专利名称：摄像透镜、摄像单元以及便携式终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用CCD型图象传感器或CMOS型图象传感器等固态摄像元件的小型摄像透镜、摄像单元以及具备它们的便携式终端。
背景技术：
近年来随着使用CCD(Charge Coupled Device)型图象传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型图象传感器等固态摄像元件的摄像单元的高性能化、小型化，具备摄像单元的手机和电脑正在普及。对安装在这些摄像单元上的摄像透镜进一步小型化的要求在提高。
作为这种用途的摄像透镜一般适用比单球体透镜高性能化的由2片构成的透镜，根据透镜全长小型化的要求、在最靠物方配置正透镜的正透镜前导2片结构的摄像透镜被知晓。这种结构的的摄像透镜例如在以下的专利公报中被公开。
专利第3007695号公报和专利第3311317号公报。
发明内容
在此专利公报所公开类型的透镜、其F数是2.0达到了明亮而且透镜全长的小型化，但摄像元件对角方向的视场角是52°左右时、例如作为带照相机的手机用的摄像透镜就有视场角稍微狭窄的问题。
鉴于这种问题点，本发明的目的在于提供一种F数是F2.8左右、摄像元件有效画面对角方向的视场角具有58°以上规格、透镜片数是2片，尽管结构简单但小型并各像差校正良好的摄像透镜以及使用它的摄像单元和便携式终端。
上述目的通过下面结构(1)～(11)的任一个来达到。
(1)本发明第一方面的摄像透镜的特征是从物方开始顺序地由孔径光阑、具有正折射力并把凸面朝向物方的弯月形第一透镜、具有正或负折射力并把凸面朝向物方的第二透镜构成，所述第一透镜和所述第二透镜分别具有至少一面的非球面并满足以下条件。
f1/|f2|＜1.0(1) 但f1所述第一透镜的焦距f2所述第二透镜的焦距f整个所述摄像透镜系统的焦距在此、小型摄像透镜的尺寸以满足本结构中下面(8)式水平的小型化为目标。通过满足该范围能缩短摄像透镜全长并且还能缩小透镜外径。这样能使摄像单元整体小型轻量化。
L/2Y＜1.30 (8) 但L摄像透镜全系统从最靠物方的透镜面到像方焦点的光轴上的距离(但在最靠物方配置有孔径光阑时、是从孔径光阑到像方焦点的距离)2Y固态摄像元件的摄像面对角线长(固态摄像元件的矩形实效像素区域的对角线长)在此、像方焦点是指光轴和平行的平行光线射入到透镜上时的像点。在透镜最靠像方的面和像方焦点位置之间配置有平行平板时、平行平板部分定为换算成在空气中的长度。
为了得到小型且像差校正良好的摄像透镜、本发明的基本结构是在最靠物方配置孔径光阑，由把凸面朝向物方的弯月形正第一透镜和把凸面朝向物方的正或负的第二透镜构成。通过把正第一透镜制成凸面朝向物方的弯月形，能把摄像透镜全系统的主点靠近物方，所以能成为满足条件式(8)的摄像透镜全长小型化。通过在最靠物方配置孔径光阑，和把所述第二透镜的物方的面向物方凸、容易确保对使用了固态摄像元件的摄像透镜必要的像方光束的远心特性。
通过在所述第一透镜和所述第二透镜上分别使用至少一面的非球面、能更良好校正像差。当在正第一透镜上使用非球面时有校正球差和彗差的效果。而第二透镜由于离开孔径光阑配置在最靠像方，所以轴上光束和画面周边部的轴外光束在通过高度上有差别，通过使用非球面能良好校正叫做场曲和畸变的画面周边部的各像差。
条件式(1)关系到第一透镜和第二透镜的焦距，所以通过满足该条件能把摄像透镜全系统的主点靠近物方，能有助于摄像透镜全长的小型化。且最好满足下面的(1’)式。
f1/|f2|＜0.8 (1’)(2)本发明第二方面的摄像透镜的特征是满足下面的条件式。
