CN100371761C - 摄像透镜、摄像单元以及具备此摄像单元的便携终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种摄像透镜，自该摄像透镜的物体侧开始依次包括：具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的第1透镜；孔径光阑；具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的像侧的弯月状的第2透镜；以及具有负折射能力且凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的第3透镜；其中上述摄像透镜满足以下条件式，0.8＜f1/f＜2.0 (1)，20＜{(v1+v2)/2}-v3＜70 (2)，这里f1是上述第1透镜的焦距、f是该摄像透镜全***的焦距，v1、v2、v3分别是上述第1透镜～第3透镜的阿贝数。

Description

摄像透镜、摄像单元以及具备此摄像单元的便携终端
技术领域
本发明涉及适合用作CCD型图像传感器或CMOS型图像传感器等固体摄像元件的光学***的摄像透镜、具有该摄像透镜的摄像单元以及具备此摄像单元的便携终端。
背景技术
近年来，随着使用了CCD(电荷耦合器件)型图像传感器或者CMOS(互补金属氧化物半导体)型图像传感器等固体摄像元件的摄像装置的高性能化、小型化，具备有摄像装置的便携电话机及个人计算机日益普及。
并且，随着因这些便携电话机及个人计算机的小型化或者功能增加引起的高密度化，为了谋求这些摄像装置的小型化而使搭载于该摄像装置的摄像透镜进一步小型化的要求不断高涨。
作为这样的小型摄像装置的摄像透镜，由于比1片或者2片构成的摄像透镜可实现高性能化之类的理由，自物体侧开始按顺序配置了具有正折射能力的第1透镜、具有负折射能力的第2透镜和具有正折射能力的第3透镜的3片构成的摄像透镜日益普遍。这样的所谓三合型的摄像透镜在专利文献1(日本专利公开2001-75006号公报)中进行了公开。
但是记载于专利文献1中的这种类型的摄像透镜是确保宽广的画面视角并且对各像差较好地进行了校正的类型，可是另一方面却不适用于摄像透镜全长(从摄像透镜全***的最靠物体侧的面至像侧焦点的距离，但在最靠物体侧配置有孔径光阑的摄像透镜中是指从孔径光阑至像侧焦点的距离)的小型化。
发明内容
本发明就是鉴于这样的问题点而提供一种比以往类型更小型，且对各像差较好地进行了校正的、具有3片构成的摄像透镜、摄像单元以及便携终端。
为了实现上述目的，本发明提供一种摄像透镜，自该摄像透镜的物体侧开始依次包括：
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的第1透镜；
孔径光阑；
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的像侧的弯月状的第2透镜；以及
具有负折射能力且凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的第3透镜，
其中，上述摄像透镜满足以下条件式：
0.8＜f1/f＜2.0(1)
20＜{(v1+v2)/2}-v3＜70(2)
这里，f1是上述第1透镜的焦距、f是该摄像透镜的整个***的焦距、v1是上述第1透镜的阿贝数、v2是上述第2透镜的阿贝数、v3是上述第3透镜的阿贝数。
本发明还提供一种摄像单元，包括：具有光电变换部的固体摄像元件；
用于使物体成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部上的上述的摄像透镜；
保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部输出端子的基板；以及
具有来自上述物体侧的光入射用的开口部且由遮光部件组成的壳体，
以上部件被一体地形成，
其中，上述摄像单元沿上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
本发明还提供一种便携终端，具备上述的摄像单元。
本发明还提供一种摄像透镜，自该摄像透镜的物体侧开始依次包括：
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的第1透镜；
孔径光阑；
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的像侧的弯月状的第2透镜；以及
具有负折射能力且凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的第3透镜，
其中，上述摄像透镜满足以下条件式：
0.8＜f1/f＜2.0(8)
-1.5＜f3/f＜-0.5(9)
这里，f1是上述第1透镜的焦距、f是该摄像透镜的整个***的焦距、f3是上述第3透镜的焦距。
本发明还提供一种摄像单元，包括：
具有光电变换部的固体摄像元件；
用于使物体成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部上的上述的摄像透镜；
保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部输出端子的基板；以及
具有来自上述物体侧的光入射用的开口部且由遮光部件组成的壳体，
以上部件被一体地形成，
其中，上述摄像单元沿上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
本发明还提供一种便携终端，具备上述的摄像单元。
这里，作为小型摄像透镜的尺寸，在本发明中以满足下述条件式(7)的水平的小型化为目标。通过满足此范围，就能够缩短透镜全长并减小透镜外径。由此就可实现摄像装置整体的小型轻量化。
L/2Y＜1.50(7)
其中，
L：从第1透镜的物体一侧表面至摄像透镜全***的像侧焦点的光轴上的距离
2Y：固体摄像元件摄像面的对角线长度(固体摄像元件的矩形有效像素区域的对角线长度)
这里，像侧焦点是指与光轴平行的平行光线入射到透镜时的像点。此外，当在摄像透镜的最靠像侧的面与像侧焦点位置之间配置了光学低通滤镜、去红外线滤光镜或者固体摄像元件封装的密封玻璃等平行平板的情况下，将平行平板部分作为空气换算距离的基础上计算上述L值。
另外，希望最好为下述条件式(8)的范围。
L/2Y＜1.30(8)
本发明的第1技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，由自物体侧开始按顺序为具有正折射能力凸面朝向上述物体侧的第1透镜、孔径光阑、具有正折射能力凸面朝向像侧的弯月形状的第2透镜以及具有负折射能力凹面朝向像侧的第3透镜组成，在设第1透镜的焦距为fl、摄像透镜全***的焦距为f、第1透镜的阿贝数为v1、第2透镜的阿贝数为v2、第3透镜的阿贝数为v3时，满足下述条件式(1)、(2)
0.8＜f1/f＜2.0   (1)
20＜{(v1+v2)/2}-v3＜70   (2)
根据第1技术方案记载的结构，由于是自物体侧开始按顺序配置由第1透镜和第2透镜组成的正透镜组和凹面朝向像侧的负的第3透镜，所谓的远距型的透镜结构，故有利于透镜全长的小型化并且能够良好地校正像差。
即，关于像差校正，因为用第1透镜和第2透镜来分担正折射能力，所以能够抑制球面像差及彗形像差的发生。另外，由于在第1透镜和第2透镜之间配置孔径光阑，第1透镜为凸面朝向物体侧的形状、第2透镜为凸面朝向像侧的弯月形状，故成为易于校正放大率色差及畸变像差的结构。
这里，条件式(1)是规定第1透镜的折射能力的条件。通过降低式(1)中的上限值，就能够适度维持第1透镜的正折射能力，并能够实现摄像透镜全长的小型化。另一方面，通过提高下限值，就能够将在第1透镜中发生的、高次球面像差及彗形像差抑制得较小，而不用使第1透镜的正折射能力过大。另外，条件式(1)的f1/f值，希望最好为下述条件式(9)的范围。
0.8＜f1/f＜1.65   (9)
另外，条件式(2)是良好地校正摄像透镜全***的色差的条件。通过提高式(2)中的下限值，就能够平衡良好地校正位置色差、放大率色差。进而通过降低式(2)中的上限值，实际上就能够排除不合适的透镜材料。另外，条件式(2)的值，希望最好为下述条件式(10)的范围。
25＜{(v1+v2)/2}-v3＜70   (10)
另外，由于上述这样的透镜结构，是能够较大地确保各透镜的偏心容许公差的结构，故例如在大量生产时，即便在摄像单元等中各透镜的光轴从同一直线上稍微错位而进行了组装的情况下，也具有图像质量劣化难以产生且能够恰当地进行透镜性能的维持这样的效果。
下面说明本发明的优选结构。
本发明第2技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且在设第3透镜的焦距为f3时，满足下述条件式(3).
