r6/r7<0. 05
[0023] 在本實(shí)用新型中，孔徑光闌的位置可以配置在對(duì)提高第1衍射光學(xué)面的衍射效率 有效的、第1透鏡的物體側(cè)、或第1透鏡與第2透鏡之間、或第2透鏡與第3透鏡之間。眾 所周知，在應(yīng)用于固體攝像元件的攝像鏡頭的情況下，為了確保畫面周邊部的明亮度以及 防止畫面周邊部的色偏現(xiàn)象，需要將入射到攝像面的光線的角度抑制得較?。ㄒ种瞥膳c攝 像面盡量垂直的角度）。若將孔徑光闌的位置配置得更靠物體側(cè)，則出瞳位置遠(yuǎn)離像面，因 此可以縮小向攝像面入射的光線的角度。因此，孔徑光闌的位置優(yōu)選盡量向物體側(cè)配置，更 優(yōu)選配置在第1透鏡的物體側(cè)。
[0024] 此外，在本實(shí)用新型的攝像鏡頭中優(yōu)選，第1透鏡為雙凸形狀。通過(guò)使第1透鏡為 雙凸形狀，能夠用物體側(cè)的面和像面?zhèn)鹊拿鎭?lái)分擔(dān)正的光焦度，因此能夠抑制球面像差的 產(chǎn)生及透鏡面的公差靈敏度的上升，并且易于縮短光學(xué)全長(zhǎng)。
[0025] 此外，在本實(shí)用新型的攝像鏡頭中優(yōu)選，第2透鏡是物體側(cè)的面的曲率半徑為比 像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃酱蟮闹档碾p凹形狀。結(jié)果，可以有效地校正倍率色像差及軸外的各 像差。
[0026] 此外，在本實(shí)用新型的攝像鏡頭中優(yōu)選，第4透鏡在像面?zhèn)鹊拿嫘纬稍诠廨S上以 外的位置具有反曲線點(diǎn)的非球面形狀。從而，可以主要獲得畸變及場(chǎng)曲的校正效果以及易 于抑制向攝像元件入射的光線的角度的效果。
[0027] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（2)。
[0028] (2)-0.Kr8/r7<0. 0
[0029] 其中，r7為第4透鏡的物體側(cè)的面的曲率半徑、r8為第4透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那?率半徑。
[0030] 條件式（2)是用于在提高第2衍射光學(xué)面的衍射效率的同時(shí)確保適當(dāng)?shù)暮蠼咕嗟?條件。超過(guò)條件式（2)的上限值時(shí)，第4透鏡的負(fù)的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，結(jié)果后焦距變長(zhǎng)，難以 縮短光學(xué)全長(zhǎng)。另一方面，低于條件式（2)的下限值時(shí)，第4透鏡的負(fù)的光焦度變得過(guò)弱， 難以確保后焦距。通過(guò)使第4透鏡的物體側(cè)的面及像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃降年P(guān)系性處于條 件式（2)所規(guī)定的范圍內(nèi)，可以無(wú)損第2衍射光學(xué)面的良好色像差校正功能地確保適當(dāng)?shù)?后焦距。
[0031] 條件式⑵中，以下所示的（2a)為更優(yōu)選的范圍。
[0032] (2a) -0. 05<r8/r7<0. 0
[0033] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（3)及（4)。
[0034] (3) -0. 07<f/ (V2 ·f2) +f/ (Vdl3 ·fdl3) <-〇. 02
[0035] (4)0. 0<f/fdl3<0.I
[0036] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、f2為第2透鏡的焦距、fdl3為第I衍射光學(xué) 面的焦距、V2為第2透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)、Vdl3為第1衍射光學(xué)面的對(duì)d線的阿貝數(shù)。
[0037] 條件式（3)規(guī)定第2透鏡的光焦度與第1衍射光學(xué)面的近軸的光焦度的關(guān)系，是 用于實(shí)現(xiàn)第1衍射光學(xué)面的良好的色像差校正的條件。超過(guò)條件式（3)的上限值時(shí)，用于 校正色像差的第2透鏡及第1衍射光學(xué)面的光焦度不足，難以進(jìn)行色像差校正。另一方面， 低于條件式（3)的下限值時(shí)，第2透鏡及第1衍射光學(xué)面的光焦度變得過(guò)度，此時(shí)也難以利 用第1衍射光學(xué)面進(jìn)行色像差校正。
[0038] 條件式（4)規(guī)定第1衍射光學(xué)面的近軸的光焦度的范圍，是與條件式（3)相互結(jié) 合用于實(shí)現(xiàn)良好的色像差校正的條件。超過(guò)條件式（4)的上限值時(shí)，軸上色像差變得校正 過(guò)度（相對(duì)于基準(zhǔn)波長(zhǎng)的色像差，短波長(zhǎng)的色像差向正方向增大），軸上色像差與倍率色像 差的平衡性破壞，難以進(jìn)行良好的色像差校正。另一方面，低于條件式（4)的下限值時(shí)，第 2透鏡的軸上色像差校正的負(fù)擔(dān)變得過(guò)大，此時(shí)也難以進(jìn)行良好的色像差校正。
