CN1945372A - 摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了各种像差被良好地校正，光学长短，而且能确保有充分的后焦距的摄像镜头。该摄像镜头包括孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3。按照从物体侧到图像侧的顺序，由孔径光阑、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3依次构成。第一透镜L1是物体侧及图像侧的两侧面呈凸面，且具有正的屈光力的透镜，第二透镜L2是凸面朝向图像侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是凸面朝向物体侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜。而且，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3三个透镜的两侧面均为非球面。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明涉及的摄像镜头尤其适合安装于以CCD(ChargeCoupled Devices)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)为摄像元件的手机与个人电脑的画像输入装置、数码相机、监视用CCD摄像机以及检查装置等。
背景技术
在上述的摄像镜头中，以摄像镜头的物体侧的入射面到摄像面(CCD等的摄像面)的距离定义的光学长必须短。即在设计透镜时，光学长对摄像镜头的组合焦距的比必须小。以下，光学长短且光学长对焦距的比也小的摄像镜头，也称为小型镜头。
以手机为例，摄像镜头的光学长至少要比手机本身的厚度短。另一方面，以从摄像镜头图像侧的出射面到摄像面的距离定义的后焦距应尽可能长。即在设计透镜时，后焦距对焦距的比应尽可能取大。这是因为在摄像镜头和摄像面之间必须插入滤波器或保护玻璃等配件。
除此以外，作为摄像镜头，各种像差及画像的畸变必须被校正到充分小的程度，以致于不被肉眼所感知，且足以满足摄像元件：imaging elements(或称「像素」)的集成密度的要求。换而言之，各种像差需要被良好地校正，以下，也称各种像差被良好地校正了的画像为「良好的画像」。
如下所示，适用于采用了CCD，CMOS等固体摄像元件的，以携带型电脑和电视电话装置等为代表的摄像装置中，具有三层结构的摄像镜头已有报道。这些镜头都既能确保广视角，又能实现小型化轻量化。
其中，第一类具有三层结构的摄像镜头已经公开，该摄像镜头能确保广视角，且能得到良好的画像。(例如，参照专利文献1)
但是，该摄像镜头按照从物体侧开始，由第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜L1是凸面朝向图像侧且具有正的屈光力的弯月形透镜，第二透镜L2是以凸面朝向物体侧且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是具有正的屈光力的凸透镜，结果造成其光学长对后焦距的比过大的结构，无法实现镜头的小型化。
另外，第二类至第四类具有三层结构的摄像镜头分别已经公开，这些摄像镜头均能确保广视角，各种像差被良好地校正，且实现了短焦距化。(例如，参照专利文献2、专利文献3及专利文献4)
这些摄像镜头也如上述公开的摄像镜头一样，按照从物体侧开始，由具有不同屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜具有正的屈光力，第二透镜具有负的屈光力，第三透镜具有正的屈光力。该摄像镜头的组合焦距虽然能设计得短，然而后焦距和光学长都过长。而且由于利用了玻璃材料透镜，所以成本高。
已经公开的第五类具有三层结构的摄像镜头中，通过采用非球面透镜和设计功率分配及透镜表面形状而实现摄像镜头的小型化。(例如，参照专利文献5)
但是，该摄像镜头按照从物体侧开始，由具有不同的屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜具有负的屈光力，第二透镜具有正的屈光力，第三透镜具有负的屈光力，结果成为相对合成焦距而言，光学长的摄像镜头。且因为利用了玻璃材料，所以成本高。
已经公开的第六类具有三层结构的摄像镜头中，含有一组各自至少有一个非球面表面而且互相以凹面朝向对方的弯月形的塑性材料透镜，整个透镜系统由三枚透镜组成。此摄像镜头在实现小型化和降低成本的同时，能够简单地抑制由于温度变化而引起的焦点移动。(例如，参照专利文献6)
但是，此摄像镜头按照从物体侧开始，由具有不同的屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜具有弱屈光力，第二透镜也具有弱屈光力，第三透镜具有正的屈光力。因此仅仅依靠第三透镜不能补偿第一透镜和第二透镜的屈光力，结果导致与合成焦距相比，后焦距变长且光学长也变长。而且，因为第三透镜为玻璃透镜，所以不能完全降低成本。
已经公开的第七类具有三层结构的摄像镜头中，整个透镜系分为前、后两组。该摄像镜头为，前组具有正的屈光力，后组具有负的屈光力的望速型结构。摄像镜头的光学长短且价格廉宜。(例如，参照专利文献7)
但是，此透镜组按照从物体侧开始，由具有不同的屈光力的第一、第二和第三透镜的三枚透镜顺序排列构成。第一透镜具有负的屈光力，第二透镜具有正的屈光力，第三透镜具有负的屈光力，而且第二透镜与第三透镜的间距大。因此，与合成焦距相比光学长过长，及第三透镜孔径过大的问题，不适合装载于手机与个人电脑的画像输入装置、数码相机、监视用CCD摄像机以及检查装置等。
已经公开的第八类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始由两枚正透镜和一枚两面均为非球面且以凹面朝向图像侧的负透镜组成。从透镜中心至透镜周边，该负透镜的负功率逐渐变弱，而在周边部透镜的功率转变为正。(例如，参照专利文献8)
但是，此透镜组的特点是相当于第三透镜L3的透镜从透镜中心至透镜周边负功率逐渐变弱，透镜的功率转变为正的位置距透镜中心距离在透镜的有效孔径的0.7倍～1.0倍范围内。被公开的摄像镜头的实施例中，镜头的功率由负值转变为正值的转折点到透镜中心的距离分别为透镜有效孔径的0.96倍和0.97倍，几乎位于透镜的周边部。
如果把镜头的功率转变为正的转折点设于透镜的周边部，入射到透镜光轴与摄像面交点附近以及入射到透镜周边部的光，对摄像元件的入射角接近直角，然而入射到透镜光轴与摄像面交点到透镜周边部之间的光，对摄像元件的入射角就远离直角。也就是说，到透镜周边部之间的占画像重要部份的光，对摄像元件的入射角远离直角，因为光从倾斜方向入射到摄像元件而在入射面的反射量增加，所以输送到摄像元件的光电转换面的光能量变小，因此产生这部份画像变暗的问题。
已经公开的第九类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始由孔径光阑，两面为凸状的正透镜的第一透镜，以凹面朝向物体侧的负透镜的第二透镜，和凸面朝向物体侧的弯月形透镜组成。(例如，参照专利文献9)
此透镜组的设计，使得在第一透镜的物体侧设置了孔径光阑的情况下，可以得到良好的画象。通过在第一透镜的物体侧设置孔径光阑，可以使得入射光瞳的位置接近于物体。因而主光线以接近于垂直角度入射到画像面的特点。如果主光线以倾斜角度入射到画像面，就会产生入射到设置于画像面的画素(摄像元件)的入射光量减少的Shading现象，因此画面的周边部份画像会变暗。
该问题是由于，当光线从摄像元件的倾斜方向入射到摄像元件时，在摄像元件表面产生的反射量会增加，传送到摄像元件的光电转换面的光量减少而产生的。因此，通过在第一透镜的物体侧设置孔径光阑，可以设计不易产生Shading现象的摄像镜头。
对根据以上的设计方针而设计的摄像镜头，更进一步以防止画像的对比度减少现象的耀光(即Flare)或画像浸润现象(即Smear)为目的，在第一透镜与第二透镜之间加设孔径光阑后，将产生以下问题。即，在透过孔径光阑的主光线中，对摄像镜头的光轴具有大入射角的主光线，会被孔径光阑遮断。因而，该孔径光阑在遮断造成耀光或浸润等引起画质下降的原因的迷光的同时，会遮断如上所述的一部分主光线，有时甚至会产生画像的周边部份的光量减少，画像的周边部份变暗的问题。
另外，该摄像镜头具有，相当于第三透镜为具有正的屈光力的弯月形透镜的特征，因此相对于光学长来说，后焦距相对短。即，如在摄像透镜与透镜面之间插入滤波器或保护玻璃等配件，将使后焦距变长则光学长也相应变长，结果造成摄像镜头本身过大的问题。
第十类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始，由以凸面朝向物体侧的正透镜的第一透镜，光阑，由塑料材料构成的至少有一个非球面的，以凹面朝向物体侧的具有正或负的屈光力的第二透镜，和有两个非球面且以凸面朝向物体侧的具有正的屈光力的第三透镜组成。(例如，参照专利文献10)
第十类具有三层结构的摄像镜头，在第一透镜与第二透镜之间设置光阑，以该光阑具有孔径光阑的功能为前提，设计成可以取得良好的画像。即，如把快门等设于第一透镜的物体侧，由于快门等的原因镜头的入射口径变窄。因此，该快门等实质上具有光阑的作用，使得入射到光阑上的主光线的一部分被遮断。对镜头的光轴具有大入射角的主光线，即形成画像的周边部的光线，被设置在第一透镜的物体侧的快门等遮断，就可能产生画像的周边部份变暗的问题。
另外，该摄像镜头与第九类三层结构的摄像镜头相同，相当于第三透镜的透镜为具有正的屈光力的弯月形透镜。因而，该摄像镜头与第九类三层结构的摄像镜头相同，后焦距变长则光学长也相应变长，结果同样产生摄像镜本身过大的问题。
第十一类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始，由以玻璃材料构成的凸面朝向物体侧的具有正的屈光力的第一透镜，光阑，由塑料材料构成的至少有一个非球面的凹面朝向物体侧的具有正的屈光力弯月形的第二透镜，和以塑料材料构成的有两个非球面且凸面朝向物体侧的具有正或负的屈光力的第三透镜组成。(例如，参照专利文献11)
第十一类三层结构的摄像镜头与第十类三层结构的摄像镜头的基本构成相同，所以与第十类三层结构的摄像镜头有相同的问题。
第十二类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始，由至少有一个非球面和两个凸面的具有正的屈光力的第一透镜，光阑，至少有一个非球面的凸面朝向物体侧的具有正的屈光力弯月形透镜的第二透镜，和以塑料材料构成的有两个非球面且凸面朝向物体侧的具有正或负的屈光力的第三透镜组成。(例如，参照专利文献12)
