CN102713716B - 摄像透镜、摄像装置及便携终端 - Google Patents
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Abstract
为了提供一种与以往种类相比既小型又能够良好地修正各种像差的5个结构的摄像透镜、备有它的摄像装置及便携终端，摄像透镜由从物体侧起依次、具有正折射力凸面向着物体侧的第1透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第2透镜、具有负折射力凸面向着物体侧的凹凸形状的第3透镜、具有正折射力凸面向着像侧的第4透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第5透镜组成，第5透镜的像侧面为非球面形状，并在与光轴的交点之外的位置具有拐点，通过使第3透镜和第4透镜在光轴方向一体移动进行聚焦，满足以下条件式（1）：0．75＜ｆ34／ｆ＜1．30 …（1），其中，ｆ34：第3透镜和第4透镜的合成焦距，ｆ：摄像透镜整体的焦距。
Description
技术领域
本发明涉及采用了CCD型影像传感或CMOS型影像传感等固体摄像元件的小型摄像装置中适用的摄像透镜、摄像装置及备有它们的便携终端。
背景技术
近年来，随着采用了ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型影像传感或ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型影像传感等固体摄像元件的摄像元件的高性能化和小型化，备有摄像装置的手机以及便携信息终端越来越普及。对于搭载在这些摄像装置中的摄像透镜，要求进一步小型化和高性能化。作为这种用途的摄像透镜，有一种5个结构的摄像透镜被提案，它与3个或4个结构的透镜相比能够实现高性能化。
作为这种5个结构的摄像透镜，一种由从物体侧起依次、具有正折射力的第1透镜、具有负折射力的第2透镜、具有正折射力的第3透镜、具有负折射力的第4透镜、具有负折射力的第5透镜构成的摄像透镜已有所公开（请参照例如专利文献1）。
另外，一种由从物体侧起依次、具有负折射力的第1透镜、具有正折射力的第2透镜、具有负折射力的第3透镜、具有正折射力的第4透镜、具有负折射力的第5透镜构成的摄像透镜也有所公开（请参照例如专利文献2）。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：特开2007－264180号公报
专利文献2：特开2007－279282号公报
发明内容
发明欲解决的课题
但是上述专利文献1记载的摄像透镜中，是由第1透镜至第3透镜承担整个系统的折射力，第4透镜和第5透镜只有作为折射力弱的像场修正透镜的效果，因此像差修正不充分，如果进一步缩短透镜全长的话，由于性能劣化，摄像元件难以适应于高像素化，存在问题。
另外，上述专利文献2记载的摄像透镜中，第1透镜和第2透镜构成的前组是用球面系构成的，所以球面像差和彗形像差的修正不充分，不能确保良好的性能。另外，因为前组及第3透镜后面的后组都具有正折射力，所以，与后组是具有负折射力的望远型结构相比，光学系统的主点位置在像侧，后焦点变长，不利于小型化。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种与以往种类相比，既小型又能够良好地修正各种像差的5个结构的摄像透镜。
有关小型摄像透镜的尺度，本发明以满足下式（8）水准的小型化为目标。通过满足该范围，能够实现摄像装置整体的小型轻量化。
Ｌ／2Ｙ＜1．00 …（8）。
其中，
Ｌ：从整个摄像透镜最物体侧的透镜面到像侧焦点的光轴上的距离
2Ｙ：固体摄像元件摄像面的对角线长（固体摄像元件矩形实效像素区域的对角线长）
像侧焦点是指与光轴平行的平行光线入射到摄像透镜上时的像点。
在摄像透镜最像侧的面与像侧焦点位置之间配置光学低通滤器、红外线遮挡滤器或固体摄像元件组件的密封玻璃等平行平板时，平行平板部分作为空气换算距离再计算上述L值。
优选满足下式（8）′：
Ｌ／2Ｙ＜0．90 …（8）′。
用来解决课题的手段
第1项记载的摄像透镜，是用来使被摄物体成像于固体摄像元件光电变换部的摄像透镜，其特征在于，
由从物体侧起依次、具有正折射力凸面向着物体侧的第1透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第2透镜、具有负折射力凸面向着物体侧的凹凸形状的第3透镜、具有正折射力凸面向着像侧的第4透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第5透镜组成，