[0039] 條件式⑷中，以下所示的（4a)為更優(yōu)選的范圍。
[0040] (4a) 0. 0<f/fdl3<0. 05
[0041] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（5)及（6)。
[0042] (5) -0. 07<f/ (V2 ·f2) +f/ (Vd4 ·fd4) <-〇. 02
[0043] (6)0. 0<f/fd4<0.I
[0044] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、f2為第2透鏡的焦距、fd4為第2衍射光學(xué) 面的焦距、V2為第2透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)、Vd4為第2衍射光學(xué)面的對(duì)d線的阿貝數(shù)。
[0045] 條件式（5)規(guī)定第2透鏡的光焦度與第2衍射光學(xué)面的近軸的光焦度的關(guān)系，是 用于實(shí)現(xiàn)第2衍射面的良好的色像差校正的條件。超過(guò)條件式（5)的上限值時(shí)，用于校正 色像差的第2透鏡及第2衍射光學(xué)面的光焦度不足，難以進(jìn)行色像差校正。另一方面，低于 條件式（5)的下限值時(shí)，第2透鏡及第2衍射光學(xué)面的光焦度變得過(guò)度，此時(shí)也難以進(jìn)行色 像差校正。
[0046] 條件式（6)規(guī)定第2衍射光學(xué)面的近軸的光焦度的范圍，是與條件式（5)相互結(jié) 合用于實(shí)現(xiàn)良好的色像差校正的條件。超過(guò)條件式（6)的上限值時(shí)，軸上色像差變得校正 過(guò)度（相對(duì)于基準(zhǔn)波長(zhǎng)的色像差，短波長(zhǎng)的色像差向正方向增大），軸上色像差與倍率色像 差的平衡性破壞，難以進(jìn)行良好的色像差校正。另一方面，低于條件式（6)的下限值時(shí)，第 2透鏡的軸上色像差校正的負(fù)擔(dān)變得過(guò)大，此時(shí)也難以進(jìn)行良好的色像差校正。
[0047] 條件式（6)中，以下所示的（6a)為更優(yōu)選的范圍。
[0048] (6a) 0. 0<f/fd4<0. 05
[0049] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（7)。
[0050] (7)0. 6〈TTL/2ih〈0. 9
[0051] 其中，TTL為拆下了濾光片類時(shí)的最靠物體側(cè)配置的光學(xué)元件的物體側(cè)的面至像 面為止的光軸上的距離、ih為最大像高。
[0052] 條件式（7)規(guī)定光學(xué)全長(zhǎng)與最大像高的關(guān)系。超過(guò)條件式（7)的上限值時(shí)，光學(xué)全 長(zhǎng)變得過(guò)長(zhǎng)，因此難以符合近年來(lái)要求的小型化的水平。另一方面，低于條件式（7)的下限 值時(shí)，光學(xué)全長(zhǎng)變得過(guò)短，難以進(jìn)行各像差的校正，并且構(gòu)成4枚透鏡的空間變得過(guò)窄。若 勉強(qiáng)地構(gòu)成為窄空間，則容易產(chǎn)生難以確保能夠制造的透鏡厚度、難以形成適當(dāng)?shù)姆乔蛎?形狀、制造時(shí)的誤差靈敏度變高等制造上的問(wèn)題。
[0053] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（8)。
[0054] (8)0. 5<fl/f<0. 8
[0055] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、Π為第1透鏡的焦距。
[0056] 條件式（8)將第1透鏡的焦距與整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距之比規(guī)定在適當(dāng)?shù)姆?圍，是用于抑制光學(xué)全長(zhǎng)的縮短化以及各像差的產(chǎn)生的條件。超過(guò)條件式（8)的上限值時(shí)， 第1透鏡的正的光焦度占整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的光焦度的比例變得過(guò)弱，雖然對(duì)降低透鏡的 制造誤差靈敏度有利，但不利于縮短光學(xué)全長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)小型化、薄型化。另一方面，低于條 件式（8)的下限值時(shí)，第1透鏡的正的光焦度占整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的光焦度的比例變得過(guò) 強(qiáng)，難以進(jìn)行像差校正，并且透鏡的制造誤差靈敏度變高，因此不優(yōu)選。
