CN102236155A - 摄像镜头及摄像模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及摄像镜头及摄像模块。为了实现以少枚数透镜获得具有期望的分辨率、且畸变不显著的良好析像性能的摄像镜头和摄像模块,摄像镜头将入射光导向短边尺寸和长边尺寸的比例为a:b的传感器的四边形受光部,且满足条件式(1)~(5):2.0%<distA<5.0% (1),0.5%<distA-distB<1.4%(2),distC-distB<0%(3),A=a/(a2+b2)1/2(4),B=b/(a2+b2)1/2(5)。
Description
技术领域
本发明是涉及以装载到便携式终端的数码相机等上为目的的摄像镜头及摄像模块的发明。特别是,本发明是涉及具有固体摄像元件的摄像模块和能较好适用于该摄像模块的摄像镜头的发明。
背景技术
近年,对于低像素数的数码相机的需求越来越大。该数码相机用来装载在面向新兴国的手机(便携式终端)、手机上的附属相机、以及个人电脑等上。
一般来说,上述低像素数的数码相机售价较低。由于为了控制制造成本而减少了透镜的枚数,从而导致难以对像差进行充分的校正。
对于面向手机装载的上述数码相机,要求具有广阔的视角。然而,在具有广视角的上述数码相机中,畸变(distortion)较大。
在专利文献1中,公开了一种能够以少枚数透镜实现具有期望的分辨率、且畸变不显著的具有良好析像性能的光学系统的技术。
专利文献1中的成像光学系统是关于畸变的,满足以下条件式(A)~(C):
2.0%<|DIST6|<5.0% (A),
|DIST8-DIST6|<0.5% (B),
|DIST10-DIST8|<1.8% (C)。
其中,DIST6代表在6/10像高位置上的光学畸变,DIST8代表在8/10像高位置上的光学畸变,DIST10代表在10/10像高位置上的光学畸变。
专利文献1:日本国专利申请公开公报,“特开2005-107370号公报”;2005年4月21日公开。
发明内容
然而,专利文献1中的成像光学系统在具有广视角时,在距离光轴远的位置上的畸变较大,从而导致难以满足条件式(A)~(C)。
即使专利文献1中的成像光学系统满足条件式(A)~(C),如果进一步满足条件式(D)~(F),或者进一步满足条件式(G)~(I),则又会导致产生犹如草笠形状的畸变,进而使畸变显著。
0%<DIST6 (D),
DIST8-DIST6<0% (E),
0%<DIST10-DIST8 (F),
DIST6<0% (G),
0%<DIST8-DIST6 (H),
DIST10-DIST8<0% (I)。
本发明就是鉴于上述问题而进行的,其目的在于,以少枚数透镜,实现获得了具有期望的分辨率、且畸变不显著的具有良好的析像性能的摄像镜头及摄像模块。
为了解决上述问题,本发明的摄像镜头为将入射光导向短边尺寸和长边尺寸的比例为a:b的四边形受光部,该摄像镜头的特征在于:畸变被调整成满足以下的条件式(1)~(5):
其中,
distA代表相当于像高hA的高度上的畸变,
distB代表相当于像高hB的高度上的畸变,
distC代表最大像高上的畸变。
根据上述结构,即使在难以对畸变进行良好校正时,也能实现畸变不显著的光学系统。
在distA≦2.0%时,能够容易地对畸变进行良好的校正,所以原本就不需要应用在本发明的结构中。
在5.0%≦distA时,畸变过大,导致畸变显著。
在distA-distB≦0.5%时,能够容易地对畸变进行良好的校正,所以原本就不需要应用在本发明的结构中。
在1.4%≦distA-distB时,畸变过大,导致畸变显著。
在0%≦distC-distB时,产生犹如草笠形状的畸变,导致畸变显著。
即,本申请的发明者经过专心研讨,总结出上述各问题点。由此,得出本发明的特征点,即,要克服这些问题点,就要满足条件式(1)~(5)。
综上所述,本发明的摄像镜头能够在透镜枚数少的条件下,获得具有期望的分辨率且畸变不显著的良好析像性能。
在条件式(3)中,由于允许像高h1.0上的畸变distC具有相对较大的值,因此,即使因摄像镜头的广视角导致在距离光轴较远的位置上的畸变增大,也能够容易地满足条件式(3)。
本发明的摄像模块的特征在于,具有本发明的摄像镜头以及拥有上述受光部的固体摄像元件。
根据上述结构,本发明的摄像模块与其自身具备的本发明的摄像镜头具有同样的效果,因此,即使透镜枚数少,也能够实现具有良好分辨率的廉价的数码相机。
综上所述,本发明的摄像镜头将入射光导向短边尺寸和长边尺寸的比例为a:b的四边形受光部,该摄像镜头的上述畸变被调整成满足条件式(1)~(5)。
因此,本发明能够起到能够以少枚数的透镜获得具有期望的分辨率且畸变不显著的良好析像性能的效果。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的摄像镜头的结构的剖面图。
图2为表示本发明的一个实施方式的摄像镜头的结构的剖面图。
图3为表示本发明的一个实施方式的摄像镜头的结构的剖面图。
图4为表示本发明的一个实施方式的摄像镜头的结构的剖面图。
图5为表示与图1~图4所示的各摄像镜头进行组合的固体摄像元件的概略结构的顶面图。
图6为表示图1所示的摄像镜头的MTF(Modulation Transfer Function:调制传递函数)-空间频率特性的坐标图。
图7为表示图1所示的摄像镜头的离焦MTF的坐标图。
图8为表示图1所示的摄像镜头的MTF-像高特性的坐标图。
图9中(a)为表示图1所示的摄像镜头的像高-畸变特性的坐标图,图9中(b)为图1所示的摄像镜头成像后的格子像的示意图。
图10为表示图2所示的摄像镜头的MTF-空间频率特性的坐标图。
图11为表示图2所示的摄像镜头的离焦MTF的坐标图。
图12为表示图2所示的摄像镜头的MTF-像高特性的坐标图。
图13中(a)为表示图2所示的摄像镜头的像高-畸变特性的坐标图,图13中(b)为图2所示的摄像镜头成像后的格子像的示意图。
图14为表示图3所示的摄像镜头的MTF-空间频率特性的坐标图。
图15为表示图3所示的摄像镜头的离焦MTF的坐标图。
图16为表示图3所示的摄像镜头的MTF-像高特性的坐标图。
图17中(a)为表示图3所示的摄像镜头的像高-畸变特性的坐标图,图17中(b)为图3所示的摄像镜头成像后的格子像的示意图。
图18为表示图4所示的摄像镜头的MTF-空间频率特性的坐标图。
图19为表示图4所示的摄像镜头的离焦MTF的坐标图。
图20为表示图4所示的摄像镜头的MTF-像高特性的坐标图。
图21中(a)为表示图4所示的摄像镜头的像高-畸变特性的坐标图,图21中(b)为图4所示的摄像镜头成像后的格子像的示意图。
图22为表示图1所示的摄像镜头的设计数据的表。
图23为表示图2所示的摄像镜头的设计数据的表。
图24为表示图3所示的摄像镜头的设计数据的表。
图25为表示图4所示的摄像镜头的设计数据的表。
图26为表示在图1~图4所示的各摄像镜头的像面上配置固体摄像元件而构成的摄像模块的一例的规格表。
图27中(a)~(d)为表示本发明的摄像镜头和摄像模块的制造方法的一例的剖面图。
