CN1506707A - 摄像透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种维持光学性能并能够实现小型轻量化以及提高制造效率的摄像透镜。该摄像透镜从物侧依次设有：凸面朝向物侧的为正焦度凹凸透镜的第1透镜2、光阑3、凸面朝向成像侧的为凹凸透镜的第2透镜4。其满足以下各条件式，1.25×f1≥L≥0.8×f1、1.26×f1≥f1≥0.85×f1、0.8×d1≥d2≥0.35×d1、L≤6.25mm、d1≥0.225×f1、d3≥0.225×f1(L为透镜系统的全长，f1为透镜系统全体的焦距，f1为第1透镜2的焦距，d1为第1透镜的中心厚度，d2为第1、第2透镜之间的间隔，d3为第2透镜的中心厚度)。
Description
技术领域
本发明涉及摄像透镜，尤其是涉及用于使风景和人物等物体的像成像在搭载于手提电脑、可视电话、手机等上的CCD、CMOS等固体摄像元件的摄像面上的摄像装置、能够实现小型轻量化以及提高制造效率的由树脂制的两枚透镜构成的摄像透镜。
背景技术
近年来，例如，对使用了用于搭载在手机、手提电脑以及可视电话等上的CCD、CMOS等固体摄像元件的照相机的需求显著增加。这样的照相机由于必须放置在有限的安装空间里，所以希望是小型且轻量的。
为此，用于这样的照相机的摄像透镜也同样要求是小型且轻量的。作为这样的摄像透镜，迄今为止，采用的是使用1枚透镜的1枚结构的透镜系统。
对于这样的1枚结构的透镜系统，虽然应用于具有被称之为CIF的约11万像素左右分辨率的固体摄像元件的场合还能够对应，然而近年来，大家在讨论利用被称之为VGA的具有约30万像素左右分辨率的固体摄像元件，为了充分发挥这样高分辨率的固体摄像元件的分辨能力，就存在着现有的1枚结构的透镜系统不能够对应的问题。
为此，迄今为止，提出了各种与1枚结构的透镜系统相比光学性能优越的2枚结构的透镜系统或3枚结构的透镜系统的方案。
在该场合，对于3枚结构的透镜系统，由于能够有效补正导致光学性能低下的各种像散，所以可以得到非常好的光学性能，然而在3枚结构的透镜系统中，由于零部件的数目很多，从而有难以小型轻量化并且由于对各构成部件要求很高的精度而导致制造费用增大的问题。
与此同时，2枚结构的透镜系统，虽然不能期待得到3枚结构的透镜系统那样好的光学性能，但是能够得到比1枚结构的透镜性能更好的光学性能，可以说是小型且适合于高分辨率固体摄像元件的透镜系统。
并且，作为这样的2枚结构的透镜系统，迄今为止，提出了很多组合被称为负焦距型的负透镜和正透镜的透镜系统的方案。然而，对于这样的负焦距型的透镜系统，虽然可以通过减少零部件数目而降低费用，可由于背焦距离变长从其结构来看要想得到与1枚结构的透镜系统同等程度的小型轻量化实际上是不可能的。
另外，作为另外的2枚结构的透镜系统有组合被称为远摄镜头型的正透镜和负透镜的透镜系统。然而，这样的远摄镜头型的透镜系统本来是为胶片照相用而开发的，背焦距过短，另外，还有远心性的问题，就这样作为固体摄像元件用的摄像透镜应用起来还有困难。
另外，迄今为止，还提出了组合2枚正透镜的2枚结构的透镜系统的方案(例如参照专利文献1至9)。
【专利文献1】
特开平7-181379号公报
【专利文献2】
特开平7-287164号公报
【专利文献3】
特开平10-206725号公报
【专利文献4】
特开2000-72079号公报
【专利文献5】
特许第3311317号公报
【专利文献6】
特开平7-151962号公报
【专利文献7】
特许第3027863号公报
【专利文献8】
特开2001-183578号公报
【专利文献9】
特开2002-267928号公报
但是，专利文献1至3的摄像透镜，由于其都是作为胶片照相用或复印机和传真机装置等的光学系统开发出来的，焦距在20mm以上，非常之长，并且，Fno是4.0以上的极暗的光学系统，再有全长也非常长，因而具有不能够就此应用于采用了搭载在手机等上的固体摄像元件的小型摄像装置的问题。另外，专利文献6以及7涉及的摄像透镜也由于同样的理由不能就此应用于固体摄像元件。
另外，专利文献4及5涉及的摄像透镜，虽然是可以应用于固体摄像元件的摄像透镜，可由于全长过长而不适合于小型轻量化，另外，从成形性、组装精度、制作模具时的加工精度以及测定模具和制品时的精度等的制造性的观点来看不能说是很好的东西。另外，专利文献8及9涉及的摄像透镜也由于同样的理由而不适合于小型轻量化。
特别是，最近，虽然对摄像透镜的小型轻量化以及提高制造效率的要求日益增强，实际情况却是现有的摄像透镜不能充分满足这样的要求。
另外，作为其他的光学系统，虽然提出了使用玻璃材料的光学系统的方案，然而，在能够利用玻璃材料的光学系统具有的优越的光学性能的另一面，它不能满足对使用在搭载在手机等上的摄像装置的光学系统所要求的、廉价且制造性良好的光学系统的要求。
还有，本说明书中，所谓制造性良好是指在大量生产摄像透镜的场合的制造性良好(例如，通过射出成形大量生产摄像透镜的场合的成形性良好等)之意以外，还包括为了制造摄像透镜所使用的设备的加工、制作等也容易(例如，射出成形所使用的模具容易加工等)之意。
发明内容
本发明鉴于以上各点，以提供一种能够维持光学性能并能够小型轻量化以及提高制造效率的摄像透镜为目的。
本发明的摄像透镜，是用于使物体的像成像于固体摄像元件的摄像面的摄像透镜，其从物侧至成像面侧依次具有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的第1透镜；光阑；凹面朝向物侧的为凹凸透镜的第2透镜。
