攝像鏡頭制造技術

本發明專利技術提供一種適于小型且高密度像素的攝像元件并適當地校正了像差的、高畫質、低成本、小型的攝像鏡頭。從物體側依次由第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡構成，由非球面形成所有透鏡的兩面，并且在第1透鏡的物體側的面到第3透鏡的物體側的面中的任一個面上形成發揮色像差校正功能的衍射光學面，由塑料材料構成所有透鏡。

【技術實現步驟摘要】
攝像鏡頭
本專利技術涉及在CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件）傳感器、CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互補金屬氧化物半導體）傳感器等攝像元件上形成被攝體的像的攝像鏡頭，尤其涉及搭載于移動電話等移動信息終端（PDA：PersonalDigitalAssistant，個人數字助理）上的小型攝像鏡頭。
技術介紹
近年來，絕大多數移動電話上搭載有相機功能。最近，還出現了搭載有匹敵數字靜物相機（digitalstillcamera）的高分辨率的相機功能的移動電話。此外，實現這種相機功能的攝像裝置對應于移動電話的小型化、薄型化的要求而日益小型化。組裝在攝像裝置中的攝像鏡頭也必然被強烈要求小型化。此外，還強烈要求實現了能夠充分適用于攝像元件的高像素化、高分辨率化的高光學性能的攝像鏡頭。隨著攝像元件的小型化、高像素化，像素尺寸日益微細化、高密度化。最近，提出了像素間距低于1.4微米的攝像元件。對與這種攝像元件相對應的攝像鏡頭要求的性能，只是像差小并不足夠。因為還強烈要求具有充分的分辨率的明亮的光學系統、即鏡頭的大孔徑比化。以往，多提出了3枚構成的攝像鏡頭，但為了適用于上述攝像元件，也提出了4枚構成、5枚構成的攝像鏡頭。例如，專利文獻1所公開的攝像鏡頭從物體側開始依次由物體側的面為凸形狀的正的第1透鏡、凹面朝向像面側的負的彎月形的第2透鏡、凸面朝向像面側的正的彎月形的第3透鏡、以及兩面為非球面形狀且像面側的面在光軸附近為凹形狀的正或負的第4透鏡構成。在該構成中，通過將第1透鏡和第2透鏡的阿貝數設定在優選的范圍內，可獲得軸上色像差和倍率色像差的校正效果；通過將第2透鏡和第1透鏡的焦距之比以及第3透鏡和第4透鏡的焦距之比設定在優選的范圍內，可確保遠心（telecentric）特性并進行軸上色像差和倍率色像差的校正，同時確保整個鏡頭系統的小型化。此外，專利文獻2、專利文獻3所公開的攝像鏡頭通過成為5枚構成而解決了4枚構成的問題點，提出了實用的鏡頭。專利文獻專利文獻1：日本特開2007-219079號公報專利文獻2：日本特開2007-264180號公報專利文獻3：日本特開2010-197665號公報
技術實現思路
根據專利文獻1，能夠獲得比較良好的像差。但是，為了在對應于上述的小型化、高密度化的攝像元件的同時獲得充分的分辨率，要求F/2.4左右的大的孔徑比。在專利文獻1中，光學全長(totaltracklength:TTL)較長，因此難以小型化。此外，難以在確保大孔徑比的同時實現良好的像差校正。專利文獻2和專利文獻3解決了4枚構成的攝像鏡頭的問題而提出了實用的鏡頭，但攝像鏡頭的構成枚數較多，因此不利于低成本化。此外，由于多使用制造公差靈敏的透鏡，因此在制造成本方面也不利。進而，多用玻璃材料從而也不利于低成本化。此外，在專利文獻2和專利文獻3中，若為了低成本化而選擇塑料透鏡，則材料的選項極少，因此存在難以兼顧色像差校正以及其他像差校正的問題。本專利技術鑒于上述現有技術的問題，其目的在于提供一種與近年來的移動電話的薄型化相對應、小型、有效地校正色像差且良好地校正其他各像差、大孔徑比且高性能的攝像鏡頭。為了解決上述問題，在本專利技術中，從物體側依次配置第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡而構成，由非球面形成所有透鏡的兩面，并且在第1透鏡的物體側的面到第3透鏡的物體側的面中的任一個面上形成發揮色像差校正功能的衍射（diffraction）光學面，由塑料材料構成所有透鏡。通過上述構成，能夠良好地校正各像差，并且通過在最適當的面上形成衍射光學面，而實現了色像差的良好校正。衍射光學面由產生以光程差函數定義的光程差的起伏（relief）構成。相對于通常的玻璃材料的e線中的阿貝數為25至80，衍射光學面的e線的阿貝數約為-3.3、具有以負號示出約大一位的色散(dispersion)的性質。