所述第5透镜的像侧面为非球面形状，并在与光轴的交点之外的位置具有拐点，
所述第1透镜、所述第2透镜、所述第5透镜相对摄像面固定，通过使所述第3透镜和所述第4透镜在光轴方向一体移动进行聚焦，满足以下条件式：
0．75＜ｆ34／ｆ＜1．30 …（1），
其中，
ｆ34：所述第3透镜和所述第4透镜的合成焦距
ｆ：所述摄像透镜整体的焦距。
为了得到小型且良好地修正了像差的摄像透镜，本发明的基本结构由具有正折射力凸面向着物体侧的第1透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第2透镜、具有负折射力凸面向着物体侧的凹凸形状的第3透镜、具有正折射力凸面向着像侧的第4透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第5透镜组成。这种从物体侧起依次配置第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜组成的正透镜组和负的第5透镜之所谓望远型的透镜结构，是有利于摄像透镜全长小型化的结构。
并且，通过使5个结构中的3个为负透镜，这样增加具有发散作用的面，使珀兹瓦尔和的修正来得容易，能够得到直至画面周边部确保良好成像性能的摄像透镜。
另外，通过使配置在最像侧的第5透镜的像侧面为非球面，这样能够在画面周边部良好地修正诸像差。并且，通过形成是在与光轴的交点之外的位置具有拐点的非球面形状，这样容易确保像侧光束的焦阑特性。
这里的“拐点”是有效半径内的透镜截面形状的曲线上，非球面顶点的切平面是垂直于光轴之平面的非球面上的点。
通过使第1透镜、第2透镜、第5透镜为固定、只使第3透镜和第4透镜在光轴方向移动，这样能够避免球面像差、色差、像场弯曲等恶化地进行聚焦。另外，与一体伸出整个摄像透镜的所谓整体伸出相比可以减小聚焦移动量，可以实现传动装置的省空间化而且全长不变，因此能够实现光学单元的超小型化。并且能够防止异物进入透镜单元内，还能够实现废止工序从而降低成本、减少不良从而减轻环境负担。
条件式（1）是用来确切地设定为聚焦组的第3透镜和第4透镜的合成焦距的条件式。通过条件式（1）的数值小于上限，能够适度维持聚焦组的折射力，能够抑制聚焦移动量为较小。反之，通过条件式（1）的数值大于下限，第3透镜和第4透镜的折射力不会太强，能够抑制聚焦时的像差变动为较小。
较优选满足下式：
0．80＜ｆ34／ｆ＜1．25 …（1）′。
第2项记载的摄像透镜，是第1项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
1．35＜ｆ12／ｆ＜1．95 …（2），
其中，
ｆ12：所述第1透镜和所述第2透镜的合成焦距。
条件式（2）是用来确切地设定第1透镜和第2透镜的合成焦距的条件式。通过条件式（2）的数值小于上限，能够适度维持第1透镜和第2透镜的正的合成焦距，由此能够将系统整体的主点位置配置在更物体侧，能够缩短摄像透镜全长。反之，通过条件式（2）的数值大于下限，第1透镜和第2透镜的正的合成焦距不会过度太小，能够抑制在第1透镜和第2透镜产生的高次球面像差和彗形像差为较小，通过控制第1透镜、第2透镜的各折射力为适度，能够减小相对制造误差的像场变动。
较优选满足下式：
1．40＜ｆ12／ｆ＜1．85 …（2）′。
第3项记载的摄像透镜，是第1或2项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
0．1＜ΣＬ12／ｆ＜0．4 …（3），
其中，
ΣＬ12：从所述第1透镜物体侧面到所述第2透镜像侧面的光轴上的距离。
条件式（3）是用来确切地设定从第1透镜物体侧面到第2透镜像侧面的光轴上的距离的条件式。为了缩短全长及提高性能，第1透镜、第2透镜是容易被薄型化的透镜，由于薄型化而成型性受到影响。对此，通过满足条件式（3）的范围，能够使全长缩短及提高性能与透镜成型性得到两立。
较优选满足下式：
0．15＜ΣＬ12／ｆ＜0．30 …（3）′。
第4项记载的摄像透镜，是第1至3的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第3透镜的像侧面具有非球面形状，并在与光轴的交点之外的位置具有拐点。
通过使第3透镜的像侧面为非球面形状并具有拐点，能够抑制聚焦时的性能劣化为较小。
第5项记载的摄像透镜，是第1至4的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
0．15＜｜Ｐ3｜／Ｐ＜0．55 …（4），
其中，
Ｐ3：所述第3透镜的折射力
Ｐ：所述摄像透镜整体的折射力。
