專利名稱：成像透鏡與成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像透鏡與成像設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及適于在使用固態(tài)成像裝置(諸如電荷耦合裝置(CCD)或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS))的緊湊成像設(shè)備中使用的成像透鏡，以及涉及使用該透鏡的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知的是使用諸如CCD或CMOS的固態(tài)成像裝置的設(shè)備，能照相的移動電話，數(shù)碼靜物照相機(jī)以及這樣的其他設(shè)備。在這樣的成像設(shè)備領(lǐng)域，要求進(jìn)一步減小尺寸或緊湊化，以便要求其中所安裝的成像透鏡有減小的總長度(總透鏡長度)。
通常，為以上目的所使用的已知的成像透鏡包括例如雙合透鏡結(jié)構(gòu)和三合透鏡結(jié)構(gòu)的類型。例如，已知的是在未審查的日本專利申請2003-215446和2004-4566的出版物中所公開的類型。
近年，在緊湊成像設(shè)備(諸如能照相的移動電話)領(lǐng)域，為增強(qiáng)成像裝置的緊湊性和高像素密度而使技術(shù)在進(jìn)步，且在百萬像素或更高數(shù)量級上有高像素密度的成像裝置的樣機(jī)作為流行的設(shè)備在上市交易。在這些情況下，在所安裝的成像透鏡上寄予了與這樣的高像素密度固態(tài)成像裝置相應(yīng)的對高透鏡性能的需求。
然而，就未審查的日本專利申請2003-215446的出版物中所公開的成像透鏡來說，雖然實(shí)現(xiàn)了雙合透鏡結(jié)構(gòu)和緊湊化，但發(fā)生了各種類型的實(shí)質(zhì)的像差。在這種情況下，不能滿足對適于高像素密度成像裝置的透鏡性能的需求。就未審查的日本專利申請2004-4566的出版物中所公開的成像透鏡來說，盡管透鏡具有相應(yīng)于現(xiàn)今的高像素密度成像裝置的透鏡性能，但透鏡數(shù)如三個一樣大。在這種情況下，發(fā)生了物理的限制，因此，難于實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的緊湊化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的產(chǎn)生是考慮到了上述的問題。從而，渴望的是提供與高像素密度成像裝置相配的具有高光學(xué)性能的十分緊湊的成像透鏡，盡管成像透鏡由少許數(shù)量(或者如兩個透鏡一樣少)的透鏡配置而成。此外，渴望的是提供使用該成像透鏡的成像設(shè)備。
為了解決上述問題，按照本發(fā)明實(shí)施例(相應(yīng)于權(quán)利要求1)的成像透鏡包括具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率的第一透鏡；孔徑光闌；以及具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率的第二透鏡，其中從物側(cè)按順序布置第一透鏡、孔徑光闌和第二透鏡。成像透鏡滿足條件表達(dá)式(1)，(2)和(3)(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，其中f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距；f1表示第一透鏡的焦距；以及L表示在光軸上從第一透鏡的物側(cè)表面到像面的距離(根據(jù)用于背插玻璃的空氣等效厚度(air-equivalent thickness for a back insertionglass)做計算)；以及n(ave)表示在兩個透鏡(即構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的第一和第二透鏡)的d線的折射率的平均值。
另外，為了解決上述問題，本發(fā)明的實(shí)施例(相應(yīng)于權(quán)利要求9)的成像設(shè)備的透鏡包括成像透鏡，該成像透鏡包括具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并具有正折射率的第一透鏡，孔徑光闌，以及具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率的第二透鏡，其中從物側(cè)按順序布置第一透鏡、孔徑光闌和第二透鏡；以及將成像透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成信號的成像裝置。成像透鏡滿足條件表達(dá)式(1)，(2)和(3)(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距；f1表示第一透鏡的焦距；以及L表示在光軸上從第一透鏡的物側(cè)表面到像面的距離(根據(jù)用于背插玻璃的空氣等效厚度做計算)；以及n(ave)表示在兩個透鏡(即構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的第一和第二透鏡)的d線的折射率的平均值。
