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TWI471585B - Optical unit and camera device - Google Patents

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TWI471585B
TWI471585B TW100124058A TW100124058A TWI471585B TW I471585 B TWI471585 B TW I471585B TW 100124058 A TW100124058 A TW 100124058A TW 100124058 A TW100124058 A TW 100124058A TW I471585 B TWI471585 B TW I471585B
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TW
Taiwan
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lens
lens element
refractive index
lens group
temperature
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Application number
TW100124058A
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English (en)
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TW201221993A (en
Inventor
Tomohiko Baba
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201221993A publication Critical patent/TW201221993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI471585B publication Critical patent/TWI471585B/zh

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Description

光學單元及攝像裝置
本發明係關於一種適用於攝像機器之光學單元及攝像裝置者。
對近年來裝載於行動電話或個人電腦(PC,Personal Computer)等之攝像機器,強烈要求高解像度、低成本、及小型化。
CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧半導體)影像感測器等攝像元件之微距急遽變小,故對光學系統要求較通常光學系統可抑制光學像差、尤其是軸上色差之較高之成像性能。
又,已知有應對價格要求而一次製作多數個透鏡為晶圓狀以降低成本之技術。
作為該等例,已知有對具有代表性者揭示於專利文獻1中之技術。
此處所揭示者稱為複合(HYBRID)式。
於複合式中,於晶圓狀之玻璃板上形成多數個透鏡,又,以晶圓狀態貼合攝像元件晶圓與該透鏡元件,其次進行分離,同時製作多數個相機模組。
上述複合式之優勢係可於玻璃晶圓上形成紅外線截止濾光鏡或光圈,如先前般不需要該等其他零件,又,可同時製成多數個完成品,因此,每1個之組裝工時較少,從而可廉價地製作。
於前者中,亦具有下述優勢:因不需要另外附加紅外線截止濾光鏡,故透鏡之後焦距可較短。因此,可進行自由度更高之光學設計。
作為用於該等技術之光學設計之具體例,例如已知有專利文獻2中代表者。
於該技術中,為2群構成且滿足較高之成像性能與較短之光學全長。
又,為進一步提昇特性,考慮將透鏡樹脂疊合而設為雙重結構等。
作為該種例,已知有記載於專利文獻3中之技術。於該專利文獻3中記載如下:於一個部位重塗複本透鏡,從而實現高NA(Numerical Aperture,數值孔徑)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]US 2006/0044450A1
[專利文獻2]日本專利第3976781號公報
[專利文獻3]日本專利特表2005-517984號公報
於上述專利文獻3中,僅記載有凸凸之構成。該構成係於物鏡或準直透鏡之情形時有用。
但是,作為特定之實際應用之攝像光學系統於凸凸之情形時,無法取得像差,故並非有用。
又,僅列舉有於一片玻璃基板之單面形成透鏡之例,無具體之設計例。
此處,又,已知於該等設計中使用之UV(Ultra Violet,紫外線)硬化透鏡樹脂或熱硬化透鏡樹脂係具有較大之溫度折射率變化特性,會產生透鏡元件自身因溫度變化而導致焦點偏移之問題。
尤其,若欲於3M像素以上之相機中使用UV硬化樹脂材料或熱硬化樹脂作為透鏡材料,則因溫度變化導致之焦點之變化成為實際使用上之問題,必須消除此問題。
本發明提供一種可實現小型且低成本之高解像度且高耐熱之攝像光學系統之光學單元及攝像裝置。
本發明之第1態樣之光學單元包含自物體側向像面側依序配置之第1透鏡群、第2透鏡群、第3透鏡群中之至少第1透鏡群及第2透鏡群;第1透鏡群包含:自物體側向像面側依序配置之至少2個第1透鏡元件與第2透元件之接合體、透明體、及第3透鏡元件;上述接合體係藉由上述第1透鏡元件與上述第2透鏡元件具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成。
本發明之第2態樣之光學單元包含自物體側向像面側依序配置之至少2種以上之具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成、且以曲面相互疊合之至少1個正屈光率之透鏡元件與1個負屈光率之透鏡元件;上述正屈光率之透鏡元件之溫度折射率變化(|dn/dt|)較負屈光率之透鏡元件之溫度折射率變化(|dn/dt|)小至少0.1×10-4 [1/deg]。
本發明之第3態樣之攝像裝置係包含攝像元件、將被攝體像成像於攝像元件之光學單元;上述光學單元包含自物體側向像面側依序配置之第1透鏡群、第2透鏡群、第3透鏡群中之至少第1透鏡群及第2透鏡群;第1透鏡群包含:自物體側向像面側依序配置之至少2個第1透鏡元件與第2透元件之接合體、透明體、及第3透鏡元件;上述接合體係藉由上述第1透鏡元件與上述第2透鏡元件具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成。
本發明之第4態樣之攝像裝置包含攝像元件、將被攝體像成像於攝像元件之光學單元;上述光學單元包含自物體側向像面側依序配置之、藉由至少2種以上之具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成且以曲面相互疊合之至少1個正屈光率之透鏡元件與1個負屈光率之透鏡元件;上述正屈光率之透鏡元件之溫度折射率變化(|dn/dt|)較負屈光率之透鏡元件之溫度折射率變化(|dn/dt|)小至少0.1×10-4 [1/deg]。
根據本發明,可應用稱為晶圓光學之雙重透鏡而實現高解像度、高性能之攝像光學系統。
以下,參照隨附圖式說明本發明之實施形態。
再者,說明係按照以下順序進行。
1.第1實施形態(採用光學單元之攝像透鏡之第1構成例)
2.第2實施形態(採用光學單元之攝像透鏡之第2構成例)
3.第3實施形態(採用光學單元之攝像透鏡之第3構成例)
4.第4實施形態(採用光學單元之攝像透鏡之第4構成例)
5.第5實施形態(晶圓光學之概念)
6.第6實施形態(攝像裝置之構成例)
<1. 第1實施形態>
圖1係表示採用本發明之第1實施形態之光學單元之攝像透鏡之構成例之圖。
如圖1所示,本第1實施形態之攝像透鏡100包含自物體側OBJS向像面側依序配置之第1透鏡群110、第2透鏡群120、及像面140。
該攝像透鏡100形成為單焦點透鏡。而且,藉由第1透鏡群110及第2透鏡群120而形成光學單元。