[0057] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（9)。
[0058] (9)-1. 50<f2/f<-0. 85
[0059] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、f2為第2透鏡的焦距。
[0060] 條件式（9)規(guī)定第2透鏡的負(fù)的光焦度相對(duì)于整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的光焦度的比 例，是用于在縮短攝像鏡頭的光學(xué)全長(zhǎng)的同時(shí)良好地校正色像差的條件。超過(guò)條件式（9) 的上限值時(shí)，第2透鏡的負(fù)的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，難以縮短光學(xué)全長(zhǎng)，并且色像差變得校正過(guò) 度（相對(duì)于基準(zhǔn)波長(zhǎng)的色像差，短波長(zhǎng)的色像差向正方向增大），難以獲得良好的成像性 能。另一方面，低于條件式（9)的下限值時(shí)，雖然有利于縮短光學(xué)全長(zhǎng)，但第2透鏡的負(fù)的 光焦度變得過(guò)弱，色像差變得校正不足（相對(duì)于基準(zhǔn)波長(zhǎng)的色像差，短波長(zhǎng)的色像差向負(fù) 方向增大）。此時(shí)，若利用衍射光學(xué)面來(lái)彌補(bǔ)色像差校正，則會(huì)導(dǎo)致環(huán)帶數(shù)的增加，制造的難 度增高，因此不優(yōu)選。
[0061] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（10)。
[0062] (10)0. 3<f3/f<0. 6
[0063] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、f3為第3透鏡的焦距。
[0064] 條件式（10)規(guī)定第3透鏡的正的光焦度相對(duì)于整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的光焦度的比 例，是用于在縮短攝像鏡頭的光學(xué)全長(zhǎng)的同時(shí)良好地校正球面像差及彗差的條件。超過(guò)條 件式（10)的上限值時(shí)，第3透鏡的正的光焦度變得過(guò)弱，難以縮短光學(xué)全長(zhǎng)。另一方面，低 于條件式（10)的下限值時(shí)，第3透鏡的正的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，雖然對(duì)縮短光學(xué)全長(zhǎng)有利，但 會(huì)導(dǎo)致球面像差、彗差增大，因此不優(yōu)選。
[0065] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選滿足以下的條件式（11)。
[0066] (11)-0. 6<f4/f<-0. 3
[0067] 其中，f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距、f4為第4透鏡的焦距。
[0068] 條件式（11)規(guī)定第4透鏡的負(fù)的光焦度相對(duì)于整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的光焦度的比 例，是用于在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)確保適當(dāng)?shù)暮蠼咕嗖⑦M(jìn)行良好的像差校正的條件。超過(guò)條 件式（11)的上限值時(shí)，第4透鏡的負(fù)的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，難以縮短光學(xué)全長(zhǎng)。另一方面，低 于條件式（11)的下限值時(shí)，第4透鏡的負(fù)的光焦度變得過(guò)弱，因此難以確保后焦距，并且難 以校正畸變及場(chǎng)曲。
[0069] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選，第1透鏡至第4透鏡的所有透鏡由塑料材料構(gòu) 成，各透鏡面全部由非球面形成。通過(guò)使所有的透鏡采用塑料材料，而易于制造，并且能夠 進(jìn)行低成本的大量生產(chǎn)。另外，為了校正色像差而采用具有異常色散特性的玻璃透鏡時(shí)，可 以預(yù)見到成像性能的提高，但對(duì)于要求低成本化的市場(chǎng)來(lái)說(shuō)并不優(yōu)選。在本實(shí)用新型中第2 透鏡采用高色散的聚碳酸酯類的塑料材料，第1透鏡、第3透鏡、第4透鏡分別采用低色散 的環(huán)烯烴類的塑料材料。此外，在所有的透鏡面形成適當(dāng)?shù)姆乔蛎鏁r(shí)易于抑制各像差，因此 可以使第1及第2衍射光學(xué)面的色像差校正功能更為有效。