-1.5＜f3/f＜-0.5(3)
根据第2技术方案记载的结构，条件式(3)是规定第3透镜的折射能力的条件。通过提高式(3)中的下限值，就能够适度地维持第3透镜的负折射能力，并能够实现透镜全长的小型化以及良好地进行像面弯曲及畸变像差等轴外各像差的校正。另一方面通过降低上限值，就无需使第3透镜的负折射能力过大，成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束不会过度向上偏折，并能够容易地确保像侧光束的远心特性。
这里，像侧远心特性是指，成像于固体摄像元件的摄像面的光束的主光线，从透镜最终面射出后，与光轴大致平行，换言之，摄像透镜的射出光瞳位置从像面充分离开。若远心特性变差则光束相对固体摄像元件更倾斜地入射，在摄像面周边部发生实质的开口效率减少的黑斑现象，周边光量将变得不足。从而，像侧远心特性是对使用了固体摄像元件的摄像透镜所必要的特性。
本发明第3技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1和第2任一技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且在设上述第2透镜的像一侧表面的曲率半径为R4时，满足下述条件式(11)。
0.15＜|R4|/f＜0.40   (11)
根据第3技术方案记载的结构，条件式(11)是恰当地设定第2透镜像一侧表面的曲率半径的绝对值的条件。通过提高下限，就无需使第2透镜像一侧表面的折射能力过大，能够抑制轴外光束的彗形光斑或桶形畸变像差的发生。进而就不会使第2面的曲率半径过小，从透镜的加工性的观点来看也好。通过降低上限就能够适度确保第2透镜像一侧表面的折射能力，所以能够平衡良好地校正在负的第3透镜上发生的轴外各像差。另外，能够容易地确保像侧光束的远心特性。希望最好为下述条件式(12)的范围。
0.18＜|R4|/f＜0.30   (12)
本发明第4技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第1透镜为凸面朝向物体侧的弯月形状。
根据第4技术方案记载的结构，第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，就能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
本发明第5技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状。
根据第5技术方案记载的结构，由于第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状，故能够使第3透镜的主点位置朝像侧移动，还能够使摄像透镜全***的透镜全长小型化并确保充分的后焦距。
另外，由于第2透镜和第3透镜之间的空气透镜为双凹形状，故能够通过其正的折射能力，容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
本发明第6技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1～5任一技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第3透镜的像一侧表面，在设该像一侧表面的顶点为原点，取X轴为光轴方向，设相对光轴垂直的方向的高度为h，上述第3透镜的像一侧表面的i次非球面系数为Ai，上述第3透镜的像一侧表面的曲率半径为R6，上述第3透镜的像一侧表面的圆锥系数为K6的情况下，下式(5)中所表示的非球面位移量X和下式(6)中所表示的非球面的旋转2次曲面成分位移量X0，在相对最大有效半径hmax为hmax×0.7＜h＜hmax的任意光轴垂直方向的高度h的范围中，满足下述条件式(4)。
X-X0＜0   (4)
X = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 + Σ A i h i - - - ( 5 )
X 0 = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 - - - ( 6 )
这里，第3透镜的像一侧表面的顶点是指该像一侧表面与光轴的交点。
根据第6技术方案记载的结构，通过取满足条件式(4)的非球面形状，第3透镜像一侧表面的形状随着从光轴离开到周边而成为负折射能力减弱的形状(进而，在光轴附近为凹面形状但在周边部为凸面形状这样的具有拐点的形状)，因此能够容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
本发明第7技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第1～6任一技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第1透镜、上述第2透镜和上述第3透镜由塑料材料所形成。
根据第7技术方案记载的结构，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成第1透镜、第2透镜和第3透镜，由此即便是曲率半径和外径小的透镜也可大量生产。
即，近年来以摄像装置整体的小型化为目的，已开发虽是相同像素数的固体摄像元件但像素间距小，结果摄像面尺寸小的摄像装置。针对这样的摄像面尺寸小的固体摄像元件的摄像透镜，需要成比例地缩短全***的焦距，因此各透镜的曲率半径或外径就变得相当小。从而在通过研磨加工所制造的玻璃透镜中加工就变得困难。
另外，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成各透镜，由此非球面化就变得容易，能够良好地进行像差校正。这里作为虽是小直径透镜但能够比较容易地制造的透镜，还考虑玻璃模制透镜的采用。一般在玻璃转移点(Tg)高的玻璃中需要将进行模制冲压时的冲压温度设定得较高，在成型模具上容易产生损耗。结果就使成型模具的交换次数和维护次数增加而关系到成本上升。
此外，设“由塑料材料所形成”包含以塑料材料为母材，在塑料材料中混合了无机微粒子的情况及以防止反射或表面硬度提高为目的而对其表面进行镀膜处理的情况。
本发明第8技术方案提供一种采用以下结构的摄像单元，一体地形成了具有光电变换部的固体摄像元件、用于使被摄体像成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部的第1～7任一技术方案所记载的摄像透镜、保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部连接用端子的基板、以及具有来自上述物体侧的光入射用的开口部的由遮光部件组成的壳体，其中上述摄像单元的上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
根据第8技术方案记载的结构，通过使用第1～7任一技术方案所记载的摄像透镜，就能够得到具备更小型化且高图像质量等优点的摄像单元。
此外，“光入射用的开口部”并不一定要限于形成孔等空间，而是指形成了可透过来自物体侧的入射光的区域的部分。
另外，“摄像单元的摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm”意味着沿具备了上述全部结构的摄像单元的光轴方向的全长。从而，例如当在基板的表面上设置壳体，在基板的背面上安装了电子部件等情况下，假设从成为壳体的物体侧的顶端部到在背面上突出的电子部件的顶端部的距离小于等于10mm。
本发明第9技术方案提供一种采用以下结构的便携终端，具备第8技术方案所记载的摄像单元。
根据第9技术方案记载的结构，通过搭载上述第8技术方案所记载的摄像单元，就能够实现谋求上述的小型化、轻量化同时可进行高图像质量的摄像的便携终端。
本发明的第10技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，由自物体侧开始按顺序为具有正折射能力凸面朝向上述物体侧的第1透镜、孔径光阑、具有正折射能力凸面朝向像侧的弯月形状的第2透镜以及具有负折射能力凹面朝向像侧的第3透镜组成，在设上述第1透镜的焦距为fl、上述第3透镜的焦距为f3、摄像透镜全***的焦距为f时，满足下述条件式(21)、(22)
0.8＜f1/f＜2.0   (21)
-1.5＜f3/f＜-0.5   (22)
根据第10技术方案记载的结构，由于是自物体侧开始按顺序配置由第1透镜和第2透镜组成的正透镜组和凹面朝向像侧的负的第3透镜，即所谓的远距型的透镜结构，故有利于透镜全长的小型化并且能够良好地校正像差。
即，关于像差校正，因为用第1透镜和第2透镜来分担正折射能力，所以能够抑制球面像差及彗形像差的发生。另外，由于在第1透镜和第2透镜之间配置孔径光阑，第1透镜为凸面朝向物体侧的形状、第2透镜为凸面朝向像侧的弯月形状，故成为易于校正放大率色差及畸变像差的结构。
这里，条件式(21)是规定第1透镜的折射能力的条件。通过降低式(21)中的上限值，就能够适度维持第1透镜的正折射能力，并能够实现摄像透镜全长的小型化。另一方面，通过提高下限值，就能够将在第1透镜中发生的、高次球面像差及彗形像差抑制得较小，而不用使第1透镜的正折射能力过大。
