专利名称：摄像透镜及摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像透镜,其小型薄型,适合于采用了 (XD (Charged CoupledDevice)型影像传感或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)型影像传感等固体摄像元件的摄像装置，本发明还涉及备有所述摄像透镜的摄像装置。
背景技术：
近年来，备有采用了 CXD型影像传感或CMOS型影像传感等固体摄像元件之摄像装置的手机及便携信息终端越来越普及。尤其是最近，这种摄像装置中使用的固体摄像元件更小型化，VGA影像格式(有效像素数640X480)传感已有1/10英寸(像素间距2. 2 u m)、1/12英寸(像素间距I. 75 um)的固体摄像元件被产品化。因此，搭载在摄像装置中的摄像透镜也被进一步要求更小型化和低成本化。作为这种用途的摄像透镜，从能够小型化低成本化之观点出发，有建议比2个透镜之结构更有利的I个透镜结构的摄像透镜。另外近年来，有一种与摄像传感晶圆技术相同，一次形成多个这种小型摄像透镜，然后将其切断单个化，实现更低成本化的方法被提案。这种一次形成后被单个化的摄像透镜，与IC芯片等其他电子零件一起，通过回流处理，被同时装配到预先灌注了焊锡的基板上，这样有利于实现低成本化。因此，应用了在玻璃基板表面粘结光固化型树脂、热固化性树脂等能量固化性树脂之接合型复合透镜的多个摄像透镜的一次形成，在使低成本化和回流处理得到两立该方面受到注目。这种接合型复合透镜与玻璃模制透镜相比，能够低成本制造，另外与树脂一体的透镜相比强度优异，作为是玻璃与树脂多种材料的接合透镜，不仅仅是透镜形状，还可以通过选定接合材料而持有自由度地调整光学特性，因此，能够实现进一步提高光学特性和小型化，有很大的优点。作为由这种单接合型复合透镜构成的摄像透镜的先行技术，有下述技术已被公开(参照例如专利文献1、2)。先行技术文献专利文献专利文献I :特开2008-287005号公报专利文献2 :特开2009-222732号公报
发明内容
发明欲解决的课题先行技术中提案的摄像透镜，虽然是具有上述优点的接合型复合透镜，但却难以说是小型化和高光学性能、尤其是为了在像VGA那种影像格式传感上得到小型化及高精细图像而作为重要光学特性的从中间像高到轴外的光学特性(像散、像场弯曲、彗形像差)都提高了得到的透镜。上述先行技术中，为了修正中间到轴外的像场弯曲和像散，在物体侧是取了凹面的凹凸形状。但是，并没有示意要在VGA那种影响格式传感得到高精细的图像，因此，像散和像场弯曲的修正都不充分。另外，对彗形像差的修正也不充分。所以，远远不能适应于作为手机的摄像元件通常被要求的用对角57度 65度的广角透镜提高周边的图像质量，也没有出示任何相应的措施。所以，不适合于在形成高精细图像的VGA影像格式传感的摄像面上成被摄物体像之用途。本发明鉴于上述问题，提供一种摄像透镜以及摄像装置，该摄像透镜作为接合型复合透镜，以适合于多个摄像透镜一次形成的形式，既能够低成本化、持有光学性能的自由度，又能够维持小型并对VGA那样的影像格式的传感也能够良好地修正像散和像场弯曲，还能够良好地修正对于广角透镜的图像质量提高来说是不可缺少的彗形像差，能够至周边提供闻精细的图像。用来解决课题的手段本发明的摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于，所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜；所述第I透镜及所述第3透镜用能量固化性树脂材料形成， 所述平行平板元件用玻璃材料形成，所述第I透镜和所述第2透镜、所述第2透镜和所述第3透镜是相互接合的结构，满足以下条件式- I. 5 < rLll / f <- 5. 0(I)其中，rLll :由下式求得的第I透镜物体侧面的局部曲率半径，f :所述摄像透镜整体的焦距，rLll = {(hi) 2 + (si) 2} / (2sl)其中，hi :第I透镜物体侧面有效半径的1/10，Si :第I透镜物体侧面上高度hi的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。通过在接合型复合透镜的物体侧面配置凹面且像侧配置凸面，构成所谓逆望远型的结构，即使是相同的焦距，也能够配置强的凹面，有利于修正像散和像场弯曲。另外，由于第I面为凹面，所以孔径效率提高，能够得到至周边明亮的透镜。通过满足条件式(1)，能够得到良好地修正了像散和像场弯曲的透镜。具体如下，通过rLll/f 小于条件式(I)的上限值，珀兹瓦尔和小，能够修正像散和像场弯曲。另外通过rLl 1/f大于条件式(I)的下限值，能够防止彗形像差太大，除此之外还能够保持小的全长。这里所谓的凹面，是以(p m为最大光线高位置上的摄像透镜能力，以(pp为近轴的摄像透镜能力时Cpm/(p p为负的凹面(请参照特开2004-326097号公报)。