第十二类三层结构的摄像镜头与第十类及第十一类三层结构的摄像镜头的基本构成相同，所以与第十类及第十一类三层结构的摄像镜头有同样的问题。
第十三类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始，由凸面朝向物体侧的具有正的屈光力的第一透镜，凸面朝向图像侧的具有负的屈光力的弯月形的第二透镜，和凸面朝向物体侧的具有正的屈光力的第三透镜组成。并且说明，第一透镜的物体侧设置光阑的摄像镜头，和在第一透镜与第二透镜之间设置光阑的摄像镜头。(例如，参照专利文献13)
即，以第一透镜的物体侧设置的光阑具有孔径光阑作用为前提，设计的可以取得良好的画像的摄像镜头，和以在第一透镜与第二透镜之间设置的光阑具有孔径光阑作用为前提，设计的可以取得良好的画像的摄像镜头。
如上所述，在第一透镜的物体侧设置的光阑具有孔径光阑作用的前提下，设计的可以取得良好的画像的摄像镜头，再在第一透镜与第二透镜之间加设光阑，通过孔径光阑的主光线中，对摄像镜头的光轴具有大入射角的主光线，会被加设的光阑遮断。同样，在第一透镜与第二透镜之间设置的光阑具有孔径光阑作用的前提下，设计的可以取得良好的画像的摄像镜头，再在第一透镜的物体侧加设光阑，通过孔径光阑的主光线中，对摄像镜头的光轴具有大入射角的主光线，会被加设的光阑遮断。
可知，如上所述，在遮断造成耀光或浸润等引起画质下降的原因的迷光的同时，由于如上所述的主光线的一部分被遮断，有时甚至会产生到画像的周边部份的光量减少，画像的周边部份变暗的问题。
在专利文献13中，对第一透镜的物体侧设置孔径光阑的摄像镜头，和在第一透镜与第二透镜之间设置孔径光阑的摄像镜头，分别在不同的实施例设计中进行了说明。即，对应于不同的孔径光阑的设置位置，为了能得到良好的画像，分别对第一透镜至第三透镜的形状及其透镜的设置进行了设计。即，对在第一透镜的物体侧设置了光阑，并且在第一透镜与第二透镜之间也设置了孔径光阑的摄像镜头，并未进行说明。换而言之，对除确定入射光瞳位置的孔径光阑外，还同时具有为提高镜头的性能而设，以防止耀光或画像浸润等为目的的光阑的摄像镜头，未进行说明。
另外，第十三类三层结构的摄像镜头，与第九类三层结构的摄像镜头相同，相当于第三透镜的透镜为具有正的屈光力的弯月形透镜。因而，该摄像镜头与第九类三层结构的摄像镜头相同，后焦距变长则光学长也相应变长，结果造成摄像镜头本身过大的同样问题。
第十四类具有三层结构的摄像镜头中，从物体侧开始，由凸面朝向物体侧的具有正的屈光力的第一透镜，孔径光阑，以凸面朝向图像侧且具有正的屈光力的弯月形透镜的第二透镜，和凹面朝向图像侧的具有负的屈光力的第三透镜组成。(例如，参照专利文献14)
该撮像镜头中，将第一透镜的焦距f1与撮像镜头的组合焦距f的比值f1/f，设计成满足0.8＜f1/f＜2.0。因此只得取弱的第一透镜屈光力和长的光学长，结果不能实现小型化。而且，因为采用具有正的屈光力的透镜作为第二透镜，不得不缩短该第二透镜的像侧面(朝向图像侧的凸面)的曲率半径。因此，由于透镜面的曲率增大，使得铸型加工困难。
【专利文献1】特开平2001-075006号公报
【专利文献2】特开平2003-149548号公报
【专利文献3】特开平2002-221659号公报
【专利文献4】特开平2002-244030号公报
【专利文献5】特开平2003-149545号公报
【专利文献6】特开平10-301022号公报
【专利文献7】特开平10-301021号公报
【专利文献8】特开平2003-322792号公报
【专利文献9】特开平2004-4566号公报
【专利文献10】特开平2004-302058号公报
【专利文献11】特开平2004-302059号公报
【专利文献12】特开平2004-302060号公报
【专利文献13】特开平2005-4045号公报
【专利文献14】特开平2005-242286号公报
发明内容
本发明的目的是为了提供适合用于以CCD或CMOS为摄像元件的摄像机的摄像镜头，该摄像镜头的光学长短，后焦距尽量长，同时能获得良好的画像。光学长短的具体表示为光学长对焦距的比小。后焦距长的具体表示为后焦距对焦距的比大。
另外本发明中，因构成摄像镜头的所有透镜(三枚)均利用塑性材料形成，从而实现了低成本及轻量化。这里所指的塑性材料，是指可通过加热或/和加压而产生塑性变形而形成透镜且可以透过可见光的高分子物质。
为了实现上述目的，第一发明的摄像镜头具有，孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3，按照从物体侧到图像侧顺序，由孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3排列构成。第一透镜L1是以凸面朝向物体侧及图像侧具有正的屈光力的透镜，第二透镜L2是凸面朝向图像侧且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是以凸面朝向物体侧具有负的屈光力的透镜。
而且，第一透镜L1的两面、第二透镜L2的两面、而第三透镜L3的两面为非球面。
而且，根据本发明的实施例可知，此摄像镜头满足以下的条件式(1-1)至(1-4)。
0.01＜|r2/r3|＜0.05          (1-1)
0.05＜D/f≤0.1               (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9               (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7               (1-4)
式中，
f：摄像镜头的组合焦距
r2：第一透镜L1物体侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)
r3：第一透镜L1图像侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)
D：第二透镜L2与第三透镜L3的光轴上的间距
L：在空气中从第一透镜L1的物体侧到摄像面的光轴上的距离
2Y：像高(有效画面的对角线长)
f1：第一透镜L1的焦距
以从摄像镜头图像侧的出射面到摄像面的距离而定义的后焦距bf，本文中指从第三透镜L3的像侧面到摄像面的距离。像高2Y指有效画面的对角线长，即，指设置于摄像镜头的摄像面上的固体摄像元件的矩形受光面的对角线长度。
第二发明的摄像镜头具有，第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3，按照从物体侧到图像侧顺序，由第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3构成。第一透镜L1是以凸面朝向物体侧及图像侧具有正的屈光力的透镜，第二透镜L2是凸面朝向图像侧且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是以凸面朝向物体侧具有负的屈光力的弯月形透镜。
而且，第一透镜L1的两面、第二透镜L2的两面、而第三透镜L3的两面为非球面。
而且，根据本发明的实施例可知，此摄像镜头满足以下的条件式(2-1)至(2-4)。
0.01＜|r1/r2|＜0.05        (2-1)
0.05＜D/f≤0.1             (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (2-4)
式中，
f：摄像镜头的组合焦距
r1：第一透镜L1物体侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)
r2：第一透镜L1图像侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)
D：第二透镜L2与第三透镜L3的光轴上的间距
L：在空气中从第一透镜L1的物体侧到摄像面的光轴上的距离
2Y：像高(有效画面的对角线长)
f1：第一透镜L1的焦距
这里，空气中的距离是指，在第三透镜L3到摄像面之间插入了如滤波器或保护玻璃等配件的平行平板时，将该平行平板部分换算成空气中的距离计算上述L值。以下相同，空气中的距离是指，将平行平板部分作为空气中的换算距离从而计算所得的距离值。即，当平行平板部分的几何距离为a，折射率为n时，该距离a将被换算为a/n。
以从摄像镜头的图像侧出射面到摄像面的距离而定义的后焦距bf，本文中指从第三透镜L3的像侧面到摄像面的距离。像高2Y指有效画面的对角线长，即，指设置于摄像镜头的摄像面上的固体摄像元件的，矩形受光面的对角线长度。
第二发明的摄像镜头中，因在第一透镜L1和第二透镜L2之间设置孔径光阑S2，第一透镜L1到第二透镜L2的光轴上的间距D如下定义。即，间距D为第一透镜L1像侧面到孔径光阑S2的间距与孔径光阑S2到第二透镜L2物体侧面的间距之和。
第一发明的摄像镜头及第二发明的摄像镜头中适合为，第二透镜L2的材料的折射率比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的折射率大，第二透镜L2的材料的阿贝数比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的阿贝数小。
另外，第一发明的摄像镜头及第二发明的摄像镜头中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3应由阿贝数为27到60范围内的材料形成。而且，第一透镜L1及第三透镜L3透镜最好由环烯塑料，而第二透镜L2最好由芴类聚酯或聚碳酸酯材料形成。
如果，第一透镜L1是以凸面朝向物体侧及图像侧具有正的屈光力的透镜，第二透镜L2是凸面朝向图像侧且具有负的屈光力的弯月形透镜，第三透镜L3是以凸面朝向物体侧具有负的屈光力的弯月形透镜，由下述可知，光学长L就能缩短。
下面说明上述的条件式(1-1)至(1-4)及(2-1)至(2-4)对本发明的摄像镜头的意义。
条件式(1-1)及(2-1)为决定第一透镜L1的第1面(物体侧的面)的轴上曲率半径与第2面(图像侧的面)的轴上曲率半径的比的条件式。如果该比值大于条件式(1-1)及(2-1)的下限，摄像镜头的后焦距足以确保能在摄像镜头与摄像面之间插入保护玻璃或滤波器等配件，且能确保摄像镜头的后焦距在一定的长度范围内而不会影响装载该摄像镜头的设备的小型化。而且能确保球面像差不会过大，同时第一透镜L1的第1面也容易加工。
如果第一透镜L1的第1面(物体侧的面)的轴上曲率半径与第2面(图像侧的面)的轴上曲率半径的比值，小于条件式(1-1)及(2-1)的上限，能缩短后焦距，实现摄像镜头的小型化。另外，
球面像差和像散不会取太大的正值。并且，畸变像差虽取负值，其绝对值充分小。第二透镜L2和第三透镜L3的各种像差能被校正到必要的范围之内。
