摄像透镜单元和摄像装置及其制造方法

专利名称：摄像透镜单元和摄像装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及摄像透镜单元和摄像装置及其制造方法。
背景技术：
现在，例如照相机透镜等利用多个透镜的摄像透镜单元是在对透镜进行研磨或成型之后，通过将其配置在进行过高精度加工的金属等镜框中来进行相互的位置对准并固定而成的。然后，将与这样的镜框一体化的摄像透镜单元安装在具有摄像元件的摄像装置中。
但是，上述这种现有的摄像透镜单元和摄像装置除了透镜的制造费用之外，还要花费镜框的材料费、加工费、和安装到镜框的组装费，因此存在很难降低成本的问题。特别是，例如防盗摄像机或内窥镜等摄像装置具有要求摄像透镜单元越来越小的倾向。因此，用于这类摄像装置的摄像透镜单元的制造、装配变得越来越麻烦，导致产生制作时间和制作成本增加的问题。

发明内容
本发明就是鉴于上述问题提出的，目的是提供一种既小型而又能够大量且廉价地进行制造的摄像透镜单元和摄像装置。
为达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种具有多个光学元件的摄像透镜单元，其特征在于，所述多个光学元件以重叠的状态相互接合，在该重叠的状态下，各光学元件的光轴一致，各光学元件的侧面配置在沿规定方向呈直线状延伸的同一平面内，该规定方向是与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向。
根据本发明，由于各光学元件重叠并相互接合，因此就可以不必使用固定光学元件的镜框等来构成摄像透镜单元。此外，利用配置在沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向呈直线状延伸的同一平面内的光学元件的侧面，可以稳定地保持和固定的摄像透镜单元。
在上述发明中，光学元件的个数优选至少为3。
根据本发明，可以简单地对准更多的光学元件的光轴。此外，因为大量光学元件的侧面能够通过一次切断来形成，因此提高了切断的效率。其结果，可以提高生产率，适合于大规模生产。
另外，摄像透镜单元优选采用使上述各光学元件的侧面相对于光轴大致平行的结构。
根据本发明，因为可以很容易地形成侧面，所以能够容易且迅速地进行制造。
在上述发明中，光学元件可以是构成光学元件阵列的多个光学元件中的一个，光学元件阵列是将光学元件进行二维排列而成的。
在上述发明中，摄像透镜单元优选由包含至少一片正透镜和与该正透镜邻接配置的至少一片负透镜的10片以下的光学元件构成。
根据上述发明，可以通过对邻接的正透镜和负透镜的放大率(パワ一)进行组合来进行象差校正。
此外，由于具有放大率的光学元件的重叠个数在10个以下，不会使偏心误差过度积累，从而能够良好地保持光学性能。进而，为使光学性能进一步提高，优选是使具有放大率的光学元件的个数更少一些，8片以下更好。最好是7片以下。
此处，所谓正透镜和负透镜分别是指具有正放大率的透镜和具有负放大率的透镜。
在上述发明中，摄像透镜单元优选具有10个以下的空气界面。
根据该发明，可以减少由空气界面的反射光所引起的重影或光斑。其结果，即使减少涂敷于光学元件的防止反射涂层的程度和层数，也可以得到良好的象质，从而可以在不降低象质的情况下减少制造成本。
并且，因为空气界面越少效果越显著，因此空气界面的个数优选8个以下。如果空气界面的个数是6以下则更好。
在上述发明中，优选在摄像透镜单元的除了光学元件的光学面之外的其它面上进行设置光吸收部件的处理。
根据该发明，由于可以抑制因为吸收除光学元件的光学面之外的其它面的反射光而产生的重影或光斑。结果可使象质得到提高。
在上述发明中，摄像透镜单元可以具有和上述光学元件接合的光学滤光部件，该光学滤光部件具有和该光学元件的侧面配置在同一面内的侧面。
根据该发明，由于光学滤光部件与摄像透镜单元一体化构成，在可以提高摄像透镜单元的功能的同时，还可使其小型化。此外，由于光学滤光部件可以用与其它光学元件相同的工艺接合，可简化工艺过程，提高生产率。
在上述发明中，摄像透镜单元可以具有和上述光学元件接合的遮光部件，该遮光部件具有和该光学元件的侧面配置在同一面内的侧面。
根据该发明，因为利用遮光部件，可以抑制由外光引起的重影或光斑的发生，所以可使象质得到提高。此外，由于遮光部件可以用与其它光学元件相同的工艺接合，可简化工艺过程，提高生产率。
根据本发明的第二方面，提供一种摄像装置，具有摄像透镜单元和摄像元件，其特征在于，它具有上述本发明第一方面的摄像透镜单元。
根据该发明，可以获得具有前面所述的各种摄像透镜单元的作用效果的摄像装置。
在上述发明中，摄像装置可以采用在构成上述摄像透镜单元最终面的光学元件上接合摄像元件的结构。
根据该发明，由于没有复杂的装配结构，因此能够将摄像透镜单元接合于摄像元件。其结果，可降低制造成本。
此外，还可以提高光学元件和摄像元件的定位精度。
在上述发明中，摄像元件优选具有与上述光学元件的侧面配置在同一面内的端面。
根据本发明的第三方面，提供一种摄像单元的制造方法，该摄像单元具有多个光学元件，其特征在于，把具有光轴对准排列的所述多个光学元件的多个光学元件阵列以使所述光轴一致并重叠的状态相互接合之后，在所述光学元件间沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断。
根据本发明的第四方面，提供一种摄像单元的制造方法，该摄像单元具有多个光学元件，其特征在于，准备由大量的所述多个光学元件的各光学元件排列而成的多个光学元件阵列；将所述多个光学元件的光轴对准，并将所述多个光学元件阵列沿所述光轴方向重叠接合，在相邻的光学元件间，沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断。
根据本发明，因为对准多个光学元件的光轴是一起进行的，可以大幅度地缩短位置对准的工序。此外，因为光学元件的位置对准和接合是以比较大的光学元件阵列的状态来进行，因此操作起来更加容易，可以提高其操作性。并且，因为是切断接合后的光学元件阵列，因此可以大量制造小型的摄像透镜单元。
根据本发明的第五方面，提供一种摄像装置的制造方法，其特征在于，通过把具有光轴对准排列的多个光学元件的多个光学元件阵列以使所述光轴一致并重叠的状态相互接合之后，在所述光学元件间沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断，来制造摄像透镜单元，并且摄像元件与构成所述摄像透镜单元的最终面的光学元件接合。
根据上述发明，可以如下制造摄像单元将多个摄像元件排列在一个晶片上。另一方面，将多个相同的光学元件排列在一个基板上(光学元件阵列)。将该光学元件阵列以使各光学元件的光轴一致并重叠的状态进行接合。然后，将其相对晶片进行位置对准并接合，进而，沿与光轴平行的方向或相对光轴倾斜的方向呈直线状延伸的面对它们进行切断。这样，因为同时进行多个摄像元件和多个光学元件的位置对准，位置对准工序显著简化，可以提高生产率。此外，可以降低制造成本。


图1是说明本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的简要示意图，其中，图1(a)是摄像透镜单元的简要透视图，图1(b)是图1(a)的A-A剖面图，图1(c)是光学元件的光学面的光轴与光学面的有效范围的法线间的夹角的说明示意图。
图2是说明本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的制造方法的一例的简要透视图。
图3是说明第1实施方式的第1变形例的透视图及其B-B剖面图，以及说明本变形例的制造方法的一例的光轴方向剖面的概念图。
图4是说明第1实施方式的第2变形例的沿光轴方向的剖面图，以及说明本变形例的制造方法的一例的光轴方向剖面的概念图。
图5是说明第1实施方式的第3变形例的沿光轴方向的剖面图，以及说明本变形例的制造方法的一例的光轴方向剖面的概念图。
图6是说明第1实施方式的第4变形例的沿光轴方向的剖面图，以及说明本变形例的制造方法的一例的光轴方向剖面的概念图。
