CN101995644A - 摄像模块、成像透镜以及码读取方法 - Google Patents

摄像模块、成像透镜以及码读取方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及摄像模块、成像透镜以及码读取方法。为了实现在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格，且构造简单的摄像模块，摄像模块具备：成像透镜，其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小；及传感器，其设置在从成像透镜的相对于来自向日葵的白色光的最佳像面的位置，到成像透镜的相对于来自树木的白色光的最佳像面的位置之间。

Description

摄像模块、成像透镜以及码读取方法
技术领域
本发明涉及一种在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格的摄像模块、适于实现该摄像模块的成像透镜、以及用于使用该摄像模块进行以QR码(quick response code，快速响应码)(注册商标)为代表的矩阵型二维码的读取的码读取方法。
背景技术
专利文献1中揭示了，通过对透镜施加电场或磁场来改变折射率，而改变透镜的焦点位置的自动焦点调整装置。
专利文献2中揭示了，通过将根据距被摄体的距离所得的电信号供给至压电元件，且改变压电元件的厚度，而控制透镜的位置的光学设备的自动焦点调整方法。
专利文献3及4中分别揭示了，具备通过转动调整杆来移动透镜的位置的调整机构的透镜调整装置。
专利文献5中揭示了，通过向透光板-透镜之间注入气体而使透镜的位置移动的摄像装置。
在专利文献1～5中所揭示的各技术中，通过根据被摄体的位置来改变透镜的位置或透镜的焦点位置，而实现了在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格的摄像模块。
专利文献1：日本专利申请公开公报“特开昭59-022009号公报(1984年2月4日公开)”
专利文献2：日本专利申请公开公报“特开昭61-057918号公报(1986年3月25日公开)”
专利文献3：日本专利申请公开公报“特开平10-104491号公报(1998年4月24日公开)”
专利文献4：日本专利申请公开公报“特开平10-170809号公报(1998年6月26日公开)”
专利文献5：日本专利申请公开公报“特开2003-029115号公报(2003年1月29日公开)”
专利文献6：日本专利申请公开公报“特开2004-064460号公报(2004年2月26日公开)”
专利文献7：日本专利申请公开公报“特开2004-301938号公报(2004年10月28日公开)”
发明内容
在专利文献1～5中所揭示的各技术中，需要用以根据被摄体的位置来改变透镜的位置或透镜的焦点位置的机构，因此产生摄像模块的构造变得复杂的问题。
本发明鉴于所述问题，其目的在于提供一种在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格且构造简单的摄像模块、适于实现该摄像模块的成像透镜、以及用于使用该摄像模块以高分辨率读取矩阵型二维码的码读取方法。
为了解决所述问题，本发明的摄像模块的特征在于具备：成像透镜，其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小；及摄像元件，其设置在从所述成像透镜的相对于来自比规定位置近的被摄体的白色光的最佳像面的位置，到所述成像透镜的相对于来自比该规定位置远的被摄体的白色光的最佳像面的位置之间。
根据所述构成，成像透镜的景深被扩大，因此能够降低在由近到远的宽广距离范围内存在的，各被摄体成像所得的像中产生的模糊。而且，成像透镜的像面弯曲被减小，因此能够降低整个像中的模糊。如上所述，本摄像模块中，使用充分采用用以降低像的模糊的设计的成像透镜，且将摄像元件设置在所述位置。由此，在本摄像模块中，在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下，均能够拍摄到变得清晰的像，因此能够实现在一定程度上良好的分辨率。
即使将成像透镜的位置及成像透镜的焦点位置的双方固定，本摄像模块也可实现在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格。因此，本摄像模块无需用以根据被摄体的位置来改变透镜的位置或透镜的焦点位置的机构，因此具有使摄像模块的构造变得简单的效果。
为了解决所述问题，本发明的成像透镜的特征在于：其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小，在从相对于来自比规定位置近的物体的白色光的最佳像面的位置，到相对于来自比该规定位置远的物体的白色光的最佳像面的位置之间，进行物体的成像。
根据所述构成，本成像透镜的景深被扩大，因此能够降低在由近到远的宽广距离范围内存在的，各物体成像所得的像中产生的模糊。而且，本成像透镜的像面弯曲减小，因此能够降低整个像中的模糊。如上所述，使用充分采用用以降低像的模糊的设计的本成像透镜，在所述位置进行物体的成像。由此，本成像透镜中，在使近的物体成像与使远的物体成像的两种情况下，通常可形成变得清晰的像，因此能够实现在一定程度上良好的分辨率。
即使将位置及焦点位置的双方固定，本成像透镜也可实现在使近的物体成像与使远的物体成像的两种情况下均具有足够良好的分辨率。因此，在使用本成像透镜所构成的摄像模块中，无需用以根据被摄体的位置来改变透镜的位置或透镜的焦点位置的机构，因此具有使摄像模块的构造变得简单的效果。换言之，本成像透镜具有适于实现本摄像模块的效果。
本发明的码读取方法是用于使用所述的本摄像模块，根据通过绿色的单色辐射所得的像素来读取矩阵型二维码，该码读取方法的特征在于包含以下步骤：使用通过所述绿色的单色辐射所得的像素的间距，求出所述成像透镜及所述摄像元件的各极限分辨性能的值，将值较低的极限分辨性能作为所述摄像模块的极限分辨性能；根据从所述成像透镜到比所述规定位置近的被摄体的距离、所述摄像模块的视场角以及所述摄像元件的有效像圈直径，算出所述成像透镜对于该被摄体所成像的像的倍率；以及根据所述摄像模块的极限分辨性能与所述倍率，算出所述摄像模块可读取的所述矩阵型二维码的大小。
根据所述构成，使用本摄像模块读取矩阵型二维码时，能够实现摄像模块的高分辨率化。
[发明的效果]