另外，“第I透镜和第2透镜、笫2透镜和第3透镜是相互接合的”是指，第I透镜和第2透镜之间、第2透镜和第3透镜之间直接接合的情况，但是，除此之外，还包括在上述各透镜之间隔有决定F值的孔径光阑、即第I光阑和其他光阑以及IR遮挡滤器等遮光部件地间接接合的情况。另外，这里所谓的“曲率半径”，是用超高精度三维测定仪UA3P (Panasonic株式会社制造)等采用接触式方法和非接触式方法，从测得的下垂量，以下式给出的局部曲率半径的近似值，作为曲率半径。rLll = {(hi) 2 + (si) 2} / (2sl)其中，hi是第I透镜物体侧面有效半径的1/10，Si是第I透镜物体侧面上高度hi的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。(请参照图22)，这里，透镜面的有效半径是指，成像最大像高的所有光线中穿过最外侧(离透镜光轴最远位置)之光线与该透镜面相交 的点、到光轴的在光轴垂直方向上的距离。另外，根据上述形态，还优选满足以下条件式30 ^ vl ^ 59(2)I. 50 彡 N3 彡 I. 65 (3)Vl :所述第I透镜材料的阿贝数，N3 :所述第3透镜材料的折射率。上述条件式(2)、(3)规定了接合型复合透镜中第I透镜所用材料的阿贝数以及第3透镜所用材料的折射率。通过第I透镜及第3透镜采用适当的材料，能够良好地修正彗形像差和轴上色差、倍率色差。通过在第I透镜采用持有满足条件式(2)之阿贝数的材料，能够抑制产生色差。另外，通过在第3透镜采用持有满足条件式(3)之高折射率的材料，能够使面形状为较平缓，这样能够抑制产生彗形像差。另外，根据上述形态，优选第I光阑被配置在所述第3透镜像侧面的物体侧，并且与所述第I光阑分开，配置孔径大于所述第I光阑的满足以下条件式的第2光阑Ra < Ha(4)其中，Ra :所述第2光阑的半径，Ha :最大像高的最外侧光线穿过所述第2光阑所在面的点距光轴的距离上述条件式(4)是规定接合型复合透镜中第2光阑半径的条件式。其中，Ha是不配置第2光阑时最大像高光速的最外侧光线穿过第2光阑配置面的高度，可以通过一般光线轨迹求得。参照图1，对本发明作说明。图I表示在第2透镜像侧面上配置第2光阑的情况。图I中，摄像透镜具有为物体侧凹的平凹透镜的第I透镜LI、为平行平板元件的第2透镜L2、为像侧凸的平凸透镜的第3透镜L3，第I光阑SHl被配置在第2光阑SH2的物体侧。另外，第2光阑如图I所示，以第2光阑的半径SH2的半径为Ra，以穿过第I光阑SHl的最外周侧光线在第2光阑SH2所在位置与光轴垂直平面之交点a的离开光轴的距离为Ha。此时，在满足条件式(4)的情况时，如双斜线所示，穿过第I光阑SHl外周侧的光线被第2光阑SH2遮挡。另外也有第2光阑配置在第I光阑物体侧的情况。因为F值是由孔径小的光阑决定的，所以，即使光阑位置前后置换，也是径小的一个为第I光阑，径大的一个为第2光阑。第2光阑配置在第I光阑物体侧的情况时，是入射到第I光阑SHl的最外侧的光线被第2光阑SH2遮挡。如本发明记载的逆望远型摄像透镜，因为孔径效率高，所以，即使遮挡穿过第I光阑SHl的外周侧光线，也能够得到周边充分明亮的透镜。另外与第I光阑分开，配置满足条件式(4)的第2光阑SH2，这样能够消除不利于性能的轴外彗形像差和高次像差，所以，能够得到至周边良好地修正了像差的被摄物体像。另外，第2光阑较接近第I光阑时具有下述优点能够从低的像高除去彗形像差和高次像差，能够至周边得到良好的性能，除此之外还能够从低像高渐渐遮挡光线，所以能够防止周边光量的急剧下降，既小型又能够至周边提供高质量摄像图像。另外，根据上述形态，优选所述第I光阑配置在所述第2透镜物体侧面或像侧面 上。通过在第2透镜的物体侧配置第I光阑，这样，与在接合型复合透镜第I面的物体侧配置第I光阑的情况相比孔径效率提高，能够进一步减小第2光阑径，因此能够得到良好的性能。另外，在更物体侧配置第I光阑时具有能够减小传感入射角之优点。并且，更优选在第2透镜像侧配置第2光阑。在平行平板元件上配置第2光阑的话能够精度良好地形成光阑。通过在第2透镜的像侧配置第I光阑，这样，与在接合型复合透镜第I面的物体侧配置第I光阑的情况相比孔径效率提高，能够进一步减小第2光阑径，因此能够得到良好的性能。另外，在更像侧配置第I光阑时光线较低地入射到第3透镜像侧面上，具有能够降低倍率色差之优点。另外，更优选在第2透镜物体侧配置第2光阑。在平行平板元件上配置第2光阑的话能够精度良好地形成光阑。另外，根据上述形态，优选满足以下条件式0. 09 < rL32 / rLll < 0. 29 (5)其中，rL32 :第3透镜像侧面的由下式给出的局部曲率半径。这里，rL32是由下式给出的局部曲率半径rL32 = {(h3)2 + (s3)2} / (2s3)h3 :第3透镜像侧面有效半径的1/10，s3 :从第3透镜像侧面上高度h 3处的面顶点下垂到光轴的垂线的脚与面顶点之间的间隔条件式(5)是规定接合型复合透镜中第I透镜物体侧面的曲率半径与第3透镜像侧面的曲率半径之比的条件式。