图7是本发明的第1实施方式的光学元件阵列的切断形状的示例说明图。
图8是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第1数值实施例的光路图。
图9是该第1数值实施例的象差图。
图10是说明该第1数值实施例的结构中的空气间隔的形成方法的光轴方向剖面图。
图11是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第2数值实施例的光路图。
图12是该第2数值实施例的象差图。
图13是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第3数值实施例的光路图。
图14是该第3数值实施例的象差图。
图15是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第4数值实施例的光路图。
图16是该第4数值实施例的象差图。
图17是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第5数值实施例的光路图。
图18是该第5数值实施例的象差图。
图19是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第6数值实施例的光路图。
图20是该第6数值实施例的象差图。
图21是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第7数值实施例的光路图。
图22是该第7数值实施例的象差图。
图23是本发明的第1实施方式的摄像透镜单元的第8数值实施例的光路图。
图24是该第8数值实施例的象差图。
图25是本发明的第2实施方式的摄像装置的一例的变焦透镜的光学系统的简要结构示意说明图。
图26是表示本发明的第2实施方式的摄像装置的其它示例的摄像装置中的主要部分即摄像单元的简要结构的光轴方向剖面图。
图27是使用该摄像单元的胶囊内窥镜的简要结构的剖面说明图。
图28是使用该摄像单元的便携式终端的简要结构的主视图、侧视图及剖面图。
图29是使用该摄像单元的个人计算机的简要结构的透视说明图。
图30是使用该摄像单元的监视摄像机的简要结构的侧视说明图。
图31是使用该摄像单元的汽车车载用摄像系统的简要结构的透视说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图，对本发明的具体实施方式
的摄像透镜单元和摄像装置进行说明。
第1实施方式首先，对本发明的第1实施方式的摄像透镜单元进行说明。图1(a)是说明本实施方式的摄像透镜单元100的简要透视图。图1(b)是图1(a)的A-A剖面图。图1(c)是光学元件的光学面的光轴与光学面的有效范围的法线间的夹角的说明示意图。
摄像透镜单元100具有3个透镜1、2、4和光学滤光镜3。将3个透镜1、2、4按光轴对准的状态沿光轴方向重叠。然后，作为光学元件，把具有无放大率的滤光面的光学滤光镜3(光学滤光部件)夹在透镜2和透镜4之间。各光学元件通过沿光轴方向彼此邻接的光学元件的接合而构成一体。
透镜1在中央部具有凹透镜面1a和凸透镜面1b，在其外周设有沿垂直于透镜面1a、1b的光轴方向延伸的法兰部1d。在法兰部1d的外周具有平面视图大致为正方形、与光轴大致平行的4个法兰侧面1c(侧面)。此外，在法兰部1d的靠近透镜2的侧面上，设有多个具有矩形剖面的圆筒状定位突起1e。
透镜2、光学滤光镜3和透镜4与透镜1相同，具有法兰部2d、3d和4d。此外，还分别具有4个法兰侧面2c、3c和4c(侧面)。配置于同一方向的法兰侧面1c、2c、3c和4c配置于沿光轴方向的同一平面中(相接)。并且，法兰部1d、2d、3d和4d的外周部以重叠接合的状态，沿光轴方向呈相互间形成间隙的形状。
此外，透镜2、光学滤光镜3和透镜4作为光学面分别具有凸透镜面2a、2b、在表面施行滤光处理的滤光面3a、3b、凹透镜面4a和平面透镜面4b。因此，透镜1、2是具有正放大率的正透镜，透镜4是具有负放大率的负透镜。
此外，在法兰部2d的靠近透镜1的一侧，设有与定位突起1e嵌合的由凹槽形成的定位槽2f，其个数与定位突起1e的个数相同。进而，由这些定位突起1e和定位槽2f构成定位部。分别形成定位突起1e和定位槽2f，使得在透镜1和透镜2的光轴一致的位置，沿垂直于光轴方向紧密嵌合。
此外，定位槽2f的沿光轴方向的端部与法兰部1d接触。由此，以在透镜面1b和透镜面2a之间设置空气间隔的状态，使透镜1和透镜2沿光轴方向正确定位。该空气间隔被夹在具有放大率的透镜面1b和透镜面2a之间，作为具有放大率的空气透镜发挥作用。
同样，在法兰部2d的透镜3一侧、在法兰部3d的透镜2一侧、透镜4一侧，以及在法兰部4d的光学滤光镜3一侧，分别设有作为定位部的定位突起2e、定位槽3f、定位突起3e、定位槽4f。从而对这些透镜进行定位使它们的光轴对准，并在各光学面间设置适当的空气间隔。
此外，在图1中，为了便于理解，夸大地画出了定位部形状的一例，但只要是沿光轴方向以及沿垂直于光轴的方向能够调整其位置的话，任何大小和形状都可以。例如，对相互嵌合的形状，除图1(b)所示的定位突起1e和定位槽2f之外，也可以用V型突起和V型槽，也可用定位销和定位孔，也可用球形突起和球形凹部。此外，也可通过沿各定位方向设置具有基准面的突起，使各嵌合的基准面相互接触来进行定位。
透镜1、2、光学滤光镜3和透镜4的接合可以采用适当的方法。例如，可以采用UV硬化树脂等粘接剂进行粘接，或采用激光焊接等方法。
各光学元件可采用玻璃或合成树脂模制成型的方法制造。特别是，为了使具有放大率的光学元件实现更加稳定的光学特性和更加小型化，优选是利用玻璃作材料。这是因为玻璃具有更大的折射率、较优的面精度，并且玻璃材料具有优良的均匀性和温度稳定性。
此外，摄像透镜单元100可以如下制作。首先，把透镜1、透镜2、光学滤光镜3和透镜4作成以相同间距排列的二维格子状的阵列101、102、103、104(光学元件阵列)。这时，也形成定位突起和定位槽。其次，使各阵列的光轴一致进行位置对准和接合。进而，如图2所示，在该状态下沿切断线6，用刀具5等切断工具将其切断。在此情况下，作为沿切断线6的切口形成了法兰侧面1c、2c、3c和4c。从而，法兰侧面1c、2c、3c和4c被配置于同一平面内(与同一平面相接)。该同一平面就是沿光轴方向呈直线状延伸的平面。虽然在本例的情况下，该同一平面平行于光轴，但根据切断加工的方法的不同，有时也可不平行于光轴。此外，根据需要，也可在切断后，通过研磨等处理，对各法兰侧面1c、2c、3c和4c进行表面加工。
此外，可以通过至少在两个位置设置定位孔8a，用定位销8b插入该定位孔进行各阵列101、102、103、104在垂直于光轴的方向的定位。此外，例如，也可以采用在垂直于光轴的方向上可移动地保持各阵列101、102、103、104的制造夹具来进行定位。
并且，在上述说明的摄像透镜单元100中，优选通过涂覆或蒸镀等方法，对除了光学面之外的面，亦即，法兰部1d、2d、3d、4d或法兰侧面1c、2c、3c和4c施行设置光吸收材料的处理。特别是，也可以通过在法兰侧面1c、2c、3c和4c上卷贴具有光吸收性的薄膜材料后加以固定来进行这种处理。在此情况下，例如，也可用橡胶、热缩管等收缩性薄膜材料覆盖后加以固定。此外，也可通过粘结剂或粘贴剂等，把纸或合成树脂等形成的非收缩性薄膜材料卷贴在法兰侧面1c、2c、3c和4c上加以固定。
其次，对本实施方式的摄像透镜单元的作用加以说明。
根据本实施方式的摄像透镜单元，因为透镜1、2、4和光学滤光镜3等光学元件是由沿光轴方向相互邻接的光学元件定位并接合的，因此，不需要安装和保持光学元件的镜框等其它部件。其结果，可减少零件个数，降低制造成本，还具有可实现重量轻和小型化等优点。
此外，根据本实施方式，因为光轴方向的定位部与形成光学面外周部的法兰部1d、2d、3d、4d设为一体，所以可减少零件积累误差，高精度地设置空气间隔。而且，具有空气界面的折射面与折射率差较小的接合透镜面相比，放大率更大，因此通过加大空气间隔，与空气间隔狭小的情况(包括没有空气间隔的情况)相比，使用相同数量的光学元件可以得到更高的性能。