按照上面的描述，可以獲得十分緊湊的成像設(shè)備，并且，盡管成像透鏡由少許數(shù)量的透鏡(或者如兩個透鏡一樣少)配置而成，但其具有相配的高光學(xué)性能。另外，與所使用的成像透鏡一起，使用高像素密度成像裝置，因此，能夠獲得高質(zhì)量圖像并能夠緊湊地配置成像設(shè)備。
另外，按照本發(fā)明實(shí)施例的成像透鏡實(shí)現(xiàn)了緊湊，并且同時具有適當(dāng)?shù)匦Ｕ丝偼哥R長度的像差的高透鏡性能。此外，由于在第一和第二透鏡之間安置孔徑光闌，因而對第一和第二透鏡之間的不完全的軸向調(diào)準(zhǔn)的敏感度低，從而需要昂貴機(jī)器和時間的調(diào)準(zhǔn)裝置是不必要的了，因此，提高了批量生產(chǎn)率。此外，與所使用的成像透鏡一起，使用高像素密度成像裝置，因此，能夠獲得高質(zhì)量圖像并能夠緊湊配置成像設(shè)備。
本發(fā)明的成像透鏡和成像設(shè)備(相應(yīng)于權(quán)利要求2和10)的其他實(shí)施例各滿足(4)0.05≤d1/f≤0.09和(5)0.10≤d2/f≤0.18，其中f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距，d1表示從第一透鏡像側(cè)表面到孔徑光闌的距離，以及d2表示從孔徑光闌到第二透鏡物側(cè)表面的距離。從而，進(jìn)一步充分校正像差是可能的。另外，在所期望的位置可以設(shè)置孔徑光闌。
依然按照本發(fā)明的成像透鏡和成像設(shè)備(相應(yīng)于權(quán)利要求3，4，11和12)的其他實(shí)施例，至少第一透鏡物側(cè)表面和第二透鏡像側(cè)表面各形成非球面的表面外形。從而，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步校正慧形像差和失真像差。
依然按照本發(fā)明的成像透鏡和成像設(shè)備(相應(yīng)于權(quán)利要求5，6，13和14)的其他實(shí)施例，第一透鏡物側(cè)的表面滿足條件表達(dá)式(6)55°＜|θ1(h)|＜80°，其中θ1(h)表示在高度h(＝D1/2)處第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示第一透鏡物側(cè)表面的有效直徑。從而，用好的平衡可以校正軸外像差。
仍然按照本發(fā)明的成像透鏡和成像設(shè)備(相應(yīng)于權(quán)利要求7，8，15和16)的其他實(shí)施例，第二透鏡像側(cè)的表面滿足條件表達(dá)式(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，其中θ2(h)表示在高度h(＝D2/2)處第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。從而，用好的平衡可以校正軸外像差。


在附圖中圖1是顯示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的視圖；圖2顯示按照數(shù)字實(shí)施例1的球面像差、像散和失真像差圖，其中將實(shí)際數(shù)字值應(yīng)用于第一實(shí)施例；圖3是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例顯示透鏡結(jié)構(gòu)的視圖；圖4顯示按照數(shù)字實(shí)施例2的球面像差、像散和失真像差圖，其中將實(shí)際數(shù)字值應(yīng)用于第二實(shí)施例；圖5是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例顯示透鏡結(jié)構(gòu)的視圖；圖6顯示按照數(shù)字實(shí)施例3的球面像差、像散和失真像差圖，其中將實(shí)際數(shù)字值應(yīng)用于第三實(shí)施例；圖7是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例顯示透鏡結(jié)構(gòu)的視圖；
