摄像用透镜制造技术

提供了能良好校正各种像差、光程最大也只约６ｍｍ且能确保充分后焦距的摄像用透镜。此摄像用透镜从物体侧朝向像侧包括顺次排列的第一透镜、孔径光澜与第二透镜。第一透镜是以凸面朝向物体侧的弯月形的具有正折射率的树脂制透镜。第二透镜是以凸面朝向像侧的弯月形的具有正折射率的树脂制透镜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄像用透镜，特别涉及到用作CCD或CMOS摄像元件的，良好地适合装载于便携式电话机与个人计算机等图像输入装置、数字照相机、监控用CCD摄像机、检查装置等之中的摄像用透镜。
技术介绍
在上述摄像用透镜中，以从其物体侧的入射面到其摄像面(CCD等成像面)的距离定义成的光程长必需很短，以便携式电话机为例，这一光程长至少必须比便携式电话机主体的厚度短。另一方面，以从摄像用透镜的像侧出射面到其摄像面的距离定义成的后焦距则宜尽可能地长。这是为了需要在摄像用透镜与摄像面之间插入滤光片等部件。在摄像用透镜中，除以上所述外，还要求进行通过视觉不会意识到图像畸变的而且根据摄像元件(也称作“像素”)的集积密度所要求的充分小的各种像差的校正。下面为简单起见将“通过视觉不会意识到图像畸变的而且根据摄像元件的集积密度所要求的充分小的各种像差的校正”，简单地表示为“对各种像差进行良好的校正”，还将良好地校正了各种像差的图像称作“良好的图像”。作为满足上述要求的摄像用透镜已提出了减少组成透镜的片数、缩短光程长以谋求紧凑化的透镜组。但已看到有由于采用非球面模压玻璃使成本高的透镜以及为了缩短光程长由于受到曲率半径加工的制约并未减小到最小限度的透镜组。此外还看到有，为了达到短的光程长将透镜片数只取一片而未能完成消除像差的透镜组。作为用于解决上述问题的摄像用透镜存在有具有适当长度后焦距、广视场角且畸变像差小的2组2片结构的摄像透镜(例如参考特许文献1)，还有后焦距充分地长、能适当地设定物体侧透镜与像侧透镜的折射率且易制造的2组2片结构的透镜(例如参考特许文献2)，以及有小型、轻量、远心性良好、易校正像散且加工组装容易的2组2片结构的摄像透镜(例如参考特许文献3)。特许文献1特开2001-174701号公报特许文献2特开2000-321489号公报特许文献3特开2002-267928号公报但是，对应于便携式电话机主体的紧凑化，所搭载的摄像用透镜的光程长虽然大体上只有6mm，可仍然要求能获得良好的图像。这就是说，由便携式电话机今后会日益薄型化，当光程长比上述三个特许文献中所公开的摄像用透镜短而且又不能获得良好的图像时，这样的摄像透镜就不能使用。本专利技术的目的在于提供具有F值约2.8程度的亮度、由至少两片透镜构成、透镜的光程长不超过6mm且能获得良好图像的摄像用透镜。此外，通过使构成本专利技术的摄像用透镜的所有透镜(共两片)都由塑料制成而能提供低成本与轻量化的摄像用透镜。这里的塑料是通过加热和/或加压经塑性变形成型而形成透镜的高分子物质中可透过可光的材料。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术的摄像用透镜按照从物体侧朝向像侧的顺序，取排列着第一透镜L1、孔径光澜S1与第二透镜L2所成的结构。第一透镜L1设定为以凸面朝向物体侧的弯月状的具有正折射率的树脂制透镜。第二透镜L2设为以凸面朝向像侧弯月状的具有正折射率的树脂制透镜。此外，这种摄像用透镜中，第一透镜L1的两面为非球面而且第二透镜L2的两面也作为非球面，由物体侧的入射面(第一透镜L1的物体侧的面)到摄像面的长度即光程长最大为6mm。根据本专利技术的最佳结构例，此摄像用透镜满足以下条件。0.2＜|r5/f|＜3.1 (1)3.0＜(r5+r6)/(r5-r6)＜19.0 (2)1.0＜d/f＜1.5 (3)0.5＜r1/r2＜2.0(4)0.08＜D2/f＜0.1(5)其中f透镜的总焦距；r5第二透镜L2的物体侧面在光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)；r6第二透镜L2的像侧面在光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)；d从第一透镜L1的物体侧面到像面的距离(空气中)；r1第一透镜L1的物体侧面在光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)；r2第一透镜L1的像侧面在光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)；D2第一透镜L1与第二透镜L2的间隔。