專利名稱：攝像鏡頭及攝像模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于裝載在便攜式終端的數(shù)碼相機(jī)等上的攝像鏡頭以及攝像模塊的發(fā)明。
背景技術(shù)：
一直以來，內(nèi)置有攝像模塊且該攝像模塊具有攝像鏡頭及固體攝像元件的小型數(shù)碼相機(jī)以及數(shù)碼攝像機(jī)等被相繼開發(fā)出來。一般來說，在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的攝像鏡頭被設(shè)計(jì)成使像高(image height)為零的中心區(qū)域的MTF (Modulation Transfer Function 調(diào)制傳遞函數(shù))值最大(例如，專利文獻(xiàn)1)。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的攝像鏡頭的像高-MTF特性的坐標(biāo)圖。如實(shí)線所示，攝像鏡頭的MTF值被設(shè)計(jì)成在像高為零的中心區(qū)域，該MTF值為最大，且像高越大該MTF值越小。 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)中心區(qū)域的分辨力良好的攝像鏡頭。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)專利申請(qǐng)公開公報(bào)，“特開2005-345713號(hào)公報(bào)”;2005年12月 15日公開。

發(fā)明內(nèi)容
在此，對(duì)于實(shí)際的攝像鏡頭產(chǎn)品來說，由于制造時(shí)產(chǎn)生的透鏡偏心，一般來說，越靠向周邊區(qū)域，分辨力越惡化。圖4的坐標(biāo)圖中所示的虛線表示當(dāng)實(shí)際的MTF值與設(shè)計(jì)值相比產(chǎn)生像高X0. 2的下降時(shí)的，相對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品的像高的MTF值。實(shí)際的MTF值在中心區(qū)域上為最大(0.55)，而在周邊區(qū)域上，相對(duì)于設(shè)計(jì)值會(huì)產(chǎn)生顯著的下降。像這樣，攝像鏡頭產(chǎn)品中的周邊區(qū)域的分辨力會(huì)產(chǎn)生非常大的惡化。特別是在便攜式信息終端以及手機(jī)等便攜式終端普及的近幾年中，對(duì)于裝載在已成為面向新興國(guó)的普及機(jī)的手機(jī)上的相機(jī)模塊、以及裝載在便攜式終端的輔助相機(jī)上的攝像模塊來說，要求實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和工序技術(shù)，以達(dá)到低價(jià)格化。為了滿足這些要求，需要與以往技術(shù)相比削減透鏡的構(gòu)成片數(shù)。然而，削減透鏡的構(gòu)成片數(shù)后，會(huì)導(dǎo)致不能充分修正像差。而且，如上所述，在攝像鏡頭的產(chǎn)品中，周邊區(qū)域的分辨力的惡化較大，從而導(dǎo)致沒有足夠能力應(yīng)對(duì)制造上的誤差。本發(fā)明就是鑒于上述問題而進(jìn)行的。其目的在于，提供整體分辨力良好的攝像鏡頭。為了解決上述問題，本發(fā)明的攝像鏡頭在光學(xué)有效半徑上呈回轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，其特征在于像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上滿足以下條件 像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大。在現(xiàn)有技術(shù)中，就制造時(shí)的透鏡偏心所導(dǎo)致的MTF值下降來說，由于中心區(qū)域的 MTF值下降大于周邊區(qū)域，因此現(xiàn)有技術(shù)采用的方法是設(shè)計(jì)成中心區(qū)域的MTF值為最大。而與現(xiàn)有技術(shù)相比，在上述結(jié)構(gòu)中，由于是設(shè)計(jì)成周邊區(qū)域的MTF最大值比中心區(qū)域的MTF值大，所以能夠在實(shí)際產(chǎn)品中抑制隨像高的增大而發(fā)生的MTF值下降。即，即使產(chǎn)生因制造公差導(dǎo)致的產(chǎn)品性能不均，也能夠使產(chǎn)品保持整體上良好的分辨力。因此，能夠提供整體分辨力良好的攝像鏡頭。綜上所述，本發(fā)明的攝像鏡頭在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，由于像高-MTF 特性被設(shè)計(jì)成在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上滿足以下條件像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大，所以起到能夠提供整體分辨力良好的攝像鏡頭的效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的攝像模塊的基本結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1所示的攝像模塊的攝像鏡頭的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例的剖面圖。圖3為上述攝像鏡頭的像高-MTF特性的坐標(biāo)圖。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的攝像鏡頭的像高-MTF特性的坐標(biāo)圖。(附圖標(biāo)記說明)
1攝像模塊2傳感器位置3最佳像面位置4最佳像面位置5被攝體6被攝體10攝像鏡頭11傳感器(攝像元件)CG防護(hù)玻璃PLl透鏡Sl物體側(cè)面S2像側(cè)面S3像面。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1 圖3，對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方式作如下說明。(攝像模塊的結(jié)構(gòu))
