專利名稱：攝像透鏡和攝像模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如以裝載于便攜式終端為目的的攝像透鏡和攝像模塊。
背景技術(shù)：
目前，正開發(fā)著具備CO) (Charge Coupled Device :電荷稱合元件)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor :互補(bǔ)型金屬氧化膜半導(dǎo)體)等固體攝像兀件的各種攝像模塊。作為該攝像模塊的具體例子，可舉出緊湊型數(shù)字照相機(jī)和緊湊型數(shù)字視頻單元。特別是，對于近年來正在普及的便攜式終端(信息便攜式終端和便攜電話機(jī)等)上所裝載的攝像模塊，要求其高的分辨率、以及小型化和薄型化。為了攝像模塊的小型化和薄型化，實(shí)現(xiàn)使裝載于該攝像模塊的攝像透鏡小型化和薄型化的技術(shù)備受矚目。在專利文獻(xiàn)I 3中，公開了該技術(shù)的具體例子。專利文獻(xiàn)I中所公開的攝像透鏡是由透鏡系統(tǒng)構(gòu)成的攝影透鏡，其中透鏡系統(tǒng)從物體側(cè)依次具備孔徑光闌、第一透鏡和第二透鏡。第一透鏡是物體側(cè)為凸型的具有正的折射能力的凹凸透鏡。第二透鏡是兩面為凹型的透鏡。在第一透鏡和第二透鏡中都是，至少任一個(gè)透鏡面具有非球面形狀。而且，該攝像透鏡滿足以下條件。0. 6 < fl/f <1.0(A)
I. 8 <(nl-l) f/rl < 2. 5 (B)
其中，關(guān)于條件式(A)和(B)，f是透鏡系統(tǒng)(攝像透鏡)的焦距，fl是第一透鏡的焦距，m是第一透鏡的折射率，n是第一透鏡的物體側(cè)面的曲率半徑。專利文獻(xiàn)2中所公開的攝像透鏡，從物體側(cè)向像面?zhèn)纫来闻渲霉怅@、第一透鏡以及第ニ透鏡，其中第一透鏡是面向物體側(cè)為凸面的具有正的光學(xué)能的凹凸形的透鏡，第二透鏡是兩面為凹形的具有負(fù)的光學(xué)能的透鏡。此外，該攝像透鏡滿足下述條件式(C) (F)。0. 8 < vl/v2 < I. 2(C)
50< vl (D)
I. 9 < dl/d2 < 2. 8 (E)
-2. 5 < f2/fl < -I. 5 (F)
其中，關(guān)于條件式(C) (F)， vl :第一透鏡的阿貝數(shù) v2 :第二透鏡的阿貝數(shù) dl :第一透鏡的中心厚度
d2 :從第一透鏡像側(cè)面到第二透鏡物體側(cè)面為止的距離 fl :第一透鏡的焦距 f2 :第二透鏡的焦距。、
專利文獻(xiàn)3中所公開的攝像透鏡，從物體側(cè)向像面?zhèn)纫来闻渲霉怅@、第一透鏡以及第ニ透鏡，其中第一透鏡是面向物體側(cè)為凸面的具有正的光學(xué)能(power)的凹凸形，第二透鏡是兩面為凹形的具有負(fù)的光學(xué)能的透鏡。此外，該攝像透鏡滿足下述的條件式(G)和(H)。-2. 5 < f2/fI < -0. 8 (G)
0.8 < vl/v2 < I. 2(H)
其中，關(guān)于條件式(G)和(H)， fl :第一透鏡的焦距 f2 :第二透鏡的焦距 vl :第一透鏡的阿貝數(shù) v2 :第二透鏡的阿貝數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本公開專利公報(bào)“特開2006-178026號(hào)公報(bào)(2006年7月6日公開)”； 專利文獻(xiàn)2 :日本公開專利公報(bào)“特開2008-309999號(hào)公報(bào)(2008年12月25日公開)”； 專利文獻(xiàn)3 :日本公開專利公報(bào)“特開2009-251516號(hào)公報(bào)(2009年10月29日公開)”。專利文獻(xiàn)I中所公開的攝像透鏡，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡，根據(jù)上述的條件式(B)來規(guī)定攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距。另ー方面，即使脫離根據(jù)上述的條件式(B)規(guī)定攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距的數(shù)值范圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡。專利文獻(xiàn)2中所公開的攝像透鏡，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡，根據(jù)上述的條件式(F)來規(guī)定第一和第二透鏡的焦距。