另外，本发明的其他目的是提供一种摄像透镜，其从物侧至成像面侧依次设有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜且具有主焦度的第1透镜；光阑；为具有凹面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的第2透镜，并且满足以下各条件式(1)、(2)，
d2/f1＜0.1 (1)
-4.0＜Φair/Φ＜-2.5 (2)
其中
d2：第1透镜与第2透镜在光轴上的间隔
f1：透镜系统全体的焦距
Φ：透镜系统全体的焦度
Φair：夹在第1透镜与第2透镜之间的空气所组成的空气透镜的焦度(第1透镜的成像面侧的面的曲率为c2、第2透镜的物侧的面的曲率为c3、第1透镜对设计中心波长的光的折射率为n1、第2透镜对设计中心波长的光的折射率为n3时，表示为Φair＝c2(1-n1)+c3(n3-1)+c2c3(n1-1)(n3-1)d2)。
另外，上述摄像透镜也可以进一步满足下列各条件式(3)
0.4＜(d1+d2+d3)/f1＜0.7 (3)
其中，
d1：第1透镜的中心厚度
d3：第2透镜的中心厚度。
另外，本发明的其他目的为提供一种用于使物体的像成像于固体摄像元件的摄像面的摄像透镜，其从物侧至成像面侧依次设有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的树脂制第1透镜；光阑；以及为凸面朝向成像面侧的凹凸透镜的树脂制第2透镜；其满足以下各条件式(4)～(9)
1.25×f1≥L≥0.8×f1 (4)
1.26×f1≥f1≥0.85×f1 (5)
0.8×d1≥d2≥0.35×d1 (6)
L≤6.25mm (7)
d1≥0.225×f1 (8)
d3≥0.225×f1 (9)
其中
L：透镜系统的全长(从第1透镜的物侧的面到摄像面的距离(换算成空气中的长度))
f1：透镜系统全体的焦距
f1：第1透镜的焦距
d1：第1透镜的中心厚度
d2：在光轴上第1透镜与第2透镜的间隔
d3：第2透镜的中心厚度
另外，对于上述摄像透镜，也可以将上述第2透镜形成为具有正焦度的凹凸透镜。
另外，上述光阑也可以被配置成位于比连接上述第1透镜的成像面侧的面和上述第2透镜的物侧的面的光轴上的线段的中点更靠近上述第1透镜侧。
另外，也可以如以下那样规定上述摄像透镜中的光学系统的亮度。
4.0≥Fno (10)
其中，Fno：光学系统的亮度。
另外，也可以如下规定上述摄像透镜中的对角线视角。
2ω≥50° (11)
其中，2ω：对角线视角。
另外，对于上述摄像透镜，还可以进一步满足下列各条件式(12)，
f1≤5.0mm。 (12)
附图说明
图1是本发明的摄像透镜的一种实施方式的概略构成图。
图2是与本发明的摄像透镜的图1不同的其他的实施例的概略构成图。
图3是本发明的摄像透镜的第1实施例的概略构成图。
图4是图3中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图5是图3中所示的摄像透镜的横向像差的说明图。
图6是本发明的摄像透镜的第2实施例的概略构成图。
图7是图6中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图8是图6中所示的摄像透镜的横向像差的说明图。
图9是本发明的摄像透镜的第3实施例的概略构成图。
图10是图9中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图11是图9中所示的摄像透镜的横向像差的说明图。
图12是本发明的摄像透镜的第4实施例的概略构成图。
图13是图12中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图14是图12中所示的摄像透镜的横向像差的说明图。
图15是本发明的摄像透镜的第5实施例的概略构成图。
图16是图15中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图17是图15中所示的摄像透镜的横向像差的说明图。
图18是本发明的摄像透镜的第6实施例的概略构成图。
图19是图18中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图20是本发明的摄像透镜的第7实施例的概略构成图。
图21是图20中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图22是本发明的摄像透镜的第8实施例的概略构成图。
图23是图22中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图24是本发明的摄像透镜的第9实施例的概略构成图。
图25是图24中所示的摄像透镜的球面像差、像散以及畸变像差的说明图。
图中
1、11 摄像透镜
2、12 第1透镜
3、13 光阑
4、14 第2透镜
5、15 光轴
6、17 滤光片
7、18 摄像面
16 光量限制板
具体实施方式
以下就本发明的摄像透镜的实施方式参照图1至图25来加以说明。
本实施方式的摄像透镜1，如图1所示，从物侧至成像面侧依次具有：为具有凸面朝向物侧的主焦度的正焦度的凹凸透镜的第1透镜2；光阑3；为具有凹面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的第2透镜4。在此，对第1透镜2以及第2透镜4的物侧以及成像面侧的各透镜面分别称之为第1面、第2面。
