具体实施方式
以下,参照附图对将本发明具体化了的一个实施方式进行详细说明。
图1、图4、图7、图10及图13是分别表示本实施方式的数值实施例1~5的摄像镜头的概略结构的截面图。由于任何数值实施例的基本的镜头结构都相同,因此这里参照数值实施例1的概略截面图对本实施方式的摄像镜头的镜头结构进行说明。
如图1所示,本实施方式的摄像镜头的构成为,从物体侧朝向像面侧依次排列有:具有正光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有正光焦度的第三透镜L3、具有负光焦度的第四透镜L4、具有负光焦度的第五透镜L5而构成。在第五透镜L5和像面IM之间配置有红外线截止滤光器或保护玻璃等滤光器10。滤光器10也可以省略。此外,在本实施方式的摄像镜头中,在第一透镜L1的物体侧的面上设有孔径光阑。
在本实施方式的摄像镜头中,第一透镜L1的阿贝数νd1及从第三透镜L3至第五透镜L5的各透镜的阿贝数νd3~νd5大于45,第二透镜L2的阿贝数νd2小于35。即、第一透镜L1及第二透镜L2通过低色散(dispersion)的材料和高色散的材料的组合而构成、从第三透镜L3至第五透镜L5的各透镜由低色散的材料形成。通过这样的阿贝数的排列,在第一透镜L1中发生的色像差由第二透镜L2修正,并且通过从第三透镜L3至第五透镜L5的各透镜而得到良好的修正。另外,第一透镜L1~第五透镜L5的五枚透镜中有四枚透镜由低色散的材料形成,因此可适当地抑制色像差的发生自身。此外,具体地说,优选将第一透镜L1~第五透镜L5的各透镜的阿贝数νd1~νd5抑制在由以下各条件式所示的范围内。数值实施例1~5的摄像镜头满足以下各条件式。
45<νd1<85
νd2<35
45<νd3<85
45<νd4<85
45<νd5<85
在本实施方式的数值实施例1~5的摄像镜头中,第一透镜L1及从第三透镜L3至第五透镜L5的各透镜的阿贝数相同,各透镜由同一塑料材料形成。因此可适当地实现摄像镜头的生产性的提高及制造成本的降低。
另外,从第一透镜L1至第五透镜L5的各透镜满足以下条件式(1)及(2)。
f1<f3而且|f2|<f3(1)
f3<|f4|而且|f2|<|f5|(2)
其中:
f1:第一透镜L1的焦距
f2:第二透镜L2的焦距
f3:第三透镜L3的焦距
f4:第四透镜L4的焦距
f5:第五透镜L5的焦距
这样,在本实施方式的摄像镜头中,配置在摄像镜头的物体侧的第一透镜L1及第二透镜L2的光焦度比其他三枚透镜的光焦度强。由此,实现摄像镜头的小型化的同时,由第一透镜L1及第二透镜L2发生的各像差通过光焦度弱的从第三透镜L3至第五透镜L5的各透镜而得到适当地修正。
在上述结构的摄像镜头中,第一透镜L1形成为,物体侧的面的曲率半径R1及像面侧的面的曲率半径R2均为正的形状、即在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。此外,第一透镜L1的形状并不限定于这种在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状,只要是物体侧的面的曲率半径R1为正的形状即可。具体地说,作为第一透镜L1的形状,也可以采用曲率半径R1为正而曲率半径R2为负的形状、即在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。
第二透镜L2形成为,物体侧的面的曲率半径R3及像面侧的面的曲率半径R4均为正,在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。另外,第二透镜L2以满足以下条件式(3)及(5)的方式形成。该第二透镜L2和上述第一透镜L1如上所述,在镜头系统中都是光焦度强的透镜。在本实施方式中,这些第一透镜L1及第二透镜L2满足以下的条件式(4)。通过满足条件式(4),可将整个镜头系统的佩兹瓦尔和(Petzvalsum)抑制在零附近,将像散、像面弯曲及色像差可平衡良好地抑制在理想的范围内。
-1.8<f2/f<-0.8(3)
-1.0<f1/f2<-0.4(4)
1.5<R2f/R2r<6.0(5)
其中:
R2f:第二透镜L2的物体侧的面的曲率半径
R2r:第二透镜L2的像面侧的面的曲率半径
为了进一步良好地修正各像差,优选满足以下的条件式(4A)。数值实施例1~5的摄像镜头满足该条件式(4A)。
