CN100420973C - 摄像镜头和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

一种摄像镜头。其包括：利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。

Description

摄像镜头和摄像装置
技术领域
本发明涉及使用CCD(Charge Coupled Device)型图像传感器和CMOS(Complementary Metal-Oxide  Semiconductor)型图像传感器等固体摄像元件的摄像装置的摄像镜头，更详细说就是涉及温度变化时像点位置变动小的摄像镜头和使用它的摄像装置。
另外，还涉及使用塑料透镜和温度变化时像点位置变动小的变焦镜头和使用它摄像装置。
背景技术
近年来，具备摄像功能的手机等在急速普及，随着可在其内安装的使用CCD型图像传感器和CMOS型图像传感器等固体摄像元件的摄像装置的小型化，要求所安装的摄像镜头小型化。因此就需要缩短摄像镜头整个系统的焦距，但随之而来的是各透镜的曲率半径和外径也变小，所以用磨削加工制造的玻璃透镜加工变困难，在使用廉价且可大量生产的塑料透镜。专利文献1公开了把构成摄像镜头的全部透镜制作成塑料透镜的现有例。
专利文献1：特许第3396683号公报
但专利文献1公开的透镜有由温度变化时塑料材料的折射率变化引起的像点位置的变动比较大的问题。特别是安装在手机上那种小型的摄像装置，其不具有透镜的自动对焦机构，而是多采用所谓的全焦点方式，这种摄像装置不能忽略温度变化时像点位置的变动，若在严峻的温度环境下进行摄像时有可能招致图像模糊。相反，也能在摄像装置上设置自动对焦机构，但这样则手机变重体积变大，有可能招致损害携带性这个根本问题。
发明内容
本发明鉴于该问题点，其第一目的就是提供一种使用塑料透镜和温度变化时像点位置变动小的摄像镜头和使用它的摄像装置。
近年来，使用CCD型图像传感器和CMOS型图像传感器等固体摄像元件的数字相机等在急速普及。在这种状况下，则要求高性能且低价格的数字相机。对高性能化则多使用玻璃注模的非球面透镜以谋求改善像差特性是主流，但玻璃注模的非球面透镜加工困难且价格贵，所以有变焦镜头的价格非常高的问题。于是在使用廉价且大量生产的塑料透镜。专利文献1就公开了多用塑料透镜的现有例。
专利文献2：特开2003-50352号公报
但专利文献2公开的透镜由于多用塑料材料，所以存在由外部气温的变化而塑料材料产生折射率变化像点位置的变动比较大的问题。相反，近年使用变焦镜头的数字相机等由于一般安装了自动对焦机构，所以也可以认为其是通过使用它来驱动变焦镜头以吸收由温度变化引起的透镜折射率变化。
但不使用自动对焦而是设定成把焦点固定在超焦距上的模式和如所谓的阶梯式变焦距而强制地驱动透镜到预先决定的多个透镜位置的任一个上时的情况，若温度变化时像点位置的变动大，则必须安装修正它用的机构存在变焦距机构复杂的问题。而且在变焦镜头上使用塑料透镜时，有为了减轻像点位置的变动存在不能使用折射力大的透镜和限制镜头结构的各种限制。
本发明是鉴于该问题点而开发的，其第二目的就是提供一种使用塑料透镜和温度变化时像点位置变动小的变焦镜头和使用它的摄像装置。
达到第一目的用的项目1-1的摄像镜头，由于其具有使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以其通过把最大长度是30纳米以下的颗粒分散到塑料材料中而抑制由温度变化引起的像点位置的变动，而且不降低光的透射率，能提供与环境变化无关的具有优良光学特性的摄像镜头。
达到第二目的用的项目2-1的变焦镜头，是通过改变由多个透镜组构成各组的间隔而进行变倍数的变焦镜头中，具有使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。
附图说明
图1是包括摄像镜头的摄像装置的模式图；
图2是第二实施例摄像镜头的剖面图；
图3是第三实施例摄像镜头的剖面图；
图4是包括实施例4、5的变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图；
图5是包括实施例6的变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图；
图6是包括实施例7的变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图。
具体实施方式
首先说明本发明的基本概念。一般来说由于把微粉末混合进透明的树脂材料中，则产生光的散射而降低透射率，所以作为光学材料使用是困难的，但人们了解到通过把微粉末的尺寸制成比透射光束的波长小就能使散射实际上不发生。
另外，虽然塑料材料由温度上升而折射率下降，但无机颗粒是温度上升时折射率上升。因此利用它们的温度依赖性，通过相互抵消的作用能使折射率几乎不产生变化。具体说就是通过把最大长度是30纳米以下、最好是20纳米以下、更理想是10～15纳米的无机颗粒分散到作为母体材料的塑料材料中，就能提供综合的温度依赖性极低的材料。
例如通过把氧化铌(Nb2O5)的微颗粒分散到丙烯烃树脂中就能缩小这种相对温度的折射率变化，从而能有效抑制由温度变化引起的摄像镜头的像点位置变化。
下面说明达到第一目的用的理想结构。
项目1-2的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的所述塑料透镜是正塑料透镜，所以通过使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散的原料而成型正塑料透镜就能有效抑制由温度变化引起的摄像镜头的像点位置变化。
项目1-3的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，至少由两个透镜构成，所以通过把所述摄像镜头制成至少由两个透镜构成的摄像镜头就能进行比一个透镜的摄像镜头好的各像差的修正。
项目1-4的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，至少具有两个塑料透镜，所述塑料透镜中折射力最强的塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过把该原料使用在折射力最强的透镜中就能更有效抑制由温度变化引起的摄像镜头的像点位置变化。
项目1-5的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，至少具有正塑料透镜和负塑料透镜，所述正塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。由于塑料透镜容易附加非球面，所以通过制成至少具有正塑料透镜和负塑料透镜的摄像镜头就能容易地把非球面附加在摄像镜头中的正透镜和负透镜上，所以能对摄像镜头整个系统的各像差进行良好修正。而且若把正塑料透镜制成是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的塑料透镜时，则不但良好修正摄像镜头整个系统的各像差，还能有效抑制由温度变化引起的摄像镜头的像点位置变化。
项目1-6的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，全部由塑料透镜构成，且至少一个塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过把构成摄像镜头的所有透镜制成塑料透镜就可实现比包括玻璃透镜的摄像镜头重量轻。而且若把至少一个透镜制成是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的塑料透镜时，则能抑制摄像镜头整个系统由温度变化引起的像点位置变化。
项目1-7的摄像镜头是在项目1-1所述的摄像镜头中，至少包括一个玻璃透镜。用于透镜上的塑料材料与玻璃材料相比其种类少，且折射率和色散的值被限制。因此通过制成在摄像镜头中至少包括一个玻璃透镜的结构，来增加折射率和色散的选择自由度，所以能进行更良好的像差修正。