通过按照第I透镜物体侧面的曲率半径，适当地配置第3透镜像侧面的曲率半径，能够得到既保持小的全长又抑制彗形像差的发生、确保了良好性能的透镜。具体则是，通过小于条件式(5)值的上限能够保持小的全长，而通过大于下限能够抑制彗形像差的发生为较小，能够保持良好的性能。rL32参照图22，与rLll 一样定出。本发明的摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的第I光阑、孔径大于第I光阑的第2光阑、单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于，所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜；所述第I光阑被配置在所述第3透镜像侧面的物体侧，所述第2光阑形成在所述第2透镜的物体侧面或像侧面上，所述第I透镜及所述第3透镜用能量固化性树脂材料形成，所述平行平板元件用玻璃材料形成，所述第I透镜和所述第2透镜、所述第2透镜和所述第3透镜是相互直接或间接接合的结构，满足以下条件式- I. 5 < rLll / f <- 5. 0 (I)Ra < Hs3(6)
其中，rLll :由下式求得的第I透镜物体侧面的局部曲率半径，f :所述摄像透镜整体的焦距，rLll = {(hi) 2 + (si) 2} / (2sl)并且，hi :第I透镜物体侧面有 效半径的1/10，Si :第I透镜物体侧面上高度hi的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。Ra :所述第2光阑的半径，Hs3 :最大像高的最外侧的光线穿过所述第2光阑所在面的点距光轴的距离本发明的摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的第I光阑、孔径大于第I光阑的第2光阑、单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于，所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜； 所述第I光阑被配置在所述第3透镜像侧面的物体侧，所述第2光阑形成在所述第2透镜的物体侧面或像侧面上，所述第I透镜及所述第3透镜用固化性树脂材料形成，所述平行平板元件用玻璃材料形成，所述第I透镜和所述第2透镜、所述第2透镜和所述第3透镜是相互接合的结构，满足以下条件式Ra < Hs3(6)其中，Ra :所述第2光阑的半径，Hs3 :最大像高的最外侧的光线穿过所述第2光阑所在面的点距光轴的距离为了得到与小型化固体摄像元件对应且良好修正了像差的摄像透镜的本发明的基本结构，由从物体侧起为物体侧凹的平凹透镜、平行平板元件、像侧凸的平凸透镜直接或间接接合成的接合型复合透镜构成。本发明的摄像透镜是所谓的逆望远型，其中在接合型复合透镜的物体侧面配置凹面，像侧配置凸面，即使是相同的焦距，也能够配置强的凹面，有利于修正像散和像场弯曲。另外，由于第I面是凹面，所以孔径效率提高，能够得到周边明亮的透镜。另外，条件式(6)是规定配置在接合型复合透镜第2透镜物体侧或像侧面上的第2光阑的半径的条件式。其中，Ha是不配置第2光阑时最大像高光束的最外侧光线穿过第2光阑配置面的高度，可以通过一般光线轨迹求得。参照图2，对本发明作说明。图2是在第2透镜像侧面上配置第2光阑情况的示意图。图2中，摄像透镜具有为物体侧凹的平凹透镜的第I透镜LI、为平行平板元件的第2透镜L2、为像侧凸的平凸透镜的第3透镜L3。这里，第2光阑SH2被配置在第2透镜像侧面上，决定F值的孔径光阑、即第I光阑SHl被配置在第2光阑SH2的物体侧。如图2所示，以第2光阑SH2的孔径半径为Ra，以穿过第I光阑SHl的最外周侧光线在第2光阑SH2所在位置与光轴垂直平面之交点a的离开光轴的距离为HS3。此时，在满足条件式(6)的情况时，如双斜线所示，穿过第I光阑SHl外周侧的光线被第2光阑SH2遮挡。另外，也有第2光阑配置在第I光阑物体侧的情况。因为F值是由孔径小的光阑决定的，所以，即使光阑位置前后置换，也是径小的一个为第I光阑，径大的一个为第2光阑。第2光阑配置在第I光阑物体侧的情况时，是入射到第I光阑SHl的最外侧的光线被第2光阑SH2遮挡。如本发明记载的逆望远型摄像透镜，因为孔径效率高，所以，即使遮挡入射到第I光阑SHl或穿过SHl的外周侧光线，也能够得到周边充分明亮的透镜。另外，通过在第2透镜L2的物体侧或像侧面上配置满足条件式(6)的第2光阑SH2，这样能够消除不利于性能的轴外彗形像差和高次像差，所以，能够得到至周边良好地修正了像差的被摄物体像。如此通过在第2透镜的物体侧或像侧面上配置第2光阑，能够从更低的像高除去彗形像差和高次像差，能够至周边得到良好的性能。