此外，由于本实施方式在光学元件的光学面的外周部设有法兰部1d、2d、3d、4d，因此可在法兰部1d、2d、3d、4d上形成定位部。此外，还可以利用该法兰部作为接合面。因此，不必担心污损光学面，具有提高制造效率的优点。
此外，在法兰部1d、2d、3d、4d的外周部上向外侧形成有突起部。当与其它光学元件重叠时，该突起部成为沿光轴方向形成间隙的形状。这样，就可利用该间隙作为粘结剂的溢出部或切断时的切屑排出部。
如上所述，本实施方式的摄像透镜单元100在各光学元件的外周部的法兰部1d、2d、3d、4d上具有大约与光轴平行的按四棱柱面对齐的法兰侧面1c、2c、3c和4c。因此，这些法兰面的一面可作为安装面使用。此外，如上所述，本实施方式的摄像透镜单元100是将光学元件阵列重叠接合之后用刀具5进行切断来制作的。若利用这样的制作方法，可以把包含有大量光学元件的光学元件阵列集中起来进行定位并接合以固定其位置关系。因此，这与将光学元件逐个进行定位、逐个进行接合的情况相比较，具有可以大大提高生产率的优点。当各光学元件很小时，这样的优点更为显著，很适合于小型摄像透镜单元的大量生产。
此外，上述说明中，对具有放大率的光学元件为3片的情况进行了说明，当然，也可以采用通过增加片数来提高光学性能的结构。此时，由于分别包含正透镜和负透镜至少各1片，可以进行象差校正。
此外，具有放大率的光学元件的重叠片数优选是10片以下。若这样构成的话，可以防止定位部的加工误差或光学元件的装配误差等形成的偏心误差的过度积累。此外，具有放大率的光学元件的重叠片数8片以下更好一些，7片以下最好。可从摄像透镜单元100的必要性能和制作成本的关系出发，综合地决定光学元件的重叠片数。
此外，上述说明中，对空气间隔的大小没有特别的限制，但优选是对空气间隔的大小设定一个限度。如果空气间隔保持适当大小的话，定位部的光轴方向的长度就会变短，使高精度的尺寸加工变得容易。其结果，可防止装配时的偏心误差。
具体来说，若把TD定义为上述光学元件接合构成的光学系统的从第1面到最终面的面间隔(光学系统的全长)、SD定义为光轴上的空气间隔的长度总和(空气间隔和)、MT定义为光轴上的空气间隔的长度最大值(最大空气间隔)，则摄像透镜单元优选是同时满足下列公式。
ST/TD＜0.7 (1)MT/TD＜0.5 (2)当超过上述各式的上限时，由于空气间隔或光学系统的全长变长，偏心也增大。其结果，很难得到足够的光学性能。
此外，为了更好地提高光学元件的装配、加工精度，代替式(1)、(2)，优选满足以下的式(3)、(4)。
ST/TD＜0.6 (3)MT/TD＜0.4 (4)为了更进一步提高光学元件的装配、加工精度，代替式(1)、(2)，优选满足以下的式(5)、(6)。
ST/TD＜0.5 (5)MT/TD＜0.3 (6)此外，上述说明中，对光学元件的空气界面的个数以8个为例进行了说明，但也可以采用对空气界面的个数设定限度。这样可以降低在空气界面上容易发生的散射光。其结果，可防止重影或光斑的发生，提高象质。此外，还可取消或减少必须施行防反射涂层处理的光学面，从而可降低成本。
为此，优选是将空气界面的个数限制在10以下。为进一步减少散射光，空气界面的个数优选是少于8，少于6最好。
此外，上述说明中，对光学面的形状不设定特别限制的例子进行了说明，但优选是限制光学元件的曲面形状使其倾斜更为平缓。由此，使利用形状粗糙度检测仪等接触型形状测定装置进行测定成为可能。通过使用接触型形状测定装置，可以直接得知形状误差。因此，不必测定光学特性，就可判定零件是否良好。此外，通过把测定结果反馈到制造过程中，可以改善制造过程。此外，还可迅速测定光学面的形状。其结果，具有能提高本实施方式的具有放大率的光学面的制造效率的优点。
具体来说，如图1(c)所示，1是光学面2的有效范围的法线，3是光学面2的光轴，4是用于表示有效范围的辅助线。当把倾斜角θ定义为光学元件的各光学面2的光轴3和光学面2的有效范围的法线1之间的夹角时，优选使光学元件的各光学面的倾斜角θ的最大值小于60度。此外，若倾斜角θ的最大值小于55度，则因为即使在形状误差很大的情况下，也可以提高测定精度，使高精度的光学面的制作变得容易，因此更为可取。进而，若倾斜角θ的最大值小于50度的话，则最为可取。
其次，对本实施方式的若干变形例进行说明。这些说明都只是以与上述说明的实施方式的不同点为中心来进行。此外，在变形例的说明中，对于与上述第1实施方式的说明共同的部件采用相同符号，省略其说明。
首先，对第1变形例进行说明。图3(a)是说明本实施方式的第1变形例的透视说明图。图3(b)是图3(a)的B-B剖面图。图3(c)、(d)是说明第1变形例的制造方法的一个示例的光轴方向剖面的概念图。
如图3(a)、(b)所示，本变形例的摄像透镜单元110具有透镜11、12、13。各透镜的光轴都保持一致，并利用沿垂直于光轴方向延伸的法兰部11d、12d、13d，按顺序重叠和接合。与图1的摄像透镜单元100不同，在法兰部11d、12d、13d上未设置定位突起或定位槽。这些法兰部的平面视图基本为正方形，具有与各自的光轴基本平行的4个平面对齐的法兰侧面11c、12c、13c(侧面)。如图3(a)所示，配置在同一方向的法兰侧面11c、12c、13c分别配置于沿光轴方向的同一平面中。
透镜11是具有凸透镜面11a和凹透镜面11b的正透镜。透镜12是具有凸透镜面12a、12b的正透镜。透镜13是具有凹透镜面13a和平面透镜面13b的负透镜。
透镜面11b侧的法兰部11d和透镜面12a侧的法兰部12d相互接触。但是，因为透镜面11b和透镜面12a的曲率半径不同，因此在透镜面11b、12a之间形成空气间隔。
此外，透镜面12b和透镜面13a具有相同的曲率半径，它们之间通过粘结用粘结剂接合。此时，假设摄像透镜单元110的整个光学系统的放大率为φA，则接合面的透镜面12b、13a的放大率φ满足0＜|φ/φA|＜0.5 (7)此处，|φ/φA|表示φ/φA的绝对值。
本变形例与摄像透镜单元100的情况不同，并不具有垂直于各光学元件光轴方向的定位部。因此，当从单个的透镜11、12、13来制造摄像透镜单元110时，垂直于光轴方向的定位可借助适当的夹具来夹持各光学元件，将其移动到使各光学元件的光轴对准的位置来进行。或者，通过使各光学元件的法兰侧面11c、12c、13c到光轴的距离高精度一致来进行制造。也可通过适当的基准面来校准法兰侧面11c、12c、13c。此外，如图3(c)、(d)所示，也可以不从单个元件开始制作，而制作排列了透镜面11a、11b、12a、12b、13a、13b的阵列111、112、113(光学元件阵列)，然后移动各光学元件阵列进行定位，再将其接合后进行切断的制造方法。此外，图3(c)、(d)是将本方法应用于本变形例时的制造过程的概念图。接合或切断的方法可以使用在第1实施方式中说明过的同样的方法。
根据本变形例具有3个光学元件，其中的1组被作成光学面被接合起来的接合透镜。为此，通过分别适当选定接合的光学元件的折射率，可以对色象差进行校正。其结果，可以作成色象差很低的高性能的摄像透镜单元。
此外，由于该接合面的放大率φ满足式(7)，可以使接合面的曲率半径不必过小，因此使接合面的加工容易进行。其结果，可以廉价地制造用作接合面的光学面。
此外，本变形例是接合透镜只有1组的示例，但是为了进一步改善色象差，也可以增加接合面的个数。在此情况下，式(7)的φ，可看作是这些接合面的放大率的最大值。
此外，为了进一步提高接合面的加工性，使曲率半径增大，优选是代替式(7)，满足下式0＜|φ/φA|＜0.4(8)为了进一步提高接合面的加工性，优选是代替式(7)满足下式0＜|φ/φA|＜0.3(9)其次，对第2变形例进行说明。图4(a)是说明本实施方式的第2变形例的沿光轴方向的剖面图。图4(b)、(c)是说明第2变形例的制造方法的一个示例的沿光轴方向的剖面概念图。
