TWI463166B - 攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器 - Google Patents

Description

攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器

本發明係關於具備於被攝體側形成有凸面之第1透鏡及配置於前述第1透鏡之像面側之第2透鏡之攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器。

搭載於數位相機或數位視頻裝置等之攝像模組，近年來開發出各種使用固體攝像元件作為攝像元件者。此處，作為固體攝像元件，可舉出以CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合元件)及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補型金屬氧化膜半導體)等構成者。攝像模組係使用固體攝像元件而構成，藉此可小型化及低背化(low profile)。

尤其係以資訊攜帶終端及可攜式電話機為首之攜帶終端近年來急速普及。搭載於該攜帶終端之攝像模組中，期望具備具有高解像力且小型及低背之攝像透鏡。

作為具有高解像力且小型及低背之攝像透鏡之一例，專利文獻1中揭示有使用具有正折射力之第1透鏡，與具有負折射力之第2透鏡之2塊透鏡而構成之攝像透鏡(所謂望遠型攝像透鏡)。

該專利文獻1所揭示之攝像透鏡中，與攝像透鏡全體之焦點距離相比，可使攝像透鏡之全長變短，因此可小型化及低背化。另，專利文獻1所記載之攝像透鏡中，第1及第2透鏡共同實施慧型像差、像散及像面彎曲像差等各種像 差之修正，因此可提高解像力。因此，根據專利文獻1所揭示之技術，可實現小型且具有良好光學特性之攝像透鏡。

另，作為具有高解像力且小型及低背之攝像透鏡之其他例，專利文獻2中揭示有使用具有正折射力之第1透鏡，與具有正或負折射力之第2透鏡之2塊透鏡而構成之攝像透鏡。

作為具有高解像力且小型及低背之攝像透鏡之進而其他例，可舉出使用具有正折射力之第1透鏡，與具有正折射力之第2透鏡之2塊透鏡而構成之攝像透鏡(參照專利文獻4~7及專利文獻9~11)。

又，專利文獻3中揭示有維持高解像力且可簡單製造之相機用廣角透鏡。

專利文獻3所揭示之透鏡係使用具有正或負折射力之第1透鏡，與具有正折射力之第2透鏡之2塊透鏡而構成。又，專利文獻3所揭示之透鏡中，使構成像面之膠片彎曲，謀求改善球面像差及像面彎曲像差。

根據專利文獻1~11所揭示之各技術，使各第1及第2透鏡中之物體側及像面側之各面成為含凹面及/或凸面之形狀，藉此可實現小型及低背之攝像透鏡。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本公開專利公報「日本特開2008-309999號公報(2008年12月25日公開)

[專利文獻2]日本公開專利公報「日本特開2004-145183號公報(2004年5月20日公開)」

[專利文獻3]日本公開專利公報「日本特開平8-334684號公報(1996年12月17日公開)」

[專利文獻4]日本公開專利公報「日本特開2002-296496號公報(2002年10月9日公開)」

[專利文獻5]日本公開專利公報「專利第3717482號公報(2004年9月2日公開)」

[專利文獻6]日本公開專利公報「專利第4074203號公報(2004年9月2日公開)」

[專利文獻7]日本公開專利公報「專利第3717483號公報(2004年9月9日公開)」

[專利文獻8]日本公開專利公報「專利第3717487號公報(2004年1月8日公開)」

[專利文獻9]日本公開專利公報「日本特開2005-107254號公報(2005年4月21日公開)」

[專利文獻10]日本公開專利公報「日本特開2005-107368號公報(2005年4月21日公開)」

[專利文獻11]日本公開專利公報「日本特開2005-107369號公報(2005年4月21日公開)」

使用複數之透鏡構成之攝像透鏡隨著小型化及低背化而製造變複雜。即，小型化及低背化之光學系統中，對於構 成該光學系統之各透鏡之厚度偏差及偏芯，謀求非常嚴密之製造公差。此處，所謂「偏芯」係指以構成光學系統之各透鏡兩面間產生之光軸位置偏移，及相對一方透鏡之另一方透鏡之位置偏移等為首之光學系統之光軸之隨著法線方向之移位之各種位置偏移。

為應用於使用固體攝像元件之攝像模組，小型化及低背化之攝像透鏡中，要求將構成該攝像透鏡之各透鏡之厚度偏差及偏芯等誤差抑制在約1.5μm~2μm之範圍內，因需要滿足此嚴格要求而製造變困難。若製造變困難，則有攝像透鏡中為滿足所擔負之要求而所需之製造成本增大之問題，及因易產生大製造偏差而維持期望之解像力變困難之問題產生。

