CN201378215Y - 摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种摄像透镜及利用该摄像透镜的摄像装置，该摄像透镜兼顾可回流安装到印刷布线基板上的耐热性和高的光学性能。摄像透镜从物侧依次具备：正的第1透镜组(10)，最靠近物侧的透镜面(R1)呈凸面；负的第2透镜组(20)，最靠近像侧的透镜面(R8)呈凹面；正的第3透镜组(30)，最靠近像侧的透镜面(R12)呈凸面；正或负的第4透镜组(40)，最靠近像侧的透镜面(R16)呈凹面。这4个透镜组各自是将平行平面玻璃板和配置在该平行平面玻璃板上的具有耐热性的树脂透镜一体化而构成的。

Description

摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置

技术领域

本实用新型涉及摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置。

背景技术

从过去已知内置由摄像透镜和将通过该摄像透镜成像的光学像变换成电信号的摄像元件构成的摄像装置的手机。这种摄像装置安装在收容于手机的印刷布线基板上。而且，作为在印刷布线基板安装摄像装置的方法已知回流安装。该回流安装是在印刷布线基板上的安装摄像装置的部位事先配置焊锡球，在此配置摄像装置且进行加热而使焊锡球熔融后进行冷却，在印刷布线基板上焊接该摄像装置。

由于对配设在这种回流安装的摄像装置的摄像透镜要求耐热性，因此，研究了具有与以在通常环境下的使用为前提的摄影透镜不同的结构的透镜。

例如，作为可回流安装的具有耐热性的摄像透镜已知由将玻璃和具有耐热性的树脂贴合而使之一体化的复合透镜作为各组的3组结构构成的摄像透镜等(参照专利文献1、2)。由这种3组结构构成的摄像透镜，例如在使被摄体的光学像成像在构成为像素数为2百万像素、1像素为5μm×5μm程度的大小的摄像元件的受光面上时使用。

专利文献1：日本专利3946245号公报

专利文献2：日本专利公开表2005-539276号公报

但是，在要求手机内置摄像机的高质量化之中，要求为了适用于具有由多于2百万像素的像素数构成的受光面的摄像元件的、更高性能的摄像透镜。例如，有想要将组合摄像元件和相应于该摄像元件的分辨率更高的高性能摄像透镜的摄像装置回流安装在印刷布线基板上的要求，该摄像元件具有受光面，该受光面具有5百万像素的像素数且1像素由2μm×2μm程度的大小构成。

但是，在将贴合如上述的玻璃和树脂并使之一体化构成的具有耐热性的复合透镜作为各组的3组结构的摄像透镜中，存在难以进一步提高其光学性能的问题。

另外，上述问题不限于内置在手机的摄像透镜，其是回流安装到印刷布线基板上的摄像装置的摄像透镜共通的问题。

实用新型内容

本实用新型是借鉴于上述情况提出的，其目的在于，提供一种能够兼顾耐热性和高的光学性能，且可回流安装到印刷布线基板上的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置。

本实用新型的摄像透镜，其特征在于，从物侧依次具备：正的第1透镜组，最靠近物侧的透镜面呈凸面；负的第2透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凹面；正的第3透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凸面；正或负的第4透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凹面，将平行平面玻璃板和配置在该平行平面玻璃板上的具有耐热性的树脂透镜一体化而构成各组。

优选上述第1透镜组或第2透镜组配置有光阑。而且，优选配置有光阑的第1透镜组或第2透镜组配置具有红外光截止功能的滤光片。

另外，具有红外光截止功能的滤光片只要是具有至少遮断红外光且使可见光透射的特性的滤光片，可以是任何滤光片。具有该红外光截止功能的滤光片可设为薄膜或可设为吸收红外光的光学部件。

摄像透镜将Tmp设为从第1透镜组到第4透镜组的所有树脂透镜的中心厚度的平均值，将Tmg设为从第1透镜组到第4透镜组的所有平行平面玻璃板的厚度的平均值时，优选满足以下条件式(1)：0＜Tmp/Tmg＜1…(1)。

第2透镜组将v dp设为树脂透镜对d线的阿贝数，将v dg设为平行平面玻璃板对d线的阿贝数时，优选满足条件式(2)：v dp-v dg＞15，更优选满足条件式(2′)：v dp-v dg＞25。

本实用新型的摄像装置的特征在于，具备：上述摄像透镜、和将通过该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。