另外，条件式(22)是规定第3透镜的折射能力的条件。通过提高式(22)中的下限值，就能够适度地维持第3透镜的负折射能力，并能够实现透镜全长的小型化以及良好地进行像面弯曲及畸变像差等轴外各像差的校正。另一方面通过降低上限值，就无需使第3透镜的负折射能力过大，成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束不会过度向上偏折，并能够容易地确保像侧光束的远心特性。
这里，像侧远心特性是指，成像于固体摄像元件的摄像面上的光束的主光线，从透镜最终面射出后，与光轴大致平行，换言之，摄像透镜的射出光瞳位置从像面充分离开。若远心特性变差则光束相对固体摄像元件更倾斜地入射，在摄像面周边部发生实质的开口效率减少的黑斑现象，周边光量将变得不足。从而，像侧远心特性是对使用了固体摄像元件的摄像透镜所必要的特性。
另外，由于上述这样的透镜结构，是能够较大地确保各透镜的偏心容许公差的结构，故例如在大量生产时，即便在摄像单元等中各透镜的光轴从同一直线上稍微错位而进行了组装的情况下，也具有图像质量劣化难以产生且能够恰当地进行透镜性能的维持这样的效果。
本发明第11技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第10技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且在设上述第2透镜的像一侧表面的曲率半径为R4时，满足下述条件式(31)。
0.15＜|R4|/f＜0.40   (31)
根据第11技术方案记载的结构，条件式(31)是恰当地设定第2透镜像一侧表面的曲率半径的绝对值的条件。通过提高下限，就无需使第2透镜像一侧表面的折射能力过大，能够抑制轴外光束的彗形光斑或桶形畸变像差的发生。进而就不会使第2面的曲率半径过小，从透镜的加工性的观点来看也好。通过降低上限就能够适度确保第2透镜像一侧表面的折射能力，所以能够平衡良好地校正在负的第3透镜上发生的轴外各像差。另外，能够容易地确保像侧光束的远心特性。希望最好为下述条件式(32)的范围。
0.18＜|R4|/f＜0.30  (32)
本发明第12技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第10技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第1透镜为凸面朝向物体侧的弯月形状。
根据第12技术方案记载的结构，第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，就能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
本发明第13技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第10技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状。
根据第13技术方案记载的结构，由于第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状，故能够使第3透镜的主点位置朝像侧移动，还能够使摄像透镜全***的透镜全长小型化并确保充分的后焦距。
另外由于第2透镜和第3透镜之间的空气透镜为双凹形状，故能够通过其正的折射能力，容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
本发明第14技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第10～13任一技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第3透镜的像一侧表面，在设该像一侧表面的顶点为原点，取X轴为光轴方向，设相对光轴垂直的方向的高度为h，上述第3透镜的像一侧表面的i次非球面系数为Ai，上述第3透镜的像一侧表面的曲率半径为R6，上述第3透镜的像一侧表面的圆锥系数为K6的情况下，下式(25)中所表示的非球面位移量X和下式(26)中所表示的非球面的旋转2次曲面成分位移量X0，在相对最大有效半径hmax为hmax×0.7＜h＜hmax的任意光轴垂直方向的高度h的范围中，满足下述条件式(24)。
X-X0＜0    (24)
X = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 + Σ A i h i - - - ( 25 )
X 0 = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 - - - ( 26 )
这里，第3透镜的像一侧表面的顶点是指该像一侧表面与光轴的交点。
根据第14技术方案记载的结构，通过取满足条件式(24)的非球面形状，第3透镜像一侧表面的形状随着从光轴离开到周边而成为负折射能力减弱的形状(进而，在光轴附近为凹面形状但在周边部为凸面形状这样的具有拐点的形状)，因此能够容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
本发明第15技术方案提供一种采用以下结构的摄像透镜，具备与第10～14任一技术方案所记载的摄像透镜相同的结构，并且上述第1透镜、上述第2透镜和上述第3透镜由塑料材料所形成。
根据第15技术方案记载的结构，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成第1透镜、第2透镜和第3透镜，由此即便是曲率半径和外径小的透镜也可大量生产。
即，近年来以摄像装置整体的小型化为目的，已开发虽是相同像素数的固体摄像元件但像素间距小，结果摄像面尺寸小的摄像装置。针对这样的摄像面尺寸小的固体摄像元件的摄像透镜，需要成比例地缩短全***的焦距，因此各透镜的曲率半径或外径就变得相当小。从而在通过研磨加工所制造的玻璃透镜中加工就变得困难。
另外，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成各透镜，由此非球面化就变得容易，能够良好地进行像差校正。这里作为虽是小直径透镜但能够比较容易地制造的透镜，还考虑玻璃模制透镜的采用。一般在玻璃转移点(Tg)高的玻璃中需要将进行模制冲压时的冲压温度设定得较高，在成型模具上容易产生损耗。结果就使成型模具的交换次数和维护次数增加而关系到成本上升。
此外，设“由塑料材料所形成”包含以塑料材料为母材，以防止反射或表面硬度提高为目的而对其表面进行镀膜处理的情况。
本发明第16技术方案提供一种采用以下结构的摄像单元，一体地形成了具有光电变换部的固体摄像元件、用于使被摄体像成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部的第10～15任一技术方案所记载的摄像透镜、保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部连接用端子的基板、以及具有来自上述物体侧的光入射用的开口部的由遮光部件组成的壳体，其中上述摄像单元的上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
根据第16技术方案记载的结构，通过使用第10～15任一技术方案所记载的摄像透镜，就能够得到具备更小型化且高图像质量化等优点的摄像单元。
此外，“光入射用的开口部”并不一定要限于形成孔等空间，而是指形成了可透过来自物体侧的入射光的区域的部分。
另外，“摄像单元的摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm”意味着沿具备了上述全部结构的摄像单元的光轴方向的全长。从而，例如当在基板的表面上设置壳体，在基板的背面上安装了电子部件等情况下，假设从成为壳体的物体侧的顶端部到在背面上突出的电子部件的顶端部的距离小于等于10mm。
本发明第17技术方案提供一种采用以下结构的便携终端，具备第16技术方案所记载的摄像单元。
根据第17技术方案记载的结构，通过搭载上述第16技术方案所记载的摄像单元，就能够实现谋求上述的小型化、轻量化同时可进行高图像质量的摄像的便携终端。
根据第1技术方案记载的结构，由于第1透镜、第2透镜和第3透镜为所谓的远距型的透镜结构，故能够谋求于透镜全长的小型化并良好地校正像差。
另外，因为用第1透镜和第2透镜来分担正折射能力，所以能够抑制球面像差及彗形像差的发生。另外，由于在第1透镜和第2透镜之间配置孔径光阑，第1透镜为凸面朝向物体侧的形状、第2透镜为凸面朝向像侧的弯月形状，故能够容易地进行放大率色差及畸变像差的校正。
进而，按照规定第1透镜的折射率的条件式(1)，通过取降低其上限值的设定，就能够适度维持第1透镜的正折射率，并能实现摄像透镜全长的小型化。另一方面，通过取提高式(1)的下限值的设定，就能够将在第1透镜中发生的、高次球面像差及彗形像差抑制得较小，而不用使第1透镜的正折射率过大。
另外，按照用于良好地校正摄像透镜全***的色差的条件式(2)，通过取提高其下限值的设定，就能够平衡良好地校正位置色差、放大率色差。进而通过降低式(2)中的上限值，实际上就能够排除不合适的透镜材料。