圖1為本實(shí)施方式的攝像模塊(相機(jī)模塊、透鏡模塊)1的基本結(jié)構(gòu)圖。攝像模塊1具有攝像鏡頭10和傳感器(攝像元件)11。攝像鏡頭10用于使攝像模塊1所拍攝的對(duì)象被攝體在像面上成像。傳感器11為一種攝像元件，用于接收通過攝像鏡頭10所成像的光，并通過光電變換輸出電信號(hào)，從而使被攝體能夠在無圖示的顯示裝置上顯示。以C⑶(Charge Coupled Device:電荷耦合器件)以及 CMOS (Complementary Metal Oxide kmiconductor :互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體)等為代表的固體攝像元件等都可以用做傳感器11。傳感器11的設(shè)置位置2處于攝像鏡頭10的最佳像面位置3與最佳像面位置4之間的范圍中，最佳像面位置3與來自最近距離的被攝體5的白光相對(duì)應(yīng)，最佳像面位置4與來自無限遠(yuǎn)的被攝體6的白光相對(duì)應(yīng)。最佳像面位置是指，光聚集度或者分辨力為最大的成像面的位置。攝像鏡頭10與傳感器11的相對(duì)位置由無圖示的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整。(攝像鏡頭的結(jié)構(gòu))
圖2為攝像鏡頭10的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例的剖面圖。攝像鏡頭10具有透鏡PLl和防護(hù)玻璃CG。Sl是透鏡PLl的靠向物體側(cè)的面(物體側(cè)面)，其中，物體是成像的對(duì)象，S2是透鏡 PLl的靠向攝像鏡頭10的像面?zhèn)鹊拿?像側(cè)面)。S3為攝像鏡頭10的像面，并對(duì)應(yīng)于傳感器位置2 (參照?qǐng)D1)。如上述那樣而構(gòu)成的攝像鏡頭10是在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的攝像鏡頭。其像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成滿足如下所示的條件像高為0.2以上0.7以下的區(qū)域的 MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大0. 05以上。(攝像鏡頭的像高-MTF特性)
圖3為本實(shí)施方式的攝像鏡頭10的像高-MTF特性的坐標(biāo)圖。實(shí)線表示相對(duì)于像高的MTF設(shè)計(jì)值，像高為0.2以上0.7以下的區(qū)域的MTF最大值(0. 58)比中心區(qū)域的MTF值 (0. 50)大 0. 05 以上。與此相對(duì)，虛線表示因制造時(shí)的透鏡偏心而造成實(shí)際MTF值相對(duì)于設(shè)計(jì)值降低像高X0. 2時(shí)的、實(shí)際產(chǎn)品中的相對(duì)于像高的MTF值。與圖4的坐標(biāo)圖上的虛線相比可知論及中心區(qū)域的分辨力時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)較為優(yōu)越，然而論及周邊區(qū)域的分辨力時(shí)，在本實(shí)施方式中，在像高小于等于0.5的區(qū)域，周邊區(qū)域的分辨力與中心區(qū)域的分辨力大致相同，且到像高約為0. 7的區(qū)域?yàn)橹?，仍維持有良好的分辨力。特別是像高為0. 2 0. 7的區(qū)域是決定圖像美觀性的重要區(qū)域，因此，優(yōu)選將該區(qū)域的MTF值設(shè)計(jì)成高于中心區(qū)域的MTF值。根據(jù)該設(shè)計(jì)，雖然中心區(qū)域的分辨力比現(xiàn)有技術(shù)稍低，但在中心區(qū)域上幾乎不會(huì)產(chǎn)生因制造時(shí)的透鏡偏心而導(dǎo)致的MTF值下降，所以能夠?qū)崿F(xiàn)整體圖像的分辨力平衡呈良好的攝像鏡頭。如上所述，考慮到周邊的平衡，而將周邊區(qū)域的MTF最大值設(shè)計(jì)成比中心區(qū)域的 MTF值大，由此，即使產(chǎn)生了因制造公差而導(dǎo)致的產(chǎn)品性能不均，也可以得到產(chǎn)品性能分布的平均值良好的產(chǎn)品。例如，具有上述像高-MTF特性的攝像鏡頭可以通過利用像場(chǎng)彎曲，進(jìn)行設(shè)計(jì)上的焦點(diǎn)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。像場(chǎng)彎曲是指，導(dǎo)致平面物體的成像變成猶如在曲面上的成像的透鏡的像差。在本實(shí)施方式的攝像鏡頭10中，調(diào)整透鏡PLl和像面S3間的相對(duì)位置，以使焦點(diǎn)對(duì)至圖像的周邊部。具體為，若攝像鏡頭10在面向傳感器11的方向上具有凹狀的像場(chǎng)彎曲，則通過焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整攝像鏡頭10和傳感器11的相對(duì)位置，使攝像鏡頭10的像面位于比攝像鏡頭10的中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)的位置。相反，若攝像鏡頭10在面向傳感器11的方向上具有凸?fàn)畹南駡?chǎng)彎曲，則通過焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整攝像鏡頭10和傳感器11的相對(duì)位置，使攝像鏡頭10的像面位于比攝像鏡頭10的中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)的相反側(cè)的位置。(變形例)