-0.7<f1/f2<-0.4(4A)
另一方面,第三透镜L3形成为,物体侧的面的曲率半径R5为正、像面侧的面的曲率半径R6为负的形状,且在光轴X的附近成为双凸透镜的形状。此外,第三透镜L3的形状并不限定于在光轴X的附近成为双凸透镜的形状,只要是物体侧的面的曲率半径R5为正的形状即可。数值实施例1~3是第三透镜L3的形状为在光轴X的附近成为双凸透镜的例子,数值实施例4及5是第三透镜L3的形状为在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的例子。
第三透镜L3满足以下的条件式(6)。由此,各像差得到更加良好的修正。数值实施例1~5的摄像镜头满足该条件式(6)。
5.0<f3/f<20.0(6)
第四透镜L4形成为,物体侧的面的曲率半径R7及像面侧的面的曲率半径R8均为负的形状、即在光轴X的附近成为将凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状。如上所述,第二透镜L2形成为,在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。通过使第四透镜L4形成为在光轴X的附近成为将凹面朝向物体侧的弯月透镜的形状,则第二透镜L2及第四透镜L4相互以使凹面朝向第三透镜L3的方式配置。因此,由第一透镜L1发生的各像差可通过从第二透镜L2至第四透镜L4的负正负的光焦度的排列、以及第二透镜L2及第四透镜L4的各透镜面的形状而得到适当地修正。
上述第三透镜L3和该第四透镜L4主要担负修正各像差的功能。在本实施方式的摄像镜头中,通过将第三透镜L3及第四透镜L4的各透镜面的凹下量抑制在一定范围内而可良好地修正各像差。具体地说,在将第三透镜L3的物体侧的面的最大有效直径设为φ3A、将像面侧的面的最大有效直径设为φ3B、将第四透镜的物体侧的面的最大有效直径设为φ4A、将像面侧的面的最大有效直径设为φ4B、将这些面的最大有效直径φ3A~φ4B的直到70%的凹下量(sagittalheight)的最大值的绝对值设为Z0.7时,优选满足以下的条件式(7)。数值实施例1~5的摄像镜头满足该条件式(7)。
Z0.7/f<0.1(7)
第三透镜L3及第四透镜L4通过将最大凹下量抑制在不足条件式(7)的上限值,由于光轴X的方向的厚度变得大致均匀,因而成为弯曲程度小的形状。通过这样的透镜形状,各像差得到更加良好的修正。再有,对于由制造摄像镜头时产生的偏心(光轴偏移)或倾斜等引起的成像性能的劣化的敏感度、所谓制造误差灵敏度降低。另外,由于光轴X的方向的厚度变得大致均匀,因从提高了制造上的加工性,抑制了摄像镜头的制造成本。此外,这里,凹下量是指,在各面中,在从与光轴X正交的切平面至该面的与光轴X平行方向的距离。
这里,从第二透镜L2至第四透镜L4的各透镜满足以下条件式(8)及(9)。由此,各像差得到良好的修正。另外,由于确保轴外光线的最大射出角度较小,因此可抑制阴影现象的发生。
5.0<f34/f<25.0(8)
0.3<dA/dB<1.5(9)
其中:
f34:第三透镜L3和第四透镜L4的合成焦距
dA:从第二透镜L2的像面侧的面至第三透镜L3的物体侧的面的光轴上的距离
dB:从第三透镜L3的像面侧的面至第四透镜L4的物体侧的面的光轴上的距离
第五透镜L5形成为,物体侧的面的曲率半径R9及像面侧的面的曲率半径R10均为正的形状,在光轴X的附近成为将凸面朝向物体侧的弯月透镜的形状。另外,该第五透镜L5的像面侧的面形成为在光轴X的附近成为在物体侧为凸形状且在周边部在物体侧成为凹形状的非球面形状。通过第五透镜L5的这种形状,可适当地抑制从摄像镜头出射的光向像面IM的入射角。
此外,不必全部满足上述条件式(1)~(9)及(4A),通过单独地满足上述各条件式的每个,能够分别得到与各条件式对应的作用效果。
在本实施方式中,以非球面形成各透镜的透镜面。这些透镜面所采用的非球面形状,在将光轴方向的轴设为Z、将与光轴正交的方向的高度设为H、圆锥系数设为k、将非球面系数设为A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16时,由下式表示。
(式1)