製造變困難，在專利文獻1~2及4~11所揭示之各攝像透鏡中亦無例外。因此，專利文獻1~2及4~11所揭示之各攝像透鏡中，有為滿足所擔負之嚴格要求而所需之製造成本增大之問題，及因易產生大製造偏差而維持期望之解像力變困難之問題產生。

一般言之，攝像透鏡越小型化及低背，對應上述偏心量之MTF(Modulation Transfer Function：調製傳遞函數)越較大變化。因此，由於謀求製造攝像透鏡越小型及低背，偏心越接近0μm者，故製造難度變得非常高。

專利文獻3所揭示之透鏡可維持高解像力且可簡單製造，但由於係使構成像面之膠片彎曲之構成，因此有對使用CCD或CMOS型圖像感測器之攝像模組，即使用固體攝 像元件之攝像模組之應用變困難之問題產生。

本發明係鑑於上述問題而完成之發明，其目的係提供一種可應用於使用固體攝像元件之攝像模組，可降低製造成本且維持期望之解像力之簡單的攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器。

本發明之攝像透鏡之特徵在於：其具備於被攝體側形成有凸面之第1透鏡，及配置於前述第1透鏡之像面側之第2透鏡，前述第2透鏡具有朝向前述被攝體側之面，前述面具有凸形狀之中央部，及圍繞前述中央部形成凹形狀之周邊部，且，設d1為前述第1透鏡之中心厚度，d12為前述第1透鏡與前述第2透鏡間之間隔，d為光學全長時，滿足以下關係：0.35<(d1/d)<0.5，0.07<(d12/d)<0.3。

根據該特徵，第2透鏡係朝向被攝體側之面中、其中央部份向被攝體側突出，且其周邊部份向像面側凹陷之構成，根據該構成，通過第2透鏡之中央部份附近之光線能夠在從被攝體側向像面側之方向(一般係沿著攝像透鏡之光軸之方向)上較靠近被攝體側成像，且通過第2透鏡之周邊部份附近之光線能夠於相同方向上較靠近像面側成像。因此，本發明之攝像透鏡可根據第2透鏡之向被攝體側之突出程度及向像面側之凹陷程度，而修正以像面彎曲為首之各種像差。另，根據該構成，第2透鏡與第1透鏡相同， 可作為具有正或負折射力之透鏡使用，藉此可減小第1透鏡與第2透鏡之非對稱性。其結果，本發明之攝像透鏡當產生偏芯、以及第1及第2透鏡各自之厚度偏差等誤差時，可降低該誤差所帶來之不良影響，因此可實質上擴大容許之該誤差範圍。

又，本攝像透鏡滿足上述0.35<(d1/d)，藉此可緩和第1透鏡中朝向被攝體側及像面側之各面之形狀變化。即，該等各面可減小其在從被攝體側向像面側之方向上突出或凹陷程度。再者，可擴大相同方向之該等各面彼此之間隔。

另，藉由滿足上述0.07<(d12/d)，入射於第2透鏡之每個像高之光束為互相分離之狀態，可容易在較接近像側進行歪曲像差、像散之修正。

由上，滿足上述數式之本發明之攝像透鏡在偏芯以及第1及第2透鏡各自之厚度偏差等誤差產生時，可降低該誤差所帶來之不良影響，因此可實質上擴大可降低容許之該誤差之不良影響之範圍。

由上，本發明之攝像透鏡在小型化及低背化時，對於偏芯以及第1及第2透鏡各自之厚度偏差等，無需擔負嚴格要求，因此滿足所擔負之要求之攝像透鏡之製造變得比較簡單。因此，本攝像透鏡可降低用以滿足所擔負的要求所需要之製造成本，且因不易產生製造偏差故可易於維持期望之解像力。

d1/d為0.35以下時，由於第1透鏡之厚度變薄，因此為獲得大折射力而使第1透鏡中朝向被攝體側之面之形狀變化 較大，即，因需要增大凸面之突出程度，因而不理想。因此，為獲得本攝像透鏡之效果，需要將d1/d之值設為滿足上述0.35<(d1/d)之值。

d12/d為0.07以下時，由於第1透鏡與第2透鏡之間隔變小，使得第1透鏡與第2透鏡之修正像差混合，因此難以進行良好之像差修正，或即使良好地進行像差修正，結果亦對透鏡間之軸偏移誤差要求嚴格之值，使得製造變得困難。