圖8顯示按照數(shù)字實(shí)施例4的球面像差、像散和失真像差圖，其中將實(shí)際數(shù)字值應(yīng)用于第四實(shí)施例；圖9與圖10至11一起顯示其中適合于移動電話的本發(fā)明的成像設(shè)備的實(shí)施例，明確地，圖9是顯示折疊狀態(tài)的移動電話的外形透視圖；圖10是顯示移動電話的使用狀態(tài)的透視圖；以及圖11是移動電話的框圖。
具體實(shí)施例方式
通過參考附圖將描述按照本發(fā)明的成像透鏡和成像設(shè)備的優(yōu)選的實(shí)施例。
參考附圖1、3、5和7，按照本發(fā)明的成像透鏡由從物側(cè)按順序布置的第一透鏡G1、第二透鏡G2和孔徑光闌IR配置而成。第一透鏡G1具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率，以及第二透鏡G2具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率。
結(jié)構(gòu)做得十分緊湊，盡管成像透鏡由少許數(shù)量的透鏡(或者如兩個透鏡一樣少)配置而成，但成像透鏡具有與高像素密度成像裝置相配的高光學(xué)性能，其中滿足下面的條件表達(dá)式(1)至(3)(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，其中f包括所有透鏡的系統(tǒng)(在下文中為“總透鏡系統(tǒng)”)的焦距；f1第一透鏡的焦距；以及L在光軸上從第一透鏡的物側(cè)的面到像面的距離(根據(jù)背插玻璃的空氣等效厚度做計算)；以及n(ave)構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的兩個透鏡的d線的折射率的平均值。
條件表達(dá) 式(1)限定總透鏡系統(tǒng)的焦距(f)與第一透鏡G1的焦距(f1)之間的比率，因此，限制第一透鏡G1的折射率。如果該比率低于或等于條件表達(dá)式(1)的下限值，盡管它有利于像差校正，但增加了總透鏡長度的總透鏡長度。這使得實(shí)現(xiàn)緊湊成為不可能。另一方面，如果該比率高于或等于條件表達(dá)式(1)的上限值，難于實(shí)現(xiàn)外像差的校正軸，尤其是慧形像差和成像面失真像差的校正。
條件表達(dá)式(2)限定透鏡系統(tǒng)的總長度(L)與總透鏡系統(tǒng)的焦距(f)之間的比率，因此，限定透鏡系統(tǒng)的尺寸與在透鏡系統(tǒng)中出現(xiàn)的像差的量之間的平衡。如果該比率低于或等于條件表達(dá)式的下限值，盡管它有利于緊湊，但增加了各自的透鏡的折射率。這使得難于實(shí)現(xiàn)對軸外像差的校正，尤其是慧形像差和成像面失真像差的校正。另外，上面所述的使得難于保證各自透鏡的充足的外圍厚度，引起成形加工中的問題。另一方面，如果該比率高于或等于條件表達(dá)式的上限值，盡管它有利于像差校正，但增加了總透鏡長度。這使得實(shí)現(xiàn)緊湊成為不可能。
條件表達(dá)式(3)限定在各自的組件透鏡(component lens)的d線的折射率的平均值，因此，限制所使用透鏡的折射率。如果該平均值低于或等于條件表達(dá)式(3)的下限值，則各自表面的折射率不足，所以增加總透鏡長度。這使得難于實(shí)現(xiàn)緊湊。
另外，在按照本發(fā)明的成像透鏡中，在第一和第二透鏡G1和G2之間設(shè)置孔徑光闌IR，因此，使能夠?yàn)楦吲可a(chǎn)率、低成本和高性能供應(yīng)提高了的成像透鏡。更具體地說，基本對稱地設(shè)置第一和第二透鏡G1和G2，在其之間插入孔徑光闌IR。在這種情況下，對兩個透鏡G1和G2之間的不完全的軸向調(diào)準(zhǔn)的敏感度低，所以，需要昂貴機(jī)器和時間的調(diào)準(zhǔn)裝置是不必要的，因此，提高了批量生產(chǎn)率。
優(yōu)選地，按照本發(fā)明的成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(4)0.05≤d1/f≤0.09；以及(5)0.10≤d2/f≤0.18，其中
f總透鏡系統(tǒng)的焦距；d1從第一透鏡像側(cè)的表面至孔徑光闌的距離；以及d2從孔徑光闌至第二透鏡物側(cè)的表面的距離。
條件表達(dá)式(4)限定從第一透鏡G1的像側(cè)的表面至孔徑光闌IR的距離(d1)與總透鏡系統(tǒng)的焦距(f)之間的比率。條件表達(dá)式(5)限定從孔徑光闌IR至第二透鏡G2的物側(cè)的表面的距離(d2)與總透鏡系統(tǒng)的焦距(f)之間的比率。因此，限定了孔徑光闌IR的位置。如果該比率高于各自的條件表達(dá)式(4)、(5)的上限值，則難于實(shí)現(xiàn)軸外像差的校正，尤其是成像面失真像差的校正。另一方面，如果該比率低于各自的條件表達(dá)式(4)、(5)的下限值，在保證透鏡的外圍厚度的情況下，物理上難于在期望的位置設(shè)置光闌。