图28中(a)~(d)为表示本发明的摄像镜头和摄像模块的另一制造方法的例子的剖面图。
(附图标记说明)
1、100、200、300、400 摄像镜头
2 孔径光阑
3 物体
4 传感器(固体摄像元件)
5 受光部
141 热硬化性树脂
144 第1透镜阵列
145 第2透镜阵列(透镜阵列)
147 传感器阵列
136、148 摄像模块
L1 第1透镜(相邻透镜中的一方)
L2 第2透镜(构成摄像镜头的最靠近像面侧的透镜,为相邻透镜中的另一方)
S1 第1透镜的朝向物体侧的面
S2 第1透镜的朝向像面侧的面
S3 第2透镜的朝向物体侧的面
S4 第2透镜的朝向像面侧的面
S7 像面
La 光轴。
具体实施方式
下面,对本发明的一个实施方式的摄像镜头1进行说明。摄像镜头1根据其具体设计方式,分为摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400四种。以下在表记为“摄像镜头1”时,均为摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的总称。
图1为表示摄像镜头100的结构的剖面图。
图2为表示摄像镜头200的结构的剖面图。
图3为表示摄像镜头300的结构的剖面图。
图4为表示摄像镜头400的结构的剖面图。
摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400分别具有以下基本结构。
(摄像镜头1的基本结构)
图1~图4均为表示摄像镜头1的、由Y(图面上下)方向和Z(图面左右)方向构成的剖面的图。Z方向表示从物体3侧到像面S7侧的方向,以及从像面S7侧到物体3侧的方向。摄像镜头1的光轴La沿该Z方向延伸。相对于摄像镜头1的光轴La的法线方向是指:从某光轴La起,在由X(相对于图面垂直)方向和Y方向所组成的面内沿直线延伸的方向。
摄像镜头1以从物体3侧到像面S7侧为序,具有孔径光阑2、第1透镜L1、第2透镜L2、以及防护玻璃CG。
具体为:孔径光阑2被设置在第1透镜L1的朝向物体3侧的面(物体侧面)S1的周围。设置孔径光阑2的目的在于:为了使入射到摄像镜头1上的光恰当地通过第1透镜L1和第2透镜L2,而对入射光在轴上的光束直径进行限制。
物体3为摄像镜头1进行成像的对象物体,换言之,为摄像镜头1的摄像对象,即被摄体。在图1~图4中,为了便于说明,在图中表示的物体3和摄像镜头1非常接近,然而,实际上物体3和摄像镜头1之间的间隔例如可以为1000mm。
第1透镜L1具有正折射性,为周知的凸凹透镜(meniscus)。第1透镜L1的朝向物体3侧的面S1为该凸凹透镜的凸面,而朝向像面S7侧的面(像侧面)S2为该凸凹透镜的凹面。作为优选,第1透镜L1的面S1和面S2呈非球面形状,由此,能够容易地对摄像镜头1中可能产生的各种像差进行更好的校正。
透镜的凹面为表示透镜向其中心部弯曲的部分,即,表示透镜向内侧弯曲的部分。透镜的凸面为表示透镜的球状表面向外侧弯曲的部分。
在此,严格来说,孔径光阑2被设置成:使第1透镜L1的凸状面S1比孔径光阑2朝物体3侧突出。然而,关于上述面S1与孔径光阑2相比是否朝物体3侧突出,并没有特别的限制。只要使孔径光阑2的代表位置比第1透镜L1的代表位置靠近物体3侧即可。
第2透镜L2为具有正或负折射性的透镜。第2透镜L2的朝向物体3侧的面S3呈凹形。面S4为第2透镜L2的朝向像面S7侧的面。作为优选,第2透镜L2的面S3和面S4中的至少一方呈非球面形状,由此,能够容易地对摄像镜头1中可能产生的各种像差进行更好的校正。
防护玻璃CG设置于第2透镜L2和像面S7之间。防护玻璃CG用于覆盖像面S7,保护像面S7免受物理性损害。防护玻璃CG具有朝向物体3侧的面(物体侧面)S5和朝向像面S7侧的面(像侧面)S6。
像面S7为垂直于摄像镜头1的光轴La的成像面,可以在像面S7上设置的无图示的屏幕上观察实像。
在具有摄像镜头1的摄像模块中,在该像面S7上配置有传感器(固体摄像元件)4。
传感器4配置在摄像镜头1的像面S7上,用于将摄像镜头1对物体3进行成像后形成的像作为光信号来接收,并将该光信号转换成电信号。传感器4由周知的电子摄像元件等构成,所述周知的电子摄像元件可以为由CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化半导体)等构成的固体摄像元件。
图5表示传感器4的朝向物体3侧的面,表示由Y(图面上下)方向和X(图面左右)方向构成的剖面。图5的X方向与图1~图4的X方向为同一方向,图5的Y方向与图1~图4的Y方向为同一方向,图5的Z方向与图1~图4的Z方向为同一方向。图5可以解释为,图1~图4中的传感器4的顶面图。
摄像镜头1用于将入射的光导向传感器4的受光部5。
如图5所示,传感器4的受光部5呈长方形(四边形),该长方形的短边尺寸为a的J倍,长边尺寸为b的J倍。在此,a、b、J均为任意正数。因此,该长方形的长边尺寸和短边尺寸的比例为b:a。以下,该比例b:a也称为“长宽比(aspect ratio)”。
具有上述基本结构的摄像镜头1满足以下条件式(1)~(5)。
distA代表摄像镜头1中的、相当于像高hA的高度上的畸变。
distB代表摄像镜头1中的、相当于像高hB的高度上的畸变。
distC代表摄像镜头1中的、最大像高上的畸变。
摄像镜头1即使在难以对畸变进行良好校正时,也能实现畸变不显著的光学系统。
在distA≦2.0%时,摄像镜头能够容易地对畸变进行良好的校正,所以原本就不需要在应用本发明的结构中。
在5.0%≦distA时,摄像镜头的畸变过大,导致畸变显著。
在distA-distB≦0.5%时,摄像镜头能够容易地对畸变进行良好的校正,所以原本就不需要应用在本发明的结构中。
在1.4%≦distA-distB时,摄像镜头的畸变过大,导致畸变显著。
在0%≦distC-distB时,摄像镜头产生犹如草笠形状的畸变,导致畸变显著。
即,本申请的发明者经过专心研讨,总结出上述各问题点。由此,得出摄像镜头1的特征性结构,即,要克服这些问题点,就要满足条件式(1)~(5)。
综上所述,摄像镜头1能够在透镜枚数少的条件下,获得具有期望的分辨率、且畸变不显著的良好析像性能。
在条件式(3)中,由于允许像高h1.0上的畸变distC具有相对较大的值,因此,即使因摄像镜头1的广视角导致在距离光轴La较远的位置上的畸变增大,也能够容易地满足条件式(3)。
作为优选,摄像镜头1的最大视角(视角的最大值)大于62°。
在摄像镜头中,视角越广,就越易于产生畸变。通过对畸变进行最佳化,摄像镜头1中即使产生了畸变,也不会显著。因此,摄像镜头1可有效适用于最大视角超过62°的广视角的摄像镜头。
如图1~图4所示,摄像镜头1的基本结构为:通过第1透镜L1和第2透镜L2这两枚透镜,在少枚数透镜的条件下,实现具有期望的分辨率、且畸变不显著的良好析像性能的摄像镜头。
关于摄像镜头1的第2透镜L2的朝向像面S7侧的面S4,在该面S4中,除摄像镜头1的光轴La所占的部分以外,其他部分相对于该光轴La的法线方向即X方向或Y方向(在图1~图4中,为Y方向)的面倾斜最大角度θ在60°以上。在图1~图4中,上述最大角度θ为面S4的端部的角度。
