CN204086660U - 摄像镜头及具备摄像镜头的摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种实现了镜头全长的缩短化及高分辨率化的摄像镜头以及具备该摄像镜头的摄像装置。摄像镜头从物体侧依次由第1透镜(L1)、第2透镜(L2)、第3透镜(L3)、第4透镜(L4)、第5透镜(L5)构成，实质上由5个透镜构成，并满足预定的条件式，其中，第1透镜(L1)具有正光焦度，是凸面朝向物体侧的弯月形形状；第2透镜(L2)是双凹形状；第3透镜(L3)具有负光焦度，是凸面朝向像侧的弯月形形状；第4透镜(L4)具有正光焦度；第5透镜(L5)具有负光焦度，凹面朝向像侧，像侧的面具有至少1个拐点。

Description

摄像镜头及具备摄像镜头的摄像装置

技术领域

本实用新型是涉及在CCD(Charge Coupled Device/电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor/互补金属氧化物半导体)等摄像元件上形成被摄体的光学像的固定焦点的摄像镜头、以及搭载该摄像镜头进行摄影的数码相机、带相机的移动电话机及信息便携终端(PDA:Personal Digital Assistance/个人数字助理)、智能手机、平板(tablet)型终端及便携型游戏机等摄像装置。

背景技术

伴随着个人电脑在一般家庭等的普及，能够将拍摄的风景、人物像等图像信息输入到个人电脑的数码相机迅速普及起来。另外，在移动电话、智能手机或平板型终端搭载图像输入用的相机模块的情况也逐渐变多。在这种具有摄像功能的设备中使用CCD、CMOS等摄像元件。近年来，这些摄像元件的紧凑化日益发展，摄像设备整体以及搭载在其中的摄像镜头也被要求紧凑化。同时，摄像元件的高像素化也日益发展，要求摄像镜头高分辨率、高性能化。例如要求与5百万像素以上、更优选8百万像素以上的高像素对应的性能。

为了满足这样的要求，考虑了使摄像镜头为透镜枚数较多的5枚构成。例如，在专利文献1及2中提出了如下的5枚构成的摄像镜头：从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜、具有负光焦度的第2透镜、具有负光焦度的第3透镜、具有正光焦度的第4透镜、具有负光焦度的第5透镜构成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8488259号说明书

专利文献2：美国专利第8369029号说明书

实用新型内容

在此，特别是在便携终端、智能手机或平板终端这样的薄型化日益发展的装置所使用的摄像镜头中，镜头全长的缩短化的要求变得越来越高。因此，专利文献1及2所记载的摄像镜头进一步要求镜头全长的缩短化。

本实用新型是鉴于以上点提出的，其目的在于提供一种能够在缩短镜头全长的同时从中心视角到周边视角都实现高成像性能的摄像镜头以及搭载该摄像镜头而能够得到高分辨率的摄像图像的摄像装置。

本实用新型的摄像镜头的特征在于，从物体侧依次由如下透镜构成：第1透镜，具有正光焦度，为凸面朝向物体侧的弯月形形状；第2透镜，为双凹形状；第3透镜，具有负光焦度，为凸面朝向像侧的弯月形形状；第4透镜，具有正光焦度；以及第5透镜，具有负光焦度，凹面朝向像侧，像侧的面具有至少1个拐点，所述摄像镜头实质上由5个透镜构成，且满足以下条件式。

0.2<f/f4<1.38  (1)

其中，

f:整个系统的焦距

f4:第4透镜的焦距

另外，在本实用新型的摄像镜头中“实质上由5个透镜构成”是指，本实用新型的摄像镜头包括：除5个透镜以外还具有实质上没有光焦度的透镜、光圈和保护玻璃等透镜以外的光学元件、透镜法兰盘、镜筒、摄像元件、手抖校正机构等机构部分的摄像镜头。另外，上述透镜的面形状、光焦度的符号对于包含非球面的透镜被认为是近轴区域。

在本实用新型的摄像镜头中，通过采用并满足以下的优选结构能够成为光学性能更好的透镜。

在本实用新型的摄像镜头中，优选第4透镜是凸面朝向像侧的弯月形形状。

另外，在本实用新型的摄像镜头中，第5透镜可以是凹面朝向像侧的弯月形形状。

优选的是，本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式(1-1)至条件式(8)的任意一个。另外，作为本实用新型的优选方式，也可以满足条件式(1-1)至(8)的任意一个或者任意的组合。

0.6<f/f4<1.34       (1-1)

1<f/f4<1.32        (1-2)

-0.86<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.1  (2)

-0.85<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.5  (2-1)

