DE602005003905T2

DE602005003905T2 - Kompaktes Objektiv mit drei Einzellinsen

Info

Publication number: DE602005003905T2
Application number: DE602005003905T
Authority: DE
Inventors: Masae Sato; Eigo Sano
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2025-10-27
Also published as: US7486328B2; CN1769940A; KR101221703B1; EP1653267A3; EP1653267B1; CN100489591C; DE602005003905D1; EP1653267A2; US20060092310A1; KR20060052304A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine klein dimensionierte Bildaufnahmelinse mit einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, wie beispielsweise einem Bildsensor vom CCD-Typ oder einem Bildsensor vom CMOS-Typ, auf eine Bildaufnahmeeinheit und auf eine so ausgerüstete, handgehaltene Einrichtung.
Neuerdings in der Folge des technischen Fortschritts bei der Größenverringerung von Bildaufnahmevorrichtungen mit einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, wie beispielsweise einem Bildsensor vom CCD-Typ (Charge Coupled Device type) oder einem Bildsensor CMOS-Typ (Complementary Metal Oxide Semiconductor type) verbreiten sich mit einer Bildaufnahmevorrichtung ausgestattete Mobiltelefone bzw. mobile Informationsterminals. Ferner nimmt für die in dieser Bildaufnahmevorrichtung angebrachten Bildaufnahmelinse die Forderung nach weiterer Größenverringerung zu.
Weil verglichen mit einer Linse mit einer Einzellinsen- oder Doppellinsenzusammensetzung ein technischer Vorteil erzielt werden kann, ist als eine Bildaufnahmelinse für eine derartige Verwendung eine Linse mit einer Dreifachlinsenzusammensetzung bekannt. Eine sogenannte Bildaufnahmelinse vom Tripplet-Typ, die der Reihe nach von einer Objektseite aus eine erste Linse mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linse mit einer negativen Brechkraft und eine dritte Linsen mit einer positiven Brechkraft aufweist, wird beispielsweise im Patentdokument 1 offenbart.
Ferner wird eine Bildaufnahmelinse vom sogenannten Telephoto-Typ, die der Reihe nach von einer Objektseite aus eine erste Linse mit einer positiven Brechkraft, eine zweite Linse mit einer positiven Brechkraft und eine dritte Linse mit einer negativen Brechkraft aufweist, beispielsweise im Patentdokument 2 offenbart.

[Patentdokument 1] Tokkai-Nr. 2001-75006
[Patentdokument 2] Tokkai-Nr. 2003-322792