d1/d為0.5以上時，橫向像差之修正變困難，或公差感度變嚴格。具體言之，通過第1透鏡之物體側面之光束成聚光狀態，該面內對橫向像差之修正之貢獻變小，無法獲得充分之像差修正，此時，若使第1透鏡之焦度變弱，則通過第1透鏡之物體側面之光束無法聚光而可進行該面內橫向像差之修正，但為確保有效像圓，需要該面內光線之急劇彎曲，結果偏芯等公差感度變嚴格。

d12/d為0.3以上時，像面彎曲之修正及像散之修正變困難。即，第2透鏡之物體側面與像面之間隔相對全長過短，因此進行充分之像差修正變困難。

本發明之相機模組之特徵在於具備：本發明之攝像透鏡，及接受表示前述攝像透鏡中形成之像之光之電子攝像元件。

根據該特徵，可實現低價、小型且高性能之數位相機。

本發明之可攜式資訊機器之特徵在於具備：本發明之攝像透鏡；接受表示前述攝像透鏡中形成之像之光之電子攝 像元件；及記憶由前述電子攝像元件攝像之圖像之記憶體。

根據該特徵，可實現低價、小型且具備高性能之攝像功能之可攜式資訊機器。

本發明可提供一種攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器，本發明之攝像透鏡在d1為前述第1透鏡之中心厚度、d12為前述第1透鏡與前述第2透鏡間之間隔、d為光學全長時，滿足以下關係：0.35<(d1/d)<0.5 0.07<(d12/d)<0.3，因此可應用於使用固體攝像元件之攝像模組中，可降低製造成本，且可維持解像力。

針對本發明之攝像透鏡之實施形態，基於圖1~圖18如下說明。

(實施形態1) (實施形態1之攝像透鏡1之構成)

圖1係顯示實施形態1之攝像透鏡1之構成之圖。攝像透鏡1具備透鏡2。透鏡2於被攝體4側形成有凸面6，於像面5側形成有凹面，具有中心厚度d1。於透鏡2之被攝體4側設有孔徑光闌10。

於透鏡2之像面5側，與透鏡2空出間隔d12設有透鏡3。透鏡3具有朝向被攝體4側之面7，該面7具有凸形狀之中央 部8，與圍繞該中央部8形成凹形狀之周邊部9。

透鏡3與像面5之間設有蓋玻璃(cover glass)11。蓋玻璃11之像面5側，電子攝像元件12配置於與像面5相接之位置。

攝像透鏡1在使光學全長為d時，滿足以下關係：0.35<(d1/d)<0.5...數式(1)

0.07<(d12/d)<0.3...數式(2)

攝像透鏡1藉由滿足上述0.35<(d1/d)，可使透鏡2中朝向被攝體4側之凸面6之形狀變化，及朝向像面5側之凹面之形狀變化緩慢。即，該等各面可使從被攝體4側朝向像面5側之方向上其突出或凹陷程度減小。又，可使相同方向上該等各面彼此之間隔擴大。

另，藉由滿足上述0.07<(d12/d)，入射於透鏡3之每個像高之光束為互相分離之狀態，可更易在像面5側進行歪曲像差、像散之修正。

d1/d為0.35以下時，由於透鏡2之厚度變薄，因此為獲得大折射力而增大透鏡2中朝向被攝體4側之凸面6之形狀變化，即，因需要增大凸面6之突出程度而不佳。因此，為獲得攝像透鏡1之效果，需要使d1/d之值成滿足上述0.35<(d1/d)之值。

d12/d為0.07以下時，由於透鏡2與透鏡3之間隔變小，因此透鏡2與透鏡3之修正像差混合，良好之像差修正變困難，或即使良好地進行像差修正，結果對於透鏡2及透鏡3間之軸偏移誤差亦要求嚴格之值，有製造變困難之問題產生。

d1/d為0.5以上時，橫向像差之修正變困難，或公差感度變嚴格。具體言之，通過透鏡2之物體側面之光束成聚光狀態，該面內對於橫向像差之修正之貢獻變小，無法獲得充分之像差修正。此時，若使透鏡2之焦度變弱，則通過透鏡2之物體側面之光束無法聚光而可於該面內進行橫向像差之修正，但為確保有效像圓，需要該面內光線急劇之彎曲，結果偏芯等公差感度變嚴。

d12/d為0.3以上時，像面彎曲之修正及像散之修正變困難。即，透鏡3之物體側面與像面之間隔相對全長過短，因此進行充分之像差修正變困難。

透鏡2及透鏡3之材料之阿貝數大於40較佳。由於材料之選擇性大，使用低價材料而可降低製造成本，可應用於材料不受制約之各種製造程序中。例如透鏡2及3之材料可使用以熱可塑性塑膠材料構成，日本zeon公司之E48R(Nd：1.531、νd：56)、330R(Nd：1.509、νd：56)、或480R(Nd：1.525、νd：56)。色散較低(阿貝數較高)之材料在攝像透鏡中有用，但開發困難。射出成形所使用之熱可塑性材料中，如上述例開發出阿貝數為56左右之材料。根據本發明之實施形態，舉出應用阿貝數46之材料之設計例。