另ー方面，即使脫離根據(jù)上述的條件式(F)規(guī)定第一和第二透鏡的焦距的數(shù)值范圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡。專利文獻(xiàn)3中所公開的攝像透鏡，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡，根據(jù)上述的條件式(G)來規(guī)定第一和第二透鏡的焦距。另ー方面，即使脫離根據(jù)上述的條件式(G)規(guī)定第一和第二透鏡的焦距的數(shù)值范圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問題而做出的，其目的在于提供高分辨率、小型、薄型以及寬視場角的攝像透鏡和攝像模塊。為了解決上述的問題，本發(fā)明的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)為如下透鏡為2片，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲糜锌讖焦怅@、作為上述透鏡中的ー個(gè)的第一透鏡、以及作為上述透鏡中的另ー個(gè)的第二透鏡，上述第一透鏡是具有正的折射能力而且朝向上述物體側(cè)的面為凸形的凹凸透鏡，上述第二透鏡具有負(fù)的折射能力，其朝向上述物體側(cè)的面為凹形，在朝向上述 像面?zhèn)鹊拿嬷校醒氩糠譃榘夹?，并且該中央部分的外圍部分為凸形，上述第一透鏡和上述第二透鏡均是，朝向上述物體側(cè)的面和朝向上述像面?zhèn)鹊拿鎯烧呔鶠榉乔蛎妫⒇悢?shù)均超過45,進(jìn)而還滿足數(shù)學(xué)式(I)和(2),
-0. 62 < f/f2 < -0. 55 (I) f/EPD < 3. 6 (2)
(其中，f :攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距，f2 :第二透鏡的焦距，EPD :攝像透鏡全系統(tǒng)的入瞳直徑)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，限制攝像透鏡中的第二透鏡的光學(xué)能(折射能力)(絕對值)，小到滿足數(shù)學(xué)式(I)。由此，即便是在寬視場角的攝像透鏡中，也能夠得到像周邊良好的對比度。另ー方面，當(dāng)?shù)诙哥R的光學(xué)能過小時(shí)，會(huì)變得需要増加第二透鏡厚度，并且需要擴(kuò)大第二透鏡和第一透鏡和/或像面之間的間隔。換句話說，當(dāng)?shù)诙哥R的光學(xué)能過小時(shí)， 攝像透鏡的光學(xué)全長變長，因此擔(dān)心很難使攝像透鏡小型化和薄型化。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將第二透鏡的光學(xué)能限制到滿足數(shù)學(xué)式(I)的程度，以不使第二透鏡的光學(xué)能過小。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像透鏡的小型化和薄型化。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過滿足數(shù)學(xué)式(2)，攝像透鏡的孔徑直徑變大，因此能夠形成明売的像。這里，滿足數(shù)學(xué)式(2)而形成的明亮的像，其像差比暗的像大。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，滿足數(shù)學(xué)式(I )，進(jìn)而還使第一透鏡的阿貝數(shù)和第二透鏡的阿貝數(shù)兩者成為超過45的值。再有，阿貝數(shù)是表示相對于光色散的折射度的比的、光學(xué)介質(zhì)的常數(shù)。即，阿貝數(shù)是指使不同波長的光向不同方向折射的程度，對于高阿貝數(shù)的介質(zhì)來說，對不同波長的光線折射程度所導(dǎo)致的色散會(huì)減少。通過使第一透鏡的阿貝數(shù)和第二透鏡的阿貝數(shù)兩者成為超過45的值，從而攝像透鏡能夠充分校正色像差，因此能減小像的模糊度，能夠得到清晰的像。另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使脫離由上述條件式(B)、(F)、或者(G)所規(guī)定數(shù)值范圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、小型和薄型的攝像透鏡。另外，本發(fā)明的攝像模塊，其特征在于具備本發(fā)明的攝像透鏡和將上述攝像透鏡所形成的像作為光進(jìn)行光接收的攝像元件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，攝像模塊能夠達(dá)到與其所具備的攝像透鏡相同的效果。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)廉價(jià)、緊湊、且高性能的數(shù)字照相機(jī)。發(fā)明效果
