摄像透镜和摄像装置制造方法及图纸

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种成像透镜和成像装置。更具体地，本专利技术涉及适合于诸如数字照像机或配备了相机的便携电话装置的小型成像装置的成像透镜和使用该成像透镜的成像装置，该小型成像装置使用固态成像元件，诸如CCD (电荷耦合器件)或CMOS (互补金属氧化物半导体)。
技术介绍
一般已知诸如配备了相机的便携电话装置和数字照像机的成像装置，该成像装置使用大约3-5百万像素固态成像硬件，诸如CXD或CMOS，并且在其上安装了光圈Fno大约为2.8的成像透镜。 现在要求这样的成像装置在尺寸上更小，并且，要求在那些成像装置上安装的成像透镜具有比以前更小的尺寸和更短的光学总长。近些年来，在诸如配备了相机的便携电话装置的小型成像装置中，成像元件已经变得更小，并且变得能够处理较大数量的像素。几乎等同于数字照像机的具有高像素成像元件的模型已经变得普遍。因此，要求在小型成像装置上安装的成像透镜具有适合于这样的高像素固态成像装置的高透镜性能。而且，存在对于具有更亮的光圈Fno的透镜的需要，以防止由于在暗处拍摄图像时引起的噪声导致的图像质量变差。这样的小型和高性能成像透镜的每个需要具有四透镜结构或具有更多透镜的结构(例如，参见专利文件I至5)。引用列表专利文件专利文件I :日本公开专利申请No. 2004-4566专利文件2 :日本公开专利申请No. 2002-365530专利文件3 :日本公开专利申请No. 2006-293324专利文件4 :日本公开专利申请No. 2009-294527专利文件5 :日本公开专利申请No. 2010-2643
技术实现思路
在专利文件I中公开的传统透镜具有三透镜结构，该结构在缩短光学总长上是最有益的结构。然而，近些年来，存在对于具有高分辨能力和小色(像)差的透镜的需求，因为成像元件涉及大量的像素。为了实现该两个特征，具有三透镜结构的透镜没有足够的透镜来校正像差，并且难以使用这样的三透镜结构来实现期望的光学性能。在专利文件2中公开的传统透镜具有四透镜结构。该传统透镜以优选的方式来校正各种像差，但是其光学总长太长，不能实现小尺寸。而且，在专利文件2中公开的透镜中，第一透镜的光焦度和第二透镜的光焦度很强。因为第二透镜的光焦度特别强，所以在制造上的灵敏度很高，导致生产率的降低。而且，在专利文件2中公开的透镜中，存在当因为第一透镜的强光焦度导致使得光圈Fno更亮时出现的球面像差和彗形像差的大的不利影响，并且，特别难以保持在外围部分的高性能。在专利文件3中公开的传统透镜具有四透镜结构，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透镜的总长太大，不能实现小尺寸。而且，在专利文件3中公开的透镜中，第三透镜的两个表面具有凸形状。因此，难以使用该透镜来校正像差，并且在制造上的灵敏度高。而且，当外围光束被专利文件3中公开的透镜全反射时，全反射的外围光束被另一个表面进一步反射，并且进入成像元件。结果，幻像可能形成，并且显著地使得图像质量变差。在专利文件4中公开的传统透镜具有五透镜结构，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透镜的总长也太大，不能实现小尺寸。一般，通过向具有四透镜结构的透镜加上校正透镜来形成在专利文件4中公开的这个透镜。如果光学总长缩短，则第一透镜的光焦度变得太强。结果，不能成功地校正当使得光圈Fno更亮时在第一透镜中出现的诸如球面·像差或彗形像差的像差。在专利文件5中公开的传统透镜有具有高水平的像差校正能力的五透镜结构。然而，第一透镜相对于整个系统的焦距的光焦度弱，并且不可能实现在尺寸和高度(厚度)上的有效减小。