此外，在按照本發(fā)明的成像透鏡中，第一透鏡G1的物側(cè)的表面和第二透鏡G2的像側(cè)的表面各自優(yōu)選地形成為非球面表面外形。因此，可適當(dāng)?shù)匦Ｕ坌蜗癫詈褪д嫦癫睢?br> 此外，成像透鏡優(yōu)選地滿足下面的條件表達(dá)式中的至少一個(6)55°＜|θ1(h)|＜80°；以及(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，θ1(h)在高度h(＝D1/2)處第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示第一透鏡物側(cè)表面的有效直徑；以及θ2(h)在高度h(＝D2/2)處第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。
條件表達(dá)式(6)限定在光線最外有效部分的第一透鏡G1物側(cè)表面的傾斜。條件表達(dá)式(7)限定在光線最外有效部分的第二透鏡G2像側(cè)表面的傾斜。滿足條件表達(dá)式(6)和(7)中的至少一個，因此，能夠用好的平衡校正軸外像差。
參考圖1至8和表1至9，在下文中將描述按照本發(fā)明的成像透鏡的實(shí)施例和數(shù)字實(shí)施例。
在數(shù)字實(shí)施例中所使用的符號表示如下意思
FnoF數(shù)；f總透鏡系統(tǒng)的焦距；2ω總的對角線視角；Si按從物側(cè)起的順序的第i表面(表面Si)(i＝數(shù)字)；Ri表面Si的曲率半徑；di按從物側(cè)起的順序的第i表面的表面與第i+1表面之間的面間距；ni第i透鏡的d線(波長587.6nm)的折射率；以及vi第i透鏡的d線(波長587.6nm)的阿貝數(shù)。
另外，由下面的方程式(1)限定非球面表面外形。
X=H2/R1+1-(1+K)(H/R)2+AH4+BH6+CH8+DH10+EH12---(1)]]>其中X非球面表面的深度；H距光軸的高度；R曲率半徑；K二次曲線常數(shù)；以及A、B、C、D和E分別為第四、第六、第八、第十和第十二非球面表面的系數(shù)。
(第一實(shí)施例)圖1是顯示按照本發(fā)明第1實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的視圖。第一實(shí)施例的成像透鏡由從物側(cè)起按順序布置的第一透鏡G1、第二透鏡G2和孔徑光闌IR配置而成。第一透鏡G1具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率，以及第二透鏡G2具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率。“LPF”是插入在第二透鏡G2與成像面IMG之間的低通濾光器。
表1顯示在給第一實(shí)施例應(yīng)用實(shí)際數(shù)字值的情況下，按照數(shù)字實(shí)施例1的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
表1FNo＝4.0f＝4.092ω＝62.72°

在第一實(shí)施例中，第一透鏡G1的兩個面S1和S2與第二透鏡G2的兩個面S4和S5各形成非球面表面外形。表2顯示各自的表面S1、S2、S4和S5的第四、第六、第八、第十和第十二非球面表面系數(shù)A、B、C、D和E，以及數(shù)字實(shí)施例1中的二次曲線常數(shù)。
表2

圖2顯示按照數(shù)字實(shí)施例1的球面像差、像散和失真像差圖。在球面像差圖中，實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在C線的球面像差，以及單點(diǎn)劃線表示在g線的球面像差。在像散圖中，實(shí)線表示弧矢像面，以及虛線表示子午線像面。
如從表1可見的，按照數(shù)字實(shí)施例1，總的長度如5.17mm一樣短；并且從圖2可知，適當(dāng)?shù)匦Ｕ烁髯缘南癫睢?br> (第二實(shí)施例)圖3是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的視圖。第二實(shí)施例的成像透鏡由從物側(cè)起按順序布置的第一透鏡G1、第二透鏡G2和孔徑光闌IR配置而成。第一透鏡G1具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率，以及第二透鏡G2具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率?！癓PF”是插入在第二透鏡G2與成像面IMG之間的低通濾光器。
表3顯示在給第二實(shí)施例應(yīng)用實(shí)際數(shù)字值的情況下，按照數(shù)字實(shí)施例2的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
