專(zhuān)利名稱(chēng)：固體攝像元件用攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型攝像裝置所使用的固體攝像元件用攝像鏡頭，該小型攝像裝置用于便攜終端、PDA (Personal Digital Assistance 個(gè)人數(shù)字助理)等小型且薄型的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
最近，隨著具備攝像裝置的便攜終端市場(chǎng)的擴(kuò)大，這些攝像裝置中逐漸搭載高像素?cái)?shù)且小型的固體攝像元件。對(duì)應(yīng)于這種攝像元件的小型化、高像素化，對(duì)于攝像鏡頭在分辨率和圖像品質(zhì)方面上要求更高性能，并且隨著其普及而要求低成本化。為了對(duì)應(yīng)高性能化的趨勢(shì)，由多個(gè)透鏡構(gòu)成的攝像鏡頭得以普及，近年來(lái)提出了與2個(gè)至3個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)相比能夠進(jìn)一步高性能化的4個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭。作為這樣的4個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)的攝像鏡頭，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了采用從物體側(cè)依次為孔徑光闌、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)高性能化的攝像鏡頭，其中，第一透鏡具有正的光焦度，第二透鏡具有負(fù)的光焦度，第三透鏡具有正的光焦度，第4透鏡的至少1面為非球面形狀。另外，在專(zhuān)利文件2中公開(kāi)了通過(guò)從物體側(cè)依次配置孔徑光闌、第一透鏡、彎月形的第二透鏡、彎月形的第三透鏡和彎月形的第四透鏡而實(shí)現(xiàn)高性能化的攝像鏡頭，其中，第一透鏡為雙凸形狀，具有正的光焦度；第二透鏡將凸面朝向物體側(cè)，具有負(fù)的光焦度；第三透鏡將凸面朝向像側(cè)，具有正的光焦度；第四透鏡將凸面朝向物體側(cè)，具有負(fù)的光焦度?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-33376號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利特開(kāi)2009-14899號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1以及專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的攝像鏡頭雖然通過(guò)4個(gè)透鏡的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)了高性能化，但不能充分對(duì)應(yīng)小型化、薄型化、或者不能充分校正各像差。本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的在于提供一種能夠縮短光程而小型化、 且能夠校正各像差而高性能、還能夠?qū)?yīng)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技術(shù)方案1的固體攝像元件用攝像鏡頭，其特征在于，從物體側(cè)依次具備第一透鏡、第二透鏡、彎月形的第三透鏡以及雙凹透鏡形狀的第四透鏡，其中，上述第一透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側(cè)，具有正的光焦度；上述第二透鏡在光軸附近將凹面朝向像側(cè)，具有負(fù)的光焦度；上述第三透鏡在光軸附近將凸面朝向像側(cè)，具有正的光焦度；上述第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)，滿足以下(1)和(2)的條件式-0. 95 < f2/f < -0. 5 (1)-0. 95 < f4/f < -0. 35 (2)其中，f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距；f2 第二透鏡的焦距；f4:第四透鏡的焦距。上述條件式(1)相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距規(guī)定第二透鏡的焦距范圍。在超出條件式
(1)的下限的情況下，第二透鏡的焦距過(guò)長(zhǎng)，難以校正軸上色像差。反之，在超出上限的情況下，難以校正球面像差、慧差。上述條件式(2)相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距規(guī)定第四透鏡的焦距范圍。在超出條件式
(2)的下限的情況下，第四透鏡的焦距變長(zhǎng)，無(wú)法縮短光程，不利于攝像鏡頭的小型化、薄型化。反之，在超出上限的情況下，難以確保軸外性能，并且在像高較低處的誤差靈敏度特性