如上所述，本发明的摄像模块具备：成像透镜，其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小；及摄像元件，其设置在从所述成像透镜的相对于来自比规定位置近的被摄体的白色光的最佳像面的位置，到所述成像透镜的相对于来自比该规定位置远的被摄体的白色光的最佳像面的位置之间。
因此，本发明的摄像模块具有如下效果：在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下，均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格，且构造简单。
如上所述，本发明的成像透镜的景深被扩大的同时，像面弯曲被减小，在从相对于来自比规定位置近的物体的白色光的最佳像面的位置，到相对于来自比该规定位置远的物体的白色光的最佳像面的位置之间进行物体的成像。
因此，本发明的成像透镜具有适于实现本发明的摄像模块的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式中的摄像模块的概略构成的剖面图。
图2是表示本发明的一实施方式中的成像透镜的具体构成例的概略剖面图。
图3(a)～(c)是表示图2所示的成像透镜的各种像差的特性的图表，图3(a)中表示球面像差的特性，图3(b)中表示像散的特性，图3(c)中表示失真的特性。
图4(a)是表示对于来自近的被摄体及远的被摄体的各白色光的成像透镜的两散焦MTF与摄像元件的位置的关系的图表，图4(b)及(c)分别是个别详细地表示图4(a)所示的两散焦MTF的图表。
图5是表示对于来自近的被摄体及远的被摄体的各白色光的成像透镜的另外两散焦MTF与摄像元件的位置的关系的图表。
图6是表示对于来自近的被摄体及远的被摄体的各白色光的成像透镜的另外两散焦MTF与摄像元件的位置的关系的图表。
图7是表示对于来自近的被摄体及远的被摄体的各白色光的成像透镜的其他两散焦MTF与摄像元件的位置的关系的图表。
图8是表示对于来自远的被摄体的白色光的成像透镜的、与像面弯曲的有无及像高相对应的各散焦MTF与摄像元件的位置的关系的图表。
图9是表示本发明的摄像模块中的相对于从摄像元件到被摄体的距离的，MTF值的变化的关系的图表。
图10(a)及(b)是表示作为图1所示的摄像模块的比较例的摄像模块中，成像透镜的各种像差的特性的图表，图10(a)中表示像散的特性，图10(b)中表示失真的特性。
图11是详细表示对于来自远的被摄体的白色光的与图10相同的成像透镜的散焦MTF的图表。
图12是表示作为本发明的摄像模块的比较例的摄像模块中、相对于从摄像元件到被摄体的距离的，MTF值的变化的关系的图表。
图13是表示对于白色光的本发明及其比较例的各成像透镜的各散焦MTF、对于绿色的单色辐射的本发明的成像透镜的散焦MTF、以及摄像元件的位置的关系的图表。
图14是表示通常摄像时与读取矩阵型二维码时分别应使用的像素的对比的图。
图15(a)是详细表示对于来自近的被摄体的白色光的，与图13相同的本发明的成像透镜的散焦MTF的图表，图15(b)是详细表示对于来自近的被摄体的绿色的单色辐射的，与图13相同的本发明的成像透镜的散焦MTF的图表。
图16是对成像透镜的极限分辨性能的求取方法进行说明的图表。
图17是表示摄像元件中的像素间距与摄像元件中的绿色的像素的像素间距的关系的概略图。
图18是对成像透镜的倍率的求取方法进行说明的图。
图19是对成像透镜的极限分辨性能的求取方法进行说明的另一图表。
图20是表示图1所示的摄像模块的具体构造的一例的剖面图。
图21是表示图1所示的摄像模块的具体构造的另一例的剖面图。
图22是表示通常的摄像模块的制造方法的剖面图。
图23是表示本发明的摄像模块的制造方法的剖面图。
[附图标记说明]
1-摄像模块
2-传感器位置(设置摄像元件的位置)
3-成像透镜相对于来自向日葵的白色光为最佳像面的位置
4-成像透镜相对于来自树木的白色光为最佳像面的位置
5-向日葵(接近摄像模块的被摄体)
6-树木(远离摄像模块的被摄体)
10-成像透镜
11-传感器(摄像元件)
12-孔径光阑
60-摄像模块
61-框架
70-摄像模块
141-R(通过红色的单色辐射所得的像素)
142-G(通过绿色的单色辐射所得的像素)
143-B(通过蓝色的单色辐射所得的像素)
231-热塑性树脂
232-模具
233-透镜筒
234-镜筒
235-传感器
241-热硬化性树脂
242-阵列状的模具
243-阵列状的模具
244-阵列状的透镜
245-阵列状的透镜
246-阵列状的透镜
247-孔径光阑
248-传感器
248c-传感器的中心
249-阵列状的传感器
250-摄像模块
p-传感器的像素的间距
p′-各G的间距
S1-物体侧的面
S2-像侧的面
S3-物体侧的面
S4-像面侧的面
S5-物体侧的面
S6-像面侧的面
S7-物体侧的面
S8-像面侧的面
S9-像面
PL1-第1透镜
PL2-第2透镜
PL3-第3透镜
CG-玻璃护罩
d-从成像透镜到物体(被摄体)为止的距离
y-被摄体的大小
y′-有效像圈直径
θ-半视场角
La-光轴
具体实施方式
图1所示的摄像模块1，具备成像透镜10及传感器(摄像元件)11。
成像透镜10，进行物体的成像。具体而言，成像透镜10使作为摄像模块1进行拍摄的对象的被摄体在像面上成像。
成像透镜10，只要是采用了扩大景深且减小像面弯曲的设计的周知的透镜系统，则具体构成并无特别限定。成像透镜10的具体构成的一例后述。
所谓景深是指当将相机透镜固定在某透镜设置位置时，无模糊且清晰成像的距相机最近的点与最远的点之间的距离，即当将透镜相对于某特定距离而对准焦点时，可获得能够满足的清晰度的整体距离。
所谓像面弯曲是指使平面物体处于成像在弯曲而非平面的面上的状态的透镜的像差。即，若透镜存在该像差，则平面物体的像会弯曲，若使焦点对准图像的中心，则周边部模糊，反之若使焦点对准周边部，则中心模糊。
若传感器11中入射表示成像透镜10使被摄体成像而形成的像的光，则传感器11将入射的光转换为电信号并加以输出，由此可在显示装置(未图示)上显示该被摄体。作为传感器11，可使用以CCD(ChargeCoupled Device：电荷耦合元件)及CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等为代表的固态摄像元件等。
设置传感器11的位置(以下称作“传感器位置”)2是在，从成像透镜10的相对于来自向日葵5的白色光的最佳像面的位置3，到成像透镜10的相对于来自树木6的白色光的最佳像面的位置4之间。所谓最佳像面是表示光的聚光率或分辨率为最大的成像面的，一般的技术用语。