Die Bildaufnahmelinse, vom im Patentdokument 1 offenbarten Typ, ist jedoch ein Typ, bei dem, obwohl ein weiter Bildwinkel sichergestellt wird, sich Aberrationen vermehrt addieren, während jedoch einerseits die Gesamtlänge der Bildaufnahmelinse (ein Abstand an der optischen Achse von der äußersten Objektseitenoberfläche der Bildaufnahmelinse zu dem Brennpunkt der Bildseite) vergleichsweise lang ist, und es nicht immer sichergestellt ist, dass die Linse für die Größenverringerung geeignet ist. Ferner ist die Bildaufnahmelinse, vom im Patentdokument 2 beschriebenen Typ, eine Struktur, die zum Verringern der Gesamtlänge der Bildaufnahmelinse vorteilhaft ist, wobei es jedoch ein Verbesserungsspielraum für die weitere Größenverringerung gibt.
Angesichts derartiger Probleme besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Bildaufnahmelinse einer Dreifachlinsenzusammensetzung, bei der, obwohl sie kleiner dimensioniert ist als die Linse vom herkömmlichen Typ, Aberrationen gut korrigiert werden, eine Bildaufnahmeeinheit und eine damit ausgestattete handgehaltene Einrichtung bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft die Größenverringerung der Abmessungen einer klein dimensionierten Dreifachlinsenzusammensetzung in dem Ausmaß, das den folgenden Ausdruck erfüllt. Wenn dieser Bereich erfüllt ist, kann die Gesamtlänge der Bildaufnahmelinse verringert werden, und der Außendurchmesser der Linse kann ebenfalls synergistisch verringert werden. Hierdurch wird die Größen- und Gewichtsverringerung der gesamten Bildaufnahmevorrichtung möglich. L/f < 1,40 (7)
Wobei L ein Abstand entlang der optischen Achse von der äußersten Objektseitenlinsenoberfläche des gesamten Systems der Bildaufnahmelinse zu dem Brennpunkt auf der Bildseite und f eine Brennweite des gesamten Systems der Bildaufnahmelinse ist.
Hier bedeutet der Brennpunkt auf der Bildseite einen Bildpunkt, wenn der parallele Lichtstrahl, der parallel mit der optischen Achse ist, auf die Bildaufnahmelinse einfällt. Wenn eine parallele Platte, wie beispielsweise ein optisches Tiefpassfilter, Infrarot-Sperrfilter oder ein Dichtglas des Festkörper-Bildaufnahmeelements hier angeordnet ist, wird der parallele Plattenteil ein Luftkonvertierungsabstand gemacht und der oben beschriebene L berechnet. Ferner ist bevorzugterweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. L/f < 1,30 (7')
Die Erfindung wird in Anspruch 1 festgelegt.
Eine Grundstruktur der Erfindung, um die Bildaufnahmelinse zu erhalten, die klein dimensioniert ist und deren Aberration genau korrigiert wird, ist der Reihe nach von der Objektseite zusammengesetzt aus: der ersten Linse mit einer positiven Brechkraft und mit der konvexen Oberfläche zu der Objektseite hin, einer Aperturblende, der zweiten Linse mit einer positiven Brechkraft und einer Meniskusform mit der konvexen Oberfläche zu der Bildseite hin, und der dritten Linse mit einer negativen Brechkraft und der konkaven Oberfläche zu der Bildseite hin. Diese Linsenzusammensetzung vom sogenannten Telephoto-Typ, bei der der Reihe nach von der Objektseite eine positive Linsengruppe, die aus der ersten Linse und der zweiten Linse zusammengesetzt ist, und die negative dritte Linse mit der konkaven Oberfläche zu der Bildseite hin angeordnet sind, ist eine vorteilhafte Zusammensetzung, um die Gesamtlänge der Bildaufnahmelinse und deren Abmessungen zu verringern.
Für die Aberrationskorrektur kann, weil die positive Brechkraft durch die erste Linse und die zweite Linse gemeinsam genutzt wird, die Erzeugung der sphärischen Aberration oder Koma unterdrückt werden. Ferner ist, weil die Aperturblende zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse angeordnet ist und weil die erste Linse die Form mit der konvexen Oberfläche zu der Objektseite und die zweite Linse die Meniskusform mit der konvexen Oberfläche zu der Bildseite hin aufweist, diese Linse eine Struktur, bei der die chromatische Vergrößerungsaberration oder Verzerrungsaberration ohne Weiteres korrigiert wird.
Der Bedingungsausdruck (1) ist ein Ausdruck, durch den der Krümmungsradius auf der Objektseite der ersten Linse adäquat eingestellt wird. Wenn R1/f niedriger als die obere Grenze ist, wird die Verringerung der Gesamtlänge der Bildaufnahmelinse möglich. Ferner kann die Feldkrümmung genau korrigiert werden. Einerseits kann, wenn R1/f größer als die untere Grenze ist, die sphärische Aberration hoher Ordnung oder Koma unterdrückt werden, um klein zu sein. Ferner ist der Krümmungsradius nicht zu klein und die Arbeitseigenschaften der Linse gut. Ferner ist bevorzugterweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. 0,23 < R1/f < 0,38 (1')
Der Bedingungsausdruck (2) ist eine Bedingung, durch die der Spalt zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse adäquat eingestellt und Koma oder Feldkrümmung genau korrigiert wird. Wenn D2/f niedriger als die obere Grenze ist, kann Koma oder Feldkrümmung genau korrigiert werden. Ferner wird, weil der Abstand der Aperturblende und der ersten Linse und der zweiten Linse eng wird, der Linsenaußendurchmesser der ersten und der zweiten Linse nicht groß und für die Größenverringerung der Bildaufnahmelinse vorteilhaft. Einerseits kann, wenn D2/f größer als die untere Grenze ist, der Raum zum Einfügen der Aperturblende ausreichend gewährleistet werden. Ferner ist vorzugsweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. 0,15 < D2/f < 0,3 (2')
Vorzugsweise wird der folgende Bedingungsausdruck erfüllt. –5 < PLuft/P0 < –1,3 (3)
Wobei P₀ eine Brechkraft des Gesamtsystems der Bildaufnahmelinse und P_Luft eine Brechkraft einer sogenannten Luftlinse ist, die aus der Bildseitenoberfläche (R2) der ersten Linse und der Objektseitenoberfläche (R3) der zweiten Linse gebildet wird. Ferner ist die Brechkraft ein Kehrwert der Brennweite, und P_Luft kann durch den folgenden Ausdruck (4) gefunden werden. PLuft = (1 – N1)/R2 + (N2 – 1)/R3 – {(1 – N1)·(N2 – 1)/(R2·R3)}·D2 (4)
Wobei N1 der Brechungsindex der D-Linie der ersten Linse, N2 der Brechungsindex der D-Linie der zweiten Linse, R2 der Krümmungsradius der Bildseitenoberfläche der ersten Linse, R3 der Krümmungsradius der Objektseitenoberfläche der zweiten Linse und D2 eine Luftspalte an den Achsen zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse ist.
Der Bedingungsausdruck (3) ist der Ausdruck, durch den, wenn die Brechkraft der durch die erste Linse und die zweite Linse gebildeten Luftlinse adäquat ausgebildet wird, i die Bildoberflächenkorrektur und die Arbeitseigenschaft der Linse gut ausgeführt werden. Wenn P_Luft/P₀ niedriger als die obere Grenze ist, weil die negative Brechkraft durch die Luftlinse beibehalten werden kann, wird die Petzval-Sum nicht zu groß, und die Bildoberfläche kann flach ausgeführt werden. Einerseits kann, wenn P_Luft/P₀ größer als die untere Grenze ist, weil die negative Brechkraft durch die Luftlinse nicht zu stark wird, der Krümmungsradius der zweiten Oberfläche und der dritten Oberfläche, die die Blende dazwischen anordnen, groß ausgeführt werden, und die Arbeitseigenschaften der Linse werden gut. Ferner kann, weil die zweite Oberfläche und die dritte Oberfläche außerhalb der Achse getrennt sind, sogar wenn die Spalte an der Achse nicht groß ausgeführt ist, die Luftspalte zum Einfügen der Blende ausreichend gewährleistet werden, und dies ist für die Verringerung der Größe der Bildaufnahmelinse vorteilhaft. Ferner ist bevorzugterweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. –4 < PLuft/P0 < –2 (3')
Der folgende Bedingungsausdruck wird ebenfalls erfüllt: –2,0 < f3/f < –0,4 (5)
Wobei f3 die Brennweite der dritten Linse und f die Brennweite des Gesamtsystems der Bildaufnahmelinse ist.
Der Bedingungsausdruck (5) ist ein Ausdruck, durch den die Brechkraft der dritten Linse adäquat eingestellt wird. Wenn f3/f größer als die untere Grenze ist, kann die negative Brechkraft der dritten Linse adäquat beibehalten werden, und diese Linse ist für die Verringerung der Gesamtlänge der Linse und die gute Korrektur von Aberrationen außerhalb der Achse, wie beispielsweise der Feldkrümmung oder Verzerrungsaberration, wirksam. Einerseits ist, wenn f3/f niedriger als die obere Grenze ist, die negative Brechkraft der dritten Linse nicht viel größer als sie sein muss, und als Ergebnis kann, weil die Austrittspupillenposition fern von dem Festkörper-Bildaufnahmeelement zu der Objektseite getrennt werden kann, der Einfallswinkel des Hauptstrahls (ein zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse gebildeter Winkel, der 0° ist, wenn der Strahl parallel zu der optischen Achse ist) des Lichtflusses, der das Bild auf dem peripheren Teil der Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildaufnahmeelements bildet, unterdrückt werden, um klein zu sein. Als Ergebnis kann das Phänomen (Abschattung), bei dem der praktische Aperturwirkungsgrad verringert wird, in dem peripheren Teil der Bildgebungsoberfläche unterdrückt werden. Ferner ist bevorzugterweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. –1,5 < f3/f < –0,5 (5')
Die Bildaufnahmelinse ist vorzugsweise derart, dass die dritte Linse eine doppelkonkave Form aufweist, und weil die negative Brechkraft in die Objektseitenoberfläche und Bildseitenoberfläche dispergiert wird, wird der Krümmungsradius der Bildseitenoberfläche nicht zu klein, und die negative Brechkraft der dritten Linse kann stark ausgeführt werden. Wenn die negative Brechkraft der dritten Linse gemäß dem Bedingungsausdruck (5) eingestellt wird, kann die Spalte zwischen dem äußersten konvexen Teil der Bildseitenoberfläche der dritten Linse und der Bildgebungsoberfläche einen Raum zwischen ihnen lassen, und eine Bildaufnahmelinse, deren Montageeigenschaften oder Einstellmöglichkeiten überdurchschnittlich sind, kann bereitgestellt werden.