-0.84<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.6  (2-2)

-0.6<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.11  (3)

-0.45<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.105  (3-1)

0.2<f/f34<1.3       (4)

0.6<f/f34<1.28       (4-1)

0.21<f/L1r<1       (5)

0.23<f/L1r<0.8       (5-1)

1.1<f/f1234<1.42      (6)

1.2<f/f1234<1.42      (6-1)

0.4<f·tanω/L5r<10      (7)

0.5<f·tanω/L5r<5      (7-1)

1.3<TTL/(f·tanω)<1.9     (8)

其中，

f:整个系统的焦距

f4:第4透镜的焦距

f34:第3透镜与第4透镜的合成焦距

f1234:第1透镜到第4透镜的合成焦距

L1f:第1透镜的物体侧的面的近轴曲率半径

L1r:第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径

L2f:第2透镜的物体侧的面的近轴曲率半径

L5r:第5透镜的像侧的面的近轴曲率半径

ω:半视角

TTL:使后焦距部分为等效空气距离时的从所述第1透镜的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离

本实用新型的摄像装置具备本实用新型的摄像镜头。

根据本实用新型的摄像镜头，在整体为5枚的透镜结构中，最优化各透镜元件的结构，特别是适当地构成第1至第5透镜的形状，因此能够实现镜头全长缩短且从中心视角到周边视角均具有高成像性能的镜头系统。

另外，根据本实用新型的摄像装置，输出与本实用新型的具有高成像性能的摄像镜头所形成的光学像对应的摄像信号，因此能够得到高分辨率的摄影图像。

附图说明

图1表示本实用新型的一个实施方式的摄像镜头的第1结构例，是与实施例1对应的镜头剖视图。

图2表示本实用新型的一个实施方式的摄像镜头的第2结构例，是与实施例2对应的镜头剖视图。

图3表示本实用新型的一个实施方式的摄像镜头的第3结构例，是与实施例3对应的镜头剖视图。

图4表示本实用新型的一个实施方式的摄像镜头的第4结构例，是与实施例4对应的镜头剖视图。

图5是表示图1所示的摄像镜头的光路的镜头剖视图。

图6是表示本实用新型的实施例1的摄像镜头的各像差的像差图，(A)表示球面像差，(B)表示像散(场曲)，(C)表示畸变，(D)表示倍率色像差。

图7是表示本实用新型的实施例2的摄像镜头的各像差的像差图，(A)表示球面像差，(B)表示像散(场曲)，(C)表示畸变，(D)表示倍率色像差。

图8是表示本实用新型的实施例3的摄像镜头的各像差的像差图，(A)表示球面像差，(B)表示像散(场曲)，(C)表示畸变，(D)表示倍率色像差。

图9是表示本实用新型的实施例4的摄像镜头的各像差的像差图，(A)表示球面像差，(B)表示像散(场曲)，(C)表示畸变，(D)表示倍率色像差。

图10是表示具备本实用新型的摄像镜头的作为移动电话终端的摄像装置的图。

图11是表示具备本实用新型的摄像镜头的作为智能手机的摄像装置的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。

图1表示本实用新型的第1实施方式的摄像镜头L的第1结构例。该结构例与后述第1数值实施例(表1、表2)的透镜结构对应。同样，图2～图4表示与后述第2至第4的实施方式的摄像镜头L对应的第2至第4结构例的剖面结构。第2至第4结构例与后述第2至第4数值实施例(表3～表8)的透镜结构对应。在图1～图4中，符号Ri表示将最靠物体侧的透镜元件的面作为第1面并随着朝向像侧(成像侧)而依次增加地附上符号的第i面的曲率半径。符号Di表示第i面与第i+1面在光轴Z1上的面间隔。另外，因为各结构例的基本结构相同，下面以图1所示的摄像镜头L的结构例为基准进行说明，根据需要对图2～图4的结构例进行说明。另外，图5是表示图1所示的摄像镜头L中的光路的镜头剖视图。在图5中表示来自位于无限远距离的物点的轴上光束2及最大视角的光束3的各光路。

本实用新型的实施方式的摄像镜头L适用于使用了CCD、CMOS等摄像元件的各种摄像设备，特别是比较小型的便携终端设备，例如数码相机、带相机的移动电话机、智能手机、平板型终端及PDA等。该摄像镜头L沿着光轴Z1从物体侧依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4及第5透镜L5。

图10表示作为本实用新型的实施方式的摄像装置1的移动电话终端的概观图。本实用新型的实施方式的摄像装置1具备本实施方式的摄像镜头L及输出与该摄像镜头L所形成的光学像对应的摄像信号的CCD等摄像元件100(参照图1)。摄像元件100配置在该摄像镜头L的成像面(像面R14)。