如图4(a)所示，本变形例的摄像透镜单元120具有4片作为光学元件的透镜21、22、24、13，在透镜22、24之间，设有把光束调整为规定形状的孔径光阑23(夹持部件)。各光学元件分别具有法兰侧面21c、22c、24c和13c(侧面)。沿同一方向配置的法兰侧面21c、22c、24c和13c沿光轴方向配置于同一平面中。
透镜21、22分别是平凹、平凸透镜，以各自的平面透镜面相接合。透镜22在凸面的透镜面22b侧的法兰部22d上，设有沿光轴方向突出的定位突起22e。
孔径光阑23具有表面由具有光吸收性的合成树脂、金属等构成的、与光学元件的法兰侧面21c、22c、24c和13c所排列的平面相对齐的端面。
透镜24是双凸的正透镜，透镜面24b与透镜面13a的凹面相接合。在透镜面24a侧的法兰部24d上，设有沿光轴方向突出的定位突起24e。
定位突起22e、24e以相对置夹持孔径光阑23的状态相接合。并且，在透镜面22b、24a间形成空气间隔。
如图4(b)、(c)所示，这样的摄像透镜单元120可以如下制造。即把透镜面21a、21b、22a、22b、24a和24b所排列而成的阵列121、122、124(光学元件阵列)与阵列113重叠和接合之后并进行切断。此时，通过把设有与各光学元件排列间距相同的孔径部的孔径光阑片123夹在阵列122、124之间进行接合，在切断后形成孔径光阑23。此外，作为孔径光阑片123的材料可使用合成树脂或金属。
根据本变形例，利用相对的定位突起22e、24e，可以形成透镜面22b和透镜面24b间的规定的空气间隔。此外，因为在法兰部进行接合，可使光学元件一体化时的形状相当简洁。其结果，提高了光学元件的成型性，具有能确保成型精度并使生产率提高的优点。
此外，根据本变形例，可把孔径光阑23一体化到摄像透镜单元120内。此时，若利用孔径光阑片123来制造的话，由于其定位和接合均可按照与光学元件阵列相同的工序进行，所以具有能容易且高精度地进行装配的优点。
其次，对第3变形例进行说明。图5(a)是说明本实施方式的第3变形例的光轴方向剖面图。图5(b)、(c)是说明第3变形例的制造方法的一个示例的光轴方向剖面概念图。
如图5(a)所示，本变形例的摄像透镜单元130具有与第2变形例相同结构的透镜21、22、24、13，沿同一方向配置的法兰侧面21c、22c、24c和13c沿光轴方向配置于同一平面中。
其中，在透镜21的透镜面21b上作为遮光膜形成有孔径光阑涂层31。通过该孔径光阑涂层31，规定大小的光束被入射到透镜21。此外，在透镜13的透镜面13b上作为遮光膜形成有光斑防止涂层32。通过该光斑防止涂层32，可防止从有效透镜范围以外的部分入射光线。亦即，光斑防止涂层32具有光斑防止功能。
孔径光阑涂层31、光斑防止涂层32都可以通过将光吸收材料进行涂敷或蒸镀等来形成。当利用光学元件阵列进行制造时，如图5(b)、(c)所示，分别在各阵列121、113上形成孔径光阑涂层31和光斑防止涂层32之后，将其重叠和接合。
根据本变形例，由于孔径光阑涂层31、光斑防止涂层32分别形成在各个光学元件上，就没有必要用其它部件来设置光阑。因此，在接合时省去进行定位的麻烦，同时还可以减少零件的个数。其结果，可提高生产率和降低制造成本。
其次，对第4变形例进行说明。图6(a)是说明本实施方式的第4变形例的光轴方向的剖面图。图6(b)、图6(c)是说明第4变形例的制造方法的一个示例的光轴方向剖面的概念图。
如图6(a)所示，本变形例的摄像透镜单元140具有与第2变形例相同结构的透镜21、22、24、13，沿同一方向配置的法兰侧面21c、22c、24c和13c沿光轴方向配置于相同平面中。
在本变形例中，在透镜21上接合遮光部件41。
遮光部件41由至少表面具有光吸收性的合成树脂等构成。遮光部件41是具有倾斜内表面41a的壁体。内表面41a划定透镜21的有效透镜范围，并沿光轴方向一边扩径一边延伸。根据这样的结构，遮光部件41具有调整入射到透镜21的外光的功能。外周面41c与法兰侧面21c、22c、24c和13c对齐。
在本变形例中也采用先制作使遮光部件41形成为阵列状的遮光阵列部件141，然后将其与光学元件阵列一起重叠和接合之后进行切断的制造方法。
根据本变形例，由于遮光部件41与各光学元件接合为一体，因此可以容易且廉价地制造出外光难以入射、象质得到提高的摄像透镜单元。
并且，在上述说明的第1实施方式中，对光学元件的侧面是对齐为剖面基本为正方形的四棱柱面的示例进行了说明，但并不限于这样的棱柱面。也可根据摄像透镜单元的制造上的原因或装配、搬运等的处理状况，而采用其它各种形状。
例如，就制造而言，直线状的加工很容易。因此，特别是当从光学元件阵列进行切割时，由于工序数变少，若采用此加工方法的话，生产效率很高。此外，加工时，摄像透镜单元的外形并不必须是正方形剖面，例如，如图7(a)所示，也可以是剖面为菱形的四棱柱面。此时，与正方形剖面的情况不同，当可切断地最密地排列光学面40时，因为光学面40的外周部相互间并不接触，因此具有使光学面可以高精度成型的优点。此外，图7(b)所示为六边形剖面的例子。在此情况下，由于法兰部41很小，具有可作成重量轻的摄像透镜单元的优点。
此外，特别是，如果采用激光或喷射水流等切断方法的话，因为可以容易地形成沿光轴方向呈直线状延展的平面、曲面，因此也可以如图7(c)所示，按圆形剖面进行切割。当把排列面用作装配的支承基准面时，排列在这样的圆筒面上的摄像透镜单元围绕光轴不存在方向性，因而使装配变得极为容易。
此外，上述说明中，对光学元件的侧面大致平行于光轴的例子进行了说明，但该侧面也可以相对于光轴倾斜。例如，可以是因切断时的加工误差而产生的倾斜，也可以是为了按规定的锥面对齐而设定的倾斜。
此外，上述说明中，对各光学元件作为侧面具有设置于法兰部1d、2d、3d、4d、11d、12d、13d、21d、22d、24d上的法兰侧面1c、2c、3c、4c、11c、12c、13c、21c、22c、24c、152c的示例进行了说明，但光学元件的侧面也可以由光学元件的外周面形成。
此外，上述说明中，作为适于制造的例子，说明了光学元件的侧面对齐的例子。但是，若只是为了达到构成省略镜框部件的摄像透镜单元这一目的，光学元件的侧面也可以不对齐。这是因为各光学元件可以用法兰部1d、2d、3d、4d、11d、12d、13d、21d、22d、24d的光轴方向的面来接合。
此外，上述说明中，作为光学元件阵列，对二维排列的示例用图示进行了说明，当然也可以是1维排列。
此外，当从光学元件阵列进行切割制造时，也可以沿排列方向切割出多个光学元件，得到多个具有平行光轴的摄像透镜单元。此时，排列方向的多个光学元件的光学面种类也可以不同。
下面，对可用于上述说明了的第1实施方式的摄像透镜单元的光学系统的具体的数值实施例进行说明。
并且，以下，各实施例相同，以符号ω表示对角全视场角，F表示有效光圈指数(F number)，So表示物距、IH表示像高。此外，表示ST/TD、MT/TD、倾斜角θ、|φ/φA|的量，均与上述说明中所用的名称、定义相同。
此外，在后述的数值数据的表中，r表示曲率半径、d表示面间隔、nd表示折射率、υd表示阿贝数。ri、di、ni、υi(i为整数)是曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数。在后述的各光路图中，示出了与数值数据表的ri、di、ni的对应关系。
实施例1图8所示是第1数值实施例的光路图。图9是本实施例的象差图。图9(a)是用横轴表示球差(单位mm)、用纵轴表示相对孔径，对波长656.27nm、587.56nm、546.07nm、486.13nm、435.84nm所计算的球差进行表示的象差图。图9(b)是横轴为象散(单位为mm)、纵轴为视场角(单位为°)的象差图。ΔM表示子午像面的偏移量，ΔS表示径向像面的偏移量。图9(c)是横轴为畸变象差(单位％)、纵轴为视场角(单位为°)的象差图。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，具有正放大率的第1透镜51、正放大率的第2透镜52、负放大率的第3透镜53和滤光部件54、55。在第1透镜51和第2透镜52之间，设有空气间隔。第2透镜52和第3透镜53的光学面相互接合。此外，虽然在图中未示出，但是在第1透镜51的成象侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
