CN201440183U

CN201440183U - 摄像透镜及摄像装置

Info

Publication number: CN201440183U
Application number: CN2009201524225U
Authority: CN
Inventors: 筱原义和
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Nanchang OFilm Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: TWM369460U; JP2014240978A

Abstract

本实用新型提供一种能够得到高分辨性能的摄像透镜及摄像装置，其中从物侧依次具备：第1透镜(G1)，其在光轴附近物侧的面为凸形状且具有正的折射力；第2透镜(G2)，其具有负的折射力；第3透镜(G3)，其在光轴附近像侧的面为凹形状且具有正的折射力；第4透镜(G4)，其在光轴附近像侧的面为凸形状且具有正的折射力；第5透镜(G5)，其在光轴附近像侧的面为凹形状且具有负的折射力。满足以下条件式：D7＞D6……(1)。其中，设D6为第3透镜G3的光轴上的厚度，D7为第3透镜G3和第4透镜G4的光轴上的空气间隔。

Description

摄像透镜及摄像装置

技术领域

本发明在CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等的摄像元件上使被摄体的光学像成像的摄像透镜、及搭载该摄像透镜进行拍摄的数码静止摄像机或带摄像机的手机及信息便携终端(PDA：PersonalDigital Assistance：个人数字助理)等的摄像装置。

背景技术

近几年，伴随个人计算机向一般家庭等的普及，可以将拍摄的风景或人物像等的图像信息输入到个人计算机的数码静止摄像机正在快速地普及。而且，在手机搭载图像输入用的摄像机模块的现象也在增多。具有这种摄像功能的设备可以使用CCD或CMOS等的摄像元件。最近，这些摄像元件的紧凑化进步，摄像设备整体以及搭载于此的摄像透镜，也要求紧凑性。而且同时，摄像元件的高像素化也在进步，要求摄像透镜的高分辨、高性能化。为了满足这种要求，在过去开发有作为整体利用4片透镜的结构的摄像透镜，但是，为了谋求进一步的高分辨、高性能化，在最近有增加透镜片数的趋势。

专利文献1：日本专利第3788133号公报

专利文献2：日本专利公开2007-264180号公报

专利文献3：日本专利公开2007-279282号公报

在专利文献1至3中公开有将透镜片数设为5片谋求高性能化的摄像透镜，但是，在近几年，要求比记载于这些文献的摄像透镜更进一步的高分辨性能。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题点而提出的，其目的在于，提供一种能够得到高分辨性能的摄像透镜及摄像装置。

根据本发明的摄像透镜从物侧依次包括：第1透镜，在光轴附近物侧的面为凸形状且具有正的折射力；第2透镜，具有负的折射力；第3透镜，在光轴附近像侧的面为凹形状且具有正的折射力；第4透镜，在光轴附近像侧的面为凸形状且具有正的折射力；第5透镜，在光轴附近像侧的面为凹形状且具有负的折射力，且满足以下条件式。

D7＞D6……(1)

其中，设D6为第3透镜的光轴上的厚度，D7为第3透镜和第4透镜的光轴上的空气间隔。

在根据本发明的摄像透镜中，作为整体设为5片的透镜结构，与过去的4片结构的摄像透镜相比，增加透镜片数，并且通过谋求各透镜的结构的最优化，从而得到对应于高像素化的高分辨性能的透镜系统。

在根据本发明的摄像透镜中，优选第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜、及第5透镜全部是两面为非球面形状。

而且，为了得到更高的分辨性能，优选满足至少一个以下的条件式。

0.8＜f/f1＜1.5……(2)

f1＜|f2|＜f3……(3)

vd2＜35……(4)

其中，设f1为第1透镜的焦距、f2为第2透镜的焦距、f3为第3透镜的焦距、f为整个系统的焦距。设vd2为第2透镜关于d线的阿贝数。

根据本发明的摄像装置具备根据本发明的摄像透镜、和输出与由本发明的摄像透镜形成的光学像对应的摄像信号的摄像元件。

在根据本发明的摄像装置中，基于由本发明的摄像透镜得到的高分辨的光学像而得到高分辨的摄像信号。

根据本发明的摄像透镜，在作为整体5片的透镜结构中，适当地设定各透镜的形状等并满足规定的条件式，所以能够得到高分辨性能。

而且，根据本发明的摄像装置，输出与由上述本发明的高分辨性能的摄像透镜形成的光学像对应的摄像信号，所以，能够得到高分辨的摄影图像。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像透镜的第1结构例的图，是对应于实施例1的透镜剖面图。