第1透鏡群110及第2透鏡群120係藉由包含夾持透明體所配置之複數個透鏡元件之接合體而形成。
具體而言,第1透鏡群110係藉由包含自物體側OBJS向像面140側依序配置之第1透鏡元件111、第2透鏡元件112、第1透明體113、及第3透鏡元件114之接合體而形成。
而且,第1透鏡元件111與第2透鏡元件112形成雙重透鏡200。
於本實施形態中,第1透鏡群110係藉由自物體側向像面側依序配置之至少2種以上之具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成。且,第1透鏡群110包含以曲面相互疊合之至少1個正屈光率之第1透鏡元件111、與1個負屈光率之第2透鏡元件112。
而且,第1透鏡群110之特徵在於:正屈光率之第1透鏡元件111之溫度折射率變化(|dn/dt|)較負屈光率之第2透鏡元件之溫度折射率變化(|dn/dt|)小至少0.1×10-4 [1/deg]。
即,第1透鏡群110係物體側第1透鏡元件111藉由溫度折射率變化較小之正屈光率之透鏡而形成,第2透鏡元件112藉由溫度折射率變化更大之負屈光率之透鏡而形成。
第1透鏡元件111與第2透鏡元件112係具有相同之d線折射率與相同之阿倍數。
此處,由於第1透鏡元件111係凸平形狀,透明體(玻璃基板)112係廉價地製造,故而使用與SCHOOT AG(肖特股份有限公司)之BK7相當之玻璃板,第2透鏡元件113形成平凹透鏡。
於本第1實施形態中,第1透鏡元件111及第2透鏡元件112之阿倍數設定為例如57.3。
又,光圈係預先將鉻膜等幾乎不透過之物質附著於玻璃基板之物體側而實現。
同樣地,亦預先將紅外線截止濾光鏡藉由蒸鍍而附著於玻璃基板上。
因此,於第1透鏡群110中色差得到修正,又,亦可獲得易獲得整體之像差之結構。
第1透鏡群110係整體上具有較強之正屈光率,大大有助於縮短光學長。
第2透鏡群120係包含自物體側OBJS向像面140側依序配置之第4透鏡元件121、第2透明體122、及第5透鏡元件123,且藉由該等接合體而形成。
第2透鏡群120係凹平形狀之第4透鏡元件121貼附於與BK7相當之玻璃板之物體側,平凸形狀之第5透鏡元件123貼附於玻璃板之相反側。
第4透鏡元件121與第5透鏡元件123具有相同之阿倍數。
於本第1實施形態中,第4透鏡元件121及第5透鏡元件123之阿倍數設定為例如30。
第1透鏡群110具有較強之正屈光率,第2透鏡群120具有較強之負屈光率,成為光路長較短且色差較佳地修正之透鏡單元。
又,第3透鏡元件114與第4透鏡元件121係介隔空氣而相對向,兩者形成凹形狀,藉由使軸外之光束中上光線與下光線之通過空氣之長度差別較大而較好地修正彗形像差與散光像差。
又,第5透鏡元件123係藉由使由像高通過之長度不同而修正像面。因此,作為相機透鏡,具有良好之特性。
如此,第1透鏡群110及第2透鏡群120藉由透鏡元件與透明體之接合體而形成,因此,攝像透鏡100係整體上透鏡面包含第1面SF1、第2面SF2、第3面SF3、及第4面SF4。
第1面SF1藉由第1透鏡元件111之物體側面而形成,第2面SF2藉由第3透鏡元件114之像面側面而形成。
第3面SF3藉由第4透鏡元件121之物體側面而形成,第4面SF4藉由第5透鏡元件123之像面側面而形成。
於單焦點透鏡即攝像透鏡100中,假定像面140配置有CCD感測器或CMOS感測器等固體攝像元件之攝像面(受像面)。
未圖示之蓋玻璃係配置於第4面SF4與像面140之間。於第4面SF4與像面140之間,除了配置有由樹脂或玻璃而形成之蓋玻璃、或紅外線截止濾光鏡、或低通濾光器等以外,亦可配置有光學構件。
再者,於本實施形態中,於圖1中,左側為物體側(前方),右側為像面側(後方)。
而且,自物體側入射之光束於像面140上成像。
以下,對本實施形態之攝像透鏡之構成及其作用進行說明。
單焦點透鏡即本實施形態之攝像透鏡10係以滿足以下條件式(1)~(7)之方式而構成。
於條件式(1)中,規定有第1透鏡元件111之玻璃材料之溫度折射率變化之常數之範圍。
-1.5×10-4 ≦dnL1/dt≦-0.1×10-4  (1)
此處,dnL1/dt係表示第1透鏡元件111之玻璃材料之溫度折射率變化之常數。
條件式(1)係因以下理由成為必要。
若溫度折射率變化變大,則因光學元件整體之溫度變化而導致散焦變大,成為無論使用何種手段修正均無效之狀態。因此,該下限成為必要。上限由物性決定。難以由樹脂透鏡材料實現與玻璃為相同程度之溫度折射率變化,認為最大限度之最佳值成為本上限。
於條件式(2)中,規定有第2透鏡元件112之玻璃材料之溫度折射率變化之常數之範圍。
-4.0×10-4 ≦dnL2/dt≦-0.4×10-4  (2)
此處,dnL2/dt係表示第2透鏡元件112之玻璃材料之溫度折射率變化之常數。
條件式(2)係因以下理由成為必要。
下限越低修正元件本身之溫度散焦之力越強,但於樹脂透鏡材料中,目前通常所謂之溫度折射率變化之下限值成為本下限。若上限較其大,則不具有修正溫度散焦特性之力。因此成為本上限。
條件式(3)係規定有入射第1面之曲率半徑。此處,入射第1面RS1(SL11)相當於第1透鏡元件111之物體側面。
0.1≦RS1≦100 (3)
此處,RS1係表示入射第1面之曲率半徑[mm]。
條件式(3)係因以下理由成為必要。
若超過下限,則第1透鏡元件之功率變得過強,導致製造上之偏芯公差現實上消失。因此,成為本下限。上限係欲將具有功率且具有溫度散焦者消除者為本發明,某種程度功率為必要。因此,成為本上限。
條件式(4)係規定有入射第2面之曲率半徑。此處,入射第2面相當於第1透鏡元件111之像面側面,換言之,相當於第2透鏡元件112之物體側面SL12。
-100≦RS2≦-0.1 (4)
此處,RS1係表示入射第1面之曲率半徑[mm]。
條件式(4)係因以下理由成為必要。
若超過下限,則接合部之功率消失,無法藉由具有不同之溫度折射率變化之材料而消除整體之溫度散焦。因此,成為該下限。若超過上限,則兩透鏡之功率變得過強,導致製造上之偏芯公差現實上消失。因此,成為本上限。
條件式(5)係規定有第1透鏡元件之d線折射率與第2透鏡元件之d線折射率之絕對值差。
0.0≦|nL1-nL2|≦0.1 (5)
此處,nL1係表示第1透鏡元件111之d線折射率,nL2係表示第2透鏡元件112之d線折射率。
條件式(5)係因以下理由成為必要。
於使用相同折射率之2種玻璃材料之情形時,成為下限值。若值變大,則於接合部之反射變大,成為產生重像、眩光等之主要因素,故不理想。因此成為本上限。
條件式(6)係規定有第3透鏡元件114之玻璃材料之溫度折射率變化之常數。
1.5×10-4 ≦dnL3/dt≦-0.1×10-4  (6)
此處,dnL3/dt係表示第3透鏡元件114之玻璃材料之溫度折射率變化之常數。
條件式(7)係規定有入射第3面之曲率半徑。此處,入射第3面相當於第3透鏡元件114之物體側面SL13。
0.1≦RS3≦100 (7)
此處,RS3係表示入射第3面之曲率半徑[mm]。
條件式(7)係因以下理由成為必要。
若超過下限,則第3透鏡元件之功率變得過強,導致製造上之偏芯公差現實上消失。因此,成為本下限。上限係若曲率變大,則即便使用溫度折射率變化不同者亦無法獲得效果。因此,成為本上限。
上述條件式(1)~(7)係共用於以下處理之第1~第4之實施形態之實施例1、2、3、4者,可視需要適當地採用,實現適於各個攝像元件或攝像裝置之更佳之成像性能與小型化之光學系統。
再者,透鏡之非球面形狀係於將自物體側朝向像面側之方向設為正方向,將k設為圓錐常數,將A、B、C、D設為非球面係數,將r設為中心曲率半徑時,由下述式表示。y係表示來自光軸之光線之高度,c係表示中心曲率半徑r之倒數(1/r)。
其中,X係表示距與非球面頂點相對之切平面之距離,A係表示4次非球面係數,B係表示6次非球面係數,C係表示8次非球面係數,D係表示10次非球面係數,E係表示12次非球面係數,F係表示14次非球面係數。
[數1]
非球面方程式
圖2係表示對構成本實施形態之攝像透鏡之各透鏡群之各透鏡、基板、及構成攝像部之蓋玻璃賦予之面編號之圖。