如上所述，本發(fā)明的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)為如下透鏡為2片，從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲糜锌讖焦怅@、作為上述透鏡中的ー個(gè)的第一透鏡、以及作為上述透鏡中的另ー個(gè)的第二透鏡，上述第一透鏡是具有正的折射能力而且朝向上述物體側(cè)的面為凸形的凹凸透鏡，上述第二透鏡具有負(fù)的折射能力，其朝向上述物體側(cè)的面為凹形，在朝向上述像面?zhèn)鹊拿嬷校醒氩糠譃榘夹?，并且該中央部分的外圍部分為凸形，上述第一透鏡和上述第二透鏡均是，朝向上述物體側(cè)的面和朝向上述像面?zhèn)鹊拿鎯烧呔鶠榉乔蛎?，阿貝?shù)均超過45，進(jìn)而還滿足數(shù)學(xué)式(I)和(2)，
-0. 62 < f/f2 < -0. 55 (I) f/EPD < 3. 6 (2)
(其中，f :攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距，f2 :第二透鏡的焦距，EPD :攝像透鏡全系統(tǒng)的入瞳直徑)。
因此，本發(fā)明起到能實(shí)現(xiàn)高分辨率、小型、薄型以及寬視場角的攝像透鏡和攝像模塊的效果。


圖I是表示有關(guān)本發(fā)明ー實(shí)施方式的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明比較例的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3是表不圖I中所不攝像透鏡的MTF (Modulation Transfer Function :調(diào)制傳遞函數(shù))-像高特性的曲線圖。圖4是表示圖I中所示攝像透鏡的散焦MTF的曲線圖。 圖5是表示圖I中所示攝像透鏡的MTF -空間頻率特性的曲線圖。圖6的(a)是表示圖I中所示攝像透鏡的像散特性的曲線圖，圖6的(b)是表示圖I中所示攝像透鏡的歪曲特性的曲線圖。圖7是表示圖2中所示攝像透鏡的MTF -像高特性的曲線圖。圖8是表示圖2中所示攝像透鏡的散焦MTF的曲線圖。圖9是表示圖2中所示攝像透鏡的MTF -空間頻率特性的曲線圖。圖10的(a)是表示圖2中所示攝像透鏡的像散特性的曲線圖，圖10的(b)是表示圖2中所示攝像透鏡的歪曲特性的曲線圖。圖11是表示圖I中所示攝像透鏡的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的表。圖12是表示圖2中所示攝像透鏡的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的表。圖13是表示具備圖I和圖2中所示各攝像透鏡的各攝像模塊的設(shè)計(jì)方法的ー個(gè)例子的表。圖14是表示圖I和圖2中所示各攝像透鏡的有關(guān)入瞳直徑和各透鏡的焦距的各數(shù)值的表。圖15是表示有關(guān)本發(fā)明另ー實(shí)施方式的攝像模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖。附圖標(biāo)記說明
I、100和200 攝像透鏡
2孔徑光闌
3物體
4傳感器(攝像元件)
148攝像t旲塊
LI第一透鏡
L2第二透鏡
La光軸
51第一透鏡的朝向物體側(cè)的面
52第一透鏡的朝向像面?zhèn)鹊拿?br> 53第二透鏡的朝向物體側(cè)的面
54第二透鏡的朝向像面?zhèn)鹊拿?S7 像面c4中央部分
P4外圍部分。
具體實(shí)施例方式〔實(shí)施方式I〕
在本實(shí)施方式中，對在圖I中示出其剖面圖的攝像透鏡100和在圖2中示出其剖面圖的攝像透鏡200進(jìn)行說明。攝像透鏡100是滿足后述數(shù)學(xué)式(I)和(2)的有關(guān)本發(fā)明ー實(shí)施方式的攝像透鏡。另ー方面，攝像透鏡200是相對于攝像透鏡100的比較例，是只滿足數(shù)學(xué)式(2)的攝像透鏡。以下，“攝像透鏡I”的表述是攝像透鏡100和攝像透鏡200的總稱。(攝像透鏡I的基本結(jié)構(gòu))