向日葵5是由摄像模块1所拍摄的被摄体的一例，且表示其位置接近摄像模块1的被摄体。向日葵5例如距离摄像模块1约300mm。而且，详细而言，位置3是，成像透镜10使如向日葵5等接近摄像模块1的被摄体成像时的最佳像面。
树木6是由摄像模块1所拍摄的被摄体的一例，且表示其位置远离摄像模块1的被摄体。树木6例如距离摄像模块1约1500mm。而且，详细而言，位置4是，成像透镜10使如树木6等远离摄像模块1的被摄体成像时的最佳像面。
至于接近摄像模块1的被摄体与远离摄像模块1的被摄体的区分，例如将距传感器11的距离小于作为基准的距离(规定距离)的被摄体设为接近摄像模块1的被摄体，将大于该作为基准的距离的被摄体设为远离摄像模块1的被摄体即可。另外，根据该方法实施区分时，将所述作为基准的距离设为如下距离即可：在存在当拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体时透镜的位置及/或透镜的焦点位置彼此不同的两种拍摄模式的先前普通的摄像模块中，适于切换这两种拍摄模式的、从该摄像模块的摄像元件到该被摄体的距离。
所述的作为基准的距离等，用以区分接近摄像模块1的被摄体与远离摄像模块1的被摄体的临界距离(规定距离)存在于任何一种摄像模块1中，但每个摄像模块1的具体值，根据成像透镜10的特性、传感器11的最终配置位置、以及摄像模块1的大小等，而变化。应理解为，对于每个摄像模块1，用以区分靠近摄像模块1的被摄体与远离摄像模块1的被摄体的临界距离是，根据摄像模块1的各种设计及特性而适当地决定的。
图2中表示成像透镜10的具体构成的一例。成像透镜10中最重要的是扩大景深及减小像面弯曲，并非是提高正焦位置上的分辨率。
如图2所示，成像透镜10具备孔径光阑12、第1透镜PL1、第2透镜PL2、第3透镜PL3以及玻璃护罩(保护构件)CG。
第1透镜PL1中，作为进行成像的对象的物体侧的面(物体侧面)为S1，成像透镜10的像面侧的面(像侧面)为S2。第2透镜PL2中，物体侧的面为S3，成像透镜10的像面侧的面为S4。第3透镜PL3中，物体侧的面为S5，成像透镜10的像面侧的面为S6。玻璃护罩CG中，物体侧的面为S7，成像透镜10的像面侧的面为S8。成像透镜10的像面为S9，对应于传感器位置2(参照图1)。
孔径光阑12，设置成包围第1透镜PL1的面S1的周围。孔径光阑12是，以限制入射至成像透镜10的光的轴上光束的直径为目的而设置的，以便可使入射至成像透镜10的光适当地通过第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3。
第1透镜PL1是，朝向物体侧的面S1为凸面的周知的凹凸透镜。当第1透镜PL1为凸面朝向物体侧的凹凸透镜时，第1透镜PL1的全长相对于成像透镜10的全长的比率变大，由此，可使成像透镜10整体的焦距比成像透镜10的全长更长，因此可实现成像透镜10的小型化及低矮化。第1透镜PL1，通过使阿贝数增大为56左右，而减小入射光的分散。
第2透镜PL2是，朝向物体侧的面S3为凹面的周知的凹凸透镜。当第2透镜PL2为凹面朝向物体侧的凹凸透镜时，既可维持第2透镜PL2的折射能力，又可减小珀兹伐和(Petzval sum)(光学系统中的平面物体的像的弯曲的轴上特性)，因此可减少像散、像面弯曲以及彗星像差。第2透镜PL2，通过使阿贝数减小为34左右，而增大入射光的分散。
组合阿贝数大的第1透镜PL1与阿贝数小的第2透镜PL2的构成，就校正色差的观点而言为有效。
第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3均适用非球面的透镜。
非球面的第1透镜PL1，特别是可大幅校正球面像差。非球面的第2透镜PL2，特别是可大幅校正像散及像面弯曲。非球面的第3透镜PL3，特别是可大幅校正像散、像面弯曲以及失真。
此外，非球面的第3透镜PL3，可提高成像透镜10中的远心性，因此通过减小NA(numerical aperture：数值孔径)，在成像透镜10中可简单地扩大景深。
根据以上内容，在图2所示的成像透镜10中，可扩大景深，并且可减小像面弯曲。
玻璃护罩CG，设置成夹持在第3透镜PL3与传感器11(参照图1)之间。玻璃护罩CG，被覆在传感器11上，来保护传感器11免受物理伤害等。
[表1]中表示成像透镜10的透镜系统的设计式的一例。
[表1]
Figure BSA00000223258100111
[表1]中，折射率及阿贝数均表示相对于d射线(波长为587.6nm)的各材料的数值。
所谓中心厚度(面的中心厚度)是指从对应的面中心朝着像面侧到下一个面的中心为止的沿着光轴的距离。所谓有效半径是指透镜中的可限制光束的范围的圆形区域的半径。
各非球面系数是指构成非球面的非球面公式即算式(1)中的i次的非球面系数Ai(i为4以上的偶数)。算式(1)中，Z为光轴方向(图2的X方向)的坐标，x为相对于光轴的法线方向(图2的Y方向)的坐标，R为曲率半径(曲率的倒数)，K为二次曲线(圆锥)系数。
[数1]
Figure BSA00000223258100121
[表1]的各值“(常数a)E(常数b)”的记法表示“(常数a)×10的(常数b)次方”，例如“8.74E-01”表示“8.74×10-1”。
[表2]中表示摄像模块1的规格的一例。
[表2]
  有效像圈直径/mm   4.48
  F数   2.8
  视场角/度   60～65
  光学全长/mm   ≤4.3
  传感器像素间距/μm   1.75
  最接近物距/mm   300
有效像圈直径，表示由成像透镜10所分辨出的像的有效的成像圆大小。
F数是表示光学系统的亮度的量的一种。成像透镜10的F数是，以成像透镜10的等效焦距除以成像透镜10的入射光瞳直径所得的值来表示。摄像模块1中，如[表2]所示，优选该成像透镜10的F数减小至3以下。由此，在成像透镜10中，可增大受光光量，因此可使像变亮，并且良好地校正色差，因此可获得高分辨率。
视场角是可利用摄像模块1进行拍摄的角度。
所谓光学全长是指对所构成的光学系统(摄像模块1)的光学特性造成某种影响的该光学系统的全部构成要素的光轴方向上的大小的总计。
在摄像模块1中，如[表2]所示，优选传感器11的像素的间距(传感器像素间距)为2.5μm以下。通过使用像素的间距为2.5μm以下的传感器11，摄像模块1可充分地活用高像素的摄像元件的性能。
所谓最接近物距是指与利用摄像模块1可拍摄到的最近的被摄体的距离。