T^ ο在技術(shù)方案2的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，孔徑光闌配置在上述第一透鏡的物體側(cè)。通過(guò)將孔徑光闌配置在第一透鏡的物體側(cè)，容易縮小CRA(Chief Ray Angle 主光線角)，容易在光量下降的像面的周邊部分確保光量。在技術(shù)方案3的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第四透鏡的物體側(cè)面為從透鏡中心部開(kāi)始到周邊部為止不具有拐點(diǎn)(inflection point)而均勻變化的非球面形狀。通過(guò)使第四透鏡的物體側(cè)面為不具有拐點(diǎn)而均勻變化的非球面形狀，能夠使面精度為更高精度來(lái)制造。另外，拐點(diǎn)是指曲率半徑的符號(hào)從負(fù)切換成正(或從正切換成負(fù)) 的非球面上的點(diǎn)。在技術(shù)方案4的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第四透鏡的像側(cè)面為從透鏡中心部開(kāi)始到周邊部為止具有至少一個(gè)拐點(diǎn)的非球面形狀。通過(guò)使第四透鏡的像側(cè)面為從透鏡中心部開(kāi)始到周邊部為止具有至少一個(gè)拐點(diǎn)的非球面形狀，能夠確保軸外性能、CRA。在技術(shù)方案5的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第四透鏡關(guān)于物體側(cè)和像側(cè)的曲率半徑，滿足以下(3)的條件式-0. 2 < r8/r7 < 0. 0 (3)其中，r7 第四透鏡物體側(cè)面的曲率半徑；r8 第四透鏡像側(cè)面的曲率半徑。上述條件式(3)用于規(guī)定第四透鏡的透鏡形狀。在超出條件式(3)的下限的情況下，第四透鏡的物體側(cè)面的負(fù)的光焦度過(guò)強(qiáng)，軸上性能和軸外性能失去平衡而難以確保性能。反之，在超出上限的情況下，第四透鏡的形狀成為彎月形，接近以往存在的透鏡結(jié)構(gòu)，與本發(fā)明的意圖不符。在技術(shù)方案6的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第一透鏡及上述第三透鏡滿足以下(4)和(5)的條件式0. 4 < fl/f < 0. 68 (4)0. 4 < f3/f < 0. 85 (5)其中，f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距；fl 第一透鏡的焦距；f3 第三透鏡的焦距。上述條件式(4)相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距規(guī)定第一透鏡的焦距范圍。在超出條件式
(4)的下限的情況下，第一透鏡的焦距過(guò)短，難以校正球面像差、慧差。反之，在超出上限的情況下，光程變長(zhǎng)。上述條件式(5)相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距規(guī)定第三透鏡的焦距范圍。在超出條件式
(5)的下限的情況下，第三透鏡的焦距過(guò)短，難以校正慧差、像散，誤差靈敏度較大，在制作時(shí)要求非常高的精度。反之，在超出上限的情況下，第三透鏡的光焦度不足，軸外像差的校正變得不充分。在技術(shù)方案7的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第一透鏡、上述第二透鏡及上述第三透鏡滿足以下(6)和(7)的條件式-0. 8 < fl/f2 < -0. 6 (6)-0. 9 < f3/f2 < -0· 4 (7)其中，fl 第一透鏡的焦距；f2 第二透鏡的焦距；f 3:第三透鏡的焦距。上述條件式(6)用于規(guī)定第一透鏡的焦距和第二透鏡的焦距之比。在超出條件式
(6)的下限的情況下，第二透鏡的焦距過(guò)短，而難以進(jìn)行像差校正。反之，在超出上限的情況下，第二透鏡的焦距過(guò)長(zhǎng)，而使軸上色像差、倍率色像差的校正不足。上述條件式(7)用于規(guī)定第三透鏡的焦距和第二透鏡的焦距之比。在超出條件式
(7)的下限的情況下，第三透鏡的焦距過(guò)長(zhǎng)，而使軸外像差的校正不足。反之，在超出上限的情況下，第三透鏡的焦距過(guò)短，而難以校正慧差、像散。在技術(shù)方案8的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第二透鏡為將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)的雙凹透鏡形狀，其曲率半徑滿足以下(8)的條件式-0. 3 < r4/r3 < 0. 0 (8)其中，r3 第二透鏡物體側(cè)面的曲率半徑；r4 第二透鏡像側(cè)面的曲率半徑。上述條件式(8)用于規(guī)定第二透鏡的透鏡形狀。在超出條件式(8)的下限的情況下，第二透鏡的物體側(cè)面的負(fù)的光焦度過(guò)強(qiáng)，成為誤差靈敏度高的面，從而成為生產(chǎn)性差的透鏡。反之，在超出上限的情況下，第二透鏡的形狀成為彎月形，接近以往存在的透鏡結(jié)構(gòu)， 與本發(fā)明的意圖不符。在技術(shù)方案9的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，關(guān)于上述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光程和焦距，滿足以下(9)的條件式1. 08 < L/f < 1. 