在圖I和圖2的各剖面圖中，規(guī)定了 X (相對紙面垂直的)方向、Y (紙面上下)方向和Z(紙面左右)方向。具體地說，Z方向是攝像透鏡I的光軸La的延伸方向。Y方向是相對光軸La的法線方向中的一方向。Z方向和Y方向互相垂直。X方向是相對Z方向和Y方向兩者垂直的方向。關(guān)于攝像透鏡I，Z方向表示從物體3側(cè)(物體側(cè))朝向像面S7側(cè)(像面?zhèn)?的方向以及從像面S7側(cè)朝向物體3側(cè)的方向。在攝像透鏡I的結(jié)構(gòu)中，從物體3側(cè)朝向像面S7側(cè)依次配置了孔徑光闌2、第一透鏡(2片透鏡中的一片)LI、第二透鏡(2片透鏡中的另一片)L2以及玻璃蓋體CG。攝像透鏡I由第一透鏡LI和第二透鏡L2這2片透鏡構(gòu)成。第一透鏡LI具有朝向物體3側(cè)的面(物體側(cè)面)SI和朝向像面S7側(cè)的面(像側(cè)面)S2。第二透鏡L2具有朝向物體3側(cè)的面S3和朝向像面S7側(cè)的面S4。與第一透鏡LI和第二透鏡L2相同地，玻璃蓋體CG具有朝向物體3側(cè)的面S5和朝向像面S7側(cè)的面S6?？讖焦怅@2以包圍第一透鏡LI的面SI的有效口徑周圍的方式而設(shè)置?？讖焦怅@2其設(shè)置目的是為了能夠使入射到攝像透鏡I的光恰當(dāng)通過第一透鏡LI和第二透鏡L2，限制入射到攝像透鏡I的光的軸上光線束的直徑。物體3是攝像透鏡I所成像的對象物，換句話說，是成為攝像透鏡I所攝影(攝像)對象的被拍攝體。為了方便，物體3被圖示成非常接近于攝像透鏡I。但是，也有時(shí)物體3離攝像透鏡I數(shù)100_以上。第一透鏡LI是具有正的折射能力的、朝向物體3側(cè)的面SI為凸面(凸形)的眾所周知的凹凸透鏡。因此，第一透鏡LI的朝向像面S7側(cè)的面S2為該凹凸透鏡的凹面(凹形)。這里，如圖I和圖2所示，第一透鏡LI優(yōu)選設(shè)置成面SI中的上述凸面的頂點(diǎn)從孔徑光闌2突出至物體3側(cè)。由此，能夠使攝像透鏡I的入射光瞳的位置靠近于像面S7偵牝因此可容易確保攝像透鏡I的焦闌(telecentric)性。因而，像差能被很好地校正，而且能夠?qū)崿F(xiàn)小型以及薄型的攝像透鏡I。透鏡的“凹形”和“凹面”均表示透鏡以中空彎曲的部分，也就是透鏡向內(nèi)側(cè)彎曲的狀態(tài)。另ー方面，透鏡的“凸形”和“凸面”均表示透鏡的球狀表面向外側(cè)彎曲的狀態(tài)。
第二透鏡L2具有負(fù)的折射能力，朝向物體3側(cè)的面S3為凹形。進(jìn)ー步地，第二透鏡L2朝向像面S7側(cè)的面S4中，中心s4和其附近所對應(yīng)的中央部分c4為凹形，并且，中央部分c4的周圍即外圍部分p4為凸形。g卩，可解釋為面S4是具有凹下去的中央部分c4和突出的外圍部分p4轉(zhuǎn)換的拐點(diǎn)的形狀。這里所謂的拐點(diǎn)是指，在透鏡有效半徑內(nèi)的透鏡剖面形狀曲線中，非球面頂點(diǎn)的切平面成為與光軸垂直的平面這樣的非球面上的點(diǎn)。
面S4中具有拐點(diǎn)的攝像透鏡I中，在Z方向上，通過中央部分c4的光線能夠更靠物體3側(cè)成像，并且通過外圍部分p4的光線能更靠像面S7側(cè)成像。因此，攝像透鏡I能夠根據(jù)中央部分c4的凹形以及外圍部分p4的凸形的具體形狀，來校正以像面彎曲為代表的各種像差。第一透鏡LI中，面SI和面S2兩者均為非球面形狀。同樣，第二透鏡L2中，面S3和面S4兩者均為非球面形狀。由此，攝像透鏡I中可產(chǎn)生的各像差能夠容易得到較好的校正，而且能夠提高攝像透鏡I的像周邊的對比度。進(jìn)ー步地，第一透鏡LI和第二透鏡L2其阿貝數(shù)均超過45。再有，所謂阿貝數(shù)是，表示相對于光色散的折射度的比的、光學(xué)介質(zhì)的常數(shù)。即，阿貝數(shù)是指使不同波長的光向不同方向折射的程度，對于高阿貝數(shù)的介質(zhì)來說，對不同波長的光線折射程度所導(dǎo)致的色散會(huì)減少。通過使第一透鏡LI的阿貝數(shù)和第二透鏡L2的阿貝數(shù)兩者成為超過45的值，攝像透鏡I能夠充分校正色像差，所以減小像的模糊度，能夠得到清晰的像。玻璃蓋體CG設(shè)置在第二透鏡L2和像面S7之間。玻璃蓋體CG用于覆蓋在像面S7上，由此在物理上保護(hù)像面S7不受到損壞等。像面S7是相對攝像透鏡I的光軸La垂直、形成像的面，實(shí)像可以在設(shè)置于像面S7上的未圖示的屏幕上觀察到。攝像透鏡I構(gòu)成為滿足以下數(shù)學(xué)式(2)。特別是，攝像透鏡100構(gòu)成為還滿足以下數(shù)學(xué)式(I)。-0. 62 < f/f2 < -0. 55(I) f/EPD < 3. 6 (2)