项目1-8的摄像镜头是在项目1-1到项目1-7任一项所述的摄像镜头中，具有孔径光阑，所述塑料透镜中与孔径光阑最邻接的塑料透镜和与所述最邻接的塑料透镜更邻接的塑料透镜中的至少一个是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过把该原料使用在与所述孔径光阑最邻接的塑料透镜和与所述最邻接的塑料透镜更邻接的塑料透镜中的至少一个上，就能更有效地抑制由温度变化引起的摄像镜头的像点位置变化。即由于孔径光阑近旁的透镜由温度变化产生折射率变化时，随着像点位置变动而整个摄像镜头的光学性能也恶化，所以通过使用所述原料能把光学性能的恶化抑制小。而且孔径光阑近旁的透镜能小径化，所以即使是把纳米尺寸的颗粒分散到塑料材料中的原料也容易成型成为透镜。
项目1-9的摄像镜头是在项目1-1到项目1-8任一项所述的摄像镜头中，使用把30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的所述塑料透镜，满足下面的条件。
|A|＜8×10-5[/℃]      (1)
其中A表示折射率的温度变化，是用下式[公式1]表示的值。
[公式1]
A = ( n 2 + 2 ) ( n 2 - 1 ) 6 n { ( - 3 α ) + 1 [ R ] - ∂ [ R ] ∂ t }
其中，α：线膨胀系数    [R]：分子折射
项目1-10的摄像镜头是在项目1-9所述的摄像镜头中，使用把30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的所述塑料透镜，满足下面的条件。
|A|＜6×10-5[/℃]      (2)
下面说明折射率的温度变化。折射率的温度变化A根据劳伦兹·劳伦兹式，通过把折射率n用温度t微分成为所述公式1。
塑料原料的情况一般与式中的第一项相比，第二项的作用小，大致能忽略。例如是PMMA树脂时，其线膨胀系数α是7×10-5，代入上述式中，则成为A＝-1.2×10-4[/℃]，与实测值大致一致。
在此，本发明是通过把微颗粒，最好是无机微颗粒分散到塑料材料中而实际上增大所述式中第二项的作用，来抵消第一项由线膨胀引起的变化。
具体说就是把现有-1.2×10-4[/℃]左右的折射率温度变化A，最好抑制成绝对值不到8×10-5[/℃]。理想的是最好绝对值不到6×10-5[/℃]。而且更理想的是绝对值不到4×10-5才好。
进一步增大第二项的作用，还能使母体材料的塑料材料具有相反的温度特性。即能得到由温度上升折射率不降低而相反上升的原料。
混合的比例是体积比，是母体材料的塑料材料是80％、氧化铌是20％左右的比例，把它们混合均匀。虽然有微颗粒容易凝聚的问题，但也知道在颗粒表面付与电荷使其分散的技术，能使其具有必要的分散状态。
该体积比率为了控制折射率相对温度变化的比例而可以进行适当增减，且能把多种纳米尺寸的无机颗粒进行混合分散。
把在本发明中能适用的塑料材料的折射率温度变化A(＝dn/dT)表示在表1。
[表1]
    塑料材料     A(近似值)10<sup>5</sup>[/℃]
    丙烯烃系     -12
    聚碳酸酯系     -14
    聚烯烃系     -12
    聚酯系     -14
在本发明中能适用的无机材料的折射率温度变化A(＝dn/dT)改变其与塑料材料的符号方向，表示在表2。
[表2]
无机材料 A(近似值)10<sup>5</sup>[/℃]
氧化铝 1 4
ALON 1 2
氧化铍 1 0
全刚石 1.0
碳酸钙 0 7
磷酸钛钾 1 2
铝酸镁 0 9
氧化镁 1 9
石英 1.2
氧化チルル 0 9
氧化钇 0.8
氧化锌 4.9
项目1-11的摄像镜头是在项目1-1到项目1-10任一项所述的摄像镜头中，所述颗粒是无机材料。
项目1-12所述的摄像镜头是在项目1-11所述的摄像镜头中，所述无机材料是氧化物。
项目1-13的摄像镜头是在项目1-12所述的摄像镜头中，所述氧化物是饱和氧化状态。
微颗粒最好是无机物，且最好是氧化物。最好是氧化状态饱和了但没进一步氧化的氧化物。无机物能把与作为高分子有机化合物的塑料材料的反应抑制低，所以是理想的，而且通过是氧化物能防止使用中的恶化。当然也可以通过添加防氧化剂来防止塑料材料的氧化。
项目1-14的摄像镜头是在项目1-1到项目1-13任一项所述的摄像镜头中，所述塑料材料与分散到所述塑料材料中的所述颗粒的体积比是9∶1到3∶2。
体积比率在上述的例中是80∶20，即4∶1，但可以在90∶10(9∶1)到60∶40(3∶2)间适当调整。若比9∶1少，则抑制温度变化的效果小，相反若超过3∶2，则在成型性上产生问题，所以不理想。若加上考虑整个摄像镜头系统温度变化的影响来调整把微颗粒分散到塑料材料中的原料的折射率变化程度，则更理想。
项目1-15的摄像装置是具有项目1-1到项目1-14任一项所述的摄像镜头。
根据本发明能提供使用了塑料透镜和温度变化时像点位置变动小的摄像镜头和使用它的摄像装置。
下面根据附图详细说明为达到本发明第一目的用的实施例，但本发明不限定于这些实施例。本发明中“塑料透镜”是包括把塑料材料作为母体材料，由把小径颗粒分散到塑料材料中的原料成型，且塑料的体积比在一半以上的透镜，而且也包括以防止反射和提高表面硬度为目的而在其表面上进行了镀层处理的透镜。
图1是包括本实施例摄像镜头的摄像装置光轴方向的剖面图。图1中摄像镜头按从物体一侧开始的顺序包括：孔径光阑S、第一透镜L1、第二透镜L2、红外线截止滤光片IRCF，用该摄像镜头和配置在红外线截止滤光片IRCF靠像一侧的图像传感器CMOS等固体摄像元件构成摄像装置。通过摄像镜头而在摄像面I上成像了的光学像由图像传感器CMOS变换成电信号，再通过实施规定的处理而变换成图像信号。
与孔径光阑S邻接的第一透镜L1，其折射力最大，是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。第二透镜L2是不含这种颗粒的塑料透镜。但除此之外也可以考虑各种结构。本实施例中透镜个数是两个，但可以定成是三个或四个以上，这种情况下可以把与孔径光阑S邻接的透镜以及与它邻接的透镜的一方或双方制成使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的塑料透镜。
在此说明适合本实施方式的实施例。该实施例中使用的记号如下。
F：F数
2Y：固体摄像元件的摄像面对角线长度(固体摄像元件的矩形实际像素区域的对角线长度)
R：折射面的曲率半径
D：折射面的间隔
Nd：透镜材料在d线常温的折射率
νd：透镜材料的阿贝数
f：焦距
fB：后焦距
本实施例中非球面形状是在以面的顶点作为原点、把光轴方向定为X轴的直角坐标系中，把顶点曲率半径作为C，把圆锥常数作为K，把非球面系数作为A4、A6、A8、A10、A12，用[公式2]表示的。
[公式2]
X = C h 2 1 + 1 - ( 1 + K ) C 2 h 2 + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 + A 12 h 12
其中 h = Y 2 + Z 2
本实施例的透镜数据表示在表3、表4.且表中把10的幂指数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
[表3]
(实施例1)
f＝2.13mm  fB＝0.41mm  F＝2.88    2Y＝3.00mm
面号码     R(mm)       D(mm)      Nd         νd
光圈       ∞          0.05
1          3.433       1.10       1 53175    56.0
2          -0.774      0.59
3          -0.347      0.50       1.58300    30.0
