CN102906614A

CN102906614A - 光学单元和成像装置

Info

Publication number: CN102906614A
Application number: CN2011800259561A
Authority: CN
Inventors: 马场友彦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2013-01-30
Also published as: TWI601972B; US20130010181A1; JP5636713B2; US9158095B2; TW201142347A; WO2011118434A1; JP2011203313A; KR20130016223A; KR101794369B1

Abstract

公开了一种光学单元，其可以用于实现小的、明亮的镜头设备，其具有高MTF并且适宜定焦相机，同时仍展现三组配置的大DOF优点。还公开了一种成像装置。公开的光学单元（100）具有以从物侧到像侧顺序安排的第一透镜组（110）、第二透镜组（120）以及第三透镜组（130）。第一透镜组（110）包括以从物侧到像侧顺序安排的第一透镜元件（111）、第一透明体（112）以及第二透镜元件（113）。

Description

光学单元和成像装置

技术领域

本发明涉及应用于成像设备的光学单元和成像装置。

背景技术

对于安装在近年来的移动电话、个人计算机（PC）等上的成像设备，强烈要求高分辨率、低成本和小型化。

诸如CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）的图像传感器的成像元件的单元间距已经显著变窄，并且对于光学系统需要抑制光学像差（特别地，比普通光学系统更多地抑制轴向色差像差）的高成像性能。

此外，为了成本需求，已知用于以晶片（wafer）形式形成透镜以降低成本的技术。

在专利文献1中公开的技术已知为它们的代表示例。

在此的公开称为混合（HYBRID）方法。

在混合方法中，通过在晶片形玻璃板上形成多个透镜，同时制造多个相机模块，并且成像元件晶片和透镜元件以晶片形式粘合，并且随后切块。

此外，例如，已知在专利文献2中公开的技术为用于在移动电话、PC等上安装的成像设备的通用成像镜头。

引用列表

专利文献

专利文献1：US2006/0044450A1

专利文献2：日本专利公开No.2008-134411

专利文献3：日本专利公开No.2007-1219079

发明内容

本发明要解决的问题

混合方法的优点是可以在玻璃晶片上形成IR截止滤光片和光阑，因此与之前不同，这些分开的部分是不需要的，并且可以同时制造多个成品；因此，每个产品的装配工时的数量小，并且可能降低成本。

在前一情况下，还存在的优点是不需要分开的IR截止滤光片，并且因此透镜的后焦距可以短。因此，具有高自由度的光学设计是可能的。

关于CIF、VGA等，成像区域小，并且因此以晶片形式形成的多个透镜元件的焦点的变化不会成为大问题。因此，这是有利的。

然而，混合方法的缺点在于成像区域随着分辨率增加而扩张到高达3M像素或更大，并且因此透镜元件的焦点的变化变大。结果，如果成像元件和透镜元件以晶片形式粘合，散焦的缺陷频繁出现，并且因此变得不能实现以低成本制造的最初目的。

在专利文献2中公开的透镜的优点在于通过具有三元件配置和大量使用非球面获得高成像性能，并且通过放置在螺旋桶等中易于调焦，因为透镜投影形状是圆形。

然而，存在缺点在于透镜需要IR截止滤光片作为分开的部分，并且各部分的数目大，因为光阑等是分开的部分。

已知色差像差大并且存在对于性能的限制。因此，包括外壳的三组配置的小透镜元件在此具有大大弯曲的第二透镜，这导致诸如不能精确蒸发AR涂层的缺点，并且容易变为重影的因素。

此外，包括此情况，第三透镜极大地偏离球形，并且因此导致对于像差校正的限制，并且难以增加亮度到小于Fno 2.4。

此外，例如，已知专利文献3中公开的技术为四组配置的代表性示例。

该配置目前在具有自动对焦（AF）的相机模块中非常广泛地采用；然而，其景深浅并且不适于定焦（FF）光学单元。

图1是图示当用当前的三组/三元件透镜设计用于1/4尺寸的透镜单元时，典型的MTF特性的视图。

图2是图示当用当前的四组/四元件透镜设计用于1/4尺寸的透镜单元时，典型的MTF特性的视图。

如在此所示，前者在峰值具有低MTF。然而，对焦特性非常柔和，并且在MTF变为0的情况下对焦范围宽达100μm。

另一方面，后者在峰值具有高MTF。然而，对焦特性非常陡峭，并且在MTF变为0的情况下对焦范围仅为50μm。

前者对于FF模块是最佳的，而后者对于AF模块是最佳的。

当前光学系统的问题在于如果三组改变为四组以提高光学特性，则景深变浅，并且因此变得不适于FF。因此，此时不存在对于MTF高的FF最佳的光学解决方案，最佳的光学解决方案是明亮的并且其景深深。

本发明提供一种光学单元和成像装置，其可以实现这样的透镜元件，该透镜元件具有高MTF、小、明亮并且对于定焦相机最佳，同时具有景深深的三组配置的优点。

问题的解决方案

根据本发明第一方面的光学单元包括以从物侧到像平面侧顺序安排的：第一透镜组；第二透镜组；以及第三透镜组，其中第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜元件、第一透明体以及第二透镜元件。

优选地，第一透镜元件和第二透镜元件形成双合透镜。

根据本发明第二方面的成像装置，包括：成像元件；以及用于在成像元件中形成被摄体的图像的光学单元，其中光学单元包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组，并且第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜元件、第一透明体以及第二透镜元件。

根据本发明第三方面的成像装置，包括：成像元件；以及用于在成像元件中形成被摄体的图像的光学单元，其中光学单元包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组，并且第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜元件、第一透明体以及第二透镜元件，并且第一透镜元件和第二透镜元件形成双合透镜。

本发明的效果

根据本发明，可能实现这样的透镜元件，其有高MTF、小的、明亮的并且对于定焦相机最佳，同时具有景深深的三组配置的优点。

附图说明

图3是图示根据本发明的第一实施例的成像镜头的配置示例的视图。

图4是图示分配给构成根据第一实施例的成像镜头的成像单元的构成透镜组的透镜、基片和玻璃盖片的表面号的视图。

图5是图示示例1中的球面像差、像散像差和畸变的像差图。

图6是图示示例1的从轴上到70%的图像高度、在80lps/mm观看的MTF的散焦特性的视图。

图7是图示根据本发明的第二实施例的成像镜头的配置示例的视图。

图8是图示分配给构成根据第二实施例的成像镜头的成像单元的构成透镜组的透镜、基片和玻璃盖片的表面号的视图。

图9是图示示例2中的球面像差、像散像差和畸变的像差图。

图10是图示根据本发明的第三实施例的成像镜头的配置示例的视图。

图11是图示分配给构成根据第三实施例的成像镜头的成像单元的构成透镜组的透镜、基片和玻璃盖片的表面号的视图。

图12是图示示例3中的球面像差、像散像差和畸变的像差图。

图13是图示根据本发明的第四实施例的成像镜头的配置示例的视图。

图14是图示示例4中的球面像差、像散像差和畸变的像差图。

图15是图示示例4的从轴上到70%的图像高度、在80lps/mm观看的MTF的散焦特性的视图。

图16是图示根据本发明的第五实施例的成像镜头的配置示例的视图。

图17是图示分配给构成根据第五实施例的成像镜头的成像单元的构成透镜组的透镜、基片和玻璃盖片的表面号的视图。

图18是图示示例5中的球面像差、像散像差和畸变的像差图。

图19是概念性图示根据本发明的第六实施例的晶片级光学元件的视图。

图20是图示其中采用根据实施例的成像镜头的成像装置的配置示例的框图。

具体实施方式

下文中，在将本发明实施例与附图结合的同时给出本发明实施例的描述。

将按以下顺序给出描述：

1.第一实施例（采用光学单元的成像镜头的第一配置示例），

2.第二实施例（采用光学单元的成像镜头的第二配置示例），

3.第三实施例（采用光学单元的成像镜头的第三配置示例），

4.第四实施例（采用光学单元的成像镜头的第四配置示例），

5.第五实施例（采用光学单元的成像镜头的第五配置示例），

6.第六实施例（晶片光学元件的概念）

7.第七实施例（成像装置的配置示例）

<1.第一实施例>

图3是图示采用根据本发明第一实施例的光学单元的成像镜头的配置示例的视图。

根据第一实施例的成像镜头100包括以从物侧OBJS到像平面侧顺序安排的第一透镜组110、第二透镜组120、第三透镜组130和成像平面140，如图3所示。

成像镜头100形成为单个聚焦镜头。第一透镜组110、第二透镜组120和第三透镜组130形成光学单元。

在第一实施例中，通过包括多个透镜元件的共轭体（conjugate）形成第一透镜组110，多个透镜元件安排有插入其间的透明体。

第二透镜组120仅由一个第三透镜元件形成。

第三透镜组130仅由一个第四透镜元件形成。

具体地，第一透镜组110具有在玻璃基底上下形成的复制透镜。

第一透镜组110由包括从物侧OBJS到成像平面130侧顺序安排的第一透镜元件111、第一透明体112和第二透镜元件113的共轭体形成。

在此，第一透镜元件111具有平凸形状和大阿贝数，等价于由Schott制造的BK7的玻璃板用于低成本制造的透明体（玻璃基底）112，并且形成平凹透镜用于第二透镜元件113。