在第2透镜4侧的第2面侧，分别设有玻璃盖片、IR截止滤光片、低通滤光片等各种滤光片6以及为CCD或CMOS等的摄像元件的受光面的摄像面7。还有，各种滤光片6根据需要也可以省略。
在本实施方式中，使第1透镜2以及第2透镜4满足以下各条件式(1)、(2)。
d2/f1＜0.1 (1)
-4.0＜Φair/Φ＜-2.5 (2)
其中，式(1)中d2为第1透镜2与第2透镜4在光轴5上的间隔也就是第1透镜2的第2面与第2透镜4的第1面之间在光轴5上的距离。再有，f1为透镜系统全体的焦距。
另外，式(2)中Φair为夹在第1透镜2与第2透镜4之间的空气所组成的空气透镜的焦度。该Φair的值在第1透镜2的第2面的曲率为c2、第2透镜4的第1面的曲率为c3、第1透镜2对设计中心波长的光的折射率为n1、第2透镜4对设计中心波长的光的折射率为n3时，可由下式(2之2)来表示。
Φair＝c2(1-n1)+c3(n3-1)+c2c3(n1-1)(n3-1)d2) (2之2)
还有，本实施方式中的设计中心波长的光为e线(绿色)的光。
在这里，d2/f1的值大于式(1)中所示的值(0.1)时，光学系统的全场就变得太长，与小型轻量化的要求相反。
另外，Φair/Φ的值大于式(2)中所示的值(-2.5)时，由于佩兹伐和变大而使得弧矢像面(S)和切向像面(T)之间的间隔变大，结果，像散就变大。
另一方面，Φair/Φ的值小于式(2)所示的值(-4.0)时，第1透镜2以及第2透镜4的凸面的曲率变得过大从而难以制造，而且，周围的光量降低而不能有效地利用入射到固体摄像元件的周围的光线。
因此，在本实施方式中，通过使d2/f1的值满足条件式(1)，并且Φair/Φ的值满足条件式(2)，就能够良好地补正像散，并且维持其制造性，在有效地利用入射到固体摄像元件周围的光线的同时能够缩短光学系统的全长。
另外，除了上述结构之外，还可以进一步满足下面的条件式(3)。
0.4＜(d1+d2+d3)/f1＜0.7 (3)
其中，式(3)中d1为第1透镜2的中心厚度。另外，d3为第2透镜4的中心厚度。还有，如前所述，d2为第1透镜2与第2透镜4在光轴5上的间隔，f1为透镜系统全体的焦距。
在这里，(d1+d2+d3)/f1的值大于式(3)中所示的值(0.7)时，光学系统的全长就变得太长，与小型轻量化的要求相反。
另一方面，(d1+d2+d3)/f1的值小于式(3)中所示的值(0.4)时，由于透镜系统全体变得过小，透镜面的曲率变得过大，结果，难以制造及安装。
因此，假如使(d1+d2+d3)/f1的值满足式(3)的话，就能更加有效地维持制造性同时缩短透镜系统的全长。
还有，如前所述，在本实施方式中，虽然使第1透镜2具有主焦度，但较好的是满足下面条件式(3之2)。
Φ1/Φ＜1.2 (3之2)
其中，式(3之2)中Φ1为第1透镜2的焦度，Φ如前所述为透镜系统全体的焦度。
这样的话，就能维持更加良好的光学性能和制造性并同时实现小型轻量化。
另外，本发明的别的实施例中的摄像透镜11，如图2所示，从物侧至成像面侧依次设有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的树脂制第1透镜12；光阑13；为凸面朝向成像面侧的凹凸透镜的树脂制第2透镜14。在这里，第1透镜12以及第2透镜14中的物侧以及成像面侧的各透镜面分别称为第1面、第2面。
并且，在光阑13和第2透镜14之间设有光量限制板16。另外，在第2透镜14的第2面侧，分别设有玻璃盖片、IR截止滤光片、低通滤光片等各种滤光片17以及为CCD或CMOS等的摄像元件的受光面的摄像面18。还有，根据需要也可以省略光量限制板16以及各种滤光片17。
在本实施例中，使第1透镜12以及第2透镜14满足以下各条件式(4)、(5)。
1.25×f1≥L≥0.8×f1 (4)
1.26×f1≥f1≥0.85×f1 (5)
其中，式(4)中L为透镜系统的全长，即从第1透镜12的第1面到成像面(摄像面18)的距离(换算成空气中的长度)。另外，式(4)、(5)中f1为透镜系统全体的焦距。再有，式(4)中f1为第1透镜12的焦距。
在这里，L的值超过式(4)中所示的值(1.25×f1)而变大时，光学系统全体就变得大型化，与小型化的要求相违背。另一方面，L的值变得比式(4)中所示的值(0.8×f1)更小时，由于难以维持安装精度等而使制造性降低，另外，还难以维持所期望的光学特性。再有，在第2透镜14和摄像面18之间难以确保用于插入各种滤光片17的背焦距离。
还有，该L与f1的关系为1.25×f1≥L≥1.0×f1则更好。
另外，f1的值超过式(5)中所示的值(1.26×f1)而变大时，背焦距离就变得过长，结果，难以小型轻量化。另一方面，f1的值比式(5)中所示的值(0.85×f1)更小时，如前所述，就难以在第2透镜14和摄像面18之间确保用于插入各种滤光片17的一定程度的背焦距离。除此之外，远心性降低，这成为遮光的原因。并且，第1透镜12的尤其是第1面的精良加工变得困难，导致生产性下降。
还有，使该f1与f1的关系为1.0×f1≥f1≥0.9×f1则更好。
因此，根据本实施例，通过使L的值满足条件式(4)，并且f1的值满足条件式(5)，就能够确保制造性并使光学系统全体小型轻量化。另外，通过维持出射光瞳与摄像面18(传感器)之间的距离而提高远心性，就能够有效地利用入射到摄像面18的传感器端部的光线。再有，能够有效地补正慧差、畸变像差而提高光学性能。