根据第2技术方案记载的结构，按照规定第3透镜的折射能力的条件式(3)，通过取提高其下限值的设定，就能够适度地维持第3透镜的负折射能力，并能够实现透镜全长的小型化以及良好地进行像面弯曲及畸变像差等轴外各像差的校正。另一方面通过取降低式(3)的上限值设定，成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束就不会过度向上偏折，并能够容易地确保像侧光束的远心特性，而不用使第3透镜的负折射能力过大。
根据第3技术方案记载的结构，按照规定第2透镜像一侧表面的曲率半径的绝对值的条件式(11)，通过取提高其下限值的设定，就无需使第2透镜像一侧表面的折射能力过大，能够抑制轴外光束的彗形光斑或桶形畸变像差的发生。进而就不会使第2面的曲率半径过小，从透镜的加工性的观点来看也好。另一方面，通过降低式(11)的上限就能够适度确保第2透镜像一侧表面的折射能力，所以能够平衡良好地校正在负的第3透镜上发生的轴外各像差。另外，能够容易地确保像侧光束的远心特性。因为第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，所以能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
根据第4技术方案记载的结构，因为第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，所以能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
根据第5技术方案记载的结构，由于第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状，故能够使第3透镜的主点位置朝像侧移动，还能够使摄像透镜全***的透镜全长小型化并确保充分的后焦距。
另外由于第2透镜和第3透镜之间的空气透镜为双凹形状，故能够通过其正的折射能力，容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
根据第6技术方案记载的结构，通过取作为位于最靠像一侧表面的第3透镜像一侧表面为满足条件式(4)的非球面形状，就能够容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
根据第7技术方案记载的结构，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成第1透镜、第2透镜和第3透镜，由此即便是曲率半径和外径小的透镜也可大量生产。
另外，由于非球面化容易，故能够容易且可靠地进行像差校正。
根据第8技术方案记载的结构，通过搭载可实现上述各效果的摄像透镜，就能够提供具备小型化、轻量化、高图像质量化等优点的摄像单元。
根据第9技术方案记载的结构，通过搭载可实现上述各效果的摄像单元，就能够提供谋求小型化、轻量化并且可进行高图像质量的摄像的便携终端。
根据第10技术方案记载的结构，由于第1透镜、第2透镜和第3透镜为所谓的远距型的透镜结构，故能够谋求于透镜全长的小型化并良好地校正像差。
另外，因为用第1透镜和第2透镜来分担正折射能力，所以能够抑制球面像差及彗形像差的发生。另外，由于在第1透镜和第2透镜之间配置孔径光阑，第1透镜为凸面朝向物体侧的形状、第2透镜为凸面朝向像侧的弯月形状，故能够容易地进行放大率色差及畸变像差的校正。
进而，按照规定第1透镜的折射率的条件式(21)，通过取降低其上限值的设定，就能够适度维持第1透镜的正折射率，并能实现摄像透镜全长的小型化。另一方面，通过取提高式(21)的下限值的设定，就能够将在第1透镜中发生的、高次球面像差及彗形像差抑制得较小，而不用使第1透镜的正折射率过大。
另外，按照规定第3透镜的折射能力的条件式(22)，通过取提高其下限值的设定，就能够适度地维持第3透镜的负折射能力，并能够实现透镜全长的小型化以及良好地进行像面弯曲及畸变像差等轴外各像差的校正。另一方面通过取降低式(22)的上限值设定，成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束就不会过度向上偏折，并能够容易地确保像侧光束的远心特性，而不用使第3透镜的负折射能力过大。
根据第11技术方案记载的结构，按照规定第2透镜像一侧表面的曲率半径的绝对值的条件式(31)，通过取提高其下限值的设定，就无需使第2透镜像一侧表面的折射能力过大，能够抑制轴外光束的彗形光斑或桶形畸变像差的发生。进而就不会使第2面的曲率半径过小从透镜的加工性的观点来看也好。另一方面通过降低式(31)的上限就能够适度确保第2透镜像一侧表面的折射能力，所以能够平衡良好地校正在负的第3透镜上发生的轴外各像差。另外，能够容易地确保像侧光束的远心特性。因为第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，所以能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
根据第12技术方案记载的结构，因为第1透镜和第2透镜的形状为隔着孔径光阑相对称的形状，所以能够更加良好地校正在第1透镜中发生的球面像差及畸变像差。
另外，就成为摄像透镜全***的放大率色差及畸变像差更易于校正的结构。
根据第13技术方案记载的结构，由于第3透镜为凹面朝向像侧的弯月形状，故能够使第3透镜的主点位置朝像侧移动，还能够使摄像透镜全***的透镜全长小型化并确保充分的后焦距。
另外由于第2透镜和第3透镜之间的空气透镜为双凹形状，故能够通过其正的折射能力，容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
根据第14技术方案记载的结构，通过取作为位于最靠像侧的面的第3透镜像一侧表面为满足条件式(24)的非球面形状，就能够容易地确保成像于固体摄像元件的摄像面周边部的光束的远心特性。
根据第15技术方案记载的结构，用通过注塑成型所制造的塑料透镜来构成第1透镜、第2透镜和第3透镜，由此即便是曲率半径和外径小的透镜也可大量生产。
另外，由于非球面化容易，故能够容易且可靠地进行像差校正。
根据第16技术方案记载的结构，通过搭载可实现上述各效果的摄像透镜，就能够提供具备小型化、轻量化、高图像质量化等优点的摄像单元。
根据第17技术方案记载的结构，通过搭载可实现上述各效果的摄像单元，就能够提供谋求小型化、轻量化并且可进行高图像质量的摄像的便携终端。
附图说明
图1是本发明实施形态的摄像单元的斜视图。
图2是表示包含本发明实施形态的摄像单元的各透镜的光轴的截面上的示意性截面图。
图3(A)是应用了摄像单元的便携电话机的正面图，图3(B)是应用了摄像单元的便携电话机的背面图。
图4是图3的便携电话机的控制方框图。
图5是表示实施例1的透镜配置的说明图。
图6是实施例1的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
图7是表示实施例2的透镜配置的说明图。
图8是实施例2的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
图9是表示实施例3的透镜配置的说明图。
图10是实施例3的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
图11是表示实施例4的透镜配置的说明图。
图12是实施例4的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
图13是表示实施例5的透镜配置的说明图。
图14是实施例5的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
具体实施方式
下面基于图1和图2对本发明的实施形态进行说明。图1表示本实施形态的摄像单元50的斜视图，图2是示意性地表示沿摄像单元50的摄像光学***的光轴的截面图。
上述摄像单元50具备，具有光电变换部51a的作为固体摄像元件的CMOS型图像传感器51，使被摄体像摄像于此图像传感器51的光电变换部51a上的作为摄像透镜的摄像光学***10，保持图像传感器51同时具有进行其电信号的收发的外部连接用端子54的基板52，以及具有来自物体侧的光入射用的开口部的由遮光部件组成的作为镜筒的壳体53，它们被一体地形成。
上述图像传感器51在其受光侧平面的中央部形成有二维地配置了像素(光电变换元件)的、作为受光部的光电变换部51a，在其周围形成有信号处理电路51b。这种信号处理电路由依次驱动各像素而获得信号电荷的驱动电路部、将各信号电荷变换成数字信号的A/D变换部、以及使用数字信号形成图像信号输出的信号处理部等构成。另外，在图像传感器51的受光侧平面的外缘附近配置着多个焊盘(省略图示)，经由焊丝W连接到基板52。图像传感器51将来自光电变换部51a的信号电荷变换成数字YUV信号等图像信号，经由焊丝W输出到基板52上的预定电路。这里，Y是亮度信号，U(＝R-Y)是红色与亮度信号的色差信号，V(＝B-Y)是蓝色与亮度信号的色差信号。
此外，摄像元件并不限定于上述CMOS型的图像传感器，也可以使用CCD等其他的图像传感器。