图11表示作为本实用新型的实施方式的摄像装置501的智能手机的概观图。本实用新型的实施方式的摄像装置501具备相机部541，该相机部541具有本实施方式的摄像镜头L和输出与该摄像镜头L所形成的光学像对应的摄像信号的CCD等摄像元件100(参照图1)。摄像元件100配置在该摄像镜头L的成像面(像面R14)。

可以在第5透镜L5与摄像元件100之间根据安装透镜的相机侧的结构而配置各种光学部件CG。可以配置例如摄像面保护用的保护玻璃、红外线截止滤波器等平板状的光学部件。在此情况下，作为光学部件CG可以使用例如对平板状的保护玻璃施加了具有红外截止滤波器、ND滤波器等的滤波效果的涂层的部件，或者使用具有同样效果的材料。

另外，也可以不使用光学部件CG，而对第5透镜L5施加涂层等来具有与光学部件CG同等的效果。由此，能够实现零件数量的减少以及镜头全长的缩短。

优选的是，该摄像镜头L具备比第2透镜L2的物体侧的面靠物体侧配置的孔径光阑St。通过这样在比第2透镜L2的物体侧的面靠物体侧配置孔径光阑St，特别是在成像区域的周边部能够抑制穿过光学系统的光线向成像面(摄像元件)的入射角变大。为了进一步提高该效果，优选将孔径光阑St配置在比第1透镜L1的物体侧的面靠物体侧。另外，“比第2透镜的物体侧的面靠物体侧配置”是指，在光轴方向上孔径光阑的位置是与轴上边缘光线和第2透镜L2的物体侧的面的交点相同的位置或比其更靠物体侧。同样，“在比第1透镜的物体侧的面靠物体侧配置”是指，在光轴方向上孔径光阑的位置是与比轴上边缘光线和第1透镜L1的物体侧的面的交点相同的位置或比其更靠物体侧。

进一步，在将孔径光阑St配置成在光轴方向上比第1透镜L1的物体侧的面靠物体侧的情况下，优选的是，将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠像侧。这样将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠像侧的情况下，能够缩短包含孔径光阑St的摄像镜头L的全长。另外，在第1实施方式的摄像镜头L(图1)中，孔径光阑St配置成比第1透镜L1的物体侧的面靠物体侧，且孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠像侧。另外，第2实施方式的摄像镜头L(图2)中，将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠物体侧。在将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠物体侧的情况下，与将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的面顶点靠像侧的情况相比，从确保周边光量的观点看略有不利，但是在成像区域的周边部中能够更好地抑制穿过光学系统的光线向成像面(摄像元件)的入射角变大。另外，这里表示的孔径光阑St不一定表示大小或形状，而是表示光轴Z1上的位置。

另外，如第3及第4的实施方式中的摄像镜头L(图3，4)所示，也可以在光轴方向上将孔径光阑St配置在第1透镜L1与第2透镜L2之间。在此情况下，能够良好地校正场曲。另外，在光轴方向上将孔径光阑St配置在第1透镜L1与第2透镜L2之间的情况下，比在光轴方向上将孔径光阑St配置成比第1透镜L1的物体侧的面靠物体侧上的情况更确保远心性，即，虽然对于要使主光线尽可能地与光轴成平行状态(摄像面中的入射角度接近0)不利，但是通过应用伴随着摄像元件技术的发展而在近年来实现的、因入射角度的增大而导致的受光效率的下降或混色的发生比以往减少的摄像元件，而能够实现适宜的光学性能。

在该摄像镜头L中，第1透镜L1在光轴附近具有正光焦度，是在光轴附近凹面朝向像侧的弯月形形状。由此，能够使第1透镜L1的后侧主点位置靠近物体侧，从而能够适当地缩短镜头全长。

第2透镜L2在光轴附近具有负光焦度。由此，能够良好地校正光线穿过第1透镜L1时产生的球面像差及轴上的色像差。另外，第2透镜L2在光轴附近是双凹形状。通过使第2透镜L2在光轴附近为双凹形状，能够适当地校正球面像差及轴上色像差。

第3透镜L3在光轴附近具有负光焦度。由此，能够良好地校正球面像差。另外，第3透镜L3是在光轴附近凸面朝向像侧的弯月形形状。通过使第3透镜L3为在光轴附近凸面朝向像侧的弯月形形状，能够适当地校正球面像差与像散。