具體而言,對第1透鏡元件111之物體側面(凸面)賦予第1號(SL11),對第1透鏡元件111之像面側面與第2透鏡元件112之物體側面之交界面(接合面)賦予第2號(SL12)之面編號。
對第2透鏡元件112之像面側面與第1透明體(第1玻璃基板)113之物體側面之交界面(接合面)賦予第3號(SG11)之面編號。
對第1透明體(第1玻璃基板)113之像面側面與第3透鏡元件114之物體側面之交界面(接合面)賦予第4號(SG1R)之面編號。對第3透鏡元件114之像面側面(凹面)賦予第5號(SL1R)之面編號。
對第4透鏡元件121之物體側面(凹面)賦予第6號(SL21),對第4透鏡元件121之像面側面與第2透明體(第2玻璃基板)122之物體側面之交界面(接合面)賦予第7號(SG21)之面編號。
對第2透明體(第2玻璃基板)122之像面側面與第5透鏡元件123之物體側面之交界面(接合面)賦予第8號(SG2R)之面編號。
對第5透鏡元件123之像面側面(非球面)賦予第9號(SL2R)之面編號。
又,如圖2所示,於本實施形態之攝像透鏡100中,第1透鏡元件111之物體側面(第1號)1之中心曲率半徑設定為R1。
第1透鏡元件111之像面側面與第2透鏡元件112之物體側面之交界面(接合面)2之中心曲率半徑設定為R2。
第2透鏡元件112之像面側面與第1透明體(第1玻璃基板)113之物體側面之交界面(接合面)3之中心曲率半徑設定為R3。
第1透明體(第1玻璃基板)113之像面側面與第3透鏡元件114之物體側面之交界面(接合面)4之中心曲率半徑設定為R4,第3透鏡元件114之像面側面(凹面)5之中心曲率半徑設定為R5。
第4透鏡元件121之物體側面(凹面)6之中心曲率半徑設定為R6,第4透鏡元件121之像面側面與第2透明體(第2玻璃基板)122之物體側面之交界面(接合面)7之中心曲率半徑設定為R7。
第2透明體(第2玻璃基板)122之像面側面與第5透鏡元件123之物體側面之交界面(接合面)8之中心曲率半徑設定為R8。
第5透鏡元件123之像面側面(非球面)10之中心曲率半徑設定為R9。
再者,面3、4、7、8、9之中心曲率半徑R3、R4、R7、R8、R9為無限(INFINITY)。
又,如圖2所示,成為第1透鏡元件111之厚度之面1與面2間之光軸OX上之距離設定為d1,成為第2透鏡元件112之厚度之面2與面3間之光軸OX上之距離設定為d2。
成為第1透明體(第1玻璃基板)113之厚度之面3與面4間之光軸OX上之距離設定為d3,成為第3透鏡元件114之厚度面4與面5間之光軸OX上之距離設定為d4。
第3透鏡元件114之像面側面5與第4透鏡元件121之物體側面6間之光軸OX上之距離設定為d5。
成為第4透鏡元件121之厚度之面6與面7間之光軸OX上之距離設定為d6,成為第2透明體(第2玻璃基板)122之厚度之面7與面8間之光軸OX上之距離設定為d7。
成為第5透鏡元件123之厚度之面8與面9間之光軸OX上之距離設定為d8。
以下,表示攝像透鏡100之具體之數值之實施例1。再者,於實施例1中,對攝像透鏡100之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)賦予如圖2所示之面編號。
再者,以下,作為實施例1之比較例1,表示具有圖3所示之構成之攝像透鏡100 CMP1之透鏡構成資料。為容易理解,比較例1之攝像透鏡100 CMP1係與本第1實施形態之攝像透鏡100相同之構成部分具有相同符號表示。
比較例1之攝像透鏡100 CMP1係於第1透鏡群110 CMP1中不包含第2透鏡元件,未成為雙重構成。
[實施例1]
於表1、表2、表3、及表4中表示有實施例1之各數值。實施例1之各數值係與圖1之攝像透鏡100對應。
實施例1係1/5尺寸、1.4 μm間距之3百萬像素(Mage pixel)CMOS成像器用之設計例。
如上所述,攝像透鏡100由第1透鏡群110、與第2透鏡群120構成,第1透鏡群110係如下構成。
第1透鏡群110係將比較例1之第1透鏡元件111 CMP內分為2個而構成。
即,自物體側貼合第1透鏡元件111與第2透鏡元件112而成為透鏡,於常溫下,2個透鏡元件發揮與比較例1之第1透鏡元件111 CMP相同之作用。
第1透鏡元件111與第2透鏡元件112具有相同之阿倍數57.3,且具有相同之d線折射率1.51。
而且,第1透鏡元件111藉由具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg]者構成,第2透鏡元件112藉由具有溫度折射率變化(dn/dt)為-2.0×10-4 [1/deg]者構成。
如圖4所示,可藉由採用該種構成而將溫度為25度之焦點變動幾乎抑制為0。
如此,可使用不同之溫度折射率變化之材料抑制因元件整體之溫度變化導致之特性變化者為本發明之實施形態。
減少因溫度變化導致之散焦變化之原理如下所述。
單焦點透鏡係若所有透鏡具有某固定之負係數之溫度折射率變化,則當溫度上升時,焦點距離會向正側移動。
為抑制上述情況,例如,如本例中所示,將正屈光率之透鏡分類為正屈光率與負屈光率,藉由溫度折射率變化大於正屈光率者之物質構成負屈光率之材料。藉此,與未分類時相比,可抑制元件整體相對於溫度變化之散焦。
於本例中,由相同之常溫折射率與常溫阿倍數者構成第1透鏡元件111與第2透鏡元件112,但亦可由不同者構成。
表1係表示與實施例1中之攝像透鏡各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
表2係表示包含實施例1中之非球面之第1透鏡元件111之面1、第2透鏡元件114之面5、第4透鏡元件121之面6、及第5透鏡元件124之面10之4次、6次、8次、10次非球面係數。
於表2中,K表示圓錐常數,A表示4次非球面係數,B表示6次非球面係數,C表示8次非球面係數,D表示10次非球面係數。
表3係具體地表示實施例1中之攝像透鏡100之焦點距離f、數值孔徑F、半視角ω、及透鏡長H。
此處,焦點距離f設定為2.91[mm],數值孔徑F設定為2.8,半視角ω設定為31.4 deg,透鏡長H設定為3.36[mm]。
表4係表示於實施例1中滿足上述各條件式(1)~(7)之情況。
如表4所示,於實施例1中,第1透鏡元件111之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL1/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(1)中規定之條件。
第2透鏡元件112之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL2/dt設定為-2.0×10-4 ,滿足條件式(2)中規定之條件。
入射第1面之曲率半徑RS1設定為0.894,滿足條件式(3)中規定之條件。
入射第2面之曲率半徑RS2設定為1.5,滿足條件式(4)中規定之條件。
第1透鏡元件111之d線折射率nL1與第2透鏡元件112之d線折射率nL2之絕對值差設定為0,滿足條件式(5)中規定之條件。
再者,於實施例1中,對條件式(6)與(7)並無特別規定。
圖5係表示於實施例1中之球面像差(色差)、散光像差、及歪曲像差之像差圖。圖5之(A)表示球面像差(色差),圖5之(B)表示散光像差,圖5之(C)表示歪曲像差。
由圖5可知,根據實施例1,球面、散光、歪曲之各像差被良好地修正,可獲得包含成像性能優異之光學單元之攝像透鏡。
而且,如圖4所示,根據實施例1,可將溫度為25度之焦點變動幾乎抑制為0。
[比較例1]
此處,對圖3所示之比較例進行說明。
比較例1係1/5尺寸、1.4 μm間距之3百萬像素(Mage pixel)CMOS成像器用之設計例。
比較例1係比較例1之攝像透鏡100 CMP1於第1透鏡群110 CMP1中不包含第2透鏡元件,未成為雙重構成。
表5係表示與比較例1中之攝像透鏡各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
於比較例1中,例示有表5所示之透鏡構成資料。非球面資料與表2相同,構成資料亦與表3相同。