其中，f是攝像透鏡I全系統(tǒng)(攝像透鏡全系統(tǒng))的焦距，f2是第二透鏡L2的焦距，EI3D是攝像透鏡I全系統(tǒng)的入瞳直徑。“攝像透鏡I全系統(tǒng)”是指作為ー個(gè)透鏡系統(tǒng)的攝像透鏡I?！叭胪睆健笔侵福诠怅@(孔徑光闌2)面之前的透鏡成像的、光闌面的像的直徑，也可以說是從物體3側(cè)看上去的孔徑光闌2的像的直徑。此外，孔徑光闌2最靠近物體3側(cè)配置的攝像透鏡的入瞳直徑，與入射到該攝像透鏡的光的直徑相等。攝像透鏡I是孔徑光闌2比第一透鏡LI和第二透鏡L2更靠物體3側(cè)配置的構(gòu)成。因此，攝像透鏡I全系統(tǒng)的入瞳直徑EH)是第一透鏡LI的物體側(cè)面的有效半徑的2倍，也就是與面SI的有效口徑相等。在攝像透鏡100中，限制第二透鏡L2的光學(xué)能(折射能力)(絕對值)，小到滿足數(shù)學(xué)式(I)。由此，即使在寬視場角的攝像透鏡I中，也能夠得到像周邊的良好對比度。另ー方面，如果第二透鏡L2的光學(xué)能過小，則變得需要増加第二透鏡L2厚度，并且需要擴(kuò)大第二透鏡L2和第一透鏡LI和/或像面S7 (也有時(shí)為玻璃蓋體CG)之間的間隔。換句話說，如果第二透鏡L2的光學(xué)能過小，則攝像透鏡I的光學(xué)全長變長，所以存在很難使攝像透鏡I小型化和薄型化的憂慮。因此，在攝像透鏡100中，將第二透鏡L2的光學(xué)能限制到滿足數(shù)學(xué)式(I)的程度，以不使第二透鏡L2的光學(xué)能過小。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像透鏡I的小型化和薄型化。通過滿足數(shù)學(xué)式(2)，攝像透鏡I的孔徑直徑變大，所以能夠形成明亮的像。這里，滿足數(shù)學(xué)式(2)而形成的明亮的像，其像差比暗的像大。 因此，滿足數(shù)學(xué)式(I )，進(jìn)而使第一透鏡LI的阿貝數(shù)和第二透鏡L2的阿貝數(shù)兩者成為超過45的值。通過使第一透鏡LI的阿貝數(shù)和第二透鏡L2的阿貝數(shù)兩者成為超過45的值，從而攝像透鏡I能夠充分校正色像差，因此像的模糊度減小，能夠得到清晰的像。另ー方面，f/f2 ^ -0. 62時(shí)，第二透鏡L2的光學(xué)能分配變得過大。其結(jié)果是，在寬視場角的攝像透鏡中，很難使像周邊的對比度變得良好。f/f2 ^ -0. 55時(shí)，第二透鏡L2的光學(xué)能分配變得過小。其結(jié)果是，如上所述，將發(fā)生攝像透鏡的光學(xué)全長變長的情況。f/EPD彡3. 6時(shí)，孔徑直徑變小，像變暗。此外，在f/EH) >3.6的程度容許形成暗像的成像的攝像透鏡中，原來的像差量變小，所以最初就無需滿足數(shù)學(xué)式(2)。在第一透鏡LI的阿貝數(shù)和/或第二透鏡L2的阿貝數(shù)變成45以下時(shí)，由于攝像透鏡中因色像差導(dǎo)致的像的模糊度變大，因此很難得到清晰的攝像。(攝像透鏡100的光學(xué)特性)
圖3是表示攝像透鏡100的MTF -像高特性的曲線圖。圖4是表示攝像透鏡100的散焦MTF (MTF -焦點(diǎn)偏移位置特性)的曲線圖。圖5是表示攝像透鏡100的MTF -空間頻率特性的曲線圖。圖6的(a)是表示攝像透鏡100的像散特性的曲線圖，圖6的(b)是表示攝像透鏡100的歪曲特性的曲線圖。圖3 圖5中所示的曲線圖，均在縱軸表示了 MTF (單位無)。在圖3中所示的曲線圖,橫軸表示像高(單位mm),表示了有關(guān)像高h(yuǎn)0 (Omm) 像高h(yuǎn)i. 0 (I. 75mm)的子午(tangential)像面和弧矢(sagittal)像面的各特性。另外，圖3中表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/4 (71. 41p/mm)”時(shí)的特性、和空間頻率為“奈奎斯特頻率/2 (142. 91p/mm)”時(shí)的特性。在圖4中所示的曲線圖,橫軸表示焦點(diǎn)偏移位置(單位mm),表示了有關(guān)像高h(yuǎn)0、像高 h0. 2 (0. 35mm)、像高 h0. 4 (0. 7mm)、像高 h0. 6 (I. 05mm)、像高 h0. 