4          -0.568      0.30
5          ∞          0.30       1.51633    64.1
6          ∞
[表4]
           非球面系数
第一面
K＝        4.60380×E+01
A4＝       -4.84740×E-01
A6＝       2 07620×E+00
A8＝       -3 83570×E+01
A10＝      2 13660×E+02
A12＝      -5.45620×E+02
第二面
K＝        -2.18110×E-01
A4＝       1.85660×E-01
A6＝       -6.82460×E-01
A8＝       1.55450×E+00
A10＝      -2.03740×E+00
A12＝      9.69370×E-01
第三面
K＝      -8 57310×E-01
A4＝     1 21860×E+00
A6＝     -1 32960×E+00
A8＝     6 34950×E+00
A10＝    -1 40400×E+01
A12＝    1.23400×E+01
第四面
K＝      -9.29500×E-01
A4＝     4 97610×E-01
A6＝     -2 36140×E-01
A8＝     6 61190×E-01
A10＝    -7 94890×E-01
A12＝    3.27600×E-01
(第一实施例)
本实施例对应于图1的摄像镜头，是在最靠近物体侧配置孔径光阑S，在最靠近像侧配置红外线截止滤光片IRCF的设计例。第一透镜L1是使用把直径是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚烯烃系塑料透镜，第二透镜L2是不含所述颗粒的聚碳酸酯系塑料透镜。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表5。这样，对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第一透镜L1是A＝-8×10-5[/℃]时是+0.010[mm]，在第一透镜L1是A＝-6×10-5[/℃]时是+0.006[mm]；下降-30[/℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第一透镜L1是A＝-8×10-5[/℃]时是-0.010[mm]，在第一透镜L1是A＝-6×10-5[/℃]时是-0.006[mm]。
[表5]
Figure C20041005440200121
(第二实施例)
图2是第二实施例摄像镜头的剖面图。本实施例的透镜数据表示在表6、表7。
[表6]
(实施例2)
f＝3.812mm  fB＝0 846mm  F＝2.85    2Y＝4 61mm
面号码    R(mm)     D(mm)    Nd         νd
1         1.818     1.00     1 53180    56 0
2         3.713     0.25
光圈      ∞        0.62
3         -1.687    1.22     1 53180    56.0
4         -0 90     0.10
5    6.800    0 78    1 58300    30 0
6    1.534
[表7]
非球面系数
第一面
K＝       9 1572×E-01
A4＝      -3.8570×E-03
A6＝      1 1925×E-03
A8＝      1 5434×E-03
A10＝     -1 0585×E-03
第二面
K＝       1.9004×E+01
A4＝      1 4293×E-03
A6＝      6 6467×E-02
A8＝      -1.0545×E-01
A10＝     -2.1010×E-02
第三面
K＝       -1 9422×E-01
A4＝      -2.5670×E-02
A6＝      -2.3520×E-01
A8＝      3 4025×E-01
A10＝     -7.1481×E-02
第四面
K＝       -2 8233×E+00
A4＝      -2.1793×E-01
A6＝      1.3119×E-01
A8＝      -8.5911×E-02
A10＝     2.6341×E-02
A12＝     6.5050×E-04
第五面
K＝       -9.7657×E+01
A4＝      -6.2544×E-02
A6＝      3.0029×E-02
A8＝      -4.5729×E-03
A10＝     -2.4190×E-04
A12＝     5.3660×E-05
第六面
K＝       -1 0932×E+01
A4＝      -6.9262×E-02
A6＝      1 6497×E-02
A8＝      -1.8007×E-03
A10＝     -1 6190×E-05
A12＝     1 1347×E-06
如图2所示，第二实施例的摄像镜头，是在第一透镜L1与第二透镜L2间配置孔径光阑S的设计例。第一透镜L1和第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚烯烃系塑料透镜，第三透镜L3是不含所述颗粒的聚碳酸酯系塑料透镜。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表8。这样，对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第一透镜L1和第二透镜L2是A＝-8×10-5[/℃]时是+0.014[mm]，在第一透镜L1和第二透镜L2是A＝-6×10-5[/℃]时是+0.008[mm]；下降-30[℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第一透镜L1和第二透镜L2是A＝-8×10-5[/℃]时是-0.014[mm]，在第一透镜L1和第二透镜L2是A＝-6×10-5[/℃]时是-0.008[mm]。
[表8]
Figure C20041005440200141
(第三实施例)
图3是第三实施例摄像镜头的剖面图。本实施例的透镜数据表示在表9、表10。
[表9]
(实施例3)
f＝5 309mm    fB＝0.511mm  F＝2.88    2Y＝6.48mm
面号码        R(mm)      D(mm)   Nd         νd
光圈          ∞         0.00
1             3.227      1.27    1 69680    55.5
2             -87.050    0.44
3             -3.364     1.40    1 52500    56.0
4             -1 626     0 35
5             -1 021     0 90    1 58300    30.0
6             -2.147     0.10
7             2 462      1 10    1.52500    56 0
8             2.283      1.00
9             ∞         0 30    1 51633    64.1
10            ∞
[表10]
             非球面系数
第三面
K＝          -3.69470×E+00
A4＝         -2.00408×E-02
A6＝         5 93561×E-03