条件式(1-2)及(2-2)是决定以摄像镜头的组合焦距f将第一透镜L1到第二透镜L2之间的光轴上的距离D的取值范围归一化的条件。
D/f大于条件式(1-2)及(2-2)的下限时，入射到像面的周边部份的光线的入射角不会太大，即，不会在摄像面上由微透镜产生失色。因而，画面的周边部份不会变暗，可以得到良好的画像。另外，当D/f小于条件式(1-2)及(2-2)的上限时，不必增大第三透镜L3的口径，可以实现摄像镜头的小型化。
上述的条件式(1-3)及(2-3)是规定，光学长L与像高(有效画面的对角线长)2Y的比值的取值范围的条件式。
如L/2Y大于条件式(1-3)及(2-3)的下限，能确保第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的厚度，大于形成镜头所必须的厚度。即，以树脂材料采用射出成形方法形成第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3时，如果透镜的厚度太薄就不容易把树脂材料均等地注入铸模。因而，以树脂材料形成透镜时，透镜必须有一定的厚度。当L/2Y大于条件式(1-3)及(2-3)的下限时，能充分确保该透镜的厚度。
如L/2Y小于条件式(1-3)及(2-3)的上限，在确保第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的外形不影响摄像镜头的小型化的同时，能确保到达摄像镜头周边的光量比不会过小。如果能够构成小外径的透镜，第一透镜L1的物体侧到摄像面的光轴上的空气中距离，即镜头全长也会相应缩短。
上述的条件式(1-4)及(2-4)是决定第一透镜L1的屈光力的条件式。如果f1/f值小于条件式的上限时，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3中，唯一具有正的屈光力的第一透镜的屈光力能设为合适的值，即能够把第一透镜的屈光力设定在合适的范围内，不会产生过大的像差，从而得到良好的画像，同时能缩短镜头全长。
如果f1/f值大于条件式的下限时，第一透镜的正的屈光力不须过大，因此能够减小由第一透镜产生的高级(次)球面像差和慧差。
所以，第一发明的摄像镜头及第二发明的摄像镜头，只要采用分别满足上述条件式(1-1)至(1-4)及条件式(2-1)至(2-4)的四个条件的透镜结构，可以解决以上所述的问题点，能够实现具有良好的画像的小型摄像镜头。
第一发明的摄像镜头具有，确定入射光瞳位置的孔径光阑S1位于第一透镜L1的前侧，即第一透镜L1的物体侧的特点。由此，能使入射光瞳的位置接近于物体，让主光线以接近于垂直角度入射到摄像面，从而能防止Shading现象。
第二发明的摄像镜头具有，确定入射光瞳位置的孔径光阑S2位于第一透镜L1与第二透镜L2之间的特点。由此，孔径光阑S2有除去由第一透镜L1产生的耀光的作用。
另外，只要改变孔径光阑的大小就能改变摄像镜头的F数值。因第二发明的摄像镜头为，孔径光阑S2配置于第一透镜L1与第二透镜L2之间的构成，只要交换孔径光阑S2就能改变摄像镜头的F数值。但是，对如第一发明的摄像镜头，孔径光阑配置于第一透镜L1的前侧，则需追溯到固定圆筒的制作阶段，该固定圆筒是为固定构成摄像镜头的第一透镜L1至第三透镜L3。圆筒的前端起孔径光阑S1的作用，所以必须设计圆筒的开口的大小。即，每次改变F数值，就必须重新设计摄像镜头的固定圆筒，及重新制作制造摄像镜头的固定圆筒的铸模。
如上所述，第一发明的摄像镜头及第二发明的摄像镜头，分别有不同的特点。
另外，如果第二透镜L2的材料的折射率比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的折射率大，并且第二透镜L2的材料的阿贝数比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的阿贝数小，色差/球差能够显著地减小。
如果第二透镜L2利用芴类聚酯或聚碳酸酯材料形成，而第一透镜L1和第三透镜L3利用环烯塑料形成，就可得到第二透镜L2的材料的折射率比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的折射率大，并且第二透镜L2的材料的阿贝数比第一透镜L1及第三透镜L3的材料的阿贝数小。
因为环烯塑料的折射率是1.5304，芴类聚酯的折射率是1.607，聚碳酸酯的折射率是1.5839，而环烯塑料的阿贝数是56.0，芴类聚酯的阿贝数是27.0，聚碳酸酯的阿贝数是30.0，所以这些材料可以用于本发明的摄像镜头。
众所周知，环烯塑料、聚碳酸酯及芴类聚酯材料适于，采用作为制造技术已经成熟的射出成形法制造透镜。当然不必限定于特定的塑性材料，只要是阿贝数在27到60范围内的塑性材料或模制玻璃材料都可以利用。
下文的实施例1至实施例8中，第一透镜L1和第三透镜L3利用环烯塑料形成，而第二透镜L2利用芴类聚酯或聚碳酸酯材料形成。
附图说明
图1第一发明撮像镜头的剖面图
图2第一实施例的撮像镜头的剖面图
图3第一实施例的撮像镜头的畸变像差图
图4第一实施例的撮像镜头的像散图
图5第一实施例的撮像镜头的色差/球差图
图6第二实施例的撮像镜头的剖面图
图7第二实施例的撮像镜头的畸变像差图
图8第二实施例的撮像镜头的像散图
图9第二实施例的撮像镜头的色差/球差图
图10第三实施例的撮像镜头的剖面图
图11第三实施例的撮像镜头的畸变像差图
图12第三实施例的撮像镜头的像散图
图13第三实施例的撮像镜头的色差/球差图
图14第四实施例的撮像镜头的剖面图
图15第四实施例的撮像镜头的畸变像差图
图16第四实施例的撮像镜头的像散图
图17第四实施例的撮像镜头的色差/球差图
图18第二发明撮像镜头的剖面图
图19第五实施例的撮像镜头的剖面图
图20第五实施例的撮像镜头的畸变像差图
图21第五实施例的撮像镜头的像散图
图22第五实施例的撮像镜头的色差/球差图
图23第六实施例的撮像镜头的剖面图
图24第六实施例的撮像镜头的畸变像差图
图25第六实施例的撮像镜头的像散图
图26第六实施例的撮像镜头的色差/球差图
图27第七实施例的撮像镜头的剖面图
图28第七实施例的撮像镜头的畸变像差图
图29第七实施例的撮像镜头的像散图
图30第七实施例的撮像镜头的色差/球差图
图31第八实施例的撮像镜头的剖面图
图32第八实施例的撮像镜头的畸变像差图
图33第八实施例的撮像镜头的像散图
图34第八实施例的撮像镜头的色差/球差图
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。这些图仅在能帮助理解本发明程度上概括说明部件的形状、大小和配置关系。此外，以下说明中使用的数值以及其他条件仅仅是适当的例子，本发明并不只局限于这些实施例的形式。
图1及图18分别是第一发明及第二发明的摄像镜头的结构图。在图1及图18中定义的表面序号和表面间距等符号，在图2、图6、图10、图14、图19、图23、图27和图31中通用。
从物体侧开始顺次为第一、第二和第三的透镜分别以L1、L2和L3表示，以S1和S2表示孔径光阑。以S1表示设置在第一透镜L1前侧的孔径光阑，而以S2表示设置在第一透镜与第二透镜之间的孔径光阑。
在不产生误解的情况下，ri(i＝1，2，3，...，8)除了作为表示轴上曲率半径的变量之外，还可作为识别透镜，保护玻璃或摄像面的符号(例如，r1用来表示第一透镜的物体侧的表面)。
这些图中所示的ri(i＝1，2，3，...，8)和di(i＝1，2，3，...，7)等参数的具体数值由下面的表1至表8给出。下标i，按照从物体侧到图像侧顺序，对应于各透镜的表面序号、透镜的厚度或透镜表面间隔。即，
ri为第i表面的轴上曲率半径，
di为第i表面到第(i+1)表面的距离，
Ni为由第i表面和第(i+1)表面构成的透镜的材料的折射率
vi为由第i表面和第(i+1)表面构成的透镜的材料的阿贝数
图1和图18中，光阑的开口部以线段表示。因为为了定义从镜头面到光阑面的距离，必须明确地表示光阑面与光轴的交点。图2、图6、图10、图14、图19、图23、图27和图31分别是第一实施例至第八实施例的撮像镜头的剖面图，与上述的图1和图18相反，光阑的开口部敞开，以开口部的两端为始点用两条直线代表遮断光线的光阑本身。这是因为为了表示主光线等光线，有必要反映光阑的实际状态，所以把光阑的开口部敞开表示。
光学长L，在第一发明的撮像镜头中，是从光阑S1到摄像面的距离，在第二发明的撮像镜头中，是从第一透镜的物体侧表面与光轴的交点到摄像面的距离。后焦距bf，表示在光轴上的从第三透镜L3的像侧面到摄像面的距离。
在表1至表8的各栏中与表面序号一起表示非球面数据。因为光阑S1、光阑S2的表面及摄像面都是平面，所以其曲率半径以∞表示。
本发明中使用的非球面由下式给出。
Z＝ch2/[1+[1-(1+k)c2h2]+1/2]+A0h4+B0h6+C0h8+D0h10
式中，
Z：距表面顶点的切平面的距离
c：面的近轴曲率
h：距光轴的高度
k：圆锥常数
A0：4级非球面系数
B0：6级非球面系数
C0：8级非球面系数
D0：10级非球面系数
本说明书的表1至表8中，以指数形式表示非球面系数的数值，例如「e-1」代表「10-1」。焦距f值表示，由第1至第3透镜组成的透镜组的组合焦距。
下面参照图1至图17分别说明第一至第四实施例，参照图18至图34分别说明第五至第八实施例。
图3、图7、图11、图15、图20、图24、图28和图32表示畸变像差，按照相应的至光轴的距离(纵轴)表示像差量(横轴)，纵轴采用百分率表示，其中像面内距光轴的最大距离为100，横轴采用百分率表示正切条件的不满足量。图4、图8、图12、图16、图21、图25、图29和图33表示像散，像散曲线与畸变像差曲线相同，对应于纵轴所示的至光轴的距离，横轴表示其像差量(mm单位)，图中分别表示了子午面(meridional)和弧矢面(sagittal)的像差量(mm单位)。图5、图9、图13、图17、图22、图26、图30和图34表示色差/球差，在色差/球差曲线中，纵轴为入射高h(F数值)，而相应的像差量(mm单位)以横轴表示。
另外，色差/球差曲线中，示明了相对于C线(波长656.3nm的光)，d线(波长587.6nm的光)，e线(波长546.1nm的光)，F线(波长486.1nm的光)以及g线(波长435.8nm的光)的像差量。折射率为相对于d线(587.6nm的光)的折射率。
以下，由表1至表8汇总给出第一至第八实施例中的有关透镜部件的曲率半径(mm单位)、透镜表面间距(mm单位)、透镜材料的折射率、透镜材料的阿贝数、焦距、F数值和非球面系数。在第一至第八实施例中，各别以f1、f2和F3表示第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的焦距。在第一至第八实施例的所有实施例中，f1取正值，而f2和f3取负值。即，第一透镜L1是具有正的屈光力的透镜，而第二透镜L2及第三透镜L3是具有负的屈光力的透镜。并且，摄像镜头的组合焦距f以1.00mm归一化。