在第一实施例中，例如，第一透镜元件111的阿贝数设为57.3，并且第二透镜元件113的阿贝数设为30。

此外，通过预先附加具有小透射率的材料（诸如铬膜）到玻璃基底的物侧实现光阑。

类似地，IR截止滤光片也通过蒸镀预先附加到玻璃基底上。

由此，在第一透镜组110中校正色差像差，并且还可能具有可以容易地移除整个像差的结构。

第一透镜组110总的来说具有强正折射力，并且极大地有助于缩短光程。

第二透镜组120仅由第三透镜元件121形成。

具体地，第二透镜组120具有由玻璃模制形成的特性，具有例如31的阿贝数，并且没有很大弯曲，因此具有正折射力。

这特别是因为第一透镜组110和第三透镜组130极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组120。

在没有大弯曲的情况下，可能精确地执行AR涂覆，并且不太可能出现重影和耀斑。

不但可能使用塑料模制透镜，而且可能使用玻璃模制透镜和注入模制的高耐热透镜。

第三透镜组130仅由第四透镜元件141形成。

具体地，第三透镜组130由聚碳酸酯或耐热树脂制造的塑料模制透镜构造，具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧极大地弯曲。

曲率的中心接近光阑，因此极好地校正像散像差和彗形像差。

此外，因为形状没有极大地偏离球形，所以可能实现明亮透镜，其相对于由于图像高度的入射NA在像散像差中具有很少改变。

此外，出射侧表面具有也实际向物侧弯曲的形状，并且使凸面形状朝向图像侧，这是不太可能出现重影的结构。

此外，抑制在成像器上光的入射角低至周界，并且可以获得希望的性能作为相机的特性。

由此，实现其总体光程短的明亮镜头。

以此方式，第一透镜组110由透镜元件和透明体的共轭体形成，并且第二透镜组120和第三透镜组130仅由透镜元件形成。

因此，成像镜头100总的来说具有包括第一表面L1S1、第二表面L1S2、第三表面L2S1、第四表面L2S2、第五表面L3S1和第六表面L3S2的透镜表面。

第一表面L1S1由第一透镜元件111的物侧表面形成，并且第二表面L1S2由第二透镜元件113的像平面侧表面形成。

第三表面L2S1由第三透镜元件121的物侧表面形成，并且第四表面L2S2由第三透镜元件121的像平面侧表面形成。

第五表面L3S1由第四透镜元件141的物侧表面形成，并且第六表面L3S2由第四透镜元件141的像平面侧表面形成。

假设成像镜头100是单焦点镜头，诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态成像器件的成像面（图像接收表面）安排在成像平面140上。

未图示的玻璃盖片安排在第六表面L3S2和成像平面140之间。除了由树脂或玻璃形成的玻璃盖片外，光学部件（红外截止滤光片、低通滤光片等）可以安排在第四表面SF4和成像平面130之间。

在实施例中，在图1中，左侧是物侧（前面）并右侧是像平面侧（后面）。

从物侧进入的光通量在成像平面140上形成图像。

下面将给出实施例的成像镜头的配置及其操作的描述。

在以下描述中，使用相同的参考标号，透明体112可以表示为玻璃基底。

构造实施例中为单焦点镜头的成像镜头110以满足以下条件表达式（1）到（11）。

条件表达式（1）是涉及第二透镜组120的弯曲度的关系表达式。

[数学式1]

-10≤qL2≤-0.4 (1)

qL2=(RL2S2+RL2S1)/(RL2S2–RL2S1)

其中RL2S1代表第二透镜组120的输入侧表面S1的曲率半径，并且RL2S2代表第二透镜组120的出射侧表面S2的曲率半径。

在条件表达式（1）中，如果超过下限，则负折射力变弱，并且像差校正的能力降低，其不适于明亮的小镜头。此外，如果超过上限，则透镜变得接近双凸透镜，并且光的入射角在第二透镜组120的入射面边缘附近变得非常大，以导致额外的像散像差和慧形像差，并且在屏幕边缘的特性劣化，并且因此丧失适销性。

条件表达式（2）是涉及第三透镜组130的入射面的关系表达式（第三透镜组的傍轴量）。在实施例中，第三透镜组130有具有负折射力并且在光阑附近的入射面的曲率半径的特性，其导致高光学特性。

[数学式2]

-3≤RL3S1/f≤-0.2 (2)

其中RL3S1代表第三透镜组130的入射侧表面S1的曲率半径，并且f代表透镜系统的焦距。

在条件表达式（2）中，如果超过下限，则曲率半径不接近光阑，并且像差校正的能力降低，其不适于明亮的小镜头。如果超过上限，则曲率变得太强，并且相反地过多校正像差，其导致相反像差以劣化光学特性。

条件表达式（3）涉及第一透镜组110的焦距fg1。

[数学式3]

0.5≤fg1/f≤1.5 (3)

在条件表达式（3）中，如果超过下限，则第一组的正折射力变得太强，并且制造公差减小，并且因此不适于目标在于便宜的模块的本发明的应用。如果超过上限，则正折射力变弱，并且透镜变得接近负焦距光学系统。然后，光程延伸，其不适于具有小模块的目标的本发明的应用。

条件表达式（4）涉及第二透镜组120的焦距fg2。

[数学式4]

0.5≤fg2/f≤50 (4)

在条件表达式（4）中，如果超过下限，则正折射力变得太强，并且制造公差减小，其不适于目标在于便宜的模块的本发明的应用。如果超过上限，则折射力变弱，并且像差校正的能力降低，其不适于明亮的小镜头。

条件表达式（5）涉及第三透镜组130的焦距fg3。

[数学式5]

-5≤fg3/f≤-0.3 (5)

在条件表达式（5）中，如果超过下限，则折射力变弱，并且像差校正的能力降低，其不适于明亮的小镜头。如果超过上限，则折射力变得太强，并且相反地过多校正像差，其导致相反像差以劣化光学特性。

条件表达式（6）涉及视角。

[数学式6]

20≤ω≤40 (6)

其中ω代表半视角。

在条件表达式（6）中，如果超过下限，则视角变得太窄，并且镜头变得类似于远摄镜头，其不适于通常在附近成像的移动电话应用和个人计算机的相机。如果超过上限，则镜头过多地变为高角度镜头，并且不适于通常自拍的移动电话应用和PC相机。

条件表达式（7）涉及第一透镜元件111的阿贝数vE1。

[数学式7]

45≤vE1≤90 (7)

在条件表达式（7）中，如果超过下限，则色差像差变大，其不适于高分辨率。如果超过上限，则透镜玻璃材料变得不实用。

条件表达式（8）涉及第二透镜元件113的阿贝数vE2。

[数学式8]

20≤vE2≤60 (8)

在条件表达式（8）中，如果超过下限，则透镜玻璃材料变得不实用。如果超过上限，则色差像差变大，其不适于高分辨率。

条件表达式（9）涉及F数Fno。

[数学式9]

1.0≤Fno≤3.0 (9)

在条件表达式（9）中，如果超过下限，则在光进入成像器时在成像器中出现渐晕，其导致诸如颜色混合的问题，并且相机的性能劣化。如果超过上限，则镜头变暗，这与本发明的实施例的目的相反。

条件表达式（10）涉及透镜系统的光程TT。

[数学式10]

0.8≤TT/f≤1.5 (10)

在条件表达式（10）中，如果超过下限，则镜头变得非常紧凑和令人满意；然而，镜头的形状变得难以制造，这是不令人满意的。如果超过上限，则模块本身扩大尺寸，这与本发明的实施例的目的相反。

条件表达式（11）涉及透镜系统的后焦点BF。

[数学式11]

0.01≤BF≤0.6 (11)

在条件表达式（11）中，如果超过下限，则当制造时变得不可能进行调整，这是问题。超过上限带来对于镜头设计的约束，这毫无意义。

然而，如果在透镜系统和成像元件之间插入某一部分，则这不适用。

上面的条件表达式（1）到（11）对于下面将讨论的示例1到5是公共的，并且它们根据需要的适当采用实现更优选的成像性能和紧凑的光学系统，这适于个别的成像元件或成像装置。

当从物侧到像平面侧的方向为正时，k是圆锥系数，A、B、C和D是非球面系数，并且r是曲率中心的半径，透镜的非球面的形状以以下表达式表示。分别地，y代表光距光轴的高度，并且c代表曲率中心的半径r的倒数（1/r）。

然而，分别地，X代表相对于非球面的顶点距切平面的距离，A是第四阶非球面系数，B是第六阶非球面系数，C是第八阶非球面系数，D是第十阶非球面系数。

[数学式1]

非球面等式

X = \frac{{cy}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} y^{2}}} + {Ay}^{4} + {By}^{6} + {Cy}^{8} + {Dy}^{10}

具体地，号码1的表面号分配给第一透镜元件111的物侧表面（凸面），并且号码2的表面号分配给第一透镜元件111的像平面侧表面和透明体的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码3的表面号分配给透明体112的像平面侧表面和第二透镜元件113的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码4的表面号分配给第二透镜元件113的像平面侧表面。