0.80＜f1/f＜1.80 (2)-1.90＜R2/((1-N1)·f)＜-0.60 (3)f1所述第一透镜的焦距R2所述第一透镜像方的面的曲率半径N1所述第一透镜对d线的折射率f整个所述摄像透镜系统的焦距在此，条件式(2)规定了为恰当设定第一透镜折射力用的条件。通过f1/f超过下限使所述第一透镜的正折射力不是超过需要地过大、把在所述第一透镜物方的面发生的高次球差和彗差抑制小。而通过f1/f低于上限能恰当确保所述第一透镜的正折射力、能缩短摄像透镜的全长。且最好满足下面的(2’)式。
1.00＜f1/f＜1.60 (2’)条件式(3)规定了为恰当设定第一透镜像方的面负折射力用的条件。通过满足该条件容易进行场曲的校正、能使像面平坦。在此、所述第一透镜像方的面的焦距是使用曲率半径(R2)和所述第一透镜的折射率(N1)利用R2/(1-N1)来计算的，所以条件式(3)是表示第二透镜物方的面的焦距与摄像透镜全系统焦距的比的式子。更具体说就是通过R2/((1-N1)·f)超过下限能恰当维持所述第一透镜像方的面的负折射力，所以减少了正珀兹伐和、容易校正场曲。而通过R2/((1-N1)·f)低于上限能使第一透镜像方的面的负折射力不是超过需要地过大、抑制发生轴外光束的彗差光斑和绕线形的畸变，能得到良好的画质。且最好满足下面的(3’)式。
-1.70＜R2/((1-N1)·f)＜-0.80 (3’)(3)本发明第三方面的摄像透镜的特征是所述第二透镜具有正折射力。通过把所述第二透镜制成正透镜而成为在画面周边部更容易确保远心特性的结构。
(4)本发明第四方面的摄像透镜的特征是在本发明第一至第三方面的任一项所述的摄像透镜中所述第二透镜的像方的面把最大有效半径作为hmax时，成为hmax×0.7＜h＜hmax的任意光轴垂直方向的高度h处，具有满足下面条件的非球面。
X-X0＜0(4)但X和X0是把面的顶点作为原点、把X轴取在光轴方向上、把与光轴垂直方向的高度作为h、用下面的数式算出来的值。
X非球面变位量X=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42+ΣAihi]]>X0非球面的旋转2次曲面成分变位量X0=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42]]>但Ai所述第二透镜像方的面的i次非球面系数R4所述第二透镜像方的面的曲率半径K4所述第二透镜像方的面的圆锥常数通过满足所述条件式(4)的非球面形状、特别容易确保高视场角光束的远心特性。
(5)本发明第五方面的摄像透镜的特征是所述第一透镜和所述第二透镜由塑料材料制成。
近年来以摄像单元整体的小型化为目的，即使相同像素数的摄像元件也缩小像素间距，结果是摄像面(光电转换部)画面尺寸小的被开发。面向这种画面尺寸小的摄像元件的摄像透镜，为了确保相同的视场角就需要缩短全系统的焦距，因此各透镜的曲率半径和外径就相当小。从而用研磨加工制造的玻璃透镜加工困难。因此通过把所述第一透镜、所述第二透镜用射出成型制造成塑料透镜的结构，即使是曲率半径和外径小的透镜也能大量生产。由于非球面化容易、所以对校正像差也有利。在此作为即使小径透镜也能比较容易制造的透镜、也考虑采用玻璃模制透镜，但现在的技术还有模具耐久性等的问题，可以说塑料透镜是面向抑制制造成本的大量生产。
作为使用塑料透镜的又一个优点是能自由设计透镜有效径外侧凸缘部的形状，因此例如在后述说明中如参照图2所表示的利用凸缘部(环状部)内径部或外径部可得到能使2片透镜的光轴容易一致的结构。该例中凸缘部还具有规定透镜间隔的隔片的功能，所以减少了部件个数、是理想的结构。「由塑料材料制成」是指包括把塑料材料作为母材、以防止反射和提高面硬度为目的在其表面进行涂覆处理的情况。
(6)本发明第六方面的摄像透镜的特征是从物方顺序地由孔径光阑、具有正折射力并把凸面朝向物方的弯月形第一透镜、具有正或负折射力并把凸面朝向物方的第二透镜构成，并满足以下的条件式，0.40＜D24/f＜1.00 (5) 但D24从所述第一透镜的像方的面到所述第二透镜像方的面的距离f整个所述摄像透镜系统的焦距且所述第二透镜的像方的面把最大有效半径作为hmax时，成为hmax×0.7＜h＜hmax的任意光轴垂直方向的高度h处，具有满足下面条件的非球面，X-X0＜0(6)在此X和X0是把面的顶点作为原点、把X轴取在光轴方向上、把与光轴垂直方向的高度作为h、用下面的数式算出来的值。