基板52在其一平面上具备有支持上述图像传感器51和壳体53的支持平板52a和其一端被连接到支持平板52a的背面(与图像传感器51相反一侧的表面)的柔性基板52b。
支持平板52a具有设置于正反面上的多个信号传送用焊盘，在其一平面侧与上述图像传感器51的焊丝W连接起来，在背面侧与柔性基板52b连接起来。
柔性基板52b，如上所述其一端部与支持平板52a连接起来，经由设置于其另一端部的外部输出端子54将支持平板52a和外部电路(例如，安装了摄像单元的上位装置具有的控制电路)连接起来，可从外部电路接受用于驱动图像传感器51的电压或时钟信号的供给，或者将数字YUV信号向外部电路输出。进而，柔性基板52b的长边方向的中间部具有挠曲性或者变形性，通过其变形对支持平板52a在外部输出端子的方向或配置上赋予自由度。
壳体53在基板52的支持平板52a的设置了图像传感器51的平面上在将该图像传感器51收藏在其内侧的状态下通过粘接而被固定装备。即壳体53在图像传感器51侧的部分开口宽大以包围图像传感器51且在另一端部具备开口地形成为有底的筒状，在支持平板52a上邻接固定图像传感器51侧的端部。此外壳体53的图像传感器51侧的端部也可以邻接固定于图像传感器51上的光电变换部51a的周围。
另外，壳体53将设置了开口的另一端部朝向物体侧来进行使用，在该开口的内侧设置有后述的摄像光学***10的去IR(红外线)滤光镜23。
并且，在壳体53的内部容纳保持着摄像光学***10。
摄像光学***10具有防止来自物体侧的红外线的入射的去IR滤光镜23；从物体侧开始按具有正折射能力凸面朝向物体侧的第1透镜L1、具有正折射能力凸面朝向像侧的弯月状的第2透镜L2、具有负折射能力凹面朝向像侧的第3透镜L3的顺序进行了配置的摄像透镜；以及配置于第1透镜L1和第2透镜L2之间的孔径光阑S。
此摄像光学***10用于将孔径光阑S以及各透镜L1、L2、L3作为光学***，对固体摄像元件进行被摄体像的成像。此外，在图1中设上侧为物体侧，下侧为像侧，设图2中的点划线为各透镜L1、L2、L3的共用的光轴。
去IR滤光镜23例如是大致形成为矩形或圆形的部件。此外，虽然图示省略，但也可以比此去IR滤光镜23还进一步靠物体侧，设置用于使来自外部的不需要的光线的入射尽可能少的外部遮光框。
孔径光阑S是决定摄像透镜全***的光圈数的部件。
各透镜L1、L2、L3在其光轴与壳体53的中心线一致的状态下被容纳在壳体的内部。
虽然图示省略，但这些透镜L1、L2、L3，例如从各自的中心到预定范围被设定成具有作为摄像透镜的功能的有效直径的范围，比其还靠外侧的部分也可以设定于不作为摄影透镜发挥功能的凸缘部。在此情况下，各透镜L1、L2、L3可通过将该凸缘部的***部嵌入壳体53的预定位置，而保持于壳体53的内部。
近年来以摄像装置整体的小型化为目的，已开发虽是相同像素数的固体摄像元件但像素间距小，结果受光部(光电变换部)的画面尺寸小的摄像装置。针对这样的画面尺寸小的固体摄像元件的摄像透镜，为了确保相同的视角，需要缩短全***的焦距，因此各透镜的曲率半径或外径就变得相当小。从而在通过研磨加工所制造的玻璃透镜中加工就变得困难。从而希望各透镜L1、L2、L3均以塑料作为原材料通过注塑成型而形成。另外，在欲将温度变化时的摄像透镜全***的像点位置变动抑制得较小的情况下，作为摄像装置希望将第1透镜设为玻璃模制透镜。
此外，各透镜L1、L2、L3的详细规格，在后述的实施例中使用多个具体例子来进行说明。
进而，虽然省略图示，但也可以分别在去IR滤光镜23和第1透镜L1之间、第2透镜L2和第3透镜L3之间配置遮光框，在此情况下通过这些各遮光框和孔径光阑S的相互作用，来防止从去IR滤光镜入射的光入射到第1透镜L1的摄像透镜有效直径的外侧，且防止从孔径光阑S入射的光入射到第2透镜L2和第3透镜L3的摄像透镜有效直径的外侧，就能够抑制重像或光斑的发生。
对上述摄像单元50的使用形态进行说明。图3表示将摄像单元50装备于便携终端或者作为摄像装置的便携电话机100的状态。另外，图4时便携电话机100的控制方框图。
摄像单元50，例如摄像光学***中的壳体53的物体侧端面设置于便携电话机100的背面(设液晶显示部侧为正面)，设置于相当于液晶显示部下方的位置。
然后，摄像单元50的外部连接端子54与便携电话机100的控制部101连接起来，将亮度信号或色差信号等图像信号输出给控制部101。
另一方面，便携电话机100如图4所示那样，具备有统括地控制各部并且执行与各处理相应的程序的控制部(CPU)101，用于通过键来指示输入号码等的输入部60，除预定的数据以外还显示所拍摄的图像等的显示部70，用于实现与外部服务器之间的各种信息通信的无线通信部80，存储着便携电话机100的***程序或各种处理程序以及终端ID等必要的各数据的存储部(ROM)91，作为暂时保存由控制部101所执行的各种处理程序或数据、或者处理数据、或者由摄像单元50所拍摄的数据等的工作区域来使用的暂时存储部(RAM)92。
然后，从摄像单元50输入的图像信号通过上述便携电话机100的控制***，被存储在存储部92中或者用显示部70进行显示，进而经由无线通信部80作为图像信息发送给外部。
接着，基于实施例1～5就摄像透镜的规格进行说明，但各规格并非限定于此。这里，在各实施例中使用的记号如下所述。
f：摄像透镜全***的焦距
fB：后焦距
F：光圈数
2Y：固体摄像元件的摄像面对角线长度
R：折射面的曲率半径
D：折射面的轴上面间隔
Nd：透镜材料的d线的折射率
vd：透镜材料的阿贝数
另外，在各实施例中，非球面的形状设面的顶点为原点，取X轴为光轴方向，设与光轴垂直方向的高度为h，顶点曲率半径为R，圆锥常数为K，i次非球面系数为Ai，在下面的(27)所表示的下式中示出。
(27)
X = h 2 / R 1 + 1 - ( 1 + K ) h 2 / R 2 + Σ A i h i
(第1实施例)
在表1、表2中示出摄像透镜数据，在表3中示出对应于各条件式的数值。
[表1]
(实施例1)
f＝3.81mm         fB＝1.65mm         F＝2.882            Y＝4.61mm
面编号            R(mm)        D(mm)              Nd         vd
1                 1.818        1.00               1.53180    56.0
2                 3.713        0.25
光圈              ∞           0.62
3                 -1.687       1.22               1.53180    56.0
4                 -0.900       0.10
5                 6.800        0.78               1.58300    30.0
6                 1.534
[表2]
非球面系数
第1面     K＝9.15720×10-1
         A4＝-3.85700×10-3
         A6＝1.19250×10-3
         A8＝1.54340×10-3
        A10＝-1.05850×10-3
 第2面    K＝1.90040×10
         A4＝1.42930×10-3
         A6＝6.64670×10-2
         A8＝-1.05450×10-1
        A10＝-2.10100×10-2
第3面     K＝-1.94220×10-1
         A4＝-2.56700×10-2
         A6＝-2.35200×10-1
         A8＝3.40250×10-1
        A10＝-7.14810×10-2
第4面    K＝-2.82330
        A4＝-2.17930×10-1
        A6＝1.31190×10-1
        A8＝-8.59110×10-2
       A10＝2.63410×10-2
       A12＝6.50500×10-4
第5面    K＝-9.76570×1
        A4＝-6.25440×10-2
       A6＝3.00290×10-2
       A8＝-4.57290×10-3
      A10＝-2.41900×10-4
      A12＝5.36600×10-5
第6面    K＝-1.09320×1
       A4＝-6.92620×10-2
       A6＝1.64970×10-2
       A8＝-1.80070×10-3
      A10＝-1.61900×10-5
      A12＝1.13470×10-6
[表3]
  实施例1
  (1)，(8)f1/f   1.49
  (3)，(9)f3/f   -0.94
  (2){(v1+v2)/2}-v3   26.0
  (4)，(10)|R4|/f   0.24