能够抑制周边彗形像差的话，则可以增大凸面的曲率半径，所以能够缩小焦距得到更广角的透镜，除此之外还有利于全长缩短。另外，第2光阑 更接近第I光阑时具有下述优点能够从低像高渐渐遮挡光线，所以能够防止周边光量的急剧下降，既小型又能够至周边提供高质量摄像图像。这里的“第I透镜和第2透镜、第2透镜和第3透镜是相互接合的”是指，第I透镜和第2透镜之间、第2透镜和第3透镜之间直接接合的情况，但除此之外，还包括在上述各透镜之间隔有第I光阑和其他光阑、IR遮挡滤器等遮光部件地间接接合的情况。另外，根据上述形态，优选所述摄像透镜满足以下条件式- I. 5 < rLll / f <- 22. 0 (7)其中，rl :所述第I透镜物体侧面的曲率半径，f :所述摄像透镜整体的焦距条件式(7)是规定配置在接合型复合透镜物体侧面的凹面的曲率半径的条件式。通过满足条件式(7)，能够得到良好地修正了像散和像场弯曲的透镜。具体如下，通过图3所示的rLll / f小于条件式(7)的上限值，珀兹瓦尔和小，能够修正像散和像场弯曲。另外通过rLll / f大于条件式(7)的下限值，能够防止彗形像差太大，除此之外还能够保持小的全长。这里所谓的凹面，是以<p m为最大光线高位置上的摄像透镜能力，以(PP为近轴的摄像透镜能力时，(p m / 9 p为负的凹面(请参照特开2004-326097号公报)。另外，这里所谓的“曲率半径”，是用超高精度三维测定仪UA3P (Panasonic株式会社制造)等，采用接触式方法和非接触式方法，从测得的下垂量，以下式给出的局部曲率半径的近似值，作为曲率半径。rLll = {(hi) 2 + (si) 2} / (2sl)其中，hi是第I透镜物体侧面有效半径的1/10，Si是透镜面上高度hi的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量(请参照图22)。这里，透镜面的有效半径可以是成像最大像高的所有光线中穿过最外侧(离透镜光轴最远位置)的光线与该透镜面相交的点、到光轴的在光轴垂直方向上的距离。另外，根据上述形态，优选所述第I光阑被配置在所述第2透镜物体侧面上，所述第2光阑被形成在所述第2透镜像侧面上。通过在第2透镜的物体侧面上配置第I光阑，这样，与在接合型复合透镜第I面的物体侧配置第I光阑的情况相比孔径效率提高，能够进一步减小第2光阑径，因此能够得到良好的性能。另外，在更物体侧配置第I光阑时具有能够减小传感入射角之优点。此时，在第2透镜像侧配置第2光阑的话，则是在平行平板元件上形成光阑，能够更精度良好地形成光阑。另外，根据上述形态，优选所述第I光阑被配置在所述第2透镜像侧面上，所述第2光阑被形成在所述第2透镜物体侧面上。通过在第2透镜的像侧配置第I光阑，这样，与在接合型复合透镜第I面的物体侧配置第I光阑的情况相比孔径效率提高，能够进一步减小第2光阑径，因此能够得到良好的性能。另外，在更像侧配置第I光阑时光线较低地入射到第3透镜像侧面上，能够降低倍率色差。此时，在第2透镜物体侧配置第2光阑的话，则是在平行平板元件上形成光阑，能够更精度良好地形成光阑。根据本发明的又一形态，其特征在于，满足以下条件式0. 01 < rL32 / rLll < 0. 30 (8) 其中，rL32 :由下式求得的第3透镜像侧面的局部曲率半径。rL32 = {(h3)2 + (s3)2} / (2s3)h3 :第3透镜像侧面有效半径的1/10，s3 :从第3透镜像侧面上高度h3处的面顶点下垂到光轴的垂线的脚与面顶点之间的间隔条件式(8)是规定接合型复合透镜中第I透镜物体侧面的曲率半径与第3透镜像侧面的曲率半径之比的条件式。通过按照第I透镜物体侧面的曲率半径，适当地配置第3透镜像侧面的曲率半径，能够得到既保持小的全长又抑制彗形像差的发生、确保了良好性能的透镜。具体则是，通过小于条件式的上限能够保持小的全长，而通过大于下限能够抑制彗形像差的发生为较小，能够保持良好的性能。另外，根据上述形态，优选满足以下条件式0. 25 < dc / f < 0. 50 (9)其中，dc :所述平行平板元件的厚度(平行平板元件有多张时为其总和)上述条件式(9)是规定平行平板元件与焦距之比的条件式。通过在第2透镜和固体摄像元件之间配置平行平板元件，d c / f大于条件式(9)的下限值，能够既抑制像散的增大，同时进一步修正像场弯曲。而通过d c / f小于条件式(9)的上限值，能够抑制平行平板元件的空气换算长增大引起的摄像透镜全长的增大。平行平板元件中可以包括光学性低通滤器、红外线遮挡滤器，或固体摄像元件插件的密封玻璃等平行平板。另外，根据上述形态，优选满足以下条件式0 < (D1 + D3) / D2 < I (10)其中，Dl :所述第I透镜光轴上的光轴方向的厚度，D2 :所述第2透镜光轴上的光轴方向的厚度，D3 :所述第3透镜光轴上的光轴方向的厚度条件式(10)是规定用于第I透镜及第3透镜的树脂的总厚度与用于第2透镜的平行平板元件的厚度之比的条件式。接合型复合透镜中，相对平行平板元件来说树脂太厚的话，成型时会出现翘曲和平行平板元件破裂等问题。