表3FNo＝4.0f＝4.612ω＝65.03°

在第二實(shí)施例中，第一透鏡G1的兩個面S1和S2與第二透鏡G2的兩個面S4和S5各形成非球面表面外形。表4顯示各自的表面S1、S2、S4和S5的第四、第六、第八、第十和第十二非球面表面系數(shù)A、B、C、D和E，以及數(shù)字實(shí)施例1中的二次曲線常數(shù)。
表4

圖4顯示按照數(shù)字實(shí)施例2的球面像差、像散和失真像差圖。在球面像差圖中，實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在C線的球面像差，以及單點(diǎn)劃線表示在g線的球面像差。在像散圖中，實(shí)線表示弧矢像面，以及虛線表示子午線像面。
如從表3可見的，按照數(shù)字實(shí)施例2，總的長度如5.52mm一樣短；并且從圖4可知，適當(dāng)?shù)匦Ｕ髯缘南癫睢?br> (第三實(shí)施例)
圖5是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的視圖。第三實(shí)施例的成像透鏡由從物側(cè)起按順序布置的第一透鏡G1、第二透鏡G2和孔徑光闌IR配置而成。第一透鏡G1具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率，以及第二透鏡G2具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率?！癓PF”是插入在第二透鏡G2與成像面IMG之間的低通濾光器。
表5顯示在給第三實(shí)施例應(yīng)用實(shí)際數(shù)字值的情況下，按照數(shù)字實(shí)施例3的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
表5FNo＝4.0f＝3.542ω＝62.69°

在第三實(shí)施例中，第一透鏡G1的兩個面S1和S2與第二透鏡G2的兩個面S4和S5各形成非球面表面外形。表6顯示各自的表面S1、S2、S4和S5的第四、第六、第八、第十和第十二非球面表面系數(shù)A、B、C、D和E，以及數(shù)字實(shí)施例3中的二次曲線常數(shù)。
表6

圖6顯示按照數(shù)字實(shí)施例3的球面像差、像散和失真像差圖。在球面像差圖中，實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在C線的球面像差，以及單點(diǎn)劃線表示在g線的球面像差。在像散圖中，實(shí)線表示弧矢像面，以及虛線表示子午線像面。
如從表5可見的，按照數(shù)字實(shí)施例3，總的長度如4.77mm一樣短；并且從圖6可知，適當(dāng)?shù)匦Ｕ髯缘南癫睢?br> (第四實(shí)施例)圖7是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的視圖。第四實(shí)施例的成像透鏡由從物側(cè)起按順序布置的第一透鏡G1、第二透鏡G2和孔徑光闌IR配置而成。第一透鏡G1具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率，以及第二透鏡G2具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率?！癓PF”是插入在第二透鏡G2與成像面IMG之間的低通濾光器。
表7顯示在給第四實(shí)施例應(yīng)用實(shí)際數(shù)字值的情況下，按照數(shù)字實(shí)施例4的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
表7FNo＝4.0f＝3.542ω＝62.60°

在第四實(shí)施例中，第一透鏡G1的兩個面S1和S2與第二透鏡G2的兩個面S4和S5各形成非球面表面外形。表8顯示各自的表面S 1、S2、S4和S5的第四、第六、第八、第十和第十二非球面表面系數(shù)A、B、C、D和E，以及數(shù)字實(shí)施例4中的二次曲線常數(shù)。
表8

圖8顯示按照數(shù)字實(shí)施例4的球面像差、像散和失真像差圖。在球面像差圖中，實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在C線的球面像差，以及單點(diǎn)劃線表示在g線的球面像差。在像散圖中，實(shí)線表示弧矢像面，以及虛線表示子午線像面。
如從表7可見的，按照數(shù)字實(shí)施例4，總的長度如4.98mm一樣短；并且從圖8可知，適當(dāng)?shù)匦Ｕ髯缘南癫睢?br> 表9顯示按照各自的數(shù)字實(shí)施例1至4的條件表達(dá)式(1)至(7)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