如上所述,比較例1之攝像透鏡100 CMP1由第1透鏡群110、與第2透鏡群120構成,第1透鏡群110係如下構成。
凸平形狀且阿倍數57.3之第1透鏡元件111貼附於與BK7相當之玻璃板之物體側,阿倍數57.3且為平凹形狀之第3透鏡元件114貼附於相反側。
此處,光圈係預先將鉻膜等幾乎不透過之物質附著於玻璃基板之物體側而實現。
又,亦附加有紅外線截止濾光鏡。
第2透鏡群120係凹平形狀且阿倍數30之第4透鏡元件121貼附於與BK7相當之玻璃板之物體側。阿倍數30且為平凸形狀之第5透鏡元件123貼附於相反側。
此處,第1透鏡群110 CMP1具有較強之正屈光率,第2透鏡群120具有較強之負屈光率,成為光路長較短且色差較佳地修正之透鏡單元。又,第3透鏡元件114與第4透鏡元件121係介隔空氣而相對向,兩者形成凹形狀,藉由使軸外之光束中上光線與下光線之通過空氣之長度差別較大而較好地修正彗形像差與散光像差。
又,第5透鏡元件123係藉由使由像高通過之長度不同而修正像面。因此,作為相機透鏡,具有良好之特性。
此處,比較例1係雖常溫之特性優異,但第1及第3透鏡元件111、114之溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg],第4及第5透鏡元件121、123之溫度折射率變化(dn/dt)為-1.50×10-4 [1/deg]。
因此,如圖6所示,元件整體之溫度散焦於25度之變化下產生20[μm]之散焦變化,於實際規格方面成為問題。
<2. 第2實施形態>
圖7係表示本發明之第2實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖7所示之第2實施形態之攝像透鏡100A與圖1所示之第1實施形態之攝像透鏡100係於下述方面不同。
攝像透鏡100A之第1透鏡群110A包含第1透鏡元件111A、第2透鏡元件112A、第3透鏡元件113A、第1透明體114A、及第4透鏡元件115。
圖7之第1透鏡群110A並非係於第1透明體114A之物體側藉由2個第1及第2透鏡元件111、112形成之雙重透鏡200,而係藉由3個透鏡元件之接合體即三重透鏡210而形成。
而且,對第3透鏡元件113A與第2透鏡元件112A之像面側面之接合面賦予面編號SL13。
三重透鏡210係藉由第1透鏡元件111A、第2透鏡元件112A、及第3透鏡元件113A之接合體而形成。
僅符號及名稱不同,第1透明體114A與圖1之第1透明體113對應,第4透鏡元件115與圖1之第3透鏡元件114對應。
第2透鏡群120A包含第5透鏡元件121A、第2透明體122A、及第6透鏡元件123A。
圖7之第2透鏡群120A基本上具有與圖1之第2透鏡群120相同之構成、功能。
圖7之第5透鏡元件121A與圖1之第4透鏡元件121對應,圖7之第2透明體122A與圖1之第2透明體122對應,圖7之第6透鏡元件123A與圖1之第5透鏡元件123對應。
以下,表示攝像透鏡100A之具體數值之實施例2。再者,於實施例2中,賦予如圖2所示之面編號。其中,對第3透鏡元件113A與第2透鏡元件112A之像面側面之接合面賦予面編號SL13。
[實施例2]
如上所述,於實施例2中,係將比較例1之第1透鏡元件111 CMP1內分為3種材料而構成者。
自物體側貼合第1透鏡元件111A、第2透鏡元件112A、及第3透鏡元件113A而成為透鏡,於常溫中,3個透鏡元件發揮與比較例1之第1透鏡元件111 CMP1相同之作用。
此處,第1透鏡元件111A、第2透鏡元件112A、及第3透鏡元件113A亦具有相同之d線折射率與d線阿倍數。
第1透鏡元件111A具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg],第2透鏡元件112A具有溫度折射率變化(dn/dt)為-1.6×10-4 [1/deg],第3透鏡元件113A具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg]。
藉由採用該種構成,於比較例1中會於25度之變化下產生20[μm]之散焦,但於本實施例2中,可將散焦幾乎抑制為0。
如此,可使用不同之溫度折射率變化之材料抑制因元件整體之溫度變化而導致之特性變化者為本發明之第2實施形態。
減少因溫度變化而導致之散焦變化之原理與實施例1相同,但可藉由分為3種材料構成功率更強之負屈光之透鏡。於實施例1中,負屈光之透鏡之溫度折射率變化為-2.0×10-4 [1/deg]且可取消,但亦可為-1.6×10-4 [1/deg]且可取消。
於本例中,由相同之常溫折射率與常溫阿倍數者構成第1透鏡元件111A、第2透鏡元件112A、及第3透鏡元件113A,但亦可由不同者構成。
表6係表示與實施例2中之攝像透鏡各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
於實施例2中例示有表6所示之透鏡構成資料。
非球面資料與表2相同,構成資料亦與表3相同。又,縱像差特性亦與圖5相同。
表7係表示於實施例2中滿足上述各條件式(1)~(7)之情況。
如表7所示,於實施例2中,第1透鏡元件111之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL1/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(1)中規定之條件。
第2透鏡元件112之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL2/dt設定為-1.6×10-4 ,滿足條件式(2)中規定之條件。
入射第1面之曲率半徑RS1設定為0.894,滿足條件式(3)中規定之條件。
入射第2面之曲率半徑RS2設定為-1.5,滿足條件式(4)中規定之條件。
第1透鏡元件111之d線折射率nL1與第2透鏡元件112之d線折射率nL2之絕對值差設定為0,滿足條件式(5)中規定之條件。
第3透鏡元件113A之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL3/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(6)中規定之條件。
入射第3面之曲率半徑RS3設定為1.5,滿足條件式(7)中規定之條件。
<3. 第3實施形態>
圖8係表示本發明之第3實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖8所示之第3實施形態之攝像透鏡100B與第1實施形態之攝像透鏡之不同之方面係如下所述。
攝像透鏡100B形成為3群構成,包含第1透鏡群110B、第2透鏡群120B、及第3透鏡群130B。
第1透鏡群110B基本上具有與第1實施形態之第1透鏡群110相同之構成。
第2透鏡群120B藉由第4透鏡元件121B、第2透明體122B、及第5透鏡元件123B之接合體而形成。
同樣地,第3透鏡群130B與第2透鏡群同樣地藉由第6透鏡元件131、第3透明體132、及第7透鏡元件133之接合體而形成。
於攝像透鏡100B中,第2透鏡群120B及第3透鏡群130B係如下構成。
第2透鏡群120B係藉由使用玻璃基板之複合(HYBRID)式之透鏡而形成,於與BK7相當之玻璃基板之前後貼合有例如阿倍數30之透鏡元件。
其特徵為不會大幅彎曲且具有正屈光率。
其原因在於,由於尤其第1透鏡群110B與第3透鏡群130B對於像差修正大有幫助,故而第2透鏡群120B無需彎曲。
由於不會大幅彎曲,故而可正確實施防反射塗層,不易出現重像或眩光。
又,可使透鏡之厚度變薄,製造上變得易於製作,為其優點。
第3透鏡群130B亦於與BK7相當之玻璃板之物體側,貼附由複合(HYBRID)式之透鏡而形成、大致凹平形狀之例如阿倍數30.0之第6透鏡元件131。於第3透鏡群130B中,於相反側貼附阿倍數57.3且大致平凸形狀之第7透鏡元件133。
具有較大之負屈光率,入射面大幅於物體側彎曲。
由於該曲率中心位於光圈附近,故而較佳地修正散光像差與彗形像差。