为了设置第1透镜51和第2透镜52之间的空气间隔，可以如图10(a)所示，在第1透镜51和第2透镜52上分别设置定位突起51a、52a，沿光轴方向接触，也可以如图10(b)所示，在第1透镜51和第2透镜52之间夹入一个隔离物56(夹持部件)。
此外，在下面的说明中，其它的数值实施例的空气间隔都可以用上述的任何一种方法来形成。
在本实施例中，使物距So＝960mm，设定为过焦距。对角全视场角ω＝40°，有效光圈指数为F2.8，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.42、MT/TD＝0.20、倾斜角θ＝33°、|φ/φA|＝0.08。
通过在第1透镜51和第2透镜52之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号rd ndυd1 r1＝1.64 d1＝1.11 n1＝1.8061 υ1＝40.92 r2＝1.69 d2＝0.873 r3＝2.38 d3＝0.72 n2＝1.8061 υ2＝40.94 r4＝-2.38 d4＝0.40 n3＝1.6889 υ3＝31.15 r5＝∞ d5＝0.1 86 r6＝∞ d6＝0.50 n4＝1.5163 υ4＝64.17 r7＝∞ d7＝0.50 n5＝1.5163 υ5＝64.18 r8＝∞ d8＝0.039 r9＝∞(成象面)从图9可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。
实施例2图11所示的是第2数值实施例的光路图。图12是本实施例的象差图。因图12(a)、(b)、(c)的画法分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图相同，因此省略对其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置具有正放大率的第1透镜57、具有正放大率的第2透镜58、具有负放大率的第3透镜59和滤光部件54、55。在第1透镜57和第2透镜58之间，设有空气间隔。第2透镜58和第3透镜59的光学面接合。此外，虽然图中未示出，但在第1透镜57的物体一侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，使物距So＝960mm，设定为过焦距。对角全视场角ω＝40°，有效光圈指数为F2.8，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.14、MT/TD＝0.09、倾斜角θ＝37°、|φ/φA|＝0.09。
通过在第1透镜57和第2透镜58之间设有空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号r dndυd1 r1＝1.54 d1＝1.33n1＝1.8061υ1＝40.92 r2＝1.20 d2＝0.353 r3＝1.96 d3＝0.75n2＝1.8061υ2＝40.94 r4＝-1.96 d4＝0.40n3＝1.6889υ3＝31.15 r5＝∞d5＝0.176 r6＝∞d6＝0.50n4＝1.5163υ4＝64.17 r7＝∞d7＝0.50n5＝1.5163υ5＝64.18 r8＝∞d8＝0.039 r9＝∞(成象面)从图12可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。
实施例3图13所示的是第3数值实施例的光路图。图14是本实施例的象差图。因图14(a)、(b)、(c)的画法分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图相同，因此省略对其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置有负放大率的第1透镜60、具有正放大率的第2透镜61、具有正放大率的第3透镜62、具有负放大率的第4透镜63和滤光部件54、55。第1透镜60和第2透镜61，以及第3透镜62和第4透镜63的光学面分别接合。在第2透镜61和第3透镜62之间设有空气间隔。此外，虽然图中未示出，但在第1透镜60的成象侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，物距So＝10mm，对角全视场角ω＝90°，有效光圈指数为F3.0，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.07、MT/TD＝0.04、倾斜角θ＝46°、|φ/φA|＝0.07。
通过在第2透镜61和第3透镜62之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号r dndυd1 r1＝-1.30 d1＝0.71n1＝1.6889υ1＝31.12 r2＝3.75 d2＝1.08n2＝1.8061υ2＝40.93 r3＝-1.57 d3＝0.154 r4＝1.67 d4＝1.22n3＝1.5831υ3＝59.45 r5＝-1.18 d5＝0.81n4＝1.6889υ4＝31.16 r6＝∞d6＝0.197 r7＝∞d7＝0.50n5＝1.5163υ5＝64.18 r8＝∞d8＝0.50n6＝1.5163υ6＝64.19 r9＝∞d9＝0.0310r10＝∞(成象面)从图14可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。特别是，观察图14(a)可知，由于使用2组接合透镜，与第1、2实施例比较，色象差被良好地校正。进而，如图14(b)所示，其象散也得到了极好的校正。
实施例4图15所示的是第4数值实施例的光路图。图16是本实施例的象差图。因图16(a)、(b)、(c)分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图按相同方法绘制，因此省略对其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置具有负放大率的第1透镜65、具有正放大率的第2透镜66、具有正放大率的第3透镜67、具有负放大率的第4透镜68和滤光部件54、55。第1透镜65和第2透镜66，以及第3透镜67和第4透镜68的光学面分别接合。在第2透镜66和第3透镜67之间设有空气间隔。此外，图中未示出，在第1透镜65的物体一侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，物距So＝10mm，对角全视场角ω＝90°，有效光圈指数为F3.0，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为4面，ST/TD＝0.09、MT/TD＝0.04、倾斜角θ＝45°、|φ/φA|＝0.04。
由于在第2透镜66和第3透镜67之间设有空气间隔，因此进行成象面弯曲校正。
面编号r dndυd1 r1＝-1.11 d1＝0.60n1＝1.6889υ1＝31.12 r2＝7.95d2＝0.77n2＝1.8061υ2＝40.93 r3＝-1.24 d3＝0.204 r4＝1.87d4＝1.19n3＝1.5831υ3＝59.45 r5＝-2.18 d5＝0.60n4＝1.6889υ4＝31.16 r6＝∞ d6＝0.187 r7＝∞ d7＝0.50n5＝1.5163υ5＝64.18 r8＝∞ d8＝0.50n6＝1.5163υ6＝64.19 r9＝∞ d9＝0.0310r10＝∞(成象面)从图16可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。特别是，观察图16(a)可知，由于使用2组接合透镜，与第1、2实施例比较，色象差被良好地校正。进而，如图16(b)所示，其象散也得到了极好的校正。