為了校正色像差，已知的是至少組合兩種色散不同的材料，但通過進一步在適當的面上形成衍射光學面，能夠更有效地實現色像差校正。在未使用衍射光學面的一般的鏡頭系統中，通常將用于色像差校正的高色散材料的透鏡配置在靠近孔徑光闌的位置。同樣，通過將衍射光學面也配置在靠近孔徑光闌的位置，對軸上和軸外的色像差的校正有效。在本專利技術中，在第1透鏡的物體側的面到第3透鏡的物體側的面中的任一個面上形成衍射光學面。本專利技術的透鏡構成中，為了獲得色像差的校正效果，使第2透鏡的光焦度為負并且采用色散大的材料。但是，僅通過材料的組合，校正效果有限，怎么都會有色像差殘存。因此，本專利技術為了有效地降低該殘存的色像差，而將衍射光學面形成在鏡頭系統的最適當的位置，能夠良好地校正軸上和軸外色像差。此外，在本專利技術中，為了制造的容易性和低成本化，用塑料材料構成所有的透鏡。眾所周知，在光學系統中能夠選擇的塑料材料有限制。即，無法對塑料材料要求如玻璃材料那樣的高折射率及低色散的特性。以往，使所有透鏡為塑料材料時，難以同時全部校正各像差、場曲(fieldcurvature)以及色像差。在本專利技術中，衍射光學面起到適當校正色像差的作用，從而易于進行色像差以外的各像差的校正。因此，即使所有的透鏡都采用塑料材料，也可以實現像差被良好校正的低成本的攝像鏡頭。上述構成的攝像鏡頭，第1透鏡為雙凸透鏡，第2透鏡為雙凹透鏡，第3透鏡為凹面朝向物體側的、具有正光焦度的彎月形透鏡，第4透鏡為雙凹透鏡，將孔徑光闌配置在第1透鏡的物體側的面上。對使第1透鏡為雙凸透鏡的效果進行說明。第3透鏡、第4透鏡位于成像面附近，因此成像于光軸上的光線的通過區域狹窄，對軸上色像差校正的參與較小。因此，軸上色像差的校正變成由第1透鏡和第2透鏡進行，必然需要將第1透鏡的光焦度設定得較強。在此，為了將第1透鏡的球面像差的產生以及公差靈敏度抑制得較低并平衡性良好地校正其他像差，使第1透鏡為雙凸形狀較為有效。此外，第2透鏡為雙凹透鏡，在進行色像差校正的同時對像散(astigmatism)和慧差的校正起到了較大的作用。優選第2透鏡的物體側的面的曲率半徑比像側的面大。由此，能夠有效地校正倍率的色像差、軸外的各像差。但是，另一方面相對于大孔徑比化、廣視場角化、光學全長縮短化，若將第2透鏡的物體側的面設定成比像側的面大的曲率半徑，存在軸外像差惡化的傾向。此外，第2透鏡的像側的面的負的光焦度若變得過強，則存在公差靈敏度嚴格的傾向。在本專利技術中通過將衍射光學面形成在適當的位置而解決了這些問題。此外，使第3透鏡為物體側的面為凹面的具有正光焦度的彎月形透鏡，使第4透鏡為具有負光焦度的雙凹透鏡，從而實現了光學全長的縮短化并良好地校正了與軸外光學相關的各像差。通過使第3透鏡為凹面朝向物體側的具有正光焦度的彎月形透鏡，能夠在維持適當的后焦距的同時抑制光學全長的增大。此外，通過使第4透鏡為雙凹形狀的透鏡，確保了畸變的降低以及入射到攝像元件的主光線角度的遠心特性。進而，通過將孔徑光闌配置在第1透鏡的物體側的面上，能夠將入射到攝像元件的主光線角度抑制在一定的范圍內。此外，上述構成的攝像鏡頭的特征在于，滿足以下的條件式：(1)0.83<f/f12<1.04(2)-0.05<f/f34<0.08(3)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，從物體側依次配置第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡而構成，由非球面形成所有透鏡的兩面，并且在第1透鏡的物體側的面到第3透鏡的物體側的面中的任一個面上形成發揮色像差校正功能的衍射光學面，由塑料材料構成所有透鏡。

【技術特征摘要】
2011.06.30 JP 2011-1466491.一種攝像元件用的攝像鏡頭，其特征在于，從物體側依次配置第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡而構成，上述第1透鏡為雙凸透鏡，上述第2透鏡為雙凹透鏡，上述第3透鏡為凹面朝向物體側的、具有正光焦度的彎月形透鏡，上述第4透鏡為雙凹透鏡，由非球面形成所有透鏡的兩面，并且在第1透鏡的物體側的面到第3透鏡的物體側的面中的任一個面上形成發揮色像差校正功能的衍射光學面，由塑料材料構成所有透鏡，并滿足以下的條件式(1)～(4)：(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鈴木久則，松岡和雄，
申請(專利權)人：康達智株式會社，
類型：發明
國別省市：