又,由於形狀未大幅自球面形狀偏移,故而散光像差相對於像高之入射NA之變化較小,可實現明亮之透鏡。
又,出射側面亦大致於物體側彎曲,成為將凸形狀朝向像側之形狀之不易出現重像之結構。
又,直至外周部皆可將對影像感測器之光線入射角抑制為較低,作為相機之特性可獲得較理想之性能。
此處,例舉了由3群均為複合(HYBRID)類型構成者,但第2透鏡群、第3透鏡群亦可由複合(HYBRID)類型以外者構成。
例如,亦可由塑膠模透鏡、玻璃模透鏡、熱硬化或經注模之耐熱樹脂透鏡、或以晶圓狀一體成型之透鏡而構成。
圖9係表示對構成本第3實施形態之攝像透鏡之各透鏡群之各透鏡、基板、及構成攝像部之蓋玻璃賦予之面編號之圖。
具體而言,對第1透鏡元件111之物體側面(凸面)賦予第1號(SL11),對第1透鏡元件111之像面側面與第2透鏡元件112之物體側面之交界面(接合面)賦予第2號(SL12)之面編號。
對第2透鏡元件112之像面側面與第1透明體(第1玻璃基板)113之物體側面之交界面(接合面)賦予第3號(SG11)之面編號。
對第1透明體(第1玻璃基板)113之像面側面與第3透鏡元件114之物體側面之交界面(接合面)賦予第4號(SG1R)之面編號。對第3透鏡元件114之像面側面(凹面)賦予第5號(SL1R)之面編號。
對第4透鏡元件121B之物體側面(凹面)賦予第6號(SL21),對第4透鏡元件121B之像面側面與第2透明體(第2玻璃基板)122B之物體側面之交界面(接合面)賦予第7號(SG21)之面編號。
對第2透明體(第2玻璃基板)122B之像面側面與第5透鏡元件123B之物體側面之交界面(接合面)賦予第8號(SG2R)之面編號。
對第5透鏡元件123B之像面側面(非球面)賦予第9號(SL2R)之面編號。
對第6透鏡元件131之物體側面賦予第10號(SL31)之面編號,對第6透鏡元件131之像面側面與第3透明體132之物體側面之交界面(接合面)賦予第11號(SG31)之面編號。
對第3透明體131之像面側面與第7透鏡元件133之物體側面之交界面(接合面)賦予第12號(SG3R)之面編號。
對第7透鏡元件133之像面側面賦予第13號(SL3R)之面編號。
又,如圖9所示,於本實施形態之攝像透鏡100中,第1透鏡元件111之物體側面(第1號)1之中心曲率半徑設定為R1。
第1透鏡元件111之像面側面與第2透鏡元件112之物體側面之交界面(接合面)2之中心曲率半徑設定為R2。
第2透鏡元件112之像面側面與第1透明體(第1玻璃基板)113之物體側面之交界面(接合面)3之中心曲率半徑設定為R3。
第1透明體(第1玻璃基板)113之像面側面與第3透鏡元件114之物體側面之交界面(接合面)4之中心曲率半徑設定為R4,第3透鏡元件114之像面側面(凹面)5之中心曲率半徑設定為R5。
第4透鏡元件121B之物體側面(凹面)6之中心曲率半徑設定為R6,第4透鏡元件121B之像面側面與第2透明體(第2玻璃基板)122B之物體側面之交界面(接合面)7之中心曲率半徑設定為R7。
第2透明體(第2玻璃基板)122B之像面側面與第5透鏡元件123之物體側面之交界面(接合面)8之中心曲率半徑設定為R8。
第5透鏡元件123B之像面側面(非球面)10之中心曲率半徑設定為R9。
第6透鏡元件131之物體側面10之中心曲率半徑設定為R10。
第6透鏡元件131之像面側面與第3透明體132之物體側面之交界面(接合面)11之中心曲率半徑設定為R11。
第3透明體132之像面側面與第7透鏡元件133之物體側面之交界面(接合面)13之中心曲率半徑設定為R12。
第7透鏡元件133之像面側面13之中心曲率半徑設定為R13。
再者,面3、4、7、8、11、12之中心曲率半徑R3、R4、R7、R8、R11、R12為無限(INFINITY)。
又,如圖9所示,成為第1透鏡元件111之厚度之面1與面2間之光軸OX上之距離設定為d1,成為第2透鏡元件112之厚度之面2與面3間之光軸OX上之距離設定為d2。
成為第1透明體(第1玻璃基板)113之厚度之面3與面4間之光軸OX上之距離設定為d3,成為第3透鏡元件114之厚度之面4與面5間之光軸OX上之距離設定為d4。
第3透鏡元件114之像面側面5與第4透鏡元件121之物體側面6間之光軸OX上之距離設定為d5。
成為第4透鏡元件121B之厚度之面6與面7間之光軸OX上之距離設定為d6,成為第2透明體(第2玻璃基板)122B之厚度之面7與面8間之光軸OX上之距離設定為d7。
成為第5透鏡元件123B之厚度之面8與面9間之光軸OX上之距離設定為d8。
第5透鏡元件123B之像面側面9與第6透鏡元件131之物體側面10間之光軸OX上之距離設定為d9。
成為第6透鏡元件131之厚度之面10與面11間之光軸OX上之距離設定為d10,成為第3透明體132之厚度之面11與面12間之光軸OX上之距離設定為d11。
成為第7透鏡元件133之厚度之面12與面13間之光軸OX上之距離設定為d12。
以下,表示攝像透鏡100B之具體數值之實施例3。再者,於實施例3中,對攝像透鏡100B之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)賦予如圖9所示之面編號。
再者,以下,作為實施例3之比較例2,表示具有圖10所示之構成之攝像透鏡100 CMP2之透鏡構成資料。為容易理解,比較例2之攝像透鏡100 CMP2係與本第3實施形態之攝像透鏡100B相同之構成部分具有相同符號表示。
比較例2之攝像透鏡100 CMP2係於第1透鏡群110 CMP2中不包含第2透鏡元件,未成為雙重構成。
[實施例3]
於表8、表9、表10、及表11中表示有實施例3之各數值。實施例3之各數值與圖8之攝像透鏡100B對應。
實施例1係1/5尺寸、1.4 μm間距之3百萬像素(Mage pixel)CMOS成像器用之設計例。
如上所述,攝像透鏡100B係由第1透鏡群110B、第2透鏡群120B、及第3透鏡群130構成,第1透鏡群110B係如下構成。
第1透鏡群110B係將比較例1之第1透鏡元件111 CMP內分為2個而構成。
即,自物體側貼合第1透鏡元件111與第2透鏡元件112而成為透鏡,於常溫下,2個透鏡元件發揮與比較例2之第1透鏡元件111 CMP相同之作用。
第1透鏡元件111與第2透鏡元件112具有相同之阿倍數57.3,且具有相同之d線折射率1.51。
而且,第1透鏡元件111藉由具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg]者而構成,第2透鏡元件112藉由具有溫度折射率變化(dn/dt)為-1.8×10-4 [1/deg]者而構成。
如圖11所示,可藉由採用該種構成將溫度為25度之焦點變動幾乎抑制為0。
表8係表示與實施例3之攝像透鏡之各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
表9係表示包含實施例3中之非球面之第1透鏡元件111之面1、第2透鏡元件114之面4、第4透鏡元件121B之面5、及第5透鏡元件123B之面8之4次、6次、8次、10次非球面係數。進而,表示第6透鏡元件131之面9、第7透鏡元件133之面12之4次、6次、8次、10次非球面係數。
於表2中,K表示圓錐常數,A表示4次非球面係數,B表示6次非球面係數,C表示8次非球面係數,D表示10次非球面係數。
表10係具體地表示實施例3中之攝像透鏡100之焦點距離f、數值孔徑F、半視角ω、及透鏡長H。
此處,焦點距離f設定為2.94[mm],數值孔徑F設定為2.8,半視角ω設定為31.4 deg,透鏡長H設定為3.4[mm]。
表11係表示於實施例3滿足上述各條件式(1)~(7)之情況。
如表11所示,於實施例3中,第1透鏡元件111之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL1/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(1)中規定之條件。