号码5的表面号分配给第三透镜元件121的物侧表面，并且号码6的表面号分配给第三透镜元件121的像平面侧表面。

号码7的表面号分配给第四透镜组131的物侧表面，并且号码8的表面号分配给第四透镜组131的像平面侧表面。

此外，如图4所示，在实施例的成像镜头100中，第一透镜元件111的物侧表面（号码1）1的曲率中心的半径设为R1。

第一透镜元件111的像平面侧表面和透明体112的物侧表面之间的边界面（结合面）2的曲率中心的半径设为R2。

透明体112的像平面侧表面和第二透镜元件113的物侧表面之间的边界面（结合面）3的曲率中心的半径设为R3。

第二透镜元件113的像平面侧表面4的曲率中心的半径设为R4。

第三透镜元件121的物侧表面5的曲率中心的半径设为R5，并且第三透镜元件121的像平面侧表面6的曲率中心的半径设为R6。

第四透镜元件131的物侧表面7的曲率中心的半径设为R7，并且像平面侧表面8的曲率中心的半径设为R8。

表面2和3的曲率中心的半径R2和R3是无穷大（INFINITY）。

此外，如图4所示，表面1和2之间光轴OX上的距离（该距离是第一透镜元件111的厚度）设为d1，并且表面2和3之间光轴OX上的距离（该距离是透明体112的厚度）设为d2。

表面3和4之间光轴OX上的距离（该距离是第二透镜元件113的厚度）设为d3，并且第二透镜元件113的像平面侧表面4和第三透镜元件121的物侧表面5之间光轴OX上的距离设为d4。

表面5和6之间光轴OX上的距离（该距离是第三透镜元件121的厚度）设为d5，并且第三透镜元件121的像平面侧表面6和第四透镜元件131的像平面侧表面7之间光轴OX上的距离设为d6。

表面7和8之间光轴OX上的距离（该距离是第四透镜元件131的厚度）设为d7，并且第四透镜元件131的像平面侧表面8和成像平面140之间的距离设为d8。

下面利用成像镜头的具体数值示出示例1。在示例1中，图4中示出的表面号分配给构成成像镜头100的成像单元的透镜元件玻璃基底（透明体）和成像平面130。

[示例1]

表1、2、3和4示出示例1的数值。示例1的数值对应于图1的成像镜头100。

示例1是1/4尺寸和1.4μm间距的5百万像素（兆像素）CMOS成像器的设计示例。

表1示出对应于示例1中的成像镜头的表面号的透镜元件、玻璃基底（透明体）等的曲率半径（R：mm）、距离（d：mm）、折射率（nd）和方差（vd）。

[表1]

示例1镜头配置数据

表面号	R	d	nd	vd
					1:	1.385	0.700	1.51	57.3
2:	INFINITY	0.500	1.52	55.0
					3:	INFINITY	0.050	1.60	30.0
4:	4.145	0.698
					5:	47.391	1.136	1.69	31.3
6:	-2.459	0.387
					7:	-1.121	0.600	1.59	30.0
8:	-18.762	0.300

表2示出包括示例1中非球面的第一透镜元件111的表面1、第二透镜元件113的表面4、第三透镜元件121的表面5和第三透镜元件121的表面6的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

此外，示出了第四透镜元件131的表面7和第四透镜元件131的表面6的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

在表2中，分别地，K代表圆锥常数，A代表第四阶非球面系数，B代表第六阶非球面系数，C代表第八阶非球面系数，并且D代表第十阶非球面系数。

[表2]

示例1非球面数据

第一表面:	K:0.299	A:-0.186E-01	B:-0.414E-02	C:-0.327E-02	D:-0.695E-02
						第四表面:	K:4.400	A:0.485E-01	B:0.543E-01	C:-0.724E-01	D:0.125E+00
第五表面:	K:10.000	A:0.154E-01	B:-0.179E-01	C:0.541E-02	D:-0.177E-02
						第六表面:	K:-0.369	A:0.154E-01	B:-0.179E-01	C:0.541E-02	D:-0.177E-02
第七表面:	K:-1.043	A:0.677E-01	B:-0.718E-01	C:0.385E-01	D:-0.726E-02
						第八表面:	K:10.000	A:0.140E-01	B:-0.228E-01	C:0.591E-02	D:-0.567E-03

表3具体示出示例1中成像镜头100的焦距f、数值孔径F、半视角ω、以及镜头长度H。

在此，焦距f设为3.64[mm]，数值孔径F设为2.1，半视角ω设为31.5度，并且镜头长度H设为4.37[mm]。

[表3]

示例1配置数据

f(焦距)=3.64mm
	F(数值孔径)=2.1
ω(半视角)=31.5度
	H(总镜头长度)=4.37mm

表4示出在示例1中满足上面的条件表达式（1）到（11）。

[表4]

通过示例的条件表达式的值

如表4所示，在示例1中，第二透镜组120的弯曲因子qL2设为-0.9，并且满足条件表达式（1）中定义的条件。

第三透镜组130的入射面（第三透镜组的傍轴量）RL3S1/f设为-0.31，并且满足条件表达式（2）中定义的条件。

第一透镜组110的焦距fg1设为1.02，并且满足条件表达式（3）中定义的条件。

第二透镜组120的组合焦距fg2设为0.93，并且满足条件表达式（4）中定义的条件。

第四透镜组130的组合焦距fg3设为-0.56，并且满足条件表达式（5）中定义的条件。

半视角ω设为31.5，并且满足条件表达式（6）中定义的条件。

第一透镜元件111的阿贝数vE1设为57.3，并且满足条件表达式（7）中定义的条件。

第二透镜元件113的阿贝数vE2设为30，并且满足条件表达式（8）中定义的条件。

透镜系统的F数Fno设为2.1，并且满足条件表达式（9）中定义的条件。

透镜系统的光程TT设为1.20，并且满足条件表达式（10）中定义的条件。

透镜系统的后焦距FB设为0.3，并且满足条件表达式（11）中定义的条件。

图5是图示示例1中的球面像差（色差像差）、像散像差和畸变的像差图。分别地，图5中的（A）代表球面像差（色差像差），图5中的（B）代表像散像差，并且图5中的（C）代表畸变。

如从图5所见，根据示例1，极好地校正了球面的像差、像散和畸变，并且可以获得包括在成像性能上极好的光学单元的成像镜头。

此外，如上所述，图1类似地图示了当前三组/三元件设计的从轴上到70%的图像高度、在80lps/mm观看的MTF的散焦特性。图2类似地图示了当前四组/四元件设计的从轴上到70%的图像高度、在80lps/mm观看的MTF的散焦特性。这些在与示例1的条件类似的条件上设计。

当从MTF变为0的散焦的范围看时，示例1是80μm，三组/三元件和Fno 2.9是100μm，并且四组/四元件和Fno 2.9是80μm。

如果焦距相同，那么景深通常与Fno成反比。

例如，假定Fno设为2.1，那么四组/四元件和Fno 2.9具有80μm×2.1/2.9=58m的景深。

然而，在该示例中，即使Fno是2.1，也确保80μm的景深，并且还保持高MTF，并且因此，可见是更适于实用的明亮镜头。

<2.第二实施例>

图7是图示根据本发明第二实施例的成像镜头的配置示例的视图。

在根据图7所示的第二实施例的成像镜头100A中，类似于第一透镜组，由第三透镜元件121A、第二透明体122和第四透镜元件123的共轭体形成第二透镜组120A。

由第五透镜元件132形成第三透镜组130A。

在成像镜头100A中，如下构造每个透镜组。

第一透镜组100A具有平凸形并且例如53.1的阿贝数的第一透镜元件111和30的阿贝数并且平凹形的第二透镜元件113，第一透镜元件111其粘附到等价于BK7的玻璃板的物侧，第二透镜元件113粘附到相反侧。

在此，通过预先附加具有小透射率的材料（诸如铬膜）到玻璃基底的物侧实现光阑。

类似地，IR截止滤光片也通过蒸镀预先附加到玻璃基底上。

由此，在第一透镜组110A中校正色差像差，并且还可能具有可以容易地移除整个像差的结构。第一透镜组110A总的来说具有强正折射力，并且极大地有助于缩短光程。

使用玻璃基底在混合（HYBRID）方法中由透镜形成第二透镜组120A，并且例如具有30的阿贝数的第三透镜元件121A粘附到等价于BK7的玻璃基底的前和后。

特性是没有大弯曲，并且具有正折射力。

这特别是因为第一透镜组110A和第三透镜组130A极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组120A。

此外，可以使得透镜的厚度薄，其便于制造因此变为优点。

第三透镜组130A由聚碳酸酯或耐热树脂制造的塑料模制透镜构造，具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧弯曲。

此外，出射侧表面具有也实际向物侧弯曲的形状，并且使凸面形状朝向图像侧，这是不太可能出现重影的结构。此外，抑制在成像器上光的入射角低至周界，并且可以获得希望的性能作为相机的特性。