也可以不利用像場(chǎng)彎曲進(jìn)行設(shè)計(jì)上的焦點(diǎn)調(diào)整，取而代之的是，在透鏡PLl的像場(chǎng)彎曲得以抑制的狀態(tài)下，即，通過將透鏡PLl的物體側(cè)面Sl或像側(cè)面S2改為非球面，來實(shí)現(xiàn)圖3所示的像高-MTF特性。圖1所示的攝像模塊1也可以不具有調(diào)整攝像鏡頭10與傳感器11間的相對(duì)位置的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)(焦點(diǎn)調(diào)整工序)。由此，就可以簡(jiǎn)單的構(gòu)成攝像模塊1，進(jìn)而可以提供價(jià)格低廉、性能良好的產(chǎn)品。在本實(shí)施方式中，是用1片透鏡來構(gòu)成攝像鏡頭，也可以使用2 4片透鏡構(gòu)成攝像鏡頭。此時(shí)，構(gòu)成攝像鏡頭10的各透鏡可以使用像差未完全消除的廉價(jià)透鏡。在中心區(qū)域的MTF值為0. 4以下時(shí)的空間頻率區(qū)域中，由于可能包含與所要求的攝像模塊分辨力無關(guān)的區(qū)域，所以可以將本實(shí)施方式的攝像鏡頭10設(shè)計(jì)成在中心區(qū)域的 MTF值為0.4以上時(shí)的空間頻率區(qū)域中，表現(xiàn)出如圖3所示的像高-MTF特性。作為優(yōu)選， 將攝像鏡頭10設(shè)計(jì)成能夠在弧矢面和子午面兩個(gè)方向上表現(xiàn)出如圖3所示的像高-MTF特性。然而，也可以設(shè)計(jì)成能夠在弧矢面方向或者子午面方向的任一方上表現(xiàn)出上述特性。本發(fā)明的攝像鏡頭10被設(shè)計(jì)成像高為0. 2以上0. 7以下的區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大0.05以上。然而，并不局限于此，只要其像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成滿足周邊區(qū)域的MTF最大值比中心區(qū)域的MTF值大即可。即使是上述設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)相比，也可以實(shí)現(xiàn)整體分辨力良好的攝像鏡頭。本發(fā)明并不局限于上述各種實(shí)施方式，可以根據(jù)權(quán)利要求所示的范圍進(jìn)行各種變更。即，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)組合適當(dāng)變更的技術(shù)手段而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。在本發(fā)明的攝像鏡頭上，優(yōu)選為被設(shè)計(jì)成在中心區(qū)域的MTF值為0.4以上時(shí)的空間頻率區(qū)域上，像高-MTF特性滿足上述條件。在中心區(qū)域的MTF值為0.4以下時(shí)的空間頻域上，有可能包含與所要求的攝像模塊分辨力無關(guān)的區(qū)域，但通過上述結(jié)構(gòu)，對(duì)畫質(zhì)的影響便較小。因此，能夠更容易地對(duì)攝像鏡頭的像高-MTF特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的攝像鏡頭上，還優(yōu)選為被設(shè)計(jì)成像高為0.2以上0.7以下的區(qū)域的 MTF最大值比中心區(qū)域的MTF值大0. 05以上。像高為0. 2以上0. 7以下的區(qū)域是決定圖像美觀性的重要區(qū)域，因此，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠使分辨力平衡更加良好。作為優(yōu)選，在本發(fā)明的攝像鏡頭上，被設(shè)計(jì)成在弧矢面方向和子午面方向的兩方上滿足上述條件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使整體上的分辨力平衡更加良好。作為優(yōu)選，本發(fā)明的攝像鏡頭具有非球面。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過非球面系數(shù)能夠容易地實(shí)現(xiàn)上述像高-MTF特性。作為優(yōu)選，本發(fā)明的攝像鏡頭由1 4片透鏡構(gòu)成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以利用像差未完全消除的廉價(jià)透鏡來作為構(gòu)成攝像鏡頭的各透
^Mi ο本發(fā)明的攝像模塊為具有上述攝像鏡頭；以及攝像元件，用于接收該攝像鏡頭成像的光進(jìn)行光電變換。其特征在于不具有調(diào)整上述攝像鏡頭和上述攝像元件間的相對(duì)位置的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)單地構(gòu)成攝像模塊，因此能夠提供價(jià)格低廉、性能良好的產(chǎn)
本發(fā)明的攝像模塊具有上述攝像鏡頭；攝像元件，用于接收通過上述攝像鏡頭而成像的光，并進(jìn)行光電變換；焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整上述攝像鏡頭與上述攝像元件間的相對(duì)位置。該攝像模塊的特征在于上述攝像鏡頭具有在其面向上述攝像元件的方向上呈凹狀的像場(chǎng)彎曲；上述焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整上述相對(duì)位置，使上述攝像鏡頭的像面比上述中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)。本發(fā)明的攝像模塊具有上述攝像鏡頭；攝像元件，用于接收通過上述攝像鏡頭而成像的光，并進(jìn)行光電變換；焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整上述攝像鏡頭與上述攝像元件間的相對(duì)位置。該攝像模塊的特征在于上述攝像鏡頭具有在其面向上述攝像元件的方向上呈凸?fàn)畹南駡?chǎng)彎曲；上述焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整上述相對(duì)位置，使上述攝像鏡頭的像面比上述中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)的反向側(cè)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，使攝像鏡頭的像面從中心區(qū)域的最佳像面位置錯(cuò)開，進(jìn)而使焦點(diǎn)對(duì)至周邊區(qū)域而不是中心區(qū)域。由此，通過利用像場(chǎng)彎曲來進(jìn)行設(shè)計(jì)上的焦點(diǎn)調(diào)整，能夠容易地實(shí)現(xiàn)具有如上所述的像高-MTF特性的攝像鏡頭。(工業(yè)上的利用可能性)