攝像透鏡之F數不滿3較佳。減小F數至不滿3，藉此攝像透鏡1可增大受光光量，且由於可良好地修正色像差，故可獲得高解像力。F數係表示光學系統之明亮度之量的一種。攝像透鏡1之F數係以將攝像透鏡1之等價焦點距離除以攝像透鏡1之入射瞳徑之值表示。

電子攝像元件12藉由像素尺寸2.5μm以下之CMOS攝像元件或CCD攝像元件構成較佳。根據該構成，藉由使用像素間距2.5μm以下之固體攝像元件而構成感測器，可實現充分發揮高像素攝像元件之性能之攝像模組。

構成電子攝像元件12之CMOS攝像元件或CCD攝像元件之像素數為30萬像素以上較佳。由於具備適於攝像透鏡之解像性能之感測器，而可獲得具有良好解像性能之數位相機模組。尤其適於VGA級之感測器。

使電子攝像元件12與蓋玻璃11間之間隔為0.195mm以上較佳。

根據上述構成，可應用於使用固體攝像元件之針對手機之數位相機模組中可廣泛利用之引線接合結構及透鏡上晶圓結構兩方。蓋玻璃11與電子攝像元件12之間隔不滿0.195mm時，由於與進行感測器與基板之電性連接之電線產生干擾，因此無法應用於引線接合方式之模組結構。

透鏡2及3利用耐熱材料構成較佳。藉此，可提供可迴流安裝之低安裝成本之相機模組。由於耐熱材料對公差有利，因此相對由迴流之熱歷程之透鏡組裝狀態之變化的容許量亦較大，亦可適於增大負荷之製程中。

(實施形態1之攝像透鏡之設計規格及光學特性)

表1係記載構成攝像透鏡1之各透鏡之非球面式、材料、形狀等資料之表。表1之「要素」欄中「L1」表示圖1所示之透鏡2，「L2」表示透鏡3，「CG」指蓋玻璃。

表1之「材料」欄中「Nd」係相對d線(波長587.6nm)之 構成各透鏡之各材料之折射率，「νd」係相對d線之各材料之阿貝數。「中心厚度」係從所對應之面中心向像面側沿著直至下一面中心之光軸之距離。「有效半徑」係透鏡中可限制光束範圍之圓區域之半徑。「非球面係數」係指構成非球面之非球面式之表1之非球面式中係數Ai(i係4以上之偶數)。

藉由表1所示之各透鏡之非球面式、材料、形狀等而構成之攝像透鏡1之(d1/d)為0.39，(d12/d)為0.14。

表2係記載攝像透鏡1之規格及各種光學特性之表。MTF(Modulation Transfer Function：調製傳遞函數)之計算係藉由相對以下波長之加權而算出。

404.66nm=0.13

435.84nm=0.49

486.1327nm=1.57

546.07nm=3.12

587.5618nm=3.18

656.2725nm=1.51

另，物體距離使用500nm。

(實施形態1之攝像透鏡之效果)

圖2係顯示攝像透鏡1之MTF．空間頻率特性之圖。橫軸表示空間頻率，縱軸表示MTF。實施形態1之攝像透鏡1表示相對空間頻率之高MTF特性。

圖3係顯示攝像透鏡1之MTF．離焦特性之圖。橫軸表示焦點移動量，縱軸表示MTF。根據實施形態1之攝像透鏡 1，可獲得匯集最佳像面位置之離焦特性。

圖4係顯示攝像透鏡1之像散及歪曲像差之圖。圖4左側之圖係表示像散之圖，右側之圖係表示歪曲像差之圖。橫軸表示像面5之移位，縱軸分別表示像散及歪曲像差之大小。根據本實施形態之攝像透鏡1，如圖4所示，可良好地修正像散及歪曲像差。

圖5係顯示攝像透鏡1之球面像差之圖。橫軸表示像面5之移位，縱軸表示球面像差之大小。根據本實施形態之攝像透鏡1，如圖5所示，可良好地修正球面像差。

圖6係顯示相對設於攝像透鏡1之透鏡2之面間軸偏移之MTF變化之圖。橫軸表示誤差量(軸偏移量)，縱軸表示MTF。實線圖表示弧線之MTF變化，虛線圖表示切線之MTF變化。