第2透鏡元件112之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL2/dt設定為-1.8×10-4 ,滿足條件式(2)中規定之條件。
入射第1面之曲率半徑RS1設定為0.926,滿足條件式(3)中規定之條件。
入射第2面之曲率半徑RS2設定為-1.5,滿足條件式(4)中規定之條件。
第1透鏡元件111之d線折射率nL1與第2透鏡元件112之d線折射率nL2之絕對值差設定為0,滿足條件式(5)中規定之條件。
再者,於實施例1中,對條件式(6)與(7)並無特別規定。
圖12係表示於實施例3中之球面像差(色差)、散光像差、及歪曲像差之像差圖。圖12之(A)表示球面像差(色差),圖12之(B)表示散光像差,圖12之(C)表示歪曲像差。
由圖12可知,根據實施例3,球面、散光、歪曲之各像差被良好地修正,可獲得包含成像性能優異之光學單元之攝像透鏡。
而且,如圖10所示,根據實施例3,可將溫度為25度之焦點變動幾乎抑制為0。
[比較例2]
此處,對圖10所示之比較例進行說明。
比較例2係1/5尺寸、1.4 μm間距之3百萬像素(Mage pixel)CMOS成像器用之設計例。
比較例1係比較例1之攝像透鏡100 CMP2於第1透鏡群110 CMP2中不包含第2透鏡元件,未成為雙重構成。
表5係表示與比較例1中之攝像透鏡之各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
於比較例2中例示有表12所示之透鏡構成資料。非球面資料與表9相同,構成資料亦與表10相同。
如上所述,比較例2之攝像透鏡100 CMP2由第1透鏡群110、第2透鏡群120、及第3透鏡群130構成,第1透鏡群110B係如下構成。
凸平形狀且阿倍數57.3之第1透鏡元件111貼附於與BK7相當之玻璃板之物體側,阿倍數57.3且為平凹形狀之第3透鏡元件114貼附於相反側。
此處,光圈係預先將鉻膜等幾乎不透過之物質附著於玻璃基板之物體側而實現。
又,亦附加有紅外線截止濾光鏡。
藉此,於第1透鏡群110中散光像差與慧星像差得到修正,又,亦可獲得易獲得透鏡單元整體之像差之結構。整體上具有較強之正屈光率,大大有助於縮短光學長。
第2透鏡群120及第3透鏡群130與圖8相同。
此處,雖常溫之特性優異,但第1、第2、及第6透鏡元件之溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg],第3、第4、第5透鏡元件121、123之溫度折射率變化(dn/dt)為-1.50×10-4 [1/deg]。
因此,如圖13所示,元件整體之溫度散焦於25度變化下產生20[μm]之散焦變化,於實際規格方面成為問題。
<4. 第4實施形態>
圖14係表示本發明之第4實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖14所示之第4實施形態之攝像透鏡100C與圖8所示之第3實施形態之攝像透鏡100B係於下述方面不同。
攝像透鏡100B之第1透鏡群110A包含第1透鏡元件111C、第2透鏡元件112C、第3透鏡元件113C、第1透明體114C、及第4透鏡元件115。
圖14之第1透鏡群110C並非係於第1透明體114C之物體側藉由2個第1及第2透鏡元件111、112形成之雙重透鏡200,而係藉由3個透鏡元件之接合體即三重透鏡210而形成。
而且,對第3透鏡元件113C與第2透鏡元件112C之像面側面之接合面賦予面編號SL13。
三重透鏡210C係藉由第1透鏡元件111C、第2透鏡元件112C、及第3透鏡元件113C之接合體而形成。
僅符號及名稱不同,第1透明體114C與圖8之第1透明體113對應,第4透鏡元件115與圖8之第3透鏡元件114對應。
第2透鏡群120C包含第5透鏡元件121C、第2透明體122C、及第6透鏡元件123C。
圖14之第2透鏡群120C基本上具有與圖8之第2透鏡群120B相同之構成、功能。
圖14之第5透鏡元件121C與圖8之第4透鏡元件121B對應,圖14之第2透明體122C與圖8之第2透明體122對應,圖14之第6透鏡元件123C與圖8之第5透鏡元件123對應。
第3透鏡群130C包含第7透鏡元件131C、第3透明體132C、及第8透鏡元件133C。
圖14之第3透鏡群130C基本上具有與圖8之第3透鏡群130B相同之構成、功能。
圖14之第7透鏡元件131C與圖8之第6透鏡元件131B對應,圖14之第3透明體132C與圖8之第3透明體132對應,圖13之第8透鏡元件133C與圖8之第7透鏡元件133對應。
以下,表示攝像透鏡100C之具體之數值之實施例4。再者,於實施例4中賦予如圖9所示之面編號。其中,對第3透鏡元件113C與第2透鏡元件112C之像面側面之接合面賦予面編號SL13。
[實施例4]
如上所述,於實施例4中,係將比較例2之第1透鏡元件111 CMP2內分為3種材料構成者。
自物體側貼合第1透鏡元件111C、第2透鏡元件112C、及第3透鏡元件113C而成為透鏡,於常溫下,3個透鏡元件發揮與比較例2之第1透鏡元件111 CMP2相同之作用。
此處,第1透鏡元件111C、第2透鏡元件112C、及第3透鏡元件113C均具有相同之d線折射率與d線阿倍數。
第1透鏡元件111C具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg],第2透鏡元件112C具有溫度折射率變化(dn/dt)為-1.8×10-4 [1/deg],第3透鏡元件113C具有溫度折射率變化(dn/dt)為-0.87×10-4 [1/deg]。
藉由採用該種構成,於比較例2中會於25度之變化下產生20[μm]之散焦,但於本實施例4中,可將散焦幾乎抑制為0。
表13係表示與實施例4中之攝像透鏡各面編號對應之各透鏡元件、玻璃基板(透明體)之曲率半徑(R:mm)、間隔(d:mm)、折射率(nd)、及分散值(νd)。
於實施例4中例示有表13所示之透鏡構成資料。
非球面資料與表9相同,構成資料亦與表10相同。又,縱像差特性亦與圖10相同。
表14係表示於實施例4中滿足上述各條件式(1)~(7)之情況。
如表14所示,於實施例4中,第1透鏡元件111C之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL1/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(1)中規定之條件。
第2透鏡元件112C之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL2/dt設定為-1.8×10-4 ,滿足條件式(2)中規定之條件。
入射第1面之曲率半徑RS1設定為0.926,滿足條件式(3)中規定之條件。
入射第2面之曲率半徑RS2設定為-1.5,滿足條件式(4)中規定之條件。
第1透鏡元件111C之d線折射率nL1與第2透鏡元件112C之d線折射率nL2之絕對值差設定為0,滿足條件式(5)中規定之條件。
第3透鏡元件113C之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL3/dt設定為-0.87×10-4 ,滿足條件式(6)中規定之條件。
入射第3面之曲率半徑RS3設定為1.5,滿足條件式(7)中規定之條件。
<5. 第5實施形態>
圖15係概念性地表示本發明之第4實施形態之晶圓級光學之圖。
於玻璃基板220上,上下形成多數個複本透鏡,分別設為第1群230(110)、第2群240(120)。
其次,貼合該2片玻璃晶圓,一次製作多數個透鏡。此處,為進行貼合,有時亦可插入間隔物、或於上方或下方黏貼保護器或間隔物。
根據本實施形態,可獲得以下效果。
根據本實施形態之攝像透鏡,疊合使用正屈光率之透鏡與負屈光率之透鏡,各自之溫度折射率變化係數藉由負屈光率之透鏡使用(絕對值)較大之係數者。藉此,可減少元件整體之溫度散焦。
可將此方法應用於複合(HYBRID)透鏡之物體側第1透鏡元件而消除元件整體之溫度散焦。
複合(HYBRID)式之優勢係可於玻璃晶圓上形成紅外線截止濾光鏡或光圈,如先前般,不需要該等其他零件,又,可同時製成多數個完成品,因此,每1個之組裝工時較少,從而可廉價地製作。