[0070] 此外，本實(shí)用新型的攝像鏡頭優(yōu)選，在第1衍射光學(xué)面及第2衍射光學(xué)面形成的環(huán) 帶的數(shù)小于10。形成的環(huán)帶的數(shù)超過(guò)10時(shí)，自環(huán)帶的邊沿部的漫反射增大，從而導(dǎo)致對(duì)比 度的下降，無(wú)法獲得良好的成像性能。
[0071] 通過(guò)本實(shí)用新型，能夠獲得視場(chǎng)角較寬、明亮、小型且各像差得到良好校正的攝像 鏡頭，其與以往相比色像差被良好地校正且具備高成像性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0072] 圖1是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0073] 圖2是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0074] 圖3是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的像散的圖。
[0075] 圖4是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0076] 圖5是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0077] 圖6是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0078] 圖7是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0079] 圖8是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的像散的圖。
[0080] 圖9是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0081] 圖10是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0082] 圖11是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0083] 圖12是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0084] 圖13是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的像散的圖。
[0085] 圖14是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0086] 圖15是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0087] 圖16是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0088] 圖17是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0089] 圖18是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的像散的圖。
[0090] 圖19是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0091] 圖20是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0092] 圖21是表示實(shí)施例5的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0093] 圖22是表示實(shí)施例5的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0094] 圖23是表示實(shí)施例5的攝像鏡頭的像散的圖。
[0095] 圖24是表示實(shí)施例5的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0096] 圖25是表示實(shí)施例5的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0097] 圖26是表示實(shí)施例6的攝像鏡頭的概略構(gòu)成的圖。
[0098] 圖27是表示實(shí)施例6的攝像鏡頭的球面像差的圖。
[0099] 圖28是表示實(shí)施例6的攝像鏡頭的像散的圖。
[0100] 圖29是表示實(shí)施例6的攝像鏡頭的畸變的圖。
[0101]圖30是表示實(shí)施例6的攝像鏡頭的倍率色像差的圖。
[0102] 符號(hào)說(shuō)明
[0103] ST孔徑光闌
[0104] Ll第1透鏡
[0105] L2第2透鏡
[0106] L3第3透鏡
[0107] L4第4透鏡
[0108] IR濾光片
[0109] ih最大像尚
[0110] DOEl第1衍射光學(xué)面