以后，在不发生误会范围内，除将r1、r2、r5与r6用作意味着轴上曲率半径的值的变数外，也用作为识别透镜面的符号(例如第一透镜的物体侧面等)。上述条件式(1)确定了有关第二透镜L2的第一面(轴上曲率半径为r5的面)和第二面(轴上曲率半径为r6的面)的折射率分配。第二透镜L2的第一面r5/f若比条件式(1)的下限大时，则可使透镜总体的焦距f稳定在实用上最佳的长度内。这样，可不增大球差与慧差，同时使第二面的加工变得容易，若是比上述条件式(1)的下限小，则透镜总体的焦距f将变长，于是必须减小第二面r6的半径。这样，除加大球差与慧差外还会使第二面的加工困难。若是第一面r5/f超过条件式(1)的上限，则第一面r5的曲率半径变小，结果由于后焦距变长，就能确保在像面与透镜之间确保有配置盖玻璃和红外截止滤光片等的空间。这就是说，当第一面r5/f超过条件式(1)的上限时，第一面r5的曲率半径变大，结果由于后焦距变短，就会造成在像面与透镜之间不能设置玻璃盖与红外截止滤光片等问题。当第一面r5/f超过条件式(1)的上限时，入射到像面最大半径部分(周边部分)的光线的角度平稳，结果通过CCD、CMOS中设置的微型透镜，光线容易进入受光面，因此可以避免图像的周边部分变暗。这就是说，当第一面r5/f超过条件式(1)的上限时，入射到像面最大半径部(周边部)的光线的角度变得陡削，结果光线通过CCD、CMOS中设置的微型透镜不易进入受光面，从而会引起图像周边部分变暗的现象。条件式(2)是用于保持良好图像同时获得充分长的反焦距的条件式。这就是说，通过同时改变第二透镜的第一与第二面的曲率半径r5与r6，就可进行不改变透镜的焦距而只改变像差的所谓弯曲操作。在不改变透镜焦距的条件下使r5与r6变化时，由q＝(r5+r6)/(r5-r6)给定的q称作所谓形状系数乃是表示弯曲程度的参数。具体地说，q对于对称透镜(r5＝-r6)为零。非对称性越大其值也越大，是表示偏离对称透镜程度(非对称程度的参数)。据此，上述条件式(2)意味着将表示第二透镜弯曲程度的参数q应设定在3.0～19.0。具体地说，设r5为不超过条件式(2)上限的曲率半径，则球差、子午像面的像散不会过大地变正而能得到良好的图像。当r6设为不超过条件式(2)下限的曲率半径时，则反焦距不会变得过短，入射到CCD像面的光线的角度平缓，因而能避免因微型透镜的全反射致周边变暗的事件发生。此外，加工也变得容易。换言之，取r5为超过条件式(2)上限的曲率半径时。球差、像散的子午像面会过大地变负，以致不能获得良好的图像。此外设r6为超过条件式(2)下限的曲率半径时，结果入射到CCD像面的光线角度变陡，因而会因微透镜的全反射而使周边变暗。前述条件式(3)用来规定透镜的孔径，若由d给定的光程长(空气中从第一透镜L1的物体侧面到像面的距离)不低于下限，则第一透镜L1与第三透镜L2的厚度变厚，成形加工时不会产生树脂难以通过的问题。此外，当光程长d取不超过上限程度的长度时，则可不必增大第一透镜L1与第二透镜L2的外径，除不会减小周边的光量比之外，还容易使透径小型化。这就是说，若d给定的光程长低于下限时，第一透镜L1与第二透镜L2的厚度变薄，成形加工时会产生树脂难以通过的问题。当光程长d超过上限时，周边光量比变小。为了充分确保周边光量，需要加大第一透镜L1与第二透镜L2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像用透镜，它具有第一透镜Ｌ１、孔径光澜Ｓ１与第二透镜Ｌ２，从物体侧朝像侧按该第一透镜Ｌ１、该孔径光澜Ｓ１与该第二透镜Ｌ２的顺序排列构成；该第一透镜Ｌ１是以凸面朝向物体侧的弯月形的具有正折射率的树脂制透镜，该第二透镜Ｌ２是以凸面朝向像侧的弯月形的具有正折射率的树脂制透镜，而于空气中从上述第一透镜物体侧的入射面到像面的最大距离为６ｍｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：堂智，
申请(专利权)人：里程碑株式会社，堂智，
类型：发明
国别省市：JP[日本]