8 (I. 4mm)、以及像高h(yuǎn)i. 0的各個(gè)的、子午像面(T)和弧矢像面(S)上的各特性。另外，圖4中表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/4”時(shí)的特性。在圖5中所示的曲線圖中,橫軸表示了空間頻率(單位lp/mm)。在圖5中所示曲線圖中，表不了有關(guān)像聞h0、像聞h0. 2、像聞h0. 4、像聞h0. 6、像聞h0. 8、以及像聞hi. 0的各個(gè)的、子午像面(T)和弧矢像面(S)上的各特性。另外，圖5中表示了空間頻率為0 “奈奎斯特頻率/2”時(shí)的特性。另外，具體地說，圖6的(a)表示了攝像透鏡100的相對縱軸中所示像高的橫軸中所示像面彎曲(単位_)的關(guān)系，圖6的(b)表示了攝像透鏡100的相對縱軸中所示像高的橫軸中所示歪曲(単位％)的關(guān)系。MTF (Modulation Transfer Function :調(diào)制傳遞函數(shù))是，表示像面沿光軸方向移動(dòng)時(shí)的像面中所形成像的對比度變化的指標(biāo)。當(dāng)該MTF越來越大時(shí)，可判斷為像面中所形成的像以高分辨率來成像。以下，將MTF為0. 2以上的情況視作為高分辨率。本實(shí)施方式中所示的像高，有兩種情況，即最大像高作為I. 75mm、以絕對值(Omm I. 75mm)來表示的情況和最大像高作為I (hi. 0)時(shí)的以相對該最大像高的比例(h0 hi. 0)來表示的情況。在以下，表示該絕對值和比例之間的對應(yīng)關(guān)系的ー個(gè)例子。Omm=像高h(yuǎn)0 (像的中心)
0. 175mm =像高h(yuǎn)0. I (離像的中心，最大像高的十分之一相當(dāng)?shù)母叨?0. 35mm =像高h(yuǎn)0. 2 (離像的中心，最大像高的十分之二相當(dāng)?shù)母叨?
0.7mm =像高h(yuǎn)0. 4 (離像的中心，最大像高的十分之四相當(dāng)?shù)母叨?
1.05mm =像高h(yuǎn)0. 6 (離像的中心，最大像高的十分之六相當(dāng)?shù)母叨?
I. 4mm =像高h(yuǎn)0. 8 (離像的中心，最大像高的十分之八相當(dāng)?shù)母叨?
I.75mm =像高h(yuǎn)i. 0 (最大像高)
另外，上述奈奎斯特頻率是，與接受通過攝像透鏡I的光的傳感器(攝像元件)的奈奎斯特頻率相對應(yīng)的值，是可由該傳感器的像素的間距來計(jì)算的、可析像的空間頻率值。具體地說，該傳感器的奈奎斯特頻率Nyq.(單位lp/mm)可通過Nyq. = I/ (上述傳感器的像素的間距)/2來算出。另外，為了得到攝像透鏡I的各光學(xué)特性，假定物體距離為1200mm，并且作為未圖示的仿真光源，采用利用下面權(quán)重(構(gòu)成白色的各波長的混合比例被調(diào)整為如下所述)的白色光。404. 66nm = 0. 13435. 84nm = 0. 49486. 1327nm = I. 57546. 07nm = 3. 12587. 5618nm = 3. 18656. 2725nm = I. 51
圖3中所示的曲線圖31 34分別表示以下的測定結(jié)果。曲線圖31表示空間頻率為“奈奎斯特頻率/4”時(shí)的弧矢像面的MTF特性。曲線圖32表示空間頻率為“奈奎斯特頻率/4”時(shí)的子午像面的MTF特性。曲線圖33表示空間頻率為“奈奎斯特頻率/2”時(shí)的弧矢像面的MTF特性。曲線圖34表示空間頻率為“奈奎斯特頻率/2”時(shí)的子午像面的MTF特性。攝像透鏡100在對應(yīng)于曲線圖31 33的各條件中，在像高h(yuǎn)o hi. 0的任一像高，MTF均超過0.2。此外，攝像透鏡100即使在對應(yīng)于曲線圖34的條件中，只要是像高h(yuǎn)0 大約h0. 9 (I. 575mm)則MTF也超過0. 2，即便在大于該像高的像高中也未發(fā)現(xiàn)MTF的急劇下降。因此，可以說攝像透鏡100在像周邊(S卩，像高h(yuǎn)i. 0和其附近的像部分)的對比度良好。如圖4中所示，攝像透鏡100在Omm的焦點(diǎn)偏移位置，在像高h(yuǎn)0 hi. 0的任一像高，弧矢像面和子午像面均是MTF超過0. 2 (為高分辨率)。再有，該0_的焦點(diǎn)偏移位置相當(dāng)于像面S7 (參照圖I)。根據(jù)圖5，攝像透鏡100在空間頻率大約為1201p/mm以下的情況下，在像高h(yuǎn)0 hi. 0的任一像高，弧矢像面和子午像面均是MTF超過0. 2 (為高分辨率)。當(dāng)空間頻率大約超過1201p/mm時(shí)，大概從大的像高(即像周邊)依次且從子午像面起依次使MTF變?yōu)?. 2以下。但是，即使MTF變?yōu)?. 2以下時(shí)，也未發(fā)現(xiàn)MTF的急劇下降。因此，可以說攝像透鏡100在像周邊的對比度良好。根據(jù)圖6的(a)和(b)可知，攝像透鏡100由于剩余像差量小(相對光軸La的法線方向上的、各像差大小的偏差小)，所以具有良好的光學(xué)特性。(攝像透鏡200的光學(xué)特性)