下面,表示本实施方式的摄像镜头的数值实施例。在各数值实施例中,f表示整个镜头系统的焦距、Fno表示F值(Fnumber)、ω表示半画角。另外,i表示从物体侧开始计数的面编号,R表示曲率半径,d表示光轴X上的透镜面之间的距离(面间隔),Nd表示对于d线(本实施方式的基准波长)的折射率,νd表示对于d线的阿贝数。还有,对于非球面的面,在面编号i后附加*(星号)符号来表示。
数值实施例1
以下表示基本的镜头数据。
f=3.75mm、Fno=2.4、ω=34.2°
非球面数据
第1面
k=0.000,A4=-2.232E-03,A6=-4.156E-02,A8=1.146E-01,A10=-1.020E-01
第2面
k=0.000,A4=-2.852E-01,A6=7.759E-01,A8=-9.391E-01,A10=3.755E-01
第3面
k=0.000,A4=-3.709E-01,A6=1.044,A8=-1.322,A10=6.076E-01
第4面
k=0.000,A4=-1.733E-01,A6=5.688E-01,A8=-7.018E-01,A10=3.827E-01
第5面
k=0.000,A4=-2.063E-01,A6=1.702E-01,A8=-1.919E-01,A10=1.962E-01,
A12=-3.889E-02,A14=-7.757E-02,A16=7.712E-02
第6面
k=0.000,A4=-1.502E-01,A6=7.633E-02,A8=-2.745E-01,A10=4.997E-01,
A12=-4.127E-01,A14=1.599E-01,A16=-1.374E-02
第7面
k=0.000,A4=3.640E-01,A6=-4.621E-01,A8=3.053E-01,A10=-1.135E-01,
A12=-4.504E-03,A14=1.468E-02,A16=-2.511E-03
第8面
k=0.000,A4=7.839E-02,A6=3.330E-02,A8=-7.131E-02,A10=3.114E-02,
A12=-7.637E-03,A14=1.613E-03,A16=-2.096E-04
第9面
k=-1.189,A4=-4.505E-01,A6=2.283E-01,A8=-5.421E-02,A10=2.224E-03,
A12=1.448E-03,A14=-1.660E-04,A16=-1.344E-05
第10面
k=-2.993,A4=-2.108E-01,A6=1.146E-01,A8=-4.590E-02,A10=1.134E-02,
A12=-1.666E-03,A14=1.401E-04,A16=-6.057E-06
f1=3.06mm
f2=-5.97mm
f3=23.98mm
f4=-349.61mm
f5=-319.33mm
f34=26.31mm
Z0.7=0.064mm
以下表示各条件式的值。
f2/f=-1.59
f1/f2=-0.51
R2f/R2r=2.34
f3/f=6.39
Z0.7/f=0.017
f34/f=7.02
dA/dB=0.82
这样,本数值实施例1的摄像镜头满足上述各条件式。从第一透镜L1的物体侧的面至像面IM的光轴上的距离(滤光器10的厚度为空气换算长,以下相同)为4.41mm,可适当地实现摄像镜头的小型化。
图2是关于数值实施例1的摄像镜头,将对应于各像高与最大像高之比H(以下称为“像高比H”)的横像差分为子午(tangential)方向与弧矢(sagittal)方向表示(在图5、图8、图11及图14中相同)。另外,图3是关于数值实施例1的摄像镜头,分别表示球面像差(mm)、像散(mm)以及畸变(%)的图。在这些像差图中,在横像差图及球面像差图中,表示与g线(435.84nm)、F线(486.13nm)、e线(546.07nm)、d线(587.56nm)、C线(656.27nm)的各波长对应的像差量,在像散图中,分别表示了弧矢像面S的像差量与子午像面T的像差量(在图6、图9、图12及图15中相同)。如图2及图3所示,根据本数值实施例1的摄像镜头,可良好地修正各像差。
数值实施例2#
以下表示基本的镜头数据。
f=3.77mm、Fno=2.4、ω=34.1°
非球面数据
第1面
k=0.000,A4=-1.255E-03,A6=-4.129E-02,A8=1.132E-01,A10=-1.049E-01
第2面