由此，类似于第一实施例，第二实施例可以实现具有短的总光程并且适于实际使用的明亮镜头。

号码4的表面号分配给第二透镜元件113的像平面侧表面。

号码5的表面号分配给第三透镜元件121A的物侧表面，并且号码6的表面号分配给第三透镜元件121A的像平面侧表面和第二透明体122的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码7的表面号分配给第二透明体122的像平面侧表面和第四透镜元件123的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码8的表面号分配给第四透镜元件123的像平面侧表面。

号码9的表面号分配给第五透镜元件132的物侧表面，并且号码10的表面号分配给第五透镜元件132的像平面侧表面。

此外，如图8所示，在实施例的成像镜头100A中，第一透镜元件111的物侧表面（号码1）1的曲率中心的半径设为R1。

第二透镜元件113的像平面侧表面4的曲率中心的半径设为R4。

第三透镜元件121A的物侧表面（号码5）的曲率中心的半径设为R5。

第三透镜元件121A的像平面侧表面和第二透明体122的物侧表面之间的边界面（结合面）6的曲率中心的半径设为R6。

第二透明体122的像平面侧表面和第四透镜元件123的物侧表面之间的边界面（结合面）7的曲率中心的半径设为R7。

第四透镜元件123的像平面侧表面8的曲率中心的半径设为R8。

第五透镜元件132的物侧表面9的曲率中心的半径设为R9，并且第五透镜元件132的像平面侧表面10的曲率中心的半径设为R10。

表面2、3、6和7的曲率中心的半径R2、R3、R6和R7是无穷大（INFINITY）。

此外，如图8所示，表面1和2之间光轴OX上的距离（该距离是第一透镜元件111的厚度）设为d1，并且表面2和3之间光轴OX上的距离（该距离是透明体112的厚度）设为d2。

表面3和4之间光轴OX上的距离（该距离是第二透镜元件113的厚度）设为d3，并且第二透镜元件113的像平面侧表面4和第三透镜元件121A的物侧表面5之间光轴OX上的距离设为d4。

表面5和6之间光轴OX上的距离（该距离是第三透镜元件121A的厚度）设为d5，并且表面6和7之间光轴OX上的距离（该距离是第二透明体122的厚度）设为d6。

表面7和8之间光轴OX上的距离（该距离是第四透镜元件123的厚度）设为d7，并且第四透镜元件123的像平面侧表面8和第五透镜元件132的物侧表面9之间光轴OX上的距离设为d8。

表面9和10之间光轴OX上的距离（该距离是第五透镜元件132的厚度）设为d9，并且第五透镜元件132的像平面侧表面10和成像平面140之间的距离设为d10。

下面利用成像镜头的具体数值示出示例2。在示例2中，图8中示出的表面号分配给构成成像镜头100A的成像单元的透镜元件、玻璃基底（透明体）和成像平面140。

[示例2]

表5、6、7和8示出示例2的数值。示例2的数值对应于图7的成像镜头100A。

示例2是1/4尺寸和1.4μm间距的5百万像素（兆像素）CMOS成像器的设计示例。

表5示出对应于示例2中的成像镜头的表面号的透镜元件、玻璃基底（透明体）等的曲率半径（R：mm）、距离（d：mm）、折射率（nd）和方差（vd）。

[表5]

示例2配置数据

表面号	R	d	nd	vd
					1:	1.374	0.600	1.51	53.1
2:	INFINITY	0.500	1.52	64.2
					3:	INFINITY	0.110	1.60	30.0
4:	3.902	0.649
					5:	14.528	0.156	1.60	30.0
6:	INFINITY	0.418	1.52	64.2
					7:	INFINITY	0.500	1.60	30.0
8:	-2.868	0.435
					9:	-1.251	0.700	1.59	30.0
10:	-15.033	0.250

表6示出包括示例2中非球面的第一透镜元件111的表面1、第二透镜元件113的表面4、第三透镜元件121A的表面5和第四透镜元件123的表面8的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

此外，示出了第五透镜元件132的表面9和第五透镜元件132的表面10的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

在表6中，分别地，K代表圆锥常数，A代表第四阶非球面系数，B代表第六阶非球面系数，C代表第八阶非球面系数，并且D代表第十阶非球面系数。

[表6]

示例2非球面数据

第一表面:	K:-0.551	A:0.179E-01	B:0.315E-01	C:-0.251E-01	D:0.194E-01
						第四表面:	K:10.000	A:0.289E-01	B:0.762E-01	C:-0.143E+00	D:0.174E+00
第五表面:	K:10.000	A:-0.248E-01	B:-0.260E-01	C:0.121E-01	D:-0.184E-01

第八表面:	K:-4.839	A:0.156E-01	B:-0.513E-01	C:0.277E-01	D:-0.536E-02
						第九表面:	K:-3.163	A:-.457E-01	B:-0.812E-01	C:0.684E-01	D:-0.137E-01
第十表面:	K:-10.000	A:0.434E-01	B:-0.464E-01	C:0.123E-01	D:-0.116E-02

表7具体示出示例2中成像镜头100的焦距f、数值孔径F、半视角ω、以及镜头长度H。

在此，焦距f设为3.65[mm]，数值孔径F设为2.1，半视角ω设为31.6度，并且镜头长度H设为4.32[mm]。

[表7]

示例2配置数据

f(焦距)=3.65mm
	F(数值孔径)=2.1
ω(半视角)=31.6度
	H(总镜头长度)=4.32mm

表8示出在示例2中满足上面的条件表达式（1）到（11）。

[表8]

通过示例的条件表达式的值

如表8所示，在示例2中，第二透镜组120的弯曲因子qL2设为-0.67，并且满足条件表达式（1）中定义的条件。

第三透镜组130的入射面（第三透镜组的傍轴量）RL3S1/f设为-0.34，并且满足条件表达式（2）中定义的条件。

第一透镜组110的焦距fg1设为1.04，并且满足条件表达式（3）中定义的条件。

第二透镜组120的组合焦距fg2设为1.12，并且满足条件表达式（4）中定义的条件。

第四透镜组130的组合焦距fg3设为-0.65，并且满足条件表达式（5）中定义的条件。

半视角ω设为31.6，并且满足条件表达式（6）中定义的条件。

第一透镜元件111的阿贝数vE1设为53.1，并且满足条件表达式（7）中定义的条件。

透镜系统的光程TT设为1.18，并且满足条件表达式（10）中定义的条件。

透镜系统的后焦距FB设为0.25，并且满足条件表达式（11）中定义的条件。

图9是图示示例2中的球面像差（色差像差）、像散像差和畸变的像差图。分别地，图9中的（A）代表球面像差（色差像差），图9中的（B）代表像散像差，并且图9中的（C）代表畸变。

如从图9所见，根据示例2，极好地校正了球面的像差、像散和畸变，并且可以获得包括在成像性能上极好的光学单元的成像镜头。

<3.第三实施例>

图10是图示根据本发明第三实施例的成像镜头的配置示例的视图。

在根据图10所示的第三实施例的成像镜头100B中，类似于第一透镜组，由第三透镜元件121B、第二透明体122B和第四透镜元件123B的共轭体形成第二透镜组120A。

类似地，类似于第一和第二透镜组，由第五透镜元件133、第三透明体134和第六透镜元件135的共轭体形成第三透镜组130B。

在成像镜头100B，构造每个透镜组如下。

第一透镜组110B具有平凸形并且例如53.1的阿贝数的第一透镜元件111和30的阿贝数并且平凹形的第二透镜元件113，第一透镜元件111其粘附到等价于BK7的玻璃板的物侧，第二透镜元件113粘附到相反侧。

类似地，IR截止滤光片也通过蒸镀预先附加到玻璃基底上。

第一透镜组110B总的来说具有强正折射力，并且极大地有助于缩短光程。

使用玻璃基底在混合（HYBRID）方法中由透镜形成第二透镜组120B，并且例如具有30的阿贝数的透镜元件粘附到等价于BK7的玻璃基底的前和后。

特性是没有大弯曲，并且具有正折射力。

这特别是因为第一透镜组110和第三透镜组130B极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组120B。

此外，可以使得透镜的厚度薄，其便于制造因此变为优点。

第三透镜组130B也在混合（HYBRID）方法中由透镜形成，并且实际平凹形并且例如具有30的阿贝数的第五透镜元件133粘附到等价于BK7的玻璃基底的物侧。在第三透镜组130B中，30的阿贝数并且实际平凸形的第六透镜元件135粘附到相反侧。

第三透镜组130B具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧弯曲。

由此，类似于第一实施例和第二实施例，可以实现具有短的总光程并且适于实际使用的明亮镜头。

以此方式，如果所有三个组以混合（HYBRID）方法构造，并且它们以晶片形式结合，它们难以切断。

因为产量（yield）取决于第三透镜组的尺寸，所以第一透镜组和第二透镜组之间的间距增加，并且因此不是有效率的。

此外，第三透镜组具有比晶片厚度更厚的透镜，并且出现晶片遭受翘曲的制造问题，并且存在难以具有精确轮廓系统的问题。

因此，第一和第二实施例类型是令人满意的。然而，所有三组可以以混合（HYBRID）方法制造，仅仅第一和第二透镜组可以以要切块的晶片形式粘合，并且块可以个别地粘合到第三组的块。