条件式（4）是用来确切地设定第3透镜折射力的条件式。通过条件式（4）的数值小于上限，第3透镜的负的折射力不会太强，能够抑制聚焦时的性能变动为较小。反之，通过条件式（4）的数值大于下限，能够适度维持第3透镜的负的折射力，有利于全长缩短。
较优选满足下式：
0．2＜｜Ｐ3｜／Ｐ＜0．5 …（4）′。
第6项记载的摄像透镜，是第1至5的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
0．65＜ｄ25／ｆ＜0．95 …（5），
其中，
ｄ25：从所述第2透镜像侧面到所述第5透镜物体侧面的光轴上的距离。
条件式（5）是用来规定聚焦时相对摄像面固定的第2透镜和第5透镜的光轴上的距离、确切设定聚焦时的间隙的条件式。通过条件式（5）的数值小于上限，能够抑制摄像透镜全长伴随聚焦行程增加而增大。反之，通过条件式（5）的数值大于下限，能够适度确保聚焦时的间隙。
较优选满足下式：
0．7＜ｄ25／ｆ＜0．9 …（5）′。
第7项记载的摄像透镜，是第1至6的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述摄像透镜的孔径光阑被配置在所述第1透镜与所述第2透镜之间。
通过将孔径光阑配置在第1透镜与第2透镜之间，穿过第1透镜物体侧面的周边非主流光线的折射角不会太大，能够使摄像透镜的小型化和良好的像差修正得到两立。
第8项记载的摄像透镜，是第1至7的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述第2透镜的像侧面具有非球面形状，持有随着离开光轴到周边而负的折射力减弱的形状。
通过将第2透镜的像侧面形成为随着从中心往周边而负的折射力减弱的非球面形状，光线在周边部不会过度弯折，能够良好地修正轴外诸像差，并在周边部确保良好的焦阑特性。
第9项记载的摄像透镜，是第1至8的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
15＜ν2＜31 …（6），
其中，
ν2：所述第2透镜的阿贝数。
条件式（6）是用来确切地设定第2透镜的阿贝数的条件式。通过条件式（6）的数值小于上限，能够适当增大第2透镜的色散，能够在抑制第2透镜折射力的同时良好地修正轴上色差、倍率色差等色像差。反之，通过条件式（6）的数值大于下限，能够用容易到手的材料来构成。
较优选满足下式：
15＜ν2＜24 …（6）′。
更优选满足下式：
15＜ν2＜21 …（6）″。
第10项记载的摄像透镜，是第1至9的任何一项中记载的发明，其特征在于，满足以下条件式：
1．60＜ｎ2＜2．10 …（7），
其中，
ｎ2：所述第2透镜的折射率。
条件式（7）是用来良好地修正摄像透镜整体的色像差和像场弯曲的条件式。通过条件式（7）的数值大于下限，能够适度维持色散较大的第2透镜的折射力，能够良好地修正色像差和像场弯曲。反之，通过条件式（7）的数值小于上限，能够用容易到手的材料来构成。
较优选满足下式：
1．63＜ｎ2＜2．00 …（7）′。
更优选满足下式：
1．649＜ｎ2＜2．00 …（7）″。
第11项记载的摄像透镜，是第1至10的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述摄像透镜全部用塑料材料形成。
近年来，以固体摄像装置整体的小型化为目的，同样像素的固体摄像元件像素间隔变小，开发了摄像面尺寸较小的摄像元件。由于适应于这种摄像面尺寸小的固体摄像元件的摄像透镜必须把整体的焦距缩短为较短，所以各透镜的曲率半径和外经变得相当小。因此，相比用花费功夫的研磨加工制造的玻璃透镜来说，所有的透镜都用注射成型制造的塑料透镜来构成，这样能够廉价大量生产曲率半径和外经较小的透镜。另外，塑料透镜可以降低模压温度，所以能够抑制成型模具的损耗，这样能够减少成型模具的交换次数和维修次数，实现降低成本。
第12项记载的摄像装置，其特征在于，备有：光电变换被摄物体像的固体摄像元件；第1至11的任何一项中记载的摄像透镜。通过采用本发明的摄像透镜，能够得到较小型且高性能的摄像装置。
第13项记载的便携终端，其特征在于，备有第12项中记载的摄像装置。通过采用本发明的摄像装置，能够得到较小型且高性能的便携终端。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种与以往种类相比既小型又能够良好地修正各种像差的5个结构的摄像透镜、备有它的摄像装置及便携终端。
附图说明
图1：本实施方式摄像装置50的立体图。
图2：沿摄像装置50摄像透镜光轴的截面模式示意图。
图3：应用了摄像装置的手机的正面图（a）以及应用了摄像装置的手机的背面图（b）。
图4：图3手机的控制方框图。
图5：实施例1摄像透镜的光轴方向的截面图。