实施例5图17所示的是第5数值实施例的光路图。图18是本实施例的象差图。因图18(a)、(b)、(c)分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图按相同方法绘制，因此省略随其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置有负放大率的第1镜69、具有正放大率的第2透镜70、具有正放大率的第3透镜71、具有负放大率的第4透镜72和滤光部件54、55。第1透镜69和第2透镜70，以及第3透镜71和第4透镜72的光学面相互接合。在第2透镜70和第3透镜71之间设有空气间隔。此外，虽然图中未示出，但是在第1透镜69的物体一侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，使物距So＝10mm，对角全视场角ω＝90°，有效光圈指数为F3.0，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.07、MT/TD＝0.03、倾斜角0＝41°、|φ/φA|＝0.06。
通过在第2透镜70和第3透镜71之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号r dndυd1 r1＝-1.32 d1＝0.70n1＝1.6889υ1＝31.12 r2＝∞d2＝1.02n2＝1.8061υ2＝40.93 r3＝-1.46 d3＝0.154 r4＝1.74 d4＝0.93n3＝1.5831υ3＝59.45 r5＝-1.50 d5＝1.15n4＝1.6889υ4＝31.16 r6＝∞d6＝0.167 r7＝∞d7＝0.50n5＝1.5163υ5＝64.18 r8＝∞d8＝0.50n6＝1.5163υ6＝64.19 r9＝∞d9＝0.0310r10＝∞(成象面)从图18可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。特别是，观察图18(a)可知，由于使用2组接合透镜，与第1、2实施例比较，色象差被良好地校正。进而，如图18(b)所示，其象散也得到了极好的校正。
实施例6图19所示的是第6数值实施例的光路图。图20是本实施例的象差图。因图20(a)、(b)、(c)分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图按相同方法绘制，因此省略对其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置有正放大率的第1透镜73、具有正放大率的第2透镜74、具有负放大率的第3透镜75和滤光部件54、55。第2透镜74和第3透镜75的光学面相互接合。在第1透镜73和第2透镜74间设有空气间隔。此外，图中未示出，在第1透镜73的物体一侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
实施例的第3透镜75使用聚碳酸酯树脂。
在本实施例中，物距So＝960mm，设定为过焦距。对角全视场角ω＝40°，有效光圈指数为F2.8，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.14、MT/TD＝0.09、倾斜角θ＝38°、|φ/φA|＝0.20。
通过在第1透镜73和第3透镜74之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号r d ndυd1 r1＝1.53 d1＝1.340n1＝1.8061υ1＝40.92 r2＝1.15 d2＝0.353 r3＝2.07 d3＝0.77 n2＝1.8061υ3＝40.94 r4＝-1.88d4＝0.40 n3＝1.5839υ3＝30.25 r5＝∞ d5＝0.176 r6＝∞ d6＝0.50 n4＝1.5163υ4＝64.17 r7＝∞ d7＝0.50 n5＝1.5163υ5＝64.18 r8＝∞ d8＝0.039 r9＝∞(成象面)从图20可知，尽管采用了折射率较低的聚碳酸酯树脂制成的合成树脂透镜，本实施例的摄像透镜单元在可视光域也具有良好的象差特性。在本实施例，由于使用合成树脂的聚碳酸酯树脂制成的透镜，可以制作出廉价的透镜，因此具有能获得低成本摄像透镜单元的优点，当使用合成树脂成型时，还具有下述优点，即能够容易地设置用于形成空气间隔的定位突起。
实施例7图21所示的是第7数值实施例的光路图。图22是本实施例的象差图。因图22(a)、(b)、(c)分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图按相同方法绘制，因此省略对其轴等的说明。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置有负放大率的第1透镜76、具有正放大率的第2透镜77、具有正放大率的第3透镜78、具有负放大率的第4透镜79和滤光部件54、55。第1透镜76和第2透镜77，以及第3透镜78和第4透镜79的光学面分别接合。在第2透镜77和第3透镜78间设有空气间隔。此外，虽然图中未示出，但是在第1透镜76的成象侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，第3透镜78使用ZEONEX(注册商标)合成树脂，第4透镜79使用聚碳酸酯树脂。
在本实施例中，物距So＝10mm，对角全视场角ω＝90°，有效光圈指数为F3.0，像高IH＝0.924mm。
此外，空气界面为6面，ST/TD＝0.07、MT/TD＝0.03、倾斜角θ＝46°、|φ/φA|＝0.20。
通过在第2透镜77和第3透镜78之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号 rdndυd1 r1＝-1.35 d1＝0.78n1＝1.6889υ1＝31.12 r2＝∞ d2＝1.02n2＝1.8061υ2＝40.93 r3＝-1.49 d3＝0.1 54 r4＝1.72 d4＝1.19n3＝1.5254υ3＝56.25 r5＝-1.24 d5＝0.85n4＝1.5839υ4＝30.26 r6＝∞ d6＝0.167 r7＝∞ d7＝0.50n5＝1.5163υ5＝64.1
8 r8＝∞d8＝0.50 n6＝1.5163υ6＝64.19 r9＝∞d9＝0.0310 r10＝∞(成象面)从图22可知，尽管使用了2片折射率较低的合成树脂透镜来构成，本实施例的摄像透镜单元在可视光域也具有良好的象差特性。特别是，观察图22(a)可知，由于使用2组接合透镜，与第1、2实施例比较，色象差被良好地校正。
根据本实施例，由于在4片中有2片采用了廉价的合成树脂透镜，因此具有能构成廉价的摄像透镜单元的优点。
实施例8图23所示的是第8数值实施例的光路图。图24是本实施例的象差图。因图24(a)、(b)、(c)分别与图9(a)、(b)、(c)说明的图按相同方法绘制，因此省略对其轴等的说明。其中，图24(a)中，因各种波长的数据比较接近，因此只对波长656.27nm、587.56nm、486.13nm的结果进行图示。
本实施例的结构为，按照从物体侧开始的顺序，设置具有负放大率的第1透镜80、平行平板81、具有负放大率的第2透镜82、具有正放大率的第3透镜83、具有负放大率的第4透镜84和具有正放大率的第5透镜85。第2透镜82、第3透镜83、第4透镜84和第5透镜85的光学面分别接合。在第1透镜80的凹面(r2)和平行平板81的物体一侧的面(ra)之间形成有空气间隔。此外，虽然图中未示出，但是在平行平板81的成象侧的面上用蒸镀法形成有光阑。
在本实施例中，物距为So＝∞，对角全视场角为ω＝103°，有效光圈指数为F4.3，像高IH＝0.5mm。