圖7係顯示相對設於攝像透鏡1之透鏡2與透鏡3間之軸偏移之MTF變化之圖。橫軸表示誤差量(軸偏移量)，縱軸表示MTF。與圖6相同，實線圖表示弧線之MTF變化，虛線圖表示切線之MTF變化。

(使用實施形態1之攝像透鏡之無焦點調整結構相機模組)

圖8係顯示使用攝像透鏡1之無焦點調整結構相機模組15之引線接合型之構成之剖面圖。引線接合型之相機模組15具備攝像透鏡1。攝像透鏡1上設有透鏡2及3。相機模組15具備基板13。基板13上設有電子攝像元件12。電子攝像元件12與基板13係藉由引線接合而連接。透鏡3與電子攝像 元件12之間設有蓋玻璃11。箱框14設於基板13上，以覆蓋透鏡2及3、蓋玻璃11及電子攝像元件12。如此構成之相機模組15成為無筒(透鏡鏡筒)結構。

圖9(a)~(d)係用以說明製造無焦點調整結構相機模組15之引線接合型之晶圓級透鏡製程之剖面圖。首先，如圖9(a)所示，利用陣列狀模具2k成型陣列透鏡2a。然後，利用其他陣列狀模具成型透鏡陣列3a。接著，如圖9(b)所示，使透鏡陣列2a與透鏡陣列3a貼合。其後，切斷透鏡陣列2a及3a，如圖9(c)所示，形成透鏡2上貼合有透鏡3之透鏡單元。然後，如圖9(d)所示，將該透鏡單元及蓋玻璃11組入箱框(支座)14中，於設有電子攝像元件12之基板13上搭載箱框14，完成相機模組15。

圖10係顯示使用攝像透鏡1之無焦點調整結構相機模組16之玻璃晶圓型之構成之剖面圖。玻璃晶圓型之相機模組16具備攝像透鏡1。攝像透鏡1上設有透鏡2及3、以及孔徑光闌10。相機模組16具備玻璃基板17。蓋玻璃基板17形成電子攝像元件12。電子攝像元件12與透鏡3間設有蓋玻璃11。如此構成之相機模組16成無支座(箱框)結構。

圖11(a)及(b)係用以說明製造無焦點調整結構相機模組16之玻璃晶圓型之晶圓級透鏡製程之剖面圖。首先，參照圖9(a)如前述，利用陣列狀模具成型透鏡陣列2a、3a，然後，如圖11(a)所示，使透鏡陣列2a、3a貼合，於透鏡陣列2a上粘貼孔徑光闌陣列10a。然後，於透鏡陣列3a下粘貼蓋玻璃陣列11a。接著，於蓋玻璃陣列11a下粘貼玻璃基板 陣列17a及電子攝像元件陣列12a。其後，如圖11(b)所示，切斷孔徑光闌陣列10a、透鏡陣列2a、3a、蓋玻璃陣列11a、電子攝像元件陣列12a及玻璃基板陣列17a，完成相機模組16。

圖12(a)~(c)係用以說明製造無焦點調整結構相機模組之引線接合型之先前射出成型製程之剖面圖。首先，如圖12(a)所示，利用模具92k成型透鏡2，如圖12(b)所示，將所成型之透鏡2從模具92k中取出，切割透鏡2。然後，透鏡3亦與透鏡2相同地製成。接著，如圖12(c)所示，使透鏡3與透鏡2貼合而形成透鏡單元，將該透鏡單元及蓋玻璃11組入箱框(支座)14中，於設有電子攝像元件12之基板13上搭載箱框14，完成相機模組15。

圖9及圖11所示之晶圓級透鏡製程在攝像模組之製造時間及其他綜合性見解中，比圖12所示之射出成型製程更有利而受到注目。實施晶圓級透鏡製程時，需要抑制因熱而於透鏡陣列2a、3a上產生塑性變形。因該必要性，透鏡2、3藉由即使加熱亦不易變形，耐熱性非常優良之熱硬化性樹脂材料或紫外線硬化性樹脂材料構成較佳。

(實施形態2) (實施形態2之攝像透鏡之設計規格及光學特性)