於前者中,亦具有下述優勢:因不需要另外附加紅外線截止濾光鏡,故透鏡之後焦距可較短。因此,可進行自由度更高之光學設計。
藉由消除溫度散焦,使該等優勢得到進一步發揮。
因不產生FF模組中成為問題之溫度散焦,故可推進AF之FF化。
具有可保證讀取條碼之優勢。
又,由於採用雙重透鏡結構或三重透鏡結構,故而即便為相同群構成者,亦可使設計自由度更加提高。
並不限定於複合(HYBRID)結構,亦可應用於將複合(HYBRID)結構與其他方式混合存在之透鏡元件等。
為以晶圓狀製作透鏡之稱為晶圓光學者,可製作滿足大部分之行動電話用之相機模組之規格者,可提高該等技術之重要性。藉此,可更廉價且大量地製作相機模組。
藉此,可廉價地製作小型、明亮、且成像特性優異之景深較深之透鏡元件。尤其是最適合於固定焦點光學系統,因無製動器且具有較廣之景深,故亦最適合於行動電話、車輛等要求有較高之可靠性之商品,且可利用於各種領域。
具有如以上說明般之特徵之攝像透鏡100、100A、100B、100C可應用作裝載於使用CCD或CMOS感測器等攝像元件之數位相機,尤其是行動電話等小型電子機器之相機用透鏡。
<6. 第6實施形態>
圖16係表示採用包含本實施形態之光學單元之攝像透鏡之攝像裝置的構成例之方塊圖。
如圖16所示,本攝像裝置300包含應用有本實施形態之攝像透鏡100、100A、100B、100C、100D之光學系統310、及可應用CCD或CMOS影像感測器(固體攝像元件)之攝像裝置320。
光學系統310係將入射光導引至攝像裝置320之包含像素區域之攝像面,使被攝體像成像。
攝像裝置300進而包含驅動攝像裝置320之驅動電路(DRV)330、及處理攝像裝置320之輸出信號之信號處理電路(PRC)340。
驅動電路330包含時序產生器(未圖示),其係生成包含驅動攝像裝置320內之電路之開始脈衝或時脈脈衝之各種時序信號,利用特定之時序信號驅動攝像裝置320。
又,信號處理電路340係對攝像裝置320之輸出信號實施特定之信號處理。
由信號處理電路340處理之圖像信號係記錄於例如記憶體等記錄媒體。記錄媒體所記錄之圖像資訊係藉由印表機等進行硬拷貝。又,將由信號處理電路340處理之圖像信號製成動畫,放映於包含液晶顯示器之監視器。
如上所述,於數位靜態相機等攝像裝置中,作為光學系統310,可裝載上述之攝像透鏡100、100A、100B、100C,從而可實現低消耗電力且高精度之相機。
100...攝像透鏡
100A...攝像透鏡
100B...攝像透鏡
100C...攝像透鏡
100D...攝像透鏡
110...第1透鏡群
110A...第1透鏡群
110B...第1透鏡群
110C...第1透鏡群
110D...第1透鏡群
111...第1透鏡元件
112...第2透鏡元件
113...第1透明體
114...第3透鏡元件
120...第2透鏡群
120A...第2透鏡群
120B...第2透鏡群
120C...第2透鏡群
121...第4透鏡元件
122...第2透明體
123...第5透鏡元件
130...第3透鏡群
140...像面
200...雙重透鏡
300...攝像裝置
310...光學系統
320...攝像裝置
330...驅動電路(DRV)
340...信號處理電路(PRC)
SF1...第1面
SF2...第2面
SF3...第3面
SF4...第4面
圖1係表示本發明之第1實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖2係表示對構成本實施形態之攝像透鏡之各透鏡群之各透鏡、基板、及構成攝像部之蓋玻璃賦予之面編號之圖。
圖3係表示比較例1之攝像透鏡之構成例之圖。
圖4係表示實施例1之攝像透鏡之MTF(Modulation Transfer Function,調製傳遞函數)之散焦特性之圖。
圖5係表示於實施例1中球面像差、散光像差、及歪曲像差之像差圖。
圖6係表示比較例1之攝像透鏡之MTF之散焦特性之圖。
圖7係表示本發明之第2實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖8係表示本發明之第3實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖9係表示對構成本第3實施形態之攝像透鏡之各透鏡群之各透鏡、基板、及構成攝像部之蓋玻璃賦予之面編號之圖。
圖10係表示比較例1之攝像透鏡之構成例之圖。
圖11係表示實施例3之攝像透鏡之MTF之散焦特性之圖。
圖12係表示於實施例3中球面像差、散光像差、及歪曲像差之像差圖。
圖13係表示比較例2之攝像透鏡之MTF之散焦特性之圖。
圖14係表示本發明之第4實施形態之攝像透鏡之構成例之圖。
圖15係概念性地表示本發明之第5實施形態之晶圓級光學之圖。
圖16係採用本實施形態之攝像透鏡之攝像裝置之構成例之方塊圖。
110...第1透鏡群
111...第1透鏡元件
112...第2透鏡元件
113...第1透明體
114...第3透鏡元件
120...第2透鏡群
121...第4透鏡元件
122...第2透明體
123...第5透鏡元件
140...像面
200...雙重透鏡
SF1...第1面
SF2...第2面
SF3...第3面
SF4...第4面

Claims (11)

  1. 一種光學單元,其包含自物體側向像面側依序配置之第1透鏡群、第2透鏡群、第3透鏡群中之至少第1透鏡群及第2透鏡群;上述第1透鏡群包含:自物體側向像面側依序配置之至少2個第1透鏡元件與第2透鏡元件之接合體、透明體、及第3透鏡元件;上述接合體係藉由上述第1透鏡元件與上述第2透鏡元件具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成。
  2. 如請求項1之光學單元,其中物體側上述第1透鏡元件藉由溫度折射率變化較小之正屈光率之透鏡而形成,上述第2透鏡元件藉由溫度折射率變化較大之負屈光率之透鏡而形成。
  3. 如請求項1或2之光學單元,其中上述第1透鏡元件之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL1/dt、及上述第2透鏡元件之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL2/dt滿足下述條件式:-1.5×10-4 ≦dnL1/dt≦-0.1×10-4 (1) -4.0×10-4 ≦dnL2/dt≦-0.4×10-4 (2)。
  4. 如請求項1或2之光學單元,其中上述第1透鏡元件之物體側面即入射第1面之曲率半徑RS1、及上述第2透鏡元件之物體側面即入射第2面之曲 率半徑RS2滿足下述條件式:0.1≦RS1≦100 (3) -100≦RS2≦-0.1 (4)。
  5. 如請求項1或2之光學單元,其中上述第1透鏡元件之折射率nL1與第2透鏡元件之折射率nL2之絕對值差滿足下述條件式:0.0≦|nL1-nL2|≦0.1 (5)。
  6. 如請求項1之光學單元,其中上述接合體包含自物體側向像面側依序配置之、以具有不同溫度折射率變化之樹脂材料而形成且相互疊合之第1透鏡元件、第2透鏡元件、及第3透鏡元件。
  7. 如請求項6之光學單元,其中上述第1透鏡元件藉由溫度折射率變化較小之正屈光率之透鏡而形成,上述第2透鏡元件藉由溫度折射率變化較大之負屈光率之透鏡而形成,上述第3透鏡元件藉由溫度折射率變化較小之正屈光率之透鏡而形成。
  8. 如請求項6或7之光學單元,其中上述第1透鏡元件與上述第3透鏡元件藉由相同之玻璃材料而形成。
  9. 如請求項6或7之光學單元,其中上述第3透鏡元件之玻璃材料之溫度折射率變化之常數dnL3/dt滿足下述條件式:1.5×10-4 ≦dnL3/dt≦-0.1×10-4 (6)。
  10. 如請求項6或7之光學單元,其中 上述第3透鏡元件之物體側面即入射第3面之曲率半徑RS3滿足下述條件式:0.1≦RS3≦100 (7)。
