CN101655598A - 透镜装置、摄影装置 - Google Patents

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CN101655598A CN200910163417A CN200910163417A CN101655598A CN 101655598 A CN101655598 A CN 101655598A CN 200910163417 A CN200910163417 A CN 200910163417A CN 200910163417 A CN200910163417 A CN 200910163417A CN 101655598 A CN101655598 A CN 101655598A
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Abstract

本发明提供一种透镜装置,该透镜装置包括从物侧向像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,并且第一透镜与第二透镜相互贴合在一起。透镜装置还包括夹在第一透镜与第二透镜之间的孔径光阑。

Description

透镜装置、摄影装置
技术领域
本发明涉及一种透镜装置,具体而言涉及适合于搭载在小型摄影装置上的透镜装置。另外,涉及一种摄影装置。
背景技术
现在使用的摄影装置的大部分是具备CCD(charged coupled device)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器作为摄像元件的数码相机。因此,针对使用在摄像装置上的透镜装置有时也要求与所谓银盐相机不同的性能。例如,由于CCD图像传感器或CMOS图像传感器针对来自斜向的入射光的灵敏度比银盐薄膜低,因此要求作为入射到摄像元件的光线的入射角的主光线入射角度(CRA:ChiefRay Angle)要小。另外,随着摄像元件的集成度的提高,即使是内置在袖珍相机或移动电话中的摄影装置,在要求提高画质的一方面,小型化的要求显然很高。而且,由于内置在袖珍相机或移动电话中的摄影装置是比较廉价供应的商品,因此能够抑制低制造成本的结构也很重要。
这里,为了提高画质,需要将各像差抑制得较低。因此,取代在袖珍机中易设计的3片结构的透镜装置,要求采用进一步容易抑制像差的4片结构的透镜。在JP特开2002-228922号公报、JP特开2003-255222号公报、JP特开2005-91666号公报、JP特开2006-301403号公报中公开了即使是4片结构也较袖珍的透镜装置。
JP特开2002-228922号公报和JP特开2003-255222号公报的透镜系统被称为将光阑配设在比最靠近摄影对象侧(以下称作“物侧”)的透镜还靠近物侧的所谓前光阑型。已知该结构中,一般在比光阑更靠近摄像元件侧(以下称作“像侧”)配置的各透镜中产生中心偏离时,中心偏离的影响会给画质带来很大影响。因此,容易发生因中心偏离而导致的产品不良,会降低透镜装置制造时的成品率,并且会增加制造成本。
另一方面,JP特开2005-91666号公报和JP特开2006-301403号公报的透镜系统被称为将光阑配设在比最靠近物侧配置的透镜靠向像侧的所谓中光阑型。已知该结构中,一般CRA会变大。由于作为数码相机用透镜装置如上所述强烈要求CRA要小,因此需要通过调整各透镜的折射率来降低CRA。但是,为了调整折射率而增加各透镜的厚度或增加透镜间的间隔时,不得不延长透镜装置的全长,会使透镜装置大型化。
发明内容
本发明提供一种能够抑制主光线入射角度变大或制造成本上升,并且与上述现有装置相比能够小型化的结构的透镜装置。
本发明的透镜装置,其特征在于,具有从物侧向像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4),所述第一透镜与所述第二透镜贴合在一起,还具有夹在所述第一透镜与所述第二透镜之间的孔径光阑(5)。
本发明的摄影装置,其特征在于,该摄影装置具备透镜装置,该透镜装置包括从物侧向像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4),所述第一透镜与所述第二透镜贴合在一起,还包括夹在所述第一透镜与所述第二透镜之间的孔径光阑(5)。
通过结合附图对本发明进行的详细描述,能进一步明了本发明的其他方式和优点。
附图说明
关于本发明的各种优点和目标等,能通过结合下述附图进行的具体说明而更加明确。
图1是便携终端的非使用时的外观图。
图2是便携终端的使用时的外观图,图2A是正面立体图,图2B是背面立体图。
图3是实施方式的摄影装置的包括光轴的面的剖面示意图。
图4是实施方式的第一透镜和孔径光阑的示意结构,图4A表示将在第一透镜中掺入了碳黑的延伸聚酯薄膜固定的状态,图4B表示从像侧看到的第一透镜与固定在第一透镜上的延伸聚酯薄膜。
图5是实施方式的第一透镜和第二透镜(树脂)的示意结构,表示向由第一透镜封住了开口部的模具内部的紫外线硬化树脂照射紫外线来使紫外线硬化树脂硬化的状态。
图6是表示实施例的透镜装置的一特性例的传递函数(MTF)的图表。
图7表示实施例的透镜装置的一特性例,图7A是表示像面弯曲的图表,图7B是表示畸变像差的图表。
图8是表示实施例的透镜装置的一特性例的纵像差的图表。