表9

圖9至11是使用任何一種成像透鏡的成像設(shè)備的實(shí)施例。所示的實(shí)施例是本發(fā)明所適合的包含數(shù)碼照相機(jī)的移動電話10。
圖9和10描述移動電話的外形。
配置移動電話10，以使顯示部分20與主體部分30連接成自中央鉸接部分可折疊。在攜帶的情況下，使移動電話進(jìn)入折疊狀態(tài)，其中在攜帶的情況下使顯示部分20與主體部分30進(jìn)入折疊狀態(tài)，如圖10所示，然而，在使用的情況下，例如呼叫的情況，使移動電話進(jìn)入打開狀態(tài)，其中使顯示部分20與主體部分30被打開，如圖9所示。
用于與基站進(jìn)行無線電波發(fā)射/接收通信的天線21可伸縮地配備在顯示部分20的后壁側(cè)的靠近一側(cè)部分的位置上。另外，在顯示部分20的內(nèi)表面設(shè)置液晶顯示(LCD)板22。LCD板22具有基本占據(jù)整個內(nèi)表面的尺寸，且在LCD板22上設(shè)置揚(yáng)聲器23。此外，在顯示部分20上設(shè)置數(shù)碼照相機(jī)的成像單元1，其中在顯示部分20的背面設(shè)置成像單元1的成像透鏡1a，以這樣的方式以便通過透明開口(see-through opening)24向外看。術(shù)語“成像單元”用于指由成像透鏡1a和成像裝置1b配置成的單元。更具體地說，盡管在顯示部分20上應(yīng)該同時配備成像透鏡1a和成像裝置1b，但在主體部分30上可以設(shè)置其他數(shù)碼照相機(jī)的組件，諸如照相機(jī)控制部分和記錄媒體。術(shù)語“成像單元”用于澄清這個概念。
另外，在顯示部分20的端部設(shè)置紅外通信部分25，且在紅外通信部分25上配備有紅外光發(fā)射裝置(未顯示)和紅外光感光器裝置(未顯示)。
給主體部分30的內(nèi)表面配備操作鍵31(31，31，…)，諸如“0”至“9”數(shù)字鍵，呼叫鍵和電源開/關(guān)鍵，并且在操作鍵31的下面部分設(shè)置麥克風(fēng)32。另外，給主體部分30的側(cè)壁配備存儲卡插槽33，其中存儲卡40能通過存儲卡插槽33被插入并且能從主體部分30移開。
圖11是描述移動電話10的結(jié)構(gòu)的框圖。
移動電話10具有控制移動電話10的總操作的CPU 50(中央處理單元)。更具體地說，CPU 50將在ROM 51(只讀存儲器)中存儲的控制程序擴(kuò)充到RAM 52(隨機(jī)存取存儲器)，因此，通過總線53控制移動電話10的操作。
照相機(jī)控制部分60控制成像單元1，成像單元1由成像透鏡1a和成像裝置1b配置而成，因此，拍攝靜止圖像和動態(tài)圖像，其中將所獲得的圖像信息例如壓縮成如JPEG或MPEG格式，然后，在總線53上傳送。在總線53上所傳送的圖像信息被臨時存儲在RAM52中，并按需要輸出到存儲卡接口41。例如，通過存儲卡接口41將圖像信息存儲到存儲卡40，或者通過顯示控制部分54在LCD板22上顯示圖像信息。另外，通過麥克風(fēng)32在圖像捕獲事件中同步記錄的音頻信息例如與圖像信息一起或者通過音頻編解碼器(壓縮器/解壓縮器)70被臨時存儲到RAM52中，或者被存儲到存儲卡40。在LCD板22上與圖像顯示同步地通過音頻編解碼器70從揚(yáng)聲器23輸出音頻信息。此外，按需要向紅外光接口55輸出信息，諸如圖像信息和音頻信息。然后，通過紅外通信部分25由紅外光接口55將信息輸出到外面，且然后傳輸?shù)骄哂蓄愃萍t外通信部分的外部信息裝置，諸如移動電話、個人計算機(jī)、PDA(個人數(shù)字助理)。假設(shè)按照在媒體(諸如RAM 52或存儲卡40)上所存儲的圖像信息在LCD板22上要顯示動態(tài)圖像或靜止圖像。在這種情況下，在照相機(jī)控制部分60上，例如解碼或解壓縮在媒體(諸如RAM 52或存儲卡40)上所存儲的相應(yīng)的文件，然后向顯示控制部分54輸送圖像數(shù)據(jù)。
通信控制部分80通過天線21執(zhí)行與基站的無線電波發(fā)射/接收通信。在音頻通信模式，通信控制部分80處理接收的音頻信息且然后通過音頻編解碼器70向揚(yáng)聲器23輸出所處理的音頻信息。另外，通信控制部分80通過音頻編解碼器70接收在麥克風(fēng)32中所收集的音頻，在其上執(zhí)行預(yù)定的處理，且然后輸送該音頻。
從而，可以以短深度配置成像透鏡1a，以便能容易地將成像透鏡1a安裝到厚度受限的設(shè)備或裝置，諸如移動電話。該實(shí)施例已證明本發(fā)明的成像設(shè)備的例子適于移動電話，然而，本發(fā)明的成像設(shè)備當(dāng)然能適于其他信息裝置，諸如個人計算機(jī)和PDA。在適應(yīng)于那些信息裝置方面，本發(fā)明的成像設(shè)備產(chǎn)生有效的優(yōu)點(diǎn)。
