200931057 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於攝像透鏡單元及相機模組，尤其是有 關於，由2片攝像透鏡所成之攝像透鏡單元及具有該當攝 像透鏡單元的相機模組。 【先前技術】 Q 近年來，攝像元件朝小型化邁進。又，伴隨著攝像元 件的小型化，攝像機器的小型化也正在進展。於是，爲了 實現相機模組的小型化，由2片攝像透鏡所成之攝像透鏡 - 單元的開發，正備受期待。可是，使用該當攝像透鏡單元 時，很難拍攝高畫質的影像。 爲了拍攝較高畫質的影像，對於攝像元件，光線是以 近乎垂直的角度來入射，較爲理想。爲了使光線對攝像元 件以近乎垂直的角度入射，通常必須要將後焦點（back Q focus )取得較長。可是，若後焦點放長，則光學長會變 長。另一方面，爲了謀求攝像機器的小型化，光學長必須 要縮短。因此’想要縮短光學長以謀求攝像機器的小型化 ，同時又要使入射至攝像元件的光線之角度對攝像面呈近 乎垂直的角度，是有困難的。 專利文獻1中係記載著，藉由調整相對於全光學系之 焦距的第1透鏡之焦距，以謀求攝像機器之小型化的技術 [專利文獻1]日本特開2005-121685號公報 200931057 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 然而，在專利文獻1所記載的技術中，由於不得不縮 短後焦點，因此導致入射至攝像面的光線的角度會變成大 於垂直的角度。因此，無法拍攝高畫質的影像。 本發明係爲了解決此種問題點而硏發，目的在於提供 φ —種，可以縮短光學長，同時能夠拍攝高畫質影像的攝像 透鏡單元及相機模組。 . [用以解決課題之手段] • 本發明所述之攝像透鏡單元，係屬於從物體側起具有 :光圈、第1透鏡、被配置在前記第1透鏡之像側的第2 透鏡，的攝像透鏡單元，其特徵爲，前記第1透鏡，係爲 朝物體側凸出之正彎月形透鏡，且至少一方的面是被形成 G 爲非球面形狀；前記第2透鏡，係爲朝像側凸出之彎月形 透鏡，且至少一方的面是被形成爲非球面形狀；於前記第 2透鏡的有效徑內，相切於前記第2透鏡的像側之面之切 線與光軸之法線所夾之角的角度的最大値係爲65度以上 90度以下。 於本發明中，於第2透鏡的有效徑內，前記第2透鏡 的像側之面所切之切線與光軸之法線所夾之角的角度的最 大値係爲65度以上90度以下，第2透鏡的像側之面形狀 是被如此形成，因此，從該當第2透鏡射出的光線的射出 -5- 200931057 角會變小。藉此，可縮小從第2透鏡射出之光線的感測器 入射角。亦即，可使入射至攝像元件的光線的角度，對於 攝像元件，成爲近乎垂直的角度。又，由於是由2片透鏡 所構成，因此可縮短光學長。因此，除了可縮短光學長， 並且還能拍攝高畫質影像。 此處，所謂的射出角，係意指從第2透鏡所射出之光 線與光軸所夾的角。又，所謂感測器入射角，係意指入射 〇 至攝像元件之對角的主光線的入射角。 又，前記第2透鏡是具有負的屈光度（power)，較 爲理想。 藉此，由於射出光瞳位置是從攝像面離得更遠，因此 可使入射至攝像元件的光線之角度更爲垂直。因此，可獲 得良好的影像。 再者，若令前記第1透鏡的中心厚爲dl，前記第2 透鏡的中心厚爲d2時，則滿足以下數式（1 )，較爲理想 1,6<d2/dl <3.....(1) 藉此，除了可縮短光學長，還可使入射至攝像元件的 光線的光線高度變得更高。又，第1透鏡的厚度在形成上 可採用適當的厚度。 再者，若令前記第1透鏡的物體側之面的曲率半徑爲 R11，前記第2透鏡的像側之面的曲率半徑爲R12時，則 滿足以下數式（2)，較爲理想。 -6 - 200931057 -5<(R1 1+R12)/(R1 1-R12)<-2.....(2) 藉此，第1透鏡的像面彎曲及非點像差與歪曲像差之 間，可取得平衡。 