A8＝         5 22016×E-04
A10＝        -2.38137×E-04
第四面
K＝          -8.46375×E-01
A4＝         -2 02564×E-02
A6＝     1 62756×E-02
A8＝     -4 14965×E-03
A10＝    6 66591×E-04
第五面
K＝      -8.10560×E-01
A4＝     6 31710×E-02
A6＝     4 14530×E-04
A8＝     4.30470×E-03
A10＝    -2.38210×E-03
A12＝    3.81300×E-04
第六面
K＝      -4.69690×E-01
A4＝     1.50160×E-02
A6＝     9.94400×E-03
A8＝     -2 33050×E-03
A10＝    3 92580×E-04
A12＝    -2 86340×E-05
第七面
K＝      -8 06986×E+00
A4＝     -1.22203×E-02
A6＝     -1 10253×E-03
A8＝     2.97022×E-04
A10＝    -1.61617×E-05
A12＝    -1.33104×E-06
第八面
K＝      -4.95420×E+00
A4＝     -1.49047×E-02
A6＝     7.29589×E-04
A8＝     -2.84963×E-04
A10＝    4.02284×E-05
A12＝    -2.14994×E-06
如图3所示，第三实施例的摄像镜头，是在最靠近物体侧配置孔径光阑S，在最靠近像侧配置红外线截止滤光片IRCF的设计例。第一透镜L1是玻璃透镜，第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚烯烃系塑料透镜，第三透镜L3是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚碳酸酯系塑料透镜，第四透镜L4是不含所述颗粒的聚烯烃系塑料透镜。第二透镜L2和第四透镜L4是与第一和第二实施例不同的聚烯烃系塑料透镜。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表11。这样，对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第二透镜L2和第三透镜L3是A＝-8×10-5[/℃]时是-0.002[mm]，在第二透镜L2和第三透镜L3是A＝-6×10-5[/℃]时是-0.001[mm]；下降-30[℃]时后焦距的变化量(ΔfB)在第二透镜L2和第三透镜L3是A＝-8×10-5[/℃]时是+0.002[mm]，在第二透镜L2和第三透镜L3是A＝-6×10-5[/℃]时是+0.001[mm]。
[表11]
在此，温度上升时后焦距的变化量(ΔfB)是在计算上忽略温度上升时塑料透镜热膨胀的影响和支承透镜用的镜体热膨胀的影响而求得的值。其原因是温度变化时像点位置的变动主要是由塑料透镜折射率变化引起的。
各透镜的A值若是变成把也包括镜体热膨胀和塑料透镜热膨胀的把整个系统像点位置变动相抵消的值，则是更理想的结构。
本发明的摄像镜头在安装有像素数多的固体摄像元件且不具有自动对焦机构的摄像装置(所谓的全焦点方式摄像装置)中特别有效。即小型且像素数多的固体摄像元件其像素间距小，所以与像素间距成正比的焦深(一般地用“±(像素间距)×2×(摄像镜头的F数)”计算的值)变窄，作为结果是温度变化时像点位置变动的容许宽度变窄。后焦距方式的摄像装置原来是向超焦距的被摄像体对焦点，是用景深覆盖从无限远到很近距离的方式。因此无限远和很近距离被摄像体的图像质量与超焦距被摄像体的图像质量相比，是稍微焦点模糊的图像，所以温度变化时若像点位置产生变动，则无限远或很近距离的图像质量极端恶化，因此不理想。
第一实施例是像素间距3.75μm，1/6英寸型约30万像素固体摄像元件用的摄像镜头的例。第二实施例是像素间距3.2μm，1/4英寸型约100万像素固体摄像元件用的摄像镜头的例，第三实施例是像素间距4.5μm，1/2.7英寸型约100万像素固体摄像元件用的摄像镜头的例。
下面说明为达到第二目的理想结构。
项目2-2的变焦镜头是在项目2-1所述的变焦镜头中，使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的所述塑料透镜是具有正折射力的塑料透镜，所以通过把正塑料透镜使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料而成型，能有效抑制由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动。
项目2-3的变焦镜头是在项目2-1所述的变焦镜头中，所述变焦镜头至少具有两个塑料透镜，所述塑料透镜中折射力最强的塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过把折射力最强的塑料透镜使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料而成型，能有效抑制由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动。
项目2-4的变焦镜头是在项目2-1所述的变焦镜头中，所述变焦镜头至少具有两个塑料透镜，在所述塑料透镜的各个靠物体侧面把当光圈打开时轴上边缘光线通过的高度作为hi(i＝1、...)，把所述塑料透镜的各个折射力作为Φpi(1＝1、...)时，从广角端向望远端变倍时的任意焦距是hi×Φpi(i＝1、...)的绝对值最大的所述塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。
光线透射透镜时，光线高度与透镜折射力的积越大，则光线弯曲越大，受到温度变化时折射率变化的影响多。于是，通过把在所述塑料透镜的各个靠物体侧面把当光圈打开时轴上边缘光线通过的高度作为hi(i＝1、...)，把塑料透镜的各个折射力作为Φpi(i＝1、...)时，从广角端向望远端变倍时的任意焦距是hi×Φpi(i＝1、...)的绝对值最大的所述塑料透镜使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型，就能有效抑制由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动。
项目2-5的变焦镜头是在项目2-3或项目2-4所述的变焦镜头中，所述变焦镜头至少具有有正折射力的塑料透镜和有负折射力的塑料透镜。由于塑料透镜容易附加非球面，所以通过制成至少具有有正折射力的塑料透镜和有负折射力的塑料透镜的变焦镜头时，就能容易地把非球面附加在透镜上，所以能对变焦镜头整个系统的各像差进行良好修正。
项目2-6的变焦镜头是在项目2-1～项目2-5任一项所述的变焦镜头中，所述变焦镜头最靠近物体侧的透镜组的第一透镜组至少具有一个塑料透镜，所述塑料透镜是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过在变焦镜头最靠近物体侧的第一透镜组中使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，就能防止由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动的影响通过第一透镜组后面的后面组的倍率而被扩大。