上述“透镜面呈凸面”是表示透镜面的中心部呈凸面。而且，“透镜面呈凹面”是表示透镜面的中心部呈凹面。

“具有耐热性的树脂透镜”是表示具有可回流安装的耐热性的树脂透镜。更具体地，优选是具有120℃以上的耐热性的树脂透镜，更优选是具有160℃以上的耐热性的树脂透镜。

上述树脂透镜可以是由热硬化性树脂材料形成的透镜。

上述组也可以是在平行平面玻璃板的两侧配置具有耐热性的树脂透镜且使这些一体化的组，也可以是仅在平行平面玻璃板的单侧配置具有耐热性的树脂透镜且使这些一体化的组。

上述组也可以是直接接合平行平面玻璃板和具有耐热性的树脂透镜而形成的组，也可以是在平行平面玻璃板和具有耐热性的树脂透镜之间配置其他光学部件而形成的组。

配置有上述孔径光阑的组也可以是在平行平面玻璃板和树脂透镜之间配置光学滤光片及孔径光阑并相互接合这些构成的组。

而且，光学滤光片优选为在平行平面玻璃板上涂敷薄膜形成的滤光片。

上述孔径光阑也可以在平行平面玻璃板上涂敷薄膜而形成或由金属材料等构成的薄板构成。

根据本实用新型的摄像透镜及使用该摄像透镜的摄像装置，将从第1透镜组到第4透镜组的各组设为将平行平面玻璃板和配置在该平行平面玻璃板上的具有耐热性的树脂透镜一体化构成的组，所以能够兼顾耐热性和高的光学性能。

即，该摄像透镜通过将透镜结构设为4组结构，比过去的3组结构的摄像透镜可提高光学性能，并且将4组分别形成为在平行平面玻璃板上配置具有耐热性的树脂透镜而一体化，所以可以作为具有可回流安装的耐热性的摄像透镜。

而且，在第1透镜组或第2透镜组形成为配置有光阑的透镜组的情况下，可以将出瞳设定在从受光面更加离开的物侧的位置，可以减小用于使光学像成像于受光面上的光线入射到摄像透镜时的入射角，所以可提高所谓远心性。

而且，在配置有光阑的透镜组形成为配置具有红外光截止功能的滤光片的组的情况下，可以减小通过入射到受光面的光路的红外光入射到具有红外光截止功能的滤光片时的入射角，所以能够更加可靠地遮断通过入射到受光面的光路的红外光，且更加可靠地降低由受光面受光的红外光的光量。

而且，在将摄像透镜设为满足以下条件式(1)：0＜Tmp/Tmg＜1的情况下，可以增多耐热性比树脂透镜优良的平行平面玻璃板的使用量，所以能够进一步减小在该摄像透镜发生的伴随温度变化的变形或光学物性的变化。由此，可以进一步提高摄像透镜的耐热性。

而且，在将第2透镜组设为满足条件式(2)：v dp-v dg＞15的情况下，可以更准确地进行在摄像透镜发生的色像差的校正。

附图说明

图1是表示根据本实用新型的实施方式的摄像透镜及摄像装置的简要结构的侧视图。

图中：10-第1透镜组，20-第2透镜组，30-第3透镜组，40-第4透镜组，R1-透镜面，R8-透镜面，R12-透镜面，R16-透镜面。

具体实施方式

以下，利用附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1是表示装载本实用新型的摄像透镜的摄像装置的一例的剖面图。

图示的摄像装置300具备后述的摄像透镜100和摄像部200。

摄像透镜100从物侧依次具备：第1透镜组10，最靠近物侧的透镜面在光轴上呈凸面且具有正的光焦度；第2透镜组20，最靠近像侧的透镜面在光轴上呈凹面且具有负的光焦度；第3透镜组30，最靠近像侧的透镜面在光轴上呈凸面且具有正的光焦度；第4透镜组40，最靠近像侧的透镜面在光轴上呈凹面且具有正或负的光焦度。

第1透镜组10、第2透镜组20、第3透镜组30、第4透镜组40的各组由层叠平行平面玻璃板和配置在该平行平面玻璃板上的具有耐热性的树脂透镜而使之一体化的复合透镜构成。

第1透镜组10是从物侧依次层叠具有耐热性的树脂透镜11、孔径光阑14、具有红外光截止功能的滤光片即红外光截止滤光片15、平行平面玻璃板12、具有耐热性的树脂透镜13而一体化的透镜组。

