拍摄镜头制造技术

一种小巧、轻薄、价格低廉的高性能拍摄镜头，它适合于采用１００万画素以上的高密度固体摄像元件的数码静相摄像机。其从目标物侧面向像面侧依次备有：具有规定口径的孔径光阑４、使凸面朝着目标物侧且具有正屈光力的第１镜头１、使凹面朝着目标物侧且具有正屈光力的第２镜头２、使凹面朝着目标物侧且具有负屈光力的第３镜头３，第２镜头２，其目标物侧及像面侧的两面即Ｓ４、Ｓ５呈非球面状形成，第３镜头３，其在目标物侧及像面侧的两面即Ｓ６、Ｓ７呈非球面状形成，且在像面侧的非球面Ｓ７中的有效直径范围内以具有曲率朝向发生变化的回折点的方式形成。由此，可以在确保适当的后焦距的同时，缩短镜头系统总长，实现小巧、轻薄的设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种配备CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等固体摄像素子的适用于数码静相摄相机、数码摄像机等小型拍摄镜头，特别涉及一种安装在手机、个人数字助理(PDA)、便携式个人电脑等上的适合于小型移动相机的拍摄镜头。(2)
技术介绍
近年来，不仅CCD技术有了飞跃发展，CMOS等固体摄像元件的技术也有了突飞猛进的发展，作为数码静相摄相机等上所使用的固体摄像元件，同时还使用此类CCD和CMOS等元件。通常情况下，由于CMOS的感光灵敏度较低差，作为同时使用的拍摄镜头，除了具备高性能、小巧、轻薄、低成本等特点外，还期望其为亮度高的镜头(F值小的镜头)。但是，这类固体摄像元件，为使光有效射入，在其表面设有微镜头。因此，当射入固体摄像元件的光线角度过大时，就会产生“渐晕现象”而致使光线无法射入固体摄像元件，所以，拍摄镜头的射出瞳应尽量远离拍摄面，并且最好是射出角度较小的远心光学系统。另一方面，随着固体摄像元件技术日新月异的发展，只要射出角度处在20°～24°范围的拍摄镜头，就可以消除“渐晕现象”，这一点已众所周知。此外，拍摄镜头和固体摄像元件之间，需要配置用来防止色莫尔条纹的低通滤波器、和用来矫正固体摄像元件的光谱灵敏度的红外线截止滤波器等，所以在某种程度上需要较大地确保后焦距。专利文献1特开平09-133860号公报专利文献2特开平05-188284号公报(3)
技术实现思路
但是，上述专利文献1中所载的拍摄镜头，在最靠近像面侧配置孔径光阑，所以射出瞳位置变短，射出角度变小，因而难以缩短镜头系统总长。此外，上述专利文献2中所载的拍摄镜头，虽然在最靠近目标物侧配置有孔径光阑，但由于镜头结构、或者第3镜头的非球面不是具有回折点的形状，致使射出角度变小，因而难以缩短镜头系统总长。本专利技术是为解决上述问题而形成的一项专利技术，其目的在于，以3组3枚结构这样一种极其简单的结构，通过适当设定镜头的形状、非球面的形状等来达到小巧、轻薄要求，从而提供一种亮度高(F值小)、光学性能强的拍摄镜头，它可以对应100万画素以上的固体拍摄元件，适合于安装在手机、个人数字助理等上。本专利技术的拍摄镜头，其特征在于，从目标物侧面向像面侧依次备有具有规定口径的孔径光阑、使凸面朝着目标物侧且具有正屈光力的第1镜头、使凹面朝着目标物侧且整体上具有正屈光力的第2镜头、使凹面朝着目标物侧且整体上具有负屈光力的第3镜头，上述第2镜头，其目标物侧及像面侧的两面呈非球面状形成，上述第3镜头，其在目标物侧及像面侧的两面呈非球面状形成，且在像面侧的非球面中的有效直径范围内以具有曲率朝向发生变化的回折点的方式形成。根据这一结构，通过使第1镜头及第2镜头具有正屈光力、使第3镜头具有负屈光力，就可以在确保适当的后焦距的同时，缩短镜头系统总长。另外，由于在实现总长缩短和小巧化的同时，第2镜头和第3镜头的目标物侧及像面侧的两面呈非球面状形成，且第3镜头的像面侧的非球面在有效直径范围内以具有回折点的方式形成，所以可缩短总长，并对各像差，特别是非点象差和畸变象差进行良好矫正，同时还可以缩小射出角度。在上述结构中，第1镜头采用这样的结构即形成为使凸面朝着目标物侧且使凹面朝着像面侧的凹凸形状。根据这一结构，可以对球面象差进行良好矫正。在上述结构中，第3镜头的目标物侧的非球面可以采用这样的结构其以屈光力随着向周边部分接近逐渐增大的方式而形成。根据这一结构，由于第3镜头的回折部分屈折力为正，从回折点通过外侧的光线，其倍率色象差将会恶化，但是通过随着向周边部分接近而逐渐增大屈光力，就可以控制倍率色象差的恶化，得到理想的光学性能。