号码4的表面号分配给第二透镜元件113的像平面侧表面。

号码5的表面号分配给第三透镜元件121B的物侧表面，并且号码6的表面号分配给第三透镜元件121B的像平面侧表面和第二透明体122B的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码7的表面号分配给第二透明体122B的像平面侧表面和第四透镜元件123B的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码8的表面号分配给第四透镜组123B的像平面侧表面。

号码9的表面号分配给第五透镜元件133的物侧表面，并且号码10的表面号分配给第五透镜元件133的像平面侧表面和第三透明体134的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码11的表面号分配给第三透明体134的像平面侧表面和第六透镜元件145的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码12的表面号分配给第六透镜元件135的像平面侧表面。

此外，如图11所示，在实施例的成像镜头100B中，第一透镜元件111的物侧表面（号码1）1的曲率中心的半径设为R1。

第二透镜元件113的像平面侧表面（凹面）4的曲率中心的半径设为R4。

第三透镜元件121B的物侧表面（号码5）1的曲率中心的半径设为R5。

第三透镜元件121B的像平面侧表面和第二透明体122的物侧表面之间的边界面（结合面）6的曲率中心的半径设为R6。

第二透明体122B的像平面侧表面和第四透镜元件123B的物侧表面之间的边界面（结合面）7的曲率中心的半径设为R7。

第四透镜组123B的像平面侧表面8的曲率中心的半径设为R8。

第五透镜元件133的物侧表面9的曲率中心的半径设为R9。

第五透镜元件133的像平面侧表面和第三透明体134的物侧表面之间的边界面（结合面）10的曲率中心的半径设为R10。

第三透明体134的像平面侧表面和第六透镜元件135的物侧表面之间的边界面（结合面）11的曲率中心的半径设为R11。

第六透镜元件135的像平面侧表面12的曲率中心的半径设为R12。

表面2、3、6、7、10和11的曲率中心的半径R2、R3、R6、R7、R10和R11是无穷大（INFINITY）。

此外，如图11所示，表面1和2之间光轴OX上的距离（该距离是第一透镜元件111的厚度）设为d1，并且表面2和3之间光轴OX上的距离（该距离是透明体112的厚度）设为d2。

表面3和4之间光轴OX上的距离（该距离是第二透镜元件113的厚度）设为d3，并且第二透镜元件113的像平面侧表面4和第三透镜元件121B的物侧表面5之间光轴OX上的距离设为d4。

表面5和6之间光轴OX上的距离（该距离是第三透镜元件121B的厚度）设为d5，并且表面6和7之间光轴OX上的距离（该距离是第二透明体122B的厚度）设为d6。

表面7和8之间光轴OX上的距离（该距离是第四透镜元件123B的厚度）设为d7，并且第四透镜元件123B的像平面侧表面8和第五透镜元件133的物侧表面9之间光轴OX上的距离设为d8。

表面9和10之间光轴OX上的距离（该距离是第五透镜元件133的厚度）设为d9，并且表面10和11之间光轴OX上的距离（该距离是第三透明体13的厚度）设为d10。

表面11和12之间光轴OX上的距离（该距离是第六透镜元件135的厚度）设为d11，并且第六透镜元件135的像平面侧表面12和成像平面140之间的距离设为d12。

下面利用成像镜头的具体数值示出示例3。在示例3中，图11中示出的表面号分配给构成成像镜头100B的成像单元的透镜元件、玻璃基底（透明体）和成像平面140。

[示例3]

表9、10、11和12示出示例3的数值。示例3的数值对应于图10的成像镜头100B。

示例3是1/4尺寸和1.4μm间距的5百万像素（兆像素）CMOS成像器的设计示例。

表9示出对应于示例3中的成像镜头的表面号的透镜元件、玻璃基底（透明体）等的曲率半径（R：mm）、距离（d：mm）、折射率（nd）和方差（vd）。

[表9]

示例3配置数据

表面号	R	d	nd	vd
					1:	1.263	0.477	1.51	53.1
2:	INFINITY	0.400	1.52	64.2
					3:	INFINITY	0.072	1.60	30.0
4:	4.054	0.601
					5:	-2.887	0.070	1.60	30.0
6:	INFINITY	0.401	1.52	64.2
					7:	INFINITY	0.500	1.60	30.0
8:	-1.499	0.693
					9:	-1.440	0.070	1.60	30.0
10:	INFINITY	0.400	1.52	64.2
					11:	INFINITY	0.457	1.60	30.0
12:	-1100.420	0.207

表10示出包括示例3中非球面的第一透镜元件111的表面1、第二透镜元件113的表面4、第三透镜元件121B的表面5和第四透镜元件123B的表面8的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

此外，示出了第五透镜元件133的表面9和第六透镜元件135的表面12的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

在表10中，分别地，K代表圆锥常数，A代表第四阶非球面系数，B代表第六阶非球面系数，C代表第八阶非球面系数，并且D代表第十阶非球面系数。

[表10]

示例3非球面数据

第一表面:	K:-1.112	A:0.708E-01	B:0.585E-01	C:-0.509E-01	D:0.670E-01
						第四表面:	K:3.763	A:0.502E-01	B:0.118E+00	C:-0.203E+00	D:0.401E+00
第五表面:	K:-5.693	A:-0.132E+00	B:-0.225E-01	C:0.521E-01	D:-0.212E-01
						第八表面:	K:0.123	A:0.431E-01	B:-0.175E-01	C:0.450E-01	D:-0.243E-02
第九表面:	K:-5.282	A:-0.118E+00	B:0.890E-01	C:-0.209E-01	D:0.165E-02
						第十二表面:	K:-10.000	A:0.307E-01	B:-0.315E-01	C:0.773E-02	D:-0.659E-03

表11具体示出示例3中成像镜头100B的焦距f、数值孔径F、半视角ω、以及镜头长度H。

在此，焦距f设为3.67[mm]，数值孔径F设为2.1，半视角ω设为31.4度，并且镜头长度H设为4.35[mm]。

[表11]

示例3配置数据

f(焦距)=3.67mm
	F(数值孔径)=2.1
ω(半视角)=31.4度
	H(总镜头长度)=4.35mm

表12示出在示例3中满足上面的条件表达式（1）到（11）。

[表12]

通过示例的条件表达式的值

如表12所示，在示例3中，第二透镜组120的弯曲因子qL2设为-3.03，并且满足条件表达式（1）中定义的条件。

第三透镜组130的入射面（第三透镜组的傍轴量）RL3S1/f设为-0.39，并且满足条件表达式（2）中定义的条件。

第一透镜组110的焦距fg1设为0.93，并且满足条件表达式（3）中定义的条件。

第四透镜组130的组合焦距fg3设为-0.66，并且满足条件表达式（5）中定义的条件。

半视角ω设为31.4，并且满足条件表达式（6）中定义的条件。

透镜系统的后焦距FB设为0.21，并且满足条件表达式（11）中定义的条件。

图12是图示示例3中的球面像差（色差像差）、像散像差和畸变的像差图。分别地，图12中的（A）代表球面像差（色差像差），图12中的（B）代表像散像差，并且图12中的（C）代表畸变。

如从图12所见，根据示例3，极好地校正了球面的像差、像散和畸变，并且可以获得包括在成像性能上极好的光学单元的成像镜头。

<4.第四实施例>

图13是图示根据本发明第四实施例的成像镜头的配置示例的视图。

根据图13所示的第四实施例的成像镜头100C基本具有与根据第一实施例的成像镜头110的配置类似的配置，并且如下所示作为示例4，诸如构成元件的参数的设置值是不同的。

在成像镜头100C，构造每个透镜组如下。

第一透镜组110C具有平凸形并且例如57.3的阿贝数的第一透镜元件111和30的阿贝数并且平凹形的第二透镜元件113，第一透镜元件111其粘附到等价于BK7的玻璃板的物侧，第二透镜元件113粘附到相反侧。

类似地，IR截止滤光片也通过蒸镀预先附加到玻璃基底上。

由此，在第一透镜组110C中校正色差像差，并且还可能具有可以容易地移除整个像差的结构。

第一透镜组110C总的来说具有强正折射力，并且极大地有助于缩短光程。

第二透镜组120C具有由例如具有30的阿贝数的聚碳酸酯制造的塑料模制透镜形成，并且没有大弯曲和具有正折射力的特性。

这特别是因为第一透镜组和第三透镜组极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组120C。

在没有大弯曲的情况下，可能精确地执行AR涂覆，并且不太可能出现重影和耀斑。不但可能使用塑料模制透镜，而且可能使用玻璃模制透镜和注入模制的高耐热透镜。

第三透镜组130C也由例如具有30的阿贝数的聚碳酸酯或耐热树脂制造的塑料模制透镜形成，具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧弯曲。

下面利用成像镜头的具体数值示出示例4。在示例4中，图2中示出的表面号分配给构成成像镜头100C的成像单元的透镜元件、玻璃基底（透明体）和成像平面140。

[示例4]