此外，空气界面为4面，ST/TD＝0.04、MT/TD＝0.03、倾斜角θ＝45°、|φ/φA|＝0.23。
通过在第1透镜80和平行平板81之间设置空气间隔，进行成象面弯曲校正。
面编号 r dndυd1 r1＝∞ d1＝0.30n1＝1.8830υ1＝40.72 r2＝1.02 d2＝0.203 r3＝∞ d3＝2.20n2＝1.5927υ2＝35.34 r4＝∞ d4＝0.20n3＝1.5927υ3＝35.35 r5＝0.42 d5＝1.00n4＝1.8830υ4＝40.76 r6＝-0.76d6＝0.30n5＝1.5927υ5＝35.37 r7＝57.74d7＝1.93n6＝1.8830υ6＝40.78 r8＝∞ d8＝0.039 r9＝∞(成象面)从图24可知，本实施例的摄像透镜单元在可视光域具有良好的象差特性。
本实施例是通过在具有放大率的第1透镜80和没有放大率的平行平板81之间设置空气间隔，而形成空气透镜的例子。
第2实施方式其次，对本发明的第2实施方式的摄像透镜单元加以说明。本实施方式的摄像装置具有第1实施方式的摄像透镜单元。下面，列举具体的例子进行说明。
图25是作为本实施方式的摄像装置的一例的变焦透镜200的光学系统的简要结构的示意说明图。
变焦透镜200从物体侧开始具有具有正放大率的第1组G1、具有负放大率的第2组G2、具有正放大率的第3组G3、具有正放大率的第4组G4、包含有滤光部件等的第5组G5。它们分别安装在图中未示出的镜框中，以第2组G2、第3组G3和第4组G4可相对于第1组G1移动的方式被保持。
可以移动的第2组G2、第3组G3由本发明的第1实施方式的摄像透镜单元201、202构成。摄像透镜单元201、202的各自的3片透镜并不使用镜框，而是采用沿光轴方向将相互邻接的透镜接合的结构。而且，具有1个空气间隔和1个接合面。
其次，图26是表示用于本实施方式的摄像装置的摄像单元900的简要结构沿光轴方向的剖面图。
如图26(a)所示，摄像单元900具有摄像透镜单元150和摄像元件901。
虽然在本例中，摄像透镜单元150是将3片透镜通过法兰部接合而形成为一体的，但本发明的第1实施方式的摄像透镜单元全都可以被采用。
摄像元件901具有在半导体晶片上形成的光电转换装置CCD902和微透镜903。而且，在CCD902的受光面上形成微透镜阵列903。
摄像透镜单元150和覆盖玻璃904通过隔离物905用粘接剂906进行粘接固定。
隔离物905采用这样的结构通过具有例如楔形等形状，可分别调整摄像透镜单元150沿光轴方向的位置和倾斜度及其与覆盖玻璃904之间的间隔。
图26(b)所示为另一摄像单元900’的示例。摄像单元900’代替摄像透镜单元150，使用了另一摄像透镜单元151。摄像透镜单元151在配置于成象侧最终面的光学元件的法兰部等上具有多个定位突起151a。通过这些定位突起151a，可省略隔离物905。此外，摄像单元900’是代替摄像元件901，采用具有CCD902和微透镜阵列903而没有覆盖玻璃904的摄像元件910的例子。
图26(c)所示为再一个摄像单元900”的示例。摄像单元900”具有摄像透镜单元152和摄像元件910。摄像透镜单元152在配置于成象侧最终面的光学元件法兰部等上具有多个定位突起152a；此外，CCD902的外周部与法兰侧面152c(侧面)对齐。
如果采用将摄像透镜单元152与光学元件阵列重叠和接合之后进行切断的方法，可以很容易地制造这样的结构。也就是说，可以如下制造将接合好的光学元件阵列相对于将CCD902形成为阵列状的半导体晶片进行定位之后，用粘接剂906将定位突起152a粘接在半导体晶片上，然后通过同时切断光学元件阵列和半导体晶片来进行制造。
以下，对使用了摄像单元900的本实施方式的摄像装置的具体例子进行说明。
图27所示是一个将摄像单元900用于胶囊内窥镜300的示例。
胶囊内窥镜300具有照明光源304、摄像单元900、用于处理来自摄像单元900的摄像元件的信号的图像处理电路302、以及为其提供电源的电池301，其全体用罩303覆盖。在罩303的前端设有透明窗305。通过该透明窗305，投射照明光并接受由摄像单元900反射的光。
其次，图28所示为将摄像单元900用于便携式终端400的示例。图28(a)、(b)分别是主视图、侧视图，图28(c)是图28(a)的C-C剖面图。
便携式终端400具有使用摄像单元900的摄像部405、监视器部404、通过按钮或拨号盘等输入文字符号或指令信号的输入部403、话筒部401、扬声器部402、以及进行无线通信收发的天线406。
如图28(c)所示，在便携式终端400的内部，包含在摄像单元900中的CCD902与固定于主板安装部410上的电路主板409电连接并固定在其上，在摄像部光轴407的方向上设有的覆盖玻璃405将该摄像单元900密封。
其次，图29所示是一个将摄像单元900用于个人计算机500的示例。图29是用于说明个人计算机500的简要结构的透视说明图。
个人计算机500具有键盘500、监视器部502和摄像部503。监视器部502可显示包含由摄像部503所摄图像的图像505。摄像部503设置于监视器部502的旁边。摄像单元900(未图示)设置于摄像部503的内部，其沿光轴方向的剖面与图28(c)所示相同。
其次，图30所示是一个将摄像单元900用于监视摄像机600的示例。图30是用于说明监视摄像机600的简要结构的侧视图。
监视摄像机600具有形成监视摄像机主体的电路部605和摄像部607，通过轴602和电机603安装在固定于天花板608上的安装部601上。在摄像部607的内部以可沿图示的直线箭头方向进行摄像的方式设有摄像单元900。摄像单元900的沿光轴方向的剖面与图28(c)所示的结构相同并被固定于摄像部607内。主板安装部410(参照图28(c))也可以这样安装使其可利用图中未示出的转动机构作摇头运动。
其次，图31所示是一个将摄像单元900用于汽车车载用摄像系统700的示例。图31是用于说明车载用摄像系统700的简要结构的透视图。
车载用摄像系统700是一个这样的系统其具有摄像部704a、b、c，可通过信号处理部702和切换控制部703，将各摄像部所摄图像显示在监视器部701中。摄像部704a、b、c分别由光纤705a、b、c连接。
摄像单元900的沿光轴方向的剖面与图28(c)所示的结构相同，并被固定于摄像部704a、b、c上。
根据上述说明的本实施方式的摄像装置，因为都是利用了本发明的第1实施方式的摄像透镜单元，因此就可以达到与第1实施方式的摄像透镜单元相同的作用效果。
特别是，根据变焦透镜200，因为不使用镜框而将第2组G2、第3组G3的透镜单元连为一体，所以可减轻重量并实现小型化。
此外，根据摄像单元900，由于利用将结构部件重叠接合这一共同的制造方法，可以制造出与CCD902一体化的结构，因此由于制造工序保持一致，所以优点是具有良好的生产性。加之，若采用将它们排列成阵列状进行接合之后进行切断的制造方法，能更进一步提高生产率，具有适合于大量生产和小型化的优点。
如上所述，若采用本发明的摄像透镜单元的话，通过具有空气间隔，一方面提高了光学系统的性能，一方面又因为它不设置镜框部件或镜框结构而将光学元件一体化，因此，可以达到提供小型且廉价的摄像透镜单元的效果。
此外，若采用本发明的摄像装置的话，因为使用了本发明的摄像透镜单元，因此可以达到与本发明的摄像透镜单元相同的效果。
权利要求
1.一种摄像透镜单元，具有多个光学元件，其特征在于，所述多个光学元件以重叠的状态相互接合，在该重叠的状态下，各光学元件的光轴一致，各光学元件的侧面配置在沿规定方向呈直线状延伸的同一平面内，该规定方向是与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向。
2.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，所述光学元件的个数至少为3。
3.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，所述各光学元件的侧面相对于光轴大致平行。