另外，光轴上曲率半径ri(i＝1，2，3，...，8)，在物体侧呈凸面时取正值，在图像侧呈凸面时取负值。由构成镜头的曲面的曲率半径的取值符号可知，第一透镜L1是物体侧及图像侧均呈凸面的凸透镜；第二透镜L2是图像侧呈凸面的弯月形透镜；第三透镜L3是物体侧及像侧均呈凸面的凸透镜。
下面说明各实施例的特征。第一至第八实施例中，第一透镜L1和第三透镜L3采用环烯塑料ZEONEX E48R(ZEONEX是日本zeon股份有限公司的注册商标，而E48R是产品编号)为材料。而第二透镜L2采用芴类聚酯或聚碳酸酯为材料。
ZEONEX E48R相对于d线的折射率是1.5304，而芴类聚酯和聚碳酸酯相对于d线的折射率分别是1.607和1.5830。ZEONEXE48R的阿贝数是56.0，而芴类聚酯和聚碳酸酯的阿贝数分别是27.0和30.0。
而且，第一透镜L1的两面、第二透镜L2的两面，以及第三透镜L3的两面为非球面。
【第一发明】
第一发明的摄像镜头如图1所示，具有孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3，按照从物体侧到图像侧，由孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的顺序构成。以下在表1至表4中汇总了第一发明的摄像镜头的第一至第四实施例中，有关透镜部件的曲率半径(mm单位)、透镜表面间距(mm单位)、透镜材料的折射率、透镜材料的阿贝数、焦距、F数值和非球面系数。在表1至表4中，第二透镜L2到第三透镜L3的光轴上的间距D对应于d5。
【表1】
第一实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                        非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝∞
  d1＝0.0000
  r2＝0.356   1.667   -6.182   -4.554e+1   -1.638e+3   -9.416e+4
  d2＝0.1827   N2＝1.5304   v2＝56.0
  r3＝-17.782   2.624e+3   -7.506   1.246e+1   -6.110e+3   -4.034e+4
  d3＝0.1167
  r4＝-0.2l9   7.041e-2   1.077e+1   5.294e+2   -4.468e+3   -1.464e+5
  d4＝0.1251   N4＝1.6070   v4＝27.0
  r5＝-0.344   -6.306e-1   4.833e-2   4.434e+2   -3.444e+3   3.611e+3
  d5＝0.1000
  r6＝0.631   -3.669e+1   -4.933   5.289e+1   -2.673e+2   4.585e+2
  d6＝0.2074   N6＝1.5304   v6＝56.0
  r7＝0.537   -1.751e+1   -4.574   2.023e+1   -5.507e+1   1.005e+1
  d7＝0.3889
  r8＝∞
                                                                                                     焦距＝1.0mm            f1＝0.66mm
                                                                                                     FNO＝3.4               f2＝-1.58mm
                                                                                                     像高2Y＝1.28mm         f3＝-28.53mm
【表2】
第二实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                    非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝∞
  d1＝0.0000
  r2＝0.356   1.657   -6.318   -4.259e+1   -1.573e+3   -1.003e+5
  d2＝0.1827   N2＝1.5304   v2＝56.0
  r3＝-17.782   1.039e+4   -7.887   1.308e+1   -5.938e+3   -5.026e+4
  d3＝0.1167
  r4＝-0.217   9.362e-2   1.061e+1   5.293e+2   -4.194e+3   -1.679e+5
  d4＝0.1260   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.347   -6.665e-1   2.110e-1   4.439e+2   -3.472e+3   2.977e+3
  d5＝0.1000
  r6＝0.622   -3.304e+1   -4.719   5.254e+1   -2.687e+2   4.934e+2
  d6＝0.2074   N6＝1.5304   v6＝56.0
  r7＝0.537   -1.674e+1   -4.460   1.976e+1   -5.375e+1   1.997e+1
  d7＝0.3861
  r8＝∞
                                                          焦距＝1.0mm        f1＝0.66mm
                                                          FNO＝3.4           f2＝-1.53mm
                                                          像高2Y＝1.28mm     f3＝-46.94mm
【表3】
第三实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                           非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝∞
  d1＝0.0000
  r2＝0.356   1.299   -5.360   -6.871e+1   1.240e+3   -1.044e+5
  d2＝0.1826   N2＝1.5300   v2＝56.0
  r3＝-8.887   4.898e+2   -6.933   7.254e+1   -5.561e+3   -8.331e+3
  d3＝0.1167
  r4＝-0.227   -1.267e-1   1.717e+1   4.396e+2   -7.141e+3   -7.639e+4
  d4＝0.1244   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.318   -2.311   2.888   4.437e+2   -2.915e+3   -9.266e+3
  d5＝0.0800
  r6＝1.092   -1.866e+2   -5.342   6.070e+1   -2.726e+2   4.963e+2
  d6＝0.2073   N6＝1.5300   v6＝56.0
  r7＝0.568   -2.238e+1   -5.370   2.847e+1   -1.228e+2   1.880e+2
  d7＝0.3810
  r8＝∞
                                                          焦距＝1.0mm        f1＝0.65mm
                                                          FNO＝3.4           f2＝-2.71mm
                                                          像高2Y＝1.28mm     f3＝-2.59mm
【表4】
第四实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                               非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝∞
  d1＝0.0000
  r2＝0.356   1.300   -5.677   -6.000e+1   3.486e+2   -1.118e+5
  d2＝0.1826   N2＝1.5300   v2＝56.0
  r3＝-8.887   2.300e+3   -8.034   3.438e+1   -5.859e+3   -3.092e+4
  d3＝0.1167
  r4＝-0.216   -1.037e-1   1.815e+1   4.097e+2   -5.808e+3   -1.507e+5
  d4＝0.1244   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.303   -2.117   3.302   4.494e+2   -3.010e+3   -1.l06e+4
  d5＝0.0511
  r6＝1.186   -1.850e+2   -5.012   6.129e+1   -2.753e+2   4.580e+2
  d6＝0.2073   N6＝1.5300   v6＝56.0
  r7＝0.665   -2.815e+1   -5.570   2.695e+1   -1.195e+2   1.852e+2
  d7＝0.4222
  r8＝∞
                                                              焦距＝1.0mm       f1＝0.65mm