在上述结构中，第2镜头和第3镜头可以采用由树脂材料制成的结构。根据这一结构，其与由玻璃材料制成的情况相比，可以实现镜头系统的轻盈化和低成本化，尤其可以轻而易举地成型(注塑)具有非球面或者回折点的面。在上述结构中，假定镜头系统的焦距为f，自孔径光阑至像面的镜头系统总长为TL(空气换算距离)，则可以采用满足下列式子(1)的结构(1)TL/f＜1.4。根据这一结构，可以缩短镜头系统总长，制成小巧、轻薄的镜头。在上述结构中，假定所述第1镜头的色散系数为v1，所述第2镜头的色散系数为v2，以及所述第3镜头的色散系数为v3，则可以采用满足下列式子(2)的结构(2)v1＞45、v2＞45、v3＜45。根据这一结构，尤其可以对轴向色差、从中心到周边的倍率色象差进行良好矫正，对于F值小而亮度高的镜头，同样可以得到较高的析像力。在上述结构中，假定第2镜头的目标物侧面的曲率半径为R4，第2镜头的像面侧面的曲率半径为R5，第3镜头的目标物侧面的曲率半径为R6，第3镜头的像面侧面的曲率半径为R7，则可以采用满足下列式子的结构(3)1＜|R4|/|R5|＜2，(4)6＜|R6|/|R7|＜10。根据这一结构，可以在确保适当的后焦距的同时，缩短镜头系统总长，并可对各像差，特别是非点象差和畸变象差进行良好矫正，从而得到理想的光学性能。在上述结构中，镜头系统的焦距为f，第2镜头和第3镜头的沿光轴方向的间隔为D5，则可以采用满足下列式子(5)的结构(5)D5/f＜0.15。根据这一结构，可以缩小镜头系统的外径尺寸，同时还可以对各像差，特别是非点象差和畸变象差进行良好矫正，从而得到理想的光学性能。在上述结构中，假定第2镜头的沿光轴方向的厚度为D4，第3镜头的沿光轴方向的厚度为D6，则可以采用满足下列式子(6)的结构(6)0.45＜D4/D6＜1.0。根据这一结构，可以在缩短镜头系统总长的同时，确保适当的后焦距，并可对各像差，特别是非点象差进行良好矫正，从而得到理想的光学性能。如上所述，根据本专利技术的拍摄镜头，可以实现小巧、轻薄、低成本化，并可得到安装在手机、个人数字助理等上的适合于移动相机的拍摄镜头。特别是可以得到一种亮度高(F值小)、光学性能强的拍摄镜头，它可以根据CCD等的摄像元件的尺寸，缩短镜头系统总长(如8mm以下)，具有小巧、轻薄的特点，并已对各像差进行了良好矫正。(4)附图说明图1为表示与本专利技术相关的拍摄镜头的一实施方式(实施例1)的结构图。图2表示与实施例1相关的拍摄镜头的球面象差、非点象差、畸变象差、倍率色象差的各像差图。图3为与实施例2相关的拍摄镜头的结构图。图4表示与实施例2相关的拍摄镜头的球面象差、非点象差、畸变象差、倍率色象差的各像差图。图5为与实施例3相关的拍摄镜头的结构图。图6表示与实施例3相关的拍摄镜头的球面象差、非点象差、畸变象差、倍率色象差的各像差图。(5)具体实施方式下面，就本专利技术的最佳实施方式，参照附图进行详细说明。图1为表示与本专利技术相关的拍摄镜头的一实施方式的镜头系统的基本结构图。如图1所示，在这一拍摄镜头中，沿着光轴方向L，从目标物侧面向像面侧依次排列着具有规定口径的孔径光阑4、使凸面朝着目标物侧且具有正屈光力的第1镜头1、使凹面朝着目标物侧且整体上具有正屈光力的第2镜头2、使凹面朝着目标物侧且整体上具有负屈光力的第3镜头3。此外，在上述排列结构中，第3镜头3的后方，配置有红外线截止滤波器、低通滤波器等的玻璃滤光器5，其后方配置有CCD等的像面P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拍摄镜头，其特征在于，所述拍摄镜头从目标物侧面向像面侧依次备有：具有规定口径的孔径光阑、使凸面朝着目标物侧且整体上具有正屈光力的第１镜头１、使凹面朝着目标物侧且整体上具有正屈光力的第２镜头、使凹面朝着目标物侧且整体上具有负屈光力的第３镜头，所述第２镜头，其目标物侧及像面侧的两面呈非球面状形成，所述第３镜头，其目标物侧及像面侧的两面呈非球面状形成，且在像面侧的非球面中的有效直径范围内，以具有曲率朝向发生变化的回折点的方式形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村上和弥，阿部泰彦，
申请(专利权)人：日本电产科宝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]