CN204536638U

CN204536638U - 摄像镜头

Info

Publication number: CN204536638U
Application number: CN201520196258.3U
Authority: CN
Inventors: 铃木久则
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Visionary Optics Co Ltd
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2025-04-02
Also published as: US9541767B2; JP6292711B2; JP2015203739A; US20150293370A1

Abstract

提供一种高性能的摄像镜头，其对应近年来的移动终端设备等的薄型化，小型且有效地校正了色像差，并良好地校正了其它各种像差，低背且明亮。其从物体侧到像侧按顺序包括凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、孔径光阑、凹面朝向物体侧的弯月形状且具有负的光焦度的双面为非球面的第2透镜以及凹面朝向像侧的弯月形状且具有正的光焦度的双面为非球面的第3透镜，在上述第2透镜的物体侧的面上形成有衍射光学面，在上述第3透镜的物体侧的面和像侧的非球面上在光轴上以外的位置形成有反曲线点，满足以下条件式：8.0＜fdoe/f＜26.0；20＜νd1-νd2＜40；20＜νd3-νd2＜40；0.8＜ih/f＜0.95。

Description

摄像镜头

技术领域

本实用新型涉及一种在小型的摄像装置所使用的CCD传感器、C-MOS传感器的固体摄像元件上形成被摄体的像的摄像镜头，特别是，涉及推进小型化、薄型化的智能电话、移动电话和PDA(PersonalDigital Assistant：个人数字助理)、游戏机、PC等信息终端设备以及附加有照相机功能的家电产品等所搭载的摄像装置中内置的摄像镜头。

背景技术

近年来，以智能电话为首的移动终端设备、家电产品等已普遍搭载照相机功能。最近，虽然搭载有图像不逊色于数码静物相机的图像的高分辨率的照相机功能的高级机型已经出现，但具备一定程度的性能的低价位的普及机型的需求依然很高。3枚透镜构成的摄像镜头具备一定程度的分辨性能，能对应设备的薄型化，且有望以更低成本提供，因此，适合作为低价位的普及机型所搭载的摄像镜头。但是，近年来，伴随摄像元件的小型化、高像素化，像素尺寸越来越微细化、高密度化。近来，也已提出像素间距低于1.2微米的摄像元件。在对应这样的摄像元件的摄像镜头中，仅像差小是不够的，还要求比以往普遍的F2.8更明亮的光学系统。另外，特别是关于移动终端设备，期望能应用于产品的薄型化的充分低背化的摄像镜头。而且，除了上述的高性能化、低背化的要求以外，为了灵活地应用于具备多种多样的照相机功能的产品，还期望能够在较广范围内获取被摄体的像的摄像镜头。

以往，作为由3枚透镜构成的摄像镜头，例如专利文献1所记载的摄像镜头从物体侧按顺序由孔径光阑、具有正的光焦度的第1透镜、具有负的光焦度的第2透镜以及第3透镜构成，第3透镜由光焦度按照离光轴的距离变化的非球面构成，从而使得双面在光轴近旁为凸面朝向物体侧的形状而在透镜外周部近旁为凹面朝向物体侧的形状，通过规定第1透镜的光轴上的厚度、第1透镜与第2透镜的光轴上的空气间隔和第3透镜的焦距、以及第1透镜的物体侧与像侧的曲率半径的关系，实现了广角化。

另外，在专利文献2所记载的摄像镜头中，公开了利用衍射光学面校正色像差的光学系统。专利文献2所记载的摄像镜头公开了如下光学系统：其是至少具备3枚透镜且在这些透镜所具有的透镜面中的至少一个透镜面形成有衍射面的摄像光学系统，位于最靠像侧的位置的透镜所具备的透镜面中的至少一个透镜面由在其中心具有负的光焦度且随着去往周边部而光焦度向正的方向变化的透镜面构成，由此，提高了小型化和远心性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-113306号公报

专利文献2：日本特开2007-127953号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

根据专利文献1，能拍摄全视场角为76°至78°的较宽大的被摄体，进行了比较良好的像差校正。但是，F值为2.8，用作如上所述的小型化、高密度化的摄像元件时存在问题。另外，在专利文献1中，光学全长为4.6mm至5.5mm，虽然低背化至光学全长与摄像元件的有效摄像面的对角线的长度之比(光学全长÷摄像元件的有效摄像面的对角线的长度，以下称为对角比)为1.0的程度，但若要进一步低背化并且确保F2.8以下的明亮度，则从像差校正的观点出发，是有极限的。