图6：实施例1的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
图7：实施例2摄像透镜的光轴方向的截面图。
图8：实施例2的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
图9：实施例3摄像透镜的光轴方向的截面图。
图10：实施例3的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
图11：实施例4摄像透镜的光轴方向的截面图。
图12：实施例4的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
图13：实施例5摄像透镜的光轴方向的截面图。
图14：实施例5的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
图15：实施例6摄像透镜的光轴方向的截面图。
图16：实施例6的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d））。
具体实施方式
以下参照附图，说明本发明的实施方式。图1是本实施方式摄像装置50的立体图。图2是沿摄像装置50摄像透镜光轴的截面模式示意图。
如图1、图2所示，摄像装置50备有：具有光电变换部51a的作为固体摄像元件的CMOS型摄像元件51；使被摄物体成像于摄像元件51光电变换部51a的摄像透镜10；由支撑摄像元件51并具有进行其电信号接送之外部连接用端子（又称外部连接端子）54（请参照图1）的基板52和具有来自于物体侧的光入射用之开口部的遮光部件构成的作为镜筒的筐体53；它们被形成一体。
摄像元件51是在其受光侧的平面中央部分形成了二维配置着像素（光电变换元件）的作为受光部的光电变换部51a，在其周围形成了信号处理回路（没有图示）。这种信号处理回路由下述各部构成：依次驱动各像素得到信号电荷的驱动回路部；将各信号电荷变换为数码信号的A/D变换部；采用该数码信号形成图像信号输出的信号处理部等。另外，在摄像元件51受光侧平面的外缘附近配置着多个极垫（图示省略），经接线W与基板52连接。摄像元件51是将来自于光电变换部51a的信号电荷变换为数码YUV信号等图像信号，经接线W输出到基板52上的所定回路。这里的Y为辉度信号，U（＝R－Y）为红与辉度信号的色差信号，V（＝B－Y）为青与辉度信号的色差信号。摄像元件并不局限于上述CMOS型的影像传感，也可以使用CCD等其他类型的。
基板52备有：支撑平板52a，在其上面上支撑摄像元件51及筐体53；柔韧基板52b，一端连接在支撑平板52a的下面（摄像元件51的反面）。
图中虽然没有出示，支撑平板52a具有多个信号传达用极垫，经没有图示的配线与摄像元件51连接。
图1中如上所述，柔韧基板52b一端与支撑基板52a连接，通过另一端设有的外部连接端子54，连接支撑平板52a与外部回路（例如装有摄像装置的上位装置所具有的控制回路），能够从外部回路接受用来驱动摄像元件51的电压和时钟信号以及向外部回路输出数码YUV信号。柔韧基板52b长度方向的中间部分具备可绕性或变形性，通过变形，使外部连接端子54相对支撑平板52a的朝向和配置自由。
图2中，筐体53被固定配置在基板52支撑平板52a的设有摄像元件51的面上，覆盖摄像元件51。也就是说，筐体53的摄像元件51侧部分开广口，围着摄像元件51，另一端部（物体侧端部）形成具有小开口的凸缘部53a，摄像元件51侧端部（像侧端部）接触固定在支撑平板52a上。筐体53的摄像元件51侧端部也可以接触固定在摄像元件51的光电变换部51a周围。
设有小开口（光入射用开口部）的凸缘部53a向着物体配置的筐体53内部，在摄像透镜10与摄像元件51之间固定配置着为IR（红外线）遮挡滤器的平行平板F。
摄像透镜10由从物体侧起依次具有正折射力凸面向着物体侧的第1透镜L1、孔径光阑S、具有负折射力凹面向着像侧的第2透镜L2、具有负折射力凸面向着物体侧的凹凸形状的第3透镜L3、具有正折射力凸面向着像侧的第4透镜L4、具有负折射力凹面向着像侧的第5透镜L5组成。第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴之交点以外的位置具有拐点。第1透镜L1第2透镜L2叠层，中间隔有形成孔径光阑S的部件S M，在该状态下被固定于凸缘部53a。第5透镜L5通过筒状隔件SP固定于筐体53。第3透镜L3第4透镜L4之间通过筒状联结部件CY联结，由没有图示的传动装置一体驱动在光轴方向聚焦。摄像透镜10满足下式：
0．75＜ｆ34／ｆ1．30 …（1），
其中，
ｆ34：第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦距