在各個實(shí)施例和數(shù)字實(shí)施例中所描述和顯示的具體內(nèi)容，諸如結(jié)構(gòu)、外形和數(shù)字值，僅僅是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的例子，因此，該具體內(nèi)容不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。
作為本發(fā)明的工業(yè)適用性和可行性，由于本發(fā)明是緊湊的，特別是總長度短，并且具有高性能，它適于在例如緊湊的信息裝置、移動電話、PDA和個人計算機(jī)上獲得圖像使用。
本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員應(yīng)該明白，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)，依據(jù)設(shè)計的必要條件和其他因素，可以出現(xiàn)各種修改、組合、次組合和變更。
權(quán)利要求
1.一種成像透鏡，包括具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率的第一透鏡；孔徑光闌；以及具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率的第二透鏡；其中從所述物側(cè)按順序布置所述第一透鏡，所述孔徑光闌和所述第二透鏡；以及所述成像透鏡滿足條件表達(dá)式(1)，(2)和(3)(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，其中，f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距；f1表示所述第一透鏡的焦距；以及L表示在光軸上從所述第一透鏡的物側(cè)表面到像面的距離(根據(jù)背插玻璃的空氣等效厚度做計算)；以及n(ave)表示在兩個透鏡即構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的所述第一和第二透鏡的d線的折射率的平均值。
2.按照權(quán)利要求1所述的成像透鏡，滿足條件表達(dá)式(4)和(5)(4)0.05≤d1/f≤0.09；以及(5)0.10≤d2/f≤0.18，其中，f表示所述總透鏡系統(tǒng)的焦距；d1表示從所述第一透鏡像側(cè)表面到所述孔徑光闌的距離；以及d2表示從所述孔徑光闌到所述第二透鏡物側(cè)表面的距離。
3.按照權(quán)利要求1所述的成像透鏡，其中至少所述第一透鏡物側(cè)表面和所述第二透鏡像側(cè)表面各形成非球面的表面外形。
4.按照權(quán)利要求2所述的成像透鏡，其中至少所述第一透鏡物側(cè)表面和所述第二透鏡像側(cè)表面各形成非球面的表面外形。
5.按照權(quán)利要求3所述的成像透鏡，其中所述第一透鏡物側(cè)表面滿足條件表達(dá)式(6)(6)55°＜|θ1(h)|＜80°其中，θ1(h)表示在高度h(＝D1/2)處所述第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示所述第一透鏡物側(cè)表面的有效直徑。
6.按照權(quán)利要求4所述的成像透鏡，其中所述第一透鏡物側(cè)表面滿足條件表達(dá)式(6)(6)55°＜|θ1(h)|＜80°其中，θ1(h)表示在高度h(＝D1/2)處所述第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示在所述第一透鏡物側(cè)的表面的有效直徑。
7.按照權(quán)利要求3所述的成像透鏡，其中所述第二透鏡像側(cè)的表面滿足條件表達(dá)式(7)(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，其中，θ2(h)表示在高度h(＝D2/2)處所述第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示所述第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。
8.按照權(quán)利要求4所述的成像透鏡，其中所述第二透鏡像側(cè)表面滿足條件表達(dá)式(7)(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，其中，θ2(h)表示在高度h(＝D2/2)處所述第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示所述第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。