图9是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第一透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图10是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第一透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图11是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第三透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图12是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第三透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图13是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第四透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图14是表示实施例的透镜装置的一特性例的、第四透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图15是比较例1的摄影装置的包括光轴的面的剖面示意图。
图16是表示比较例1的透镜装置的一特性例的传递函数(MTF)的图表。
图17表示比较例1的透镜装置的一特性例,图17A是表示像面弯曲的图表,图17B是表示畸变像差的图表。
图18是表示比较例1的透镜装置的一特性例的纵像差的图表。
图19是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第一透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图20是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第一透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图21是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第二透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图22是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第二透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图23是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第三透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图24是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第三透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图25是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第四透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图26是表示比较例1的透镜装置的一特性例的、第四透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图27是比较例2的摄影装置的包括光轴的面的剖面示意图。
图28是表示比较例2的透镜装置的一特性例的传递函数(MTF)的图表。
图29表示比较例2的透镜装置的一特性例,图29A是表示像面弯曲的图表,图29B是表示畸变像差的图表。
图30是表示比较例2的透镜装置的一特性例的纵像差的图表。
图31是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第一透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图32是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第一透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图33是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第三透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图34是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第三透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图35是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第四透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图36是表示比较例2的透镜装置的一特性例的、第四透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图37是比较例3的摄影装置的包括光轴的面的剖面示意图。