本發明所述的相機模組，係具有上述攝像透鏡單元。 藉此，除了可縮短光學長，並且還能拍攝高畫質影像 〇 [發明效果] 藉由本發明，除了可縮短光學長，並且使得高畫質影 像之拍攝成爲可能。 【實施方式】 以下，針對適用了本發明之具體的實施形態，一面參 照圖面，一面詳細說明。此外，本發明並非被限定於以下 〇 的實施形態。 圖1係圖示本發明的實施形態所述之相機模組100之 —例。相機模組100，係具有攝像透鏡單元10、覆蓋玻璃 14等。 攝像透鏡單元10，係具備：光量光圈11、第1透鏡 12(第1透鏡）、第2透鏡13(第2透鏡）等。又，從 物體側往攝像側，光量光圈11、第1透鏡12、第2透鏡 13係被依序配置。然後，攝像元件15與第2透鏡13之 間，係配置有覆蓋玻璃1 4。 -7- 200931057 覆蓋玻璃14，係爲了使可見光以外的光線不要入射 至攝像元件15，而具有IRCF (紅外線截斷濾光片）機能 等。 又，攝像元件15，係由CCD ( Charge Coupled Device )或 CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor)等固體攝像元件所構成。 第1透鏡12，係爲朝物體側凸出之正彎月形透鏡。 ❹ 又，第1透鏡12的至少一方的面，係被形成爲非球面形 狀。 又，第2透鏡13，係朝像側凸出之負彎月形透鏡。 此外，第2透鏡13的折射力係亦可爲正。又，第2透鏡 13的至少一方的面，係被形成爲非球面形狀。 通常，透鏡的表面，係被形成爲球面形狀。可是’藉 由將透鏡的表面形成爲不是球面的非球面形狀’就可減少 用來補正像差所必須之透鏡片數，可縮短光學長。 ❹ 具體而言，第1透鏡12的至少一方之面形狀及第2 透鏡13的至少一方之面形狀，係由以下所示的數式（Ο 所規定。 [數1] Y(h) =- ch --1- Ay +ΛΛ< +Λλ* +Λ〇λ1° +/112Λ12 +A*hU .....(3) l + yll-(K + l)c2h2 此處，Υ係凹陷量，C係曲率，Κ係圓錐係數，h係 光線高度。又，A4、A6、A8、A10、A12、A14係分SU爲 4次'6次、8次、10次、12次、14次的非球面係數。只 -8 - 200931057 不過，曲率c和曲率半徑R，係滿足C=l/R。 又，藉由將光量光圏11配置在第1透鏡12的物體側 ，就可使光量光圈11至第2透鏡13的距離加長。藉此， 入射至第2透鏡1 3的像側之面1 3B (以下稱作像側透鏡 面1 3 B )的光線的光線高度，就可加高。 又，於第2透鏡13的像側透鏡面13B的有效徑內， 相切於像側透鏡面13B之切線與光軸之法線所夾的角（以 © 下稱之爲切線角）之角度的最大値是65度以上90度以下 的方式，來形成第2透鏡13。 此處，所謂有效徑，係指具有作爲透鏡的光學性能之 範圍的口徑，係爲透鏡非球面形狀部分與切削部分之交界 的直徑。又，透鏡的有效徑更外側的部分，係爲切削部分 〇 然後，於第2透鏡1 3的有效徑內，像側透鏡面13 B 的切線角的最大値成爲65度以上90度以下，以此方式來 G 形成第2透鏡13，以使從第2透鏡13的像側透鏡面13B 所射出之光的射出角變得更小。藉此，就可使入射至攝像 元件1 5的光的感測器入射角變得較小。理想上，於第2 透鏡13的有效徑內，相切於第2透鏡13的像側之面之切 線與光軸之法線所夾之角的角度的最大値係爲70度以上 9〇度以下，爲較佳。更理想而言，於第2透鏡13的有效 徑內，相切於第2透鏡13的像側之面之切線與光軸之法 線所夾之角的角度的最大値係爲75度以上90度以下，爲 較佳。 -9- 200931057 此處，所謂的射出角，係意指從透鏡所射出之光線與 光軸所夾的角。又，所謂感測器入射角，係意指入射至攝 像元件1 5之對角的主光線的入射角。 