9.一種成像設(shè)備透鏡，包括成像透鏡，所述成像透鏡包括具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率的第一透鏡，孔徑光闌，以及具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率的第二透鏡，其中從所述物側(cè)按順序布置所述第一透鏡，所述孔徑光闌和所述第二透鏡；以及將所述成像透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成信號的成像裝置，其中所述成像透鏡滿足條件表達(dá)式(1)，(2)和(3)(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，其中，f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距；f1表示所述第一透鏡的焦距；以及L表示在光軸上從所述第一透鏡的物側(cè)表面到像面的距離(根據(jù)背插玻璃的空氣等效厚度做計算)；以及n(ave)表示在兩個透鏡即構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的所述第一和第二透鏡的d線的折射率的平均值。
10.按照權(quán)利要求9所述的成像設(shè)備，其中所述的成像透鏡滿足條件表達(dá)式(4)和(5)(4)0.05≤d1/f≤0.09；以及(5)0.10≤d2/f≤0.18，其中，f表示所述總透鏡系統(tǒng)的焦距；d1表示從所述第一透鏡像側(cè)表面到所述孔徑光闌的距離；以及d2表示從所述孔徑光闌到所述第二透鏡物側(cè)表面的距離。
11.按照權(quán)利要求9所述的成像設(shè)備，其中至少所述第一透鏡物側(cè)表面和所述第二透鏡像側(cè)表面各形成非球面的表面外形。
12.按照權(quán)利要求10所述的成像設(shè)備，其中至少所述第一透鏡物側(cè)表面和所述第二透鏡像側(cè)表面各形成非球面的表面外形。
13.按照權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其中所述第一透鏡物側(cè)的表面滿足條件表達(dá)式(6)(6)55°＜|θ1(h)|＜80°其中，θ1(h)表示在高度h(＝D1/2)處所述第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示所述第一透鏡物側(cè)表面的有效直徑。
14.按照權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述第一透鏡物側(cè)表面滿足條件表達(dá)式(6)(6)55°＜|θ1(h)|＜80°其中，θ1(h)表示在高度h(＝D1/2)處所述第一透鏡物側(cè)表面的傾斜，D1表示所述第一透鏡物側(cè)表面的有效直徑。
15.按照權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其中所述第二透鏡像側(cè)的表面滿足條件表達(dá)式(7)(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，其中，θ2(h)表示在高度h(＝D2/2)處所述第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示所述第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。
16.按照權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述第二透鏡像側(cè)表面滿足條件表達(dá)式(7)(7)55°＜|θ2(h)|＜80°，其中，θ2(h)表示在高度h(＝D2/2)處所述第二透鏡像側(cè)表面的傾斜，D2表示所述第二透鏡像側(cè)表面的有效直徑。
全文摘要
公開成像透鏡，其包括具有凸面面向物側(cè)的彎月外形并有正折射率的第一透鏡，孔徑光闌，以及具有凸面面向像側(cè)的彎月外形并有正折射率的第二透鏡，其中從物側(cè)按順序布置第一透鏡，孔徑光闌和第二透鏡。成像透鏡滿足條件表達(dá)式(1)0.2＜f/f1＜1.0；(2)1.05＜L/f＜1.38；以及(3)n(ave)＞1.7，其中f表示總透鏡系統(tǒng)的焦距，f1表示第一透鏡的焦距，以及L表示在光軸上從第一透鏡的物側(cè)表面到像面的距離，根據(jù)背插玻璃的等效空氣厚度做計算，以及n(ave)表示在兩個透鏡即構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的第一和第二透鏡的d線的折射率的平均值。
文檔編號G02B13/16GK1740839SQ20051009944
公開日2006年3月1日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者田村正樹 申請人:索尼株式會社