图38是表示比较例3的透镜装置的一特性例的传递函数(MTF)的图表。
图39表示比较例3的透镜装置的一特性例,图39A是表示像面弯曲的图表,图39B是表示畸变像差的图表。
图40是表示比较例3的透镜装置的一特性例的纵像差的图表。
图41是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第一透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图42是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第一透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图43是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第二透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图44是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第二透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图45是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第三透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图46是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第三透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图47是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第四透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图48是表示比较例3的透镜装置的一特性例的、第四透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图49是比较例4的摄影装置的包括光轴的面的剖面示意图。
图50是表示比较例4的透镜装置的一特性例的传递函数(MTF)的图表。
图51表示比较例4的透镜装置的一特性例,图51A是表示像面弯曲的图表,图51B是表示畸变像差的图表。
图52是表示比较例4的透镜装置的一特性例的纵像差的图表。
图53是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第一透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图54是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第一透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图55是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第三透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图56是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第三透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图57是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第四透镜向上方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
图58是表示比较例4的透镜装置的一特性例的、第四透镜向下方中心偏离了5μm时的传递函数(MTF)的图表。
具体实施方式
在各图中,同样的元件将始终用同样的标记来表示。
如图1所示,本实施方式的移动电话例如是以铰链H为中心折叠结构的电话。图1是表示折叠状态下的图,前面露出了作为透镜装置10的一部分的玻璃罩9。图2A是打开该移动电话后将显示部81、操作部82作为前面来表示的图。图2B是从背面看到的打开的移动电话的图。摄影者例如在打开了移动电话的状态下将玻璃罩9对着想要摄影的对象而操作操作部82,从而按下快门就能够拍摄对象物。
例如,如图3所示,透镜装置由从物侧向像侧依次设置的第一透镜1、孔径光阑5、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和玻璃罩6构成。另外,对玻璃罩9或框架等在说明上不是特别需要的部件省略了图示。另外,虽然CCD图像传感器7不是透镜装置的构成要素,但是为了表示成像面71,因此一起记载在图中。同样地,也一起记载了入射光8。第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4都是塑料透镜。第二透镜2是将紫外线硬化树脂注模成型后通过紫外线照射使其硬化而形成的塑料透镜。另外,孔径光阑5由掺入了碳黑的树脂膜形成。以下,详细说明图3的结构。