[0111] DOE2第2衍射光學(xué)面

【具體實(shí)施方式】
[0112] 以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0113] 圖1、圖6、圖11、圖16、圖21、圖26分別表示本實(shí)施方式的實(shí)施例1?6所涉及的 攝像鏡頭的概略構(gòu)成圖。其基本的透鏡構(gòu)成相同，因此在此參照實(shí)施例1的概略構(gòu)成圖對(duì) 本實(shí)施方式的攝像鏡頭構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
[0114] 如圖1所示，本實(shí)施方式的攝像鏡頭從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来斡煽讖焦怅@ST、具 有正的光焦度的第1透鏡L1、具有負(fù)的光焦度的第2透鏡L2、具有正的光焦度的第3透鏡 L3、以及具有負(fù)的光焦度的第4透鏡L4構(gòu)成。在第3透鏡L3的物體側(cè)的面形成有第1衍 射光學(xué)面DOEl。此外，在第4透鏡L4的物體側(cè)的凹面形成有第2衍射光學(xué)面DOE2。另外， 第1衍射光學(xué)面DOEl只要形成在第1透鏡Ll至第3透鏡L3中的能夠提高衍射效率的一 個(gè)透鏡面即可。例如，在實(shí)施例3中形成在第1透鏡Ll的像面?zhèn)鹊拿妫趯?shí)施例4中形成 在第1透鏡Ll的物體側(cè)的面，在實(shí)施例6中形成在第2透鏡L2的像面?zhèn)鹊拿妗?br> [0115] 另外，第1透鏡Ll的物體側(cè)的面直接觸及用戶的眼睛，因此從產(chǎn)品的外觀出發(fā)，環(huán) 帶數(shù)越少越好。本實(shí)施方式中的實(shí)施例4是在第1透鏡Ll的物體側(cè)的面形成第1衍射光 學(xué)面的例子，環(huán)帶數(shù)為一個(gè)而極少，是不會(huì)成為產(chǎn)品的外觀上的問(wèn)題的程度。即使是這種環(huán) 帶數(shù)極少的衍射光學(xué)面，尤其是低像高的色像差也會(huì)得到良好的校正。并且，在第2衍射光 學(xué)面校正高像高的色像差，如圖11及圖12所示，色像差從低像高至高像高被良好地校正。
[0116] 此外，所有的透鏡以不接合的方式配置，所有的透鏡面由非球面形成，衍射光學(xué)面 D0E1、D0E2形成在非球面上。此外，在第4透鏡L4和像面頂之間配置有濾光片IR。另外， 該濾光片IR可以省略。
[0117] 第1透鏡Ll是物體側(cè)的面和像面?zhèn)鹊拿婢赏姑嫘纬傻碾p凸形狀的透鏡，第2透 鏡L2是物體側(cè)的面和像面?zhèn)鹊拿婢砂济嫘纬傻碾p凹形狀的透鏡，第3透鏡L3是物體側(cè) 的面為凹面、像面?zhèn)鹊拿鏋橥姑娴膹澰滦涡螤畹耐哥R，第4透鏡L4是在光軸X的附近物體 側(cè)的面和像面?zhèn)鹊拿婢砂济嫘纬傻碾p凹形狀的透鏡。
[0118] 另外，第1透鏡Ll及第2透鏡L2的形狀不限于本實(shí)施方式的形狀。第1透鏡Ll 只要是凸面朝向物體側(cè)且具有正的光焦度的透鏡即可，例如在制造誤差靈敏度不上升的范 圍內(nèi)也可以是凸面朝向物體側(cè)的彎月形形狀的透鏡。此外，第2透鏡L2也可以是凹面朝向 像面?zhèn)鹊膹澰滦涡螤畹耐哥R。
[0119] 此外，本實(shí)施方式的攝像鏡頭全部采用塑料材料，能夠以低成本大量生產(chǎn)。
[0120] 本實(shí)用新型的攝像鏡頭滿足以下的條件式。
[0121] (1)0. 0<r6/r7<0. 1
[0122] (2)-0.Kr8/r7<0. 0
[0123] (3) -0. 07<f/ (v2 ·f2) +f/ (vdl3 ·fdl3) <-〇. 02
[0124] (4)0. 0<f/fdl3<0.I
[0125] (5) -0. 07<f/ (v2 ·f2) +f/ (vd4 ·fd4) <-〇. 02
[0126] (6)0. 0<f/fd4<0.I
[0127] (7)0. 6<TTL/2ih<0. 9
[0128] (8)0. 5<fl/f<0. 8
[0129] (9)-1. 50<f2/f<-0. 85
[0130] (10)0. 3<f3/f<0. 6
[0131] (11)-0. 6<f4/f<-0. 3
[0132] 其中，
[0133] r6 :第3透鏡L3的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?br> [0134] r7 :第4透鏡L4的物體側(cè)的面的曲率半徑
[0135] r8 :第4透鏡L4的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃?br> [0136] f:整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距
[0137] €1:第1透鏡1^1的焦距
[0138] €2:第2透鏡1^2的焦距
[0139] €3:第3透鏡1^3的焦距
[0140] f4 :第4透鏡L4的焦距