根据专利文献2，能拍摄全视场角最大为72°的被摄体，进行了比较良好的像差校正。但是，光焦度的排列从物体侧为正、正、负，不是利用第1透镜和第2透镜的组合校正色像差的构成，而是利用衍射光学面校正色像差的构成。若对利用衍射光学面进行色像差校正的依赖度高，则形成于透镜面的环带数有增加的倾向，容易发生光斑的问题。若通过在2面形成衍射光学面来应对该问题，则为了使衍射光学面彼此不发生偏心，需要高精度的透镜成型和高精度的组装，因此，制造上的难度会变高。另外，关于低背化，位于最靠像侧的位置的第3透镜的光焦度为负，成为了将后焦距取得较长的结构，因此，这部分的低背化是困难的。在专利文献2中，3枚透镜构成的摄像镜头的光学全长为长达6.8mm的程度，对角比超过了1.1。若使后焦距变小来谋求低背化，则需要使向第3透镜的入射角变大，因此，其结果是，第2透镜的有效径容易变大。若使透镜的直径变大，则伴随于此，球面像差、彗差也会增大，因此，维持性能并实现进一步的低背化是有极限的。另外，专利文献2所公开的摄像镜头的F值为3.3，用作近年来的高密度化的摄像元件时存在问题。

本实用新型是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的在于，以低成本提供能充分适应近年来的移动终端设备等的薄型化、高密度化的摄像元件的低背、小型化的明亮、广视场角的，并且良好地校正了各种像差的高性能的3枚透镜构成的摄像镜头。

此外，在此，所谓低背，是指光学全长比摄像元件的有效摄像面的对角线的长度短的程度，即是指对角比为1.0以下的程度，所谓广角，是指全视场角为80°以上的程度。另外，摄像元件的有效摄像面的对角线的长度视为是与以入射到摄像镜头的来自最大视场角的光线入射到摄像面的位置离光轴的垂直高度即最大像高为半径的有效摄像圆的直径相同的距离。

另外，关于透镜的面形状，所谓凸面、凹面，是指近轴(光轴近旁)的形状，所谓形成于非球面的反曲线点，是指切平面与光轴垂直相交的非球面上的点。

用于解决问题的方案

为了解决上述的问题，本实用新型的摄像镜头是摄像元件用的摄像镜头，从物体侧到像侧按顺序包括凸面朝向物体侧的具有正的光焦度的第1透镜、孔径光阑、凹面朝向物体侧的弯月形状且具有负的光焦度的双面为非球面的第2透镜以及凹面朝向像侧的弯月形状且具有正的光焦度的双面为非球面的第3透镜，在第2透镜的物体侧的面上形成有衍射光学面，在第3透镜的物体侧的面和像侧的非球面上在光轴上以外的位置形成有反曲线点，满足以下条件式(1)至(4)：

(1)8.0＜fdoe/f＜26.0

(2)20＜νd1-νd2＜40

(3)20＜νd3-νd2＜40

(4)0.80＜ih/f＜0.95

其中，

fdoe为衍射光学面的焦距，

f为整个镜头系统的焦距，

νd1为第1透镜的相对于d线的阿贝数，

νd2为第2透镜的相对于d线的阿贝数，

νd3为第3透镜的相对于d线的阿贝数，

ih为最大像高。

上述构成的摄像镜头从物体侧按顺序为正、负、正的光焦度排列，既提高了远摄性又使得低背化变得容易，通过对各透镜分配最佳的光焦度和多利用非球面实现了性能的提高。作为高性能的摄像镜头的条件之一，色像差能够校正到何种程度是重要的问题，在上述构成的摄像镜头中，通过恰当地组合所使用的透镜材料，利用双面为非球面的负的第2透镜校正正的第1透镜所产生的色像差，而且通过在负的第2透镜的物体侧的凹面上形成恰当的衍射光学面，实现了色像差问题的解决。另外，通过将位于最靠像侧的位置的第3透镜的双面形成为在光轴上以外的位置形成有反曲线点的非球面形状，控制光线向摄像元件的入射角，并且均衡地校正了场曲和畸变。另外，通过使第3透镜的光焦度为正，将光线向第3透镜的入射角抑制得较小。因此，容易防止第2透镜的有效径的增大，抑制球面像差、彗差的发生。通过设为这样的构成，实现了即使是低F值且广视场角也能良好地校正像差的摄像镜头。