Vorzugsweise wird der folgende Bedingungsausdruck erfüllt: 20 < {(ν1 + ν2)/2} – ν3 < 65 (6)
Wobei ν1 die Abbesche Zahl der ersten Linse, ν2 die Abbesche Zahl der zweiten Linse und ν3 die Abbesche Zahl der dritten Linse ist.
Der Bedingungsausdruck (6) ist eine Bedingung, unter der die chromatische Aberration des gesamten Systems der Bildaufnahmelinse gut korrigiert ist. Wenn der Wert des Ausdrucks (6) größer als die untere Grenze ist, kann die chromatische Aberration an der Achse und die chromatische Aberration der Vergrößerung mit guter Ausgewogenheit korrigiert werden. Einerseits kann, wenn der Wert des Ausdrucks (6) niedriger als die obere Grenze ist, die Linse durch das ohne weiteres erhältliche optische Material strukturiert sein. Ferner ist bevorzugterweise der Bereich des folgenden Ausdrucks besser. 25 < {(ν1 + ν2)/2} – ν3 < 65 (6')
Vorzugsweise werden die erste Linse, die zweite Linse und die dritte Linse aus Kunststoff gebildet.
In letzter Zeit wird die Verringerung der Größe der gesamten Festkörperbildaufnahmevorrichtung angestrebt, und sogar wenn es das Festkörper-Bildaufnahmeelement mit der gleichen Anzahl von Pixeln ist, ist der Pixelabstand klein, und als Ergebnis wird die kleinere der Bildgebungsoberflächengröße entwickelt. Weil es bei der Bildaufnahmelinse für das Festkörper-Bildaufnahmeelement eine derartige kleine Bildgebungsoberflächengröße notwendig ist, dass die Brennweite des gesamten Systems vergleichsweise klein ausgeführt wird, wird sich der Krümmungsradius oder der Außendurchmesser jeder Linse beträchtlich verringert. Demgemäß wird in dem Fall, in dem sie mit der Glaslinse verglichen wird, die durch die problembehaftete Polierverarbeitung hergestellt wird, wenn die erste Linse, die zweite Linse und die dritte Linse aus Kunststofflinsen zusammengesetzt sind, die durch das Spritzgießen hergestellt werden, sogar wenn es die Linse ist, deren Krümmungsradius oder Außendurchmesser klein ist, die Massenfertigung mit niedrigen Kosten möglich. Ferner ist, weil bei der Kunststofflinse die Herstellung der asphärischen Oberfläche einfach ist, die Linse ebenfalls für die Aberrationskorrektur vorteilhaft. Ferner kann verglichen mit einem Fall, in dem die Glasformlinse angenommen wird, die vergleichsweise einfach hergestellt werden kann, sogar wenn die Linse eine mit kleinem Durchmesser ist, weil bei der Kunststofflinse, die Presstemperatur niedrig gemacht wird, die Abnutzung des Spritzwerkzeugs unterdrückt werden, als Ergebnis die Anzahl der Auswechselungen oder die Anzahl der Wartungen des Formteils verringert und die Kostenverringerung n geplant werden.
Hier umfasst "aus Kunststoff gebildet", dass der Kunststoff als Material hergestellt ist, und den Fall, in dem die Beschichtungsverarbeitung auf seiner Oberfläche für den Zweck der Reflexionsverhinderung oder einer Zunahme der Oberflächenhärte ausgeführt wird. Ferner ist für den Zweck, dass die Temperaturänderung des Brechungsindex des Kunststoffs unterdrückt wird, um klein zu sein, der Fall ebenfalls enthalten, in dem inorganische Teilchen in dem Kunststoff vermischt sind.
Eine Bildaufnahmeeinheit wird in Anspruch 6 festgelegt.
Wenn die Bildaufnahmelinse der Erfindung verwendet wird, kann die Bildaufnahmeeinheit erhalten werden, die kleiner dimensioniert ist und eine höhere Leistung aufweist.
Hier gibt "ein Öffnungsabschnitt für den Einfall des Strahls" den (nicht notwendigerweise einschränkenden) Abschnitt an, der den Raum, wie beispielsweise ein Loch bildet, sondern den Abschnitt an, bei dem ein Bereich gebildet wird, der den einfallenden Strahl von der Objektseite durchlassen kann. Ferner bedeutet "die Höhe in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse der Bildaufnahmeeinheit ist nicht größer als 10 [mm]", dass die Gesamtlänge entlang der Richtung der optischen Achse der mit allen Strukturen ausgestatteten Bildaufnahmeeinheit. Demgemäß wird zum Beispiel angenommen, dass, wenn das Gehäuse an der vorderen Oberfläche des Substrats bereitgestellt und die elektronischen Teile an der hinteren Oberfläche des Substrats installiert werden, der Abstand (Δ in 2) von dem führenden Randteil, der die Objektseite des Gehäuses ist, zu dem führenden Randteil von elektronischen Teilen, die an der hinteren Oberfläche hervorstehen, nicht größer als 10 [mm] ist.
Ein Mobiltelefonterminal wird in Anspruch 7 festgelegt.
Wenn die Bildaufnahmeeinheit der Erfindung verwendet wird, kann die handgehaltene Einrichtung mit der kleineren Größe und höheren Leistung erhalten werden.
Erfindungsgemäß können, obwohl sie kleiner als der herkömmliche Typ dimensioniert ist, die Bildaufnahmelinse der Drefachlinsenzusammensetzung, deren Aberrationen genau korrigiert sind, die damit bereitgestellte Bildaufnahmeeinheit und die handgehaltene Einrichtung bereitgestellt werden.
Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Bildaufnahmeeinheit 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
2 eine Ansicht, die typischerweise einen Querschnitt entlang der optischen Achse eines optischen Bildaufnahmesystems der Bildaufnahmeeinheit 50 zeigt;
3 eine Vorderansicht (a) eines Mobiltelefons, bei dem die Bildaufnahmeeinheit angewendet wird, und eine hintere Oberflächenansicht (b) des Mobiltelefons, bei dem die Bildaufnahmeeinheit angewendet wird;
4 ein Steuerblockdiagramm des Mobiltelefons von 3;
5 eine Querschnittsansicht in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse von Beispiel 1;
6 eine Aberrationsansicht von Beispiel 1 (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d));
7 eine Querschnitts-Oberflächenansicht in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse von Beispiel 2;
8 eine Aberrationsansicht von Beispiel 2 (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d));
9 eine Querschnittsansicht in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse von Beispiel 3;
10 eine Aberrationsansicht von Beispiel 3 (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d));
11 eine Querschnittsansicht in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse von Beispiel 4;
12 eine Aberrationsansicht von Beispiel 4 (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d));
13 eine Querschnittsansicht in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse von Beispiel 5; und
14 eine Aberrationsansicht von Beispiel 5 (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)).
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird eine Ausführungsform der Erfindung nachstehend beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Bildaufnahmeeinheit 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und 2 ist eine Ansicht, die typischerweise einen Querschnitt entlang der optischen Achse eines optischen Bildaufnahmesystems der Bildaufnahmeeinheit 50 zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Bildaufnahmeeinheit 50 ausgestattet mit: einem Bildaufnahmeelement vom CMOS-Typ 51 als das Bildaufnahmeelement, das einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 51a aufweist, der Bildaufnahmelinse 10 zur Bildgebung des Objektivbildes auf dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 51a dieses Bildaufnahmeelements 51, einem Substrat 52, das das Bildaufnahmeelement 51 hält, und ein Terminal für die externe Verbindung (ebenfalls ein externes Verbindungsterminal genannt) 54 umfasst (siehe 1), das das Senden und Empfangen seines elektrischen Signals ausführt, und einem Gehäuse 53, das einen Öffnungsabschnitt für den Strahleneinfall von der Objektseite und einen Linsentubus umfasst, der aus den lichtabschirmenden Elementen gebildet wird, wobei sie einstückig ausgebildet sind.
Wie in 2 gezeigt ist, ist in dem Bildaufnahmeelement 51 der photoelektrische Umwandlungsabschnitt 51a als der lichtempfangende Abschnitt ausgebildet, bei dem Pixel (photoelektrische Umwandlungselemente) zweidimensional in dem zentralen Teil der Ebene auf seiner lichtempfangenden Seite angeordnet sind, und eine Signalverarbeitungseinheit 51b ist in seinem Umfang ausgebildet. Eine derartige Signalverarbeitungseinheit wird durch einen Treiberschaltungsabschnitt, durch den jedes Pixel sukzessiv getrieben und Signalladungen erhalten werden, einen A/D-Umwandlungsabschnitt, durch den jede Signalladung in ein digitales Signal umgewandelt wird, und einen Signalverarbeitungsabschnitt, durch die die Bildsignalausgabe durch dieses digitale Signal gebildet wird, aufgebaut. Ferner sind in der Nähe des äußeren Rands der Ebene auf der lichtempfangenden Seite des Bildaufnahmeelements 51 mehrere Pads (Darstellung wird vernachlässigt) angeordnet und mit dem Substrat 52 durch Drähte W verbunden. Das Bildaufnahmeelement 51 wandelt die Signalladung von dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 51a in ein Bildsignal, wie beispielsweise ein digitales YUV-Signal um, und gibt es an eine vorbestimmte Schaltung auf dem Substrat 52 durch Drähte W aus. Hier ist Y ein Helligkeitssignal, U (= R – Y) ein Farbdifferenzsignal aus Rot und dem Helligkeitssignal, V (= B – Y) ein Farbdifferenzsignal aus Blau und dem Helligkeitssignal. Daraufhin ist das Bildaufnahmeelement nicht auf den Bildsensor vom CMOS-Typ beschränkt, sondern ein anderes Element, wie beispielsweise eine CCD, kann ebenfalls verwendet werden.
Das Substrat 52 ist mit einer Tragplatte 52a zum Tragen des Bildaufnahmeelements 51 und des Gehäuses 53 auf seiner oberen Oberfläche und einem biegsamen Substrat 52b ausgestattet, dessen eines Endteil mit der unteren Oberfläche (der Oberfläche der Rückseite des Bildaufnahmeelements 51) der Tragplatte 52a verbunden ist.