第4透镜L4在光轴附近具有正光焦度。另外，通过使第4透镜L4在光轴附近具有正光焦度，能够适当地实现镜头全长的缩短化。另外，优选的是，第4透镜L4在光轴附近凸面朝向像侧。在第4透镜L4在光轴附近具有有正光焦度、且在光轴附近凸面朝向像侧的情况下，能够适当地校正容易随着镜头全长的缩短化发生的像散，容易实现镜头全长的缩短化与广视角化。另外，如各实施方式中所示，优选的是，第4透镜L4是在光轴附近凸面朝向像侧的弯月形形状。在第4透镜L4是在光轴附近凸面朝向像侧的弯月形形状的情况下，对像散的校正有利。

第5透镜L5在光轴附近具有负光焦度。若将从第1透镜L1到第4透镜L4看作是1个正的光学系统，通过第5透镜L5具有负光焦度，能够使摄像镜头L作为整体成为远摄型的结构，从而能够使摄像镜头L整体的后侧主点位置靠近物体侧，从而能够适当地缩短镜头全长。另外，通过第5透镜L5在光轴附近具有负光焦度，能够良好地校正场曲。

进一步，如各实施方式所示，第5透镜L5在光轴附近凹面朝向像侧。因此，能够适当地校正场曲，有利于镜头全长的缩短化。另外，如各实施方式所示，优选的是，使第5透镜L5在光轴附近凹面朝向像侧，并使第5透镜L5的像侧的面是具有至少1个拐点的非球面形状。在此情况下，特别在成像区域的周边部能够抑制穿过光学系统的光线向成像面(摄像元件)的入射角变大。另外，在第5透镜L5的像侧的面中的“拐点”是指，第5透镜L5的像侧的面形状对于像侧从凸状切换成凹状(或者是从凹状切换成凸状)的点。拐点的位置只要是在第5透镜L5的像侧的面的有效径内可以配置在从光轴到半径方向外侧的任意位置。

另外，如第1实施方式所示，优选的是，使第5透镜L5在光轴附近是双凹形状。在此情况下，能够在抑制第5透镜L5的各面的曲率的绝对值变得过大的同时充分加强第5透镜L5的负光焦度。另外，通过使第5透镜L5在光轴附近为双凹形状，能够更好地校正畸变。另外，如第2至第4实施方式所示，也可以使第5透镜L5是在光轴附近上凹面朝向像侧的弯月形形状。在此情况下，易于使整个系统的后侧主点位置容易靠近物体侧，能够适当地缩短镜头全长。

根据上述摄像镜头L，在整体为5枚的透镜结构中，最优化了第1至第5透镜L1～L5的各透镜元件的结构，从而实现了如下的镜头系统：实现了镜头全长的缩短化，同时具有能够适用于满足高分辨率化要求的摄像元件的大成像尺寸，从中心视角到周边视角具有高摄像性能。

该摄像镜头L为了高性能化，优选的是，在第1透镜L1至第5透镜L5的各个透镜的至少一个面使用非球面。

另外，优选的是，构成摄像镜头L的各透镜L1至L5不是接合透镜而是单透镜。这是因为，相比各透镜L1至L5的任意一个是接合透镜的情况，非球面数更多，因此各透镜的设计自由度变高，能够适当地实现镜头全长的缩短化。

另外，以例如第1～第4实施方式的摄像镜头L那样使全视角在68度以上的方式设定上述摄像镜头L的第1透镜L1至第5透镜L5的各透镜结构的情况下，能够实现镜头全长的缩短化，且能够将摄像镜头L适用于移动电话等的满足高分辨率化要求的大小的摄像元件。

接着，对如上构成的摄像镜头L的条件式的相关作用及效果进行更详细地说明。另外，优选的是，摄像镜头L满足以下条件式的任意1个或任意的组合。优选的是，根据摄像镜头L所要求的事项适当地选择满足的条件式。

第4透镜L4的焦距f4及整个系统的焦距f满足以下的条件式(1)。

0.2<f/f4<1.38  (1)

条件式(1)规定了整个系统的焦距f相对于第4透镜L4的焦距f4的比的优选数值范围。通过以不成为条件式(1)的下限以下的方式确保第4透镜L4的光焦度，使得第4透镜L4的正光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过弱，特别是在中间视角中，能够抑制穿过光学系统的光线向成像面(摄像元件)的入射角变大，另外，能够适当地校正畸变及倍率色像差。另外，通过不会成为条件式(1)的下限以下，能够适当地校正畸变及倍率色像差。通过以不会成为条件式(1)的上限以上的方式维持第4透镜L4的光焦度，使得第4透镜L4的正光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过强，特别是能够良好地校正球面像差与像散且缩短镜头全长。为了进一步提高该效果，更优选满足条件式(1-1)，进一步优选满足条件式(1-2)。