项目2-7的变焦镜头是在项目2-1～项目2-6任一项所述的变焦镜头中，所述变焦镜头具有孔径光阑，所述塑料透镜中与所述孔径光阑最邻接的塑料透镜和与所述最邻接的塑料透镜更邻接的塑料透镜中的至少一个是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，所以通过把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料使用在与孔径光阑最邻接的塑料透镜和与其更邻接的塑料透镜中的至少一个上，就能更有效地抑制由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动。
即由于孔径光阑近旁的透镜由温度变化产生折射率变化时，随着像点位置变动而整个变焦镜头的光学性能也恶化，所以通过使用所述原料能把光学性能的恶化抑制小。而且孔径光阑近旁的透镜能小型化，所以即使是把纳米尺寸的颗粒分散到塑料材料中的原料也容易成型成为透镜。
项目2-8的变焦镜头是在项目2-1到项目2-7任一项所述的变焦镜头中，使用把30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的所述塑料透镜，满足下面的条件。
|A|＜8×10-5[/℃]              (1)
其中A表示折射率的温度变化，是用所述[公式1]表示的值。
项目2-9的变焦镜头是在项目2-8所述的变焦镜头中，使用把30纳米以下颗粒分散了的原料而成型的所述塑料透镜，满足下面的条件。
|A|＜6×10-5[/℃]              (2)
项目2-10所述的变焦镜头是在项目2-8或项目2-9所述的变焦镜头中，所述变焦镜头至少具有两个使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，使用所述原料成型的塑料透镜包括具有各自不同折射率温度变化A值的塑料透镜。通过使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到具有各自不同折射率温度变化A值的塑料材料中的原料而成型的塑料透镜，考虑构成变焦镜头的各个透镜其由温度变化引起的像点位置变动的大小，能给予作为整个变焦镜头由温度变化引起的像点位置变动小的A值。
项目2-11的变焦镜头是在项目2-1到项目2-10任一项所述的变焦镜头中，所述颗粒是无机材料。
项目2-12所述的变焦镜头是在项目2-11所述的变焦镜头中，所述无机材料是氧化物。
项目2-13的变焦镜头是在项目2-12所述的摄像镜头中，所述氧化物是饱和氧化状态。
项目2-14的变焦镜头是在项目2-1～项目2-13任一项所述的变焦镜头中，所述摄像镜头的所述塑料材料与分散到所述塑料材料中的所述颗粒的体积比是9∶1到3∶2。
体积比率在上述的例中是80∶20，即4∶1，但可以在90∶10(9∶1)到60∶40(3∶2)间适当调整。若比9∶1少，则抑制温度变化的效果小，相反若超过3∶2，则在成型性上产生问题，所以不理想。若加上考虑整个变焦镜头系统温度变化的影响来调整把微颗粒分散到塑料材料中的原料的折射率变化程度，则更理想。
项目2-15的摄像装置具有项目2-1到项目2-14任一项所述的变焦镜头。
下面根据附图详细说明为达到本发明第二目的实施例，但本发明不限定于这些实施例。
本发明的目标是把由温度变化引起的变焦镜头的像点位置变动抑制在其变焦镜头的焦深(一般是用[±(像素间距)×2×(摄像镜头的F数)]来计算的值)内。这样在不使用自动对焦而把焦点固定在超焦距距离上等模式时，就不需要安装用温度传感器测量当时的温度并通过步进电机把焦点位置仅修正该温度下像点位置变动量的复杂机构，所以能使整个摄像装置小型且重量轻。
图4是包括实施例4、5变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图。图4中变焦镜头按从物体一侧开始的顺序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、孔径光阑S、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6(L1～L2构成第一透镜组G1、S～L5构成第二透镜组G2、L6构成第三透镜组G3)，用该变焦镜头和由配置在变焦镜头像侧的红外线截止滤光片与低通滤光器构成的光学滤光器F、CMOS或CCD等固体摄像元件IS构成摄像装置。通过变焦镜头和滤光器F、固体摄像元件IS的盖玻璃(平行平板)CG而在摄像面I上成像的光学像用固体摄像元件IS进行光电变换，再通过实施规定的处理而变换成图像信号。
在此说明适合本实施方式的实施例。而且在后述所有的实施例中是使用像素间距2.8μm，1/3.2英寸型200万像素固体摄像元件，假设F数在广角端是2.88，在望远端是5.0左右的变焦镜头。这样在所有的实施例中假设焦深在广角端是16μm、在望远端是28μm。
各实施例中使用的记号如下。
f：整个变焦镜头的焦距
F：F数
2Y：固体摄像元件的摄像面矩形实效像素区域的对角线长度
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
且面编号中的*表示非球面，在以面的顶点作为原点、把光轴方向定为X轴、把与光轴垂直方向的高度定为h时，用下面的[公式3]表示。
[公式3]
X = h 2 / R 1 + 1 - ( 1 + K ) h 2 / R 2 + &Sigma; A i h i
其中，A1：i次的非球面系数
R：曲率半径
K：圆锥常数
(实施例4)
实施例4变焦镜头的透镜数据表示在表12。且以后(包括表中的透镜数据)把10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
[表12]
(实施例4、实施例5)
f＝4.78～13 68mm    F＝2.88～4.92    2Y＝5.60mm
面号码    R(mm)          D(mm)       Nd             νd
1         46 492         0 80        1.77250        49.6
2         5.832          2 74
3*        39.262         1.95        1 60700        27.0
4*        -29 352        (可变)
光圈      ∞             0.40
5         7 593          1.60        1 58913        61.2
6         -20 071        0.20
7*        4.138          1.73        1.49700        56.0
8         36.672         0.90        1 60700        56.0
9*        2.671          (可变)
10      12 124     1 60      1 52500    56 0
11 *    -23.122    (可变)
12      ∞         1.46      1.54880    67.0
13      ∞         0.40
14      ∞         0 50      1 51683    64.1
15      ∞
       可变间隔
f      4.78       8 10      13.68
D4     17.39      7.13      1 40
D9     3.80       6 82      12.47
D11    1.40       1 60      1 55
*：非球面
           非球面系数
第三面
K＝        160490×E+00
A4＝       -5.67770×E-05
A6＝       -4.19810×E-06
A8＝       6 83470×E-07
A10＝      -1 83210×E-08
A12＝      2.97430×E-10
第四面
K＝        -2.79810×E+00
A4＝       -4.99660×E-04