即使是使前后树脂厚平衡且使平行平板元件不翘曲，但是，树脂本身厚的话收缩力强，所以成型时平行平板会破裂。通过透镜的厚度比小于条件式(10)的条件值，能够制作成型时平行平板元件不翘曲且不破裂的透镜。尤其是一面为凹面的透镜，因为厚度容易失去平衡，所以优选满足条件式(10)。另外，如果考虑是小型摄像透镜的话，则优选第2透镜的光轴厚满足0. 3彡D2S0. 7，此时，为了实现小型化，必须相对树脂部分减薄基板厚度，所以容易出现翘曲，因此，进一步优选满足以下(10’)式范围0 < (D1 + D3) / D2 < 0. 8 (10，)另外，根据上式形态，优选在所述第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少一面采用非球面。
通过使接合型复合透镜的第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少一面为非球面，能够对各像高分别配置合适的面形状，能够良好地修正各种像差。另外，根据上式形态，优选在所述第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少一面采用添加了奇数次项的奇数次非球面。通过在接合型复合透镜的第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少一面配置添加了奇数次项的奇数次非球面，尤其能够更合适地配置在低像高的面形状，能够从近轴到周边良好地修正各种像差。另外，根据上式形态，优选所述接合型复合透镜是在玻璃制的平行平板素材上多组成型所述第I透镜及所述第3透镜之后切断各组而制成的。由此，能够一次大量生产摄像透镜。本发明的摄像装置，其特征在于，备有传感尺寸在1/10英寸(像素间距2.2 iim)以下(包括1/10英寸)的摄像元件；上述摄像透镜。有关小型摄像透镜的尺寸，近年来，手机制造厂家逐渐要求全长3. Omm以下(包括3. Omm)的摄像装置，并且除了摄像透镜的全长之外，固体摄像元件的厚度还必须为0. 3mm，保护摄像透镜的盖部件的厚度必须为0. 2mm,所以，本发明摄像透镜在满足条件式(11)、(12)的使用条件中，力争满足条件式(13)之水准的小型化。但是，本发明并不受条件式(11) (13)限定。2. 4 彡 F n O 彡 3. 2 (11)I. 4 u P ^ 2. 2 U m (12)I. 0 mm< TTL < 2. 5 mm (13)其中，Fno :摄像透镜的F值P :固体摄像透镜的像素间距TTL :从整个摄像透镜最物体侧的透镜面到像侧焦点的光轴上的距离(其中，“像侧焦点”是指平行于光轴的平行光线入射到摄像透镜时的像点)。发明的效果根据本发明，作为接合型复合透镜，能够低成本化，在既持有光学性能的自由度又维持小型的同时，即使是VGA影像格式传感，也能够尤其良好地修正彗形像差，提供高精彩的图像，即使是广角透镜，也能够至周边提供良好的图像。
图I :本发明第I实施方式的原理说明图。图2 :本发明第2实施方式的原理说明图。图3:摄像装置的截面图。图4 (a)、图4 (b):手机的外观5 (a)、图5 (b):摄像透镜制造方法的示意图。图6 :实施例I摄像透镜的截面图。图7 (a) 图7 (C):实施例I的像差图。 图8 :实施例2摄像透镜的截面图。图9 (a) 图9 (C):实施例2的像差图。图10 :实施例3摄像透镜的截面图。图11 (a) 图11 (C):实施例3的像差图。图12 :实施例4摄像透镜的截面图。图13 Ca) 图13 (C):实施例4的像差图。图14 :实施例5摄像透镜的截面图。图15 Ca) 图15 (C):实施例5的像差图。图16 :实施例6摄像透镜的截面图。图17 Ca) 图17 (C):实施例6的像差图。图18 :实施例7摄像透镜的截面图。图19 Ca) 图19 (C):实施例7的像差图。图20 :实施例8摄像透镜的截面图。图21 Ca) 图21 (C):实施例8的像差图。图22 :规定下垂量的附图。
具体实施例方式第I实施方式以下参照附图，对第I实施方式作说明。参照图3，对本发明摄像透镜以及采用了该摄像透镜的摄像装置作说明。本摄像透镜具有从物体侧起依次由为物体侧凹的平凹透镜的第I透镜LI、规定F值的第I光阑SH1、为平行平板元件的第2透镜L2、第2光阑SH2、为像侧凸的平凸透镜的第3透镜L3构成的接合型复合透镜CL ；由光学低通滤器、IR遮挡滤器或固体摄像元件的密封玻璃构成的平行平板元件PT。其中第3透镜L3具有接触平行平板元件PT的脚部L3a。另外，第I光阑SHl也可以设在第2透镜L2的物体侧面或第2透镜L2的像侧面上。第2光阑SH2也可以设在第2透镜L2的物体侧面上，也有不设的情况。摄像透镜满足以下条件式- I. 5 < r Lll / f <— 5. 0 (I)其中，r Lll :由下式求得的第I透镜物体侧面的局部曲率半径f :所述摄像透镜整体的焦距r LI I = {( h I) 2 + ( s I) 2} / (2 s I)并且，