平行平面玻璃板12是由透明的玻璃材料形成的平行平面板。

红外光截止滤光片15是在平行平面玻璃板12的表面涂敷薄膜而形成的滤光片。

而且，孔径光阑14是在由金属材料构成的薄板设置孔径而构成的。该孔径光阑14被粘结在形成于平行平面玻璃板12的表面的红外光截止滤光片15上，且与平行平面玻璃板12一体化。

树脂透镜11是通过紫外线照射使配置在形成于平行平面玻璃板12的表面的红外光截止滤光片15上的紫外线硬化树脂硬化而形成的。更详细地，该树脂透镜11是按照使配置在从红外光截止滤光片15蔓延到孔径光阑14的范围的紫外线硬化树脂硬化而与平行平面玻璃板12一体化的方式所形成的透镜。

树脂透镜13也是通过紫外线照射使配置在平行平面玻璃板12上的紫外线硬化树脂硬化而构成的透镜，是与平行平面玻璃板12一体化的透镜。

在此，第1透镜组10的最靠近物侧的透镜面即树脂透镜11的物侧的透镜面R1在光轴C1上呈凸面。

第2透镜组20是从物侧依次配置具有耐热性的树脂透镜21、平行平面玻璃板22、具有耐热性的树脂透镜23而一体化的透镜组。

树脂透镜21是在平行平面玻璃板22的表面通过紫外线照射使紫外线硬化树脂硬化而构成的，是与平行平面玻璃板22一体化的透镜。

树脂透镜23也是通过紫外线照射使配置在平行平面玻璃板22上的紫外线硬化树脂硬化而构成的，是与平行平面玻璃板22一体化的透镜。

如上述，第3透镜组30是从物侧依次层叠具有耐热性的树脂透镜31、平行平面玻璃板32、具有耐热性的树脂透镜33而一体化的透镜组。

在此，第2透镜组20的最靠近像侧的透镜面即树脂透镜23的像侧的透镜面R8在光轴C1上呈凹面。

树脂透镜31是在平行平面玻璃板32的表面通过紫外线照射使紫外线硬化树脂硬化而与平行平面玻璃板32一体化的透镜，树脂透镜33是通过紫外线照射使配置在平行平面玻璃板32上的紫外线硬化树脂硬化而与平行平面玻璃板32一体化的透镜。

如上述，第4透镜组40是从物侧依次层叠具有耐热性的树脂透镜41、平行平面玻璃板42、具有耐热性的树脂透镜43而一体化的透镜组。

在此，第3透镜组30的最靠近像侧的透镜面即树脂透镜33的像侧的透镜面R12在光轴C1上呈凸面。

树脂透镜41是在平行平面玻璃板42的表面通过紫外线照射使紫外线硬化树脂硬化而与平行平面玻璃板42一体化的透镜，树脂透镜43是通过紫外线照射使配置在平行平面玻璃板42上的紫外线硬化树脂硬化而与平行平面玻璃板42一体化的透镜。

在此，第4透镜组40的最靠近像侧的透镜面即树脂透镜43的像侧的透镜面R16在光轴C1上呈凹面。

摄像部200具备：具有检测由摄像透镜100成像的被摄体的光学像的受光面211的摄像元件210、和用于保护受光面211的盖玻璃220。

接着，参照表1～5对本实用新型的摄像透镜所涉及的数值数据等进行说明。

[表1]

面号码	Ri(mm)	Di(mm)	Ndj	vdj
					R1	1.64	0.20	1.4800	60.0
R2	0.00	0.25	1.5231	54.5
					R3	0.00	0.15	1.4800	60.0
R4	-2.06	0.08	1.0000
					R5	-17.20	0.03	1.5800	34.0
R6	0.00	0.25	1.5231	54.5
					R7	0.00	0.03	1.5800	34.0
R8	1.37	0.31	1.0000
					R9	3.70	0.09	1.4800	60.0
R10	0.00	0.79	1.5231	54.5
					R11	0.00	0.14	1.4800	60.0
R12	-3.57	0.59	1.0000
					R13	4.92	0.03	1.4800	60.0
R14	0.00	0.25	1.5231	54.5
					R15	0.00	0.39	1.4800	60.0
R16	1.23	0.40	1.0000
					R17	0.00	0.30	1.5163	64.1
R18	0.00	0.12	1.0000
					R19(成像面)	0.00	0.00	1.0000

[表2]