                                                              FNO＝3.4          f2＝-2.67mm
                                                              像高2Y＝1.28mm    f3＝-3.32mm
【第一实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用芴类聚酯EP-4000(EP-4000是三菱瓦斯化学股份有限公司的产品编号)为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r2＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r3＝-17.782mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D(＝d5)＝0.1000mm
(D)光学长L＝1.121mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.66mm
因此：
|r2/r3|＝|0.356/-17.782|＝0.020
D/f＝0.1000/1.00＝0.1000
L/2Y＝1.121/1.28＝0.876
f1/f＝0.66/1.00＝0.66
所以第一实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(1-1)至(1-4)。
0.01＜|r2/r3|＜0.05                (1-1)
0.05＜D/f≤0.1                     (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9                     (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7                     (1-4)
下文中提及的第一发明的条件式指上述(1-1)至(1-4)的四个条件式。
光阑S1如表1所示，设于第一透镜L1第1面(物体侧的面)与光轴的交点处。因光阑面是平面，由表1中r1＝∞，可知光阑S1设置于r1处。另外，F数值为3.4。
图2示明第一实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.389mm，因此能确保充分的长度。
图3示明畸变像差曲线20，图4示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线22和对弧矢面(sagittal)的像差曲线24)，而图5示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线26，相对于d线的像差曲线28，相对于e线的像差曲线30，相对于F线的像差曲线32和相对于g线的像差曲线34)。
图3和图4的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图3和图4中，100％对应于0.640mm。另外，图5的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高60％(像高0.384mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.2640％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.2640％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0513mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0513mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线34的像差量的绝对值达到最大为0.0114mm，像差量的绝对值在0.0114mm以内。
【第二实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r2＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r3＝-17.782mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D(＝d5)＝0.1000mm
(D)光学长L＝1.119mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.66mm
因此：
|r2/r3|＝|0.356/-17.782|＝0.020
D/f＝0.1000/1.00＝0.1000
L/2Y＝1.119/1.28＝0.874
f1/f＝0.66/1.00＝0.66
所以第二实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(1-1)至(1-4)。
0.01＜|r2/r3|＜0.05           (1-1)
0.05＜D/f≤0.1                (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9                (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7                (1-4)
下文中提及的第一发明的条件式指上述(1-1)至(1-4)的四个条件式。
光阑S1如表2所示，设于第一透镜L1第1面(物体侧的面)与光轴的交点处。因光阑面是平面，由表2中r1＝∞，可知光阑S1设置于r1处。另外，F数值为3.4。
图6示明第二实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.386mm，因此能确保充分的长度。
图7示明畸变像差曲线36，图8示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线38和对弧矢面(sagittal)的像差曲线40)，而图9示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线42，相对于d线的像差曲线44，相对于e线的像差曲线46，相对于F线的像差曲线48和相对于g线的像差曲线50)。
图7和图8的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图7和图8中，100％对应于0.640mm。另外，图9的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高60％(像高0.384mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.2203％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.2203％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0234mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0234mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线50的像差量的绝对值达到最大为0.0129mm，像差量的绝对值在0.0129mm以内。
【第三实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r2＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r3＝-8.887mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D(＝d5)＝0.08mm
(D)光学长L＝1.092mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.65mm
因此：
|r2/r3|＝|0.356/-8.887|＝0.04
D/f＝0.08/1.00＝0.08
L/2Y＝1.092/1.28＝0.8531
f1/f＝0.65/1.00＝0.65
所以第三实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(1-1)至(1-4)。
0.01＜|r2/r3|＜0.05        (1-1)
0.05＜D/f≤0.1             (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (1-4)
下文中提及的第一发明的条件式是指上述(1-1)至(1-4)的四个条件式。
光阑S1如表3所示，设于第一透镜L1第1面(物体侧的面)与光轴的交点处。因光阑面是平面，由表3中r1＝∞，可知光阑S1设置于r1处。另外，F数值为3.4。
图10示明第三实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.381mm，因此能确保充分的长度。
图11示明畸变像差曲线52，图12示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线54和对弧矢面(sagittal)的像差曲线56)，而图13示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线58，相对于d线的像差曲线60，相对于e线的像差曲线62，相对于F线的像差曲线64和相对于g线的像差曲线66)。
图11和图12的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图11和图12中，100％对应于0.640mm。另外，图13的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高100％(像高0.640mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.5710％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.5710％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0115mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0115mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线66的像差量的绝对值达到最大为0.0154mm，像差量的绝对值在0.0154mm以内。