上述构成的摄像镜头通过将衍射光学面形成于恰当的位置来良好地校正色像差，与现有的3枚透镜构成的摄像镜头相比，实现了高性能化。众所周知，衍射光学面有起伏，这种起伏产生用光程差函数定义的光程差。通常，透镜材料的e线的阿贝数为25至80，而衍射光学面的e线的阿贝数为约-3.3，符号相反且具有呈现大约大了一个数量级的色散的性质。在上述构成的摄像镜头中，除了为了进行色像差的校正而至少组合2种色散不同的材料的现有的色像差校正的方法以外，还在第2透镜的物体侧的面上形成衍射光学面，由此实现了更有效的色像差校正。

在此，为了提高衍射效率而最优选将配置衍射光学面的恰当的位置设定于入射的光束的面积(Footprint)大的面即接近孔径光阑的面，在本实用新型中是接近孔径光阑的第2透镜的物体侧的面。另外，该位置也是能够抑制由衍射光学面导致的光斑的发生位置。即，从正的第1透镜出射的光线会前往收敛方向，因此，向第2透镜的物体侧所形成的衍射光学面的环带的台阶部中的截面部的入射角度会小。因此，能将该截面部所产生的漫反射抑制为最小，抑制光斑的发生。这样，通过在第2透镜的物体侧的面上形成衍射光学面，能得到较高的衍射效率而合适地校正色像差，并且合适地抑制光斑的发生。此外，若衍射光学面形成于第3透镜，则其会远离孔径光阑，从而入射到第3透镜的光束的面积会变小，为了提高衍射效率而需要增加环带的数量，但在该情况下，在环带部发生漫反射的光线会增加而光斑有增加的倾向，得到鲜明的图像变得困难。而且，对子午像面的色像差校正无法充分发挥作用。另一方面，若在第1透镜的物体侧或者像侧的面上形成衍射光学面，则向环带部的入射角会变大从而产生光斑的问题，并且在外观上也不优选。

条件式(1)是规定衍射光学面的焦距与整个镜头系统的焦距的比的条件式，是用于良好地校正色像差的条件。若超过条件式(1)的上限值，则衍射光学面的光焦度过弱，因此，色像差的校正无法充分发挥作用。若低于条件式(1)的下限值，则衍射光学面的光焦度过强，因此，在该情况下，也无法进行良好的色像差的校正。

条件式(2)是将第1透镜与第2透镜的阿贝数的差规定为恰当的范围的条件式，条件式(3)是将第3透镜与第2透镜的阿贝数的差规定为恰当的范围的条件式，两者均是用于提高色像差校正的效果的条件。通过对第2透镜使用高色散的材料，对第1透镜和第3透镜使用低色散的材料，设为条件式(2)和条件式(3)的范围，能与利用衍射光学面的色像差校正功能一起进行良好的色像差校正。而且，对于条件式(2)和条件式(3)的范围，能以廉价的塑料材料制造，能实现作为本实用新型的目的之一的摄像镜头的低成本化。

条件式(4)是规定视场角的范围的条件式。众所周知，在将视场角设为ω，将最大像高设为ih，将整个镜头系统的焦距设为f时，在不考虑像差的影响的条件下，能得到视场角ω＝tan^-1(ih/f)。也就是说，条件式(4)的范围的全视场角2ω意味着能获取77°至87°的较大范围的被摄体的像。若超过条件式(4)的上限值，则视场角会过宽而超过良好的像差校正的范围。即，由于彗差增大而导致像散恶化，成为像差的校正困难的区域。若低于条件式(4)的下限值，则虽然有利于抑制彗差而提高性能，但无法对应近年来所要求的广视场角。

另外，在上述构成的摄像镜头中，优选形成于第2透镜的物体侧的衍射光学面的在透镜面的有效径内的环带数为10以下且在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为5以下。

为了抑制因在形成环带的台阶部中的截面部发生的漫反射而导致的光斑的发生，需要将衍射光学面的环带的数量设定为恰当的数量。另外，需要对与光轴平行地入射的光线和从轴外入射的光线这两者抑制光斑的影响。在本实用新型的摄像镜头中，通过使在透镜有效径内的环带数为10以下且使在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为5以下，抑制光斑的发生。

此外，关于衍射光学面的环带数，更优选的条件是：使在透镜有效径内的环带数为8以下，且使在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为3以下。