在以上结构之外，本实施例中还进一步满足条件式(6)而构成。
0.8×d1≥d2≥0.35×d1 (6)
其中，(6)式中的d1为第1透镜12的中心厚度，d2为第1透镜12的第2面与第2透镜14的第1面的间隔。
在这里，d2的值超过式(6)中所示的值(0.8×d1)而变大时，必须分别增大第1透镜12以及第2透镜14的焦度，其结果，各透镜12、14的制造就变得困难。另外，通过第2透镜14的第2面的光线离光轴15的高度变高，由于非球面焦度增大，就使得其制造更加困难。另一方面，d2的值比式(6)中所示的值(0.35×d1)还小时，就难以在第1透镜12和第2透镜14之间插入有效地限制光量的光阑13，此外，相对地d1的值变大而难以确保足够的背焦距离。
因此，如果满足条件式(6)的话，就能够确保更加良好的制造性，同时维持好的光学性能。
还有，使该d2与d1的关系为0.5×d1≥d2≥0.35×d1则更好。
再有，在本实施例中，为上述透镜系统的全长的L的值满足以下的条件式(7)而构成。
L≤6.25mm (7)
在这里，L的值超过式(7)所示的值而变大时，透镜系统的全长就变得过长，光学系统全体的全长就变长，妨碍了本发明的摄像透镜所应用的摄像装置的小型化。
因此，在本实施例中，通过使L的值满足式(7)，就能够实现光学系统全体的进一步小型化。
再有，也可以使第2透镜14形成为具有正焦度的凹凸透镜。
这样的话，就能够进一步有效地确保远心性。
在以上结构之外，再有，也可以将光阑13配置在比连接第1透镜12的第2面和第2透镜14的第1面的光轴15上的线段的中点更靠近第1透镜12侧的位置。还有，在该场合，也可以将光阑13配置在与第1透镜12的第2面接触的位置。
这样的话，就能够更加确实地维持出射光瞳和摄像面18(传感器)之间的距离，不会给各透镜12、14的形状等增加负荷，能够确保远心性。另外，能够有效地利用入射到摄像面18的光量。
另外，在本实施例中，第1透镜12的中心厚度d1规定成式(8)那样，第2透镜14的中心厚度d3规定成式(9)那样。
d1≥0.225×f1 (8)
d3≥0.225×f1 (9)
这样，通过规定第1透镜12、第2透镜14的中心厚度，本发明的搭载在小型摄像装置上的摄像透镜就能够通过使透镜具有一定的厚度而适当地确保制造性。
再有，在本实施例中，光学系统的亮度规定成式(10)那样。
4.0≥Fno (10)
其中，式(10)中的Fno为光学系统的亮度。
在这里，考虑到固体摄像元件的感度以及搭载在使用了本实施例的摄像透镜11的手机和PDA的照相机在夜间或黑暗的场所等光量少的状况下使用的场合，光学系统的亮度超过式(10)的值(4.0)时，即使使用了电子闪光灯功能在摄像面的像还是太暗。这样，就会导致噪音等的发生从而使图像质量下降。
因此，在本实施例中，通过使Fno的值满足式(10)，就能够在光量少的状况下拍摄到亮度良好的图像。还有，要在不使用电子闪光灯而得到噪音少的良好的图像，更好是使光学系统的亮度Fno如下那样
2.8≥Fno (10之2)
另外，在本实施例中，对角线视角(全视场角)规定成以下的式(11)那样。
2ω≥50° (11)
其中，式(11)中的2ω为对角线视角。
在这里，本实施例的摄像透镜11如以上所述用于搭载在手机或PDA等的照相机，这种照相机，要求拍摄宽广范围的风景或多个人物，可对角线视角小于式(11)的值(50°)时，就不能满足要求。
因此，在本实施例中，通过使对角线视角的值满足式(11)，就能够充分满足搭载在手机或PDA等上的照相机所需的规格。
再有，在本实施例中，上述透镜系统全体的焦距的值f1满足以下的条件式(12)而构成。
f1≤5.0mm (12)
这样，就能够采用为实现小型化以及大视角化的更合适的结构。
另外，如以上所述，由于第1透镜12以及第2透镜14由树脂材料制成，与玻璃材料相比能够实现透镜的轻量化，同时可以通过树脂成型而简便地形成两透镜12、14，能够提高制造效率。另外，通过使用低价的材料能够使制造费用更加低廉。
还有，用于成形第1透镜12以及第2透镜14的树脂材料可以是丙烯酸树脂、聚碳酸酯、非晶聚烯烃树脂等，光学部件成形用的具有透明性的材料的话任何组成都可以，但是从进一步提高制造效率以及使制造费用更加低廉的观点来看，两个透镜12、14的树脂材料最好是统一用相同的树脂材料。
实施例
以下就本发明的实施例参照图3至图25来加以说明。
在这里，在以下的第1～第5实施例中，Fno表示F数，2ω表示全视场角，c表示光学面的曲率。另外，d表示到下一个光学面的距离。另外，ne表示照射e线(绿色)时的各光学系统的折射率，vd表示照射d线(黄色)时的各光学系统的色散系数。
k、A、B表示以下公式(13)中的各系数。即，镜头的非球面形状在其光轴5方向为Z轴、与光轴5垂直相交的方向为X轴、光的前进方向为正、k为圆锥系数、A、B为非球面系数、c为曲率时可以用下式表示。
Z(X)＝cX2/[1+{1-(k+1)c2X2}1/2]+AX4+BX6 (13)
另外，在以下的第6～第9实施例中，f1为透镜系统全体的焦距，L为透镜系统的全长即从第1透镜12的第1面到摄像面18的距离(换算成空气中的长度)，f1为第1透镜12的焦距，Fno表示F数，2ω表示对角线视角(全视场角)，r表示光学面的曲率半径(透镜的场合为中心曲率半径)。另外，d表示到下一个光学面的距离。另外，nd表示照射d线(黄色)时的各光学系统的折射率，vd表示相同d线的场合各光学系统的色散系数。