图3(a)～(c)是表示图2所示的成像透镜10的各种像差的特性的图表，图3(a)中表示球面像差的特性，图3(b)中表示像散的特性，图3(c)中表示失真的特性。
由于残存像差量小(相对于光轴的法线方向上的位移各像差的大小的偏差小)，可知成像透镜10为小型且低矮，并且具有良好的光学特性。
图4(a)是表示对于来自距传感器11的距离为约300mm的向日葵5的白色光的成像透镜10的散焦MTF(详细的波形参照图4(b))、对于来自距传感器11的距离为约1500mm的树木6的白色光的该成像透镜10的散焦MTF(详细的波形参照图4(c))、以及传感器位置2的关系的图表。
所谓散焦MTF(Modulation Transfer Function：调制传递函数)是，当使像面S9(参照图2)在光轴方向移动时，测定形成在像面S9上的像的对比度变化所得的。
图4(b)及(c)表示，空间频率设为71.4lp/mm，在像高h0、像高h0.2、像高h0.4、像高h0.8以及像高h1.0下的各散焦MTF的测定结果。
所谓像高是指以图像的中心为基准的像的高度。而且，相对于最大像高的像高的高度是以比例来表示，以图像的中心为基准，来表示相当于该最大像高的80％的高度的像高的高度相对应的部分时，如上所述，表示为像高h0.8(此外，有时也表示为像高8成、h0.8)。像高h0、像高h0.2、像高h0.4以及像高h1.0也以与像高h0.8相同的方法来表示。
将空间频率设为71.4lp/mm的理由如下。即，根据设为目标的分辨性能，选择用于评价的空间频率。散焦MTF中，评价光学系统的焦深及像散、像面弯曲。因此，可认为不使用相当于透镜的极限分辨性能的高空间频率，而是以稍低于此的空间频率进行评价较为妥当。另外，表示传感器的分辨极限性能的指标之一有传感器奈奎斯特频率(Nyquist frequency)，通常将传感器的奈奎斯特频率的1/2倍或1/4倍的空间频率用作评价的值。因此，本实施例中，使用相当于传感器奈奎斯特频率×1/4的空间频率71.4lp/mm。另外，此时，传感器像素间距为1.75μm，传感器奈奎斯特频率为285.7143lp/mm，该频率的1/4为71.42857约等于71.4lp/mm。
图4(a)及后述的图5～7中，分别以虚线表示对于来自向日葵5的白色光的成像透镜10的散焦MTF，以实线表示对于来自树木6的白色光的该成像透镜10的散焦MTF。
图4(a)所示的各散焦MTF，在纵轴为MTF值、横轴为焦点位移(Focus Shift)的图表中均为朝上方凸起的曲线，从传感器11到被摄体的距离越远，则越在焦点位移小的部分，即在表示更接近被摄体的一侧配置着像面S9的图表的左侧，MTF值变得极大。
理由是，来自向日葵5的光作为相对于成像透镜10的光轴而扩散的光线入射至成像透镜10，另一方面，来自树木6的光作为相对于成像透镜10的光轴而接近平行的光线入射至成像透镜10，因此当利用成像透镜10分别使这些光聚光时，来自树木6的光会聚光在更接近成像透镜10的部分(即，更接近被摄体的一侧)。
在成像透镜10中，通过扩大景深，而使图4(a)所示的表示各散焦MTF的曲线的倾斜整体较平缓。由此，在比较宽的焦点位移的范围内，MTF值变得良好。
在成像透镜10中，通过减小像面弯曲，而使对应于像高的变化的MTF值的变动变小。
图4(a)所示的图表中，以虚线表示的曲线的极大值相当于成像透镜10的相对于来自向日葵5的白色光的最佳像面的位置3(参照图1)，以实线表示的曲线的极大值相当于成像透镜10的相对于来自树木6的白色光的最佳像面的位置4(参照图1)。
图表中所谓“需要的MTF值”，表示摄像模块1的良好的分辨率能够满足所要求的规格。
如图1所示，传感器位置2位于位置3与位置4之间，该传感器位置对应于以虚线表示的曲线的极大值与以实线表示的曲线的极大值之间。而且，此时，对于来自向日葵5的白色光的成像透镜10的在传感器位置2上的MTF值，与对于来自树木6的白色光的成像透镜10的在传感器位置2上的MTF值的双方满足所需要的MTF值。
因此，可说摄像模块1无论是在拍摄近的向日葵5时还是在拍摄远的树木6时，均具有良好的分辨率能够满足所要求的规格。
另外，如图4(a)所示，通过将传感器位置2设为相当于以虚线及实线所表示的各散焦MTF的交点的位置，而在摄像模块1中，在拍摄近的向日葵5与拍摄远的树木6的两种情况下均可获得稳定的高分辨率。
图5表示相对于图4(a)所示的图表，将传感器位置2设为相当于以实线表示的曲线的极大值的位置、即成像透镜10的相对于来自树木6的白色光的最佳像面的位置4的情况。
此时，对于来自向日葵5的白色光的成像透镜10的在传感器位置2上的MTF值不能满足所需要的MTF值，利用摄像模块1所拍摄的向日葵5模糊。
图6表示相对于图4(a)所示的图表，将传感器位置2设为相当于以虚线表示的曲线的极大值的位置、即成像透镜10的相对于来自向日葵5的白色光的最佳像面的位置3的情况。
此时，对于来自树木6的白色光的成像透镜10的在传感器位置2上的MTF值不能满足所需要的MTF值，利用摄像模块1所拍摄的树木6模糊。
图7表示相对于图4(a)所示的图表，成像透镜10的景深狭窄的情况。
此时，表示各散焦MTF的曲线的倾斜整体变得陡峭。由此，MTF值为良好的焦点位移的范围限定在狭窄的范围内。其结果，即使将传感器位置2设为相当于以虚线及实线表示的各散焦MTF的交点的位置，对于来自向日葵5及树木6的各白色光的成像透镜10的在传感器位置2上的各MTF值也不能满足所需要的MTF值。利用摄像模块1所拍摄的向日葵5及树木6均模糊。
图8表示成像透镜10的相对于来自树木6的白色光的在像高h0及h0.8下的各散焦MTF与传感器位置2的关系的图表。另外，在图8所示的图表中，在成像透镜10上产生像面弯曲。
图8中，以实线表示成像透镜10的在像高h0下的散焦MTF，以虚线表示成像透镜10的在像高h0.8下的散焦MTF。
关于图8所示的各散焦MTF，由于像面弯曲而导致在像高h0与像高h0.8下散焦MTF较大不同。而且，在图8中，在与图4(a)相同的传感器位置2，对于来自树木6的白色光的成像透镜10的在传感器位置2上像高h0.8下的MTF值不能满足所需要的MTF值。此时，利用摄像模块1所拍摄的树木6的中心部分清晰，但周边部分模糊。
图9是表示相对于从传感器11到被摄体的距离即物体距离的MTF值的变化的关系的图表。图9将[表3]所示的物距与MTF值(空间频率为130lp/mm时)的关系作为纵轴为MTF值、横轴为物距的图表来表示。空间频率130lp/mm相当于约700TV线。
[表3]
Figure BSA00000223258100171
所谓最大差是指各物距下的MTF的最大值与最小值的差。