圖2中係圖示，切線角爲60度時的從第2透鏡13的 像側之面13B所射出之光線的射出角。又，圖3中係圖示 ，切線角爲80度時的從第2透鏡13的像側之面13B所射 出之光線的射出角。 0 於圖2中，直線A係光線（圖2中以箭頭表示）射 出之位置處的透鏡面之切線。又，於圖3中，直線B係光 線（圖3中以箭頭表示）射出之位置處的透鏡面13B之切 又，於圖2、圖3中，直線C係爲光軸，虛線D係爲 對光軸的法線。又，單點虛線係爲對透鏡面13B的法線。 此處，假設nl係透鏡材料的折射率，n2係空氣的折 射率。由於η 1 > n2，所以從透鏡面射出的光係根據斯涅 ❹ 爾定律，往射出角變小的方向折射。於圖2、圖3中，nl = 1.54、n2 =1.0，入射光線與光軸C所夾的角之角度， 假設爲44度。如圖2所示，對於切線角60度的透鏡面’ 入射角α1係爲14度。又，如圖3所示，對於切線角80 度的透鏡面，入射角係爲34度。然後，根據斯涅爾 定律，折射角α2係依據nlxsin( al) = n2xsin( α2) ，α2=21.9度。同樣地，於圖3中’折射角係爲 59.4度。然後，根據圖2，α2+α3=60度（切線角）， 因此射出角α3=38·1度。同樣地，於圖3中，射出角/33 -10- 200931057 = 20.6度。因此’相較於切線角60度之透鏡面上的射出 角α 3’切線角80之透鏡面上的射出角係小了 17.5度 。因此，具有切線角較大之面的透鏡面，可使射出角變得 更小。 又’第2透鏡13’係具有負的屈光度（power)。藉 此，可使射出光瞳位置遠離攝像面。而且，可使入射至攝 像元件15的光線的角度，變得更爲垂直。因此，可獲得 0 良好的影像。 又，當令第1透鏡12的中心厚爲dl，令第2透鏡13 的中心厚爲d2時，以滿足1.6<d2/dl<3的方式，來形 成第1透鏡12及第2透鏡13。 圖4中係模式性圖示了第2透鏡13的中心厚與從第 2透鏡13射出之光線的光線高度之關係。於圖4中，第2 透鏡1 3的中心厚爲d21的情形，以虛線表示。又，第2 透鏡13的中心厚爲d22 ( d21 > d22 )的情形是以實線表 © 示。如圖4所示，第2透鏡13的中心厚d2越厚，則從第 2透鏡13射出之光線的光線高度h會越高，入射至攝像 元件15之光線的角度對攝像面就可越呈現近乎垂直的角 度。 因此，第2透鏡13的中心厚是越厚越理想。可是若 第2透鏡13的中心厚d2過厚，則光學長會變得太長。 又，爲了縮短光學長，第1透鏡12的中心厚dl也必 須要較薄。可是，若第1透鏡12的中心厚dl過薄，則第 1透鏡12的切削部分會變得太薄，第1透鏡12的形成會 200931057 因爲製造上的問題而變得困難。 因此，藉由滿足d2/dl >1.6之方式來形成第 12及第2透鏡13，就可確保從第2透鏡13射出之 光線高度h。又，藉由滿足d2/dl < 3之方式來形成 鏡12及第2透鏡13，第1透鏡12的中心厚dl就 得過薄，就可容易地形成第1透鏡12。又，可縮 長。 © 又，以滿足1.75<£12/(11<2.8之方式，來形成 鏡12及第2透鏡13，較爲理想。甚至，以滿足 d2/dl<2.5之方式，來形成第1透鏡12及第2透自 更爲理想。此處，所謂光線高度，係指從光軸至光 對光軸之垂直方向的距離。 又，當令第1透鏡12的物體側之面12A (以 物體側透鏡面12A)的曲率半徑爲R11，令第1¾ 的像側之面12B(以下稱作像側透鏡面12B)的曲 爲R12時，以滿足以下數式（2)的方式，來形成g 鏡1 2。 -5<(Rll+R12)/(Rll-R12)<-2.....(2) 藉此’第1透鏡1 2的像面彎曲及非點像差與 寒之間，可取得平衡。 