已经根据上面的情况作出了本专利技术，并且本专利技术提出一种很小和薄的成像透镜和成像装置，该成像透镜实现高得足以用于具有8百万像素或更多的高像素成像元件的光学性能。为了解决上面的问题，本专利技术的成像透镜以从物体侧起的下述顺序包括孔径光阑(aperture stop);第一透镜，其具有正光焦度；第二透镜，其具有正或负光焦度；第三透镜，其具有负光焦度；第四透镜，其具有正光焦度；以及，第五透镜，其具有负光焦度。成像透镜满足下面的条件表达式(I)和(2)W0.3〈f1/|f3|〈3.0^&(2)-0. 3<^/^<4. 5其中:第一透镜的焦距，f2 :第二透镜的焦距，以及f3:第三透镜的焦距。而且，在成像透镜中，满足下面的条件表达式(3)(3) (Vd^Vd2)/2-vd3>20其中Vd1 :第一透镜的阿贝数，Vd2 :第二透镜的阿贝数，以及Vd3 :第三透镜的阿贝数。在成像透镜中，整个透镜系统的焦距和第五透镜的焦距之间的关系满足下面的条件表达式(4)(4) O. 5〈 I f51 /f<4. O其中f :整个透镜系统的焦距，以及f5 :第五透镜的焦距。这个成像透镜的基本特征在于，以从物 体侧起的下述顺序来提供孔径光阑；第一透镜，其具有正光焦度；第二透镜，其具有正或负光焦度；第三透镜，其具有负光焦度;第四透镜，其具有正光焦度；以及，第五透镜，其具有负光焦度，并且，在整个透镜系统中，正光焦度是向前的。在成像透镜中，如果将光学总长缩短以减小尺寸，则具有四透镜结构的第一透镜的曲率半径变得更小，并且，光焦度增大。结果，球面像差校正变得困难。而且，在成像透镜中，如果使得透镜光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以实现较高的图像质量，则彗形像差校正变得困难。为了有效地校正当尺寸增大并且光圈变大时变得更大的球面像差和彗形像差，具有四透镜结构的第一透镜在成像透镜中被划分为二。两个分透镜(第一透镜和第二透镜)彼此以光焦度互补，而与划分之前相比较，像差校正平面的数量增加二个。利用在成像透镜中的该布置，通过第二透镜来抑制已经在第一透镜中出现的球面像差和彗形像差，并且也可以通过两个新形成的校正平面来校正其他像差。虽然在成像透镜中分离，但是第一透镜和第二透镜彼此很接近，使得已经在第一透镜和第二透镜中出现的色(像)差(chromatic aberration)可以被第三透镜抵消。在成像透镜中，第三透镜在成像平面侧具有凹表面。因此，即使当离轴光束被凹表面全反射时，全反射的离轴光束漫射到透镜外围部分，并且被防止直接进入诸如CCD或CMOS的固态成像元件。因此，可以防止幻像的形成。而且，在成像透镜中，第三透镜在成像平面侧上具有凹表面，以有效地校正场曲和彗形像差。而且，在成像透镜中，第四透镜有具有正光焦度的弯月形状，以有效地校正像差，特别是场曲和像散。而且，在成像透镜中，第五透镜在光轴附近具有负光焦度。并且因此在校正像差，特别是场曲上有效。第五透镜也在外围部分处具有凸表面，并且因此在校正像散和畸变中有效。对于这个成像透镜指定的条件表达式(I)涉及向第一透镜和第三透镜的适当光焦度分配。绝对值被用作第三透镜的焦距，因为第三透镜具有负光焦度。如果未达到由条件表达式(I)限定的下限值，则第一透镜的光焦度变得太强。结果，球面像差(spherical aberration)和离轴彗形像差(coma aberration)出现增加，并且像差校正变得困难。另一方面，如果超过由条件表达式(I)限定的上限值，则第一透镜的光焦度(power)变得太弱，不允许第一透镜和第三透镜执行适当的消色。结果，不能保持对于高像素成像元件足够高的光学性能。而且，在其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈野英晓，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：
国别省市：