A6＝       5 87250×E-06
A8＝       -6.08080×E-07
A10＝      2.92670×E-08
A12＝      -7.05660×E-10
第七面
K＝        -8.35590×E-01
A4＝       4 91930×E-04
A6＝       -1 19680×E-05
A8＝       -4 67250×E-06
A10＝      2.54980×E-07
第九面
K＝        -5.17430×E-01
A4＝       1 57740×E-03
A6＝       6 18060×E-05
A8＝       -3.41710×E-05
A10＝      2 24810×E-06
第十一面
K＝        -2.67400×E+01
A4＝       -2.78870×E-04
A6＝       9 58510×E-05
A8＝       -2.96570×E-06
A10＝      1 82460×E-07
在此参照图4，第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-6×10-5的，第四透镜L4是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的丙烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-6×10-5的，第五透镜L5是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-8×10-5的，第六透镜L6使用不含所述颗粒的聚烯烃系塑料透镜，除此以外的透镜L1、L3使用玻璃透镜。
本实施例中在塑料透镜的靠物体侧面，光圈打开时轴上边缘光线通过的高度hi与塑料透镜折射力Φpi的积hi×Φp1绝对值最大的，是第五透镜L5，把该第五透镜L5制成使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。这时hi×Φpi的绝对值是0.695。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表13。把对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表14。
[表13]
※使用把最大长度30纳米以下颗粒分散的原料而成型的塑料透镜
  A[/℃]   常温下的折射率  常温+30℃的折射率   常温-30℃的折射率
  ※第二透镜   -6×10<sup>-5</sup>   16070  16052   16088
  ※第四透镜   -6×10<sup>5</sup>   1.4970  1.4952   1.4988
  ※第五透镜   -8×10<sup>5</sup>   1.6070  1.6046   1.6094
  第六透镜   -12×10<sup>5</sup>   1.5250  1.5214   15286
[表14]
Figure C20041005440200221
在此为了进行比较，把本实施例变焦镜头系统所有的塑料透镜制成不含所述颗粒的塑料透镜时由温度引起的折射率nd的变化和对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表15、表16。
[表15]
  A[/℃]   常温下的折射率  常温+30℃的折射率   常温-30℃的折射率
  第二透镜   -14×10<sup>5</sup>   1.6070  16027   16113
  第四透镜   -12×10<sup>-5</sup>   14970  1.4934   15006
  第五透镜   -14×10<sup>-5</sup>   16070  16027   16113
  第六透镜   -12×10<sup>-5</sup>   1.5250  1.5214   15286
[表16]
Figure C20041005440200222
Figure C20041005440200231
比较表14和表16则了解到，本实施例的ΔfBW、ΔfBT都被大幅度降低，被抑制到焦深内。
(实施例5)
实施例5变焦镜头的各光学元件的形状·配列与实施例4完全相同(参照图4)，所以其透镜数据与表12所示的相同，但使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜的原料不同。
更具体说就是，第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-4×10-5的，第四透镜L4是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的丙烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-4×10-5的，第五透镜L5是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-6×10-5的，第六透镜L6使用不含所述颗粒的聚烯烃系塑料透镜，除此以外的透镜L1、L3使用玻璃透镜。
本实施例中在塑料透镜的靠物体侧面，光圈打开时轴上边缘光线通过的高度hi与塑料透镜折射力Φpi的积hi×Φpi绝对值最大的，是第五透镜L5，把该第五透镜L5制成使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。这时hi×Φpi的绝对值是0.695。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表17。
[表17]
※使用把最大长度30纳米以下颗粒分散的原料而成型的型料透镜
  A[/℃]   常温下的折射率   常温+30℃的折射率   常温-30℃的折射率
  ※第二透镜   -4×10<sup>-5</sup>   16070   16058   16082
  ※第四透镜   -4×10<sup>-5</sup>   14970   1.4958   14982
  ※第五透镜   -6×10<sup>-5</sup>   16070   16052   16088
  第六透镜   -12×10<sup>5</sup>   1.5250   1.5214   15286
把对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表18。
[表18]
Figure C20041005440200232
比较表16和表18则了解到，本实施例的ΔfBW、ΔfBT都被大幅度降低，被抑制到焦深内。特别是了解到ΔfBT被良好修正。
(实施例6)
实施例6变焦镜头的透镜数据表示在表19。
[表19]
(实施例6、实施例7)
f＝5.10～14 73mm    F＝2 88～5 03    2Y＝560mm
面号码       R(mm)          D(mm)    Nd         νd
1            36 264         0.80     1 83481    42.7
2            5 784          2.20
3*           33.971         1.00     1.49700    56.0
4            14.450         1.80     1.60700    27.0
5*           -41.486        (可变)
光圈         ∞             0 35
6            10.975         1.5      1.58913    61.2
7            -21 312        0 20
8*           4 227          2.10     1 52500    56 0