0.6<f/f4<1.34    (1-1)

1<f/f4<1.32     (1-2)

另外，优选的是，第1透镜L1的物体侧的面的近轴曲率半径L1f与第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r满足以下条件式(2)。

-0.86<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.1   (2)

条件式(2)分别规定了第1透镜L1的物体侧的面的近轴曲率半径L1f与第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r的优选数值范围。通过以不会成为条件式(2)的下限以下的方式设定第1透镜L1的物体侧的面的近轴曲率半径L1f与第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r，能够良好地实现镜头全长的缩短化。通过以不会成为条件式(2)的上限以上的方式设定第1透镜L1的物体侧的面的近轴曲率半径L1f与第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r，能够良好地校正球面像差。为了进一步提高该效果，更优选满足下述条件式(2-1)，进一步优选满足条件式(2-2)。

-0.85<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.5   (2-1)

-0.84<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.6   (2-2)

另外，优选的是，第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r与第2透镜L2的物体侧的面的近轴曲率半径L2f满足以下条件式(3)。

-0.6<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.11    (3)

条件式(3)分别规定了第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r与第2透镜L2的物体侧的面的近轴曲率半径L2f的优选数值范围。通过以不会成为条件式(3)的下限以下的方式设定第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r与第2透镜L2的物体侧的面的近轴曲率半径L2f，能够良好地校正像散。通过以不会成为条件式(3)的上限以上的方式设定第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r与第2透镜L2的物体侧的面的近轴曲率半径L2f，能够适当地抑制高次的球面像差的发生。为了进一步提高该效果，更优选满足下述条件式(3-1)。

-0.45<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.105  (3-1)

另外，优选的是，第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦距f34及整个系统的焦距f满足以下条件式(4)。

0.2<f/f34<1.3     (4)

条件式(4)规定了整个系统的焦距f相对于第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦距f34的比的优选数值范围。通过以不会成为条件式(4)的下限以下的方式确保第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦距f34，使得第3透镜L3与第4透镜L4的合成光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过弱，有利于校正容易随着镜头全长的缩短化发生的畸变。通过以不会成为条件式(4)的上限以上的方式维持第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦距f34，使得第3透镜3与第4透镜L4的合成光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过强，特别是能够良好地校正场曲且适当地实现镜头全长的缩短化。为了进一步提高该效果，更优选满足条件式(4-1)，进一步优选满足条件式(4-2)。

0.6<f/f34<1.28    (4-1)

0.8<f/f34<1.27    (4-2)

另外，更优选的是，整个系统的焦距f与第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r满足以下条件式(5)。

0.21<f/L1r<1      (5)

条件式(5)规定整个系统的焦距f相对于第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r的比的优选数值范围。通过以不会成为条件式(5)的下限以下的方式设定第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r，能够适当地校正球面像差。通过以不会成为条件式(5)的上限以上的方式设定第1透镜L1的像侧的面的近轴曲率半径L1r，有利于镜头全长的缩短化。为了进一步提高该效果，更优选满足条件式(5-1)，进一步优选满足条件式(5-2)。

0.23<f/L1r<0.8    (5-1)

0.27<f/L1r<0.6    (5-2)

另外，优选的是，第1透镜L1到第4透镜L4的合成焦距f1234及整个系统的焦距f满足以下条件式(6)。

1.1<f/f1234<1.42  (6)

条件式(6)规定了整个系统的焦距f相对于第1透镜L1到第4透镜L4的合成焦距f1234的比的优选数值范围。通过以不会成为条件式(6)的下限以下的方式确保第1透镜L1到第4透镜L4的合成焦距f1234，使得由第1透镜L1至第4透镜L4构成的透镜组的光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过弱，能够适当地实现镜头全长的缩短化。通过以不会成为条件式(6)的上限以上的方式维持第1透镜L1到第4透镜L4的合成焦距f1234，使得由第1透镜L1至第4透镜L4构成的透镜组的光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过强，能够良好地校正球面像差。为了进一步提高该效果，优选满足条件式(6-1)。

1.2<f/f1234<1.42  (6-1)

另外，优选的是，整个系统的焦距f、半视角ω、第5透镜L5的像侧的面的近轴曲率半径L5r满足以下条件式(7)。

0.4<f·tanω/L5r<10 (7)