k=0.000,A4=-2.825E-01,A6=7.723E-01,A8=-9.440E-01,A10=3.726E-01
第3面
k=0.000,A4=-3.734E-01,A6=1.044,A8=-1.323,A10=6.032E-01
第4面
k=0.000,A4=-1.717E-01,A6=5.707E-01,A8=-6.998E-01,A10=3.844E-01
第5面
k=0.000,A4=-2.054E-01,A6=1.713E-01,A8=-1.914E-01,A10=1.958E-01,
A12=-3.960E-02,A14=-7.774E-02,A16=7.858E-02
第6面
k=0.000,A4=-1.524E-01,A6=7.643E-02,A8=-2.748E-01,A10=4.993E-01,
A12=-4.129E-01,A14=1.599E-01,A16=-1.368E-02
第7面
k=0.000,A4=3.640E-01,A6=-4.616E-01,A8=3.053E-01,A10=-1.136E-01,
A12=-4.529E-03,A14=1.468E-02,A16=-2.504E-03
第8面
k=0.000,A4=7.910E-02,A6=3.361E-02,A8=-7.125E-02,A10=3.114E-02,
A12=-7.641E-03,A14=1.611E-03,A16=-2.105E-04
第9面
k=-1.185,A4=-4.504E-01,A6=2.282E-01,A8=-5.422E-02,A10=2.221E-03,
A12=1.447E-03,A14=-1.663E-04,A16=-1.361E-05
第10面
k=-3.044,A4=-2.102E-01,A6=1.146E-01,A8=-4.589E-02,A10=1.134E-02,
A12=-1.666E-03,A14=1.401E-04,A16=-6.063E-06
f1=3.06mm
f2=-5.92mm
f3=24.58mm
f4=-334.74mm
f5=-315.43mm
f34=27.16mm
Z0.7=0.063mm
以下表示各条件式的值。
f2/f=-1.57
f1/f2=-0.52
R2f/R2r=2.36
f3/f=6.52
Z0.7/f=0.017
f34/f=7.20
dA/dB=0.83
这样,本数值实施例2的摄像镜头满足上述各条件式。从第一透镜L1的物体侧的面至像面IM的光轴上的距离为4.42mm,可适当地实现摄像镜头的小型化。
图5是关于数值实施例2的摄像镜头,表示与像高比H对应的横像差的图,图6是分别表示球面像差(mm)、像散(mm)、以及畸变(%)的图。如这些图5及图6所示,在本数值实施例2的摄像镜头中,也能与数值实施例1同样良好地修正像面,适当地修正各像差。
数值实施例3
以下表示基本的镜头数据。
f=3.75mm、Fno=2.4、ω=33.7°
非球面数据
第1面
k=0.000,A4=-8.828E-03,A6=-3.600E-02,A8=9.073E-02,A10=-1.009E-01
第2面
k=0.000,A4=-3.033E-01,A6=7.653E-01,A8=-9.313E-01,A10=4.154E-01
第3面
k=0.000,A4=-3.902E-01,A6=1.046,A8=-1.308,A10=6.546E-01
第4面
k=0.000,A4=-1.685E-01,A6=5.385E-01,A8=-6.571E-01,A10=3.751E-01
第5面
k=0.000,A4=-2.018E-01,A6=1.608E-01,A8=-1.860E-01,A10=1.964E-01,
A12=-4.170E-02,A14=-8.252E-02,A16=7.450E-02
第6面
k=0.000,A4=-1.444E-01,A6=7.709E-02,A8=-2.736E-01,A10=5.001E-01,
A12=-4.125E-01,A14=1.604E-01,A16=-1.293E-02
第7面
k=0.000,A4=3.633E-01,A6=-4.604E-01,A8=3.078E-01,A10=-1.143E-01,