Die Tragplatte 52a weist ein Anzahl von Pads zur Signalübertragung auf, die auf den vorderen und hinteren Oberflächen und auf ihrer oberen Oberflächenseite bereitgestellt werden, und ist mit Drähten W des Bildaufnahmeelements 51 und auf ihrer unteren Oberflächeseite mit dem biegsamen Substrat 52b verbunden.
In 1 ist das biegsame Substrat 52b auf eine derartige Art und Weise verbunden, dass sein eines Endteil mit der Tragplatte 52a wie oben beschrieben verbunden ist, und es verbindet die Tragplatte 52a mit den externen Schaltungen (beispielsweise eine Steuerschaltung mit ihrer epistatischen Vorrichtung, bei der die Bildaufnahmeeinheit angebracht ist) durch das externe Verbindungsterminal 54, das an seinem anderen Endteil bereitgestellt wird, und es empfängt die Versorgung der Spannung zum Treiben des Bildaufnahmeelements 51 oder das Taktsignal von der externen Schaltung, und kann das digitale YUV-Signal an die externe Schaltung ausgeben. Ferner weist ein Zwischenteil in der Längsrichtung des biegsamen Substrats 52b die Biegsamkeits- oder Verformungseigenschaft auf, und durch seine Verformung gibt das Substrat den Freiheitsgrad der Richtung oder Anordnung des externen Verbindungsterminals 54 gegen die Tragplatte 52a.
In 2 wird das Gehäuse 53 auf der Oberfläche, auf der das Bildaufnahmeelement 51 auf der Tragplatte 52a des Substrats 52 bereitgestellt ist, befestigt und angeordnet, so dass es das Bildaufnahmeelement 51 abdeckt. Dass heißt, dass das Gehäuse 53 zylinderförmig mit einem Flansch ausgebildet ist, bei dem ein Teil auf der Seite des Bildaufnahmeelements 51 weit offen ist, sodass es das Bildaufnahmeelement 51 umgibt, und das andere Endteil eine kleine Öffnung aufweist, und das Endteil an der Seite des Bildaufnahmeelements 51 mit der Tragplatte 52a kontaktiert und an dieser befestigt ist. Hier kann das Endteil an der Seite des Bildaufnahmeelements 51 des Gehäuses 53 ebenfalls mit dem Umfang des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 51a an dem Bildaufnahmeelement 51 kontaktiert und an diesem befestigt sein.
Das Gehäuse 53 wird so verwendet, dass das andere Endteil, bei dem die kleine Öffnung (Öffnungsteil für den Strahleneinfall) vorgesehen ist, der Objektseite gegenüberliegt, und in der Innenseite des Gehäuses 53 ein Infrarot-Sperrfilter F zwischen der Bildaufnahmelinse 10 und dem Bildaufnahmeelement 51 befestigt und angeordnet ist.
Die Bildaufnahmelinse 10 ist der Reihe nach von der Objektseite zusammengesetzt aus: der ersten Linse L1, die eine positive Brechkraft aufweist und der konvexen Oberfläche zu der Objektseite hin gegenüberliegt, der Aperturblende S, der zweiten Linse L2 der Meniskusform, die eine positive Brechkraft aufweist und der konvexen Oberfläche zu der Bildseite hin gegenüberliegt, und der dritten Linse L3, die eine negative Brechkraft aufweist und der konkaven Oberfläche zu der Bildseite hin gegenüberliegt, und die Bildaufnahmelinse 10 umfasst eine Funktion, um das Bild des Objektbilds auf dem Bildaufnahmeelement zu bilden. Daraufhin wird in 1 die obere Seite eine Objektseite und die untere Seite eine Bildseite gemacht, und eine Phantomlinie in 2 ist eine optische Achse, die jeder der Linsen L1, L2 und L3 gemeinsam ist.
Hier wird die Darstellung weggelassen, jedoch ist eine außerhalb angeordnete lichtabschirmende Maske, um den Einfall von unnötigem Licht von außen soweit wie möglich zu verringern, ebenfalls an einer Objektseite weiter von der ersten Linse L1 ggf. vorgesehen. Ferner ist die Aperturblende S ein Element zum Bestimmen der Blendenzahl des Gesamtsystems der Bildaufnahmelinse.
Die Linsen L1, L2 werden durch einen Linsenrahmen 55 gehalten, und die Linse L3 wird durch einen Linsenrahmen 56 gehalten. Wenn die in Reihe angeordneten Linsenrahmen 55, 56 mit dem Flansch des Gehäuses 53 unter der Bedingung in Kontakt gebracht werden, dass die optischen Achsen dieser Linsen mit der Mittellinie in der Innenseite des Gehäuses 53 koinzidieren, kann jede der Linsen L1, L2 und L3 an einer vorbestimmten Position der optischen Achse positioniert sein. Hier kann die Linse und der Linsenrahmen ebenfalls einstückig geformt sein.
Obwohl hier nicht gezeigt, kann bei diesen Linsen L1, L2 und L3 beispielsweise der Bereich von ihrer Mitte bis zu einem vorbestimmten Bereich auf einen Bereich des wirksamen Durchmessers eingestellt werden, der eine Funktion als die Bildaufnahmelinse aufweist, und der Außenseitenteil von diesem Bereich kann ebenfalls an dem Flanschabschnitt eingestellt werden, der nicht als die Bildaufnahmelinse arbeitet. In diesem Fall kann jede der Linsen L1, L2 und L3, wenn der äußere periphere Teil von seinem Flanschabschnitt mit einer vorbestimmten Position des Gehäuses 53 in Eingriff genommen ist, innerhalb des Gehäuses 53 gehalten werden. Das Infrarot-Sperrfilter F ist ein Element, das beispielsweise in ein fast rechteckiges oder kreisförmiges Element ausgebildet ist.
In letzter Zeit wird die Verringerung der Größe der gesamten Bildaufnahmeeinheit 50 zu einer Aufgabe gemacht, und sogar wenn sie das Festkörper-Bildaufnahmeelement mit der gleichen Pixelzahl ist, ist der Pixelabstand klein, wobei als Ergebnis eine Einheit entwickelt wird, deren Größe der Bildoberfläche des lichtempfangenden Abschnitts (photoelektrischen Umwandlungsabschnitts) klein ist. Bei der Bildaufnahmelinse für ein derartiges Festkörper-Bildaufnahmeelement, dessen Größe der Bildoberfläche klein ist, wird der Krümmungsradius oder der Außendurchmesser jeder Linse spürbar klein, um den gleichen Blickwinkel sicherzustellen, weil es notwendig ist, dass die Brennweite des gesamten Systems verringert wird, Demgemäß wird bei der Glaslinse, die durch die Polierverarbeitung hergestellt wird, die Verarbeitung schwierig. Demgemäß ist es vorzuziehen, dass jede der Linsen L1, L2 and L3 aus Kunststoff hergestellt und durch das Spritzgießen gebildet wird. Hier kann als die Bildaufnahmeeinheit 50, wenn es gewünscht wird, dass die Bildpunktpositionsveränderung des Gesamtsystems der Bildaufnahmelinse bei der Temperaturänderung unterdrückt wird, um klein zu sein, die erste Linse L1 ebenfalls eine Glasformlinse sein.
Außerdem kann, obwohl es hier nicht gezeigt ist, die lichtabschirmende Maske ebenfalls zwischen der zweiten Linse L2 und der dritten Linse L3 angeordnet sein, wobei in diesem Fall verhindert wird, dass unnötiges Licht auf die Außenseite des wirksamen Durchmessers der Bildaufnahmelinse der dritten Linse L3 nahe dem Festkörper-Bildaufnahmeelement einfällt und die Erzeugung eines Ghost oder Flare unterdrückt werden kann.
Der Betrieb der oben beschriebenen Bildaufnahmeeinheit 50 wird nachstehend beschrieben. 3 zeigt die Situation, dass die Bildaufnahmeeinheit 50 in einem Mobiltelefon 100 als die handgehaltene Einrichtung oder Bildaufnahmevorrichtung installiert ist. Ferner ist 4 ein Steuerblockdiagramm des Mobiltelefons 100.
Die Bildaufnahmeeinheit 50 wird auf eine derartige Art und Weise bereitgestellt, dass beispielsweise die Endoberfläche auf der Objektseite des Gehäuses 53 in der hinteren Oberfläche (siehe 3(b)) des Mobiltelefons 100 bereitgestellt und an der Position angeordnet ist, die dem unteren Teil des Flüssigkristall-Anzeigeabschnitts entspricht.
Das externe Verbindungsterminal 54 (eine Pfeilmarke in 4) der Bildaufnahmeeinheit 50 ist mit dem Steuerabschnitt 101 des Mobiltelefons 100 verbunden und gibt das Bildsignal, wie beispielsweise das Helligkeitssignal oder das Farbdifferenzsignal, an der Seite des Steuerabschnitts 101 aus.
Einerseits ist das Mobiltelefon 100 ausgestattet mit: dem Steuerabschnitt (CPU) 101, der im Allgemeinen, wie in 4 gezeigt ist, jeden Abschnitt steuert und Programme ausführt, entsprechend der jeweiligen Verarbeitung, einem Eingabeabschnitt 60 zum Tragen von Tasten zur Eingabe einer Zahl, dem Flüssigkristall-Anzeigeabschnitt 70 zum Anzeigen des Bildaufnahmebildes verschieden von den vorbestimmten Daten, einem drahtlosen Kommunikationsabschnitt 80 zum Verwirklichen jeder Art von Informationskommunikation mit dem externen Server, einem Speicherabschnitt (ROM) 91, der das Systemprogramm des Mobiltelefons 100, jede Art von Verarbeitungsprogramm und die notwendigen verschiedenen Daten einer Terminalkennung speichert, und einem temporären Speicherabschnitt (RAM) 92, der als ein Arbeitsbereich verwendet wird, der temporär jede Art von Verarbeitungsprogramm, das durch den Steuerabschnitt 101 ausgeführt wird, oder Daten oder Verarbeitungsdaten, oder die Bildaufnahmedaten durch die Bildaufnahmeeinheit 50 speichert.
Das von der Bildaufnahmeeinheit 50 eingegebene Bildsignal wird durch das Steuersystem des Mobiltelefons 100 in dem Speicherabschnitt 92 gespeichert oder auf dem Anzeigeabschnitt 70 angezeigt und ferner als die Bildinformation nach außen durch den drahtlosen Kommunikationsabschnitt 80 übertragen.
BEISPIELE
Bevorzugte Beispiele für die oben beschriebene Ausführungsform werden nachstehend gezeigt. Die für jedes Beispiel verwendeten Zeichen sind wie folgt. f: eine Brennweite des Gesamtsystems der Bildaufnahmelinse, fB: ein Rückfokus, F: Blendenzahl, 2Y: eine diagonale Linienlänge der Bildaufnahmeoberfläche des Festkörper-Bildaufnahmeelements, R: ein Krümmungsradius, D: eine Spalte zwischen axialen Oberflächen, Nd: ein Brechungsindex der D-Linie des Linsenmaterials und νd: Abbesche Zahl des Linsenmaterials.
Die Form der asphärischen Oberfläche in jedem Beispiel wird durch die folgende "Math-1" unter der Bedingung ausgedrückt, dass ein oberster Teil der Oberfläche zum Ursprung und die X-Achse in der Richtung der optischen Achse festgelegt wird, und die Höhe in der Richtung senkrecht zu der optische Achse gleich h ist.
(Math-1)
Wobei