X非球面变位量，X=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42+ΣAihi]]>X0非球面的旋转2次曲面成分变位量X0=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42]]>但Ai所述第二透镜像方的面的i次非球面系数R4所述第二透镜像方的面的曲率半径K4所述第二透镜像方的面的圆锥常数为了得到小型且像差校正良好的摄像透镜、本发明的基本结构是在最靠物方配置孔径光阑，由把凸面朝向物方的弯月形正第一透镜和把凸面朝向物方的正或负的第二透镜构成。通过把正第一透镜制成凸面朝向物方的弯月形，能把摄像透镜全系统的主点靠近物方，所以能成为满足所述条件式(8)的摄像透镜全长小型化。通过在最靠物方配置孔径光阑和把第二透镜的靠物方的面向物方凸、容易确保对使用了固态摄像元件的摄像透镜必要的像方光束的远心特性。
条件式(5)为了确保像方光束的远心特性，规定了为把第一透镜像方的面和第二透镜像方的面的间隔D24进行最合适化用的条件。本结构的透镜类型为使摄像透镜全长的小型化和确保像方光束的远心特性这两者并存，需要用进行负折射作用的所述第一透镜像方的面使轴外光束飞出来，用所述第二透镜物方的面的凸面作用和所述第二透镜像方的面的非球面作用，使飞出来的光束折射成与光轴尽可能平行。
更具体说就是通过D24/f超过条件式(5)的下限、来避免D24过于极端地小。这样使所述第一透镜像方的面的负能力不那样强、能使轴外光束超出规定，所以能在确保像方光束远心特性的同时良好进行轴外像差校正。另一方面通过D24/f超过上限、来避免D24过于极端地大，在确保必要的透镜厚度和后焦点的同时能使摄像透镜全长小型化。且最好满足下面的(5’)式。
0.50＜D24/f＜0.80 (5’)而且通过制成满足所述条件式(6)的非球面形状、特别容易确保高视场角光束的远心特性。
(7)本发明第七方面的摄像透镜的特征是满足下面的条件式。
0.80＜f1/f＜1.80 (7)f1所述第一透镜的焦距f整个所述摄像透镜系统的焦距条件式(7)规定了为恰当设定第一透镜折射力用的条件。通过f1/f超过下限能使所述第一透镜的正折射力不是超过需要地过大、把在所述第一透镜物方的面发生的高次球差和彗差抑制小。而通过f1/f超过上限能恰当确保所述第一透镜的正折射力、能缩短摄像透镜的全长。且最好满足下面的(7’)式。
1.00＜f1/f＜1.60 (7’)(8)本发明第八方面的摄像透镜的特征是所述第二透镜具有正折射力。与结构(3)所述的摄像透镜有关联、与说明的效果相同。
(9)本发明第九方面的摄像透镜的特征是所述第一透镜和所述第二透镜由塑料材料制成。与结构(5)所述的摄像透镜有关联、与说明的效果相同。
(10)本发明第十方面的摄像单元包括摄像元件，具备光电转换部；结构(1)～(9)的任一项中所述的摄像透镜，把被照体像在所述摄像元件的所述光电转换部结像；基板，支承所述摄像元件并且具有进行发送和接收电信号的外部连接用端子；框体，具有从物体射入光用的开口部、由遮光性部件构成，并由它们形成一体，其特征是所述摄像单元的所述摄像透镜光轴方向的高度在10(mm)以下。
通过使用本结构的摄像透镜能得到更小型且高性能的所述摄像单元。在此「射入光用的开口部」不一定限定于形成孔等的空间、而是指形成从物方能透过射入光的区域的部分。「所述摄像单元的所述摄像透镜光轴方向的高度在10(mm)以下」是指沿具备所述全部结构的摄像单元光轴方向的全长。因此例如在基板正面设置框体、在基板背面安装电子部件等时，是指从框体靠物方的前端部到背面上突出的电子部件前端部的距离在10(mm)以下。