A12=-4.492E-03,A14=1.475E-02,A16=-2.511E-03
第8面
k=0.000,A4=8.745E-02,A6=3.309E-02,A8=-7.145E-02,A10=3.112E-02,
A12=-7.667E-03,A14=1.606E-03,A16=-2.108E-04
第9面
k=-1.169,A4=-4.523E-01,A6=2.282E-01,A8=-5.435E-02,A10=2.186E-03,
A12=1.437E-03,A14=-1.637E-04,A16=-1.044E-05
第10面
k=-3.124,A4=-2.106E-01,A6=1.146E-01,A8=-4.588E-02,A10=1.135E-02,
A12=-1.663E-03,A14=1.403E-04,A16=-6.224E-06
f1=2.96mm
f2=-5.41mm
f3=20.91mm
f4=-338.97mm
f5=-402.36mm
f34=22.82mm
Z0.7=0.050mm
以下表示各条件式的值。
f2/f=-1.44
f1/f2=-0.55
R2f/R2r=2.60
f3/f=5.58
Z0.7/f=0.013
f34/f=6.09
dA/dB=0.88
这样,本数值实施例3的摄像镜头满足上述各条件式。从第一透镜L1的物体侧的面至像面IM的光轴上的距离为4.35mm,可适当地实现摄像镜头的小型化。
图8是关于数值实施例3的摄像镜头,表示与像高比H对应的横像差的图,图9是分别表示球面像差(mm)、像散(mm)、以及畸变(%)的图。如这些图8及图9所示,通过本数值实施例3的摄像镜头,也能与数值实施例1同样良好地修正像面,可适当地修正各像差。
数值实施例4
以下表示基本的镜头数据。
f=3.85mm、Fno=2.4、ω=33.0°
非球面数据
第1面
k=0.000,A4=-2.168E-03,A6=-4.526E-02,A8=1.120E-01,A10=-1.002E-01
第2面
k=0.000,A4=-2.877E-01,A6=7.705E-01,A8=-9.423E-01,A10=3.788E-01
第3面
k=0.000,A4=-3.725E-01,A6=1.047,A8=-1.321,A10=6.019E-01
第4面
k=0.000,A4=-1.760E-01,A6=5.612E-01,A8=-7.063E-01,A10=3.859E-01
第5面
k=0.000,A4=-2.054E-01,A6=1.634E-01,A8=-1.966E-01,A10=1.934E-01,
A12=-4.027E-02,A14=-7.780E-02,A16=7.807E-02
第6面
k=0.000,A4=-1.488E-01,A6=8.112E-02,A8=-2.722E-01,A10=5.006E-01,
A12=-4.126E-01,A14=1.597E-01,A16=-1.423E-02
第7面
k=0.000,A4=3.653E-01,A6=-4.620E-01,A8=3.053E-01,A10=-1.135E-01,
A12=-4.476E-03,A14=1.471E-02,A16=-2.496E-03
第8面
k=0.000,A4=7.807E-02,A6=3.337E-02,A8=-7.124E-02,A10=3.117E-02,
A12=-7.628E-03,A14=1.616E-03,A16=-2.088E-04
第9面
k=-1.190,A4=-4.506E-01,A6=2.282E-01,A8=-5.418E-02,A10=2.248E-03,
A12=1.456E-03,A14=-1.640E-04,A16=-1.308E-05
第10面
k=-3.033,A4=-2.109E-01,A6=1.145E-01,A8=-4.591E-02,A10=1.134E-02,
A12=-1.665E-03,A14=1.403E-04,A16=-6.039E-06
f1=3.17mm
f2=-6.93mm
f3=62.49mm
f4=-334.24mm
f5=-311.61mm
f34=78.62mm
Z0.7=0.039mm
以下表示各条件式的值。
f2/f=-1.80
f1/f2=-0.46
R2f/R2r=2.05
f3/f=16.23