Ai:: asphärischer Oberflächenkoeffizient i-ter Ordnung
R:: Krümmungsradius
K:: konische Konstante

(Beispiel 1)
Linsendaten der Bildaufnahmelinse gemäß Beispiel 1 werden in Tabelle 1 und 2 gezeigt.
(Tabelle 1)
(Beispiel 1)

f = 4,59 mm, fB = 0,73 mm, F = 4,12, 2Y = 5,60 mm

Oberfläche Nr.	R (mm)	D (mm)	Nd	νd
1	1,270	0,89	1,53180	56,0
2	2,656	0,17
Blende	∞	0,70
3	–1,111	0,95	1,53180	56,0
4	–0,970	0,10
5	–6,226	1,04	1,58300	30,0
6	5,324	0,40
7	∞	0,50	1,51633	64,1
8	∞

(Tabelle 2)
Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Die erste Oberfläche

k = 2,48400E–01
A4 = –4,20070E–03
A6 = –2,26110E–02
A8 = 5,29810E–02
A10 = –6,11510E–02
A12 = 2,76070E–02

Die 2. Oberfläche

K = 8,53030E+00
A4 = –2,76430E–02
A6 = 7,84860E–02
A8 = –5,11010E–02
A10 = –1,03510E–01

Die 3. Oberfläche

K = 8,79050E–01
A4 = –5,58400E–02
A6 = 3,43120E–01
A8 = –6,70050E–01
A10 = 3,30320E–01

Die 4. Oberfläche

K = –2,65740E+00
A4 = –1,16630E–01
A6 = 1,29380E–01
A8 = –9,62410E–02
A10 = 2,60120E–02
A12 = –2,67790E–03

Die 5. Oberfläche

K = –5,00000E+01
A4 = 5,15730E–02
A6 = –2,06720E–02
A8 = 4,47830E–03
A10 = –4,92050E–04
A12 = 1,41260E–05
A14 = 4,07080E–08