表13、14、15和16示出示例4的数值。示例4的数值对应于图13的成像镜头100C。

示例4是1/4尺寸和1.4μm间距的5百万像素（兆像素）CMOS成像器的设计示例。

表13示出对应于示例4中的成像镜头的表面号的透镜元件、玻璃基底（透明体）等的曲率半径（R：mm）、距离（d：mm）、折射率（nd）和方差（vd）。

[表13]

示例4配置数据

表面号	R	d	nd	vd
					1:	1.266	0.734	1.51	57.3
2:	INFINITY	0.500	1.52	64.2
					3:	INFINITY	0.050	1.51	57.0
4:	3.142	0.609
					5:	60.544	0.835	1.59	30.0
6:	-2.867	0.373
					7:	-1.130	0.600	1.59	30.0
8:	-11.518	0.300

表14示出包括示例4中非球面的第一透镜元件111的表面1、第二透镜元件113的表面4、第三透镜元件121的表面5和第三透镜元件121的表面6的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

此外，示出了第四透镜元件131的表面7和第四透镜元件131的表面8的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

在表14中，分别地，K代表圆锥常数，A代表第四阶非球面系数，B代表第六阶非球面系数，C代表第八阶非球面系数，并且D代表第十阶非球面系数。

[表14]

示例4非球面数据

第一表面:	K:0.221E-2	A:-0.113E-01	B:0.804E-02	C:-0.188E-01	D:0.114E-01
						第四表面:	K:3.358	A:0.811E-01	B:-0.248E-01	C:0.239E+00	D:-0.110E+00
第五表面:	K:-10.00	A:-0.271E-01	B:-0.724E-01	C:0.435E-01	D:-0.662E-01
						第六表面:	K:2.165	A:0.597E-01	B:0.132E-01	C:-0.230E-01	D:0.480E-02
第七表面:	K:-0.856	A:0.732E-01	B:0.925E-02	C:-0.587E-02	D:0.849E-03
						第八表面:	K:10.00	A:-0.246E-01	B:-0.248E-02	C:-0.139E-02	D:0.319E-03

表15具体示出示例4中成像镜头100B的焦距f、数值孔径F、半视角ω、以及镜头长度H。

在此，焦距f设为3.61[mm]，数值孔径F设为2.9，半视角ω设为31.4度，并且镜头长度H设为4.00[mm]。

[表15]

示例4配置数据

f(焦距)=3.61mm
	F(数值孔径)=2.9
ω(半视角)=31.4度
	H(总镜头长度)=4.00mm

表16示出在示例4中满足上面的条件表达式（1）到（11）。

[表16]

通过示例的条件表达式的值

如表16所示，在示例4中，第二透镜组120的弯曲因子qL2设为-0.91，并且满足条件表达式（1）中定义的条件。

第二透镜组120的组合焦距fg2设为1.29，并且满足条件表达式（4）中定义的条件。

第四透镜组130的组合焦距fg3设为-0.60，并且满足条件表达式（5）中定义的条件。

半视角ω设为31.4，并且满足条件表达式（6）中定义的条件。

透镜系统的F数Fno设为2.9，并且满足条件表达式（9）中定义的条件。

透镜系统的光程TT设为1.108，并且满足条件表达式（10）中定义的条件。

图14是图示示例4中的球面像差（色差像差）、像散像差和畸变的像差图。分别地，图14中的（A）代表球面像差（色差像差），图14中的（B）代表像散像差，并且图14中的（C）代表畸变。

如从图14所见，根据示例3，极好地校正了球面的像差、像散和畸变，并且可以获得包括在成像性能上极好的光学单元的成像镜头。

如从此可见，在景深等于或大于三组/三元件的图1的景深的情况下，本发明的实施例具有如4.0mm短的总光程，而三组/三元件具有4.4mm的总光程。

结果，可见本发明的实施例可适用于其景深深并且总光程短的光学单元。

<5.第五实施例>

图16是图示根据本发明第五实施例的成像镜头的配置示例的视图。

根据图16所示的第五实施例的成像镜头100D具有第一透镜组110D的配置，该配置不同于其他实施例的配置。

第一透镜组110D由第一透镜元件111D、第二透镜元件112D、透明体113D和第三透镜元件114形成。

第二透镜组120D由一个第四透镜元件121D形成。

第三透镜组130D由一个第五透镜元件131D形成。

在成像镜头100D中，构造每个透镜组如下。

第一透镜组110D具有双凸形并且例如57.3的阿贝数的第一透镜元件111D和平凹形并且30的阿贝数的第二透镜元件113D，第一透镜元件111D和第二透镜元件113D粘附到等价于BK7的玻璃板的物侧。

平凹形并且30的阿贝数的第三透镜元件114粘附到相反侧。

类似地，IR截止滤光片也通过蒸镀预先附加到玻璃基底上。

在此，在第一透镜元件111D由具有大阿贝数的双凸透镜构造，并且第二透镜元件112D由平凹形并且比第一透镜元件的阿贝数更小的阿贝数透镜形成。

它们构造了双合（doublet）结构，以具有比单个结构更多地消除色差像差的结构。

由此，在第一透镜组110D中校正色差像差，并且还可能具有可以容易地移除整个像差的结构。第一透镜组110D总的来说具有强正折射力，并且极大地有助于缩短光程。

第二透镜组120D具有由例如具有31的阿贝数的玻璃模制构造，并且没有大弯曲和具有正折射力的特性。

这特别是因为第一透镜组和第三透镜组极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组120D。

第三透镜组30D由聚碳酸酯或耐热树脂制造的塑料模制透镜构造，具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧弯曲。

由此，可以实现其总光程短的明亮镜头。

例如，轴向色差像差在示例1中是13.7μm，而在该示例中抑制到9.0μm。

以此方式，本发明的实施例使得可能制造具有普通光学系统的相机模块，其在5百万像素带具有三元件透镜配置的分辨率和非常明亮的Fno 2.0；然而，有用的是使得入射侧的第一透镜组110D为双合透镜用于更高性能。

因此，可能用普通光学系统实现具有对应于四元件配置的分辨率的性能并且同时如Fno 2.0的非常明亮的镜头。

具体地，号码1的表面号分配给第一透镜元件111D的物侧表面（凸面），并且号码2的表面号分配给第一透镜元件111D的像平面侧表面和第二透镜元件112D的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码3的表面号分配给第二透镜元件112D的像平面侧表面和透明体113D的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码4的表面号分配给透明体113D的像平面侧表面和第三透镜元件114D的物侧表面之间的边界面（结合面）。

号码5的表面号分配给第三透镜元件114D的像平面侧表面（凹面）。

号码6的表面号分配给第四透镜元件121D的物侧表面（凹面），并且号码7的表面号分配给第四透镜元件121D的像平面侧表面。

号码8的表面号分配给第五透镜元件131D的物侧表面（凹面），并且号码9的表面号分配给第五透镜元件131D的像平面侧表面。

此外，如图17所示，在实施例的成像镜头100D中，第一透镜元件111D的物侧表面（号码1）1的曲率中心的半径设为R1。

第一透镜元件111D的像平面侧表面和第二透镜元件112D的物侧表面之间的边界面（结合面）2的曲率中心的半径设为R2。

第二透镜元件112D的像平面侧表面和透明体113D的物侧表面之间的边界面（结合面）3的曲率中心的半径设为R3。

透明体113D的像平面侧表面和第三透镜元件114D的物侧表面之间的边界面（结合面）4的曲率中心的半径设为R4。

第三透镜元件114D的像平面侧表面（凹面）5的曲率中心的半径设为R5。

第四透镜元件121D的物侧表面（凹面）6的曲率中心的半径设为R6，并且第三透镜元件121D的像平面侧表面7的曲率中心的半径设为R7。

第五透镜元件131D的物侧表面（凹面）8的曲率中心的半径设为R8，并且第五透镜元件131D的像平面侧表面9的曲率中心的半径设为R9。

表面3和4的曲率中心的半径R3和R4是无穷大（INFINITY）。

此外，如图17所示，表面1和2之间光轴OX上的距离（该距离是第一透镜元件111D的厚度）设为d1，并且表面2和3之间光轴OX上的距离（该距离是第二透镜元件112D的厚度）设为d2。

表面3和4之间光轴OX上的距离（该距离是透明体113D的厚度）设为d3。

表面4和5之间光轴OX上的距离（该距离是第三透镜元件114D的厚度)设为d4，并且第三透镜元件114D的像平面侧表面5和第四透镜元件121D的物侧表面6之间光轴OX上的距离设为d5。

表面6和7之间光轴OX上的距离（该距离是第四透镜元件121D的厚度)设为d6，并且第四透镜元件121D的像平面侧表面7和第五透镜元件131D的物侧表面8之间光轴OX上的距离设为d7。

表面8和9之间光轴OX上的距离（该距离是第五透镜元件131D的厚度）设为d8，并且第五透镜元件131D的像平面侧表面9和成像平面140之间的距离设为d9。

下面利用成像镜头的具体数值示出示例5。在示例5中，图17中示出的表面号分配给构成成像镜头100F的成像单元的透镜元件、玻璃基底（透明体）和成像平面140。

[示例5]