条件式(7)规定近轴像高(f·tanω)相对于第5透镜L5的像侧的面的近轴曲率半径L5r的比的优选数值范围。通过以不会成为条件式(7)的下限以下的方式设定近轴像高(f·tanω)相对于第5透镜L5的像侧的面的近轴曲率半径L5r的比，使得摄像镜头L的最靠像侧的面的第5透镜L5的像侧的面的近轴曲率半径L5r的绝对值相对于近轴像高(f·tanω)不会变得过大，能够实现镜头全长的缩短化且充分地校正场曲。另外，如各实施方式的摄像镜头L所示，使第5透镜L5是凹面朝向像侧、具有至少1个拐点的非球面形状，且满足条件式(7)的下限时，从中心视角到周边视角为止能够良好地校正场曲，从而适用于实现广视角化。另外，通过以不会成为条件式(7)的上限以上的方式设定近轴像高(f·tanω)相对于第5透镜L5的像侧的面的近轴曲率半径L5r的比，使得摄像镜头L的最靠像侧的面的第5透镜的像侧的面的近轴曲率半径L5r的绝对值相对于近轴像高(f·tanω)不会变得过小，特别是在中间视角，能够抑制穿过光学系统的光线向成像面(摄像元件)的入射角变大，另外，能够抑制对场曲的过度校正。为了进一步提高该效果，优选满足条件式(7-1)。

0.5<f·tanω/L5r<5  (7-1)

另外，优选的是，使后焦距部分为等效空气距离时的从第1透镜的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离TTL、整个系统的焦距f、半视角ω满足以下条件式(8)。

1.3<TTL/(f·tanω)<1.9    (8)

条件式(8)规定了从第1透镜L1的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离TTL(镜头全长)相对于近轴像高(f·tanω)的比的优选数值范围。另外，在镜头全长中，后焦距部分(从第5透镜L5的像侧的面顶点到像面为止的光轴上的距离)是等效空气距离。通过以不会成为条件式(8)的下限以下的方式维持从第1透镜L1的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离TTL相对于近轴像高(f·tanω)的比，能够抑制对场曲的过度校正。通过以不会成为条件式(8)的上限以上的方式确保从第1透镜L1的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离TTL相对于近轴像高(f·tanω)的比，有利于镜头全长的缩短化。

另外，优选的是，第2透镜L2到第4透镜L4的合成焦距f234及整个系统的焦距f满足以下条件式(9)。

0<f/f234<1.1      (9)

条件式(9)规定了整个系统的焦距f相对于第2透镜L2到第4透镜L4的合成焦距f234的比的优选数值范围。通过以不会成为条件式(9)的下限以下的方式维持第2透镜L2到第4透镜L4的合成焦距f234，使得由第2透镜L2至第4透镜L4构成的透镜组的光焦度相对于整个系统的光焦度不会变得过弱，无需过度加强第1透镜L1的正光焦度，从而有利于球面像差的校正。通过以不会成为条件式(9)的上限以上的方式维持第2透镜L2到第4透镜L4的合成焦距f234，使得由第2透镜L2至第4透镜L4构成的透镜组的正光焦度不会变得过强，特别是能够良好地校正场曲且适当地实现镜头全长的缩短化。

如上述说明，根据本实用新型的实施方式中的摄像镜头L，在整体为5枚的透镜结构中，最优化了各透镜元件的结构，从而能够实现缩短了镜头全长且从中心视角到周边视角具有高成像性能的镜头系统。

另外，本实用新型的实施方式中的摄像镜头通过满足适当的优选条件，能够实现更高的成像性能。另外，根据本实施方式中的摄像装置，输出了与本实施方式的高性能摄像镜头所形成的光学像对应的摄像信号，因此能够得到从中心视角到周边视角均为高分辨率的摄影图像。

接着，对本实用新型的实施方式中的摄像镜头的具体数值实施例进行说明。下面，汇总多个数值实施例来说明。

下文的表1及表2表示与图1所示摄像镜头的结构对应的具体的透镜数据。特别是在表1中表示了其基本的透镜数据，在表2中表示了非球面的相关数据。表1所示的透镜数据中面序号Si栏表示实施例1的摄像镜头中设最靠物体侧的透镜元件的面为第1面(孔径光阑St为第1面)并随着朝向像侧依次增加地附上符号的第i面的序号。曲率半径Ri栏表示与图1中附上的符号Ri对应、从物体侧起第i面的曲率半径的值(mm)。面间隔Di栏表示同样从物体侧起第i面Si与第i+1面Si+1的光轴上的间隔(mm)。Ndj栏表示从物体侧起的第j个光学元件的对d线(587.6nm)的折射率的值。νdj栏表示从物体侧起的第j个光学元件的对d线的阿贝数的值。另外，在各透镜数据中，各数据分别表示整个系统的焦距f(mm)与后焦距Bf(mm)的值。另外，该后焦距Bf表示等效空气值。另外，在没有特别记载的情况下，焦距等根据波长产生变动的数值表示对d线的数值。