(11)本发明第十一方面的便携式终端的特征是具备结构(10)所述的摄像单元。通过使用本结构的摄像单元能得到更小型且高性能的便携式终端。
图1是本实施例摄像单元50的立体图；图2是沿摄像单元50的摄像光学系统光轴的剖面图；图3是作为装备有摄像单元50的便携式终端的手机100的正面图3(a)和背面图3(b)；图4是手机100的控制方块图；图5是实施例1摄像透镜的剖面图；图6(a)～6(d)是实施例1摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)；图7是实施例2摄像透镜的剖面图；图8(a)～8(d)是实施例2摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)；
图9是买施例3摄像透镜的剖面图；图10(a)～10(d)是实施例3摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)。
具体实施例方式
下面根据
本发明的实施例。图1是本实施例摄像单元50的立体图，图2是沿摄像单元50的摄像光学系统光轴的剖面图。
图1所示的摄像单元50包括CMOS型图象传感器51(图1中未图示、参照图2)，作为摄像元件具有光电转换部51a；摄像光学系统10(包括镜筒54)，把被照体像摄像在该图象传感器51的光电转换部51a上；基板52，支承图象传感器51并且具有进行发送和接收其电信号的外部连接用端子59；框体53，支承安装在基板52上的摄像光学系统10，并由它们形成一体。本发明的「摄像透镜」在本实施例中由后述的第一透镜L1和第二透镜L2孔径光阑S构成，本发明的「框体」在本实施例中由框体53和镜筒54构成，从物方射入光用的开口部54a形成在镜筒54上。
如图2所示，图象传感器51在其受光侧平面的中央部形成有像素(光电变换元件)按平面配置、作为受光部的光电转换部51a，在其周围形成信号处理电路部51b。该信号处理电路部51b由顺次驱动各像素而得到信号电荷的驱动电路部、和把各信号电荷变换成数字信号的A/D变换部、和使用该数字信号形成图象信号输出的信号处理部等所构成。在图象传感器51受光侧平面的外缘近旁配置有多个焊垫(图示省略)通过金属线W连接在基板52上。图象传感器51把来自光电转换部51a的信号电荷变换成数字YUV信号等的图象信号等，通过金属线W向基板52上的规定电路输出。在此Y是亮度信号，U(＝R-Y)是红与亮度的色差信号，V(＝B-Y)是蓝与亮度的色差信号。摄像元件并不限定于所述CMOS型的图象传感器，也可使用CCD等其他的。
基板52具备支承平板52a，把所述图象传感器51和框体53支承在其一个平面上；挠性基板52b，其一端部连接在支承平板52a的背面(与图象传感器51相反侧的面)上。支承平板52a具有设置在正背面的多个传递信号用焊垫、在其一个平面上与所述图象传感器的金属线W连接，在背面侧与挠性基板52b连接。
挠性基板52b如所述、其一端部与支承平板52a连接，通过其另端部上设置的外部输出端子59与支承平板52a和外部电路(例如具有安装了摄像单元的上位装置的控制电路)连接，从外部电路接受供给驱动图象传感器51用的电压和时钟信号，并能把数字YUV信号向外部电路输出。挠性基板52b长度方向的中间部具备弹性或变形性，通过其变形给予外部输出端子的朝向和配置对支承平板52a的自由度。
下面说明框体53和摄像光学系统10。框体53把基板52的支承平板52a设有图象传感器51的平面上的该图象传感器51以容纳在其内部的状态通过粘接固定装备。摄像光学系统10容纳保持在框体53的内部。图2中图面的上方侧是物方，图面的下方侧是像方。
图2中具有圆形内孔的大致方形柱状的框体53以包围图象传感器51的位置安装在支承平板52a上。框体53圆形内孔的内周面上形成有内螺纹53a。框体53内侧配置的镜筒54包括中央具有开口部54a的顶板54b和外周面形成有外螺纹54d的圆筒部54c。框体53和镜筒54分别由遮光性构件形成。