由此,能够使摄像镜头1容易地满足条件式(3)。另一方面,若相对于上述光轴La的法线方向的面倾斜最大角度小于60°,则摄像镜头的distC会增大,从而导致难以满足条件式(3)。根据上述结构,通过扩大该面倾斜,能够容易地对像的周边的像差进行良好的校正。
作为优选,摄像镜头1的F值小于3.2。F值为一种表示光学系统中的亮度的量。摄像镜头1的F值表示的是,摄像镜头1的等效焦距除以摄像镜头1的入射光瞳直径后得到的值。
由此,摄像镜头1能够使入射的光成像,且能够获得明亮的像。另外,在摄像镜头1中,通过将像的周边的畸变特性设为负值,能够提高像的周边光量比。
在本实施方式中,受光部5为长方形。然而,只要是具有长边和短边的四边形即可,例如,也可以为平行四边形。
如图1~图4所示,摄像镜头1均由2枚透镜(第1透镜L1和第2透镜L2)构成。此外,本发明的摄像镜头也可以由1枚透镜构成,也可以由3枚以上的透镜构成。
(摄像镜头100的光学特性)
图6为表示摄像镜头100中MTF(无单位)与空间频率(单位:lp/mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示空间频率。
图7为表示摄像镜头100中离焦MTF的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示焦点偏移量(单位:mm)。
图8为表示摄像镜头100中MTF与像高(单位:mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示像高。
图9中(a)为表示摄像镜头100中像高(单位:比例,即h0~h1.0)和畸变(单位:%)的关系的坐标图,纵轴表示像高,横轴表示畸变,图9中(b)为摄像镜头100所成像的格子像的示意图。
本实施方式所示的像高为:以摄像镜头1对物体3进行成像后形成的像的中心为基准的、像的高度的绝对值,或者为相对于最大像高的比例。在用相对于最大像高的比例来表示像高时,该绝对值和该比例之间分别具有以下对应关系。
0.0000mm=像高h0(像的中心)
0.1434mm=像高h0.1(自像的中心起的相当于最大像高的1/10的高度)
0.2868mm=像高h0.2(自像的中心起的相当于最大像高的2/10的高度)
0.5736mm=像高h0.4(自像的中心起的相当于最大像高的4/10的高度)
0.8604mm=像高h0.6(自像的中心起的相当于最大像高的6/10的高度)
1.147mm=像高h0.8(自像的中心起的相当于最大像高的8/10的高度)
1.434mm=像高h1.0(最大像高)
在光学特性的测定上,为了便于理解,以mm(绝对值)来表记像高,但在以mm表记的像高和与其对应的、以像高h○○(比例)表记的像高之间,有时会存在0.001mm以内的误差
图6以及下述图10、图14、和图18均为空间频率在0~“尼奎斯特频率(Nyquist Frequency)/2”的范围内时的关于像高h0、像高h0.2、像高h0.4、像高h0.6、像高h0.8、和像高h1.0的、子午像面(T)和弧矢像面(S)的各特性的例子。
图7以及下述图11、图15、和图19均为空间频率为“尼奎斯特频率/4”时的关于像高h0、像高h0.2、像高h0.4、像高h0.6、像高h0.8、和像高h1.0的、子午像面(T)和弧矢像面(S)的各特性的例子。
图8以及下述图12、图16、和图20均为空间频率为“尼奎斯特频率/4”以及“尼奎斯特频率/2”时的关于像高h0~像高h1.0的、子午像面和弧矢像面的各特性的例子。
图9中(a)以及下述图13中(a)、图17中(a)、和图21中(a)均为波长为546.07nm的光的畸变(distortion)特性的例子。
设:上述尼奎斯特频率为传感器4的尼奎斯特频率的值,即,上述尼奎斯特频率是根据传感器4的像素间距(pitch)计算得到的能够实现析像的空间频率的值。具体为:传感器4的尼奎斯特频率Nyq.(单位:lp/mm)是通过“Nyq.=1/(传感器4的像素间距)/2”计算得出的。在测定摄像镜头1的各光学特性时,所使用的传感器4为1.3M(百万)级,其尺寸为1/6型,其像素大小(像素间距)为1.75μm,其D(对角)大小为2.869mm,其H(水平)大小为2.240mm,其V(垂直)大小为1.792mm。
为了获得摄像镜头1的各光学特性,设物距为1000mm,且使用以下加权后的(将构成白色的各波长的混合比例按以下加权方式调整后的)白色光作为模拟光源(无图示)。
404.66nm对应0.13;
435.84nm对应0.49;
486.1327nm对应1.57;
546.07nm对应3.12;
587.5618nm对应3.18;
656.2725nm对应1.51。
如图6所示,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头100在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。并且,摄像镜头100对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图7所示,在焦点偏移量为0mm的位置上,也就是在像面S7(参照图1)上,无论像高h0~h1.0中的任何一像高,摄像镜头100在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。并且,摄像镜头100对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图8所示,关于空间频率为“尼奎斯特频率/4”时的涉及弧矢像面的MTF曲线81、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线82,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头100都具有0.2以上的高MTF特性。同样,关于空间频率为“尼奎斯特频率/2”时的涉及弧矢像面的MTF曲线83、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线84,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头100都具有0.2以上的高MTF特性。因此,摄像镜头100对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
从图9中(a)可以看出:具有长宽比为4:3的受光部5的传感器4与摄像镜头100进行组合时的摄像镜头100满足条件式(1)~(3)。
根据图9中(a),条件式(1)是指:像高h0.6(像高hA)上的畸变distA在2.0%~5.0%的范围内。
根据图9中(a),条件式(2)是指:像高h0.8(像高hB)上的畸变distB比畸变distA小0.5%~1.4%。
根据图9中(a),条件式(3)是指:像高h1.0上的畸变distC比畸变distB小。