具體而言，若（R11+R12) /(R11-R12)的値 以下’則雖然關於第1透鏡12的像面彎曲及非點 類光學特性會有所提升，但歪曲像差的劣化會變得 1透鏡 光線的 第1透 不會變 短光學 第1透 1.9 < I 13 . 線的， 下稱作 I鏡12 率半徑 靠1透 歪曲像 變成-5 像差這 顯著。 -12- 200931057 又’若（R1 1 + R12 ) / ( R11-R12 )的値變成_2以上，則 雖然關於第1透鏡12的歪曲像差這類光學特性會有所提 升，但像面彎曲及非點像差的劣化會變得顯著。 甚至，以滿足-4< (R11+R12) / (R11-R12) <-2.5 之方式來形成第1透鏡12，更爲理想。又甚至，以滿足 -3.5< (R11+R12) /(R11-R12) <-3 之方式來形成第 1 透鏡1 2，更爲理想。 〇 [實施例1] 接著’說明本發明的實施例1。圖5係模式性圖示了 本實施例1所述之相機模組1 01的側面圖。此外，於圖5 中’從物體側起令光量光圈11爲ST(STOP面），第1 透鏡12的物體側透鏡面12A爲第2面，第1透鏡12的 像側透鏡面12B爲第3面’第2透鏡13的物體側透鏡面 13A爲第4面，第2透鏡13的像側透鏡面13B爲第5面 © ，覆蓋玻璃1 4的物體側之面爲第6面，覆蓋玻璃1 4的像 側之面爲第7面’攝像元件15的攝像面爲第8面。此外 ，在本實施例中’作爲透鏡材料，第i透鏡12、第2透 鏡13皆是使用樹脂，但亦可採用玻璃。 在表1及表2中’表示了本實施例1所述之透鏡數據 〇 表1係表示了’實施例1中所述之相機模組101的各 個面（ST、第2面.....第8面）上的曲率半徑、面間距 離、折射率、及阿貝數（abbe數）。 -13- 200931057 表2係表示了數式（3)中所使用的圓錐係數k、非 球面係數A4.....A14。然後’根據表1所示的第2面的 曲率半徑、及表2所示的第2面的各係數與數式（3)， 而規定出第1透鏡1 2的物體側透鏡面1 2A的形狀。同樣 地，根據表1所示的第3面、第4面、第5面的曲率半徑 、及表2所示的第3面、第4面、第5面的各係數、數式 (3)，分別規定出了第1透鏡12的像側透鏡面12B、第 Q 2透鏡1 3的物體側透鏡面1 3 A、第2透鏡1 3的像側透鏡 面1 3 B的形狀。 [表1] 曲率半徑 面間隔 nd(折射率） i/d(阿貝數） ST 無限大 -0.14 第2面 0.644 0.43 1.54 56 第3面 1.170 0.46 第偭 -1.950 0.81 1.54 56 第5面 -2.365 0.32 第6面 無限大 0.30 1.52 64 第7面 無限大 0.36 第8面 無限大 [表2] 第2面 第3面 第偭 第5面 K 5.279579E-02 6.418114E+00 1.606860E+01 5.538704E+00 A4 3.836047E-01 7.622089E-01 -1.047019E+00 -2.222185E-01 A6 -7.716212E+00 -2.241517E+01 9.936858E+00 5.586414E-01 A8 1.042638E+02 3.991618E+02 -1.188095E+02 -1.836015E+00 A10 -7.033800E+02 -3.734426E+03 6.984546E+02 2.756660E+00 A12 2.422889E+03 1.779896E+04 -2.039688E+03 -2.049027E+00 A14 -3.242230E+03 -3.355105E+04 1.780460E+03 4.490119E-01 -14- 200931057 又’表3中係表示了，實施例1中的光學特性値。