Die 6. Oberfläche

K = –5,00000E+01
A4 = –6,61180E–02
A6 = 2,21080E–02
A8 = –4,58350E–03
A10 = 4,95150E–04
A12 = –1,58550E–05
A14 = –1,30480E–06

Hier wird in den danach folgenden Daten (einschließlich der Linsendaten in Tabellen) festgelegt, die Daten durch die Exponenten von 10 auszudrücken (beispielsweise wird 2,5 × 10^–02 durch E (beispielsweise 2,5E–02) ausgedrückt).
5 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmelinse von Beispiel 1. In der Ansicht ist L1 die erste Linse, L2 die zweite Linse, L3 die dritte Linse, und S zeigt die Aperturblende. F ist eine parallele Platte unter der Annahme eines optischen Tiefpassfilters, ein Infrarot-Sperrfilter, und 51a ist ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt des Bildaufnahmeelements 51s. 6 sind die Aberrationsansichten (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)), die sich auf die Bildaufnahmelinse von Beispiel 1 beziehen.
(Beispiel 2)
Linsendaten der Bildaufnahmelinse gemäß Beispiel 2 werden in Tabellen 3, 4 gezeigt.
(Tabelle 3
(Beispiel 2

f = 4,60 mm, fB = 0,79 mm, F = 4,12, 2Y = 5,60 mm

Oberfläche Nr.	R (mm)	D (mm)	Nd	νd
1	1,242	0,88	1,53180	56,0
2	2,255	0,16
Blende	∞	0,77
3	–1,048	0,97	1,53180	56,0
4	–0,799	0,10
5	–6,598	0,92	1,58300	30,0
6	2,518	0,40
7	∞	0,50	1,51633	64,1
8	∞

(Tabelle 4)
Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Die erste Oberfläche

k = 3,97780E–01
A4 = –1,06060E–02
A6 = –1,91750E–02
A8 = 2,73060E–02
A10 = –2,38160E–02
A12 = –2,38550E–03

Die 2. Oberfläche

K = 8,12693E+00
A4 = –3,51690E–02
A6 = 2,43960E–01
A8 = –9,71100E–01
A10 = 1,53420E+00

Die 3. Oberfläche

K = 1,20110E–01
A4 = –8,23230E–02
A6 = 6,59290E–02
A8 = 1,99050E–01
A10 = –5,23370E–01

Die 4. Oberfläche

K = –2,84738E+00
A4 = –2,27690E–01
A6 = 1,87320E–01
A8 = –9,92260E–02
A10 = 2,78050E–02
A12 = –5,29960E–03

Die 5. Oberfläche

K = –5,00000E+01
A4 = 4,76580E–02
A6 = –1,51150E–02
A8 = 2,91800E–03
A10 = –3,24910E–04
A12 = 1,27100E–05

Die 6. Oberfläche

K = –4,16841E+01
A4 = –4,98150E–02
A6 = 1,34580E–02
A8 = –1,99040E–03
A10 = 1,57950E–04
A12 = –7,80310E–06

7 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmelinse von Beispiel 2. In der Ansicht ist L1 die erste Linse, L2 die zweite Linse, L3 die dritte Linse, und S zeigt die Aperturblende. Ferner ist F eine parallele Platte unter der Annahme eines optischen Tiefpassfilters, eines Infrarot-Sperrfilters, und 51a ist ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt des Bildaufnahmeelements 51. 8 zeigt die Aberrationsansichten (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)) von Beispiel 2.
(Beispiel 3)
Linsendaten der Bildaufnahmelinse gemäß Beispiel 3 werden in Tabellen 5, 6 gezeigt.
(Tabelle 5)
(Beispiel 3)

f = 4,20 mm, fB = 0,54 mm, F = 3,6, 2Y = 5,2 mm

Oberfläche Nr.	R (mm)	D (mm)	Nd	νd
1	1,381	0,81	1,53180	56,0
2	3,554	0,12
Blende	∞	0,81
3	–1,170	0,78	1,53180	56,0
4	–1,001	0,10
5	20,774	0,83	1,58300	30,0
6	2,514	0,20
7	∞	0,50	1,51633	64,1
8	∞	0,10
9	∞	0,41	1,51633	64,1
10	∞

(Tabelle 6)
Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Die erste Oberfläche

k = –6,73670E–01
A4 = 3,27320E–02
A6 = 2,53280E–02
A8 = 3,84740E–02
A10 = –5,89570E–02
A12 = 4,33740E–02

Die 2. Oberfläche

K = –1,82110E+00
A4 = 6,60610E–03
A6 = 1,68580E–01
A8 = –2,48690E–01
A10 = 2,08900E–01

Die 3. Oberfläche

K = –6,53330E–01
A4 = –6,11830E–02
A6 = –2,80520E–01
A8 = 5,15010E–01
A10 = –4,73750E–01

Die 4. Oberfläche

K = –2,03220E+00
A4 = –2,73140E–02
A6 = 1,31160E–02
A8 = –6,43620E–02
A10 = 7,95200E–02
A12 = –2,38340E–02

Die 5. Oberfläche

K = –3,12210E+00
A4 = –1,33970E–02
A6 = 2,39370E–03
A8 = –1,00230E–03
A10 = 4,00790E–04
A12 = –4,58380E–05

Die 6. Oberfläche

K = –1,83230E+01
A4 = –7,13560E–02
A6 = 2,32120E–02
A8 = –6,51920E–03
A10 = 8,64380E–04
A12 = –3,83820E–05

9 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmelinse von Beispiel 3. In der Ansicht ist L1 die erste Linse, L2 die zweite Linse, L3 die dritte Linse, und S zeigt die Aperturblende. Ferner ist F eine parallele Platte, wie beispielsweise ein optisches Tiefpassfilter, ein Infrarot-Sperrfilter, und CG ist eine parallele Platte, die ein Dichtglas des Bildaufnahmeelements 51 annimmt, und 51a ist ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt des Bildaufnahmeelements 51s. 10 zeigt die Aberrationsansichten (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)) von Beispiel 3. Werte von Beispielen, die jedem Bedingungsausdruck entsprechen, werden in Tabelle 11 gezeigt.
(Beispiel 4)
Linsendaten der Bildaufnahmelinse gemäß Beispiel 4 werden in Tabellen 7, 8 gezeigt.
(Tabelle 7)
(Beispiel 4)

f = 4,60 mm, fB = 0,46 mm, F = 4,12 2Y = 5,6 mm

Oberfläche Nr.	R (mm)	D (mm)	Nd	νd
1	1,166	0,57	1,53180	56,0
2	3,415	0,34
Blende	∞	0,67
3	–0,975	1,19	1,53180	56,0
4	–1,183	0,10
5	–14,827	1,42	1,58300	30,0
6	4,917	0,20
7	∞	0,50	1,51633	64,1
8	∞