k、A、B、C、D表示以下的公式(14)中的各系数。即，镜头的非球面形状在其光轴15方向为Z轴、与光轴5垂直相交的方向为X轴、光的前进方向为正、k为圆锥系数、A、B、C、D为非球面系数、r为曲率时可以用下式表示。
Z(X)＝r-1X2/[1+{1-(k+1)r-2X2}1/2]
+AX4+BX6+CX8+DX10 (14)
<第1实施例>
图3所示的是本发明的第1实施例，在本实施例中，与图1所示构成的摄像透镜1同样，在第1透镜2和第2透镜4之间配置光阑3，另外，在第2透镜4的成像面侧配置作为滤光片之一例的玻璃盖片6。
本第1实施例中的摄像透镜1设定了以下条件。
f＝3.80mm、FNO＝2.85、2ω＝62.6°、d1＝0.9mm、d2＝0.3mm、d3＝1.45mm、Φair＝-0.688671mm-1、Φ＝-0.263158mm-1
面代码 c d ne vd
(物点) ∞
1(第1透镜第1面) 1.03156 0.90 1.52692 56.2
2(第1透镜第2面) 0.708265 0.10
3光阑 0 0.20
4(第2透镜第1面) -0.538423 1.45 1.52692 56.2
5(第2透镜第2面) -0.562493 0.0
6(玻璃盖片第1面) 0 0.40 1.51825 64.2
7(玻璃盖片第2面) 0 1.549
(成像面)
面代码 k A B
1 0.1804668 -1.059282E-2 -4.365457E-3
2 3.807702 -1.061820E-2 -1.010247E-2
4 0.5767871 -1.556526E-1 -1.145704
5 0.9825455 4.537203E-3 -1.584557E-2
在这样的条件下，d2/f1＝0.079，满足了公式(1)。另外，Φair/Φ＝-2.617，满足了公式(2)。再有，(d1+d2+d3)/f1＝0.697，满足了公式(3)。
本第1实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图4所示。其横向像差如图5所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散、畸变像差以及横向像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第2实施例>
图6所示的是本发明的第2实施例，该第2实施例中的摄像透镜1设定为以下条件。
F1＝3.80mm、FNO＝2.85、2ω＝61.2°、d1＝0.8mm、d2＝0.3mm、d3＝0.9mm、Φair＝-0.746161mm-1、Φ＝-0.263158mm-1
面代码 c d ne vd
(物点) ∞
1(第1透镜第1面) 1.112098 0.80 1.52692 56.2
2(第1透镜第2面) 0.800174 0.10
3光阑 0 0.20
4(第2透镜第1面) -0.546746 0.90 1.52692 56.2
5(第2透镜第2面) -0.509997 0.0
6(玻璃盖片第1面) 0 0.50 1.51825 64.2
7(玻璃盖片第2面) 0 1.701
(成像面)
面代码 k A B
1 0.1598616 -1.126125E-2 -7.251079E-3
2 -0.9159409 2.345736E-1 3.975805E-1
4 11.44252 -8.951630E-2 -2.279703E-1
5 2.784102 -1.026661E-2 -4.081407E-2
在这样的条件下，d2/f1＝0.079，满足了公式(1)。另外，Φair/Φ＝-2.835，满足了公式(2)。进一步，(d1+d2+d3)/f1＝0.526，满足了公式(3)。
本第2实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图7所示。其横向像差如图8所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散、畸变像差以及横向像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第3实施例>
图9所示的是本发明的第3实施例，本第3实施例中的摄像透镜1设定为以下条件。
f＝3.80mm、FNO＝2.85、2ω＝59.7°、d1＝0.9mm、d2＝0.3mm、d3＝1.1mm、Φair＝-1.050566mm-1、Φ＝0 263158mm-1
面代码 c d ne vd
(物点) ∞
1(第1透镜第1面) 1.143721 0.90 1.52692 56.2
2(第1透镜第2面) 0.902881 0.09
3光阑 0 0.21
4(第2透镜第1面) -0.954649 1.10 1.52692 56.2
5(第2透镜第2面) -0.860982 0.0
6(玻璃盖片第1面) 0 0.40 1.51825 64.2
7(玻璃盖片第2面) 0 1.805
(成像面)
面代码 k A B
1 0.1539769 -5.188658E-3 -9.123322E-3
2 3.987563 1.629496E-2 -2.269491E-1
4 0 -2.189219E-1 -2.241663
5 0.3749068 1.780739E-3 -1.419786E-2