h I :第I透镜物体侧面有效半径的1/10S I :第I透镜物体侧面上高度h I的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。上述各光学部件被支承在镜框11中。具有成像被摄物体之成像面的摄像元件C传感尺寸在1/10英寸(像素间距2. 2 m)以下(包括1/10英寸)，被装配在印刷配线板12上，印刷配线板12被固定在镜框11上。由此构成摄像装置。接下去参照图4外观图，对作为备有摄像装置之便携终端一例的手机作说明。图
4(a)是打开折叠式手机从内侧看到的图，图4 (b)是打开折叠式手机从外侧看到的图。图4中，手机T是通过铰链73连结备有显示画面Dl、D2的作为壳体的上筐体71 和备有操作按钮B的下筐体72。照相模块内藏在上筐体71内显示画面D2的下方，摄像透镜的第I透镜LI露出在上筐体71的外表面。也可以将上述摄像装置配置在上筐体71内显示画面D2的上方和旁边。另外，手机T并不局限于折叠式。接下去参照图5，对接合型复合透镜CL的制造方法作说明。实施例I 5中，第I光阑被设在第2透镜L2的物体侧面上，实施例6中，第I光阑被设在第2透镜的像侧面上。如图5(a)所示，形成第I透镜LI时，是在玻璃制平行平板素材GP的上面上，用具有遮光性的成膜薄膜(黑阻材料(black resist)等)，形成具有多个所定孔径的、各个发挥第I光阑功能的光阑部件，在该光阑部件与成型透镜的成型模具Ml之间配置光固化性树脂、热固化性树脂等能量固化性树脂，在该状态下进行转印成型、使树脂固化，形成第I透镜了 LI。另外形成第3透镜L3时，是在平行平板素材GP的下面上，与上述第I光阑相同，用具有遮光性的成膜薄膜，形成发挥第2光阑功能的光阑部件，使同阵列状地具有多个转印面的模具M2，与该光阑部件(仅在含有第2光阑的情况时)和模具Ml转印面光轴对准地相对，与第I透镜LI相同固化成型，进行形成。然后脱模模具Ml、M2，在平行平板素材GP的上面上阵列状地形成了由模具Ml的转印面成型的第I透镜LI，在平行平板素材GP的下面上阵列状地形成了由模具M2的转印面成型的第3透镜L3 (包括脚部L3a)，即如图5 (b)所示，形成了阵列状地配置着多个接合型复合透镜CL的透镜块LB。然后用刀具切断点划线所示的位置。即从图5 (b)上方看时，是在垂直的2方向切断，切断后，接合型复合透镜的透镜面是圆形的，但外形是四角形的，并就此安装到方筒状的镜框11 (请参照图3)中。通过如上所述地制造，能够廉价量产能够形成高精细图像的摄像透镜。第2实施方式以下参照附图，对第2实施方式作说明。参照图3，对本发明摄像透镜以及采用了该摄像透镜的摄像装置作说明。本摄像透镜具有从物体侧起依次由为物体侧凹的平凹透镜的第I透镜LI、规定F值的第I光阑SH1、为平行平板元件的第2透镜L2、第2光阑SH2、为像侧凸的平凸透镜的第3透镜L3构成的接合型复合透镜CL ;由光学低通滤器、IR遮挡滤器或固体摄像元件的密封玻璃构成的平行平板元件PT。其中第3透镜L3具有接触平行平板元件PT的脚部L3a。另外，第I光阑SHl也可以设在第I透镜LI的像侧或第2透镜L2的物体侧。第2光阑SH2也可以设在第2透镜L2的像侧。或者第2光阑SH2也可以设在第I透镜LI的像侧或第2透镜L2的物体侧。另外，第I光阑SHl也可以设在第2透镜L2的像侧。摄像透镜满足以下条件式R a < Hs3 (6)其中，R a :第2光阑SH2的半径Hs3 :最大像高的最外侧光线穿过第2光阑SH所在面的点距光轴的距离摄像装置的其他其结构与第I实施方式中的其他结构相同，故省略说明。另外，有关备有该摄像装置的手机，因为也与第I实施方式中的手机相同，所以也省略说明。接下去参照图5，对接合型复合透镜CL的制造方法作说明。实施例7、8中，第I光 阑被设在第2透镜L2的物体侧，第2光阑被设在第2透镜的像侧。如图5 Ca)所示，形成第I透镜LI时，是在玻璃制平行平板素材GP的上面上，用具有遮光性的成膜薄膜(黑阻材料(black resist)等),形成具有多个所定孔径的、各个发挥第I光阑功能的光阑部件,在该光阑部件与成型透镜的成型模具Ml之间配置光固化性树脂、热固化性树脂等能量固化性树脂，在该状态下进行转印成型、使树脂固化，形成第I透镜了 LI。另外形成第3透镜L3时，是在平行平板素材GP的下面上，与上述第I光阑相同，用具有遮光性的成膜薄膜，形成发挥第2光阑功能的光阑部件，使同阵列状地具有多个转印面的模具M2，与该光阑部件和模具Ml转印面光轴对准地相对，与第I透镜LI相同固化成型，进行形成。然后脱模模具Ml、M2，在平行平板素材GP的上面上阵列状地形成了由模具Ml的转印面成型的第I透镜LI，在平行平板素材GP的下面上阵列状地形成了由模具M2的转印面成型的第3透镜L3 (包括脚部L3a)，即如图5 (b)所示，形成了阵列状地配置着多个接合型复合透镜CL的透镜块LB。