在该实施例1的摄像镜头中，第1透镜L1至第5透镜L5的两面全都是非球面形状。在表1的基本透镜数据中，示出光轴附近的曲率半径(近轴曲率半径)的数值作为这些非球面的曲率半径。

表2表示实施例1的摄像镜头的非球面数据。在作为非球面数据示出的数值中，符号“E”表示跟在其后的数值是以10为底的“幂指数”，表示以10为底的指数函数所表示的数值乘以“E”前的数值。例如，若为“1.0E-02”则表示“1.0×10^-2”。

作为非球面数据记录下面的公式(A)所表示的非球面形状的公式中的各系数Ai、KA的值。更详细地说，Z表示从距光轴高度为h的位置上的非球面上的点下垂到非球面的顶点的切平面(垂直于光轴的平面)的垂线的长度(mm)。

数1

$Z=\frac{C\&times;h^2}{1+\sqrt{1-\mathrm{KA}\&times;C^2\&times;h^2}}+\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{Ai}\&times;h^i---\left(A\right)$

其中，

Z:非球面的深度(mm)

h:光轴到透镜面的距离(高度)(mm)

C:近轴曲率＝1/R

(R:近轴曲率半径)

Ai:第i次(i是3以上的整数)的非球面系数

KA:非球面系数

与上面的实施例1的摄像镜头同样，将与图2～图4所示摄像镜头的结构对应的具体的透镜数据作为实施例2至实施例4在表3～表8中示出。在这些实施例1～4中的摄像镜头中，第1透镜L1至第5透镜L5的两面都是非球面形状。

图6(A)～(D)分别表示实施例1的摄像镜头中的球面像差、像散、畸变、倍率色像差(倍率的色像差)图。在表示球面像差、像散(场曲)、畸变的各像差图中，示出了以d线(波长587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图、倍率色像差图中还示出了关于F线(波长486.1nm)、C线(波长656.3nm)的像差。另外，在球面像差图中还示出了关于g线(波长435.8nm)的像差。在像散图中，实线表示弧矢方向(S)、虚线是表示子午方向(T)的像差。另外，Fno.表示F值，ω表示半视角。

同样，图7(A)～(D)至图9(A)～(D)表示了关于实施例2至实施例4的摄像镜头的各像差。

另外，表9表示对各实施例1～4分别将关于本实用新型的条件式(1)～(9)的值汇总而成的表格。

从以上的各数值数据及各像差图可知，在各实施例中实现了镜头全长缩短且具有高成像性能的摄像镜头。

另外，在上述各表中记载了以预定的位数四舍五入后的数值。作为各数值的单位，对于角度用“°”，对于长度用“mm”。但是，这是一个例子，由于光学系统在成比例放大或成比例缩小后也能使用，因此也可以使用其他适当的单位。

另外，在本实用新型的摄像镜头中，不局限于实施方式及各实施例，可以实施各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数的值等不局限于各数值实施例所示的值，可以取其他的值。

另外，各实施例是以全部在固定焦点下使用为前提的记载，但是也可以是能够调节焦点的结构。例如也可以是使整个镜头系统陆续伸出或使一部分透镜在光轴上移动而能够自动对焦的结构。

表1

实施例1

f＝3.636，Bf＝0.662

*：非球面

表2

表3

实施例2

f＝3.848,Bf＝1.106

*：非球面

表4

表5

实施例3

f＝4.107,Bf＝0.999

*：非球面

表6

表7

实施例4

f＝4.061,Bf＝0.997

*：非球面

表8

表9

另外，上述的近轴曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数都是由光学测定的专家通过以下方法测定而求出的。

近轴曲率半径是用超高精度三维测定机UA3P(松下生产科技有限公司(Panasonic Factory Solutions Co.,Ltd.)制造)来测定透镜，并通过以下顺序求出的。临时设定近轴曲率半径R_m(m是自然数)与圆锥系数K_m并输入到UA3P，根据它们和测定数据并利用UA3P付属的匹配功能来算出非球面形状公式的第n次非球面系数An。在上述的非球面形状公式(A)中，设C＝1/R_m、KA＝K_m-1。根据R_m、K_m、An和非球面形状公式，算出与距光轴的高度h对应的光轴方向的非球面的深度Z。在距光轴的各高度h中，求出所算出的深度Z与实测值的深度Z’的差分，判断该差分是否在预定范围内，在预定范围内的情况下将设定的R_m作为近轴曲率半径。另一方面，差分在预定范围外的情况下，直到在距光轴的各高度h中算出的深度Z与实测值的深度Z’的差分处于预定范围内为止重复进行如下处理：改变该差分的计算所使用的R_m及K_m的至少一个值而设定为R_m+1与K_m+1并输入到UA3P，进行上述同样的处理，判断在距光轴的各高度h中算出的深度Z与实测值的深度Z’的差分是否在预定范围内。