9            -20.068        0.20
10           -38.713        0.90     1.60700    27 0
11*          2.889          (可变)
12           15.309         1.65     1.52500    56 0
13*          -15 080        (可变)
14           ∞             1.15     1.54880    67.0
15           ∞             0.40
16           ∞             0 50     1.51633    64 1
17           ∞
             可变间隔
f            5 10           8.63     14.73
D5           13.80          5.83     1 00
D11          3.35           7.19     13.64
D13          1.80           1.73     1.70
*：非球面
          非球面系数
第三面
K＝       184050×E+00
A4＝      1.72910×E-04
A6＝      -2.12330×E-05
A8＝      271810×E-06
A10＝     -2.00580×E-08
A12＝     -1.56340×E-09
第五面
K＝       -4.36820×E+00
A4＝      -3.40010×E-04
A6＝      -182940×E-05
A8＝     1.82810×E-06
A10＝    -3.44330×E-08
A12＝    -1.21030×E-09
第八面
K＝      -414420×E+00
A4＝     623680×E-03
A6＝     -436780×E-04
A8＝     3.47470×E-05
A10＝    -1.52680×E-06
第十一面
K＝      -175020×E+00
A4＝     918890×E-03
A6＝     3.62270×E-05
A8＝     -8.43350×E-06
A10＝    219960×E-06
第十三面
K＝      2.02380×E+00
A4＝     2.03460×E-04
A6＝     -178390×E-05
A8＝     1.18680×E-06
A10＝    -4.47980×E-08
图5是包括实施例6变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图。图5中变焦镜头按从物体一侧开始的顺序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、孔径光阑S、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6(L1～L3构成第一透镜组G1、S～L6构成第二透镜组G2、L7构成第三透镜组G3)，用该变焦镜头和由配置在变焦镜头像侧的红外线截止滤光片与低通滤光器构成的光学滤光器F、CMOS或CCD等固体摄像元件IS构成摄像装置。通过了变焦镜头和滤光器F、固体摄像元件IS的盖玻璃(平行平板)CG而在摄像面I上成像了的光学像用固体摄像元件IS进行光电变换，再通过实施规定的处理而变换成图像信号。
在此第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的丙烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-6×10-5的，第三透镜L3是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-8×10-5的，第五透镜L5是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-8×10-5的，第六透镜L6使用不含所述颗粒的聚酯系塑料透镜，第七透镜L7使用不含所述颗粒的聚烯烃系塑料透镜，除此以外的透镜L1、L4使用玻璃透镜。
本实施例中在塑料透镜的靠物体侧面，光圈打开时轴上边缘光线通过的高度h1与塑料透镜折射力Φpi的积hi×Φpi绝对值最大的，是第六透镜L6，把该第六透镜L6制成不含所述颗粒的塑料透镜。这时hi×Φpi的绝对值是0.783。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表20。把对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表21。
[表20]
※使用把最大长度30纳米以下颗粒分散的原料而成型的塑料透镜
  A[/℃]   常温下的折射率  常温+30℃的折射率  常温-30℃的折射率
  ※第二透镜   -6×10<sup>-5</sup>   14970  1.4952  14988
  ※第三透镜   -8×10<sup>-5</sup>   16070  1.6046  1.6094
  ※第五透镜   -8×10<sup>5</sup>   1.5250  1.5226  1.5274
  第六透镜   -14×10<sup>5</sup>   1.6070  1.6027  16113
  第七透镜   -12×10<sup>5</sup>   1.5250  1.5214  15286
[表21]
Figure C20041005440200261
在此为了进行比较，把本实施例变焦镜头系统所有的塑料透镜制成不含所述颗粒的塑料透镜时由温度引起的折射率nd的变化和对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表22、表23。
[表22]
  A[/℃]   常温下的折射率  常温+30℃的折射率   常温-30℃的折射率
  第二透镜   -12×10<sup>-5</sup>   1.4970  1.4934   15006
  第三透镜   -14×10<sup>5</sup>   1.6070  1.6027   16113
  第五透镜   -12×10<sup>5</sup>   1.5250  15214   15286
  第六透镜   -14×10<sup>-5</sup>   1.6070  1.6027   1.6113
  第七透镜   -12×10<sup>5</sup>   1.5250  1.5214   1.5286
[表23]
Figure C20041005440200262
比较表21和表23则了解到，本实施例的ΔfBW、ΔfBT都被大幅度降低，被抑制到焦深内。
(实施例7)
图6是包括实施例7变焦镜头的摄像装置光轴方向的剖面图。图6中变焦镜头按从物体一侧开始的顺序包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、孔径光阑S、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6(L1～L3构成第一透镜组G1、S～L6构成第二透镜组G2、L7构成第三透镜组G3)，用该变焦镜头和由配置在变焦镜头像侧的红外线截止滤光片与低通滤光器构成的光学滤光器F、CMOS或CCD等固体摄像元件IS构成摄像装置。通过了变焦镜头和滤光器F、固体摄像元件IS的盖玻璃(平行平板)CG而在摄像面I上成像了的光学像用固体摄像元件IS进行光电变换，再通过实施规定的处理而变换成图像信号。
实施例7变焦镜头的各光学元件的形状·配列与实施例6完全相同(参照图5)，所以其透镜数据与表19所示的相同，但使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜(第六透镜L6)的原料不同。