本發(fā)明能夠較好的適用于內(nèi)置于便攜式終端的數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)等小型攝像裝置。
權(quán)利要求
1.一種攝像鏡頭，在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，其特征在于 像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上滿足以下條件像高大于零的周邊區(qū)域的 MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于 被設(shè)計(jì)成在中心區(qū)域的MTF值為0. 4以上時(shí)的空間頻率區(qū)域上，像高-MTF特性滿足上述條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像鏡頭，其特征在于 還被設(shè)計(jì)成像高為0. 2以上0. 7以下的區(qū)域的MTF最大值比中心區(qū)域的MTF值大0. 05以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于 被設(shè)計(jì)成在弧矢面方向和子午面方向的兩方上滿足上述條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于 具有非球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像鏡頭，其特征在于 由1 4片透鏡構(gòu)成。
7.一種攝像模塊，其特征在于 具有攝像鏡頭，在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，該攝像鏡頭的像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成滿足在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上，像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大；攝像元件，用于接收通過上述攝像鏡頭而成像的光，并進(jìn)行光電變換； 不具有用于調(diào)整上述攝像鏡頭和上述攝像元件間的相對(duì)位置的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
8.一種攝像模塊，其特征在于 具有攝像鏡頭，在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，該攝像鏡頭的像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成滿足在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上，像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大；攝像元件，用于接收通過上述攝像鏡頭而成像的光，并進(jìn)行光電變換； 焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整上述攝像鏡頭與上述攝像元件間的相對(duì)位置； 上述攝像鏡頭具有在其面向上述攝像元件的方向上呈凹狀的像場(chǎng)彎曲； 上述焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整上述相對(duì)位置，使上述攝像鏡頭的像面比上述中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)。
9.一種攝像模塊，其特征在于 具有攝像鏡頭，在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，該攝像鏡頭的像高-MTF特性被設(shè)計(jì)成滿足在弧矢面方向和子午面方向的至少一方上，像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大；攝像元件，用于接收通過上述攝像鏡頭而成像的光，并進(jìn)行光電變換； 焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整上述攝像鏡頭與上述攝像元件間的相對(duì)位置； 上述攝像鏡頭具有在其面向上述攝像元件的方向上呈凸?fàn)畹南駡?chǎng)彎曲； 上述焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整上述相對(duì)位置，使上述攝像鏡頭的像面比上述中心區(qū)域的最佳像面位置更靠向被攝體側(cè)的反向側(cè)。
全文摘要
為了實(shí)現(xiàn)整體分辨力良好的攝像鏡頭，本發(fā)明的攝像鏡頭在光學(xué)有效半徑上呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀，像高-MTF特性被設(shè)計(jì)在成弧矢面方向和子午面方向的至少一方上滿足以下條件像高大于零的周邊區(qū)域的MTF最大值比像高為零的中心區(qū)域的MTF值大。由此，即使產(chǎn)生因制造公差造成的產(chǎn)品性能不均，也能夠使產(chǎn)品保持整體上良好的分辨力。
文檔編號(hào)G02B13/16GK102162902SQ20111004242
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者花戶宏之, 重光學(xué)道 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社