(Tabelle 8)
Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Die erste Oberfläche

k = –6,86320E–01
A4 = 4,61980E–02
A6 = 2,217300E–02
A8 = 5,80070E–02
A10 = –6,35810E–02
A12 = 2,00880E–02

Die 2. Oberfläche

K = 2,31850E–01
A4 = –8,00390E–03
A6 = 1,64380E–02
A8 = –6,19750E–02
A10 = 3,68360E–02

Die 3. Oberfläche

K = 9,15350E–01
A4 = –9,54580E–02
A6 = 3,00300E–01
A8 = –6,63020E–01
A10 = 6,14220E–01

Die 4. Oberfläche

K = –3,02830E+00
A4 = –1,23990E–01
A6 = 5,85530E–02
A8 = –3,40440E–02
A10 = 1,13510E–02
A12 = –2,18940E–03

Die 5. Oberfläche

K = –4,99260E+01
A4 = 1,62880E–02
A6 = –4,25280E–04
A8 = –8,39240E–04
A10 = 1,86800E–04
A12 = –1,28720E–05

Die 6. Oberfläche

K = –6,50530E+00
A4 = –5,99010E–02
A6 = 1,90010E–02
A8 = –3,75140E–03
A10 = 3,80670E–04
A12 = –1,53810E–05

11 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmelinse von Beispiel 4. In der Ansicht ist L1 die erste Linse, L2 die zweite Linse, L3 die dritte Linse, und S zeigt die Aperturblende. Ferner ist F eine parallele Platte, wie beispielsweise ein optisches Tiefpassfilter, ein Infrarot-Sperrfilter, und CG ist eine parallele Platte, die ein Dichtglas des Bildaufnahmeelements 51 annimmt, und 51a ist ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt des Bildaufnahmeelement 51s. 12 zeigt die Aberrationsansichten (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)) von Beispiel 4. Werte von Beispielen, die jedem Bedingungsausdruck entsprechen, werden in Tabelle 11 gezeigt.
(Beispiel 5)
Linsendaten der Bildaufnahmelinse gemäß Beispiel 5 werden in Tabellen 9, 10 gezeigt.
(Tabelle 9)
(Beispiel 5)

f = 5,29 mm, fB = 0,83 mm, F = 3,60, 2Y = 6,4 mm

Oberfläche Nr.	R (mm)	D (mm)	Nd	νd
1	2,178	1,10	1,53180	56,0
2	8,715	0,24
Blende	∞	1,00
3	–1,621	1,15	1,53180	56,0
4	–1,072	0,10
5	–20,849	1,37	1,58300	30,0
6	2,116	0,50
7	∞	0,50	1,51633	64,1
8	∞

(Tabelle 10)
Asphärische Oberflächenkoeffizienten
Die erste Oberfläche

k = –4,55560E–01
A4 = 2,79410E–03
A6 = 6,34670E–03
A8 = –3,90780E–03
A10 = 1,51450E–03
A12 = –2,38460E–04

Die 2. Oberfläche

K = –1,21540E+01
A4 = 4,39030E–03
A6 = –6,02930E–03
A8 = 3,81190E–03

Die 3. Oberfläche

K = 7,94100E–01
A4 = 2,10320E–02
A6 = –6,74420E–02
A8 = 5,54450E–02
A10 = –5,76860E–02
A12 = 4,07730E–02

Die 4. Oberfläche

K = –3,02830E+00
A4 = –1,21850E–01
A6 = 6,11580E–02
A8 = –2,75980E–02
A10 = 2,76010E–03
A12 = 1,04130E–03

Die 5. Oberfläche

K = 1,15440E+01
A4 = –4,94540E–03
A6 = –1,17050E–03
A8 = 1,00290E–03
A10 = –2,65340E–04
A12 = 2,05800E–05

Die 6. Oberfläche

K = –1,23400E+01
A4 = –2,85110E–02
A6 = 4,83430E–03
A8 = –6,48320E–04
A10 = 4,30900E–05

13 ist eine Schnittansicht der Bildaufnahmelinse von Beispiel 5. In der Ansicht ist L1 die erste Linse, L2 die zweite Linse, L3 die dritte Linse, und S zeigt die Aperturblende. Ferner ist F eine parallele Platte, wie beispielsweise ein optisches Tiefpassfilter, ein Infrarot-Sperrfilter, und CG ist eine parallele Platte, die ein Dichtglas des Bildaufnahmeelements 51 annimmt, und 51a ist ein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt des Bildaufnahmeelements 51s. 14 zeigt die Aberrationsansichten (sphärische Aberration (a), Astigmatismus (b), Verzerrungsaberration (c), meridionale Koma (d)) von Beispiel 5. Werte von Beispielen, die jedem Bedingungsausdruck entsprechen, werden in Tabelle 11 gezeigt. Tabelle 11

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5
(1) R1/f	0,28	0,27	0,33	0,25	0,41
(2) D2/f	0,19	0,20	0,22	0,22	0,23
(3) P_Luft/P₀	3,50	3,95	–2,80	–3,62	2,19
(5) f3/f	–1,04	–0,66	–1,19	–1,34	–0,61
(6) {(ν1 + ν2)/2} – ν3	26,0	26,0	26,0	26,0	26,0
(7) L/f	1,16	1,16	1,17	1,15	1,25