表 3係表不了實施例1中的焦距f、F値、對角像角、感測 器入射角、切線角 Θ、d2/d 1、（R11+R12) /(R11-R12 )°F値’係焦距f除以入射光瞳直徑而得的値。又，對 角像角’係攝像元件15之對角（像高100%)上所能成 像之像角的最大値。切線角θ，係第2透鏡13的像側透 〇 鏡面13B的切線角的最大値。 [表3] 焦距f 2.38 F値 3 對角像角 62.0 感測器入射角 26.0 切線角Θ 71.5 d2 / d1 1.9 (R11+R12)/(R11-R12) -3.4 © 然後，如表3所示，切線角0爲71.5度、係爲65度 以上，因此感測器入射角會是26.0度，可使感測器入射 角變小。因此，可使入射至攝像元件15之光線對攝像面 的角度，接近於垂直。 又，如表3所示，由於d2/dl係爲1.9 ’因此可使從 第2透鏡13射出之光線的光線高度變高’同時可使第1 透鏡12的中心厚成爲適度厚度。藉此’就可使第1透鏡 12的成形變得容易。 又，如表 3 所示’由於（R11 + R12) / (R11-R12) -15- 200931057 係爲-3.4 ’因此第1透鏡12的像面彎曲及非點像差與歪 曲像差，可取得平衡。 圖6中係圖示了實施例1中的各像差。圖6(a)中 係圖示球面像差，圖6(b)中係圖示像面彎曲，圖6(c )中係圖示歪曲像差。於圖6(b)中，T係代表正切的像 面，S係代表弧矢的像面。 如圖6所示，若依據實施例1所述之攝像透鏡單元 〇 10 ’則球面像差、像面彎曲、歪曲像差均獲得良好地補正 ’可使相機模組101的成像性能變得較佳。 [實施例2 ] 接著，說明本發明的實施例2。圖7係模式性圖示了 本實施例2所述之相機模組102的側面圖。此外，如圖7 所示，實施例2所述之相機模組1 02中，除了第1透鏡 22、第2透鏡23以外的構成，均和實施例1中所述之相 © 機模組101大略相同。於是，關於大略相同之構成，係標 示同一符號，並省略其說明。此外，在本實施例中，作爲 透鏡材料，第1透鏡22、第2透鏡23皆是使用樹脂，但 亦可採用玻璃。 又，和實施例1同樣地，於圖7中，從物體側起，令 光量光圈1 1爲ST ( STOP面），第1透鏡22的物體側透 鏡面22A爲第2面，第1透鏡22的像側透鏡面22B爲第 3面，第2透鏡23的物體側透鏡面23A爲第4面，第2 透鏡23的像側透鏡面23B爲第5面，覆蓋玻璃14的物體 -16- 200931057 攝 據 各 距 非 2 分 22 側之面爲第6面，覆蓋玻璃14的像側之面爲第7面， 像元件15的攝像面爲第8面。 在表4及表5中，表示了本實施例2所述之透鏡數 〇 表4係表示了，實施例2中所述之相機模組1〇2的 個面（ST、第2面.....第8面）上的曲率半徑、面間 離、折射率、及阿貝數（abbe數）。 Q 表5係表示了數式（3)中所使用的圓錐係數k、 球面係數A4.....A14。然後，根據表4所示的第2面 第3面、第4面、第5面的曲率半徑、及表5所示的第 面、第3面、第4面、第5面的各係數、數式（3)， 別規定了第1透鏡22的物體側透鏡面22A、第1透鏡
的像側透鏡面22B '第2透鏡23的物體側透鏡面23 A 第2透鏡23的像側透鏡面23B的形狀。 [表4] 曲率半徑 面間隔 nd浙射率） i/d (阿貝數） ST 無限大 -0.15 第2面 0.639 0.41 1.54 56 第3面 1.166 0.46 第偭 -1.962 0.82 1.54 56 第5面 -2.365 0.32 第緬 無限大 0.30 1.517 64.2 第7面 無限大 0.38 第8面 無限大 -17- 200931057 [表5] 第2面 第3面 第4面 第湎 K 5Λ79579Ε-02 6.418114E+00 1.606860E+01 5.538704E+00 A4 3.932413E-01 