由于第一透镜1的物侧面11(1面)向物侧凸起且第一透镜1的像侧面12(2面)是平面状,因此是具有正折射能力的透镜(以下,简单称作“正透镜”)。另外,由于第二透镜2的物侧面21(2面)是平面状且第二透镜2的像侧面22(3面)向像侧凹进,因此是具有负折射能力的透镜(以下,简单称作“负透镜”)。孔径光阑5配设为夹在第一透镜1与第二透镜2之间。这里,由于与孔径光阑5的物侧面接触的第一透镜1的像侧面12和与孔径光阑5的像侧面接触的第二透镜2的物侧面21都是平面状,因此容易进行第一透镜1、孔径光阑5、第二透镜2的相互的对位。
另外,第一透镜1与第二透镜2相互贴合在一起构成1组贴合透镜。利用如下方式制造该贴合透镜。如图4A、图4B所示,首先,在第一透镜1上将形成为圆环状的掺入了碳黑的延伸聚酯(PET)薄膜固定。该薄膜能作为通过碳黑对聚酯进行遮光的孔径光阑5来使用。然后,如图5所示,向模具13的内部插入所需量的凝胶状的紫外线硬化树脂23,若进一步在第一透镜1的像侧面12封住模具13的开口部,则在由模具13与第一透镜1形成的空间内密封紫外线硬化树脂23的凝胶。进一步通过向紫外线硬化树脂23照射紫外线25来使紫外线硬化树脂23硬化,形成树脂层24之后,通过卸下模具13来制造图3中的第二透镜2。这样,通过使用凝胶状的紫外线硬化树脂23,能够使在第一透镜1与第二透镜2之间夹着孔径光阑5的1组透镜在彼此之间不产生间隙而形成。因此,不易在第一透镜1与第二透镜2之间产生气泡。
第三透镜3是物侧面31向物侧凹进且像侧面32向像侧凸起的负透镜。通过具备该透镜,能够进一步抑制透过第一透镜1和第二透镜2之后的光线中残留的像差。
而且,第四透镜4是物侧面41在光轴附近向物侧凸起且像侧面42向像侧凹进的正透镜。通过具备该透镜,能够进一步抑制透过第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3之后的光线中残留的像差,并且能够减小全长。
另外,第四透镜4的外周附近部是物侧面41向物侧凹进且像侧面42向像侧凸起的正透镜。根据该结构,能够修正光轴附近与周边部分的画质之差。
作为玻璃罩6通常使用为了从灰尘等中保护作为摄像元件的CCD图像传感器7的无色透明的玻璃板,但是根据需要,例如有时利用紫外线去除滤波器等滤波器。
因此,入射到本实施方式的透镜装置的入射光8由第一透镜1会聚,由孔径光阑5仅限制为成像所需的光之后,使其透过第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4,从而被会聚并被修正像差。而且,透过第四透镜4之后的入射光8透过玻璃罩6之后在CCD图像传感器7的成像面71上成像。由CCD图像传感器7电变换该像,在按快门时,作为照片用图像来记录。
(1)在上述实施方式中,以夹在第一透镜1与第二透镜2之间的方式设置了孔径光阑5并构成为中光阑型的透镜装置。因此,与前光阑型的透镜装置相比,不易发生以中心偏离为原因的不良情况。因此,制造透镜装置时的成品率高,制造成本小。
另一方面,与前光阑型的透镜装置相比,中光阑型的透镜装置具有CRA增大的趋势。因此,与前光阑型的透镜装置相比,有必要通过增加各透镜的厚度、增强各透镜的折射能力来减小CRA。但是,由于孔径光阑5的位置在所述第一透镜1与所述第二透镜2之间且作为中光阑型在最靠近物侧处,因此CRA的增加比其它结构的中光阑型透镜装置小。因此,与其它结构的中光阑型透镜装置相比,能够抑制透镜的厚度的增加量。
而且,由于第一透镜1与第二透镜2贴合在一起,并且按照夹在第一透镜1与第二透镜2之间的方式设置了孔径光阑5,因此不需要在第一透镜1与孔径光阑5之间、孔径光阑5与第二透镜2之间设置间隙。因此透镜装置的小型化变得可能。
(2)在上述实施方式中,由于第一透镜1的贴合面与第二透镜2的贴合面都是平面状,因此第一透镜1与第二透镜2的定位和贴合容易。
(3)在上述实施方式中,由于由紫外线硬化树脂形成了第二透镜2,因此能够抑制贴合面中混入气泡。例如,第一透镜1和第二透镜2都为玻璃透镜时或都为通过注模成型制造的塑料透镜时,由于都将固体的透镜彼此贴合起来,因此在贴合面上易产生微小的间隙。该间隙在贴合后作为气泡残留时成为不良品,会降低透镜装置的制造成品率。特别是,由于按照夹在第一透镜1与第二透镜2之间的方式设置了孔径光阑5,因此与以往的贴合透镜相比,在贴合面上产生微小的间隙的概率进一步变高。在本实施方式中,由于第一透镜1为塑料透镜、第二透镜2为紫外线硬化树脂,因此能够通过在第一透镜1的贴合面侧利用模具将液体状的紫外线硬化树脂层形成为第二透镜2的形状并照射紫外线使其硬化从而形成第二透镜2。因此,能够在第一透镜1与第二透镜2之间不产生间隙地贴合第一透镜1与第二透镜2。
(4)在上述实施方式中,由于第一透镜1是具有正折射能力的正透镜、第二透镜2是具有负折射能力的负透镜,因此能够由第二透镜2修正透过第一透镜1之后的光线中产生的像差。因此,能够实现很好地修正了像差的透镜装置。
(5)在上述实施方式中,由于第三透镜3是负透镜,因此能够由第三透镜3进一步修正透过第一透镜1和第二透镜2之后的光线中残留的像差。
(6)在上述实施方式中,由于第四透镜4是正透镜,因此能够进一步更好地修正透过第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3之后的光线中残留的像差,并且能够减小全长。
(7)在上述实施方式的透镜装置中,由于能够抑制主光线入射角度变大或制造成本上升,并且与上述以往的装置相比能够小型化,因此适合用在作为摄影装置的移动电话上。
(实施例1)