然后用刀具切断点划线所示的位置。即从图5 (b)上方看时，是在垂直的2方向切断，切断后，接合型复合透镜的透镜面是圆形的，但外形是四角形的，并就此安装到方筒状的镜框11 (请参照图3)中。通过如上所述地制造，能够廉价量产能够形成高精细图像的摄像透镜。实施例以下出示本发明摄像透镜的实施例。各实施例中使用的符号如下。FL:摄像透镜整体的焦距Fno :F 值yma X :固体摄像元件的摄像面对角线长w :半视角TL :整个摄像透镜最物体侧的透镜面到像侧焦点的光轴上的距离BF:后焦点r :曲率半径d :轴上酣司隔n d :透镜材料对d线的折射率V d :透镜材料对d线的阿贝数有效半径后带有“ * ”的面上形成了第2光阑SH2，其半径与有效半径数值相同，各面编号后带有“SPS”的面是具有非球面形状的面，非球面形状在以面顶点为原点、在光轴方向取X轴、以光轴垂直方向的高度为h时，由以下数I式表不[数I]
h2 /RX= .2 A,hj
1 +V1-{1 十 K}h2/R
权利要求
1.一种摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于， 所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜； 所述第I透镜及所述第3透镜用能量固化性树脂材料形成， 所述平行平板元件用玻璃材料形成， 所述第I透镜和所述第2透镜以及所述第2透镜和所述第3透镜是直接或间接接合的结构，满足以下条件式
2.如权利要求I中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 30 ≤V I ≤59(2) I. 50 ≤N3 ≤I. 65(3) V I :所述第I透镜材料的阿贝数，N3 :所述第3透镜材料的折射率。
3.如权利要求I或2中记载的摄像透镜，其特征在于，第I光阑被配置在比所述第3透镜像侧面靠物体侧的位置，并且与所述第I光阑分开，配置孔径大于所述第I光阑的满足以下条件式的第2光阑 R a < Ha(4) 其中， R a :所述第2光阑的半径，Ha :最大像高的最外侧光线穿过所述第2光阑所在面的点距光轴的距离。
4.如权利要求I至3的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第I光阑被形成在所述第2透镜物体侧面上。
5.如权利要求I至3的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第I光阑被形成在所述第2透镜像侧面上。
6.如权利要求I至5的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 .0. 09 < r L32 / r Lll < 0. 29(5) 其中， r L32 :由下式求得的第3透镜像侧面的局部曲率半径 r L32 = {(h 3) 2 + ( s 3) 2J / (2 s 3) 并且， h 3 :第3透镜像侧面有效半径的1/10，s 3 :从第3透镜像侧面上高度h 3的面顶点下垂到光轴的垂线的脚与面顶点之间的间隔。
7.一种摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的第I光阑、孔径大于第I光阑的第2光阑、单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于， 所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜； 所述第I光阑被配置在所述第3透镜像侧面的物体侧， 所述第2光阑被形成在所述第2透镜的物体侧面或像侧面上， 所述第I透镜及所述第3透镜用能量固化性树脂材料形成， 所述平行平板元件用玻璃材料形成， 所述第I透镜和所述第2透镜、所述第2透镜和所述第3透镜是相互接合的结构，满足以下条件式 R a < Hs3(6) 其中， R a :所述第2光阑的半径，Hs3 :最大像高的最外侧的光线穿过所述第2光阑所在面的点的、离开光轴的距离。
8.如权利要求7中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 —I. 5 < r Lll / f <— 22. O(7) 其中， r Lll :由下式求得的第I透镜物体侧面的局部曲率半径，f :整体的焦距 r Lll = Uh I) 2 + ( s I)2} / (2 s I) 并且， h I :第I透镜物体侧面有效半径的1/10，s I :透镜面上高度h I的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。
9.如权利要求7或8中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第I光阑被形成在所述第2透镜物体侧面上，所述第2光阑被形成在所述第2透镜像侧面上。