  (5)，(11)X-X0   h＝hmax(2.1mm)-0.6319h＝0.7×hmax-0.1969
  (7)L/2Y   1.22
图5是表示实施例1的摄像透镜配置的说明图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜，S表示孔径光阑。图6是实施例1的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
(第2实施例)
在表4、表5中示出摄像透镜数据，在表6中示出对应于各条件式的数值。
[表4]
(实施例2)
f＝3.56mm         fB＝1.48mm          F＝2.882           Y＝4.61mm
面编号            R(mm)       D(mm)              Nd          vd
1                 1.711       0.90               1.53180     56.0
2                 9.269       0.25
光圈              ∞          0.46
3                 -1.167      0.98               1.53180     56.0
4                 -0.748      0.10
5                 26.830      0.65               1.58300     30.0
6                 1.453
[表5]
非球面系数
第1面    K＝3.94660×10-1
        A4＝-1.20790×10-2
        A6＝-1.20570×10-2
        A8＝1.00970×10-2
       A10＝-1.31300×10-2
       A12＝-1.31310×10-3
第2面    K＝-5.01610×10
        A4＝-2.11260×10-2
        A6＝-2.27930×10-3
        A8＝-8.49250×10-2
       A10＝8.15610×10-2
       A12＝-2.06740×10-2
第3面    K＝1.16690×10-1
        A4＝-8.99550×10-2
        A6＝-4.25790×10-1
        A8＝4.54500×10-1
       A10＝-3.46760×10-2
       A12＝-1.95040×10-12
第4面    K＝-2.98890
        A4＝-3.32280×10-1
        A6＝2.52660×10-1
        A8＝-1.94250×10-1
       A10＝7.76110×10-2
       A12＝6.35480×10-3
第5面    K＝1.00000×102
        A4＝-8.85700×10-4
        A6＝5.41380×10-2
        A8＝-1.13310×10-2
       A10＝-6.02900×10-4
       A12＝2.83960×10-4
第6面    K＝-1.61000×10
        A4＝-8.89690×10-2
        A6＝2.43220×10-2
        A8＝-3.90280×10-3
       A10＝3.05770×10-4
       A12＝-4.06290×10-5
[表6]
  实施例2
  (1)，(8)f1/f   1.06
  (3)，(9)f3/f   -0.75
  (2){(v1+v2)/2}-v3   26.0
  (4)，(10)|R4|/f   0.21
  (5)，(11)X-X0   h＝hmax(2.0mm)-0.7193h＝0.7×hmax-0.2097
  (7)L/2Y   1.05
图7是表示实施例2的摄像透镜配置的说明图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜，S表示孔径光阑。图8是实施例2的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
(第3实施例)
在表7、表8中示出摄像透镜数据，在表9中示出对应于各条件式的数值。
[表7]
(实施例3)
f＝4.41mm       fB＝1.27mm            F＝2.882          Y＝5.41mm
面编号          R(mm)        D(mm)             Nd            vd
1               2.109        1.15              1.53180       56.0
2               4.408        0.27
光圈            ∞           0.76
3               -1.356       1.35              1.53180       56.0
4               -1.008       0.10
5               6.557        0.82              1.58300       30.0
6               1.644        0.38
7               ∞           0.50              1.58300       30.0
8               ∞
[表8]
非球面系数
第1面    K＝9.97640×10-1
        A4＝-2.39800×10-3
        A6＝-1.11260×10-3
        A8＝7.91930×10-4
        A10＝4.51280×10-4
        A12＝-5.11950×10-4
第2面    K＝2.23320×10
        A4＝-7.29240×10-3
        A6＝5.64450×10-2
        A8＝-8.53860×10-2
        A10＝1.32870×10-3
第3面    K＝-3.74000×10-2
        A4＝-1.14890×10-2
        A6＝-1.28530×10-1
        A8＝1.50210×10-1
       A10＝-2.76770×10-2
第4面    K＝-2.62840
        A4＝-1.37460×10-1
        A6＝5.85800×10-2
        A8＝-2.98050×10-2
       A10＝7.71570×10-3
       A12＝1.80910×10-4
第5面    K＝-1.00000×102
        A4＝-5.32430×10-2
        A6＝2.08950×10-2
        A8＝-2.48990×10-3
       A10＝-1.83750×10-4
       A12＝3.05100×10-5
第6面    K＝-1.05810×10
        A4＝-5.75510×10-2
        A6＝1.25510×10-2
        A8＝-1.31700×10-3
        A10＝1.86700×10-5
        A12＝-1.99490×10-7
[表9]
  实施例3
  (1)，(8)f1/f   1.47
  (3)，(9)f3/f   -0.91
  (2){(v1+v2)/2}-v3   26.0
  (4)，(10)|R4|/f   0.23
  (5)，(11)X-X0   h＝hmax(2.4mm)-0.8349h＝0.7×hmax-0.2564
  (7)L/2Y   1.18
图9是表示实施例3的摄像透镜配置的说明图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜，S表示孔径光阑。图10是实施例3的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
(第4实施例)
在表10、表11中示出摄像透镜数据，在表12中示出对应于各条件式的数值。
[表10]
(实施例4)
f＝5.42mm         fB＝1.00mm         F＝2.88             2Y＝6.60mm
面编号            R(mm)       D(mm)          Nd              vd
1                 2.432       1.25           1.58913         61.2
2                 4.926       0.52
光圈              ∞          0.75