如图3所示,实施例1的透镜装置具有包括第一透镜1与第二透镜2的贴合透镜的3组4片透镜。另外,特征在于按照夹在第一透镜1与第二透镜2之间的方式设置了孔径光阑5。该透镜装置的数值数据如下所示。
全系统焦距:3.60mm
F值       :2.8
透镜全长  :3.85mm
后焦点    :1.03mm
主光线入射角度(CRA):25°
在表1中显示透镜数据。其中,关于表1中的各面的序号i,如图3所示,设第一透镜1的物侧的面为第一面,这样依次向像侧分配。Ri是各面的曲率半径,Di是第i面与第i+1面之间的面间隔,nd是折射率,vd是阿贝数。
【表1】
  面序号   Ri   Di   nd   vd
  物体   ∞   ∞
  1*   0.887   0.564   1.531   56.0
  2(光阑)   ∞   0.025   1.593   29.5
  3*   1.868   0.567
  4*   -1.106   0.336   1.632   23.4
  5*   -1.852   0.497
  6*   1.827   0.750   1.531   56.0
  7*   1.985   0.090
  8   ∞   0.300   1.523   58.6
  9   ∞   0.722
  像   ∞   -
由以下式表示非球面形状。
【数学式1】
z = ( 1 / R ) H 2 1 + { 1 - ( 1 + K ) ( H / R ) 2 } + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10 + A 12 H 12 + A 14 H 14 . . . ( 1 )
其中,式(1)中光轴方向为z轴,R为曲率半径,H为与光轴正交的方向的高度,K是科尼克(コ一ニツク)常数,A4、A6、A8、A10、A12、A14分别是4次、6次、8次、10次、12次、14次的非球面系数。
各面中的非球面系数如下表2所示。
【表2】
(比较例1)
如图15所示,比较例1的透镜装置具有在第一透镜1的更外侧设置孔径光阑5的前光阑型4组4片透镜。该透镜装置的数值数据如下所示。
全系统焦距:3.60mm
F值       :2.8
透镜全长  :4.26mm
后焦点    :1.07mm
主光线入射角度(CRA):25°
透镜数据如表3所示。其中,关于表3中各面的序号i,如图15所示,设孔径光阑5为第一面,这样依次向像侧分配。Ri、Di、nd、vd是与表1相同的参数。
【表3】
  面序号   Ri   Di   nd   vd
  物体   ∞   ∞
  1(光阑)   ∞   -0.155
  2*   1.307   0.568   1.531   56.0
  3*   -5.874   0.066
  4*   1511.369   0.340   1.632   23.4
  5*   2.170   0.504
  6*   -1.157   0.564   1.531   56.0
  7*   -0.951   0.338
  8*   8.374   0.690   1.531   56.0
  9*   1.937   0.115
  10   0.300   1.523   58.6
  11   0.774
  像   ∞   -
另外,利用上式(1)导出的各面的非球面系数如表4所示。
【表4】
Figure G2009101634179D00131
(比较例2)
如图27所示,比较例2的透镜装置具有包括第一透镜1与第二透镜2的贴合透镜的3组4片透镜结构。另外,在第一透镜1的更外侧具有孔径光阑5。即,比较例2中,在比较例1的前光阑型透镜装置中使用了贴合透镜,使得透镜全长抑制得较小。该透镜装置的数值数据如下所示。
全系统焦距:3.60mm
F值       :2.8
透镜全长  :3.96mm
后焦点    :1.03mm
主光线入射角度(CRA):25°
透镜数据如表5所示。其中,关于表5中各面的序号i,如图27所示,设孔径光阑5为第一面,这样依次向像侧分配。Ri、Di、nd、vd是与表1相同的参数。
【表5】
  面序号   Ri   Di   nd   vd
  物体   ∞   ∞
  1(光阑)   ∞   -0.210
  2*   1.080   0.617   1.531   56.0
  3*   -280.883   0.090   1.593   29.5
  4*   2.658   0.654
  5*   -0.997   0.360   1.614   25.6
  6*   -1.219   0.393
  7*   2.506   0.703   1.531   56.0
  8*   1.955   0.105
  9   0.200   1.523   58.6
  10   0.833
  像   ∞   -
另外,利用上式(1)导出的各面的非球面系数如表6所示。
【表6】
(比较例3)
如图37所示,比较例3的透镜装置具有在第一透镜1与第二透镜2之间具备孔径光阑5的中光阑型4组4片透镜结构。该透镜装置的数值数据如下所示。
全系统焦距:3.60mm
F值       :2.8
透镜全长  :4.20mm
后焦点    :1.10mm
主光线入射角度(CRA):25°
透镜数据如表7所示。其中,关于表7中各面的序号i,如图37所示,设第一透镜1的物侧的面为第一面,这样依次向像侧分配。Ri、Di、nd、vd是与表1相同的参数。
【表7】
  面序号   Ri   Di   nd   vd