“Sag”表示弧矢像面，“Tan”表示切线像面。所谓弧矢像面是指由从光学系统的光轴外的物点入射至光学系统的光线中，在旋转对称的光学系统中与包含主光线与光轴的面相垂直的平面(弧矢平面)所包含的光线(弧矢光线)所形成的像点的轨迹。所谓切线像面，是指由与弧矢光线的光束正交且包含主光线的光束(子午光束)所产生的像面。弧矢像面及切线像面均为普通的光学用语，因此省略更详细的说明。
根据图9所示的图表，摄像模块1中，在所有像高h0、像高h0.8(弧矢像面)以及像高h0.8(切线像面)下，在从约300mm的物距到1500mm以上(大概无限远)的物距为止的范围内，可获得0.20以上的高MTF值，在宽广的物距的范围内可获得良好的分辨率。
根据以上，摄像模块1，即使是将成像透镜10的位置及成像透镜10的焦点位置的双方固定的固定焦点的透镜，也可在拍摄向日葵5与拍摄树木6的两种情况下具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格。
因此，摄像模块1，无需用以根据被摄体的位置来改变成像透镜10的位置或成像透镜10的焦点位置的机构，因此摄像模块1的构造变得简单。
本发明中，调整光轴方向的像差，并扩大焦深。本发明中，为了具备不依赖于像高而固定的MTF-散焦特性，进行特别是着力于像面弯曲的校正的像差校正。本发明中，进行在相对于处于接近距离的被摄体的最佳像面位置与相对于处于远距离的被摄体的最佳像面位置之间配置传感器面的透镜-传感器间的位置调整。
以下，为了更明了地说明本发明的作用效果，对于作为比较例的摄像模块进行相同的评价，因而简单地进行说明。
作为比较例的摄像模块中，没有扩大成像透镜的景深，对成像透镜的像面弯曲也没有进行特别的设计。该摄像模块，只能提高在正焦位置上的分辨率。
作为比较例的摄像模块的各种像差的特性如图10(a)及(b)的各图表所示，图10(a)中表示像散的特性，图10(b)中表示失真的特性。如图10(b)所示，作为比较例的摄像模块的失真显然大于摄像模块1的失真(参照图3(c))。
作为比较例的摄像模块中，将传感器位置设为，成像透镜的相对于来自距传感器的距离为1500mm的远的被摄体的白色光的最佳像面的位置，即设为大致相当于图1中的位置4的位置(参照图11)。图11表示，空间频率为71.4lp/mm，在像高h0、像高h0.2、像高h0.4、像高h0.8以及像高h1.0下的各散焦MTF的测定结果。
图12是表示相对于从作为比较例的摄像模块的传感器至被摄体的距离即物距的，MTF值的变化的关系的图表。图12将[表4]所示的物距与MTF值(空间频率为130lp/mm时)的关系，作为纵轴为MTF值、横轴为物距的图表来表示。
[表4]
Figure BSA00000223258100191
根据图12所示的图表，作为比较例的摄像模块中，在所有像高h0、像高h0.8(弧矢像面)以及像高h0.8(切线像面)下，在约300mm的物距下，MTF值不足0.20较低，因此分辨率变低。特别是在像高h0.8(弧矢像面)下，若物距不足450mm左右，则MTF值不能达到0.20，因此获得良好的分辨率的范围狭窄。
传感器11在通常摄像(拍摄单纯的被摄体)时，需要输出与通过由RGB彩色坐标系中的“Red(红色：700.0nm)”、“Green(绿色：546.1nm)”以及“Blue(蓝色：435.8nm)”的各单色辐射所形成的白色光所得的所有像素相关的信息。
另一方面，在读取QR码(注册商标)等的所谓矩阵型二维码时，传感器11仅输出与通过所述“Green”(绿色)的单色辐射所得的像素相关的信息便足够，这样更容易进行根据与通过“Green”的单色辐射所得的像素相关的信息的码读取处理(参照图14)。之后，对该码读取处理的详细内容加以叙述。
图14中，通过“Red”的单色辐射所得的像素表示为R141，通过“Green”的单色辐射所得的像素表示为G 142，通过“Blue”的单色辐射所得的像素表示为B143。在传感器11中，通常G142的像素的总数为R141及B143的像素的各总数的2倍。在读取矩阵型二维码时，仅使用该各G142进行读取处理。
即，传感器11在与R141相关的信息、与G142相关的信息、以及与B143相关的信息中，仅输出与G142相关的信息。
另外，为了从传感器11仅输出与G142相关的信息，例如可以考虑以下方法。即，该方法是，在用于从传感器11输出与R141相关的信息、与G142相关的信息以及与B143相关的信息的各自的各输出电路(未图示)中，使对应于G142的该输出电路动作，而使对应于R141及B143的各输出电路停止。使这些各输出电路动作或停止的控制，是根据由在传感器11的内部或外部所配置的周知的信号生成电路(未图示)所产生的、由高电平及低电平所形成的二值的数字信号即停止信号来进行。例如，各输出电路构成为如下：当对设置在各输出电路中的停止信号输入端子(未图示)供给高电平的该停止信号时，各输出电路动作，当供给低电平的该停止信号时，则各输出电路停止。而且，通常摄像(参照图14)时，对所有输出电路的所述停止信号输入端子供给高电平的该停止信号。另一方面，在读取矩阵型二维码时(参照图14)，对与G142相对应的该输出电路的所述停止信号输入端子供给高电平的该停止信号，而对与R141及B143相对应的各输出电路的所述停止信号输入端子供给低电平的该停止信号。
但是，以上方法只不过是用于从传感器11仅输出与G142相关的信息的方法的一例。即，用于从传感器11仅输出与G142相关的信息的方法，只要是能够使普通的传感器11停止输出与R141及B143相关的各信息的方法，则并无特别限定，可适用对于与传感器11的各像素相关的信息，切换各信息的输出或停止的周知的构成。
另外，摄像模块1中，优选成像透镜10的相对于来自距传感器11的距离为约300mm的被摄体、即接近摄像模块1的被摄体的“Green”的单色辐射的最佳像面的位置与传感器位置2一致(参照图13)。由此，通过成像透镜10使来自接近摄像模块1的被摄体的“Green”的单色辐射所成像的像在传感器位置2上最清晰，因此传感器11可识别细微构造的矩阵型二维码。因此，可读取更细微的构造的矩阵型二维码。
图13中一并表示相对于白色光的作为比较例的摄像模块的成像透镜的散焦MTF。图15(a)中，详细表示相对于来自近的被摄体的白色光的、图13所示的情况下的成像透镜10的散焦MTF，图15(b)详细表示相对于来自近的被摄体的绿色的单色辐射的该成像透镜10的散焦MTF。
自此对根据与通过“Green”的单色辐射所得的像素相关的信息进行的码读取处理加以说明。