【第四实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r2＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r3＝-8.887mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D(＝d5)＝0.0511mm
(D)光学长L＝1.1043mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.65mm
因此：
|r2/r3|＝|0.356/-8.887|＝0.04
D/f＝0.0511/1.00＝0.0511
L/2Y  ＝1.104/1.28＝0.8627
f1/f  ＝0.65/1.00＝0.65
所以第四实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(1-1)至(1-4)。
0.01＜|r2/r3|＜0.05         (1-1)
0.05＜D/f≤0.1              (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9              (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7              (1-4)
下文中提及的第一发明的条件式是指上述(1-1)至(1-4)的四个条件式。
光阑S1如表4所示，设于第一透镜L1第1面(物体侧的面)与光轴的交点处。因光阑面是平面，由表4中r1＝∞，可知光阑S1设置于r1处。另外，F数值为3.4。
图14示明第四实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.422mm，因此能确保充分的长度。
图15示明畸变像差曲线68，图16示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线70和对弧矢面(sagittal)的像差曲线72)，而图17示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线74，相对于d线的像差曲线76，相对于e线的像差曲线78，相对于F线的像差曲线80和相对于g线的像差曲线82)。
图15和图16的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图15和图16中，100％对应于0.639mm。另外，图17的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高100％(像高0.639mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.5428％。而像高小于0.639mm时，其像差量的绝对值均小于0.5428％。
像散在像高80％(像高0.512mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0512mm。而像高小于0.639mm时，其像差量的绝对值均小于0.0512mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线82的像差量的绝对值达到最大为0.0153mm，像差量的绝对值在0.0153mm以内。
【第二发明】
第二发明的摄像镜头如图18所示，具有第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3，按照从物体侧到图像侧，由第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3的顺序构成。以下在表5至表8中汇总了第二发明的摄像镜头的第五至第八实施例的，有关透镜部件的曲率半径(mm单位)、透镜表面间距(mm单位)、透镜材料的折射率、透镜材料的阿贝数、焦距、F数值和非球面系数。在表5至表8中，第二透镜L2到第三透镜L3的光轴上的间距D对应于d5。
【表5】
第五实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                       非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝0.356   1.667   -6.182   -4.554e+1   -1.638e+3   -9.416e+4
  d1＝0.1827   N1＝1.5304   v1＝56.0
  r2＝-17.782   2.624e+3   -7.506   1.246e+1   -6.110e+3   -4.034e+4
  d2＝0.0000
  r3＝∞
  d3＝0.1167
  r4＝-0.219   7.041e-2   1.077e+1   5.294e+2   -4.468e+3   -1.464e+5
  d4＝0.1251   N4＝1.6070   v4＝27.0
  r5＝-0.344   -6.306e-1   4.833e-2   4.434e+2   -3.444e+3   3.611e+3
  d5＝0.1000
  r6＝0.631   -3.669e+1   -4.933   5.289e+1   -2.673e+2   4.585e+2
  d6＝0.2074   N6＝1.5304   v6＝56.0
  r7＝0.537   -1.751e+1   -4.574   2.023e+1   -5.507e+1   1.005e+1
  d7＝0.3889
  r8＝∞
                                                      焦距＝1.0mm             f1＝0.66mm
                                                      FNO＝3.4                f2＝-1.58mm
                                                      像高2Y＝1.28mm          f3＝-28.53mm
【表6】
第六实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                    非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝0.356   1.657   -6.318   -4.259e+1   -1.573e+3   -1.003e+5
  d1＝0.1827   N1＝1.5304   v1＝56.0
  r2＝-17.782   1.039e+4   -7.887   1.308e+1   -5.938e+3   -5.026e+4
  d2＝0.0000
  r3＝∞
  d3＝0.1167
  r4＝-0.217   9.362e-2   1.061e+1   5.293e+2   -4.194e+3   -1.679e+5
  d4＝0.1260   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.347   -6.665e-1   2.110e-1   4.439e+2   -3.472e+3   2.977e+3
  d5＝0.1000
  r6＝0.622   -3.304e+1   -4.719   5.254e+1   -2.687e+2   4.934e+2
  d6＝0.2074   N6＝1.5304   v6＝56.0
  r7＝0.537   -1.674e+1   -4.460   1.976e+1   -5.375e+1   1.997e+1
  d7＝0.3861
  r8＝∞
                                                       焦距＝1.0mm          f1＝0.6mm
                                                       FNO＝3.4             f2＝-1.53mm
                                                       像高2Y＝1.28mm       f3＝-46.94mm
【表7】
第七实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                      非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝0.356   1.299   -5.360   -6.871e+1   1.240e+3   -1.044e+5
  d1＝0.1826   N1＝1.5300   v1＝56.0
  r2＝-8.887   4.898e+2   -6.933   7.254e+1   -5.561e+3   -8.331e+3
  d2＝0.0000
  r3＝∞
  d3＝0.1167
  r4＝-0.227   -1.267e-1   1.717e+1   4.396e+2   -7.141e+3   -7.639e+4
  d4＝0.1244   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.318   -2.311   2.888   4.437e+2   -2.915e+3   -9.266e+3
  d5＝0.0800
  r6＝1.092   -1.866e+2   -5.342   6.070e+1   -2.726e+2   4.963e+2
  d6＝0.2073   N6＝1.5300   v6＝56.0
  r7＝0.568   -2.238e+1   -5.370   2.847e+1   -1.228e+2   1.880e+2
  d7＝0.3810
  r8＝∞
                                                         焦距＝1.0mm           f1＝0.65mm