3                 -2.249      2.00           1.53180         56.0
4                 -1.234      0.10
5                 7.304       0.85           1.60700         27.0
6                 1.966       0.74
7                 ∞          0.30           1.51633         64.1
8                 ∞          0.20
9                 ∞          0.30           1.51633         64.1
10                ∞
[表11]
非球面系数
第1面    K＝6.73890×10-1
        A4＝-4.82010×10-4
        A6＝-1.19920×10-4
        A8＝6.55890×10-5
        A10＝-3.26150×10-5
        A12＝5.26560×10-6
第2面    K＝8.49190
        A4＝7.03830×10-3
        A6＝-4.86490×10-3
        A8＝4.67580×10-3
       A10＝-1.05940×10-3
第3面    K＝2.23973
        A4＝-3.23190×10-3
        A6＝-2.54490×10-2
        A8＝1.18000×10-2
        A10＝8.64290×10-3
第4面    K＝-3.13150
        A4＝-7.73400×10-2
        A6＝2.18640×10-2
        A8＝-7.04910×10-3
       A10＝1.07200×10-3
       A12＝-4.71280×10-5
第5面    K＝2.60826
        A4＝-3.41440×10-2
        A6＝5.86600×10-3
        A8＝-4.57760×10-4
       A10＝1.24890×10-5
       A12＝-1.04620×10-6
第6面    K＝-9.48188
        A4＝-2.38160×10-2
        A6＝2.99130×10-3
        A8＝-2.44940×10-4
        A10＝1.28500×10-5
        A12＝-6.97570×10-7
[表12]
  实施例4
  (1)，(8)f1/f   1.47
  (3)，(9)f3/f   -0.91
  (2){(v1+v2)/2}-v3   31.6
  (4)，(10)|R4|/f   0.23
  (5)，(11)X-X0   h＝hmax(2.9mm)-0.8367h＝0.7×hmax-0.2530
  (7)L/2Y   1.18
图11是表示实施例4的摄像透镜配置的说明图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜，S表示孔径光阑。图12是实施例4的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
(第5实施例)
在表13、表14中示出摄像透镜数据，在表15中示出对应于各条件式的数值。
[表13]
(实施例5)
f＝5.40mm    fB＝1.09         F＝2.88        2Y＝6.60mm
             mm
面编号       R(mm)      D(mm)           Nd        vd
1            4.085      1.30            1.589136  1.2
2            -40.780    0.40
光圈         ∞         1.16
3            -1.807     1.46            1.531805  6.0
4            -1.144     0.10
5            7.351      0.85            1.58300   30.0
6            1.858      0.80
7            ∞         0.30            1.51633   64.1
8            ∞         0.20
9            ∞         0.30            1.51633   64.1
10           ∞
[表14]
非球面系数
第1面    K＝2.67530×10-1
        A4＝-4.63610×10-3
        A6＝-4.97610×10-4
        A8＝2.65860×10-5
        A10＝-1.61090×10-4
        A12＝2.00810×10-5
第2面    K＝-4.87757×10
        A4＝-8.77300×10-3
        A6＝3.24540×10-4
        A8＝-1.29380×10-3
        A10＝3.23650×10-4
第3面    K＝6.77720×10-1
        A4＝2.57470×10-4
        A6＝-3.07290×10-3
        A8＝-2.49100×10-3
        A10＝1.01490×10-2
第4面    K＝-3.00181
        A4＝-8.57160×10-2
        A6＝3.39170×10-2
        A8＝-1.62570×10-2
        A10＝4.23280×10-3
        A12＝-3.38950×10-4
第5面    K＝-1.00000×102
        A4＝-3.39660×10-3
        A6＝-6.38250×10-3
        A8＝2.08200×10-3
       A10＝-2.80690×10-4
       A12＝9.11490×10-6
第6面    K＝-1.00205×10
       A4＝-2.53420×10-2
       A6＝3.42060×10-3
       A8＝-5.17880×10-4
      A10＝4.81430×10-5
      A12＝-2.68770×10-6
[表15]
  实施例5
  (1)，(8)f1/f   1.18
  (3)，(9)f3/f   -0.84
  (2){(v1+v2)/2}-v3   28.6
  (4)，(10)|R4|/f   0.21
  (5)，(11)X-X0   h＝hmax(2.4mm)-0.8964h＝0.7×hmax-0.2294
  (7)L/2Y   1.18
图13是表示实施例5的摄像透镜配置的说明图。图中L1表示第1透镜、L2表示第2透镜、L3表示第3透镜，S表示孔径光阑。图14是实施例5的像差图(球面像差、像散、畸变像差、子午彗形像差)。
在上述实施例1、2、3中，第1透镜L1和第2透镜L2由聚烯烃系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.01％。第3透镜L3由聚碳酸酯系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.4％。
这里，由于塑料透镜与玻璃透镜相比饱和吸水率大，故若有急剧的湿度变化则吸水量的不均匀分布过度发生，就存在折射率不均匀而不能得到良好的成像性能的倾向。为此，为了抑制因湿度变化引起的性能恶化，希望使用饱和吸水率全部小于等于0.7％的塑料材料。
在上述实施例4中，第1透镜L1由玻璃材料形成。第2透镜L2由聚烯烃系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.01％，第3透镜L3由聚酯系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.7％。
在上述实施例5中，第1透镜L1由玻璃材料形成。第2透镜L2由聚烯烃系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.01％，第3透镜L3由聚碳酸酯系的塑料材料形成，饱和吸水率小于等于0.4％。
另外，由于塑料材料温度变化时的折射率变化大，故若第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3全部用塑料透镜构成，则在周围温度发生了变化时，就会碰到摄像透镜全***的像点位置发生变动这样的问题。在此像点位置变动不能忽略的规格的摄像单元中，例如设正的第1透镜L1为用玻璃材料形成的透镜(例如玻璃模制透镜)，设正的第2透镜L2和负的第3透镜L3为塑料透镜，且取第2透镜L2和第3透镜L3中温度变化时的像点位置变动抵消这样的折射能力分配，由此就能够减轻此温度特性的问题。在使用玻璃模制透镜的情况下，为了尽可能防止成型模具的消耗，希望使用玻璃转移点(Tg)小于等于400℃(摄氏400度)的玻璃材料。