图9中(b)的示意图表示拍摄格子后得到的图像的歪曲。即,图9中(b)表示矩形格子状的物体被摄像镜头100成像后,在整体上具有怎样的畸变。图9中(b)所示的格子像在视觉上并无很大的畸变,因此,摄像镜头100在实际使用中,能够获得畸变不显著的良好的析像性能。
(摄像镜头200的光学特性)
图10为表示摄像镜头200中MTF(无单位)与空间频率(单位:lp/mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示空间频率。
图11为表示摄像镜头200中离焦MTF的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示焦点偏移量(单位:mm)。
图12为表示摄像镜头200中MTF与像高(单位:mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示像高。
图13中(a)为表示摄像镜头200中像高(单位:比例,即h0~h1.0)和畸变(单位:%)的关系的坐标图,纵轴表示像高,横轴表示畸变,图13中(b)为摄像镜头200成像后的格子像的示意图。
如图10所示,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头200在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头200对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图11所示,在焦点偏移量为0mm的位置上,也就是在像面S7(参照图2)上,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头200在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头200对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图12所示,关于空间频率为“尼奎斯特频率/4”时的涉及弧矢像面的MTF曲线121、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线122,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头200都具有0.2以上的高MTF特性。同样,关于空间频率为“尼奎斯特频率/2”时的涉及弧矢像面的MTF曲线123、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线124,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头200都具有0.2以上的高MTF特性。因此,摄像镜头200对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
图13中(a)与图9中(a)同样,可以看出:具有长宽比为4:3的受光部5的传感器4与摄像镜头200进行组合后的摄像镜头200满足条件式(1)~(3)。
根据图13中(a),条件式(1)是指:像高h0.6(像高hA)上的畸变distA在2.0%~5.0%的范围内。
根据图13中(a),条件式(2)是指:像高h0.8(像高hB)上的畸变distB比畸变distA小0.5%~1.4%。
根据图13中(a),条件式(3)是指:像高h1.0上的畸变distC比畸变distB小。
图13中(b)的示意图与图9中(b)同样,表示拍摄格子后得到的图像的歪曲。即,图13中(b)表示矩形格子状的物体被摄像镜头200成像后,在整体上具有怎样的畸变。图13中(b)所示的格子像在视觉上并无很大的畸变,因此,摄像镜头200在实际使用中,能够获得畸变不显著的良好的析像性能。
(摄像镜头300的光学特性)
图14为表示摄像镜头300中MTF(无单位)与空间频率(单位:lp/mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示空间频率。
图15为表示摄像镜头300中离焦MTF的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示焦点偏移量(单位:mm)。
图16为表示摄像镜头300中MTF与像高(单位:mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示像高。
图17中(a)为表示摄像镜头300中像高(单位:比例,即h0~h1.0)和畸变(单位:%)的关系的坐标图,纵轴表示像高,横轴表示畸变,图17中(b)为摄像镜头300成像后的格子像的示意图。
如图14所示,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头300在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头300对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图15所示,在焦点偏移量为0mm的位置上,也就是在像面S7(参照图3)上,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头300在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头300对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图16所示,关于空间频率为“尼奎斯特频率/4”时的涉及弧矢像面的MTF曲线161、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线162,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头300都具有0.2以上的高MTF特性。同样,关于空间频率为“尼奎斯特频率/2”时的涉及弧矢像面的MTF曲线163、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线164,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头300都具有0.2以上的高MTF特性。因此,摄像镜头300对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
图17中(a)与图9中(a)同样,可以看出:具有长宽比为4:3的受光部5的传感器4与摄像镜头300进行组合时的摄像镜头300满足条件式(1)~(3)。
根据图17中(a),条件式(1)是指:像高h0.6(像高hA)上的畸变distA在2.0%~5.0%的范围内。
根据图17中(a),条件式(2)是指:像高h0.8(像高hB)上的畸变distB比畸变distA小0.5%~1.4%。
根据图17中(a),条件式(3)是指:像高h1.0上的畸变distC比畸变distB小。