中央形成有开口的遮光掩膜21用粘接剂固定在镜筒54的顶板54b的上面。在顶板54b上面开口部54a的周围形成的台阶部54e上配置了阻止从物方射入红外线用的IR截止滤光器24、用粘接剂B固定。顶板54b的开口部54a随着向像方而逐渐缩径、其最小径部分成为孔径光阑S。
在顶板54b下面形成的台阶部54g的内周嵌装有第一透镜L1的凸缘部外周，这样镜筒54开口部54a的中心与第一透镜L1的光轴高精度地位置相符。第一透镜L1其凸缘部的像方具有第一环状部L1a。配置在第一透镜L1像方的第二透镜L2其凸缘部的物方具有第二环状部La2。通过把第二环状部La2的内周嵌装在第一环状部L1a的外周上使第一透镜L1和第二透镜L2高精度地合成光轴(L)。遮光掩膜22安装在第二透镜L2的靠物方上。遮光掩膜22虽然配置在第一透镜L1的第一环状部L1a与第二透镜L2上面之间的间隙处，但具有比该间隙薄的宽度，所以对后述的第一透镜L1与第二透镜L2的透镜间距离没有影响。
组装时在向框体53内安装前把第一透镜L1、第二透镜L2按该顺序从像方插入到镜筒54内，使第一透镜L1的上面与顶板54b的下面接触，并且使第二透镜的第二环状部La2与第一透镜L1的下面接触，通过维持该状态就确定了第一透镜L1与第二透镜L2的透镜间距离。接着把压入环23从镜筒54的像方压入圆筒部54c内、与第二透镜L2的下面接触，边维持上述状态边把第一透镜L1和第二透镜L2固定在镜筒54上。并且也可以在压入环23与镜筒54间涂布粘接剂。
这样组装了透镜的镜筒54如下地进行组装。首先把框体53夹持在未图示的自动安装机械上，使其在固定于基板52的图象传感器51上移动的基础上配置成框体53的中心与图象传感器51的中心一致。并在基板52与框体53的接触端之间涂布粘接剂B使两者一体化。然后通过把镜筒54的外螺纹54d旋入到框体53的内螺纹53a内、能把镜筒54组装到框体53内。这时通过调整镜筒54对框体53的旋入量来进行摄像光学系统10的焦点调整。在镜筒54对框体53旋入到恰当位置时在顶板54b与框体53之间填充粘接剂B使两者固定。
本实施例中框体53粘接在基板52上，镜筒54粘接在框体53上，并且粘接有IR截止滤光器24把镜筒54的开口部54a覆盖，所以对摄像单元的外部是维持异物不能侵入的密封状态，因此能排除异物对图象传感器51的光电转换部51a的不良影响。这些地方所使用的粘接剂最好具有防湿性。这样能防止由湿气侵入引起的摄像元件和焊垫的表面恶化。
由于把IR截止滤光器24配置在从第一透镜部L1靠物方，所以不露出第一透镜部L1，在谋求其被保护的同时还能谋求防止异物向透镜面的附着。
本实施例中摄像单元50的摄像透镜光轴方向的高度H是10(mm)以下，所以装备在后述的便携式终端上时有助于能把便携式终端制成更薄。
对本实施例摄像单元50的动作进行说明。图3(a)、3(b)是作为装备有摄像单元50的便携式终端的手机100的正面图，图4是手机100的控制方块图。
摄像单元50的结构是例如把摄像光学系统的框体53物方端面设置在手机100的背面(把液晶显示部侧当作正面)、配设在相当于液晶显示部下方的位置。摄像单元50的外部连接端子59与手机100的控制部101连接，把亮度信号和色差信号等图象信号向控制部101侧输出。
如图4所示，手机100包括控制部(CPU)101，统一控制各部并且实行对应于各处理的程序；输入部60，用于通过号码等键进行指示输入；显示部70，除了规定的数据外还显示摄像到的图象等；无线通信部80，用于实现与外部服务器间的各种信息通信；只读存储部(ROM)91，记忆手机100的系统程序和各种处理程序以及终端ID等的必要的各数据；随机存取部(RAM)92，作为把由控制部101实行的各种处理程序和数据或处理数据或摄像单元50的摄像数据等临时容纳的操作区域来使用。
