攝像透鏡和攝像裝置制造方法及圖紙

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種成像透鏡和成像裝置。更具體地，本專利技術涉及適合于諸如數字照像機或配備了相機的便攜電話裝置的小型成像裝置的成像透鏡和使用該成像透鏡的成像裝置，該小型成像裝置使用固態成像元件，諸如CCD (電荷耦合器件)或CMOS (互補金屬氧化物半導體)。
技術介紹
一般已知諸如配備了相機的便攜電話裝置和數字照像機的成像裝置，該成像裝置使用大約3-5百萬像素固態成像硬件，諸如CXD或CMOS，并且在其上安裝了光圈Fno大約為2.8的成像透鏡。 現在要求這樣的成像裝置在尺寸上更小，并且，要求在那些成像裝置上安裝的成像透鏡具有比以前更小的尺寸和更短的光學總長。近些年來，在諸如配備了相機的便攜電話裝置的小型成像裝置中，成像元件已經變得更小，并且變得能夠處理較大數量的像素。幾乎等同于數字照像機的具有高像素成像元件的模型已經變得普遍。因此，要求在小型成像裝置上安裝的成像透鏡具有適合于這樣的高像素固態成像裝置的高透鏡性能。而且，存在對于具有更亮的光圈Fno的透鏡的需要，以防止由于在暗處拍攝圖像時引起的噪聲導致的圖像質量變差。這樣的小型和高性能成像透鏡的每個需要具有四透鏡結構或具有更多透鏡的結構(例如，參見專利文件I至5)。引用列表專利文件專利文件I :日本公開專利申請No. 2004-4566專利文件2 :日本公開專利申請No. 2002-365530專利文件3 :日本公開專利申請No. 2006-293324專利文件4 :日本公開專利申請No. 2009-294527專利文件5 :日本公開專利申請No. 2010-2643
技術實現思路
在專利文件I中公開的傳統透鏡具有三透鏡結構，該結構在縮短光學總長上是最有益的結構。然而，近些年來，存在對于具有高分辨能力和小色(像)差的透鏡的需求，因為成像元件涉及大量的像素。為了實現該兩個特征，具有三透鏡結構的透鏡沒有足夠的透鏡來校正像差，并且難以使用這樣的三透鏡結構來實現期望的光學性能。在專利文件2中公開的傳統透鏡具有四透鏡結構。該傳統透鏡以優選的方式來校正各種像差，但是其光學總長太長，不能實現小尺寸。而且，在專利文件2中公開的透鏡中，第一透鏡的光焦度和第二透鏡的光焦度很強。因為第二透鏡的光焦度特別強，所以在制造上的靈敏度很高，導致生產率的降低。而且，在專利文件2中公開的透鏡中，存在當因為第一透鏡的強光焦度導致使得光圈Fno更亮時出現的球面像差和彗形像差的大的不利影響，并且，特別難以保持在外圍部分的高性能。在專利文件3中公開的傳統透鏡具有四透鏡結構，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透鏡的總長太大，不能實現小尺寸。而且，在專利文件3中公開的透鏡中，第三透鏡的兩個表面具有凸形狀。因此，難以使用該透鏡來校正像差，并且在制造上的靈敏度高。而且，當外圍光束被專利文件3中公開的透鏡全反射時，全反射的外圍光束被另一個表面進一步反射，并且進入成像元件。結果，幻像可能形成，并且顯著地使得圖像質量變差。在專利文件4中公開的傳統透鏡具有五透鏡結構，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透鏡的總長也太大，不能實現小尺寸。一般，通過向具有四透鏡結構的透鏡加上校正透鏡來形成在專利文件4中公開的這個透鏡。如果光學總長縮短，則第一透鏡的光焦度變得太強。結果，不能成功地校正當使得光圈Fno更亮時在第一透鏡中出現的諸如球面·像差或彗形像差的像差。在專利文件5中公開的傳統透鏡有具有高水平的像差校正能力的五透鏡結構。然而，第一透鏡相對于整個系統的焦距的光焦度弱，并且不可能實現在尺寸和高度(厚度)上的有效減小。已經根據上面的情況作出了本專利技術，并且本專利技術提出一種很小和薄的成像透鏡和成像裝置，該成像透鏡實現高得足以用于具有8百萬像素或更多的高像素成像元件的光學性能。為了解決上面的問題，本專利技術的成像透鏡以從物體側起的下述順序包括孔徑光闌(aperture stop);第一透鏡，其具有正光焦度；第二透鏡，其具有正或負光焦度；第三透鏡，其具有負光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負光焦度。成像透鏡滿足下面的條件表達式(I)和(2)W0.3〈f1/|f3|〈3.0^&(2)-0. 3<^/^<4. 5其中:第一透鏡的焦距，f2 :第二透鏡的焦距，以及f3:第三透鏡的焦距。而且，在成像透鏡中，滿足下面的條件表達式(3)(3) (Vd^Vd2)/2-vd3>20其中Vd1 :第一透鏡的阿貝數，Vd2 :第二透鏡的阿貝數，以及Vd3 :第三透鏡的阿貝數。在成像透鏡中，整個透鏡系統的焦距和第五透鏡的焦距之間的關系滿足下面的條件表達式(4)(4) O. 5〈 I f51 /f<4. O其中f :整個透鏡系統的焦距，以及f5 :第五透鏡的焦距。這個成像透鏡的基本特征在于，以從物 體側起的下述順序來提供孔徑光闌；第一透鏡，其具有正光焦度；第二透鏡，其具有正或負光焦度；第三透鏡，其具有負光焦度;第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負光焦度，并且，在整個透鏡系統中，正光焦度是向前的。在成像透鏡中，如果將光學總長縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結構的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實現較高的圖像質量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當尺寸增大并且光圈變大時變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結構的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數量增加二個。利用在成像透鏡中的該布置，通過第二透鏡來抑制已經在第一透鏡中出現的球面像差和彗形像差，并且也可以通過兩個新形成的校正平面來校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經在第一透鏡和第二透鏡中出現的色(像)差(chromatic aberration)可以被第三透鏡抵消。在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面側具有凹表面。因此，即使當離軸光束被凹表面全反射時，全反射的離軸光束漫射到透鏡外圍部分，并且被防止直接進入諸如CCD或CMOS的固態成像元件。因此，可以防止幻像的形成。而且，在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面側上具有凹表面，以有效地校正場曲和彗形像差。而且，在成像透鏡中，第四透鏡有具有正光焦度的彎月形狀，以有效地校正像差，特別是場曲和像散。而且，在成像透鏡中，第五透鏡在光軸附近具有負光焦度。并且因此在校正像差，特別是場曲上有效。第五透鏡也在外圍部分處具有凸表面，并且因此在校正像散和畸變中有效。對于這個成像透鏡指定的條件表達式(I)涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當光焦度分配。絕對值被用作第三透鏡的焦距，因為第三透鏡具有負光焦度。如果未達到由條件表達式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強。結果，球面像差(spherical aberration)和離軸彗形像差(coma aberration)出現增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過由條件表達式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度(power)變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執行適當的消色。結果，不能保持對于高像素成像元件足夠高的光學性能。而且，在其本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：岡野英曉，
申請(專利權)人：索尼公司，
類型：
國別省市：