图2是表示摄像透镜的第2结构例的图，是对应于实施例2的透镜剖面图。

图3是表示摄像透镜的第3结构例的图，是对应于实施例3的透镜剖面图。

图4是表示摄像透镜的第4结构例的图，是对应于实施例4的透镜剖面图。

图5是表示摄像透镜的第5结构例的图，是对应于实施例5的透镜剖面图。

图6是表示实施例1所涉及的摄像透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变。

图7是表示实施例2所涉及的摄像透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变。

图8是表示实施例3所涉及的摄像透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变。

图9是表示实施例4所涉及的摄像透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变。

图10是表示实施例5所涉及的摄像透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变。

图11是表示本发明的一实施方式所涉及的作为摄像装置的带摄像机的手机的一结构例的外观图。

图中：GC-光学部件，G1-第1透镜，G2-第2透镜，G3-第3透镜，G4-第4透镜，G5-第5透镜，St-孔径光阑，Ri-从物侧数第i个透镜面的曲率半径，Di-从物侧数第i个与第i+1个透镜面的面间隔，Z1-光轴。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1表示本发明的一实施方式所涉及的摄像透镜的第1结构例。该结构例对应于后述的第1数值实施例的透镜结构。同样地，在图2～图5表示对应于后述的第2至第5数值实施例的透镜结构的第2至第5结构例的剖面结构。在图1～图5中，符号Ri表示也包括光阑St而将最靠物侧的构成因素的面设为第1个，随着朝向像侧(成像侧)依次增加而附上符号的第i个面的曲率半径。符号Di表示第i个面和第i+1个面的光轴Z1上的面间隔。另外，各结构例的基本的结构均相同，所以，以下将图1所示的第1结构例作为基本进行说明。

图11(A)、(B)作为本实施方式所涉及的摄像装置的一例表示带摄像机的手机。在图11(A)、(B)表示的带摄像机的手机具备上部框体2A和下部框体2B，两者构成为沿图11(A)的箭头方向转动自如。在下部框体2B设有操作按钮21等。在上部框体2A设有摄像机部1(图11(B))及显示部22(图11(A))等。显示部22由LCD(液晶板)或EL(Electro-Luminescence)板等的显示板构成。显示部22配置在折叠时成为内面的一侧。在该显示部22中，显示关于电话功能的各种菜单以外，还能够显示由摄像机部1拍摄的图像等。摄像机部1配置在例如上部框体2A的背面侧。但是，设置摄像机部1的位置不限于此。

摄像机部1具备本实施方式所涉及的摄像透镜、和设置在与摄像透镜的成像面对应的位置的摄像元件(未图示)。在摄像机部1中，由摄像透镜形成的光学像通过摄像元件变换成电摄像信号，该摄像信号被输出到设备本体侧的信号处理电路。在该带摄像机的手机中，通过使用本实施方式所涉及的摄像透镜，从而得到充分进行像差校正的高分辨的摄像信号。在摄像设备本体侧，基于该摄像信号可以生成高分辨的图像。

另外，本实施方式所涉及的摄像透镜能够适用于使用CCD或CMOS等的摄像元件的各种摄像装置。本实施方式所涉及的摄像装置不限于带摄像机的手机，也可以是例如数码静止摄像机或PDA等。

该摄像透镜沿着光轴Z1从物侧依次具备第1透镜G1、第2透镜G2、第3透镜G3、第4透镜G4及第5透镜G5。光学性的孔径光阑St配置于第1透镜G1的前侧，更详细地，在光轴Z1上配置在比第1透镜G1的像侧的面更靠物侧。

在该摄像透镜的成像面Simg配置CCD等摄像元件。在第5透镜G5和摄像元件之间，根据安装透镜的摄像机侧的结构，可以配置有各种光学部件GC。例如可以配置有摄像面保护用的盖玻璃或红外线截止滤光器等平板状的光学部件。此时，作为光学部件GC，例如可以使用在平板状的盖玻璃施加红外线截止滤光器或ND滤光器等具有滤光器效果的涂层的光学部件。而且，在该摄像透镜中，可以在第1透镜G1至第5透镜G5的全部、或至少1个透镜面施加红外线截止滤光器或ND滤光器等的具有滤光效果的涂层、或防反射的涂层。

第1透镜G1成为在光轴附近物侧的面为凸形状的正透镜，例如在光轴附近成为双凸透镜。第2透镜G2为负透镜。

第3透镜G3成为在光轴附近像侧的面为凹形状的正透镜，例如在光轴附近成为将凹面朝向像侧的正的弯月形透镜。

第4透镜G4在光轴附近像侧的面为凸形状且具有正的折射力。第5透镜G5在光轴附近像侧的面为凹形状且具有负的折射力。

该摄像透镜构成为满足以下的条件式。

D7＞D6……(1)