更具体说就是第二透镜L2是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的丙烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-8×10-5的，第三透镜L3是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-4×10-5的，第五透镜L5是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚烯烃系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-4×10-5的，第六透镜L6是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的聚酯系塑料透镜，使用折射率的温度变化A＝-6×10-5的，第七透镜L7使用不含所述颗粒的聚烯烃系塑料透镜，除此以外的透镜L1、L4使用玻璃透镜。
本实施例中在塑料透镜的靠物体侧面，光圈打开时轴上边缘光线通过的高度h1与塑料透镜折射力Φpi的积hi×Φpi绝对值最大的，是第六透镜L6，把该第六透镜L6制成是使用把最大长度是30纳米以下颗粒分散到塑料材料中的原料而成型的塑料透镜。这时hi×Φpi的绝对值是0.783。
由温度引起的折射率nd的变化表示在表24。把对常温(20[℃])来说，上升+30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)和下降-30[℃]时广角端·望远端各自后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)表示在表25。
[表24]
※使用把最大长度30纳米以下颗粒分散的原料而成型的塑料透镜
  A[/℃]   常温下的折射率  常温+30℃的折射率   常温-30℃的折射率
  ※第二透镜   -8×10<sup>-5</sup>   14970  1.4946   14994
  ※第三透镜   -4×10<sup>-5</sup>   16070  16058   16082
  ※第五透镜   -4×10<sup>5</sup>   1.5250  15238   15262
  ※第六透镜   -6×10<sup>5</sup>   16070  16052   16088
  第七透镜   -12×10<sup>5</sup>   15250  15214   15286
[表25]
Figure C20041005440200281
比较表23和表25则了解到，本实施例的ΔfBW、ΔfBT都被大幅度降低，被抑制到焦深内。
在此温度上升时后焦距的变化量(ΔfBw、ΔfBT)在计算上是忽略温度上升时塑料透镜热膨胀的影响和支承透镜的镜体热膨胀的影响而求得的值。原因是温度变化时像点位置的变动主要是由塑料透镜折射率变化而引起的。
若把第一透镜的A值制成是使包括镜体热膨胀和塑料透镜热膨胀的整个系统的像点位置变动相抵消的值时，则成为更理想的结构。当然还能把所有的塑料透镜用把最大长度是30纳米以下颗粒分散了的原料进行成型。
以上参照实施例说明了本发明，但本发明不应被解释为限定于上述的实施例，当然其能进行适当的变更·改良。本发明的摄像装置最好安装在小型数字式相机、手机、PDA等携带终端上，但也能在电脑相机等其他用途上使用。

Claims (18)

1. 一种摄像镜头，包括：
利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中，所述塑料材料和分散在所述塑料材料中的所述颗粒之间的体积比在9∶1-3∶2的范围内。
2. 根据权利要求1的摄像镜头，其中利用如下材料形成的该塑料透镜为正塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
3. 根据权利要求1的摄像镜头，其中该摄像镜头包括至少两个透镜。
4. 根据权利要求1的摄像镜头，其中该摄像镜头包括至少两个透镜，且该至少两个透镜中具有最强折射能力的塑料透镜为利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
5. 根据权利要求1的摄像镜头，其中该摄像镜头包括一正塑料透镜和一负塑料透镜，且该正塑料为利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
6. 根据权利要求1的摄像镜头，其中该摄像镜头完全由塑料透镜构成，且所述塑料透镜中的至少一个为利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
7. 根据权利要求1的摄像镜头，其中该摄像镜头包括至少一个玻璃透镜。
8. 根据权利要求1的摄像镜头，其中设置一孔径光阑，且塑料透镜中至少一最靠近该孔径光阑的塑料透镜和邻近最靠近该孔径光阑的该塑料透镜的塑料透镜是利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
9. 根据权利要求1的摄像镜头，其中利用如下材料形成的该塑料透镜满足以下公式，在该材料中具有每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒，该公式为：
|A|＜8×10-5/℃，
其中A代表温度变化导致的折射系数的变化，其由以下表达式表示：
A = ( n 2 + 2 ) ( n 2 - 1 ) 6 n { ( - 3 a + 1 [ R ] &PartialD; [ R ] &PartialD; t ) }
a为线膨胀系数，[R]为分子折射度。
10. 根据权利要求9的摄像镜头，其中利用如下材料形成的该塑料透镜满足以下公式，在该材料中具有每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒，该公式为：
|A|＜6×10-5/℃。
11. 根据权利要求1的摄像镜头，其中所述颗粒为无机材料。
12. 根据权利要求11的摄像镜头，其中所述无机材料为氧化物。
13. 根据权利要求12的摄像镜头，其中所述氧化物呈饱和氧化的状态。
14. 一种摄像装置，包括：
权利要求1中所述的该摄像镜头。
15. 一种变焦镜头，包括：
多个透镜组，其中放大倍率通过改变所述透镜组之间的距离来改变；
其中，该变焦镜头包括权利要求1中所述的该摄像镜头。
16. 根据权利要求15的变焦镜头，其中所述变焦镜头至少具有两个塑料透镜，当hi(i＝1，......)代表高度，全口径情形下旁轴边缘光线在所述高度穿过每个塑料透镜的物体侧的表面，且Φpi(i＝1，......)代表每个塑料透镜的折射能力时，该塑料透镜是利用以下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中，该塑料透镜在可选焦距内从广角端至摄远端的放大倍率变化的情形中使hi×Φpi(i＝1，......)的绝对值为该可选焦距内的最大值。
17. 根据权利要求15的变焦镜头，其中，该变焦镜头的最靠近该变焦镜头的物体的第一透镜组包括至少一个塑料透镜，该塑料透镜是利用如下材料形成的塑料透镜，在该材料中，每个均具有30纳米或更小的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中。
18. 根据权利要求15的变焦镜头，其中，该变焦镜头包括至少两个塑料透镜，每个该塑料透镜利用如下材料形成，在该材料中，每个均具有不超过30纳米的最大长度的多个颗粒分散在塑料材料中，且利用该材料形成的所述塑料透镜包括每个均具有不同的随温度的折射系数变化值A的塑料透镜。
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