10.如权利要求7或8中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第I光阑被形成在所述第2透镜像侧面上，所述第2光阑被形成在所述第2透镜物体侧面上。
11.如权利要求7至10的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 0.01 < r L32 / r Lll < 0. 30(8) 其中， r L32:由下式求得的第3透镜像侧面的局部曲率半径。
r L32 = {(h 3) 2 + ( s 3)2} / (2 s 3) 并且， h 3 :第3透镜像侧面有效半径的1/10，s 3 :从第3透镜像侧面上高度h 3的面顶点下垂到光轴的垂线的脚与面顶点之间的间隔。
12.—种摄像透镜，具有用来使被摄物体在固体摄像元件的光电变换部上成像的第I光阑、孔径大于第I光阑的第2光阑、单的接合型复合透镜，摄像透镜的特征在于， 所述接合型复合透镜由以下构成从物体侧起依次，由物体侧凹的平凹透镜构成的第I透镜；为平行平板元件的第2透镜；由像侧凸的平凸透镜构成的第3透镜； 所述第I光阑被配置在所述第3透镜像侧面的物体侧，所述第2光阑被形成在所述第2透镜的物体侧面或像侧面上， 所述第I透镜及所述第3透镜用能量固化性树脂材料形成， 所述平行平板元件用玻璃材料形成， 所述第I透镜和所述第2透镜、所述第2透镜和所述第3透镜是相互直接或间接接合的结构，满足以下条件式 —I. 5 < r Lll / f <— 5. O(I) R a < Hs3(6) 其中， r Lll :由下式求得的第I透镜物体侧面的局部曲率半径，f :所述摄像透镜整体的焦距r Lll=Uh I) 2 + ( s I)2} / (2 s I) 并且， h I :第I透镜物体侧面有效半径的1/10，s I :第I透镜物体侧面上高度h I的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量 R a :所述第2光阑的半径，Hs3 :最大像高的最外侧的光线穿过所述第2光阑所在面的点的、离开光轴的距离。
13.如权利要求I至12的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 0. 25 < d c / f < 0. 50(9) 其中， d c :所述平行平板元件的厚度(有多张平行平板元件时为其总和)。
14.如权利要求I至13的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式 0 <(D1 + D3) / D2 < I(10) 其中， Dl :所述第I透镜近轴上的光轴方向的厚度，D2 :所述第2透镜近轴上的光轴方向的厚度，D3 :所述第3透镜近轴上的光轴方向的厚度。
15.如权利要求I至14的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，在所述第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少I面采用非球面。
16.如权利要求I至15的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，在所述第I透镜的物体侧面及所述第3透镜的像侧面中的至少一面采用添加了奇数次项的奇数次非球面。
17.如权利要求I至16的任何一项中记载的摄像透镜，其特征在于，所述接合型复合透镜是在玻璃制的平行平板素材上成型多组所述第I透镜及所述第3透镜之后切断各组而制成的。
18.一种摄像装置，其特征在于，备有传感尺寸小于等于1/10英寸(像素间距2. 2 y m)的摄像元件；如权利要求I至17的任何一项中记载的摄像透镜。
全文摘要
提供一种摄像透镜，其中通过在第1面配置持适当曲率半径的凹面从而良好地修正了像散、像场弯曲。条件式(1)规定了配置在接合型复合透镜物体侧面的凹面的曲率半径。通过满足条件式(1)，能够得到良好地修正了像散和像场弯曲的透镜。通过小于条件式(1)的上限值，珀兹瓦尔和小，能够修正像散和像场弯曲。另外，通过大于条件式(1)的下限值，能够防止彗形像差太大，还能够保持小的全长。－1．5＜ｒL11／ｆ＜－5．0(1)其中，ｒL11由下式求得的第1透镜物体侧面的局部曲率半径，ｆ整体的焦距ｒL11＝｛(ｈ1)2＋(ｓ1)2｝／(2ｓ1)其中，ｈ1第1透镜物体侧面有效半径的1/10，ｓ1透镜面上高度ｈ1的、从面顶点开始的在光轴平行方向的位移量。
文档编号G02B13/00GK102763018SQ20118001015
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年2月26日
发明者松井一生, 福田泰成 申请人:柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社