其中，设D6为第3透镜G3的光轴上的厚度、D7为第3透镜G3和第4透镜G4的光轴上的空气间隔。

该摄像透镜优选满足至少一个以下的条件式。其中，设f1为第1透镜G1的焦距，f2为第2透镜G2的焦距，f3为第3透镜G3的焦距，f为整个系统的焦距。设vd2为第2透镜G2关于d线的阿贝数。

0.8＜f/f1＜1.5……(2)

f1＜|f2|＜f3……(3)

vd2＜35……(4)

在该摄像透镜中，优选第1透镜G1、第2透镜G2、第3透镜G3、第4透镜G4、及第5透镜G5均是两面为非球面形状。特别是，优选第4透镜G4及第5透镜G5是光轴附近和周边部凹凸形状的倾向不同的非球面形状。例如优选第5透镜G5的像侧的面成为，在光轴附近为凹形状、在周边部成为凸形状的非球面。

接着，说明如以上构成的摄像透镜的作用及效果。

在该摄像透镜中，做成作为整体5片的透镜结构，与过去的4片结构的摄像透镜相比，增加透镜片数，并且谋求各透镜的结构的最优化，从而得到对应于高像素化的高分辨性能的透镜系统。

特别是，通过将第3透镜G3的像侧的面设为凹形状，并且满足条件式(1)而使第3透镜G3和第4透镜G4的间隔比较宽，从而容易得到高分辨性能。若不满足条件式(1)，第3透镜G3和第4透镜G4的间隔变得比较狭窄，则像场弯曲(像面湾曲)增大，得不到高分辨性能。

条件式(2)关于第1透镜G1的折射力。在该摄像透镜中，通过第1透镜G1以满足条件式(2)的方式占据主要的成像功能，从而得到总长短的光学系统。若低于条件式(2)的下限，则总长变长。若超过上限，则对缩短总长有利，但是，像场弯曲增大，得不到高分辨性能。

为了总长更短且得到高的分辨性能，优选条件式(2)的数值范围是以下的条件式(2A)的数值范围。

1.0＜f/f1＜1.4……(2A)

更优选是以下的条件式(2B)的数值范围。

1.1＜f/f1＜1.35……(2B)

条件式(3)示出第1透镜G1、第2透镜G2、及第3透镜G3的焦距的适当的关系。条件式(4)关于第2透镜G2的适当的阿贝数。通过满足条件式(3)及条件式(4)，有利于色像差校正。特别是若超过条件式(4)的上限，则色像差校正变得不充分。

为了更加良好地进行色像差校正，优选条件式(4)的上限满足以下的条件式(4A)的值。

vd2＜25……(4A)

而且，在该摄像透镜中，将相对于其它的透镜配置在像侧的第4透镜G4及第5透镜G5的非球面形状设为在光轴附近和周边部凹凸形状的倾向不同的形状，从而能够从像面的中心部到周边部良好地校正像场弯曲。

如以上说明，根据本实施方式所涉及的摄像透镜，在作为整体5片的透镜结构中，适当地设定各透镜的形状等，使得满足规定的条件式，所以能够得到高分辨性能。而且，根据本实施方式所涉及的摄像装置，使得输出与由本实施方式所涉及的高分辨性能的摄像透镜形成的光学像对应的摄像信号，所以能够得到高分辨的摄影图像。

<实施例>

接着，对本实施方式所涉及的摄像透镜的具体的数值实施例进行说明。在以下，部分总结说明多个的数值实施例。

[实施例1]

[表1]～[表2]示出与图1所示的摄像透镜的结构对应的具体的透镜数据。特别是，在[表1]表示其基本的透镜数据，在[表2]表示非球面的数据。在[表1]所示的透镜数据的面号码Si的栏中，关于实施例1所涉及的摄像透镜，示出将最靠物侧的构成因素的面作为第1面并随着朝向像侧依次增加而附上符号的第i个(i＝1～13)的面号码。在曲率半径Ri的栏表示对应于图1中附上的符号Ri而从物侧数第i个面的曲率半径的值(mm)。关于面间隔Di的栏也同样地表示从物侧数第i个面Si和第i+1个面Si+1的光轴上的间隔(mm)。在Ndi及vdj的栏表示从物侧第j个光学因素对d线(587.6nm)的折射率及阿贝数的值。

实施例1所涉及的摄像透镜的第1透镜G1、第2透镜G2、第3透镜G3、第4透镜G4、及第5透镜G5全部是两面为非球面形状。在[表1]的基本透镜数据示出作为这些非球面的曲率半径的光轴附近的曲率半径的数值。

