摄像镜头制造技术

本发明专利技术提供一种各种像差被良好地校正，光程长短，而且能确保有充分的后焦距的摄像镜头。为此，该摄像镜头具有孔径光阑（Ｓ１）、第一透镜（Ｌ１）、第二透镜（Ｌ２）和第三透镜（Ｌ３），从物侧到像侧，按照孔径光阑、第一透镜、第二透镜和第三透镜的顺序排列构成。其中，第一透镜（Ｌ１）是凸面朝向物侧、且具有正的屈光力的弯月形透镜，第二透镜（Ｌ２）是凸面朝向像侧、且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜（Ｌ３）是凸面朝向物侧、且具有负的屈光力的弯月形透镜。而且，第一透镜（Ｌ１）的两侧面为非球面、第二透镜（Ｌ２）的两侧面为非球面、第三透镜（Ｌ３）的两侧面为非球面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的摄像镜头尤其适合安装于以CCD(Charge CoupledDevices)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)为摄像元件的便携式电话机与个人电脑的图像输入装置、数码相机、监视用CCD摄像机以及检查装置等。
技术介绍
在上述的摄像镜头中，以摄像镜头的物侧的入射面到成像面(CCD等的摄像面)的距离定义的光程长必须短。即在设计透镜时，光程长对摄像镜头的组合焦距的比必须小。以下，光程长短且光程长对焦距的比也小的摄像镜头，也称为小型镜头。以便携式电话机为例，摄像镜头的光程长至少要比便携式电话机本身的厚度短。另一方面，以从摄像镜头像侧的出射面到摄像面的距离定义的后焦距应尽可能长。即在设计透镜时，后焦距对焦距的比应尽可能取大。这是因为在摄像镜头和摄像面之间必须插入滤波器或保护玻璃等配件。除此以外，作为摄像镜头，各种像差及图像的畸变必须被校正到充分小的程度，以致于不被肉眼所感知，且足以满足摄像元件(或称「像素」)的集成密度的要求。换而言之，各种像差需要被良好地校正，以下，也称各种像差被良好地校正的图像为「良好的图像」。如下所示，适用于采用了CCD，CMOS等固体摄像元件的，以携带型电脑和电视电话装置等为代表的摄像装置中，具有三层结构的摄像镜头已有报道。这些镜头都既能确保广视角，又能实现小型化轻量化。其中，第一类具有三层结构摄像镜头已经公开，该摄像镜头能确保广视角，且能得到良好的图像。(例如，参照专利文献1)但是，该摄像镜头按照从物侧开始，由第一、第二和第三透镜的三枚透镜排列构成。第一透镜L1是凸面朝向像侧且具有正的屈光力的弯月形透镜，第二透镜L2是以凸面朝向物侧且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是具有正的屈光力的凸透镜，结果造成其光程长对后焦距的比过大的结构，无法实现镜头的小型化。另外，第二类至第四类具有三层结构摄像镜头分别已经公开，这些摄像镜头均能确保广视角，各种像差被良好地校正，且实现了短焦距化。(例如，参照专利文献2、专利文献3及专利文献4)这些摄像镜头也如上述公开的摄像镜头一样，按照从物侧开始，由具有不同屈光力的第一、第二和第三透镜三枚透镜排列构成。第一透镜具有正的屈光力，第二透镜具有负的屈光力，第三透镜具有正的屈光力。该摄像镜头的组合焦距虽然能设计得短，然而后焦距和光程长都过长。而且由于利用了玻璃材料透镜，所以成本高。已经公开的第五类具有三层结构摄像镜头中，通过采用非球面透镜和设计屈光能力分配及透镜表面形状而实现摄像镜头的小型化。(例如，参照专利文献5)但是，该摄像镜头按照从物侧开始，由具有不同的屈光力的第一、第二和第三透镜三枚透镜排列构成。第一透镜具有负的屈光力，第二透镜具有正的屈光力，第三透镜具有负的屈光力，结果成为相对组合焦距而言，光程长过长的摄像镜头。且因为利用了玻璃材料，所以成本高。已经公开的第六类具有三层结构摄像镜头中，含有一组各自至少有一个非球面表面而且互相以凹面朝向对方的弯月形塑性材料透镜，整个透镜系统由三枚透镜组成。该摄像镜头在实现小型化和降低成本的同时，能够简单地抑制由于温度变化而引起的焦点移动。(例如，参照专利文献6)但是，此摄像镜头按照从物侧开始，由具有不同屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜排列构成。第一透镜具有弱屈光力，第二透镜也具有弱屈光力，第三透镜具有正的屈光力。因此仅仅依靠第三透镜不能补偿第一透镜和第二透镜的屈光力，结果导致与组合焦距相比，后焦距过长且光程长也过长。而且，因为第三透镜为玻璃透镜，所以不能完全降低成本。已经公开的第七类具有三层结构的摄像镜头中，整个透镜系分为前、后两组。该摄像镜头为，前组具有正的屈光力，后组具有负的屈光力的望远型结构。摄像镜头的光程长短且价格低廉。(例如，参照专利文献7)但是，此透镜组按照从物侧开始，依次由具有不同屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜具有负的屈光力，第二透镜具有正的屈光力，第三透镜具有负的屈光力，而且第二透镜与第三透镜的间距大。