圖7是表示攝像透鏡200的MTF -像高特性的曲線圖。圖8是表示攝像透鏡200的散焦MTF的曲線圖。圖9是表示攝像透鏡200的MTF -空間頻率特性的曲線圖。圖10的(a)是表示攝像透鏡200的像散特性的曲線圖，圖10的(b)是表示攝像透鏡200的歪曲特性的曲線圖。圖7、圖8、圖9、圖10的(a)、圖10的(b)是，分別對應(yīng)于圖3、圖4、圖5、圖6的(a)、圖6的(b)的曲線圖，表示了攝像透鏡200的光學(xué)特性。本項(xiàng)目(攝像透鏡200的光學(xué)特性)中所采用的用語的定義和測定條件等均與先前項(xiàng)目(攝像透鏡100的光學(xué)特性)中所說明的相同，因此這里省略詳細(xì)說明。圖7中所示的曲線圖71 74分別表示以下測定結(jié)果。曲線圖71表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/4”時(shí)的弧矢像面的MTF特性。曲線圖72表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/4”時(shí)的子午像面的MTF特性。曲線圖73表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/2”時(shí)的弧矢像面的MTF特性。曲線圖74表示了空間頻率為“奈奎斯特頻率/2”時(shí)的子午像面的MTF特性。攝像透鏡200在對應(yīng)于曲線圖71 73的各條件中，在像高h(yuǎn)0 hi. 0的任一像高，MTF均超過0.2。此外，攝像透鏡200即使在對應(yīng)于曲線圖74的條件中，只要是像高h(yuǎn)0 大約h0. 9則MTF也超過0. 2，即便在大于該像高的像高中，也未發(fā)現(xiàn)MTF的急劇下降。因此，可以說攝像透鏡200在像周邊的對比度良好。如圖8中所示，攝像透鏡200在Omm的焦點(diǎn)偏移位置，在像高h(yuǎn)0 hi. 0的任一像高，弧矢像面和子午像面均是MTF超過0. 2 (為高分辨率)。再有，該0_的焦點(diǎn)偏移位置相當(dāng)于像面S7 (參照圖2)。根據(jù)圖9，攝像透鏡200在空間頻率大約為1301p/mm以下的情況下，在像高h(yuǎn)0 hi. 0的任一像高，弧矢像面和子午像面均是MTF超過0. 2 (為高分辨率)。當(dāng)空間頻率大約超過1301p/mm時(shí)，大概從大的像高(即像周邊)依次且從子午像面起依次使MTF變?yōu)?. 2以下。但是，即使MTF變?yōu)?.2以下時(shí)，也未發(fā)現(xiàn)MTF的急劇下降。因此，可以說攝像透鏡200在像周邊的對比度良好。根據(jù)圖10的(a)和(b)可知，攝像透鏡200由于剩余像差量小，因此具有良好的光學(xué)特性。根據(jù)圖3 圖5、圖6的(a)和(b)、圖7 圖9、圖10的(a)和(b)，攝像透鏡100和攝像透鏡200在像周邊的對比度差別不大。
(攝像透鏡I的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))
圖11是表示攝像透鏡100的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的表。圖12是表示攝像透鏡200的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的表。在圖11和圖12中分別所示的各項(xiàng)目的定義如下?！耙?Components)”:攝像透鏡I的各構(gòu)成要素。也就是說，“LI”指第一透鏡LI，“L2”指第二透鏡L2，“CG”指玻璃蓋體CG。而且，“SI” “S4”分別指面SI 面S4，“前面(front)” 指面 S5, “后面(rear)” 指面 S6?！癗d(原材料Materials)”:攝像透鏡I的各構(gòu)成要素的、相對d線(波長587. 6nm)的折射率?！?vd (原材料Materials)”:攝像透鏡I的各構(gòu)成要素的、相對d線的阿貝數(shù)。