图17中(b)的示意图与图9中(b)同样,表示拍摄格子后得到的图像的歪曲。即,图17中(b)表示矩形格子状的物体被摄像镜头300成像后,在整体上具有怎样的畸变。图17中(b)所示的格子像在视觉上并无很大的畸变,因此,摄像镜头300在实际使用中,能够获得畸变不显著的良好的析像性能。
(摄像镜头400的光学特性)
图18为表示摄像镜头400中MTF(无单位)与空间频率(单位:lp/mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示空间频率。
图19为表示摄像镜头400中离焦MTF的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示焦点偏移量(单位:mm)。
图20为表示摄像镜头400中MTF与像高(单位:mm)之间关系的坐标图,纵轴表示MTF,横轴表示像高。
图21中(a)为表示摄像镜头400中像高(单位:比例,即h0~h1.0)和畸变(单位:%)的关系的坐标图,纵轴表示像高,横轴表示畸变,图21中(b)为摄像镜头400成像后的格子像的示意图。
如图18所示,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头400在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头400对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图19所示,在焦点偏移量为0mm的位置上,也就是在像面S7(参照图4)上,无论像高h0~像高h1.0中的任何一像高,摄像镜头400在子午像面和弧矢像面上都具有0.2以上的高MTF特性。摄像镜头400对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
如图20所示,关于空间频率为“尼奎斯特频率/4”时的涉及弧矢像面的MTF曲线201、和同一空间频率时的涉及子午像面的MTF曲线202,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头400都具有0.2以上的高MTF特性。同样,关于空间频率为“尼奎斯特频率/2”时的涉及弧矢像面的MTF曲线203,无论像高h0~像高h1.0(1.434mm)中的任何一像高,摄像镜头400都具有0.2以上的高MTF特性。
如图20所示,关于空间频率为“尼奎斯特频率/2”时的涉及子午像面的MTF曲线204,在像高h0.9(1.291mm)附近,存在比0.2稍低的MTF部分,然而,即使如此,也能够确保大约可视为0.2的MTF,因此几乎不会因MTF低于0.2而导致分辨率恶化。
因此,摄像镜头400对物体3进行成像后形成的像的中心到周边,都具有很好的分辨率。
图21中(a)与图9中(a)同样,可以看出:具有长宽比为4:3的受光部5的传感器4与摄像镜头400进行组合时的摄像镜头400满足条件式(1)~(3)。
根据图21中(a),条件式(1)是指:像高h0.6(像高hA)上的畸变distA在2.0%~5.0%的范围内。
根据图21中(a),条件式(2)是指:像高h0.8(像高hB)上的畸变distB比畸变distA小0.5%~1.4%。
根据图21中(a),条件式(3)是指:像高h1.0上的畸变distC比畸变distB小。
图21中(b)的示意图与图9中(b)同样,表示拍摄格子后得到的图像的歪曲。即,图21中(b)表示矩形格子状的物体被摄像镜头400成像后,在整体上具有怎样的畸变。图21中(b)所示的格子像在视觉上并无很大的畸变,因此,摄像镜头400在实际使用中,能够获得畸变不显著的良好的析像性能。
(摄像镜头1的各种设计数据)
图22为表示摄像镜头100的设计数据的表。
图23为表示摄像镜头200的设计数据的表。
图24为表示摄像镜头300的设计数据的表。
图25为表示摄像镜头400的设计数据的表。
图26为:在摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自的像面S7上配置传感器4而构成的摄像模块的例子的规格表。
在测定图22~图25中的各数据时,使用的传感器4与上述测定各光学特性时同样,其规格为1.3M级,其尺寸为1/6型,其像素大小(像素间距)为1.75μm,其D(对角)大小为2.869mm,其H(水平)大小为2.240mm,其V(垂直)大小为1.792mm。
为了取得图26中的各数据,如同图所示,使用与测定图22~图25中的各数据时相同的传感器4,设物距为1000mm,且使用以下加权后的(构成白色的各波长的混合比例按以下加权方式调整后的)白色光作为模拟光源(无图示)。
404.66nm对应0.13;
435.84nm对应0.49;
486.1327nm对应1.57;
546.07nm对应3.12;
587.5618nm对应3.18;
656.2725nm对应1.51。
在图22~图25中的项目“结构”一列中,表记为“L1”的行表示关于第1透镜L1的设计数据;表记为“L2”的行表示关于第2透镜L2的设计数据;表记为“CG”的行表示关于防护玻璃CG的设计数据;表记为“传感器”的行表示关于在像面S7上配置的传感器4的设计数据。
在图22~图25中的项目“材料”一列中,表记为“Nd”的列表示的是,第1透镜L1、第2透镜L2、和防护玻璃CG相对于d线(波长:587.6nm)的折射率。在图22~图25中的项目“材料”一列中,表记为“νd”的列表示的是,第1透镜L1、第2透镜L2、和防护玻璃CG相对于d线的阿贝数。阿贝数是表示光的折射度与散射度的比的光学介质常量。即,阿贝数为不同波长的光在不同方向上的折射程度,对于高阿贝数的介质而言,因不同波长的光线折射程度而导致的散射较小。
在图22~图25中的项目“面”一列中的“S1”~“S7”分别与各个面S1~面S6、以及像面S7相对应,关于这些面的设计数据在相应的行中有表示。“S1”相当于孔径光阑2的设置位置。
图22~图25中的项目“曲率”分别表示面S1~面S4的曲率。
图22~图25中的项目“中心厚度”表示从相应面的中心到朝向像面S7侧的下一个面的中心的光轴La方向(参照图1~图4的Z方向)上的距离。
图22~图25中的项目“有效半径”表示面S1~面S4的各有效半径,即,能够限制光束范围的圆形区域的半径。
图22~图25中的项目“非球面系数”表示面S1~面S4各自的代表非球面的非球面式(6)中的、i次非球面系数Ai(i为4以上的偶数)。在非球面式(6)中,Z为光轴方向(图1的Z方向)上的坐标,x为光轴的法线方向(图1的X方向)上的坐标,R为曲率半径(曲率的倒数),K为圆锥(conic)系数。
通过图22~图25中的项目“非球面系数”,明确可知,在本实施方式中,第1透镜L1和第2透镜L2的两面均被赋予了一定的非球面系数。因此,面S1~面S4均呈非球面形状。第1透镜L1和第2透镜L2的两面均呈非球面形状的摄像镜头1能够容易地对各种像差进行更好的校正。因此,摄像镜头1所具有的结构为优选的结构。
图26中的各项目与所示的内容之间关系如下所示。
在项目“F值”中,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的F值。