另外，此处所说的预定范围内是指200nm以内。另外，h的范围是与透镜最大外径的0～1/5以内对应的范围。

面间隔是利用组透镜测长用的中心厚度/面间隔测定装置OptiSurf(Trioptics制)进行测定而求出的。

折射率是利用精密折射仪KPR-2000(株式会社岛津制作所制造)在被测物的温度为25℃的状态下测定而求出的。设在d线(波长587.6nm)下测定时的折射率为Nd。同样，在e线(波长546.1nm)下测定时的折射率为Ne，在F线(波长486.1nm)下测定时的折射率为NF，在C线(波长656.3nm)下测定时的折射率为NC，在g线(波长435.8nm)下测定时的折射率为Ng。对d线的阿贝数νd是通过将上述测定所得到的Nd、NF、NC带入公式νd＝(Nd-1)/(NF-NC)中计算而求出的。

Claims (20)

1.一种摄像镜头，其特征在于，

从物体侧依次由如下透镜构成：

第1透镜，具有正光焦度，为凸面朝向物体侧的弯月形形状；

第2透镜，为双凹形状；

第3透镜，具有负光焦度，为凸面朝向像侧的弯月形形状；

第4透镜，具有正光焦度；以及

第5透镜，具有负光焦度，凹面朝向像侧，像侧的面具有至少1个拐点，

所述摄像镜头实质上由5个透镜构成，

且满足以下条件式：

0.2<f/f4<1.38  (1)

其中，

f:整个系统的焦距

f4:所述第4透镜的焦距。

2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

-0.86<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.1  (2)

其中，

L1f:所述第1透镜的物体侧的面的近轴曲率半径

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

3.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

-0.6<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.11  (3)

其中，

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径

L2f:所述第2透镜的物体侧的面的近轴曲率半径。

4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.2<f/f34<1.3  (4)

其中，

f34:所述第3透镜与所述第4透镜的合成焦距。

5.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.21<f/L1r<1  (5)

其中，

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

6.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

1.1<f/f1234<1.42  (6)

其中，

f1234:所述第1透镜到所述第4透镜的合成焦距。

7.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.4<f·tanω/L5r<10  (7)

其中，

ω:半视角

L5r:所述第5透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

8.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

1.3<TTL/(f·tanω)<1.9  (8)

其中，

TTL:使后焦距部分为等效空气距离时的从所述第1透镜的物体侧的面到像面为止的光轴上的距离

ω:半视角。

9.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

所述第4透镜是凸面朝向像侧的弯月形形状。

10.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

所述第5透镜是凹面朝向像侧的弯月形形状。

11.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.6<f/f4<1.34  (1-1)。

12.根据权利要求2所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

-0.85<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.5  (2-1)

其中，

L1f:所述第1透镜的物体侧的面的近轴曲率半径

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

13.根据权利要求3所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

-0.45<(L1r+L2f)/(L1r-L2f)<0.105  (3-1)

其中，

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径

L2f:所述第2透镜的物体侧的面的近轴曲率半径。

14.根据权利要求4所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.6<f/f34<1.28  (4-1)

其中，

f34:所述第3透镜与所述第4透镜的合成焦距。

15.根据权利要求5所述摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.23<f/L1r<0.8  (5-1)

其中，

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

16.根据权利要求6所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

1.2<f/f1234<1.42  (6-1)

其中，

f1234:所述第1透镜到所述第4透镜的合成焦距。

17.根据权利要求7所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

0.5<f·tanω/L5r<5  (7-1)

其中，

ω:半视角

L5r:所述第5透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

18.根据权利要求11所述的摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

1<f/f4<1.32  (1-2)。

19.根据权利要求12所述摄像镜头，其特征在于，

还满足以下条件式：

-0.84<(L1f-L1r)/(L1f+L1r)<-0.6  (2-2)

其中，

L1f:所述第1透镜的物体侧的面的近轴曲率半径

L1r:所述第1透镜的像侧的面的近轴曲率半径。

20.一种摄像装置，其特征在于，具有权利要求1至19中任意一项所述的摄像镜头。