ｆ摄像透镜10整体的焦距
优选透镜L1～L5都是塑料制的。图1、2中，上方为物体侧，下方为像侧。
虽然没有图示，但也可以在第1透镜L1的物体侧设外部遮光罩，以尽可能减少来自于外部的不要光的入射。另外，孔径光阑S是决定整个摄像透镜之F值的部件。为IR遮挡滤器的平行平板F，是被形成为例如略矩形形状、圆形形状的部件。
对上述摄像装置50的动作作说明。图3表示在便携终端一例的手机100中装备摄像装置50的状态。图4是手机100的控制方框图。
摄像装置50被配设在相当于液晶显示部下方的位置上，筐体53的物体侧端面被设在手机100的背面（请参照图3（b））。
摄像装置50的外部连接端子54与手机100的控制部101连接（图4中的箭头），向控制部101输出辉度信号、色差信号等图像信号。
手机100如图4所示，备有：控制部（CPU）101，统括性控制各部并实行与各种处理相应的程序；输入部60，用来指示并输入号码等；显示部70，显示所定的数据以及拍摄的图像；无线通信部80，用来实现与外部服务器之间的各种信息通信；记忆部（ROM）91，记忆手机100的系统程序、各种处理程序以及终端ID等必需的各种数据；一时性记忆部（RAM）92，一时性存储由控制部101实行的各种处理程序、数据或处理数据、摄像装置50拍摄的图像数据等，还用作作业区域。
从摄像装置50输入的图像信号经所定处理之后由手机100控制部101记忆到不挥发性记忆部（闪存）93，或显示在显示部70，进一步通过无线通信部80作为图像信息送往外部。手机100上还具有没有图示的输入输出声音的话筒以及扬声器等。
实施例
以下出示本发明摄像透镜的实施例。各实施例中使用的记号如下：
ｆ：摄像透镜整体的焦距
ｆＢ：后焦点
ＦF值
2Ｙ：固体摄像元件的摄像面对角线长
ENTP：入射光瞳位置（从第1面到入射光瞳位置的距离）
EXTP：射出光瞳位置（从摄像面到射出光瞳位置的距离）
Ｈ1：前侧主点位置（从第1面到前侧主点位置的距离）
Ｈ2：后侧主点位置（从最终面到后侧主点位置的距离）
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
各实施例中，各面编号后带有「＊」的面是具有非球面形状的面，非球面形状以面顶点为原点、在光轴方向取X轴、以光轴垂直方向的高度为h，用以下「数1」表示。
[数1]
其中，
Ａｉ：ｉ次非球面系数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：圆锥定数。
以下（包括表中的透镜数据）用E（例如2.5E-02）表示10的幂乘数（例如2.5×10-02）。透镜数据的面编号是以第1透镜的物体侧为1面，依次付与。实施例中记载的表示长度的数值，单位都为mm。
［实施例1］
以下出示实施例1摄像透镜的透镜数据。
f=3.68mm fB=0.29mm F=2.452 Y=5.53mm
ENTP=0.37mm EXTP=-2.48mm H1=-0.84mm H2=-3.4mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图5是实施例1透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图6是实施例1的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。后面像差图的球面像差图及子午彗形像差图中实线表示d线、虚线表示g线，像散图中实线表示弧矢像面、虚线表示子午像面。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
［实施例2］
以下出示实施例2摄像透镜的透镜数据。
f=3.68mm fB=0.23mm F=2.452 Y=5.53mm
ENTP=0.33mm EXTP=-2.44mm H1=-1.06mm H2=-3.45mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图7是实施例2透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图8是实施例2的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
［实施例3］
以下出示实施例3摄像透镜的透镜数据。
f=3.68mm fB=0.24mm F=2.452 Y=5.53mm