通过第一透镜L1、第二透镜L2在图象传感器51的光电转换部51a上成像的被照体像在这里进行光电变换后，用信号处理电路51b处理成为图象信号。这样得到的图象信号通过所述手机100的控制系统从摄像单元50记忆到记忆部92或用显示部70显示，并能进一步通过无线通信部80作为图象信息向外部发送。
下面表示能在上述实施例中使用摄像透镜的实施例。各实施例中使用的记号如下。
f摄像透镜全系统的焦距fB后焦点FF数2Y固态摄像元件的摄像面对角线长度(固态摄像元件的矩形实效像素区域的对角线长度)2ω固态摄像元件的摄像面对角线方向的视场角R曲率半径D轴上面间隔Nd透镜材料对d线的折射率νd透镜材料的阿贝数各实施例中非球面的形状是把面的顶点作为原点、把X轴取在光轴方向上、把与光轴垂直方向的高度作为h、用下面的数式来表示。
X=h2/R1+1-(1+K)h2/R2+ΣAihi]]>但Aii次非球面系数R4曲率半径K4圆锥常数实施例1摄像透镜的透镜数据表示在表1、2。在这后面(包括表的透镜数据)中把10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)来表示。
(实施例1)f＝3.645mm fB＝1.264mm F＝2.88 2Y＝4.48mm 2ω＝62°面号码 R(mm)D(mm)Nd νd光圈∞ 0.051 1.5840.88 1.53040 56.02 2.9381.343 2.5341.04 1.53040 56.04 5.981[表2]非球面系数第一面 K＝-0.53874A4＝2.0615×E-02A6＝4.1166×E-02A8＝-2.9389×E-02A10＝-3.8763×E-02A12＝6.3916×E-02第二面 K＝7.7203A4＝1.0376×E-03A6＝5.3146×E-02A8＝-3.7600×E-02
A10＝-2.6475×E-02A12＝1.7524×E-02第三面 K＝-10.530A4＝2.8711×E-02A6＝-2.1813×E-02A8＝-5.9831×E-04A10＝3.2423×E-03A12＝-7.8812×E-04第四面 K＝-0.38181A4＝1.7859×E-02A6＝-2.2050×E-02A8＝3.5122×E-03A10＝1.5957×E-04A12＝-8.8692×E-05图5是实施例1摄像透镜的剖面图。图中表示L1是第一透镜，L2是第二透镜，S是孔径光阑。图6(a)～6(d)是实施例1摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)。
实施例2摄像透镜的透镜数据表示在表3、4。
(实施例2)f＝3.697mm fB＝0.520mm F＝2.88 2Y＝4.48mm 2ω＝62°面号码 R(mm)D(mm)Nd νd光圈∞ 0.001 1.2330.70 1.53040 56.02 2.1051.343 2.0630.75 1.53040 56.04 2.0150.485 ∞ 0.30 1.51638 64.16 ∞[表4]非球面系数第一面 K＝-2.5343×E-02A4＝4.6201×E-02A6＝-2.1490×E-02A8＝1.1767×E-01A10＝-8.2221×E-02A12＝-4.2229×E-02第二面 K＝2.0997A4＝1.2628×E-01A6＝-7.4402×E-03A8＝1.0127×E-01A10＝5.4767×E-01A12＝-4.9024×E-01第三面 K＝-7.0915A4＝-5.3446×E-02A6＝-3.0395×E-02A8＝3.0512×E-02A10＝-1.2492×E-02A12＝8.4636×E-04第四面 K＝-5.6539A4＝-7.0762×E-02A6＝1.3340×E-02A8＝-9.9594×E-03A10＝3.6269×E-03A12＝-5.9190×E-04图7是实施例2摄像透镜的剖面图。图中表示L1是第一透镜，L2是第二透镜，S是孔径光阑，G是IR截止滤光器等平行平板。图8(a)～8(d)是实施例2摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)。