在项目“焦距”中,以mm为单位,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的(透镜组整体的)焦距。
在项目“视角”中,以deg(°)为单位,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自的视角,即,以3维参数Diagonal(对角)、Horizontal(水平)、Vertical(垂直),表示了各摄像镜头1所能成像的角度。
在项目“光学畸变”中,以具体数值(单位:%)分别表示有图9中(a)、图13中(a)、图17中(a)、以及图21中(a)所示的摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自在像高h0.6、像高h0.8、和像高h1.0上的畸变(光学畸变)。
项目“TV畸变”以%为单位,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自的TV(Television)失真,即所谓的TV畸变(TV distortion)的值。
在项目“光量比”中,以%为单元,分别表示了在摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自的周边光量比当中,像高h0.6、像高h0.8和像高h1.0上的各周边光量比(相对于像高h0上的光量的光量比率)。
在项目“主光线角度”中,以deg(°)为单位,表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、以及摄像镜头400各自的主光线角度(Chief Ray Angle:CRA)。
在项目“光学总长度”中,以mm为单位,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自的从孔径光阑2收光圈的部分到像面S7的距离,即,摄像镜头1的光学总长度。摄像镜头1的光学总长度是指,对光学特性赋予某种影响的全部构成要素在光轴方向上的尺寸的总和。
在项目“CG厚度”中,以mm为单位,分别表示有摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各自在光轴方向上的防护玻璃CG的厚度。
在项目“超焦距”中,以mm为单位,分别表示有在摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400中的超焦距(hyper focal distance),该超焦距是指,当焦点对焦到使景深(depth of field)的最远点为无限远时的物距(从透镜到被摄体的距离)。
在图26的表中,举例表示了构成上述长宽比的a和b的数值。在图26的表中,表示了将a和b的值分别代入条件式(4)和(5)后算出的A和B的值。在图26的表中,还表示了构成条件式(1)~(3)的各值,即distA、distB、distC、以及distA-distB、distC-distB的数值。在图26的表中,这些数值均表示关于摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的各数值。
如图26所示,摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的F值均为小于3.2的2.80,因此能够获得明亮的像。
根据图26中的表,在摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400各者中,对应于本发明的视角最大值的项目均为项目“视角”的对角(Diagonal)。在上述对应于本发明的视角最大值的项目中,涉及摄像镜头100和200的值为67.0°,涉及摄像镜头300和400的值为65.0°。因此,摄像镜头100、摄像镜头200、摄像镜头300、和摄像镜头400的视角的最大值均超过62°。
(本发明的摄像镜头和摄像模块的制造方法例1)
以下参照图27中(a)~(d),对本发明的摄像镜头和摄像模块的制造方法的一例进行说明。
第1透镜L1和第2透镜L2主要是使用热可塑性树脂131通过注塑(injection molding)制造出来。在使用热可塑性树脂131进行注塑的过程中,以指定的注射压(约为10~3000kgf/c),将加热软化后的热可塑性树脂131压入模具132,由此将热可塑性树脂131充填入模具132(参照图27中(a))。为方便起见,图27中(a)只表示了形成第1透镜L1时的情况,但形成第2透镜L2时的情况也与此相同,根据模具132的形状,本领域的技术人员能够容易的进行注塑。
将形成有多个第1透镜L1的热可塑性树脂131从模具132中取出,以1枚第1透镜L1为单位进行分割(参照图27中(b))。为方便起见,虽无图示,但同样地,将形成有多个第2透镜L2的热可塑性树脂131从模具132中取出,以1枚第2透镜L2为单位进行分割。
将各分割好的1枚第1透镜L1和1枚第2透镜L2嵌入或压入透镜外框133来进行组装(参照图27中(c))。图27中(c)表示了在透镜外框133中形成孔径光阑2(参照图1)的例子。图27中(c)所示的摄像模块136完成前的中间产物可以作为摄像镜头1来使用。
将图27中(c)所示的摄像模块136完成前的中间产物嵌入镜筒134来进行组装。然后,将受光部5上粘贴有防护玻璃CG的传感器4装载在由第1透镜L1和第2透镜L2构成的摄像镜头1的像面S7(参照图1~图4)上。由此,就作成了摄像模块136(参照图27中(d))。
用作注塑透镜(第1透镜L1和第2透镜L2)的材料的热可塑性树脂131的负荷变形温度约为摄氏130度。因此,由于热可塑性树脂131对于实施回流时的热历史(最大温度约为摄氏260度)的耐热性不充分,所以不能承受回流时产生的热。上述回流为热可塑性树脂131的表面安装时主要应用的技术。
因此,在将摄像模块136安装到基板上时,仅对传感器4的部分通过回流来安装,而第1透镜L1和第2透镜L2的部分则采用以树脂连接的方法,或采用对第1透镜L1和第2透镜L2的装载部分进行局部加热的安装方法。
在图中,防护玻璃CG包含在传感器4上,以传感器4中的四边形来表示。图中例示了在摄像模块136中,将防护玻璃CG只粘贴在传感器4的受光部5上时的样子。
(本发明的摄像镜头和摄像模块的制造方法例2)
下面,参照图28中(a)~(d),对本发明的摄像镜头和摄像模块的另一制造方法的例子进行说明。
近年,关于用作第1透镜(相邻透镜中的一方)L1和/或第2透镜(构成摄像镜头的最靠近像面侧的透镜,即相邻透镜中的另一方)L2的材料的热硬化性树脂或UV硬化性树脂,使用该热硬化性树脂或UV硬化性树脂的所谓的耐热相机模块正逐步得以开发。在此所述的摄像模块148为该耐热相机模块,作为第1透镜L1和第2透镜L2的材料,使用热硬化性树脂141来代替了热可塑性树脂131(参照图27中(a))。也可以使用UV硬化性树脂来代替热硬化性树脂141。