23 (9)其中，L 從第一透鏡前表面到像面的距離；f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距。上述條件式(9)通過(guò)與焦距的關(guān)系來(lái)規(guī)定光程。在超出條件式(9)的下限的情況下，光程變得過(guò)短，各像差的校正變得困難，并且制作時(shí)的誤差靈敏度也變得過(guò)于嚴(yán)格。反之，在超出上限的情況下，光程變得過(guò)長(zhǎng)，有悖于攝像鏡頭的薄型化。在技術(shù)方案10的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第一透鏡、上述第二透鏡、上述第三透鏡和上述第四透鏡為至少一面采用非球面形狀、由樹(shù)脂材料制作的所謂塑料透鏡。通過(guò)使用價(jià)廉且生產(chǎn)效率良好的樹(shù)脂材料形成第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡，能夠低成本化，并且通過(guò)采用非球面還能夠?qū)崿F(xiàn)高性能化。在技術(shù)方案11的固體攝像元件用攝像鏡頭中，其特征在于，上述第二透鏡的物體側(cè)面具有至少一個(gè)反曲線點(diǎn)。在4個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)中，使第四透鏡具有遠(yuǎn)心特性(Telecentric)，并且在第二透鏡的物體側(cè)面設(shè)置反曲線點(diǎn)，從而能夠抑制慧差、像散等各像差。另外，反曲線點(diǎn)是指具有與光軸成直角的切平面的非球面上的點(diǎn)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將孔徑光闌配置成最靠向物體側(cè)并對(duì)4個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)的第四透鏡賦予以往的3個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)中所沒(méi)有的作用，而易于確保軸外性能。進(jìn)而，通過(guò)使至少1面為非球面形狀來(lái)配置第一透鏡、第二透鏡、彎月形的第三透鏡和雙凹透鏡形狀的第四透鏡，且使各透鏡的光焦度的分配最佳化，而能夠良好地校正各像差，并使透鏡高性能化、小型化，其中，第一透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側(cè)，具有正的光焦度；第二透鏡在光軸附近將凹面朝向像側(cè)，具有負(fù)的光焦度；第三透鏡在光軸附近將凸面朝向像側(cè)，具有正的光焦度；第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)。此外，通過(guò)使用樹(shù)脂材料，還可以低成本化。



圖1是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的截面圖。 圖2是表示實(shí)施例1的攝像鏡頭的各像差圖。 圖3是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的截面圖。 圖4是表示實(shí)施例2的攝像鏡頭的各像差圖。 圖5是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的截面圖。 圖6是表示實(shí)施例3的攝像鏡頭的各像差圖。 圖7是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的截面圖。 圖8是表示實(shí)施例4的攝像鏡頭的各像差圖。 圖9是表示放大了第二透鏡的主要部分的說(shuō)明圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
Ll第一透鏡；
L2第二透鏡；
L3第三透鏡；
L4第四透鏡；
S 孔徑光闌。
具體實(shí)施例方式下面，示出具體數(shù)值說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例1至實(shí)施例4構(gòu)成如下從物體側(cè)依次排列孔徑光闌S、第一透鏡Li、第二透鏡L2、第三透鏡L3及第四透鏡L4、平行平面玻璃IR、像面。此外，關(guān)于各實(shí)施例中的非球面的形狀，將面的頂點(diǎn)設(shè)為原點(diǎn)，將光軸方向取為Z 軸，將與光軸垂直的方向的高度設(shè)為h，而用以下的非球面式來(lái)表示。Z = (h2/r) / [1+ {1- (1+K) (h2/r2)}1/2] +A4h4+A6h6+A8h8+...其中，上述非球面式以及各實(shí)施例中使用的符號(hào)如下所示。Ai :i次非球面系數(shù)r:曲率半徑K:圓錐常數(shù)f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的焦距F :F 值(F number)d:軸上面間隔nd 透鏡材料對(duì)d線的折射率ν 透鏡材料的阿貝數(shù)另外，在下面(包括表的透鏡數(shù)據(jù))，將10的指數(shù)(例如，4.5X10_°4)使用E(例如，4. 5E-04)來(lái)表示，透鏡數(shù)據(jù)的面序號(hào)是將第一透鏡的物體側(cè)作為1面而依次賦予的序號(hào)。實(shí)施例1關(guān)于實(shí)施例1的攝像鏡頭，將數(shù)值數(shù)據(jù)示于表1。另外，圖1是攝像鏡頭的截面圖， 圖2是各像差圖。[表1]f = 4. 559 F = 2. 8