ENTP=0.37mm EXTP=-2.43mm H1=-1.01mm H2=-3.44mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图9是实施例3透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图10是实施例3的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
［实施例4］
以下出示实施例4摄像透镜的透镜数据。
f=3.63mm fB=0.13mm F=2.42 Y=5.53mm
ENTP=0.41mm EXTP=-2.82mm H1=-0.43mm H2=-3.5mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图11是实施例4透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图12是实施例4的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
［实施例5］
以下出示实施例5摄像透镜的透镜数据。
f=3.68mm fB=0.21mm F=2.452 Y=5.53mm
ENTP=0.28mm EXTP=-2.52mm H1=-0.99mm H2=-3.47mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图13是实施例5透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图14是实施例5的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
［实施例6］
以下出示实施例6摄像透镜的透镜数据。
f=3.91mm fB=0.1mm F=2.32 Y=5.83mm
ENTP=0.46mm EXTP=-2.6mm H1=-1.29mm H2=-3.81mm
非球面系数
单透镜数据如下：
图15是实施例6透镜的截面图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜、L4表示第4透镜、L5表示第5透镜、S表示孔径光阑、I表示摄像面。F是设想了光学低通滤器、IR遮挡滤器、固体摄像元件的密封玻璃等的平行平板。图16是实施例6的像差图（球面像差（a）、像散（b）、畸变（c）、子午彗形像差（d）、（e））。本实施例中所有透镜都由塑料材料形成，第5透镜L5的像侧面为非球面形状，在与光轴的交点之外的位置具有拐点，第1透镜L1、第2透镜L2、第5透镜L5相对摄像面I固定，通过使第3透镜L3、第4透镜L4在光轴方向一体移动进行聚焦。
与各条件式对应的各实施例的数值出示在表1中。
［表1］
塑料材料在温度变化时折射率变化大，所以，第1透镜到第5透镜都用塑料构成的话，周围温度变化时摄像透镜整体的像点位置变动，存在问题。
最近发现，在塑料材料中混合无机微粒能够减小塑料材料的温度变化。详细说明如下，一般来说在透明塑料材料中混合微粒的话会产生光散射而透过率降低，所以难以用作光学材料，但是，通过使微粒的大小小于透过光束的波长，则能够使实质上不产生散射。塑料材料是温度上升折射率下降，而无机微粒是温度上升折射率上升。在此，利用它们的温度依存性，使相互抵消地作用，这样，能够使几乎不产生折射率变化。具体则是在母材塑料材料中撒布最大长为20纳米以下（包括20纳米）的无机微粒，由此构成折射率的温度依存性极低的塑料材料。例如在丙烯酸塑料中撒布氧化铌（Nb2O5）微粒，能够减小温度变化引起的折射率变化。本发明中，折射力较大的正透镜（L1）或所有的透镜（L1～L5）采用上述撒布了无机微粒的塑料材料，由此能够抑制温度变化时摄像透镜整体的像点位置变动为较小。
另外近年来，作为低成本大量制造摄像装置的方法，有一种技术被提案，它是对预先灌注了焊锡的基板在载置了IC芯片及其它电子部品及光学元件的状态下进行回流处理（加热处理），使焊锡熔融，从而在基板上同时装配电子部品及光学元件。
采用这种回流处理进行装配时，光学元件必须与电子部品一起被加热到大约200～260度，但采用热塑性树脂的透镜在该高温下会热变形或变色，其光学性能将降低，存在问题。作为解决上述问题的方法之一，有一种使用耐热性优异的玻璃模制透镜、使小型化和高温环境下的光学性能得到两立的技术被提案，但是与采用热塑性树脂的透镜相比成本高，所以，不能满足摄像装置的低成本化要求，存在问题。
对此，通过使用能量固化性树脂作为摄像透镜材料，与采用像聚碳酸酯类、聚烯烃类那样的热塑性树脂的透镜相比，高温时光学性能的降低小，因此应付回流处理来说是有效的，并且相比玻璃模制透镜来说容易制造且廉价，能够使组装了摄像透镜之摄像装置的低成本和量产性得到两立。能量固化性树脂是指热固化性树脂及紫外线固化性树脂的任何一种。本发明的塑料透镜可以用上述能量固化性树脂来形成。