表17、18、19和306示出示例5的数值。示例5的数值对应于图16的成像镜头100D。

表17示出对应于示例5中的成像镜头的表面号的透镜元件、玻璃基底（透明体）等的曲率半径（R：mm）、距离（d：mm）、折射率（nd）和方差（vd）。

[表17]

示例5镜头配置数据

表面号	R	d	nd	vd
					1:	1.336	0.755	1.51	57.3
2:	-6.356	0.040	1.60	30.0
					3:	INFINITY	0.500	1.53	55.0
4:	INFINITY	0.050	1.60	30.0
					5:	4.313	0.576
6:	162.056	1.080	1.69	31.3
					7:	-3.294	0.408
8:	-1.460	0.600	1.59	30.0
					9:	11.839	0.300

表18示出包括示例5中非球面的第一透镜元件111的表面1、第三透镜元件114D的表面5、第四透镜元件121D的表面6和第四透镜元件121D的表面7的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

此外，示出了第五透镜元件131D的表面8和第五透镜元件131D的表面9的第四、第六、第八和第十阶非球面系数。

在表18中，分别地，K代表圆锥常数，A代表第四阶非球面系数，B代表第六阶非球面系数，C代表第八阶非球面系数，并且D代表第十阶非球面系数。

[表18]

示例5非球面数据

第一表面:	K:0.197	A:-0.159E-01	B:-0.428E-02	C:-0.170E-02	D:-0.554E-02
						第五表面:	K:6.623	A:0.589E-01	B:-0.267E-03	C:0.104E+00	D:-0.205E-01
第六表面:	K:-10.000	A:-0.382E-01	B:-0.164E-01	C:-0.924E-02	D:-0.723E-02
						第七表面:	K:3.191	A:0.114E-01	B:-0.344E-01	C:0.163E-01	D:-0.301E-02
第八表面:	K:-0.776	A:-0.234E-01	B:-0.609E-01	C:0.548E-01	D:-0.119E-01
						第九表面:	K:-10.000	A:-0.536E-01	B:-0.461E-02	C:0.397E-02	D:-0.539E-03

表19具体示出示例5中成像镜头100B的焦距f、数值孔径F、半视角ω、以及镜头长度H。

在此，焦距f设为3.66[mm]，数值孔径F设为2.1，半视角ω设为33.6度，并且镜头长度H设为4.31[mm]。

[表19]

示例5配置数据

f(焦距)=3.66mm
	F(数值孔径)=2.1
ω(半视角)=33.6度
	H(总镜头长度)=4.31mm

表20示出在示例5中满足上面的条件表达式（1）到（11）。

[表20]

通过示例的条件表达式的值

如表20所示，在示例5中，第二透镜组120的弯曲因子qL2设为-0.96，并且满足条件表达式（1）中定义的条件。

第三透镜组130的入射面（第三透镜组的傍轴量）RL3S1/f设为-0.40，并且满足条件表达式（2）中定义的条件。

第一透镜组110的焦距fg1设为0.98，并且满足条件表达式（3）中定义的条件。

第二透镜组120的组合焦距fg2设为1.27，并且满足条件表达式（4）中定义的条件。

第四透镜组130的组合焦距fg3设为-0.59，并且满足条件表达式（5）中定义的条件。

半视角ω设为33.6，并且满足条件表达式（6）中定义的条件。

图18是图示示例5中的球面像差（色差像差）、像散像差和畸变的像差图。分别地，图18中的（A）代表球面像差（色差像差），图18中的（B）代表像散像差，并且图18中的（C）代表畸变。

如从图18所见，根据示例3，极好地校正了球面的像差、像散和畸变，并且可以获得包括在成像性能上极好的光学单元的成像镜头。

<6.第六实施例>

在玻璃基底210的上下形成多个复制透镜以形成第一组220（110）。也类似地构造第二组230（120）。

接下来，切下各个透镜组。

此外，由单个玻璃材料制造的透镜形成第三组240（130），并且第一组220和第二组230的切块粘合到第三组240以装配镜头。

根据上面详细描述的实施例的光学单元可以基本上形成有以下特性。

如上所述，条件表达式（1）到（11）对于第一到第四实施例（示例1到4）是共同的，并且根据需要适当采用以实现更加优选的成像性能和紧凑的光学系统，其适于个别成像元件或成像装置。

如上所述，实施例的光学单元基本由第一透镜组110、第二透镜组120和第三透镜组130构造。

第一透镜组具有在玻璃基底上下的复制透镜，并且包括以从物侧到像平面侧顺序安排的第一透镜元件、第一透明基底和第二透镜元件。

由Schott制造的等价于BK7的玻璃板用于透明基底从而以低成本制造，并且在玻璃基底上加工诸如铬膜的遮光部件以形成光阑。

因此，不像普通模制产品或薄板的厚度，该厚度处于几乎可忽略的级别，并且因此不存在由厚度导致的重影或耀斑并且在角部不存在渐晕。此外，IR截止滤光片也附加到玻璃基底上。

结果，通常放置在透镜元件和成像元件之间的IR截止滤光片变得不必要。因此，可能缩短后焦点，因此光学设计的自由度增加，并且可能设计有更好的光学特性。

此外，因为两个部分附加到玻璃基底，所以可能制造具有少量部分的便宜的和高度可靠的器件。

此外，不同透镜材料可以用于第一和第二透镜元件，并且可能制造在光学特性上比传统三组透镜元件更好的光学元件。

此外，如果在玻璃基底上形成第一透镜元件以使得光阑在第一透镜元件下，则比如果由现有玻璃模制透镜或塑料模制透镜构造，可能使得有效光学系统的最外面部分更薄。

同样从这点看，可能改进光学特性。

此外，还可能进一步使得第一透镜元件为双合透镜，进一步减小色差像差，并且进一步增加分辨率。

第二透镜组具有没有很大弯曲的特性。

这特别是因为第一透镜组和第三透镜组极大地有助于像差校正，并且因此变得不需要弯曲第二透镜组。

此外，还可能使用利用玻璃基底的HYBRID类型，并且同样在此，如果弯曲小，那么可以使得透镜的厚度薄，这便于制造并且因此成为优点。

第三透镜组具有大的负折射力和大的入射面，并且向物侧弯曲。曲率的中心接近光阑，因此极好地校正像散像差和彗形像差。

当一组视为单元时，折射力安排采用正、正和负的配置，并且极好地校正像差，并且可以缩短光程长度。

因此，第一透镜组是以混合（HYBRID）方法的透镜，并且因此第一元件和第二元件可以由不同材料构造，并且可能仅用第一透镜组移除色差像差。

接下来，可能构造正折射力第二透镜组和负折射力第三透镜组，它们都由阿贝数接近30的玻璃材料制造。

此外，不同于传统示例，第三透镜组没有极大地偏离球形，即使使得其明亮，也存在较少的由于图像高度的像差改变，并且可能使得其为更明亮的透镜。

本发明实施例的主要目的是提供一种光学单元，其适宜具有高分辨率的特别明亮、小和定焦（FF）镜头。

公知的是传统三组/三元件镜头具有深景深并且适宜FF镜头。

然而，如果Fno减小，则MTF突然劣化，并且大概Fno 2.4是极限。考虑采用四组/四元件镜头以便进一步改进光学特性；然而，四组/四元件镜头具有浅景深，并且难以采用一个四组/四元件镜头用于FF镜头。

在实施例中，可能克服这些问题。Fno可以减小到2.1或更低，同时具有类似于三组/三元件镜头的深景深，并且可以确保高MTF，并且自然可以用于暗镜头。

所有这三组可以以混合（HYBRID）方法由透镜构造，或者可以以混合（HYBRID）方法和铸造（CASTING）方法的混合以晶片形式制造。

更确切地说在本实施例中，第一透镜组以晶片形式制造、切块并且随后与第二和第三透镜组装配。

另外，可能采用诸如第一和第二透镜组以晶片形式制造、切块并且随后与第三透镜组装配的方法的原理作为有效的装配方法。

这是因为在使用三组配置的高像素数相机模块的情况下，即使以晶片形式同时制造多个模块，在各个模块的散焦中也存在大的变化，并且它们通过在切块后与成像元件装配结束；因此，几乎没有必要以晶片形式完成最终形式。

除此外，为了增加第一透镜组的产量，第一组以晶片形式制造，并且在切块后装配，并且制造具有大量SAG的每个第三透镜组作为模制（Mold）透镜，以便降低制造中的困难度并且优化整体，并且可能减少成本。

可组合的配置的概要在下面列出：

混合+（模制或铸造）+（模制或铸造）

混合+混合（模制或铸造）

混合+混合+混合

混合+（模制或铸造）+混合

（这里，模制透镜可以是复制透镜。）

（此外，混合在此可以包括双合透镜结构透镜。）

根据上述实施例，可能获得以下效果。

根据实施例，存在以混合（HYBRID）方法的晶片光学元件和由通过普通模制制造方法制造的透镜构造的光学单元两者的优点。

光阑可以附加到第一透镜组的玻璃基底，并且可以减少各部分的数目，这实现成本降低。此外，因为不同于外部部分，光阑部分不厚，所以不导致重影，并且在角部没有渐晕，因此光学特性改进。