Bei den oben beschriebenen Beispielen 1, 2, 3, 4 und 5 sind die erste Linse L1 und die zweite Linse L2 aus Polyolefin-Kunststoff gebildet, und eine Sättigungswasserabsorption ist nicht größer als 0,01% Die dritte Linse L3 ist aus Polycarbonat-Kunststoff gebildet, und eine Sättigungswasserabsorption ist nicht größer als 0,4%. Weil die Sättigungswasserabsorption der Kunststofflinse größer als die der Glaslinse ist, gibt es eine Tendenz, dass, wenn es eine plötzliche Feuchtigkeitsänderung gibt, die ungleiche Verteilung des Wasserabsorptionsbetrags vorübergehend auftritt, wobei der Brechungsindex nicht gleichmäßig ist und die gute Bilderzeugungsleistung nicht erhalten werden kann. Um die Verschlechterung der Leistung aufgrund der Feuchtigkeitsänderung zu unterdrücken, ist es vorzuziehen, dass bei allen ein Kunststoff verwendet wird, dessen Sättigungswasserabsorption nicht größer als 0,7% ist.
Ferner gibt es, weil der Kunststoff eine große Brechungsindexänderung zur Zeit der Temperaturänderung in dem Fall aufweist, indem die erste Linse L1, die zweite Linse L2 und die dritte Linse L3 alle aus Kunststofflinsen zusammengesetzt sind, wenn sich die Umgebungs-Temperatur wesentlich ändert, eine Möglichkeit, dass die Bildpunktposition des gesamten Bildaufnahmelinsensystem verändert wird. Bei einer Bildaufnahmeeinheit, bei der diese Bildpunktpositionsveränderung aufgrund eines Standards nicht vernachlässigt werden kann, ist beispielsweise die positive erste Linse L1 eine Linse, die aus Glasmaterial (zum Beispiel, Glasformlinse) gebildet ist, die positive zweite Linse L2 und die negative dritte Linse L3 sind aus Kunststofflinsen hergestellt, und wenn die Brechungsindexverteilung, bei der die Bildpunktpositionsveränderung zur Zeit der Temperaturänderung bis zu einem Grad in der zweiten Linse L2 und der dritten Linse L3 aufgehoben wird, kann das Problem dieser Temperaturkennlinie verringert werden. Wenn die Glasformlinse verwendet wird, um so weit wie möglich den Verschleiß des Formwerkzeugs zu verhindern, ist es vorzuziehen, dass ein Glassmaterial verwendet wird, dessen Glasübergangspunkt (Tg) nicht größer als 400°C ist.
Außerdem wurde in letzter Zeit herausgefunden, dass, wenn anorganische feine Teilchen in dem Kunststoff vermischt sind, die Temperaturänderung des Brechungsindex des Kunststoffs unterdrückt werden kann, um klein zu sein. Genauer gesagt ist es schwierig, wenn feine Teilchen in dem transparenten Kunststoff vermischt sind, weil die Lichtstreuung erzeugt und die Durchlässigkeit abgesenkt wird, dass dieser als das optische Material verwendet wird, wenn jedoch die Größe der feinen Teilchen kleiner als die Wellenlänge des durchgelassenen Lichtflusses ist, wird die Streuung auf eine derartige Art und Weise möglich, dass sie praktisch nicht erzeugt wird. Im Kunststoff wird der Brechungsindex abgesenkt, wenn die Temperatur ansteigt, wobei jedoch in anorganischen Teilchen der Brechungsindex erhöht wird, wenn die Temperatur ansteigt. Demgemäß ist es möglich, wenn sie beim Verwenden dieser Temperaturabhängigkeit dazu gebracht werden, sich so verhalten, dass sie einander auslöschen, dass die Brechungsindexänderung fast gar nicht erzeugt wird.
Genauer gesagt kann, wenn anorganische Teilchen, deren maximale Länge nicht größer als 20 nm ist, im Kunststoff als das Basismaterial dispergiert sind, ein Kunststoff erhalten werden, bei dem die Temperaturabhängigkeit des Brechungsindex sehr niedrig ist. Wenn feine Teilchen aus Nioboxid (Nb₂O₅) in Acrylharz dispergiert sind, kann die Brechungsindexänderung aufgrund der Temperaturänderung verringert werden. Bei dem vorliegenden Beispiel kann, wenn der Kunststoff, in dem derartige anorganische Teilchen dispergiert sind, für eine Linse von zwei positiven Linsen (L1, L2) oder allen Linsen (L1, L2, L3) verwendet wird, die Bildpunktpositionsveränderung zur Zeit der Temperaturänderung des gesamten Bildaufnahmelinsensystems unterdrückt werden, um klein zu sein.
Hier ist bei dem vorliegenden Beispiel der Hauptstrahl-Einfallswinkel des auf die Bildgebungsoberfläche des Festkörper-Bildaufnahmeelements einfallenden Lichtflusses nicht notwendigerweise auf eine derartige Art und Weise ausgestaltet, dass er in dem peripheren Teil der Bildgebungsoberfläche ausreichend klein ist. In der neuen Technologie wird es jedoch durch die Überarbeitung des Farbfilters des Festkörper-Bildaufnahmeelements oder die Anordnung des chipinternen Mikrolinsenarrays möglich, dass die Abschattung heller gemacht werden kann. Insbesondere kann, wenn der Abstand der Anordnung des Farbfilters oder des chipinternen Mikrolinsenarray geringfügig kleiner als der Pixelabstand der Bildgebungsoberfläche des Bildaufnahmeelement eingestellt ist, weil, wenn es zu dem peripheren Teil der Bildgebungsoberfläche geht, zu jedem Pixel das Farbfilter oder das chipinterne Mikrolinsenarrays zu der Seite der optischen Achse der Bildaufnahmelinse verschoben ist, der schräg einfallende Lichtfluss wirksam zu dem lichtempfangen Teil jedes Pixels geführt werden. Hierdurch kann die in dem Festkörper-Bildaufnahmeelement erzeugte Abschattung unterdrückt werden, um klein zu sein. Für den Betrag, für den die oben beschriebene Anforderung aufgeweicht wird, ist das vorliegende Beispiel das ausgestaltete Beispiel, das eine weitere Größenverringerung anstrebt.

Claims

Bildaufnahmelinse zum Bilden eines Bildes eines Objekts auf einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, umfassend der Reihe nach von der Objektseite: eine erste Linse mit einer positiven Brechungsleistung und mit einer konvexen Oberfläche zu der Objektseite hin; eine Aperturblende, eine zweite Linse mit einer positiven Brechungsleistung und einer Meniskusform mit einer konvexen Oberfläche zu der Bildseite hin; eine dritte Linse mit einer negativen Brechungsleistung und mit einer konkaven Oberfläche zu der Bildseite hin, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmelinse den folgenden Bedingungsausdruck erfüllt: 0,20 < R1/f < 0,42 (1) 0,10 < D2/f < 0,40 (2) –2,0 < f3/f < –0,4 (5) L/f < 1,40 (7)wobei R1 der Krümmungsradius der Objektseitenoberfläche der ersten Linse, D2 die Luftspalte entlang der optischen Achse zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse, f die Brennweite einer gesamtem Bildaufnahmelinse, f3 die Brennweite der dritten Linse und L der Abstand zwischen entlang der optischen Achse von der äußersten Objektseitenlinsenoberfläche der gesamten Bildaufnahmelinse zu dem Brennpunkt auf der Bildseitenoberfläche ist.
Bildaufnahmelinse gemäß Anspruch 1, wobei die Bildaufnahmelinse den folgenden Bedingungsausdruck erfüllt: –5 < PLuft/P0 < –1,3 (3)wobei P₀ die optische Leistung der gesamten Bildaufnahmelinse und P_Luft die Brechungsleistung einer sogenannten Luftlinse ist, die durch die Bildseitenoberfläche der ersten Linse und der Objektseitenoberfläche der zweiten Linse gebildet wird, wobei P_Luft durch den folgenden Ausdruck (4) berechnet wird: PLuft = (1 – N1)/R2 + (N2 – 1)R3 – {(1 – N1)·(N2 – 1)/(R2·R3)}·D2 (4)wobei N1 der Brechungsindex der ersten Linse für die d-Linie, N2 der Brechungsindex der zweiten Linse für die d-Linie, R2 der Krümmungsradius der Bildseitenoberfläche der ersten Linse, R3 der Krümmungsradius der Objektseitenoberfläche der zweiten Linse und D2 der Luftspalt entlang der optischen Achse zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse ist.
Bildaufnahmelinse gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die dritte Linse eine doppelkonkave Form aufweist.
Bildaufnahmelinse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildaufnahmelinse ferner den folgenden Bedingungsausdruck erfüllt: 20 < {(ν1 + ν2)/2)} – ν3 < 65 (6)wobei ν1 die Abbesche Zahl der ersten Linse, ν2 die Abbesche Zahl der zweiten Linse und ν3 die Abbesche Zahl der dritten Linse ist.
Bildaufnahmelinse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste linse, die zweite Linse und die dritte Linse aus Kunststoff hergestellt sind.
Bildaufnahmeeinheit, mit: einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, das mit einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt ausgestattet ist; der Bildaufnahmelinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und zum Bilden eines Bildes eines Objekts auf dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt des Festkörper-Bildaufnahmeelements; einem Substrat, um das Festkörper-Bildaufnahmeelement zu halten und mit einem externen Verbindungsanschluss zum Senden und Empfangen eines elektrischen Signals; und einem Gehäuse, das einen Öffnungsabschnitt für ein Einfallslicht von der Objektseite aufweist und aus einem lichtabschirmenden Element hergestellt ist, wobei das Festkörper-Bildaufnahmeelement, die Bildaufnahmelinse, das Substrat und das Gehäuse einstückig in einem Körper ausgebildet sind, und die Höhe der Bildaufnahmeeinheit in der Richtung der optischen Achse der Bildaufnahmelinse 10 mm oder weniger ist.
Mobiltelefonterminal, mit: der in Anspruch 6 beschriebenen Bildaufnahmeeinheit.