实施例3摄像透镜的透镜数据表示在表5、6。
(实施例3)
f＝2.552mm fB＝0.426mm F＝2.88 2Y＝3.04mm2ω＝62°面号码 R(mm)D(mm)Ndνd光圈∞ 0.001 0.9240.60 1.53180 56.02 1.4790.663 2.6380.80 1.53180 56.04 8.7480.305 ∞ 0.30 1.51633 64.16 ∞[表6]非球面系数第一面 K＝0.43068A4＝1.0104×E-01A6＝-2.2140×E+00A8＝1.7451×E+01A10＝-6.4700×E+01A12＝8.5980×E+01第二面 K＝2.0193A4＝4.7760×E-01A6＝-3.2991×E+00A8＝2.1545×E+01A10＝-5.5312×E+01A12＝5.6733×E+01第三面 K＝-57.557A4＝7.1078×E-02A6＝-3.2538×E-01A8＝4.0762×E-01A10＝-4.1069×E-01A12＝1.7689×E-01第四面 K＝-1878.5A4＝8.2258×E-02
A6＝-2.3147×E-01A8＝1.7029×E-01A10＝-7.6584×E-02A12＝1.1578×E-02图9是实施例3摄像透镜的剖面图。图中表示L1是第一透镜，L2是第二透镜，S是孔径光阑，G是IR截止滤光器等平行平板。图10(a)～10(d)是实施例3摄像透镜的像差图(球差、像散、畸变、子午线彗差)。
对应于各条件式的各实施例的值表示在表7。
所述实施例1～3中第一透镜和第二透镜由聚烯系的塑料材料制成，饱和吸水率在0.01％以下。塑料透镜与玻璃透镜相比饱和吸水率大，所以当有急剧的湿度变化时发生的吸水量分布不均匀，有折射率不均匀、得不到良好成像性能的倾向。为了抑制由湿度变化引起的性能恶化、最好使用饱和吸水率全部在0.7％以下的塑料材料。
塑料材料其温度变化时的折射率变化大，所以当第一透镜和第二透镜都由塑料透镜构成时，就有由温度变化而透镜整体的像点位置变动的问题。在不能忽视该像点位置变动的摄像单元中，只要把正折射力大的第一透镜形成玻璃材料的透镜(例如玻璃模制非球面透镜)就成为能减轻该温度特性问题的结构。
本实施例不一定是像方光束的远心特性充分的设计。所谓远心特性是说光束对各像点光束的主光线从透镜最终面射出后大致与光轴平行，换言之就是光学系统的出射瞳位置从像面充分离开。若远心特性不好时则光束对摄像元件从斜向射入、产生画面周边部实质的口径效率减少的现象(遮光)，周边光量不足。但最近的技术中通过重新配列固态摄像元件的滤色器和微型透镜阵，能减轻所述遮光现象。因此本实施例是缓和远心特性的要求、以更小型化为目标的设计例。
根据本发明、能提供明亮而且视场角大，尽管透镜片数是2片的简略结构但是是小型且良好校正各像差的摄像透镜以及使用它的摄像单元和便携式终端。
权利要求
1.一种摄像透镜，其包括，从物方开始顺序地构成如下，(a)孔径光阑；(b)具有正折射力并把凸面朝向物方的弯月形第一透镜；(c)具有正或负折射力并把凸面朝向物方的第二透镜；其中，所述第一透镜和所述第二透镜的每一个具有至少一非球面，并满足以下条件式，f1/|f2|＜1.0其中，f1所述第一透镜的焦距；f2所述第二透镜的焦距；f整个所述摄像透镜系统的焦距。
2.如权利要求1所述的摄像透镜，其中，满足以下条件式，0.80＜f1/f＜1.80-1.90＜R2/((1-N1)·f)＜-0.60其中，R2所述第一透镜像方的面的曲率半径；N1所述第一透镜对d线的折射率。
3.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其中，所述第二透镜具有正折射力。