另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下条件式(5)：

(5)0.2＜t3/|r3|＜0.6

其中，

t3为孔径光阑至第2透镜的物体侧的面的光轴上的距离，

r3为第2透镜的物体侧的面的曲率半径。

条件式(5)是使用从孔径光阑至衍射光学面的光轴上的距离和衍射光学面的近轴曲率半径来规定孔径光阑与衍射光学面的位置关系的条件式，是用于抑制因多级衍射光而导致的光斑的发生的条件。在采用衍射光学面时，如何能够将光线向衍射光学面的入射角抑制得较小并抑制因多次光而导致的光斑的发生，在得到鲜明的图像这方面是重要的。若超过条件式(5)的上限值，则孔径光阑与衍射光学面的距离远，从轴外向衍射光学面入射的光线的入射角变小，因此，有利于抑制光斑的发生。但是，在该情况下，不得不扩大第1透镜与第2透镜的间隔，其结果是，低背化变得困难。若低于条件式(5)的下限值，则孔径光阑与衍射光学面的距离过近，虽然有利于低背化，但从轴外向衍射光学面入射的光线的入射角变大，光斑的发生会增大，因此不优选。

另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下条件式(6)、(7)：

(6)-1.2＜(r1+r2)/(r1-r2)＜-0.6

(7)-7.0＜(r3+r4)/(r3-r4)＜-1.2

其中，

r1为第1透镜的物体侧的面的曲率半径，

r2为第1透镜的像侧的面的曲率半径，

r3为第2透镜的物体侧的面的曲率半径，

r4为第2透镜的像侧的面的曲率半径。

条件式(6)是规定第1透镜的近轴的形状的条件式，是用于既对应广角化又抑制几何光学像差尤其是彗差的条件。条件式(6)的范围示出第1透镜从凸面朝向物体侧的弯月形状变为双凸形状。若变为超过条件式(6)的上限值的双凸形状，则为了平衡第1透镜的正的光焦度的增加而需要增加第2透镜的负的光焦度，但在该情况下，球面像差、轴外的彗差、像散以及倍率色像差也会增大，因此，伴随广角化的各种像差的校正变得困难。另一方面，若变为低于条件式(6)的下限值的弯月形状，则第1透镜的物体侧的曲率半径变小，因此，虽然容易获取来自广视场角的光线，但制造误差敏感度会上升，并且球面像差、彗差和像散恶化，从而不优选。

另外，条件式(7)是规定第2透镜的近轴的形状的条件式，是用于进行良好的色像差校正的条件。若条件式(7)的值超过上限值，则第2透镜的负的光焦度变强，因此，虽然有利于色像差的校正，但焦距、光学全长会变长，从而广角化和低背化变得困难。而且，为了抵销负的光焦度而不得不增强第1透镜的正的光焦度，球面像差、彗差、像散会恶化。若低于条件式(7)的下限值，则第2透镜的负的光焦度变弱，因此，虽然有利于缩短焦距、光学全长而进行广角化和低背化，但对利用衍射光学面进行色像差校正的依赖度变高，从而不得不增强该面的光焦度。因此，增加环带数会导致容易发生光斑，从而不优选。

另外，优选本实用新型的摄像镜头满足以下条件式(8)至(10)：

(8)1.0＜f1/f＜1.5

(9)-6.0＜f2/f＜-1.0

(10)0.7＜f3/f＜2.4

其中，

f1为第1透镜的焦距，

f2为第2透镜的包括衍射光学面的焦距，

f3为第3透镜的焦距，

f为整个镜头系统的焦距。

条件式(8)是用于既维持小型化又将彗差和倍率色像差校正到良好的范围的条件。若超过条件式(8)的上限值，则第1透镜的光焦度过弱，因此，低背化变得困难，并且像散会恶化。若低于条件式(8)的下限值，则虽然有利于低背化，但彗差有增大的倾向，从而倍率色像差的校正变得困难。

条件式(9)是规定包含衍射光学面在内的第2透镜的焦距与整个镜头系统的焦距的比的条件式，是用于良好地进行低背化和色像差的校正的条件。若超过条件式(9)的上限值，则第2透镜的负的光焦度过强，低背化变得困难。若低于条件式(9)的下限值，则第2透镜的负的光焦度过弱，利用第2透镜的色像差校正不能充分发挥作用。

条件式(10)是用于既将光线向摄像元件的入射角度设为恰当的角度，又良好地校正畸变和确保后焦距的条件。若超过条件式(10)的上限值，则第3透镜的光焦度变弱，因此，虽然有利于后焦距的确保，但光学全长的缩短变得困难，并且倍率色像差也有恶化的倾向。若低于条件式(10)的下限值，则后焦距的确保变得困难，并且光线向摄像元件的入射角度的控制变得困难。而且，畸变的校正也变得困难。