[0141] fdl3 :第1衍射光學(xué)面DOEl的焦距
[0142] fd4 :第2衍射光學(xué)面D0E2的焦距
[0143] v2 :第2透鏡L2的對(duì)d線的阿貝數(shù)
[0144] Vdl3 :第1衍射光學(xué)面DOEl的對(duì)d線的阿貝數(shù)
[0145] Vd4 :第2衍射光學(xué)面D0E2的對(duì)d線的阿貝數(shù)
[0146] TTL:拆下了濾光片IR類時(shí)最靠物體側(cè)配置的光學(xué)元件的物體側(cè)的面至像面為止 的光軸上的距離
[0147] ih:最大像尚
[0148] 在本實(shí)施方式中，所有的透鏡面由非球面形成。這些透鏡面所采用的非球面形狀， 在設(shè)光軸方向的軸為Z、與光軸正交的方向的高度為Y、圓錐系數(shù)為K、非球面系數(shù)為A2i時(shí)， 通過(guò)數(shù)學(xué)式1來(lái)表示。
[0149] [數(shù)學(xué)式1]
[0150]

【權(quán)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(cè)朝向像面?zhèn)纫来斡赏姑娉蛭矬w側(cè)且具有正的光焦度的第1透鏡、凹面朝向 像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度的第2透鏡、凸面朝向像面?zhèn)惹覟閺澰滦涡螤畈⒕哂姓墓饨苟?的第3透鏡、以及在光軸附近凹面朝向物體側(cè)和像面?zhèn)惹揖哂胸?fù)的光焦度的第4透鏡構(gòu)成， 在上述第1透鏡至上述第3透鏡的任一面形成第1衍射光學(xué)面，在上述第4透鏡的物 體側(cè)的面形成第2衍射光學(xué)面， 在設(shè)第3透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖閞6、第4透鏡的物體側(cè)的面的曲率半徑為r7 時(shí)，滿足以下的條件式： 0.0<r6/r7<0. 1〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)第4透鏡的物體側(cè)的面的曲率半 徑為r7、第4透鏡的像面?zhèn)鹊拿娴那拾霃綖閞8時(shí)，滿足以下的條件式： -0. Kr8/r7<0. 0〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為f、 第2透鏡的焦距為f2、第1衍射光學(xué)面的焦距為fdl3、第2透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)為v 2、 第1衍射光學(xué)面的對(duì)d線的阿貝數(shù)為v dl3時(shí)，滿足以下的條件式： -0. 07<f/(v 2 ? f2)+f/(v dl3 ? fdl3)<-〇. 02 0.0<f/fdl3<0. l〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為 f、第2透鏡的焦距為f2、第2衍射光學(xué)面的焦距為fd4、第2透鏡的對(duì)d線的阿貝數(shù)為v 2、 第2衍射光學(xué)面的對(duì)d線的阿貝數(shù)為v d4時(shí)，滿足以下的條件式： -0.07<f/(v 2 ? f2)+f/(v d4 ? fd4)<-〇. 02 0.0<f/fd4<0. l〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)拆下了濾光片類時(shí)最靠物體側(cè) 配置的光學(xué)元件的物體側(cè)的面至像面為止的光軸上的距離為TTL、最大像高為ih時(shí)，滿足 以下的條件式： 0.6〈TTL/2ih〈0. 9。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為f、 第1透鏡的焦距為fl時(shí)，滿足以下的條件式： 0.5<fl/f<0. 8〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為f、 第2透鏡的焦距為f2時(shí)，滿足以下的條件式： -1.50<f2/f<-0. 85〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為f、 第3透鏡的焦距為f3時(shí)，滿足以下的條件式： 0?3〈f3/f〈0. 6〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于，在設(shè)整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距為f、 第4透鏡的焦距而f4時(shí)，滿足以下的條件式： -0?6〈f4/f〈-0. 3〇
【文檔編號(hào)】G02B13/06GK204256250SQ201420343000
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】鈴木久則 申請(qǐng)人:康達(dá)智株式會(huì)社