  物体   ∞   ∞
  1*   1.240   0.608   1.531   56.0
  2*   -6.086   0.300
  3(光阑)   ∞   0.048
  4*   26.571   0.338   1.632   23.4
  5*   1.748   0.493
  6*   -1.245   0.492   1.531   56.0
  7*   -1.175   0.208
  8*   4.260   0.804   1.531   56.0
  9*   2.486   0.090
  10   0.300   1.523   58.6
  11   0.796
  像   ∞   -
另外,利用上式(1)导出的各面的非球面系数如表8所示。
【表8】
Figure G2009101634179D00171
(比较例4)
如图49所示,比较例4的透镜装置具有包括第一透镜1与第二透镜2的贴合透镜的3组4片透镜结构。另外,在第二透镜2与第三透镜3之间配置有孔径光阑5。即,比较例4中,在比较例3的中光阑型透镜装置上使用贴合透镜,使得透镜全长抑制得较小。通过第一透镜1与第二透镜2的贴合透镜,与比较例3相比,光阑5的位置更靠向像侧。该透镜装置的数值数据如下所示。
全系统焦距:3.60mm
F值       :2.8
透镜全长  :4.07mm
后焦点    :1.08mm
主光线入射角度(CRA):25°
透镜数据如表9所示。其中,关于表9中各面的序号i,如图49所示,设第一透镜1的物侧的面为第一面,这样依次向像侧分配。Ri、Di、nd、vd是与表1相同的参数。
【表9】
  面序号   Ri   Di   nd   vd
  物体   ∞   ∞
  1*   1.077   0.693   1.531   56.0
  2*   2.335   0.031   1.593   29.5
  3*   2.445   0.089
  4(光阑)   ∞   0.510
  5*   -1.055   0.362   1.632   23.4
  6*   -1.655   0.390
  7*   1.687   0.812   1.531   56.0
  8*   1.920   0.110
  9   0.300   1.523   58.6
  10   0.777
  像   ∞   -
另外,利用上式(1)导出的各面的非球面系数如表10所示。
【表10】
Figure G2009101634179D00191
(实施例与比较例1~4的比较)
比较例1~比较例4所示的透镜装置的全系统焦距、F值、CRA设计得与实施例1的透镜装置相同。比较该比较例1~比较例4所示的透镜装置和实施例1的透镜装置。
1.光学特性
对表示实施例1的透镜装置的传递函数(MTF)的图表即图6与分别表示比较例1、比较例2、比较例3、比较例4的透镜装置的传递函数(MTF)的图表即图16、图28、图38、图50进行比较。在成像面上的任一位置上,而且在切向(tangential)方向和径向(sagittal)方向的任一方向上,在空间频率的大致整体区域中,实施例1的传递函数值都超过了比较例1~比较例4的传递函数值,由此可以判断实施例1的透镜装置的成像性能超过了比较例1~比较例4的透镜装置的成像性能。
对表示实施例1的透镜装置的像面弯曲的图表即图7A与分别表示比较例1、比较例2、比较例3、比较例4的透镜装置的像面弯曲的图表即图17A、图29A、图39A、图51A进行比较。虽然图表的形状不同,但是在径向方向上以及切向方向上,实施例1的像面弯曲从整体上比比较例1~比较例4的像面弯曲都小。
对表示实施例1的透镜装置的畸变像差的图表即图7B与分别表示比较例1、比较例2、比较例3、比较例4的透镜装置的畸变像差的图表即图17B、图29B、图39B、图51B进行比较。虽然图表的形状不同,但是不管是在径向方向还是在切向方向上,实施例1的畸变像差从整体上比比较例1~比较例4的畸变像差都小。
对表示实施例1的透镜装置的纵像差的图表即图8与分别表示比较例1、比较例2、比较例3、比较例4的透镜装置的纵像差的图表即图18、图30、图40、图52进行比较。虽然图表的形状不同,但是在任一个波长下实施例1的纵像差从整体上比比较例1~比较例4的纵像差都小。
以上,在传递函数(MTF)、像面弯曲、畸变像差、纵像差的所有项目中,都能够判断实施例1的透镜装置的光学特性相比于比较例1~比较例4的透镜装置的光学特性出色。
2.制造成本
比较例1~比较例4的透镜装置中使用的部件的种类和元件数量与实施例1的透镜装置中使用的部件的种类和元件数量没有较大差别。此时,制造成品率的高低对成本影响很大。如上所述,在第一透镜1~第四透镜4的各透镜上产生中心偏离时的容许范围越窄,不良品的发生率越高,制造成品率越低。鉴于此,通过传递函数(MTF)的变化评价了产生中心偏离时的影响的大小。
图9~图14表示使构成实施例1的透镜装置的各透镜处于向图3的上方中心偏离5μm(以下仅记载为“5μm”)或向图3的下方中心偏离5μm(以下仅记载为“-5μm”)的状态的传递函数(MTF)的图表。图19~图26表示使构成比较例1的透镜装置的各透镜处于中心偏离5μm或中心偏离-5μm的状态的传递函数(MTF)的图表。图31~图36表示使构成比较例2的透镜装置的各透镜处于中心偏离5μm或中心偏离-5μm的状态的传递函数(MTF)的图表。图41~图48表示使构成比较例3的透镜装置的各透镜处于中心偏离5μm或中心偏离-5μm的状态的传递函数(MTF)的图表。图53~图58表示使构成比较例4的透镜装置的各透镜处于中心偏离5μm或中心偏离-5μm的状态的传递函数(MTF)的图表。