另外，更优选第1透镜至第3透镜的焦距的关系满足以下条件式(11)：

(11)-1.7＜f2/(f1+f3)＜-0.5

其中，

f1为第1透镜的焦距，

f2为第2透镜的包括衍射光学面的焦距，

f3为第3透镜的焦距。

条件式(11)是将第2透镜的负的光焦度与第1透镜和第3透镜的正的光焦度的比规定为恰当的范围的条件式，是用于维持良好的色像差校正和低背化的条件。若超过条件式(11)的上限值，则第2透镜的负的光焦度相对变强，因此，虽然有利于色像差的校正，但低背化变得困难。若低于条件式(11)的下限值，则第2透镜的负的光焦度相对变弱，因此，虽然有利于低背化，但色像差的校正会不充分。

实用新型效果

根据本实用新型，能够以低成本提供能充分适应近年来的移动终端设备等的薄型化的低背、小型化的明亮的，尽管是3枚透镜构成仍良好地校正了各种像差尤其是色像差的高性能的摄像镜头。

附图说明

图1是示出实施例1的摄像镜头的概略构成图。

图2是示出实施例1的摄像镜头的球面像差的图。

图3是示出实施例1的摄像镜头的像散的图。

图4是示出实施例1的摄像镜头的畸变的图。

图5是示出实施例1的摄像镜头的倍率色像差的图。

图6是示出实施例2的摄像镜头的概略构成的图。

图7是示出实施例2的摄像镜头的球面像差的图。

图8是示出实施例2的摄像镜头的像散的图。

图9是示出实施例2的摄像镜头的畸变的图。

图10是示出实施例2的摄像镜头的倍率色像差的图。

图11是示出实施例3的摄像镜头的概略构成的图。

图12是示出实施例3的摄像镜头的球面像差的图。

图13是示出实施例3的摄像镜头的像散的图。

图14是示出实施例3的摄像镜头的畸变的图。

图15是示出实施例3的摄像镜头的倍率色像差的图。

图16是示出实施例4的摄像镜头的概略构成的图。

图17是示出实施例4的摄像镜头的球面像差的图。

图18是示出实施例4的摄像镜头的像散的图。

图19是示出实施例4的摄像镜头的畸变的图。

图20是示出实施例4的摄像镜头的倍率色像差的图。

图21是示出实施例5的摄像镜头的概略构成的图。

图22是示出实施例5的摄像镜头的球面像差的图。

图23是示出实施例5的摄像镜头的像散的图。

图24是示出实施例5的摄像镜头的畸变的图。

图25是示出实施例5的摄像镜头的倍率色像差的图。

图26是示出实施例6的摄像镜头的概略构成的图。

图27是示出实施例6的摄像镜头的球面像差的图。

图28是示出实施例6的摄像镜头的像散的图。

图29是示出实施例6的摄像镜头的畸变的图。

图30是示出实施例6的摄像镜头的倍率色像差的图。

图31是示出衍射光学面的形状的示意图。

附图标记说明

ST：孔径光阑

L1：第1透镜

L2：第2透镜

L3：第3透镜

DOE：形成有衍射光学面的面

IR：滤光片

X：光轴

IMG：摄像面

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、图6、图11、图16、图21、图26分别示出本实用新型的实施方式的实施例1至实施例6的摄像镜头的概略构成图。在任一实施例中，基本的透镜构成均是同样的，因此，在此参照实施例1的概略构成图和作为表示衍射光学面的形状的示意图的图31对本实施方式的摄像镜头的构成进行说明。

如图1所示，本实用新型的摄像镜头从物体侧到像侧按顺序由凸面朝向物体侧的具有正的光焦度的第1透镜L1、孔径光阑ST、凹面朝向物体侧的弯月形状且具有负的光焦度的双面为非球面的第2透镜L2以及凹面朝向像侧的弯月形状且具有正的光焦度的双面为非球面的第3透镜L3构成。在第2透镜L2的物体侧的面上形成有衍射光学面DOE，在第3透镜L3的物体侧的面和像侧的非球面上在光轴X上以外的位置形成有反曲线点。另外，在第3透镜L3与摄像面IMG之间配置有红外线滤光片等滤光片IR。此外，也可以省略该滤光片IR。本实施方式的摄像镜头的光学全长、后焦距的值是作为将滤光片IR按空气进行换算后的值示出的。

本实施方式的摄像镜头从物体侧按顺序设为正、负、正的光焦度排列来提高远摄性，从而容易低背化，通过对各透镜分配最佳的光焦度和多利用非球面实现了性能的提高。在本实施方式的摄像镜头中，为了进行良好的色像差校正，除了恰当地组合使第1透镜L1为低色散的材料并使第2透镜L2为高色散的材料，从而利用双面为非球面的负的第2透镜L2校正正的第1透镜L1所产生的色像差以外，还在负的第2透镜L2的物体侧的凹面上形成恰当的衍射光学面DOE，从而实现了以往很难的色像差的问题的解决。另外，位于最靠像侧的位置的第3透镜L3的双面为在光轴X上以外的位置形成有反曲线点的非球面形状，恰当地控制光线向摄像面IMG的入射角，并且均衡地校正了场曲和畸变。而且，第3透镜L3的光焦度为正，因此，能将光线向第3透镜L3的入射角抑制得较小，其结果是，能将第2透镜L2的有效径抑制得较小。因此，成为了能抑制第2透镜L2所产生的球面像差、彗差的构成。