在这样的条件下，d2/f1＝0.079，满足了公式(1)。另外，Φair/Φ＝-3.992，满足了公式(2)。再有，(d1+d2+d3)/f1＝0.605，满足了公式(3)。
本第3实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图10所示、其横向像差如图11所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散、畸变像差以及横向像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第4实施例>
图12所示的是本发明的第4实施例，本第4实施例中的摄像透镜1设定为以下条件。
f＝3.80mm、FNO＝2.85、2ω＝62.1°、d1＝0.9mm、d2＝0.3mm、d3＝1.45mm、Φair＝-0.680382mm-1、Φ＝0.263158mm-1
面代码 c d ne vd
(物点) ∞
1(第1透镜第1面) 1.026539 0.90 1.52692 56.2
2(第1透镜第2面) 0.698027 0.10
3光阑 0 0.20
4(第2透镜第1面) -0.534262 1.45 1.52692 56.2
5(第2透镜第2面) -0.556969 0.0
6(玻璃盖片第1面) 0 0.40 1.51825 64.2
7(玻璃盖片第2面) 0 1.550
(成像面)
面代码 k A B
1 0.1896112 -1.116567E-2 -5.939006E-3
2 3.962633 -3.498629E-2 1.206361E-1
4 1.686719 -1.512277E-1 -9.503996E-1
5 0.9752553 5.958662E-3 -1.461578E-2
在这样的条件下，d2/f1＝0.079，满足了公式(1)。另外，Φair/Φ＝-2.585，满足了公式(2)。再有，(d1+d2+d3)/f1＝0.697，满足了公式(3)。
本第4实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图13所示、其横向像差如图14所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散、畸变像差以及横向像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第5实施例>
图15所示的是本发明的第5实施例，本第5实施例中的摄像透镜1设定为以下条件。
f1＝3.80mm、FNO＝2.85、2ω＝60.8°、d1＝0.9mm、d2＝0.3mm、d3＝1.1mm、Φair＝-0.871025mm-1、Φ＝0.263158mm-1
面代码 c d ne vd
(物点) ∞
1(第1透镜第1面) 1.077362 0.90 1.52692 56.2
2(第1透镜第2面) 0.826122 0.09
3光阑 0 0.21
4(第2透镜第1面) -0.731407 1.10 1.52692 56.2
5(第2透镜第2面) -0.731552 0.0
6(玻璃盖片第1面) 0 0.40 1.51825 64.2
7(玻璃盖片第2面) 0 1.801
(成像面)
面代码 k A B
1 0.1851335 -8.102357E-3 -7.201421E-3
2 3.687250 -2.216525E-2 1.300030E-1
4 0 -2.408286E-1 -1.297787
5 0.7139493 4.035899E-3 -2.376845E-2
在这样的条件下，d2/f1＝0.079，满足了公式(1)。另外，Φair/Φ＝-3.310，满足了公式(2)。再有，(d1+d2+d3)/f1＝0.605，满足了公式(3)。
本第5实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图16所示。其横向像差如图17所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散、畸变像差以及横向像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第6实施例>
图18所示的是本发明的第6实施例，本实施例中，与图2所示构成的摄像透镜11同样，在第1透镜12的第2面近旁设置光阑13，同时在该光阑13和第2透镜14的第1面之间设置光量限制板16。另外，在第2透镜14的成像面侧配置作为滤光片之一例的玻璃盖片17。
本第6实施例中的摄像透镜11设定为以下条件。
透镜数据
f1＝4.54mm、Fno＝2.8、L＝5.04mm、f1＝4.37mm、2ω＝55°、d1＝1.2mm、d2＝0.5mm、d3＝1.1mm
面代码 r d nd vd
(物点)
1(第1透镜第1面) 1.333 1.200 1.525 56.0
2(第1透镜第2面) 2.200 0.100
3光阑 0.000 0.150
4光量限制板 0.000 0.350
5(第2透镜第1面) -4.400 1.100 1.525 56.0
6(第2透镜第2面) -4.000 0.000
7(玻璃盖片第1面) 0.000 0.300 1.516 64.1
8(玻璃盖片第2面) 0.000 1.778
(成像面)
面代码 k A B C D
1 0 -7.6E-3 1.79E-5 5.5E-3 -7.0E-3