“曲率(Curvature)” 面SI 面S4的各透鏡面的曲率。單位是mnT1?！昂穸?Thickness)” :從對應(yīng)面的中心至朝向像面S7側(cè)的下ー個(gè)面的中心為止的光軸La方向(Z方向)的距離。即中心厚。單位是mm。“半徑(Semi-Diameter)” 面SI 面S4各透鏡面的有效半徑(可限制光束范圍的圓區(qū)域半徑)。單位是mm?！胺乔蛎嫦禂?shù)(Aspheric coefficient)”:面SI 面S4各透鏡面的、構(gòu)成非球面的非球面式(3)的i次非球面系數(shù)Ai (i為4以上的偶數(shù))。在非球面式(3)中，Z是光軸方向(Z方向)的坐標(biāo)，X是相對光軸的法線方向(X方向)的坐標(biāo)，R是曲率半徑(對應(yīng)的上述曲率的倒數(shù))，K是圓錐(Conic)系數(shù)。
數(shù)7:式I
權(quán)利要求
1.一種攝像透鏡，其特征在于，結(jié)構(gòu)為如下 透鏡為2片， 從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲糜锌讖焦怅@、作為上述透鏡中的一個(gè)的第一透鏡、以及作為上述透鏡中的另一個(gè)的第二透鏡， 上述第一透鏡是具有正的折射能力而且朝向上述物體側(cè)的面為凸形的凹凸透鏡， 上述第二透鏡具有負(fù)的折射能力，其朝向上述物體側(cè)的面為凹形，在朝向上述像面?zhèn)鹊拿嬷校醒氩糠譃榘夹?，并且該中央部分的外圍部分為凸形? 上述第一透鏡和上述第二透鏡均是，朝向上述物體側(cè)的面和朝向上述像面?zhèn)鹊拿鎯烧呔鶠榉乔蛎?，阿貝?shù)均超過45，進(jìn)而還滿足數(shù)學(xué)式(I)和(2 )， -O. 62 < f/f2 < -O. 55 (I)f/EPD < 3. 6 (2) 其中，f :攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距，f2 :第二透鏡的焦距，EPD :攝像透鏡全系統(tǒng)的入瞳直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像透鏡，其特征在于， 上述第一透鏡的朝向上述物體側(cè)的面，從上述孔徑光闌突出至上述物體側(cè)。
3.一種攝像模塊，其特征在于，具備 攝像透鏡；以及 將上述攝像透鏡所形成的像作為光進(jìn)行光接收的攝像元件， 上述攝像透鏡的結(jié)構(gòu)為如下 透鏡為2片， 從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲糜锌讖焦怅@、作為上述透鏡中的一個(gè)的第一透鏡、以及作為上述透鏡中的另一個(gè)的第二透鏡， 上述第一透鏡是具有正的折射能力而且朝向上述物體側(cè)的面為凸形的凹凸透鏡， 上述第二透鏡具有負(fù)的折射能力，其朝向上述物體側(cè)的面為凹形，在朝向上述像面?zhèn)鹊拿嬷?，中央部分為凹形，并且該中央部分的外圍部分為凸形? 上述第一透鏡和上述第二透鏡均是，朝向上述物體側(cè)的面和朝向上述像面?zhèn)鹊拿鎯烧呔鶠榉乔蛎妫⒇悢?shù)均超過45，進(jìn)而還滿足數(shù)學(xué)式(I)和(2 )， -O. 62 < f/f2 < -O. 55 (I) f/EPD < 3. 6 (2) 其中，f :攝像透鏡全系統(tǒng)的焦距，f2 :第二透鏡的焦距，EPD :攝像透鏡全系統(tǒng)的入瞳直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像模塊，其特征在于， 上述攝像元件為電荷耦合元件圖像傳感器，或者為互補(bǔ)型金屬氧化膜半導(dǎo)體圖像傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及攝像透鏡和攝像模塊。第一透鏡(L1)和第二透鏡(L2)其阿貝數(shù)均超過45，攝像透鏡(1)構(gòu)成為滿足數(shù)學(xué)式(1′)和(2′)-0.62＜f/f2＜-0.55(1′)，f/EPD＜3.6(2′)(其中，f攝像透鏡(1)全系統(tǒng)的焦距，f2第二透鏡(L2)的焦距，EPD攝像透鏡(1)全系統(tǒng)的入瞳直徑)。
文檔編號(hào)G02B13/18GK102736216SQ201210085699
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
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