表3係記載實施形態2中構成攝像透鏡之各透鏡之非球面式、材料、形狀等資料之表。實施形態2之攝像透鏡之基本構成與圖1所示之攝像透鏡1之構成相同。

與實施形態1中之前述表1相同，「要素」欄中「L1」表 示圖1所示之透鏡2，「L2」表示透鏡3。「CG」係指蓋玻璃。「材料」欄中「Nd」表示相對d線(波長587.6nm)之構成各透鏡之各材料之折射率，「νd」表示相對d線之各材料之阿貝數。「中心厚度」係從所對應之面中心向像面側沿著直至下一面之中心之光軸之距離。「有效半徑」係透鏡中可限制光束之範圍之圓區域之半徑。「非球面係數」係指構成非球面之非球面式之表1之非球面式中係數Ai(i係4以上之偶數)。

利用表3所示之各透鏡之非球面式、材料、形狀等而構成之攝像透鏡1之(d1/d)為0.40，(d12/d)為0.08。

表4係記載實施形態2之攝像透鏡之規格及各種光學特性之表。與實施形態1之前述表2相同，MTF(Modulation Transfer Function：調製傳遞函數)之計算係藉由相對以下波長之加權而算出。

404.66nm=0.13

435.84nm=0.49

486.1327nm=1.57

546.07nm=3.12

587.5618nm=3.18

656.2725nm=1.51

另，物體距離使用500nm。

圖13係顯示實施形態2之攝像透鏡之佈局之圖，顯示通過透鏡2、透鏡3及蓋玻璃11而成像於像面5之光之進路。實施形態2之攝像透鏡亦與圖1所示之實施形態1之攝像透 鏡相同，具備於被攝體側形成有凸面之透鏡2，及配置於透鏡2之像面5側之透鏡3，透鏡3具有朝向被攝體側之面，該面具有凸形狀之中央部，及圍繞該中央部形成凹形狀之周邊部。

(實施形態2之攝像透鏡之效果)

圖14係顯示實施形態2之攝像透鏡之MTF．空間頻率特性之圖。橫軸表示空間頻率，縱軸表示MTF。實施形態2之攝像透鏡顯示相對空間頻率之高MTF特性。

圖15係顯示實施形態2之攝像透鏡之MTF．離焦特性之圖。橫軸表示焦點移動量，縱軸表示MTF。根據實施形態2之攝像透鏡，可獲得匯集最佳像面位置之離焦特性。

(實施形態3) (實施形態3之攝像透鏡之設計規格及光學特性)

表5係記載實施形態3中構成攝像透鏡之各透鏡之非球面式、材料、形狀等資料之表。實施形態3之攝像透鏡之基本構成與圖1所示之攝像透鏡1之構成相同。

與實施形態1之前述表1相同，「要素」欄中「L1」表示圖1所示之透鏡2，「L2」表示透鏡3。「CG」係指蓋玻璃。「材料」欄中「Nd」係相對d線(波長587.6nm)之構成各透鏡之各材料之折射率，「νd」係相對d線之各材料之阿貝數。「中心厚度」係從所對應之面中心向像面側沿著直至下一面之中心之光軸之距離。「有效半徑」係透鏡中可限制光束範圍之圓區域之半徑。「非球面係數」係指構成非球面之非球面式之表1之非球面式中係數Ai(i係4以上之偶 數)。

藉由表5所示之各透鏡之非球面式、材料、形狀等而構成之攝像透鏡1之(d1/d)為0.40，(d12/d)為0.08。

表6係記載構成實施形態3之攝像透鏡之各透鏡之規格及各種光學特性之表。與實施形態1之前述表2相同，MTF(Modulation Transfer Function：調製傳遞函數)之計算係藉由相對以下波長之加權而算出。

404.66nm=0.13

435.84nm=0.49

486.1327nm=1.57

546.07nm=3.12

587.5618nm=3.18

656.2725nm=1.51

另，物體距離使用500nm。

圖16係模式化顯示實施形態3之攝像透鏡之佈局之圖。顯示通過透鏡2、透鏡3及蓋玻璃11而成像於像面5之光之進路。實施形態3之攝像透鏡亦與圖1所示之實施形態1之攝像透鏡相同，具備於被攝體側形成有凸面之透鏡2，及配置於透鏡2之像面5側之透鏡3，透鏡3具有朝向被攝體側之面，該面具有凸形狀之中央部，及圍繞該中央部形成凹形狀之周邊部。

(實施形態3之攝像透鏡之效果)