4.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，所述光学元件是构成光学元件阵列的多个光学元件中的一个，所述光学元件阵列是将光学元件进行二维排列而成的。
5.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，它由包含至少一片正透镜和与该正透镜邻接配置的至少一片负透镜的10片以下的光学元件构成。
6.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，它具有10个以下的空气界面。
7.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，对除了光学元件的光学面之外的其它面进行了设置光吸收性的处理。
8.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，所述光学元件与光学滤光部件相接合，该光学滤光部件的侧面与该光学元件的侧面配置于同一面内。
9.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，所述光学元件与遮光部件相接合，该遮光部件的侧面与该光学元件的侧面配置于同一面内。
10.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，各光学元件具有透过光线的光学面以及设置在该光学面外周部的法兰部，在该法兰部的外周形成突起部，在相互邻接的突起部之间，沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向形成有间隙。
11.如权利要求1、2、3、4中任何一项所述的摄像透镜单元，其特征在于，它满足以下条件ST/TD＜0.7 (1)MT/TD＜0.5 (2)此处，TD为从所述光学元件接合构成的光学系统的第1面到最终面在光轴上的面间隔，SD为光轴上空气间隔的长度总和，MT为光轴上的空气间隔的长度最大值。
12.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，在假设倾斜角θ为所述光学元件的光学面的光轴与所述光学面的有效范围的法线所成的夹角时，所述光学元件的倾斜角θ小于60度。
13.如权利要求1所述的摄像透镜单元，其特征在于，具有接合面，并满足以下条件0＜|φ/φA|＜0.5其中，φ为作为所述接合面的透镜面的放大率，φA为所述摄像透镜单元的整个光学系统的放大率。
14.一种摄像装置，具有摄像透镜单元和摄像元件，其特征在于，它具有权利要求1所述的摄像透镜单元。
15.如权利要求14所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像元件与构成所述摄像透镜单元的最终面的光学元件接合。
16.如权利要求15所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像元件具有与所述光学元件的侧面配置于同一面内的端面。
17.一种摄像单元的制造方法，该摄像单元具有多个光学元件，其特征在于，把具有光轴对准排列的所述多个光学元件的多个光学元件阵列以使所述光轴一致并重叠的状态相互接合之后，在所述光学元件间沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断。
18.一种摄像单元的制造方法，该摄像单元具有多个光学元件，其特征在于，准备由大量的所述多个光学元件的各光学元件排列而成的多个光学元件阵列；将所述多个光学元件的光轴对准，并将所述多个光学元件阵列沿所述光轴方向重叠接合，在相邻的光学元件间，沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断。
19.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，所述光学元件阵列的个数至少为3。
20.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，所述各光学元件的侧面相对于光轴大致平行。
21.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，所述各光学元件阵列是将光学元件进行二维排列而成的。
22.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，该摄像单元由包含至少一片正透镜和与该正透镜邻接配置的至少一片负透镜的10片以下的光学元件构成。
23.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，该摄像单元具有10个以下的空气界面。
24.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，对除了光学元件的光学面之外的其它面进行了设置光吸收性的处理。
25.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，所述光学元件与光学滤光部件相接合，该光学滤光部件的侧面与该光学元件的侧面配置于同一面内。
26.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，所述光学元件与遮光部件相接合，该遮光部件的侧面与该光学元件的侧面配置于同一面内。
27.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，各光学元件具有透过光线的光学面以及设置在该光学面外周部的法兰部，在该法兰部的外周形成有突起部，在相互邻接的突起部之间，沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向形成有间隙。
28.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，满足以下条件ST/TD＜0.7(1)MT/TD＜0.5(2)此处，TD为从所述光学元件接合构成的光学系统的第1面到最终面在光轴上的面间隔，SD为光轴上的空气间隔的长度总和，MT为光轴上的空气间隔的长度的最大值。
29.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，在假设倾斜角θ为所述光学元件的光学面的光轴与所述光学面的有效范围的法线所成的夹角时，所述光学元件的倾斜角0小于60度。
30.如权利要求17所述的摄像单元的制造方法，其特征在于，具有接合面，并满足以下条件0＜|φ/φA|＜0.5其中，φ为作为所述接合面的透镜面的放大率，φA为所述摄像透镜单元的整个光学系统的放大率。
31.一种摄像装置的制造方法，其特征在于，通过把具有光轴对准排列的多个光学元件的多个光学元件阵列以使所述光轴一致并重叠的状态相互接合之后，在所述光学元件间沿与所述光轴平行或相对所述光轴倾斜的方向切断，来制造摄像透镜单元，并且摄像元件与构成所述摄像透镜单元的最终面的光学元件接合。
32.如权利要求31所述的摄像装置的制造方法，其特征在于，所述摄像元件具有与所述光学元件的侧面配置于同一面内的端面。
全文摘要
本发明提供一种摄像透镜单元和摄像装置及其制造方法，该摄像透镜单元的结构为把作为光学元件的具有放大率的透镜1、2、4沿光轴方向重叠并在透镜2、4之间夹入光学滤光镜3。利用设置在各光学元件的侧面的定位部对各光学元件进行定位，使得它们在光轴方向具有适当间隔，并且在沿垂直于光轴的方向对它们进行定位，使它们的光轴保持一致，然后将相邻的光学元件相互接合。采用通过把光学元件阵列重叠之后在切断线处进行切断的方法来制造的结构。从而提供一种既小型而又能够大量且廉价地进行制造的摄像透镜单元和摄像装置。
文档编号G03B19/00GK1467524SQ0310985
公开日2004年1月14日 申请日期2003年4月11日 优先权日2002年6月27日
发明者天内隆裕 申请人:奥林巴斯光学工业株式会社