此外，在实施例1中，第1透镜L1为双凸形状，但也可以为凸面朝向物体侧的具有正的光焦度的弯月形状、像侧为平面的凸平形状。

在第2透镜L2的物体侧的面形成的衍射光学面DOE如图31所示处于接近孔径光阑ST的位置，因此，从孔径光阑ST出射的光束会以较大的面积入射，因而对提高衍射效率来说是有效的面。此外，若将环带的深度设为d，将设计波长设为λ，将透镜材料的折射率设为n，则它们的关系由d＝λ/(n-1)表示，环带的深度为1μm的程度的微小的深度。在此，通常的衍射光学面的设计是环带部设定为尖锐的边缘，另外，截面部c设定为与光轴平行的截面形状，但实际上优选通过加工R使得不形成为边缘形状，将截面部c设为向提高从模具的脱模性的方向倾斜的面。其结果是，环带部的实际形状为前端带R的倾斜面。该倾斜的方向与入射到衍射光学面DOE的光线的关系在抑制光斑这方面是非常重要的。即，与透镜系统平行地入射的1a、1b等光线在从第1透镜L1出射后，前往向光轴X接近的方向。另一方面，衍射光学面DOE的环带的截面部c形成于第2透镜L2的物体侧，从而成为越往物体侧越往远离光轴X的方向的倾斜的面。因此，1a、1b等入射光线与截面部c的角度接近相互平行，光线向截面部c的入射角θ被抑制得较小。因此，环带的截面部c所产生的漫反射为最小，能够抑制光斑的发生。

在第2透镜L2的物体侧的面的衍射光学面DOE上，有效径内的环带的总数为10以下，像高为零的位置的光束通过的区域中环带数设定为5以下。对像高为零的位置的光束即入射到光学系统的光量最大的光束将环带的数限制为5以下，会进一步抑制前述的截面部c的漫反射的量。另外，来自轴外的光线容易以较大的入射角度进入截面部c，但由于光量小，与像高为零的位置的光束相比，不易受到漫反射的影响。但是，在本实施方式中，将有效径内的环带的数限制为10以下，从而还抑制轴外光线产生的光斑。