                                                         FNO＝3.4              f2＝-2.71mm
                                                         像高2Y＝1.28mm        f3＝-2.59mm
【表8】
第八实施例
曲率半径(ri) 距离(di) 折射率(Ni) 阿贝数(vi)                                       非球面系数
  K   A0   B0   C0   D0
  r1＝0.356   1.300   -5.677   -6.000e+1   3.486e+2   -1.118e+5
  d1＝0.1826   N1＝1.5300   v1＝56.0
  r2＝-8.887   2.300e+3   -8.034   3.438e+1   -5.859e+3   -3.092e+4
  d2＝0.0000
  r3＝∞
  d3＝0.1167
  r4＝-0.216   -1.037e-1   1.815e+1   4.097e+2   -5.808e+3   -1.507e+5
  d4＝0.1244   N4＝1.5830   v4＝30.0
  r5＝-0.303   -2.117   3.302   4.494e+2   -3.010e+3   -1.106e+4
  d5＝0.0511
  r6＝1.186   -1.850e+2   -5.012   6.129e+1   -2.753e+2   4.580e+2
  d6＝0.2073   N6＝1.5300   v6＝56.0
  r7＝0.665   -2.815e+1   -5.570   2.695e+1   -1.195e+2   1.852e+2
  d7＝0.4222
  r8＝∞
                                                        焦距＝1.0mm             f1＝0.65mm
                                                        FNO＝3.4                f2＝-2.67mm
                                                        像高2Y＝1.28mm          f3＝-3.32mm
【第五实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用芴类聚酯EP-4000(EP-4000是三菱瓦斯化学股份有限公司的产品编号)为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r1＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r2＝-17.782mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D＝0.1000mm
(D)光学长L＝1.1208mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.66mm
因此：
|r1/r2|＝|0.356/-17.782|＝0.020
D/f＝0.1000/1.00＝0.1000
L/2Y＝1.121/1.28＝0.8756
f1/f＝0.66/1.00＝0.66
所以第五实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(2-1)至(2-4)。
0.01＜|r1/r2|＜0.05        (2-1)
0.05＜D/f≤0.1             (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (2-4)
下文中提及的第二发明的条件式是指上述(2-1)至(2-4)的四个条件式。
光阑S2如表5所示，设于第一透镜L1与第一透镜L2之间。因光阑面是平面，由表5中r3＝∞，可知光阑S2设置于r3处。另外，F数值为3.4。
图19示明第五实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.389mm，因此能确保充分的长度。
图20示明畸变像差曲线120，图21示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线122和对弧矢面(sagittal)的像差曲线124)，而图22示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线126，相对于d线的像差曲线128，相对于e线的像差曲线130，相对于F线的像差曲线132和相对于g线的像差曲线134)。
图20和图21的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图24和图25中，100％对应于0.640mm。另外，图22的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高60％(像高0.384mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.3310％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.3310％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对弧矢面(sagittal)的像差量的绝对值达到最大为0.0196mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0196mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线134的像差量的绝对值达到最大为0.0114mm，像差量的绝对值在0.0114mm以内。
【第六实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r1＝0.3566mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r2＝-17.782mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D＝0.1000mm
(D)光学长L＝1.119mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.66mm
因此：
|r1/r2|＝|0.356/-17.782|＝0.020
D/f＝0.1000/1.00＝0.1000
L/2Y＝1.119/1.28＝0.874
f1/f＝0.66/1.00＝0.66
所以第六实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(2-1)至(2-4)。
0.01＜|r1/r2|＜0.05        (2-1)
0.05＜D/f≤0.1             (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (2-4)
下文中提及的第二发明的条件式是指上述(2-1)至(2-4)的四个条件式。
光阑S2如表6所示，设于第一透镜L1与第一透镜L2之间。因光阑面是平面，由表6中r3＝∞，可知光阑S2设置于r3处。另外，F数值为3.4。
图23示明第六实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.386mm，因此能确保充分的长度。
图24示明畸变像差曲线136，图25示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线138和对弧矢面(sagittal)的像差曲线140)，而图26示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线142，相对于d线的像差曲线144，相对于e线的像差曲线146，相对于F线的像差曲线148和相对于g线的像差曲线150)。
图24和图25的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图24和图25中，100％对应于0.640mm。另外，图26的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高60％(像高0.384mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.2936％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.2936％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对弧矢面(sagittal)的像差量的绝对值达到最大为0.0221mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0221mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线150的像差量的绝对值达到最大为0.0129mm，像差量的绝对值在0.0129mm以内。
【第七实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r1＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r2＝-8.887mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D＝0.08mm
(D)光学长L＝1.092mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.65mm
因此：
|r1/r2|＝|0.356/-8.887|＝0.04
D/f＝0.08/1.00＝0.08
L/2Y＝1.092/1.28＝0.8531
f1/f＝0.65/1.00＝0.65
所以第七实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(2-1)至(2-4)。
0.01＜|r1/r2|＜0.05      (2-1)