可否读取矩阵型二维码将取决于传感器11的分辨性能(分辨率)或成像透镜10的分辨性能。
即，即使传感器11充分地具有读取矩阵型二维码所需的分辨性能，当成像透镜10的分辨性能不具有该读取所需的分辨性能时，摄像模块1也无法读取矩阵型二维码。
同样的，即使成像透镜10充分地具有读取矩阵型二维码所需的分辨性能，当传感器11的分辨性能不具有该读取所需的分辨性能时，摄像模块1也无法读取矩阵型二维码。
由此，可读取的矩阵型二维码的大小在成像透镜10及传感器11中受极限分辨性能较低的一方限制。
另外，所谓极限分辨性能是表示可分辨多小的像的性能的尺度的指标。
首先，算出成像透镜10的极限分辨性能及传感器11的极限分辨性能，将该两个极限分辨性能进行比较。
当根据成像透镜10的设计数据中的相对于“Green”的单色辐射的MTF及空间频率特性，将可分辨的MTF阈值(MTF值的最小值)设为2.0时，成像透镜10的极限分辨性能为250lp/mm(参照图16)。
当将传感器11的极限分辨性能设为根据传感器11的像素的间距p算出的奈奎斯特频率时，传感器11的奈奎斯特频率为
1/(p×2)。
此处，传感器11仅输出G142(参照图14)，因此各G142的间距p′为
p ′ = p × 2 .
根据以上，传感器11的奈奎斯特频率为
1 / ( 2 × p × 2 ) .
在本实施方式的情况下，传感器11的像素的间距p为1.75μm，传感器11的极限分辨性能为202lp/mm(参照图17)。
根据以上，成像透镜10的极限分辨性能为250lp/mm，传感器11的极限分辨性能为202lp/mm。由此，根据传感器11的分辨性能，能够决定摄像模块1可读取的编码的大小。
其次，算出相当于可读取的分辨性能的被摄体的大小。
根据从成像透镜10至物体(被摄体)的距离及视场角，可求出能够分辨的被摄体的大小，根据能够分辨的被摄体的大小与传感器11的有效像圈直径，可求出成像透镜10的倍率(成像透镜对被摄体进行成像的像的倍率)。具体而言，根据算式(2)及算式(3)，可求出成像透镜10的倍率。
[数2]
y＝2×d×tanθ  ···(2)
M＝y′/y        ···(3)
然而，d为从成像透镜10至物体(被摄体)的距离。θ为半视场角(视场角/2)。y为在所述距离d实施分辨的被摄体的大小。y′为有效像圈直径。M为成像透镜10的倍率。
另外，根据成像透镜10的倍率M及摄像模块1的极限分辨性能，可求出能够读取的编码的大小。具体而言，根据算式(4)～算式(7)，可求出能够读取的编码的大小。
[数3]
x ′ = 1 x × M × 1 2 · · · ( 4 )
x ′ = 1 x × y ′ y × 1 2 · · · ( 5 )
x ′ = 1 x × y ′ 2 × d × tan θ × 1 2 · · · ( 6 )
x = 1 x ′ × y ′ 2 × d × tan θ × 1 2 · · · ( 7 )
其中，x为可读取的矩阵型二维码的大小。x′为摄像模块1的极限分辨性能。
由此，将[表5]所示的从成像透镜10至物体的距离d、半视场角θ、有效像圈直径y′以及摄像模块1的极限分辨性能x′适当地代入算式(4)～算式(7)中进行计算，可求出能够读取的矩阵型二维码的大小x。
[表5]
  d/mm   300
  θ/deg   30
  y′/mm   4.48
  X′/lp/mm   202
另外，在本实施方式中，摄像模块1的极限分辨性能x ′为传感器11的极限分辨性能。
根据以上的各算式(2)～(7)，可读取的矩阵型二维码的大小x为0.19mm。因此，摄像模块1可读取大小为0.19mm的矩阵型二维码。
另外，若不采用本实施方式中的读取编码时的高分辨率化的方法，成像透镜10的极限分辨性能为约140lp/mm，根据各算式(2)～(7)，可读取的矩阵型二维码的大小x为约0.28mm(参照图19及[表6])。
[表6]
  d/mm   300
  θ/deg   30
  y′/mm   4.48
  X′/lp/mm   140
另外，摄像模块1，优选成像透镜10隔着用以保护传感器11的玻璃护罩CG而载置在该传感器11上。
根据所述构成，摄像模块1可省略用以容纳成像透镜10的框体(框架)，因此通过省略该框体，可实现小型化及低矮化、以及低成本化。
图20所示的摄像模块60，表示摄像模块1(参照图1)的具体构造的一例，该摄像模块60具备，第1透镜PL1、第2透镜PL2、第3透镜PL3、玻璃护罩CG、框架61以及传感器11。摄像模块60中，孔径光阑12是与框架61一体成型。具体而言，孔径光阑12为框架61中的覆盖第1透镜PL1上表面(相当于图2所示的面S1)的部分，且相当于以使形成在该上表面的凸面露出的方式进行覆盖的部分。即，可理解为摄像模块60是，具备成像透镜10(参照图1及图2)、框架61以及传感器11(参照图1)的构成。
框架61是，在其内部容纳成像透镜10的框体，且由具有遮光性的构件所形成。
通过使用固态摄像元件来构成传感器11，能够实现摄像模块60小型化及低矮化。特别是，以信息移动终端及移动电话为代表的移动终端(未图示)中所搭载的摄像模块60中，通过使用固态摄像元件来构成传感器11，可实现具有高分辨率且小型及低矮的摄像模块。
摄像模块60是，在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下，具有良好的分辨率而能够满足所要求规格的摄像模块1。因此，在摄像模块60中，即使省略用以调整成像透镜10与传感器11之间的间隔距离的未图示的调整机构及未图示的镜筒，对维持分辨率所造成的不良影响也小(参照图1及图2)。通过省略该调整机构及镜筒，摄像模块60可实现进一步的小型化及低矮化、以及低成本化。
摄像模块60，在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下，具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格，因此可构成为省略透镜与调整传感器的间隔的机构的简易构造的摄像模块。
相对于图20所示的摄像模块60，图21所示的摄像模块70省略了框架61。由此，摄像模块70中，孔径光阑12以与图2所示的成像透镜10相同的方式而设置。
另外，相对于图20所示的摄像模块60，图21所示的摄像模块70中，第3透镜PL3的下端的面(相当于图2所示的面S6)的外周部分即所谓的第3透镜PL3的端缘是隔着玻璃护罩CG而载置在传感器11上。
摄像模块70可省略作为用以容纳成像透镜10(参照图1及图2)的框体的框架61，通过省略框架61，可实现进一步的小型化及低矮化、以及低成本化。