權(quán)利要求
1.一種攝像鏡頭，其特征在于，為固體攝像元件用的攝像鏡頭，從物體側(cè)依次具備第一透鏡、第二透鏡、彎月形的第三透鏡以及雙凹透鏡形狀的第四透鏡，其中，上述第一透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側(cè)，具有正的光焦度；上述第二透鏡在光軸附近將凹面朝向像側(cè)，具有負(fù)的光焦度；上述第三透鏡在光軸附近將凸面朝向像側(cè)， 具有正的光焦度；上述第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)， 滿足以下⑴和⑵的條件式 -0. 95 < f2/f < -0. 5 (1) -0. 95 < f4/f < -0· 35 (2) 其中，f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距； f2 第二透鏡的焦距； f4:第四透鏡的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于， 孔徑光闌配置在上述第一透鏡的物體側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第四透鏡的物體側(cè)面為從透鏡中心部開(kāi)始到周邊部為止不具有拐點(diǎn)而均勻變化的非球面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第四透鏡的像側(cè)面為從透鏡中心部開(kāi)始到周邊部為止具有至少一個(gè)拐點(diǎn)的非球面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于， 上述第四透鏡關(guān)于物體側(cè)和像側(cè)的曲率半徑，滿足以下(3)的條件式 -0. 2 < r8/r7 < 0. 0 (3)其中，r7 第四透鏡物體側(cè)面的曲率半徑； r8 第四透鏡像側(cè)面的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于， 上述第一透鏡及上述第三透鏡滿足以下(4)和(5)的條件式 0. 4 < fl/f < 0. 68 (4)0. 4 < f3/f < 0. 85 (5) 其中，f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距； fl 第一透鏡的焦距； f3 第三透鏡的焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第一透鏡、上述第二透鏡及上述第三透鏡滿足以下(6)和(7)的條件式 -0. 8 < fl/f2 < -0. 6 (6) -0. 9 < f3/f2 < -0· 4 (7) 其中，fl 第一透鏡的焦距； f2 第二透鏡的焦距； f3 第三透鏡的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第二透鏡為將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)的雙凹透鏡形狀，其曲率半徑滿足以下(8) 的條件式-0. 3 < r4/r3 < 0. 0 (8) 其中，r3 第二透鏡物體側(cè)面的曲率半徑； r4 第二透鏡像側(cè)面的曲率半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于， 關(guān)于上述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光程和焦距，滿足以下(9)的條件式 1. 08 < L/f < 1. 23 (9)其中，L 從第一透鏡前表面到像面的距離； f 整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于，上述第一透鏡、上述第二透鏡、上述第三透鏡和上述第四透鏡為至少一面采用非球面形狀、由樹(shù)脂材料制作的所謂塑料透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的攝像鏡頭，其特征在于， 上述第二透鏡的物體側(cè)面具有至少一個(gè)反曲線點(diǎn)。
全文摘要
提供一種價(jià)廉、生產(chǎn)效率高且良好地校正了各像差的、獲得高分辨率、高品質(zhì)的圖像的小型的攝像鏡頭。從物體側(cè)依次具備孔徑光闌、第一透鏡(L1)、第二透鏡(L2)、彎月形的第三透鏡(L3)以及雙凹透鏡形狀的第四透鏡(L4)，其中，第一透鏡在光軸附近將凸面朝向物體側(cè)，具有正的光焦度；第二透鏡在光軸附近將凹面朝向像側(cè)，具有負(fù)的光焦度；第三透鏡在光軸附近將凸面朝向像側(cè)，具有正的光焦度；第四透鏡在光軸附近將凹面朝向物體側(cè)和像側(cè)，在設(shè)f為整個(gè)攝像鏡頭系統(tǒng)的合成焦距、f2為第二透鏡的焦距、f4為第四透鏡的焦距時(shí)，滿足以下的條件式(1)和(2)-0.95＜f2/f＜-0.5條件式(1)、-0.95＜f4/f＜-0.35條件式(2)。
文檔編號(hào)G02B13/18GK102439504SQ20108002244
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者伊勢(shì)善男, 橋本雅也 申請(qǐng)人:康達(dá)智株式會(huì)社