使用热硬化性树脂141或UV硬化性树脂来作为第1透镜L1和/或第2透镜L2的材料的理由是:通过在短时间内一并制造出大量摄像模块148,来削减摄像模块148的制造成本。特别是,使用热硬化性树脂141或UV硬化性树脂来作为第1透镜L1和第2透镜L2的材料的理由是:为了能够对摄像模块148实施回流。
目前已提出了很多制造摄像模块148的技术。其中具有代表性的技术有上述注塑和晶圆级透镜工序。特别是,从摄像模块的制造时间和其他综合见解来看,晶圆级透镜(能够实施回流(reflowable)的透镜)工序更为有利,因而最近越来越受瞩目。
实施晶圆级透镜工序时,需要抑制第1透镜L1和第2透镜L2由热引起的塑性变形。应上述要求,作为第1透镜L1和第2透镜L2,使用即使加热也不易变形的具有很高耐热性的热硬化性树脂材料或UV硬化性树脂材料的晶圆级透镜(透镜阵列)越来越受瞩目。具体为:使用即使连续10秒以上被施加摄氏260~280度的热也不会产生塑性变形的耐热性的热硬化性树脂材料或、UV硬化性树脂材料来制造的晶圆级透镜越来越受瞩目。
在晶圆级透镜工序中,用热硬化性树脂141,通过透镜阵列形成模具142和143,分别一次性形成第1透镜阵列144和第2透镜阵列(透镜阵列)145。然后,将第1透镜阵列144和第2透镜阵列145相互粘合。然后,装载传感器阵列147。之后,以1个摄像模块148为单位进行分割,由此来制造摄像模块148。
以下对晶圆级透镜工序的详细过程进行说明。
在晶圆级透镜工序中,首先,将热硬化性树脂141充填入形成有多个凹部的透镜阵列形成模具142和形成有与每个该凹部相对应的多个凸部的透镜阵列形成模具143,并通过透镜阵列形成模具142和143中产生的热使热硬化性树脂141硬化,从而制成以相互对应的该凹部和凸部的每个组合为单位而形成有透镜的透镜阵列(参照图28中(a))。
通过图28中(a)所示的工序制成的透镜阵列为由热硬化性树脂141构成的、在同一面上形成有多个第1透镜L1的第1透镜阵列144。为了方便起见,虽然没有图示,但在通过透镜阵列模具制成由热硬化性树脂141构成的、在同一面上形成有多个第2透镜L2的第2透镜阵列145时,按图28中(a)所示的工序进行即可。
相互粘合第1透镜阵列144和第2透镜阵列145时,对于各第1透镜L1和各第2透镜L2,使第1透镜L1的光轴和相应的第2透镜L2的光轴都位于图1所示的摄像镜头1的光轴La上(参照图28中(b))。从大量生产摄像模块(包括摄像镜头)的观点来看,粘贴第1透镜阵列144和第2透镜阵列145时,在由第1透镜L1的光轴和相应的第2透镜L2的光轴所组成的组合中,至少使2个组合的各自中的上述两光轴均位于光轴La上。
然而,具体来说,作为对第1透镜阵列144和第2透镜阵列145之间的位置进行调整的调芯方法,除了将第1透镜L1和第2透镜L2的各个光轴均调整为与光轴La一致,还有一边摄像一边调芯等各种方法。此外,位置的调整还受到晶圆间距的完成精度的影响。
如图28中(b)所示,向粘合后的第1透镜阵列144和第2透镜阵列145,装载配置有多个传感器4的传感器阵列147,且使各光轴La与相应的各传感器4的中心4c重合(参照图28中(c))。各传感器4分别配置于相应的各摄像镜头1的像面S7(参照图1~图4)上,且其受光部5上粘贴有防护玻璃CG。
此时,设置孔径光阑2(参照图1),使第1透镜阵列144的各凸部,即,使第1透镜阵列144中相当于各第1透镜L1的面S1(参照图1)的部分露出。对于设置孔径光阑2的定时以及设置方法,并没有特别的限制。
根据图28中(c)所示的工序,将呈阵列状的多个摄像模块148,以第1透镜L1的光轴和相应的第2透镜L2的光轴所组成组合中的1个组合为单位,换言之,以每个摄像模块148为单位(以1个摄像模块148为最小单位)进行分割,从而制成摄像模块148(参照图28中(d))。
防护玻璃CG包含在传感器4上,以传感器4中的四边形来表示。图中例示了在摄像模块136中,将防护玻璃CG只粘贴在传感器4的受光部5上时的样子。
如果省略图28中(c)所示的装载各传感器4(传感器阵列147)的工序而只装载防护玻璃CG,从而在摄像模块148中省略摄像元件,也能够通过晶圆级透镜工序容易地制造出摄像镜头1。
对于设置防护玻璃CG的定时和设置方法,并没有特别的限制。如上述那样在摄像镜头1或摄像模块148中设置防护玻璃CG的实施方式既可以为图1等所示的实施方式,也可以为图27中(d)和图28中(d)所示的实施方式。
通过使用图28中(a)~(d)所示的晶圆级透镜工序来一齐制造多个摄像模块148,能够削减摄像模块148的制造成本。当在基板上组装制成的摄像模块148时,为了避免由回流产生的热(最高温度约为摄氏260度)导致的塑性变形,作为优选,使用对摄氏260~280度的热具有10秒以上的耐热性的热硬化性树脂或UV硬化性树脂来作为第1透镜L1和第2透镜L2。由此,就可以对摄像模块148实施回流。通过进一步在晶圆级制造工序中应用具有耐热性的树脂材料,能够廉价制造出可以实施回流的摄像模块。
摄像模块148可以解释为:具有摄像镜头1、和配置有受光部5的传感器4。
摄像模块148与其自身具有的摄像镜头1具有同样的效果,因此,即使使用如2枚这样的少枚数透镜,也能实现具有良好分辨率的廉价的数码相机。
作为优选,摄像模块148的传感器4的像素数大于100万像素。
通过设置与摄像镜头1的分辨率相适的传感器4,能够获得具有良好分辨率的摄像模块148。作为优选,摄像模块148具有1.3M级的传感器4。
作为优选,摄像模块148的传感器4的像素间距小于2.5μm。
通过用像素间距小于2.5μm的固体摄像元件构成传感器4,能够实现充分发挥了高像素密度摄像元件的性能的摄像模块148。
可以理解为,摄像模块148是根据图28中(a)~(d)所示的晶圆级透镜工序,按下述的制造方法所制造的:先制备在同一面上具有多个第2透镜L2的第2透镜阵列145、和在同一面上具有多个传感器4的传感器阵列147,以各第2透镜L2和各传感器41对1对向配置的方式,向第2透镜阵列145装载传感器阵列147,然后,以对向配置的第2透镜L2和传感器4的每个组合为单位,对上述装载有传感器阵列147的第2透镜阵列145进行分割。
可以理解为,摄像模块148是根据图28中(a)~(d)所示的晶圆级透镜工序,按下述制造方法所制造的:先制备在同一面上具有多个第1透镜L1的第1透镜阵列144、和在同一面上具有多个第2透镜L2的第2透镜阵列145。以各第1透镜L1和各第2透镜L21对1对向配置的方式,向第1透镜阵列144粘合第2透镜阵列145,然后,以对向配置的第1透镜L1和第2透镜L2的每个组合为单位,对上述粘合在一起的第1透镜阵列144和第2透镜阵列145进行分割。
根据上述结构,能够在短时间内一齐制造出大量的摄像模块148,因此,能够削减摄像模块148的制造成本。对于摄像模块148而言,通过以少枚数的透镜来实现摄像镜头1,不仅能够利用部件的削减来降低成本,还能应用上述廉价制造方法。该两种效果相辅相成,更能实现廉价制造的目的。特别是在摄像镜头1中,通过减少透镜枚数来削减透镜阵列的粘合工序,可以在摄像模块148中减少可能导致制造误差的因素,所以有望取得更有效的成本削减效果。
作为优选,在摄像模块148中,在构成摄像镜头1的透镜中,至少有1个由热硬化性树脂或UV硬化性树脂构成。