面号码	K	A4	A5	A6	A7	A8	A9	A10
									R1	-1.23E+01	3.19E-01	6.97E-02	-1.10E-01	-1.23E+00	-5.73E-01	5.59E+00	-4.36E+00
R4	-2.32E+01	-2.84E-02	1.05E-01	-2.18E-03	-2.96E-01	-9.45E-02	2.38E-01	1.00E-01
									R5	-1.41E+01	1.07E-01	-3.92E-01	4.46E-01	7.17E-02	-8.54E-01	5.01E-01	2.74E-01
R8	-9.94E+00	2.24E-01	-4.43E-01	2.32E-01	2.80E-01	-2.17E-01	-4.88E-01	4.94E-01
									R9	-5.31E+01	1.94E-02	6.36E-02	-8.54E-02	-9.53E-02	9.45E-02	1.95E-01	-2.17E-01
R12	2.00E+00	-7.68E-02	6.80E-02	-1.86E-02	2.18E-02	4.36E-02	2.37E-02	-3.57E-02
									R13	6.86E+00	-4.09E-01	3.61E-02	6.59E-02	6.84E-02	-1.88E-02	-6.09E-03	-1.45E-03
R16	-8.21E-01	-4.48E-01	3.64E-01	-7.46E-02	-3.87E-02	9.35E-03	7.95E-03	-2.60E-03

[表3]

种类	焦距(mm)
		Fall	3.67E+00
f1	2.00E+00
		f2	-2.16E+00
f3	3.95E+00
		f4	-3.60E+00

种类	焦距的比率
		fall/f1	1.83E+00
fall/f3	9.29E-01
		f1/f3	5.07E-01
f2/f4	5.99E-01
		f2/fall	-5.88E-01
f1/fall	5.46E-01

[表4]

项目	值
		所有树脂透镜的平均厚度：Tmp(mm)	0.132
所有平行平面板的平均厚度：Tmg(mm)	0.387
		比率：Hpg＝Tmp/Tmg	0.341

[表5]

项目	值
		阿贝数：vdg(平行平面板)	54.5
阿贝数：vdp(树脂透镜)	34.0
		差：vs＝vdg-vdp	20.5

上述表1表示摄像透镜的透镜数据，表示与构成各透镜组的透镜及平行平面玻璃板等相关的数据。

在该表1除了平行平面玻璃板及树脂透镜所涉及的面号码以外也包括记载有盖玻璃的面号码或成像面(也是摄像元件的受光面)的面号码等，但对孔径光阑14及红外光截止滤光片15的数据没有记载。红外光截止滤光片15即涂敷膜的厚度非常薄，所以忽视。而且，平行平面玻璃板和树脂透镜的接合面用1个面号码表示。

表2表示形成各树脂透镜的曲面的侧的透镜面的形状(非球面形状)的非球面式的各系数K、A3、A4、A5…的值。而且，对于表1中的符号Ri(i＝1、4…)的意义将进行后述。

各非球面由下述非球面式定义。

[数学式1]

$Z=\frac{Y^2/R}{1+{(1-K\·Y^2/R^2)}^{1/2}}+\underset{i=4}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Ai}{Y}^i$

Z：非球面深度(从高度Y的非球面上的点下垂到与非球面顶点所切的光轴垂直的平面的垂线长度)(mm)

Y：高度(从光轴的距离)(mm)

R：近轴曲率半径(mm)

Ai：非球面系数(i＝4～10)

K：圆锥常数

在表1、2中，将透镜等光学部件的面号码设为随着从物侧朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面号码来表示。该透镜数据的符号Ri(i＝1、2、3、…)与表示图1中的透镜面的符号Ri(i＝1、2、3、…)对应。

表1中，Ri表示第i个(i＝1、2、3、…)面的近轴曲率半径，Di(i＝1、2、3、…)表示第i个面和第i+1个面的光轴C1上的面间隔。而且，近轴曲率半径及面间隔的单位为mm，近轴曲率半径将向物侧为凸的情况设为正，将向像侧为凸的情况设为负。

而且，Ndj表示随着从物侧朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)的光学要素对d线(587.6nm)的折射率，vdj表示第j个光学要素对d线的阿贝数。

表3表示摄像透镜整个系统的焦距Fall、第1～第4透镜组各自所对应的焦距f1、f2、f3、f4、以及这些之中的2种的焦距比率(Fall/f1、Fall/f3…等)。