摄像模块70是，基于省略未图示的调整机构及镜筒的摄像模块60的构造。另外，在摄像模块70中，成像透镜10的第3透镜PL3的下端的面S6与玻璃护罩CG的间隔距离非常小。因此，摄像模块70中，在较小的透镜厚度比下，在第3透镜PL3中制作设置于玻璃护罩CG的部分，实现无需框架61的简易构造的摄像模块70。
除此以外，摄像模块70与摄像模块60相同。
参照图22(a)～(d)，对普通的摄像模块的制造方法的概要进行说明。
第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3主要是通过使用热塑性树脂231的注射成形而制作。使用热塑性树脂231的注射成形中，对于通过加热而软化的热塑性树脂231，一边施加规定的注射压(大概10～3000kgf/c)，一边压入至模具232内，将热塑性树脂231填充在模具232中进行成形(参照图22(a))。
成形后，自模具232中取出热塑性树脂231，切断成一片片透镜(参照图22(b))。此处，为方便起见，表示将自模具232中取出的热塑性树脂231切断成一片片第1透镜PL 1的例子，然而切断成一片片第2透镜PL2或一片片第3透镜PL3的情况也与图22(a)及(b)所示的相同。
将第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3嵌入(或压入)组装在透镜筒(框架)233中(参照图22(c))。
将图22(c)所示的摄像模块的半成品嵌入组装在镜筒234中。然后，在第3透镜PL3的面S6(参照图2)侧的端部搭载传感器235(对应于传感器11)。这样，完成摄像模块(参照图22(d))。
用于注射成形透镜即第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的热塑性树脂231的负重弯曲温度为摄氏130度左右。因此，热塑性树脂231，对于实施作为表面安装中主要适用的技术的回流焊时的受热历程(最大温度为摄氏260度左右)的耐性不充分，因此无法承受回流焊时所产生的热。
由此，将图22(d)所示的摄像模块安装在基板上时，通过回流焊先仅安装传感器235部分。然后，采用如下安装方法：用树脂粘接第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3部分；或者，局部加热第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的搭载部分。
继而，参照图23(a)～(e)对本发明的摄像模块250的制造方法进行说明。
近年来，作为各个第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的材料，使用热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂的所谓耐热相机模块的开发逐步进行。此处所说明的摄像模块250是，以该耐热相机模块的方式制造摄像模块1(参照图1)的，且使用热硬化性树脂(热硬化性的树脂)241来代替热塑性树脂231(参照图22(a))，作为各个第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的材料。
使用热硬化性树脂241作为各个第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的材料的理由在于，通过整批地制造多个摄像模块250，来实现摄像模块250的制造成本的降低。另外，使用热硬化性树脂241作为各个第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的材料的理由在于，对于摄像模块250可实施回流焊。
揭示有多种制造摄像模块250的技术。其中代表性的技术是所述的注射成形及后述的晶片级透镜的工序。特别是最近，在摄像模块的制造时间及其他综合见解中更为有利的晶片级透镜(可回流焊透镜)的工序备受关注。
当实施晶片级透镜的工序时，有必要抑制由于热而导致第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3发生塑性变形。就该必要性而言，使用即使施加热也不易变形的耐热性非常优异的热硬化性树脂材料或紫外线硬化性树脂材料作为第1透镜PL1、第2透镜PL2以及第3透镜PL3的晶片级透镜备受关注。具体而言，使用具有即使施加10秒以上的摄氏260～280度的热也不发生塑性变形的程度的耐热性的热硬化性树脂材料或紫外线硬化性树脂材料的晶片级透镜备受关注。晶片级透镜中，利用阵列状的模具242及243，分别使阵列状的透镜244～246成批地成型后，将这些透镜贴合，然后搭载阵列状的孔径光阑247及阵列状的传感器249后，切断成单个而制造出摄像模块250。
自此对晶片级透镜的工序的详细内容加以说明。
在晶片级透镜的工序中，首先，通过形成着多个凹部的阵列状的模具242、与形成着与该各凹部相对应的多个凸部的阵列状的模具243夹住热硬化性树脂241，然后使热硬化性树脂241硬化，根据每个彼此对应的凹部及凸部的组合而使透镜成形，从而制作阵列状的透镜(参照图23(a))。
图23(a)所示的步骤中所制作的阵列状的透镜是，成形着多个第1透镜PL 1的阵列状的透镜244、成形着多个第2透镜PL2的阵列状的透镜245、以及成形着多个第3透镜PL3的阵列状的透镜246。
另外，为了通过阵列状的模具242及243来制作阵列状的透镜244，只要使用形成着多个与第1透镜PL1的形状为相反的形状的凹部的阵列状的模具242、与形成着与该各凹部相对应的多个凸部的阵列状的模具243，根据图23(a)所示的要点进行制作即可。为了通过阵列状的模具242及243来制作阵列状的透镜245，只要使用形成着多个与第2透镜PL2的形状为相反的形状的凹部的阵列状的模具242、与形成着与该各凹部相对应的多个凸部的阵列状的模具243，根据图23(a)所示的要点进行制作即可。为了通过阵列状的模具242及243来制作阵列状的透镜246，只要使用形成着多个与第3透镜PL3的形状为相反的形状的凹部的阵列状的模具242、与形成着与该各凹部相对应的多个凸部的阵列状的模具243，根据图23(a)所示的要点进行制作即可。