Z0.7/f=0.010
f34/f=20.42
dA/dB=0.83
这样,本数值实施例4的摄像镜头满足上述各条件式。从第一透镜L1的物体侧的面至像面IM的光轴上的距离为4.45mm,可适当地实现摄像镜头的小型化。
图11是关于数值实施例4的摄像镜头,表示与像高比H对应的横像差的图,图12是分别表示球面像差(mm)、像散(mm)、以及畸变(%)的图。如这些图11及图12所示,通过本数值实施例4的摄像镜头,也能与数值实施例1同样良好地修正像面,可适当地修正各像差。
数值实施例5
以下表示基本的镜头数据。
f=4.03mm、Fno=2.4、ω=33.8°
非球面数据
第1面
k=0.000,A4=-1.069E-02,A6=-3.135E-02,A8=6.640E-02,A10=-7.875E-02
第2面
k=0.000,A4=-2.936E-01,A6=7.790E-01,A8=-8.988E-01,A10=3.456E-01
第3面
k=0.000,A4=-3.251E-01,A6=1.044,A8=-1.254,A10=5.701E-01
第4面
k=0.000,A4=-1.182E-01,A6=5.603E-01,A8=-6.761E-01,A10=3.725E-01
第5面
k=0.000,A4=-2.166E-01,A6=1.845E-01,A8=-2.115E-01,A10=2.047E-01,
A12=-5.521E-02,A14=-9.370E-02,A16=5.066E-02
第6面
k=0.000,A4=-1.396E-01,A6=9.119E-02,A8=-2.877E-01,A10=5.054E-01,
A12=-4.175E-01,A14=1.590E-01,A16=-2.205E-02
第7面
k=0.000,A4=3.837E-01,A6=-4.522E-01,A8=2.893E-01,A10=-1.088E-01,
A12=-2.938E-03,A14=1.541E-02,A16=-3.082E-03
第8面
k=0.000,A4=6.462E-02,A6=4.386E-02,A8=-7.139E-02,A10=3.095E-02,
A12=-7.683E-03,A14=1.586E-03,A16=-1.918E-04
第9面
k=-1.584,A4=-4.420E-01,A6=2.332E-01,A8=-5.365E-02,A10=1.387E-03,
A12=1.454E-03,A14=-1.265E-04,A16=-1.213E-05
第10面
k=-3.311,A4=-2.134E-01,A6=1.163E-01,A8=-4.577E-02,A10=1.136E-02,
A12=-1.717E-03,A14=1.438E-04,A16=-5.312E-06
f1=2.87mm
f2=-4.70mm
f3=30.60mm
f4=-515.28mm
f5=-411.21mm
f34=33.51mm
Z0.7=0.066mm
以下表示各条件式的值。
f2/f=-1.17
f1/f2=-0.61
R2f/R2r=5.41
f3/f=7.59
Z0.7/f=0.016
f34/f=8.32
dA/dB=0.86
这样,本数值实施例5的摄像镜头满足上述各条件式。从第一透镜L1的物体侧的面至像面IM的光轴上的距离为4.49mm,可适当地实现摄像镜头的小型化。
图14是关于数值实施例5的摄像镜头,表示与像高比H对应的横像差的图,图15是分别表示球面像差(mm)、像散(mm)、以及畸变(%)的图。如这些图14及图15所示,通过本数值实施例5的摄像镜头,也能与数值实施例1同样良好地修正像面,可适当地修正各像差。
因此,在将上述各实施方式的摄像镜头应用于移动电话、数码静物相机、便携式信息终端、安全监控摄像机、车载摄像机、网络摄像机等摄像光学系上的情况下,能够实现该摄像机等的高功能化和小型化这两者。
此外,本发明的摄像镜头并不限定于上述实施方式。虽然在上述实施方式中将第一透镜L1~第五透镜L5全部的面做成了非球面,但并不是必须将全部的面做成非球面。也可以用球面构成第一透镜L1~第五透镜L5中任意透镜的一面或两面。
本发明作为摄像镜头能够应用于要求小型化及良好的像差修正能力的设备、例如移动电话或数码静物相机等设备上所搭载的摄像镜头。