7.661769E-01 -1.046637E+00 -2.012171E-01 A6 -7.684039E+00 -2.241602E+01 9.976103E+00 5.412931E-01 A8 1.043189E+02 3.991286E-K)2 -1.186843E+02 -1.834722E+00 A10 -7.042848E+02 -3.734850E+03 6.980310E+02 2.763201 E+00 A12 2.427832E+03 1.780914E+04 -2.049592E+03 -2.047085E+00 A14 -3.233255E+03 -3.323684E+04 1.714437E+03 4.399365E-01 Ο 。表 感測 -R1 2 切線 又，表6中係表示了，實施例2中的光學特性値 6係表示了實施例2中的焦距f、F値、對角像角、 器入射角、切線角 0、d2/dl、 （Rll+；R12) / (R11 )。切線角Θ，係第2透鏡23的像側透鏡面23B的 角的最大値。 [表6] 焦距f F値 3 辦像角 62^6~ 感測器入射角 25^9^ 切線角β ----- 72.1 d2 / d1 ----- 2.0 (R11+m2)/(Rll-R12) 1 — -3.4 係爲 。因 更加 面的 然後’如表6所示，實施例2所述之切線角0 72.1度，是大於表3所示的實施例1所述之切線角0 此，感測器入射角係爲25.9度’可使感測器入射角 縮小。因此’可使入射至攝像元件1 5之光線對攝像 18- 200931057 角度，更接近於垂直。 又，如表6所示，由於d2/dl係爲2.0，因此可使從 第2透鏡23射出之光線的光線高度變得更高，同時可使 第1透鏡22的中心厚成爲適度厚度。藉此，就可使第1 透鏡22的成形變得容易。 又，如表 6 所示，由於（R11+R12) / (R11-R12) 係爲-3.4，因此第1透鏡22的像面彎曲及非點像差與歪 ❹ 曲像差，可取得平衡。 尤其是，在實施例2中，相較於實施例1，對角像角 是大了 0.6度。通常，對角像角越大，則感測器入射角也 會跟著變大。可是，在實施例2中，相較於實施例1，切 線角0大了 0.5度，dl/d2也大了 0.1，因此可使感測器入 射角縮小〇 . 1度。 圖8中係圖示了實施例2中的各像差。圖8(a)中 係圖示球面像差，圖8(b)中係圖示像面彎曲，圖8(c 〇 )中係圖示歪曲像差。於圖8(b)中，T係代表正切的像 面，S係代表弧矢的像面。 如圖8所示，若依據實施例2所述之攝像透鏡單元 20 ’則球面像差、像面彎曲、歪曲像差均獲得良好地補正 ，可使相機模組1 02的成像性能變得較佳。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]圖示本發明的實施形態所述之相機模組之—例 -19- 200931057 [圖2]通過了切線角爲60度之透鏡面的光線的說明圖 〇 [圖3]通過了切線角爲80度之透鏡面的光線的說明圖 〇 [圖4]透鏡的中心厚與從該當透鏡射出之光線的光線 高度的說明圖。 [圖5]本發明之實施例1中所述之相機模組的模式性 @ 圖Tpc之側面圖。 [圖6]本發明的實施例1所述之球面像差的圖示（圖 6(a))，像面彎曲的圖示（圖6(b))，歪曲像差的 圖示（圖6(c))。 [圖7]本發明之實施例2中所述之相機模組的模式性 圖示之側面圖。 [圖8]本發明的實施例2所述之球面像差的圖示（圖 8(a)) ’像面彎曲的圖示（圖8(b))，歪曲像差的 φ 圖示（圖8 ( c ))。 【主要元件符號說明】 11 :光量光圈（光圈） 10、20 :攝像透鏡單元 12 、 22 :第1透鏡 13、23 :第2透鏡 100、101、102 :相機模組 -20-