  11. 一種攝像裝置,其包含:攝像元件、及將被攝體像成像於攝像元件之光學單元;上述光學單元包含自物體側向像面側依序配置之第1透鏡群、第2透鏡群、第3透鏡群中之至少第1透鏡群及第2透鏡群;上述第1透鏡群包含:自物體側向像面側依序配置之至少2個第1透鏡元件與第2透鏡元件之接合體、透明體、及第3透鏡元件;上述接合體係藉由上述第1透鏡元件與上述第2透鏡元件具有不同之溫度折射率變化之樹脂材料而形成。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9746412B2 (en) 2012-05-30 2017-08-29 Iris International, Inc. Flow cytometer
TWI448721B (zh) * 2012-06-19 2014-08-11 Largan Precision Co Ltd 影像透鏡系統組
JP6427857B2 (ja) * 2013-07-17 2018-11-28 株式会社リコー 変位測定装置および変位測定方法および画像形成装置
JP6427854B2 (ja) * 2013-06-13 2018-11-28 株式会社リコー 変位測定装置および変位測定方法および画像形成装置
KR101459956B1 (ko) 2013-10-11 2014-11-07 현대자동차주식회사 차량의 변속 케이블 댐핑 장치
US9366848B2 (en) * 2014-07-03 2016-06-14 Omnivision Technologies, Inc. Wafer-level lens systems and methods for manufacturing the same
US9377603B1 (en) * 2015-01-26 2016-06-28 Omnivision Technologies, Inc. Low-profile hybrid lens systems and methods for manufacturing the same
TWI600321B (zh) * 2016-12-13 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 複合陣列相機鏡頭模組
CN107436484B (zh) 2017-09-15 2023-08-01 江西联创电子有限公司 投影镜头
US11143843B2 (en) 2017-12-19 2021-10-12 Zhejiang Sunny Optical Co., Ltd. Projection lens assembly
CN108318996B (zh) * 2018-03-09 2024-02-20 江西联益光学有限公司 准直镜头
US10935761B1 (en) * 2018-03-22 2021-03-02 Alex Ning Large aperture compact lenses
US12235409B2 (en) * 2020-12-23 2025-02-25 Largan Precision Co., Ltd. Optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
US12504611B2 (en) * 2023-01-18 2025-12-23 Omnivision Technologies, Inc. Compound lens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038081A (en) * 1997-05-09 2000-03-14 Konica Corporation Zoom lens having plastic lens in first lens group
JP2005128194A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
TW200903023A (en) * 2007-05-17 2009-01-16 Milestone Co Ltd Imaging lens
CN101365975A (zh) * 2007-03-08 2009-02-11 里程碑株式会社 摄像镜头

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09311272A (ja) * 1996-03-18 1997-12-02 Konica Corp ズームレンズ
JPH10307257A (ja) * 1997-05-09 1998-11-17 Konica Corp ズームレンズ
JP2000035538A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Konica Corp ズームレンズ
JP2000275526A (ja) 1999-03-25 2000-10-06 Konica Corp ズームレンズ
AU2003201152A1 (en) 2002-02-13 2003-09-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing an optical device by means of a replication method
KR20070089889A (ko) 2002-09-17 2007-09-03 앤터온 비.브이. 카메라 디바이스, 카메라 디바이스 제조 방법, 웨이퍼스케일 패키지 및 광학 어셈블리
JP2005157120A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Olympus Corp 光学系
JP4625711B2 (ja) * 2005-03-31 2011-02-02 日本電産ニッシン株式会社 広角レンズ
KR100665176B1 (ko) * 2005-05-18 2007-01-09 삼성전기주식회사 웨이퍼 스케일 렌즈 및 이를 구비하는 광학계
JP4819447B2 (ja) * 2005-09-02 2011-11-24 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
JP3976781B1 (ja) 2007-05-17 2007-09-19 マイルストーン株式会社 撮像レンズ
JP2009070423A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Sanyo Electric Co Ltd 対物レンズおよび光ピックアップ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038081A (en) * 1997-05-09 2000-03-14 Konica Corporation Zoom lens having plastic lens in first lens group
JP2005128194A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
CN101365975A (zh) * 2007-03-08 2009-02-11 里程碑株式会社 摄像镜头
TW200903023A (en) * 2007-05-17 2009-01-16 Milestone Co Ltd Imaging lens

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Publication number Publication date
KR20130120991A (ko) 2013-11-05
CN103109223A (zh) 2013-05-15
US20130094102A1 (en) 2013-04-18
WO2012011416A1 (ja) 2012-01-26
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