本实施例中，至于入射到固体摄像元件摄像面的光束的主光线入射角，在摄像面周边部分设计上并不一定十分小。然而根据最近的技术，通过重新配列固体摄像元件的色滤器和芯片微透镜阵列。能够实现减轻遮光。具体则是相对摄像元件摄像面的像素间距来说稍微小一些地设定色滤器和芯片微透镜阵列的配列间距，这样，越往摄像面周边部，相对各像素来说色滤器和芯片微透镜阵列越向摄像透镜光轴侧位移，所以，能够有效地将斜入射的光束导向各像素的受光部。由此，能够抑制在固体摄像元件产生的遮光为较小。本实施例是就上述要求得到缓和而相应力争了更小型化的设计例子。
产业上的可用性
本发明能够提供适应于小型便携终端的摄像透镜。
符号说明
10 摄像透镜
50 摄像装置
51 摄像元件
51ａ 光电变换部
52 基板
52ａ支撑平板
52ｂ 柔韧基板
53 筐体
53ａ 凸缘部
54 外部连接端子
60 输入部
70 显示部
80 无线通信部
91 记忆部
92 一时性记忆部
100 手机
101 控制部
Ｉ 摄像面
Ｆ 平行平板
Ｌ1 第1透镜
Ｌ2 第2透镜
Ｌ3 第3透镜
Ｌ4 第4透镜
Ｌ5 第5透镜
Ｓ 孔径光阑
Claims (13)
1.一种摄像透镜，是用来使被摄物体成像于固体摄像元件光电变换部的摄像透镜，其特征在于，
由从物体侧起依次、具有正折射力凸面向着物体侧的第1透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第2透镜、具有负折射力凸面向着物体侧的凹凸形状的第3透镜、具有正折射力凸面向着像侧的第4透镜、具有负折射力凹面向着像侧的第5透镜组成，
所述第5透镜的像侧面为非球面形状，并在与光轴的交点之外的位置具有拐点，
所述第1透镜、所述第2透镜、所述第5透镜相对摄像面固定，通过使所述第3透镜和所述第4透镜在光轴方向一体移动进行聚焦，满足以下条件式：
0.75＜f34／f＜1.30 ...（1），
其中，
f34：所述第3透镜和所述第4透镜的合成焦距
f：所述摄像透镜整体的焦距。
2.如权利要求1中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
1.35＜f12／f＜1.95 ...（2），
其中，
f12：所述第1透镜和所述第2透镜的合成焦距。
3.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
0.1＜ΣL12／f＜0.4 ...（3），
其中，
ΣL12：从所述第1透镜物体侧面到所述第2透镜像侧面的光轴上的距离。
4.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第3透镜的像侧面具有非球面形状，并在与光轴的交点之外的位置具有拐点。
5.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
0.15＜｜P3｜／P＜0.55 ...（4），
其中，
P3：所述第3透镜的折射力
P：所述摄像透镜整体的折射力。
6.如权利要1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
0.65＜d25／f＜0.95 ...（5），
其中，
d25：从所述第2透镜像侧面到所述第5透镜物体侧面的光轴上的距离。
7.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，所述摄像透镜的孔径光阑被配置在所述第1透镜与所述第2透镜之间。
8.如权利要1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，所述第2透镜的像侧面具有非球面形状，持有随着离开光轴到周边而负的折射力减弱的形状。
9.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
15＜ν2＜31 ...（6），
其中，
ν2：所述第2透镜的阿贝数。
10.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，满足以下条件式：
1.60＜n2＜2.10 ...（7），
其中，
n2：所述第2透镜的折射率。
11.如权利要求1或2中记载的摄像透镜，其特征在于，所述摄像透镜全部用塑料材料形成。
12.一种摄像装置，其特征在于，备有：对被摄物体像进行光电变换的固体摄像元件；如权利要求1至11的任何一项中记载的摄像透镜。
13.一种便携终端，其特征在于，备有如权利要求12项中记载的摄像装置。
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