2 -1.0E+1 1.3E-1 -7.30E-2 0 0
5 0 -2.1E-1 2.10E-1 -7.5E-1 0
6 4.6 -5.4 E-2 -1.00E-2 1.5E-2 -1.3E-2
在这样的条件下，L/f1＝1.11，满足了公式(4)。另外，f1/f＝0.96，满足了公式(5)。再有，d2/d1＝0.468，满足了公式(6)。另外，d1/f1＝0.264，满足了公式(8)。再有，d3/f1＝0.242，满足了公式(9)。还有，就透镜系统的全长L(换算成空气中的长度)来说，很明显本实施例的条件(L＝5.04mm)满足式(7)。
本第6实施例的摄像透镜11的球面像差、像散以及畸变像差如图19所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散以及畸变像差都能够满足，从而能够得到足够的光学特性。
<第7实施例>
图20所示的是本发明的第7实施例，本实施例中，与图2所示构成的摄像透镜11同样，在第1透镜12的第2面的近旁设置光阑13，同时在该光阑13和第2透镜14的第1面之间设置光量限制板16。另外，在第2透镜14的成像面侧配置作为滤光片之一例的玻璃盖片17。
本第7实施例中的摄像透镜11设定为以下条件。
透镜数据
f1＝3.97mm、Fno＝2.8、L＝4.64mm、f1＝3.64mm、2ω＝60°、d1＝1.1mm、d2＝0.4mm、d3＝1.1mm
面代码 r d nd vd
(物点)
1(第1透镜第1面) 1.143 1.100 1.525 56.0
2(第1透镜第2面) 1.905 0.100
3光阑 0.000 0.150
4光量限制板 0.000 0.150
5(第2透镜第1面) -3.704 1.100 1.525 56.0
6(第2透镜第2面) -3.922 0.000
7(玻璃盖片第1面) 0.000 0.500 1.516 64.1
8(玻璃盖片第2面) 0.000 1.327
(成像面)
面代码 k A B C D
1 0 -5.7E-3 1.8E-2 -2.8E-2 1.8E-2
2 0 8.3E-2 -1.6E-1 4.4E-1 0
5 0 -2.2E-1 2.9E-2 -9.5E-1 0
6 8.08 -2.3E-2 -2.7E-2 1.7E-2 -1.0E-2
在这样的条件下，L/f1＝1.17，满足了公式(4)。另外，f1/f＝0.92，满足了公式(5)。再有，d2/d1＝0.36，满足了公式(6)。另外，d1/f1＝0.277，满足了公式(8)。d3/f1＝0.277，满足了公式(9)。还有，就透镜系统的全长L(换算成空气中的长度)来说，很明显本实施例的条件(L＝4.64mm)满足式(7)。
本第7实施例的摄像透镜11的球面像差、像散以及畸变像差如图21所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散以及畸变像差都能够满足的结果，从而能够得到足够的光学特性。
<第8实施例>
图22所示的是本发明的第8实施例，本实施例中，与图2所示构成的摄像透镜11同样，在第1透镜12的第2面的近旁设置光阑13，同时在该光阑13和第2透镜14的第1面之间设置光量限制板16。另外，在第2透镜14的成像面侧配置作为滤光片之一例的玻璃盖片17。
本第8实施例中的摄像透镜11设定为以下条件。
透镜数据
f1＝4.01mm、Fno＝2.8、L＝4.29mm、f1＝3.51mm、2ω＝61°、d1＝1.1mm、d2＝0.4mm、d3＝1.25mm
面代码 r d nd vd
(物点)
1(第1透镜第1面) 1.124 1.100 1.525 56.0
2(第1透镜第2面) 1.905 0.100
3光阑 0.000 0.150
4光量限制板 0.000 0.150
5(第2透镜第1面) -3.636 1.250 1.525 56.0
6(第2透镜第2面) -4.545 0.000
7(玻璃盖片第1面) 0.000 0.500 1.516 64.1
8(玻璃盖片第2面) 0.000 1.198
(成像面)
面 k A B C D
1 0 -8.3E-3 1.7E-2 -2.6E-2 1.6E-2
2 -1.7E+1 3.5E-1 -2.3E-1 0 0
5 0 -2.3E-1 1.1E-1 -1.1 0
6 9.8 -3.0E-2 -2.4E-2 1.8E-2 -9.3E-3
在这样的条件下，L/f1＝1.07，满足了公式(4)。另外，f1/f＝0.88，满足了公式(5)。再有，d2/d1＝0.36，满足了公式(6)。另外，d1/f1＝0.274，满足了公式(8)。d3/f1＝0.312，满足了公式(9)。还有，就透镜系统的全长L(换算成空气中的长度)来说，很明显本实施例的条件(L＝4.29mm)满足式(7)。
本第8实施例的摄像透镜1的球面像差、像散以及畸变像差如图23所示。
由此结果可以看出，是球面像差、像散以及畸变像差都几乎能够满足的结果，从而能够得到足够的光学特性。另外，如本实施例所示的，即使第2透镜14为负焦度的透镜，根据设计也能够得到和其它实施例的透镜同样良好的光学特性。
<第9实施例>
图24所示的是本发明的第9实施例，本实施例中，与图2所示构成的摄像透镜11同样，在第1透镜12的第2面的近旁设置光阑13，同时在该光阑13和第2透镜14的第1面之间设置光量限制板16。另外，在第2透镜14的成像面侧配置作为滤光片之一例的玻璃盖片17。