在构成摄像镜头1的透镜中,通过使至少1个透镜由热硬化性树脂或UV硬化性树脂构成,能够在摄像模块148的如图28中(a)~(d)所示的制造阶段,用树脂来形成多个透镜,从而制造出透镜阵列。并且,还能够对摄像镜头1实施回流安装。
根据上述结构,通过对以削减实施成本为目的的由热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂构成的透镜、和以少枚数的透镜实现光学系统的本发明的摄像镜头或摄像模块采取技术并用,能够更有效的削减成本。
具有摄像模块148的便携式信息设备与本发明的摄像模块具有相同的效果,进而也可以说与本发明的摄像镜头具有相同的效果。信息便携式终端和手机等各种便携式终端均为上述便携式信息设备的例子。
本发明的摄像镜头的特征在于,视角最大值大于62°。
视角越广越易于产生畸变,然而,在本发明的摄像镜头中,上述畸变得以了最佳化,因此即使产生了畸变,也不显著。因此,本发明的摄像镜头主要用于最大视角超过62o的广视角摄像镜头。
本发明的摄像镜头的特征在于,以物体侧到像面侧为序,具有孔径光阑、具有正折射性的第1透镜、和第2透镜,上述第1透镜为凸面朝向物体侧的凸凹透镜,上述第2透镜的朝向物体侧的面呈凹状。
根据上述结构,能够以第1透镜和第2透镜这两枚透镜来构成:以少枚数的透镜获得具有期望的分辨率且畸变不显著的具有良好析像性能的本发明的摄像镜头。
本发明的摄像镜头的特征在于,在上述第2透镜的朝向像面侧的面中,除上述摄像镜头自身的光轴所占的部分以外,其他部分的相对于该光轴的法线方向的面倾斜最大角度在60°以上。
根据上述结构,能够使摄像镜头容易地满足条件式(3)。另一方面,若相对于上述光轴的法线方向的面倾斜最大角度小于60°,则摄像镜头的distC会增大,从而导致难以满足条件式(3)。根据上述结构,通过扩大该面倾斜,能够容易地对像的周边的像差进行良好的校正。
本发明的摄像镜头的特征在于,F值小于3.2。
根据上述结构,能够获得明亮的像。在本发明的摄像镜头中,通过将像的周边的畸变特性设为负值,能够提高像的周边光量比。
本发明的摄像模块的特征在于,上述固体摄像元件的像素数大于100万像素。
根据上述结构,通过具有与摄像镜头的分辨率相适的固体摄像元件,能够获得具有良好分辨率的摄像模块。作为优选,本发明的摄像模块具有1.3M(百万)的固体摄像元件。
本发明的摄像模块的特征在于,上述固体摄像元件的像素间距小于2.5μm。
根据上述结构,通过用像素间距小于2.5μm的固体摄像元件构成传感器,能够实现充分发挥了高像素的摄像元件性能的摄像模块。
本发明的摄像模块的特征在于,通过以下方法形成:以各透镜与各固体摄像元件一一对向配置的方式,对在同一面上具有多个用以构成上述摄像镜头的最靠近像面侧的透镜的透镜阵列、和在同一面上具有多个上述固体摄像元件的传感器阵列进行贴合,然后,以上述对向配置的上述透镜和固体摄像元件所组成的每个组为单位进行分割。
本发明的摄像模块的特征在于,上述摄像镜头由多个透镜构成,且通过以下方法形成:对在同一面上具有多个用以构成上述摄像镜头的相邻透镜的一方的第1透镜阵列、和在同一面上具有多个上述相邻透镜的另一方的第2透镜阵列进行粘合,且使上述第1透镜阵列中的各透镜与上述第2透镜阵列中的各透镜为一一对向配置,然后,以上述对向配置的透镜所组成的每个组为单位进行分割。
根据上述结构,能够在短时间内一齐制造出大量的摄像模块,因此,能够削减摄像模块的制造成本。对于摄像模块而言,通过以少枚数的透镜来实现摄像镜头,不仅能够利用部件的削减来降低成本,还能应用上述廉价制造方法。该两种效果相辅相成,更能实现廉价制造的目的。特别是在摄像镜头中,通过减少透镜枚数来削减透镜阵列的粘合工序,可以在摄像模块中减少可能导致制造误差的因素,所以有望取得更有效的成本削减效果。
本发明的摄像模块的特征在于,在构成上述摄像镜头的透镜中,至少有1个透镜由热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂构成。
根据上述结构,在构成本发明的摄像镜头的透镜中,通过使至少1个透镜由热硬化性树脂或UV(Ultra Violet:紫外线)硬化性树脂构成,能够在本发明的摄像模块的制造阶段,用树脂来形成多个透镜,从而制造出透镜阵列。并且,还能够对摄像镜头实施回流安装。
根据上述结构,通过对以削减实施成本为目的的由热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂构成的透镜、和以少枚数的透镜实现光学系统的本发明的摄像镜头或摄像模块采取技术并用,能够更有效的削减成本。
本发明并不局限于上述各种实施方式,可以根据权利要求所示的范围进行各种变更。适当地组合不同实施方式中记述的技术手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围之内。
(工业上的利用可能性)
本发明能够应用于以装载在便携式终端的数码相机等上为目的的摄像镜头和摄像模块。特别是,本发明能够应用于具备固体摄像元件的摄像模块、和适用于该摄像模块的摄像镜头。
Claims (11)
2. 根据权利要求1所述的摄像镜头,其特征在于:
视角最大值大于62°。
3. 根据权利要求1所述的摄像镜头,其特征在于:
以物体侧到像面侧为序,具有孔径光阑、具有正折射性的第1透镜、第2透镜;
上述第1透镜为凸面朝向物体侧的凸凹透镜;
上述第2透镜的朝向物体侧的面呈凹状。
4. 根据权利要求3所述的摄像镜头,其特征在于:
在上述第2透镜的朝向像面侧的面中,除上述摄像镜头自身的光轴所占的部分以外,其他部分的相对于该光轴的法线方向的面倾斜最大角度在60°以上。
5. 根据权利要求1所述的摄像镜头,其特征在于:
F值小于3.2。
7. 根据权利要求6所述的摄像模块,其特征在于:
上述固体摄像元件的像素数大于100万像素。
8. 根据权利要求6所述的摄像模块,其特征在于:
上述固体摄像元件的像素间距小于2.5μm。
9. 根据权利要求6所述的摄像模块,其特征在于:
通过以下方法形成:
以各透镜与各固体摄像元件一一对向配置的方式,对在同一面上具有多个用以构成上述摄像镜头的最靠近像面侧的透镜的透镜阵列、和在同一面上具有多个上述固体摄像元件的传感器阵列进行贴合,
然后,以上述对向配置的上述透镜和固体摄像元件所组成的每个组为单位进行分割。
10. 根据权利要求6所述的摄像模块,其特征在于:
上述摄像镜头由多个透镜构成,且通过以下方法形成:
对在同一面上具有多个用以构成上述摄像镜头的相邻透镜的一方的第1透镜阵列、和在同一面上具有多个上述相邻透镜的另一方的第2透镜阵列进行粘合,且使上述第1透镜阵列中的各透镜与上述第2透镜阵列中的各透镜为一一对向配置,
然后,以上述对向配置的透镜所组成的每个组为单位进行分割。
11. 根据权利要求6所述的摄像模块,其特征在于:
在构成上述摄像镜头的透镜中,至少有1个透镜由热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂构成。
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