因此，存在与组合焦距相比光程长过长及第三透镜孔径过大的问题，不适合装载于便携式电话机与个人电脑的图像输入装置、数码相机、监视用CCD摄像机以及检查装置等。已经公开的第八类具有三层结构的摄像镜头中，从物侧开始由两枚正透镜和一枚两面均为非球面且以凹面朝向像侧的负透镜组成。从透镜中心至透镜周边，该负透镜的负屈光能力逐渐变弱，而在周边部透镜的功率转变为正。(例如，参照专利文献8)但是，此透镜组的特点是相当于第三透镜L3的透镜，从透镜中心至透镜周边负屈光能力逐渐变弱，透镜的屈光能力转变为正的位置距透镜中心的距离在透镜的有效孔径的0.7倍～1.0倍范围内。被公开的摄像镜头的实施例中，镜头的屈光能力由负值转变为正值的转折点到透镜中心的距离分别为透镜有效孔径的0.96倍和0.97倍，几乎位于透镜的周边部。如果把镜头的屈光能力转变为正的转折点设于透镜的周边部，入射到透镜光轴与摄像面交点附近的光以及入射到透镜周边部的光，对摄像元件的入射角接近直角，然而入射到透镜光轴与摄像面的交点到透镜周边部之间的光，对摄像元件的入射角就远离直角。也就是说，入射到透镜周边部与该交点之间的占图像重要部份的光，对摄像元件的入射角远离直角。因为光从倾斜方向入射到摄像元件时，在入射面的反射量增加，所以输送到摄像元件的光电转换面的光能量变小，因此产生这部份图像变暗的问题。因为第一透镜具有正的屈光力，第二透镜也具有正的屈光力，第三透镜具有负的屈光力，所以得到较长的光程长，造成小型化困难的问题。此外，因为孔径光阑设置于第一透镜与第二透镜之间，就必须增大第一透镜的有效孔径，结果造成第一透镜的物侧的机械式快门不容易设计配置的问题。已经公开的第九类具有三层结构的摄像镜头中，从物侧开始由孔径光阑，两面呈凸状的正透镜的第一透镜，以凹面朝向物侧的负透镜的第二透镜，和凸面朝向物侧的弯月形的第三透镜组成。(例如，参照专利文献9)通过设计此透镜组，使得在第一透镜的物侧设置了孔径光阑的情况下，可以得到良好的画象。通过在第一透镜的物侧设置孔径光阑，可以使得入射光瞳的位置接近于物体。因而有主光线以接近于垂直角度入射到图像面的特点。如果主光线从倾斜方向入射到图像面，就会产生入射到设置于图像面的像素(摄像元件)的入射光量减少的遮蔽(Shading)现象，因此画面的周边部份图像会变暗。该问题是因为当光线从摄像元件的倾斜方向入射到摄像元件时，在摄像元件表面产生的反射量会增加，传送到摄像元件的光电转换面的光量减少而产生的。因此，通过在第一透镜的物侧设置孔径光阑，可以设计不易产生遮蔽(Shading)现象的摄像镜头。对根据以上的设计方针而设计的摄像镜头，更进一步以防止导致图像的对比度减少现象的眩光(即Flare)或图像浸润现象(即Smear)为目的，在第一透镜与第二透镜之间加设孔径光阑后，将产生以下问题。即，在透过孔径光阑的主光线中，对摄像镜头的光轴具有大入射角的主光线，会被孔径光阑遮挡。因而，该孔径光阑在遮挡造成眩光或浸润等引起画质下降的原因的迷光的同时，会遮挡如上所述的一部分主光线，有时甚至会产生图像的周边部份的光量减少，图像的周边部份变暗的问题。另外，该摄像镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像镜头，其特征在于：具有孔径光阑（Ｓ１）、第一透镜（Ｌ１）、第二透镜（Ｌ２）和第三透镜（Ｌ３）；从物侧到像侧，按照该孔径光阑（Ｓ１）、该第一透镜（Ｌ１）、该第二透镜（Ｌ２）和该第三透镜（Ｌ３）的顺序排列而构成； 其中，该第一透镜（Ｌ１）是凸面朝向物侧、且具有正的屈光力的弯月形透镜，该第二透镜（Ｌ２）是凸面朝向像侧、且具有负的屈光力的弯月形透镜，该第三透镜（Ｌ３）是凸面朝向物侧、且具有负的屈光力的弯月形透镜；该第一透镜（Ｌ１） 的两侧面为非球面、该第二透镜（Ｌ２）的两侧面为非球面、且该第三透镜（Ｌ３）的两侧面为非球面；并且所述摄像镜头满足以下条件，０．５７＜ｆ↓［１］／ｆ＜０．６５（１）０．０１≦ｒ↓［２］／ｒ↓［３］≦０．０５（２ ）０．１≦ｄ↓［３］／ｆ＜０．１５（３）０．６＜Ｌ／２Ｙ＜０．９（４）式中，ｆ：摄像镜头的组合焦距，ｆ↓［１］：第一透镜（Ｌ１）的焦距，ｒ↓［２］：第一透镜（Ｌ１）物侧面的光轴附近的曲 率半径，即轴上曲率半径，ｒ↓［３］：第一透镜（Ｌ１）像侧面的光轴附近的曲率半径，即轴上曲率半径，ｄ↓［３］：第二透镜（Ｌ２）与第三透镜（Ｌ３）在光轴上的间距，Ｌ：在光轴上从第一透镜Ｌ１物侧面到像面的空气中距离，即光程 长，２Ｙ：设置于摄像镜头的像面上的固体摄像元件的矩形受光面的对角线长度。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：堂智，
申请(专利权)人：里程碑株式会社，堂智，
类型：发明
国别省市：JP[日本]