表4表示第1～第4透镜组的各组的物侧的树脂透镜的中心厚度的值T11、T21、T31、T41、第1～第4透镜组的各组的平行平面玻璃板的厚度的值T12、T22、T32、T42、第1～第4透镜组的各组的像侧的树脂透镜的中心厚度的值T13、T23、T33、T43、摄像透镜整个系统的所有树脂透镜的中心厚度的平均值Tmp、摄像透镜整个系统的所有平行平面玻璃板的厚度的平均值Tmg、各树脂透镜的厚度平均值相对各平行平面玻璃板的厚度的平均值的比率Hpg(Hpg＝Tmp/Tmg)。

在此，比率Hpg的值约为0.34，且满足条件式(1)：0＜(Tmp/Tmg)＜1。通过使相对于温度变化的尺寸的变化或物性值的变化少的平行平面玻璃板的使用比率增大，而可以构成耐热性更优良的摄像透镜，所以优选比率Hpg为更小的值。

表5表示在第2透镜组的平行平面玻璃板对d线的阿贝数的值vdg、树脂透镜的对d线的阿贝数的值vdp、从阿贝数的值vdg减去阿贝数的值vdp后的差值vs(vs＝vdg-vdp)。在此，差值vs为20.5。从而，满足条件式(2)：vs＝vdp-vdg＞15。

另外，本实用新型的摄像元件未必限于将摄像透镜构成为满足条件式(1)或条件式(2)的情况。

而且，树脂透镜的材料不限于紫外线硬化树脂，只要是具有可回流安装的耐热性的树脂，可以使用任何树脂材料。

另外，孔径光阑14不限于配置在上述位置的情况，也可以配置在任何位置，但优选配置在第1透镜组10或第2透镜组20。通过这样，能够将出瞳设定在从受光面更加离开的位置。由此，可以减小用于使光学像成像在受光面的光入射到摄像透镜100时的入射角度，所以可提高所谓远心性。

而且，通过将孔径光阑和红外光截止滤光片配置在相同的组，可以减小在入射到受光面的光路上传播的红外光入射到该红外光截止滤光片时的入射角，所以可以起遮断红外光的更优良的作用。

另外，在上述实施方式中，示出使用在平行平面玻璃板的两侧形成树脂透镜的透镜组的例，但未必限制在这种情况，也可以利用仅在平行平面玻璃板的单侧形成树脂透镜的透镜组来构成摄像透镜。

如上述，根据本实用新型，可获得耐热性优良的高性能的摄像透镜、以及具备这种摄像透镜和摄像元件的摄像装置。而且，可以采用这种摄像透镜或摄像装置作为回流安装在印刷布线基板上使用的摄像透镜或摄像装置。更详细地，可以采用这种摄像透镜或摄像装置作为内置在手机中使用的摄像透镜或摄像装置。

另外，本实用新型不限于上述实施方式，可以进行各种变形实施。例如，各透镜的光学特性、透镜面的曲率半径、以及面间隔等不限于上述所示的数值，可以取其他的值。

Claims (7)

1.一种摄像透镜，其特征在于，

从物侧依次具备：

正的第1透镜组，最靠近物侧的透镜面呈凸面；

负的第2透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凹面；

正的第3透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凸面；

正或负的第4透镜组，最靠近像侧的透镜面呈凹面，

将平行平面玻璃板和配置在该平行平面玻璃板上的具有耐热性的树脂透镜一体化而构成各组。

2.如权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，

上述第1透镜组具有光阑。

3.如权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，

上述第2透镜组具有光阑。

4.如权利要求2或3所述的摄像透镜，其特征在于，

配置上述光阑的上述透镜组具有滤光片，该滤光片具有红外光截止功能。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的摄像透镜，其特征在于，

满足以下条件式(1)：

0＜Tmp/Tmg＜1…(1)

其中，

Tmp为从第1透镜组到第4透镜组的所有树脂透镜的中心厚度的平均值，

Tmg为从第1透镜组到第4透镜组的所有平行平面玻璃板的厚度的平均值。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的摄像透镜，其特征在于，

上述第2透镜组满足以下条件式(2)：

vdp-vdg＞15…(2)

vdp为树脂透镜对d线的阿贝数，

vdg为平行平面玻璃板对d线的阿贝数。

7.一种摄像装置，其特征在于，具备：

权利要求1至3中任一项所述的摄像透镜；和

将通过该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。

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