圖17係顯示實施形態3之攝像透鏡之MTF．空間頻率特性之圖。橫軸表示空間頻率，縱軸表示MTF。實施形態3之 攝像透鏡顯示相對空間頻率之高MTF特性。

圖18係顯示實施形態3之攝像透鏡之MTF．離焦特性之圖。橫軸表示焦點移動量，縱軸表示MTF。根據實施形態3之攝像透鏡，可獲得匯集最佳像面位置之離焦特性。

圖1所示之攝像透鏡1與接受表示攝像透鏡1中形成之像之光之電子攝像元件12，可連同記憶由電子攝像元件12攝像之圖像之未圖示之記憶體，構成可攜式資訊機器。

本實施形態之攝像透鏡滿足0.12<(d12/d)之關係較佳。

根據上述構成，可使相對第1透鏡與第2透鏡間之偏芯之製造公差進而緩和。

本實施形態之攝像透鏡中，前述第1透鏡及前述第2透鏡之材料之阿貝數大於40較佳。

根據上述構成，材料之選擇性大，使用低價材料，藉此可降低製造成本，可應用於不受材料制約之各種製造程序中。

本實施形態之攝像透鏡之F數不滿3較佳。

藉由將F數降低至不滿3，本發明之攝像透鏡可增大受光光量，且由於可良好地修正色像差，故可獲得高解像力。

本實施形態之攝像透鏡藉由晶圓級透鏡製程而製作較佳。

根據上述構成，本實施形態之攝像透鏡由於具有大容許公差，因此藉由應用於晶圓級製程而可低價地製造透鏡模組。

本實施形態之攝像透鏡中，於前述第1透鏡之被攝體側 設置孔徑光闌較佳。

根據上述構成，可調整光量而提供鮮明圖像。

本實施形態之相機模組中，前述電子攝像元件係像素尺寸為2.5μm以下之CMOS攝像元件或CCD攝像元件較佳。

根據上述構成，使用像素間距為2.5μm以下之固體攝像元件構成感測器，藉此可實現充分發揮高像素攝像元件之性能之攝像模組。

本實施形態之相機模組中，前述CMOS攝像元件或CCD攝像元件之像素數為30萬像素以上較佳。

根據上述構成，由於具備適於攝像透鏡之解像性能之感測器，而可獲得具有良好解像性能之數位相機模組。尤其適於VGA級之感測器。

本實施形態之相機模組中，將前述電子攝像元件與蓋玻璃間之間隔設為0.195mm以上較佳。

根據上述構成，可適於使用固體攝像元件之針對手機之數位相機模組中廣泛利用之引線接合結構及透鏡上晶圓結構兩方。蓋玻璃與感測器之間隔為0.195mm以下之情形時，會因為與進行感測器與基板之電性連接之電線產生干擾，而無法應用於引線接合方式之模組結構。

本實施形態之相機模組中，具有無焦點調整結構較佳。

根據上述構成，由於本實施形態之透鏡具有公差感度佳之特徵，因而可提供一種相機模組，其無須調整光軸方向上相對於最佳像面位置之受光元件之位置，在組合步驟中不進行焦點調整，故不具有進行焦點調整之機構，因而可 降低製造成本。

本實施形態之相機模組中，前述攝像透鏡之第1及第2透鏡利用耐熱材料構成較佳。

根據上述構成，可提供可迴流安裝之安裝成本低之相機模組。由於耐熱材料對公差有利，因此相對於由迴流之熱歷程所致之透鏡組裝狀態變化之容許量亦較大，亦可適於施加負荷之製程。

本實施形態之相機模組中具有無筒結構較佳。

根據上述構成，由於不設置透鏡鏡筒，因此可由步驟之削減、構成零件之削減而實現低成本化。

本實施形態之相機模組中具有無支座結構較佳。

根據上述構成，由於不設置箱框，因此可由步驟之削減、構成零件之削減而實現低成本化。

本發明不限於上述各實施形態，在請求項所示範圍內可進行各種變更，對於適當組合不同實施形態中分別揭示之技術手段而獲得之實施形態亦包含在本發明之技術範圍內。

[產業上之可利用性]

本發明可應用於具備於被攝體側形成有凸面之第1透鏡與配置於前述第1透鏡之像面側之第2透鏡之攝像透鏡、相機模組及可攜式資訊機器，尤其可適於以對使用搭載於攜帶終端之固體攝像元件之數位相機之搭載為目的之攝像透鏡。

1‧‧‧攝像透鏡

2‧‧‧透鏡(第1透鏡)

2a、3a‧‧‧透鏡陣列

2k‧‧‧陣列狀模具

3‧‧‧透鏡(第2透鏡)