本实施方式的摄像镜头通过满足以下条件式(1)至(11)，能起到优良的效果：

(1)8.0＜fdoe/f＜26.0

(2)20＜νd1-νd2＜40

(3)20＜νd3-νd2＜40

(4)0.8＜ih/f＜0.95

(5)0.2＜t3/|r3|＜0.6

(6)-1.2＜(r1+r2)/(r1-r2)＜-0.6

(7)-7.0＜(r3+r4)/(r3-r4)＜-1.2

(8)1.0＜f1/f＜1.5

(9)-6.0＜f2/f＜-1.0

(10)0.7＜f3/f＜2.4

(11)-1.7＜f2/(f1+f3)＜-0.5

其中，

f为整个镜头系统的焦距，

fdoe为衍射光学面DOE的焦距，

νd1为第1透镜L1的相对于d线的阿贝数，

νd2为第2透镜L2的相对于d线的阿贝数，

νd3为第3透镜L3的相对于d线的阿贝数，

ih为最大像高，

f1为第1透镜L1的焦距，

f2为第2透镜L2的包含衍射光学面DOE在内的焦距，

f3为第3透镜L3的焦距，

t3为孔径光阑ST至第2透镜L2的物体侧的面的光轴X上的距离，

r1为第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径，

r2为第1透镜L1的像侧的面的曲率半径，

r3为第2透镜L2的物体侧的面的曲率半径，

r4为第2透镜L2的像侧的面的曲率半径。

另外，本实施方式的摄像镜头通过满足以下条件式(1a)至(11a)，能起到更好的效果：

(1a)9.0＜fdoe/f＜26.0

(2a)25＜νd1-νd2＜35

(3a)25＜νd3-νd2＜35

(4a)0.8＜ih/f＜0.95

(5a)0.2＜t3/|r3|＜0.6

(6a)-1.0＜(r1+r2)/(r1-r2)＜-0.8

(7a)-7.0＜(r3+r4)/(r3-r4)＜-1.5

(8a)1.0＜f1/f＜1.3

(9a)-5.5＜f2/f＜-1.2

(10a)0.9＜f3/f＜2.3

(11a)-1.6＜f2/(f1+f3)＜-0.55

其中，各条件式的记号与上述的条件式(1)至(11)中的说明是同样的。

另外，本实施方式的摄像镜头通过满足以下条件式(1b)至(11b)，能起到特别好的效果：

(1b)9.01≤fdoe/f≤24.96

(2b)28＜νd1-νd2＜35

(3b)28＜νd3-νd2＜35

(4b)0.8＜ih/f≤0.93

(5b)0.33≤t3/|r3|≤0.46

(6b)-1.0≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.85

(7b)-6.58≤(r3+r4)/(r3-r4)≤-1.78

(8b)1.18≤f1/f≤1.26

(9b)-5.26≤f2/f≤-1.36

(10b)1.04≤f3/f≤2.16

(11b)-1.54≤f2/(f1+f3)≤-0.61

根据本实施方式的摄像镜头，能实现低背程度是对角比为0.8以下，明亮程度是F值为2.4以下，对应广角至全视场角(2ω)为80°以上，并且具备较高的分辨能力的摄像镜头。

在本实施方式中，所有的透镜面均以非球面形成。这些透镜面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，将圆锥系数设为k，将非球面系数设为A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16时由数学式1表示。

数学式1

Z = \frac{\frac{H^{2}}{R}}{1 + \sqrt{1 - (k + 1) \frac{H^{2}}{R^{2}}}} + A_{4} H^{4} + A_{6} H^{6} + A_{8} H^{8} + A_{10} H^{10} + A_{12} H^{12} + A_{14} H_{14} + A_{16} H^{16}

另外，在本实施方式中，形成于第2透镜L2的物体侧的衍射光学面在将相位差设为P，将相位差函数系数设为B2i(i＝1至8)时由数学式2表示。

数学式2

P = Σ_{i = 1}^{8} B_{2 i} H^{2 i}

接着，示出本实施方式的摄像镜头的实施例。在各实施例中，f表示整个镜头系统的焦距，Fno表示F值，ω表示半视场角，ih表示最大像高，TLA表示将滤光片IR按空气进行换算时的光学全长，bf表示将滤光片IR按空气进行换算时的后焦距。另外，i表示从物体侧开始数起的面编号，r表示曲率半径，d表示光轴X上的透镜面间的距离(面间隔)，Nd表示d线(基准波长)的折射率，νd表示相对于d线的阿贝数。此外，关于非球面，在面编号i之后附加*记号(星号)来表示。另外，关于衍射光学面，在面编号i之后附加记号DOE来表示。

实施例1

以下的表1示出基本的透镜数据。

表1

表7示出实施例1的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例1的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为8，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为4，满足抑制光斑的发生的条件。

图2是示出实施例1的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图3是示出实施例1的摄像镜头的像散(mm)的图，图4是示出实施例1的摄像镜头的畸变(％)的图，图5是示出实施例1的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。在这些像差图中，球面像差图示出对F线(486nm)、e线(546nm)、d线(587nm)、C线(656nm)的各波长的像差量，在像散图中示出d线上的弧矢像面S的像差量和子午像面T的像差量，在倍率色像差图中分别示出以d线为基准波长时的F线(486nm)、e线(546nm)、C线(656nm)的像差量(在图7-10、12-15、17-20、22-25、27-30中也是如此)。

如图2-5所示，根据实施例1的摄像镜头，能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.4，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为84°的广视场角的拍摄。

实施例2

以下的表2示出基本的透镜数据。

表2

表7示出实施例2的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例2的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为9，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为4，满足抑制光斑的发生的条件。

图7是示出本实施例2的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图8是示出本实施例2的摄像镜头的像散(mm)的图，图9是示出本实施例2的摄像镜头的畸变(％)的图，图10是示出本实施例2的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。如图7-10所示，根据本实施例2的摄像镜头，也能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.4，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为83°的广视场角的拍摄。

实施例3

以下的表3示出基本的透镜数据。

表3

表7示出实施例3的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例3的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为10，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为4，满足抑制光斑的发生的条件。

图12是示出本实施例3的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图13是示出本实施例3的摄像镜头的像散(mm)的图，图14是示出本实施例3的摄像镜头的畸变(％)的图，图15是示出本实施例3的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。如图12-15所示，根据实施例3的摄像镜头，也能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.4，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为83°的广视场角的拍摄。

实施例4

以下的表4示出基本的透镜数据。

表4

表7示出实施例4的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例4的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为8，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为3，满足抑制光斑的发生的条件。