在[表2]表示实施例1所涉及的摄像透镜的非球面数据。在作为非球面数据表示的数值中，记号“E”表示续于其后的数值为以10为底的“幂指数”，表示用以该10为底的指数函数表示的数值与“E”之前的数值相乘。例如，若为“1.0E-02”，则表示“1.0×10^-2”。

作为实施例1所涉及的摄像透镜的非球面数据，表记由以下的式(A)所表示的非球面形状的式中的各系数A_n、K的值。更详细地，Z表示从位于离光轴高度h的位置的非球面上的点向非球面的顶点的切平面(垂直于光轴的平面)所引画的垂线的长度(mm)。

Z＝C·h²/{1+(1-K·C²·h²)^1/2)+∑A_n·hⁿ……(A)

(n＝3以上的整数)

此处，

Z：非球面的深度(mm)，

h：从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)，

K：离心率，

C：近轴曲率＝1/R，

(R：近轴曲率半径)

A_n：第n次的非球面系数

实施例1所涉及的摄像透镜作为非球面系数A_n适当有效地使用A₃～A₁₀为止的次数来表示。

【表1】

[表2]

【表2】

[数值实施例2～5]

与以上的实施例1所涉及的摄像透镜同样地，作为实施例2，在[表3]～[表4]表示对应于图2所示的摄像透镜的结构的具体的透镜数据。而且，同样地，作为实施例3，在[表5]～[表6]表示对应于图3所示的摄像透镜的结构的具体的透镜数据。同样地，作为实施例4，在[表7]～[表8]表示对应于图4所示的摄像透镜的结构的具体的透镜数据。同样地，作为实施例5，在[表9]～[表10]表示对应于图5所示的摄像透镜的结构的具体的透镜数据。

另外，关于实施例2至5中的任意一个摄像透镜，与实施例1所涉及的摄像透镜同样，全部透镜面成为非球面形状。

[表3]

【表3】

【表4】

【表5】

【表6】

【表7】

【表8】

【表9】

【表10】

在[表11]关于各实施例总结表示与上述的条件式(1)～(4)有关的值。从[表11]可知，关于条件式(1)～(4)，各实施例的值成为该数值范围内。在[表11]作为各种数据还表示关于F号码(Fナンバ一)(FNO.)的值。

【表11】

图6(A)～(C)分别示出实施例1所涉及的摄像透镜的球面像差、像散、及畸变(歪曲像差)。在这些像差图中，将d线作为基准波长，表示关于C线(波长656.27nm)及F线(波长486.13nm)的像差。在像散图中，(S)表示弧矢方向的像差，(T)表示切向方向的像差。ω表示半视场角。在图6(A)中，纵轴表示入瞳直径(mm)。

同样地，在图7(A)～(C)表示关于实施例2所涉及的摄像透镜的各种像差。同样地，在图8～图10的(A)～(C)表示关于实施例3～5所涉及的摄像透镜的各种像差。

从以上的各数值数据及各像差图可知，关于各实施例，由作为整体5片的透镜结构，可以实现高分辨性能的摄像透镜系统。

另外，本发明不限于上述实施方式及各实施例可以进行各种变形实施。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等不限于在上述各数值实施例示出的值，而能够取其它值。

Claims

1.一种摄像透镜，其特征在于，

从物侧依次具备：

第1透镜，其在光轴附近物侧的面为凸形状且具有正的折射力；

第2透镜，其具有负的折射力；

第3透镜，其在光轴附近像侧的面为凹形状且具有正的折射力；

第4透镜，其在光轴附近像侧的面为凸形状且具有正的折射力；

第5透镜，其在光轴附近像侧的面为凹形状且具有负的折射力，

并且满足以下条件式：

D7＞D6……(1)

其中，

D6为第3透镜的光轴上的厚度，

D7为第3透镜和第4透镜的光轴上的空气间隔。

2.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.8＜f/f1＜1.5……(2)

其中，

f1为第1透镜的焦距，

f为整个系统的焦距。

3.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

还满足以下条件式：

f1＜|f2|＜f3……(3)

其中，

f2为第2透镜的焦距，

f3为第3透镜的焦距。

4.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

还满足以下条件式：

vd2＜35……(4)

其中，

vd2为第2透镜关于d线的阿贝数。

5.根据权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，

上述第1透镜、上述第2透镜、上述第3透镜、上述第4透镜、及上述第5透镜均是两面为非球面形状。

6.一种摄像装置，其特征在于，

具备：

权利要求1或2所述的摄像透镜；和

输出与通过上述摄像透镜形成的光学像对应的摄像信号的摄像元件。