0.05＜D/f≤0.1           (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9           (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7           (2-4)
下文中提及的第二发明的条件式是指上述(2-1)至(2-4)的四个条件式。
光阑S2如表7所示，设于第一透镜L1与第一透镜L2之间。因光阑面是平面，由表7中r3＝∞，可知光阑S2设置于r3处。另外，F数值为3.4。
图27示明第七实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.381mm，因此能确保充分的长度。
图28示明畸变像差曲线152，图29示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线154和对弧矢面(sagittal)的像差曲线156)，而图30示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线158，相对于d线的像差曲线160，相对于e线的像差曲线162，相对于F线的像差曲线164和相对于g线的像差曲线166)。
图28和图29的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图28和图29中，100％对应于0.640mm。另外，图30的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高80％(像高0.512mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.3963％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.3963％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0579mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0579mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线166的像差量的绝对值达到最大为0.0154mm，像差量的绝对值在0.0154mm以内。
【第八实施例】
第一透镜L1和第三透镜L3采用ZEONEX E48R为材料，第二透镜L2采用聚碳酸酯为材料。
(A)第一透镜L1的物体侧曲率半径r1＝0.356mm
(B)第一透镜L1的图像侧曲率半径r2＝-8.887mm
(C)第二透镜L2和第三透镜L3的光轴上的间隔D＝0.0511mm
(D)光学长L＝1.104mm
(E)像高(有效画面的对角线长)2Y＝2×0.64＝1.28mm
(F)第一透镜L1的焦距f1＝0.65mm
因此：
|r1/r2|＝|0.356/-8.887|＝0.04
D/f＝0.0511/1.00＝0.0511
L/2Y＝1.104/1.28＝0.8627
f1/f＝0.65/1.00＝0.65
所以第八实施例中的透镜组，满足下面所有的条件式(2-1)至(2-4)。
0.01＜|r1/r2|＜0.05        (2-1)
0.05＜D/f≤0.1             (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (2-4)
下文中提及的第二发明的条件式是指上述(2-1)至(2-4)的四个条件式。
光阑S2如表8所示，设于第一透镜L1与第一透镜L2之间。因光阑面是平面，由表8中r3＝∞，可知光阑S2设置于r3处。另外，F数值为3.4。
图31示明第八实施例的摄像镜头的剖面图。相对于焦距1.00mm，后焦距为0.422mm，因此能确保充分的长度。
图32示明畸变像差曲线168，图33示明像散曲线(对子午面(meridional)的像差曲线170和对弧矢面(sagittal)的像差曲线172)，而图34示明色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线174，相对于d线的像差曲线176，相对于e线的像差曲线178，相对于F线的像差曲线180和相对于g线的像差曲线182)。
图32和图33的像差曲线的纵轴，以到光轴距离的百分比值表示像高。图32和图33中，100％对应于0.640mm。另外，图34的像差曲线的纵轴表示入射高h(F数)，最大对应于3.4，横轴表示像差量的大小。
畸变像差在像高100％(像高0.640mm)处，像差量的绝对值达到最大为0.3489％。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.3489％。
像散在像高100％(像高0.640mm)处，对子午面(meridional)的像差量的绝对值达到最大为0.0344mm。而像高小于0.640mm时，其像差量的绝对值均小于0.0344mm。
色差/球差在入射高h为30％处，相对于g线的像差曲线182的像差量的绝对值达到最大为0.0154mm，像差量的绝对值在0.0154mm以内。
从第一发明及第二发明的摄像镜头的说明可知，只要把构成摄像镜头的各透镜设计成为满足条件式(1-1)至(1-4)及条件式(2-1)至(2-4)，就可解决本发明的课题。即，可以得到，不仅各种像差能够被良好地校正，且能确保充分的后焦距及短光学长的摄像镜头。
上述的实施例中，第一透镜L1和第三透镜L3采用环烯塑性材料，第二透镜L2采用芴类聚酯或聚碳酸酯塑性材料，然而实施例以外的塑性材料，甚至不是塑性材料，例如模制玻璃等，只要是满足了实施例中说明的各种条件的材料，不管是玻璃材料还是其他材料都可以利用。
工业上的利用可能
如上所示，根据上述第一发明及第二发明中的摄像镜头，不仅各种像差能被良好地校正且光学长短，而且能够获得良好的画像，并能确保充分的后焦距。
如上所述可知，本发明的摄像镜头，既适合用作手机，个人电脑或数码相机的内置摄象机的摄像镜头，也适合用作携带信息终端(PDA：personal digital assistants)的内置摄像机的摄像镜头，同样适合用作具有画像识别功能的玩具的内置摄像机的摄像镜头，以及适合用作监视，检查或者防犯设备等的内置摄像机的摄像镜头。

Claims (5)

1.一种摄像镜头，具有孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；按照从物体侧到图像侧，由孔径光阑S1、第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的顺序构成；
第一透镜L1是物体侧及图像侧的两侧面呈凸面，且具有正的屈光力的透镜，
第二透镜L2是凸面朝向图像侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜，
第三透镜L3是凸面朝向物体侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜；
而且，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3三个透镜的两侧面均为非球面；
该摄像镜头满足以下条件：
0.01＜|r2/r3|＜0.05        (1-1)
0.05＜D/f≤0.1             (1-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (1-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (1-4)
式中，
f：摄像镜头的组合焦距，
r2：第一透镜L1物体侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
r3：第一透镜L1图像侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
D：第二透镜L2与第三透镜L3的光轴上的间距，
L：在空气中从第一透镜L1的物体侧到摄像面的光轴上的距离，
2Y：像高(有效画面的对角线长)，
f1：第一透镜L1的焦距。
2.一种摄像镜头，具有第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3；按照从物体侧到图像侧，由第一透镜L1、孔径光阑S2、第二透镜L2和第三透镜L3的顺序构成；
第一透镜L1是物体侧及图像侧的两侧面呈凸面，且具有正的屈光力的透镜，
第二透镜L2是凸面朝向图像侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜，
第三透镜L3是凸面朝向物体侧，且具有负的屈光力的弯月形透镜，
而且，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3三个透镜的两侧面均为非球面；
该摄像镜头满足以下条件：
0.01＜|r1/r2|＜0.05        (2-1)
0.05＜D/f≤0.1             (2-2)
0.6＜L/2Y＜0.9             (2-3)
0.5＜f1/f＜0.7             (2-4)
式中，
f：摄像镜头的组合焦距，
r1：第一透镜L1物体侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
r2：第一透镜L1图像侧的光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
D：第二透镜L2与第三透镜L3的光轴上的间距，
L：在空气中从第一透镜L1的物体侧到摄像面的光轴上的距离，
2Y：像高(有效画面的对角线长)，
f1：第一透镜L1的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其中，构成该摄像镜头的上述第二透镜L2的材料的折射率、比构成第一透镜L1和第三透镜L3的材料的折射率高；而构成该摄像镜头的第二透镜L2的材料的阿贝数、比构成第一透镜L1和第三透镜L3的材料的阿贝数低。
4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其中，构成该摄像镜头的上述第一透镜L1和第三透镜L3是由环烯塑性材料，第二透镜L2是由芴类聚酯材料形成。
5.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其中，构成该摄像镜头的上述第一透镜L1和第三透镜L3是由环烯塑性材料，第二透镜L2是由聚碳酸酯材料形成。
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