4‧‧‧被攝體

5‧‧‧像面

6‧‧‧凸面

7‧‧‧面

8‧‧‧中央部

9‧‧‧周邊部

10‧‧‧孔徑光闌

10a‧‧‧孔徑光闌陣列

11‧‧‧蓋玻璃

11a‧‧‧蓋玻璃陣列

12‧‧‧電子攝像元件

12a‧‧‧電子攝像元件陣列

13‧‧‧基板

13a‧‧‧基板陣列

14‧‧‧箱框

92k‧‧‧模具

d‧‧‧光學全長

d1‧‧‧中心厚度

d12‧‧‧間隔

圖1係顯示實施形態1之攝像透鏡之構成之圖。

圖2係顯示上述攝像透鏡之MTF．空間頻率特性之圖。

圖3係顯示上述攝像透鏡之MTF．離焦特性之圖。

圖4係顯示上述攝像透鏡之像散及歪曲像差之圖。

圖5係顯示上述攝像透鏡之球面像差之圖。

圖6係顯示相對設於上述攝像透鏡之第1透鏡之面間軸偏移之MTF變化之圖。

圖7係顯示相對設於上述攝像透鏡之第1透鏡與第2透鏡間之軸偏移之MTF變化之圖。

圖8係顯示使用上述攝像透鏡之無焦點調整結構相機模組之引線接合型之構成之剖面圖。

圖9(a)~(d)係用以說明製造上述無焦點調整結構相機模組之引線接合型之晶圓級透鏡製程之剖面圖。

圖10係顯示上述無焦點調整結構相機模組之玻璃晶圓型之構成之剖面圖。

圖11(a)及(b)係用以說明製造上述無焦點調整結構相機模組之玻璃晶圓型之晶圓級透鏡製程之剖面圖。

圖12(a)~(c)係用以說明製造無焦點調整結構相機模組之引線接合型之先前之射出成型製程之剖面圖。

圖13係模式化顯示上述攝像透鏡之佈局之圖。

圖14係顯示上述攝像透鏡之MTF．空間頻率特性之圖。

圖15係顯示上述攝像透鏡之MTF．離焦特性之圖。

圖16係模式化顯示上述攝像透鏡之佈局之圖。

圖17係顯示上述攝像透鏡之MTF．空間頻率特性之圖。

圖18係顯示上述攝像透鏡之MTF．離焦特性之圖。

1‧‧‧攝像透鏡

2、3‧‧‧透鏡

5‧‧‧像面

6‧‧‧凸面

7‧‧‧面

8‧‧‧中央部

9‧‧‧周邊部

10‧‧‧孔徑光闌

11‧‧‧蓋玻璃

12‧‧‧電子攝像元件

Claims (15)

1. 一種攝像透鏡，其特徵在於：其具備於被攝體側形成有凸面之第1透鏡、及配置於前述第1透鏡之像面側之第2透鏡，前述第2透鏡具有朝向前述被攝體側之面，前述面具有凸形狀之中央部、及圍繞前述中央部形成凹形狀之周邊部；且，設d1為前述第1透鏡之中心厚度，d12為前述第1透鏡與前述第2透鏡間之間隔，d為光學全長時，滿足以下關係：0.35<(d1/d)<0.5，0.07<(d12/d)<0.14。
2. 如請求項1之攝像透鏡，其滿足0.12<(d12/d)之關係。
3. 如請求項1之攝像透鏡，其中前述第1透鏡及前述第2透鏡之材料之阿貝數大於40。
4. 如請求項1之攝像透鏡，其中F數不滿3。
5. 如請求項1之攝像透鏡，其係藉由晶圓級透鏡製程而製作。
6. 如請求項1之攝像透鏡，其中於前述第1透鏡之被攝體側設有孔徑光闌。
7. 一種相機模組，其特徵在於具備：請求項1之攝像透鏡；及接受表示前述攝像透鏡中形成之像之光之電子攝像元件。
8. 如請求項7之相機模組，其中前述電子攝像元件係像素 尺寸為2.5μm以下之CMOS攝像元件或CCD攝像元件。
9. 如請求項8之相機模組，其中前述CMOS攝像元件或CCD攝像元件之像素數為30萬像素以上。
10. 如請求項7之相機模組，其中前述電子攝像元件與蓋玻璃(cover glass)間之間隔為0.195mm以上。
11. 如請求項7之相機模組，其具有無焦點調整結構。
12. 如請求項7之相機模組，其中前述攝像透鏡之第1及第2透鏡係利用耐熱材料而構成。
13. 如請求項7之相機模組，其具有無筒結構。
14. 如請求項7之相機模組，其具有無支座結構。
15. 一種可攜式資訊機器，其特徵在於具備：請求項1之攝像透鏡；接受表示前述攝像透鏡中所形成之像之光之電子攝像元件；及記憶由前述電子攝像元件攝像之圖像之記憶體。