另外，在最近，人们知道使无机微粒子混合在塑料材料中，就能够将塑料材料的折射率的温度变化抑制得较小。如详细进行说明就是，一般若使微粒子混合在透明的塑料材料中，则产生光的散射而使透射率降低，因此难以作为光学材料来进行使用，但通过使微粒子的大小小于透射光束的波长，就能够使散射实质上不发生。塑料材料随着温度上升折射率降低，但无机粒子若温度上升则折射率上升。因此，通过利用它们的温度依存性使其作用以相互抵消，就能够使得折射率变化几乎不产生。
具体来讲，就是通过使最大长度小于等于20纳米的无机粒子分散于作为母材的塑料材料中，而得到折射率的温度依存性极低的塑料材料。例如通过使氧化铌(Nb2O5)微粒子分散于丙烯中，就能够使因温度变化引起的折射率变化减小。
在本发明中通过在两片正透镜(L1、L2)之中的一片，或者全部透镜(L1、L2、L3)上使用这些分散了无机粒子的塑料材料，就可将摄像透镜全***的温度变化时的像点位置的变动抑制得较小。
另外，上述实施例1、2是在摄像透镜的像侧未设置光学低通滤镜或去红外线滤光镜的设计例子，实施例3是在摄像透镜的像侧配置了在物体一侧表面施加了去红外线涂层的去红外线滤光镜F的设计例子。另外实施例4和实施例5是在摄像透镜的像侧配置了上述去红外线滤光镜F和固体摄像元件封装的密封玻璃P的设计例子。当然关于各实施例也可以根据需要配置光学低通滤镜。
此外，本实施例关于像侧光束的远心特性未必是很充分的设计。但在最近的技术中，通过重新考虑固体摄像元件的滤色器或微透镜阵列的排列等，就开发出能够减轻图像斑点，如果在摄像面的周边部主光轴与光轴所成的角度小于等于约25°则不产生显眼的图像斑点的固体摄像元件。从而，本实施例就成为关于远心特性的要求得以缓和的部分，以更小型化为目标的设计例子。

Claims (17)

1.一种摄像透镜，自该摄像透镜的物体侧开始依次包括：
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的第1透镜；
孔径光阑；
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的像侧的弯月状的第2透镜；以及
具有负折射能力且凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的第3透镜，
其中，上述摄像透镜满足以下条件式：
0.8＜f1/f＜2.0    (1)
20＜{(v1+v2)/2}-v3＜70    (2)
这里，f1是上述第1透镜的焦距、f是该摄像透镜的整个***的焦距、v1是上述第1透镜的阿贝数、v2是上述第2透镜的阿贝数、v3是上述第3透镜的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
满足以下条件式：
-1.5＜f3/f＜-0.5  (3)
这里，f3是上述第3透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
满足以下条件式：
0.15＜|R4|/f＜0.4(4)
这里，R4是上述第2透镜的像侧表面的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第1透镜具有凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的弯月形状。
5.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第3透镜具有凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的弯月形状。
6.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第3透镜的像侧表面满足以下条件式：
X-X0＜0  (5)
这里，X是设上述第3透镜的上述像侧表面的顶点为X轴的原点，在沿该摄像透镜光轴方向的X轴上给出的非球面位移量，且满足以下数学式：
X = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 + Σ A i h i - - - ( 6 )
X0是非球面的旋转2次曲面成分的位移量，且满足以下数学式：
X 0 = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 - - - ( 7 )
h是与光轴垂直的任意方向上的高度，且满足hmax×0.7＜h＜hmax；
hmax是上述第3透镜的最大有效半径；
Ai是上述第3透镜的像侧表面的i次非球面系数；
R6是上述第3透镜的上述像侧表面的曲率半径；
K6是上述第3透镜的上述像侧表面的圆锥系数。
7.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第1透镜、上述第2透镜和上述第3透镜由塑料材料形成。
8.一种摄像单元，包括：
具有光电变换部的固体摄像元件；
用于使物体成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部上的权利要求1所述的摄像透镜；
保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部输出端子的基板；以及
具有来自上述物体侧的光入射用的开口部且由遮光部件组成的壳体，
以上部件被一体地形成，
其中，上述摄像单元沿上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
9.一种便携终端，具备权利要求8所述的摄像单元。
10.一种摄像透镜，自该摄像透镜的物体侧开始依次包括：
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的第1透镜；
孔径光阑：
具有正折射能力且凸面朝向该摄像透镜的像侧的弯月状的第2透镜：以及
具有负折射能力且凹面朝向该摄像透镜的上述像侧的第3透镜，
其中，上述摄像透镜满足以下条件式：
0.8＜f1/f＜2.0  (8)
-1.5＜f3/f＜-0.5  (9)
这里，f1是上述第1透镜的焦距、f是该摄像透镜的整个***的焦距、f3是上述第3透镜的焦距。
11.根据权利要求10所述的摄像透镜，其特征在于：
满足以下条件式：
0.15＜|R4|/f＜0.4(10)
这里，R4是上述第2透镜的像侧表面的曲率半径。
12.根据权利要求10所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第1透镜具有凸面朝向该摄像透镜的上述物体侧的弯月形状。
13.根据权利要求10所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第3透镜具有凹面朝向该光学透镜的上述像侧的弯月形状。
14.根据权利要求10所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第3透镜的像侧表面满足以下条件式：
X-X0＜0(11)
这里，X是设上述第3透镜的上述像侧表面的顶点为X轴的原点，在沿该摄像透镜光轴方向的X轴上给出的非球面位移量，且满足以下数学式：
X = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 + Σ A i h i - - - ( 12 )
X0是非球面的旋转2次曲面成分的位移量，且满足以下数学式：
X 0 = h 2 / R 6 1 + 1 - ( 1 + K 6 ) h 2 / R 6 2 - - - ( 13 )
h是与光轴垂直的任意方向上的高度，且满足hmax×0.7＜h＜hmax；
hmax是上述第3透镜的最大有效半径；
Ai是上述第3透镜的像侧表面的i次非球面系数；
R6是上述第3透镜的上述像侧表面的曲率半径；
K6是上述第3透镜的上述像侧表面的圆锥系数。
15.根据权利要求10所述的摄像透镜，其特征在于：
上述第1透镜、上述第2透镜和上述第3透镜由塑料材料形成。
16.一种摄像单元，包括：
具有光电变换部的固体摄像元件；
用于使物体成像于上述固体摄像元件的上述光电变换部上的权利要求10所述的摄像透镜；
保持上述固体摄像元件并且具有进行电信号的收发的外部输出端子的基板；以及
具有来自上述物体侧的光入射用的开口部且由遮光部件组成的壳体，
以上部件被一体地形成，
其中，上述摄像单元沿上述摄像透镜光轴方向的高度小于等于10mm。
17.一种便携终端，具备权利要求16所记述的摄像单元。
CNB200410063334XA 2003-07-11 2004-07-08 摄像透镜、摄像单元以及具备此摄像单元的便携终端 Expired - Lifetime CN100371761C (zh)

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