4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像透镜，其中，所述第二透镜的像方的面在hmax表示最大有效半径时，在垂直光轴方向上的满足hmax×0.7＜h＜hmax的任意高度h处，具有满足下面条件的非球面，X-X0＜0在此，X和X0是用下面的数式算出来的值，其条件是把面的顶点作为原点、把X轴取在光轴方向上、X表示非球面变位量，X=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42+ΣAihi]]>X0表示非球面的旋转2次曲面成分变位量，X0=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42]]>其中，Ai所述第二透镜像方的面的i次非球面系数；R4所述第二透镜像方的面的曲率半径；K4所述第二透镜像方的面的圆锥常数。
5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜由塑料材料制成。
6.一种摄像透镜，其包括，从物方顺序地构成如下，孔径光阑；具有正折射力并把凸面朝向物方的弯月形第一透镜；具有正或负折射力并把凸面朝向物方的第二透镜；其中，满足以下的条件式，0.40＜D24/f＜1.00其中，D24从所述第一透镜像方的面到所述第二透镜像方的面的距离；f整个所述摄像透镜系统的焦距，且所述第二透镜的像方的面在hmax表示最大有效半径时，在垂直于光轴方向上的满足hmax×0.7＜h＜hmax的任意高度h处，具有满足下面条件的非球面，X-X0＜0在此，X和X0是用下面的数式算出来的值，其条件是把面的顶点作为原点，把X轴取在光轴方向上，用X表示非球面变位量，X=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42+ΣAihi]]>X0表示非球面的旋转2次曲面成分变位量，X0=h2/R41+1-(1+K4)h2/R42]]>其中，Ai所述第二透镜像方的面的i次非球面系数；R4所述第二透镜像方的面的曲率半径；K4所述第二透镜像方的面的圆锥常数。
7.如权利要求6所述的摄像透镜，其中，满足下面的条件式，0.80＜f1/f＜1.80其中，f1所述第一透镜的焦距。
8.如权利要求6或7所述的摄像透镜，其中，所述第二透镜具有正折射力。
9.如权利要求6～8中任一项所述的摄像透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜由塑料材料制成。
10.一种摄像单元，其包括(a)设置有光电转换部的固态摄像元件；(b)如权利要求1～9中任一项所述的摄像透镜，该透镜在所述固态摄像元件的所述光电转换部上形成物体的像；(c)基板，其具有用于与外部连接、支承所述固态摄像元件并且进行电信号的发送和接收的端子；(d)框体，其由遮光部件构成，并具有开口，来自物体的光通过该开口进入，其中，所述固态摄像元件、所述摄像透镜、所述基板和所述框体形成为一体，其中，所述摄像单元在所述摄像透镜光轴方向上的高度在10(mm)以下。
11.一种便携式电话终端，其配备有如权利要求10所述的摄像单元。
全文摘要
一种摄像透镜，其包括，从物方开始顺序地构成如下孔径光阑；具有正折射力并把凸面朝向物方的弯月形第一透镜；具有正或负折射力并把凸面朝向物方的第二透镜；其中，所述第一透镜和所述第二透镜的每一个具有至少一非球面，并满足以下条件，f1/|f2|＜1.0，其中，f1所述第一透镜的焦距；f2所述第二透镜的焦距；f整个所述摄像透镜系统的焦距。
文档编号G02B9/06GK1515950SQ20031010432
公开日2004年7月28日 申请日期2003年10月24日 优先权日2002年10月28日
发明者山口进, 佐藤正江, 江 申请人:柯尼卡美能达控股株式会社