图17是示出本实施例4的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图18是示出本实施例4的摄像镜头的像散(mm)的图，图19是示出本实施例4的摄像镜头的畸变(％)的图，图20是示出本实施例4的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。如图17-20所示，根据实施例4的摄像镜头，也能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.3，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为83°的广视场角的拍摄。

实施例5

以下的表5示出基本的透镜数据。

表5

表7示出实施例5的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例5的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为7，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为3，满足抑制光斑的发生的条件。

图22是示出本实施例5的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图23是示出本实施例5的摄像镜头的像散(mm)的图，图24是示出本实施例5的摄像镜头的畸变(％)的图，图25是示出本实施例5的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。如图22-25所示，根据实施例5的摄像镜头，也能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.3，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为83°的广视场角的拍摄。

实施例6

以下的表6示出基本的透镜数据。

表6

表7示出实施例6的摄像镜头的条件式(1)至(11)的值，表8示出衍射光学面的环带数。如表7所示，实施例6的摄像镜头满足全部的条件式(1)至(11)。另外，有效径内的环带数为5，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为2，满足抑制光斑的发生的条件。

图27是示出本实施例6的摄像镜头的球面像差(mm)的图，图28是示出本实施例6的摄像镜头的像散(mm)的图，图29是示出本实施例6的摄像镜头的畸变(％)的图，图30是示出本实施例6的摄像镜头的倍率色像差(μm)的图。如图27-30所示，根据实施例6的摄像镜头，也能良好地校正色像差，还能合适地校正其它像差。而且，明亮程度是F值为2.3，充分低背化至对角比为0.75，并且还能进行2ω为83°的广视场角的拍摄。

表7

表8

如以上所说明的这样，根据本实用新型的实施方式的摄像镜头，能以低成本提供能充分适应近年来的移动终端设备等的薄型化、高密度化的摄像元件的低背、小型化的明亮、广视场角的，并且良好地校正了各种像差的高性能的3枚透镜构成的摄像镜头。

工业上的可利用性

本实用新型的各实施方式的3枚透镜构成的摄像镜头在应用于推进小型化、薄型化的智能电话、移动电话和PDA(Personal DigitalAssistant)、游戏机、PC等信息终端设备以及附加有照相机功能的家电产品等所搭载的摄像装置的情况下，能够有助于该装置的薄型化，并且实现照相机功能的高性能化。

Claims

1.一种摄像镜头，

是摄像元件用的摄像镜头，其特征在于，从物体侧到像侧按顺序包括凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、孔径光阑、凹面朝向物体侧的弯月形状且具有负的光焦度的双面为非球面的第2透镜以及凹面朝向像侧的弯月形状且具有正的光焦度的双面为非球面的第3透镜，在上述第2透镜的物体侧的面上形成有衍射光学面，在上述第3透镜的物体侧的面和像侧的非球面上在光轴上以外的位置形成有反曲线点，在将上述衍射光学面的焦距设为fdoe，将整个镜头系统的焦距设为f，将上述第1透镜的相对于d线的阿贝数设为νd1，将上述第2透镜的相对于d线的阿贝数设为νd2，将上述第3透镜的相对于d线的阿贝数设为νd3，将最大像高设为ih时，满足以下条件式：

8.0＜fdoe/f＜26.0

20＜νd1-νd2＜40

20＜νd3-νd2＜40

0.8＜ih/f＜0.95。

2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，

在上述衍射光学面上，有效径内的环带数为10以下，在光轴上成像的光线通过的区域中的环带数为5以下。

3.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

在将上述孔径光阑至上述第2透镜的物体侧的面的光轴上的距离设为t3，将上述第2透镜的物体侧的面的曲率半径设为r3时，满足以下条件式：

0.2＜t3/|r3|＜0.6。

4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

在将上述第1透镜的物体侧的面的曲率半径设为r1，将上述第1透镜的像侧的面的曲率半径设为r2，将上述第2透镜的物体侧的面的曲率半径设为r3，将上述第2透镜的像侧的面的曲率半径设为r4时，满足以下条件式：

-1.2＜(r1+r2)/(r1-r2)＜-0.6

-7.0＜(r3+r4)/(r3-r4)＜-1.2。

5.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，

在将上述第1透镜的焦距设为f1，将上述第2透镜的包括上述衍射光学面的焦距设为f2，将上述第3透镜的焦距设为f3，将整个镜头系统的焦距设为f时，满足以下条件式：

1.0＜f1/f＜1.5

-6.0＜f2/f＜-1.0

0.7＜f3/f＜2.4。