可以使得第一透镜组的边缘的厚度薄。可以改进光学特性。

IR截止滤光片也可以附加到第一透镜组的玻璃基底，并且因此可以减少各部分的数目，这实现成本降低。此外，因为不需要外部IR截止滤光片，所以可以缩短后焦点，并且镜头设计的自由度增加。因此，可能制造在光学特性上更优良的单元。

因为以混合（HYBRID）方法的晶片光学元件用于第一透镜组，所以可能使用具有不同阿贝数的材料用于后面和前面侧。

因为透镜没有极大地偏离球形，所以可能具有在明亮侧的Fno。

第三透镜组的入射面的曲率接近光阑，并且因此极好地校正像散像差和彗形像差。此外，表面形状没有波动。即使这使得镜头明亮，也存在很少由于图像高度的像差的改变，并且可能具有在明亮侧的Fno。

第三透镜组的出射面相对于像平面基本具有凸形。因此，即使像平面（成像器）的反射反射在该表面上，也不形成图像，并且不出现重影。

此外，入射在成像器上的光的入射角在周界上不增加，并且保持相机的令人满意的特性。

第二透镜组的弯曲没有急剧弯曲；因此，可能精确地添加AR涂层，并且不出现重影的成因。

此外，可以使用玻璃模制。可能停止温度特性。

在各组的单元中，折射力配置是正、正和负，并且在第一透镜组中，具有正折射力和大阿贝数的第一元件以及具有负折射力和小阿贝数的第二元件执行颜色校正。可能构造正折射力第二透镜组和负折射力第三透镜组，它们都使用阿贝数基本相同的玻璃材料，以便避免色差像差。此外，最后是负折射力透镜系统，并且可以缩短光程长度。

因为可以由模制透镜构造极大地有助于投射区的第三透镜组，所以可能形成投射形状为圆形，切块后模块的区域小。

此外，在此情况下，可能通过放置在螺旋镜筒中利用普通设备调焦，并且可能以普通的低成本制造工艺制造。

如果之后装配第三透镜组，那么可能将第一透镜组紧密地埋入晶片中，并且增加产量。结果，可能总体上减少成本。

存在优点是亮度高于三组配置的亮度，并且景深比四组配置的景深更深。

在具有相等Fno的情况下，景深等于或大于三组/三元件的景深，并且可以缩短总光程。

结果，可能以低成本制造小的、明亮的和成像性能极好的、以及具有深景深的透镜元件。特别地，因为该透镜元件适宜于定焦光学系统，并且在没有致动器的情况下具有深景深，所以还适于诸如移动电话和车载的要求高度可靠的产品，并且可能用在各种领域。

此外，有用的是使得入射侧的第一透镜为双合透镜以便具有高性能；因此，可能构造进一步减少色差像差的光学系统，并且可能利用普通光学系统实现对应于四元件配置的高亮度和分辨率。

具有上述特性的成像镜头100、100A、100B、100C和100D可以应用为用于使用诸如CCD或CMOS传感器的成像元件的数字相机（特别是安装在诸如移动电话的小电子设备上的相机）的镜头。

<7.第七实施例>

图20是图示其中采用包括根据实施例的光学单元的成像镜头的成像装置的配置示例的框图。

如图20所示，成像装置300包括根据实施例的光学系统310，成像镜头100、100A、100B、100C和100D应用到该光学系统310，并且CCD或CMOS图像传感器（固态成像器件）可以应用于成像器件320。

光学系统310将入射光引导到包括成像器件320的像素区的成像平面，以形成被摄体的图像。

成像装置300还包括驱动成像器件320的驱动电路（DRV）330，以及处理成像器件320的输出信号的信号处理电路（PRC）340。

驱动电路330包括生成用于驱动成像器件320中电路的各种时序信号的时序发生器（未示出），各种时序信号包括开始脉冲和时钟脉冲，并且驱动电路330利用预定时序信号驱动成像器件320。

此外，信号处理电路340对成像器件320的输出信号执行预定信号处理。

由信号处理电路340处理的图像信号记录在例如存储器的记录介质中。记录介质中记录的图像信号由打印机等硬拷贝。此外，由信号处理电路340处理的图像信号在包括液晶显示器的监视器上示出为运动图像。

如上所述，在诸如数字相机的成像装置中，安装成像镜头100、100A、100B、100C和100D作为光学系统310，因此，可能实现低功率和高精度相机。

参考标号列表

100、100A到100D成像镜头

110、110A到110D第一透镜组

120、120A到120D第二透镜组

130、130A到130D第三透镜组

300成像装置

310光学系统

320成像器件

330驱动电路（DRV）

340信号处理电路（PRC）

Claims

1.一种光学单元，包括以从物侧到像平面侧顺序安排的：

第一透镜组；

第二透镜组；以及

第三透镜组，

其中第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜元件，

第一透明体，以及

第二透镜元件。

2.如权利要求1所述的光学单元，其中第二透镜组的弯曲因子qL2满足以下条件表达式：

-10≤qL2≤-0.4 (1)

qL2=(RL2S2+RL2S1)/(RL2S2–RL2S1)

其中

RL2S1是第二透镜组的输入侧表面S1的曲率半径，并且

RL2S2是第二透镜组的出射侧表面S2的曲率半径。

3.如权利要求1和2的任一所述的光学单元，其中第三透镜组的傍轴量满足以下条件表达式，并且表面形状包括凹形：

-3≤RL3S1/f≤-0.2 (2)

其中

RL3S1是第三透镜组的入射侧表面S1的曲率半径，并且

f是透镜系统的焦距。

4.如权利要求1到3的任一所述的光学单元，其中第三透镜组的透镜的厚度朝向周界单调增加。

5.如权利要求1到4的任一所述的光学单元，其中至少第三透镜组通过个别地或者以晶片形式模制并且随后切块以装配来形成。

6.如权利要求1到5的任一所述的光学单元，其中

以混合方法由透镜形成第一透镜组，包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜元件，

第一透明体，以及

第二透镜元件，以及

通过铸造或模制由透镜形成的第二和第三透镜组，其中整体地模制透镜的玻璃材料。

7.如权利要求1到5的任一所述的光学单元，其中

第一透镜元件，

第一透明体，以及

第二透镜元件，

以混合方法由透镜形成第二透镜组，包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第三透镜元件，

第二透明体，以及

第四透镜元件，以及

通过铸造或模制由透镜形成的第三透镜组，其中整体地模制透镜的玻璃材料。

8.如权利要求1到5的任一所述的光学单元，其中

第一透镜元件，

第一透明体，以及

第二透镜元件，

第三透镜元件，

第二透明体，以及

第四透镜元件，以及

以混合方法由透镜形成第三透镜组，包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第五透镜元件，

第三透明体，以及

第六透镜元件。

9.如权利要求1到8的任一所述的光学单元，其中第一透镜组的焦距fg1、第二透镜组的焦距fg2、以及第三透镜组的焦距fg3满足以下条件表达式：

0.5≤fg1/f≤1.5 (3)

0.5≤fg2/f≤50 (4)

-5≤fg3/f≤-0.3 (5)

其中f是总体焦距。

10.如权利要求1到9的任一所述的光学单元，其中视角满足以下条件表达式：

20≤ω≤40 (6)

其中ω是半视角。

11.如权利要求1到10的任一所述的光学单元，其中第一透镜元件的阿贝数vE1和第二透镜元件的阿贝数vE2满足以下条件表达式：

45≤vE1≤90 (7)

20≤vE2≤60 (8)

其中

vE1是第一透镜元件的阿贝数，并且

vE2是第二透镜元件的阿贝数。

12.如权利要求1到11的任一所述的光学单元，其中透镜系统的F数满足以下条件表达式：

1.0≤Fno≤3.0 (9)。

13.如权利要求1到12的任一所述的光学单元，其中透镜系统的光程TT满足以下条件表达式：

0.8≤TT/f≤1.5 (10)

其中f是总体焦距。

14.如权利要求1到13的任一所述的光学单元，其中透镜系统的后焦点BF满足以下条件表达式：

0.01≤BF≤0.6 (11)。

15.如权利要求1到14的任一所述的光学单元，其中第一透镜元件和第二透镜元件形成双合透镜。

16.如权利要求15所述的光学单元，其中第一透镜元件具有双凸形，并且第二透镜元件具有平凹形，各元件形成双合。

17.如权利要求16所述的光学单元，其中第一透镜元件的阿贝数大于第二透镜元件的阿贝数。

18.一种成像装置，包括：

成像元件；以及

用于在成像元件中形成被摄体的图像的光学单元，其中

光学单元包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜组，

第二透镜组，以及

第三透镜组，以及

第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜元件，

第一透明体，以及

第二透镜元件。

19.一种成像装置，包括：

成像元件；以及

用于在成像元件中形成被摄体的图像的光学单元，其中

光学单元包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜组，

第二透镜组，以及

第三透镜组，

第一透镜组包括以从物侧到像平面侧顺序安排的，

第一透镜元件，

透明体，以及

第二透镜元件，并且

第一透镜元件和第二透镜元件形成双合透镜。