本第9实施例中的摄像透镜11设定为以下条件。
透镜数据
f1＝2.39mm、Fno＝2.8、L2＝2.95mm、f1＝2.98mm、2ω＝58°、d1＝0.7mm、d2＝0.4mm、d3＝0.7mm
面代码 r d nd vd
(物点)
1(第1透镜第1面) 0.952 0.700 1.525 56.0
2(第1透镜第2面) 1.818 0.050
3光阑 0.000 0.150
4光量限制板 0.000 0.100
5(第2透镜第1面) -5.000 0.700 1.525 56.0
6(第2透镜第2面) -1.818 0.000
7(玻璃盖片第1面) 0.000 0.700 1.516 64.1
8(玻璃盖片第2面) 0.000 0.788
(成像面)
面代码 k A B C D
1 0 -4.5E-2 1.5E-1 -5.5E-1 2.0E-1
2 0 -1.8E-1 -7.0E-1 0 0
5 0 -6.0E-1 -8.1E-1 -1.0E+1 0
6 3.1 -3.0E-2 -4.4E-1 7.9E-1 -1.2
在这样的条件下，L/f1＝1.23，满足了公式(4)。另外，f1/f1＝1.25，满足了公式(5)。再有，d2/d1＝0.43，满足了公式(6)。另外，d1/f1＝0.293，满足了公式(8)。d3/f1＝0.293，满足了公式(9)。还有，就透镜系统的全长L(换算成空气中的长度)来说，很明显本实施例的条件(L＝2.95mm)满足式(7)。
本第9实施例的摄像透镜11的球面像差、像散以及畸变像差如图25所示。
由此结果可以看出，球面像差、像散以及畸变像差都能够满足的结果，从而能够得到足够的光学特性。
再有，本发明并不限于上述实施方式，可以按照需要做各种各样的变更。
如上所述，根据的本发明的摄像透镜，在维持良好的光学性能的同时能够实现小型轻量且制造性良好的摄像透镜。
另外，能够实现可以有效利用入射到固体摄像元件的光量的小型摄像透镜。
另外，能够实现可以在夜晚或黑暗场所等光量少的状况下进一步发挥优良光学性能的摄像透镜。
另外，能够实现可以拍摄大范围的风景和多数人物的大视角的摄像透镜。
另外，能够实现在维持大视角化的同时使全长小型化的摄像透镜。
Claims (9)
1、一种用于使物体的像成像于固体摄像元件的摄像面的摄像透镜，其特征在于，其从物侧至成像面侧依次具有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的第1透镜；光阑；为凹面朝向物侧的凹凸透镜的第2透镜。
2、一种摄像透镜，其特征在于：其从物侧至成像面侧依次配设：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜且具有主焦度的第1透镜；光阑；为具有凹面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的第2透镜，并且满足以下各条件式(1)、(2)
d2/f1＜0.1 (1)
-4.0＜Φair/Φ＜-2.5 (2)
其中
d2：第1透镜与第2透镜在光轴上的间隔
f1：透镜系统全体的焦距
Φ：透镜系统全体的焦度
Φair：由夹在第1透镜与第2透镜之间的空气所组成的空气透镜的焦度(第1透镜的成像面侧的面的曲率为c2、第2透镜的物侧的面的曲率为c3、第1透镜对设计中心波长的光的折射率为n1、第2透镜对设计中心波长的光的折射率为n3时，通过Φair＝c2(1-n1)+c3(n3-1)+c2c3(n1-1)(n3-1)d2表示)。
3、如权利要求2所述的摄像透镜，其特征在于，还进一步满足下列各条件式(3)
0.4＜(d1+d2+d3)/f1＜0.7 (3)
其中，
d1：第1透镜的中心厚度
d3：第2透镜的中心厚度。
4、一种用于使物体的像成像于固体摄像元件的摄像面的摄像透镜，其特征在于，其从物侧至成像面侧依次具有：为具有凸面朝向物侧的正焦度的凹凸透镜的树脂制的第1透镜；光阑；为凸面朝向成像面侧的凹凸透镜的树脂制的第2透镜，其满足以下各条件式(4)～(9)，
1.25×f1≥L≥0.8×f1 (4)
1.26×f1≥f1≥0.85×f1 (5)
0.8×d1≥d2≥0.35×d1 (6)
L≤6.25mm (7)
d1≥0.225×f1 (8)
d3≥0.225×f1 (9)
其中
L：透镜系统的全长(从第1透镜的物侧的面到摄像面的距离(换算成空气中的长度))
f1：透镜系统全体的焦距
f1：第1透镜的焦距
d1：第1透镜的中心厚度
d2：光轴上的第1透镜与第2透镜的间隔
d3：第2透镜的中心厚度
5、如权利要求4所述的摄像透镜，其特征在于，上述第2透镜形成为具有正焦度的凹凸透镜。
6、如权利要求4或5所述的摄像透镜，其特征在于，上述光阑被配置成位于比连接上述第1透镜的成像面侧的面和上述第2透镜的物侧的面的光轴上的线段的中点更靠近上述第1透镜侧。
7、如权利要求4～6的任一项权利要求所述的摄像透镜，其特征在于，如以下那样规定光学系统的亮度
4.0≥Fno (10)
其中，Fno：光学系统的亮度。
8、如权利要求4～7的任一项权利要求所述的摄像透镜，其特征在于，如以下那样规定对角线视角
2ω≥50° (11)
其中，2ω：对角线视角
9、权利要求4～8的任一项所述的摄像透镜，其特征在于，还进一步满足下列各条件式(12)
f1≤5.0mm (12)
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