这里,对同样具有4组4片透镜结构的、前光阑型的比较例1与中光阑型的比较例3进行比较。更具体而言,分别比较并讨论图19~图26与图41~图48时,无论使哪一个透镜中心偏离的情况下,比较例1的透镜装置的MTF的劣化程度都比比较例3的透镜装置的MTF的劣化程度大。另外,比较同样具有3组4片透镜结构的、前光阑型的比较例2与中光阑型的比较例4。更具体而言,分别比较并讨论图31~图36与图53~图58时,无论使哪一个透镜中心偏离的情况下,比较例2的透镜装置的MTF的劣化程度都比比较例4的透镜装置的MTF的劣化程度大。因此,能够确定若为同样的透镜结构,则前光阑型的透镜装置的因中心偏离而导致的MTF的劣化程度大。
进一步,比较3组4片透镜结构的实施例1的透镜装置与同样具有3组4片透镜结构的前光阑型的比较例2和中光阑型的比较例4。更具体而言,比较并讨论图9~图14、图31~图36、图53~图58。结果可知,实施例1的透镜装置的MTF的劣化程度比比较例2的透镜装置的MTF的劣化程度小,与比较例4的透镜装置的MTF的劣化程度大致相等。因此,可以说若为同样的透镜结构,则实施例1的透镜装置相对于中心偏离的容许范围大。即,由于与同样具有3组4片透镜结构的比较例2和比较例4的透镜装置比较时,实施例1的透镜装置因各透镜的中心偏离而导致发生产品不良的概率小,因此可以说制造成本小。
3.小型化
实施例1的透镜装置的全长为3.85mm,比比较例1~比较例4的任何一个都小。即,与比较例1~比较例4相比,实施例1的透镜装置能够实现小型化。这里,相对于没有使用贴合透镜的4组4片结构的比较例1和比较例3的透镜装置,由于实施例1的透镜装置是使用贴合透镜的3组4片结构,因此能够使全长变短。另一方面,比较例2和比较例4的透镜装置与实施例1同样是3组4片结构。但是,在实施例1的透镜装置中,由于贴合了第一透镜1与第二透镜2,并且在第一透镜1与第二透镜2之间夹入孔径光阑5,因此在第一透镜1与孔径光阑5之间、第二透镜2与孔径光阑5之间不需要设置间隙。因此,能够使全长变短。
由于本发明涉及适合于搭载在小型的摄影装置中的透镜装置,因此作为小型相机或带相机的摄影装置用的透镜装置而在产业上能够广泛利用。
以上对本发明的具体实施例进行了说明,但并不仅限于此,对于本领域技术人员而言,在不脱离本发明的主旨的范围内能进行各种具体的变更。例如,可进行如下变更。
·在上述实施方式中,第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4都是塑料透镜,但是只要能够维持同等的光学特性,也可以全部都是玻璃透镜。通过使用玻璃透镜会使耐热性增大。另外,由于因温度的体积变化玻璃比塑料小,因此能够抑制因透镜形状随温度的变化而导致的图像劣化。
·在上述实施方式中,第一透镜1是塑料透镜且第二透镜2是由紫外线硬化树脂形成的塑料透镜,但是也可以是其它结构。例如,也可以是第一透镜1是由紫外线硬化树脂形成的塑料透镜且第二透镜2是塑料透镜。即,在两个透镜1、2之内只要至少任一个是由紫外线硬化树脂形成的塑料透镜即可。此时,通过在另一个透镜上利用凝胶状的紫外线硬化树脂原料形成透镜,能够制造无气泡的1组贴合透镜。
·上述实施方式中,在第四透镜4与CCD图像传感器7之间具备了玻璃罩6,但并不是必需的。另外,也可以代替玻璃罩6或在玻璃罩6上附加去除紫外线的滤波器等。
·在上述实施方式中,作为摄影元件具备了CCD图像传感器7,但是也可以是其它结构。例如,可以利用CMOS图像传感器。
·在上述实施方式中,作为摄影元件具备了CCD图像传感器7,但是也可以是其它结构。例如,也可以通过作为摄影元件使用光学薄膜来作为银盐拍照用摄影装置。
·另外,在上述实施方式中,在便携终端上使用了摄影装置50,但是也可以使用在通常的相机或个人计算机上。另外,除了静止图像外还可以用于运动图像拍摄。
可见,以上所列举的例子和实施方式只是用于使本发明更加明了,而并非对本发明进行的限制,本发明并不限于上述的例子所给出的具体情况,在不脱离本发明的技术方案的范围的情况下能进行各种变更。

Claims (7)

1、一种透镜装置,其特征在于,
具有从物侧向像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4),所述第一透镜与所述第二透镜贴合在一起,
还具有夹在所述第一透镜与所述第二透镜之间的孔径光阑(5)。
2、根据权利要求1所述的透镜装置,其特征在于,
所述第一透镜的贴合面与所述第二透镜的贴合面均为平面状。
3、根据权利要求1所述的透镜装置,其特征在于,
所述第一透镜和所述第二透镜中的至少任一个由紫外线硬化树脂形成。
4、根据权利要求1所述的透镜装置,其特征在于,
所述第一透镜是正透镜,所述第二透镜是负透镜。
5、根据权利要求1所述的透镜装置,其特征在于,
所述第三透镜是负透镜。
6、根据权利要求1所述的透镜装置,其特征在于,
所述第四透镜是正透镜。
7、一种摄影装置,其特征在于,
该摄影装置具备透镜装置,
该透镜装置包括从物侧向像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4),所述第一透镜与所述第二透镜贴合在一起,还包括夹在所述第一透镜与所述第二透镜之间的孔径光阑(5)。
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