将阵列状的透镜244～246彼此以如下方式进行贴合，即对于各第1透镜PL1～第3透镜PL3，使通过第1透镜PL1的光轴La(第1透镜的光轴)，通过与该第1透镜PL1相对应的第2透镜PL2的光轴La(第2透镜的光轴)，以及通过与这些透镜PL1、PL2相对应的第3透镜PL3的光轴La(第3透镜的光轴)位于同一直线上(参照图23(b))。具体而言，进行阵列状的透镜244～246的位置对准的调芯方法，除使光轴La彼此一致以外，也可列举一边进行摄像一边进行调整等的各种方法，而且，位置对准也对晶片的间距精加工精度有影响。另外，此时，以与阵列状的透镜244中的各第1透镜PL1的面S1(参照图2)相对应的部分露出的方式安装阵列状的孔径光阑247。
在阵列状的透镜246中的第3透镜PL3的面S6(参照图2)侧的端部，以各光轴La与对应的各传感器248的中心248c位于同一直线上的方式搭载阵列状的传感器249，该传感器249中搭载着多个传感器248(参照图23(c))。
利用图23(c)所示的步骤，将成为阵列状的多个摄像模块250切断成一个个摄像模块250(参照图23(d))，从而完成摄像模块250(参照图23(e))。
以上，通过图23(a)～(e)所示的晶片级透镜的工序，成批地制造多个摄像模块250，由此可降低摄像模块250的制造成本。此外，当将完成的摄像模块250安装在未图示的基板上时，为了避免由于利用回流焊所产生的热(最大温度为摄氏260度左右)而导致塑性变形，第1透镜PL1～第3透镜PL3更优选使用对于摄氏260～280度的热具有10秒以上的耐性的热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂。通过第1透镜PL1～第3透镜PL3全部使用具有耐热性的热硬化性的树脂或紫外线硬化性的树脂，而可对摄像模块250实施回流焊。晶片级下的制造步骤中，进一步通过使用具有耐热性的树脂材料，可低价地制造能够应对回流焊的摄像模块。
自此对适于制造摄像模块250时的第1透镜PL1～第3透镜PL3的材料进行研究。
塑料透镜材料，先前主要使用热塑性树脂，因此材料的种类繁多。
另一方面，将热硬化性树脂材料以及紫外线硬化性树脂材料用于第1透镜PL1～第3透镜PL3的用途尚在开发中，因此现状是材料的种类少而且光学常数不如热塑性材料且昂贵。通常，就光学常数而言，优选低折射率且低分散材料。另外，在光学设计上，优选存在广泛的光学常数的选择项。
另外，本发明的摄像模块的特征在于，所述摄像元件可仅输出与通过绿色的单色辐射所得的像素相关的信息。
根据所述构成，通过根据摄像元件所输出的与通过绿色的单色辐射所得的像素相关的信息进行的读取处理，可读取矩阵型二维码。
另外，本发明的摄像模块的特征在于，所述摄像元件设置在所述成像透镜的相对于来自比所述规定位置近的被摄体的所述绿色的单色辐射的最佳像面的位置。
根据所述构成，摄像元件可识别细微构造的矩阵型二维码。因此，可读取更细微的构造的矩阵型二维码。
另外，本发明的摄像模块的特征在于，所述摄像元件的像素的间距为2.5μm以下。
根据所述构成，可实现充分活用高像素摄像元件性能的摄像模块。
另外，本发明的摄像模块的特征在于，所述成像透镜是隔着用以保护所述摄像元件的保护构件而载置在该摄像元件上。
根据所述构成，本摄像模块可省略用以容纳成像透镜的框体(框架)，因此通过省略该框体，可实现小型化及低矮化、以及低成本化。
另外，本发明的摄像模块的特征在于，所述成像透镜的F数为3以下。
根据所述构成，可增大受光光量，因此可使像变亮。此外，因为良好地校正色差，所以可获得高分辨率。
本发明并不限定于所述各实施方式，在技术方案所示的范围内可进行各种变更，适当组合不同的实施方式中分别揭示的技术方法而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
[产业上的可利用性]
本发明可适用于在拍摄近的被摄体与拍摄远的被摄体的两种情况下均具有良好的分辨率而能够满足所要求的规格所构成的摄像模块、以及适于实现该摄像模块的成像透镜。

Claims (8)

1.一种摄像模块，其特征在于具备：
成像透镜，其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小；及
摄像元件，其设置在从所述成像透镜的相对于来自比规定位置近的被摄体的白色光的最佳像面的位置，到所述成像透镜的相对于来自比该规定位置远的被摄体的白色光的最佳像面的位置之间。
2.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于：所述摄像元件，可仅输出与通过绿色的单色辐射所得的像素相关的信息。
3.根据权利要求2所述的摄像模块，其特征在于：所述摄像元件，设置在所述成像透镜的相对于来自比所述规定位置近的被摄体的所述绿色的单色辐射的最佳像面的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像模块，其特征在于：所述摄像元件的像素的间距为2.5μm以下。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像模块，其特征在于：所述成像透镜是隔着用以保护所述摄像元件的保护构件而载置在该摄像元件上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像模块，其特征在于：所述成像透镜的F数为3以下。
7.一种成像透镜，其特征在于：其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小，
在从相对于来自比规定位置近的物体的白色光的最佳像面的位置，到相对于来自比该规定位置远的物体的白色光的最佳像面的位置之间进行物体的成像。
8.一种码读取方法，用于使用摄像模块，根据通过绿色的单色辐射所得的像素来读取矩阵型二维码，所述摄像模块具备：成像透镜，其景深被扩大的同时，像面弯曲被减小；及摄像元件，其设置在从所述成像透镜的相对于来自比规定位置近的被摄体的白色光的最佳像面的位置，到所述成像透镜的相对于来自比该规定位置远的被摄体的白色光的最佳像面的位置之间；且所述摄像元件可仅输出与通过绿色的单色辐射所得的像素相关的信息，所述码读取方法的特征在于包含以下步骤：
使用通过所述绿色的单色辐射所得的像素的间距，求出所述成像透镜及所述摄像元件的各极限分辨性能的值，将值较低的极限分辨性能作为所述摄像模块的极限分辨性能；
根据从所述成像透镜到比所述规定位置近的被摄体的距离、所述摄像模块的视场角以及所述摄像元件的有效像圈直径，算出所述成像透镜对于该被摄体所成像的像的倍率；以及
根据所述摄像模块的极限分辨性能与所述倍率，算出所述摄像模块可读取的所述矩阵型二维码的大小。
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