公開(kāi)了一種光學(xué)單元，其可以用于實(shí)現(xiàn)小的、明亮的鏡頭設(shè)備，其具有高M(jìn)TF并且適宜定焦相機(jī)，同時(shí)仍展現(xiàn)三組配置的大DOF優(yōu)點(diǎn)。還公開(kāi)了一種成像裝置。公開(kāi)的光學(xué)單元（100）具有以從物側(cè)到像側(cè)順序安排的第一透鏡組（110）、第二透鏡組（120）以及第三透鏡組（130）。第一透鏡組（110）包括以從物側(cè)到像側(cè)順序安排的第一透鏡元件（111）、第一透明體（112）以及第二透鏡元件（113）。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及應(yīng)用于成像設(shè)備的光學(xué)單元和成像裝置。
技術(shù)介紹
對(duì)于安裝在近年來(lái)的移動(dòng)電話、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等上的成像設(shè)備，強(qiáng)烈要求高分辨率、低成本和小型化。諸如CXD (電荷耦合器件)或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)的圖像傳感器的成像元件的單元間距已經(jīng)顯著變窄，并且對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)需要抑制光學(xué)像差(特別地，比普通光學(xué)系統(tǒng)更多地抑制軸向色差像差)的高成像性能。此外，為了成本需求，已知用于以晶片(wafer)形式形成透鏡以降低成本的技術(shù)。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的技術(shù)已知為它們的代表示例。在此的公開(kāi)稱(chēng)為混合(HYBRID)方法。在混合方法中，通過(guò)在晶片形玻璃板上形成多個(gè)透鏡，同時(shí)制造多個(gè)相機(jī)模塊，并且成像元件晶片和透鏡元件以晶片形式粘合，并且隨后切塊。此外，例如，已知在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的技術(shù)為用于在移動(dòng)電話、PC等上安裝的成像設(shè)備的通用成像鏡頭。引用列表專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :US2006/0044450A1專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2008-134411專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2007-1219079
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的問(wèn)題混合方法的優(yōu)點(diǎn)是可以在玻璃晶片上形成IR截止濾光片和光闌，因此與之前不同，這些分開(kāi)的部分是不需要的，并且可以同時(shí)制造多個(gè)成品；因此，每個(gè)產(chǎn)品的裝配工時(shí)的數(shù)量小，并且可能降低成本。在前一情況下，還存在的優(yōu)點(diǎn)是不需要分開(kāi)的IR截止濾光片，并且因此透鏡的后焦距可以短。因此，具有高自由度的光學(xué)設(shè)計(jì)是可能的。關(guān)于CIF、VGA等，成像區(qū)域小，并且因此以晶片形式形成的多個(gè)透鏡元件的焦點(diǎn)的變化不會(huì)成為大問(wèn)題。因此，這是有利的。然而，混合方法的缺點(diǎn)在于成像區(qū)域隨著分辨率增加而擴(kuò)張到高達(dá)3M像素或更大，并且因此透鏡元件的焦點(diǎn)的變化變大。結(jié)果，如果成像元件和透鏡元件以晶片形式粘合，散焦的缺陷頻繁出現(xiàn)，并且因此變得不能實(shí)現(xiàn)以低成本制造的最初目的。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的透鏡的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)具有三元件配置和大量使用非球面獲得高成像性能，并且通過(guò)放置在螺旋桶等中易于調(diào)焦，因?yàn)橥哥R投影形狀是圓形。然而，存在缺點(diǎn)在于透鏡需要IR截止濾光片作為分開(kāi)的部分，并且各部分的數(shù)目大，因?yàn)楣怅@等是分開(kāi)的部分。已知色差像差大并且存在對(duì)于性能的限制。因此，包括外殼的三組配置的小透鏡元件在此具有大大彎曲的第二透鏡，這導(dǎo)致諸如不能精確蒸發(fā)AR涂層的缺點(diǎn)，并且容易變?yōu)橹赜暗囊蛩亍４送猓ù饲闆r，第三透鏡極大地偏離球形，并且因此導(dǎo)致對(duì)于像差校正的限制，并且難以增加亮度到小于Fno 2. 4。此外，例如，已知專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的技術(shù)為四組配置的代表性示例。該配置目前在具有自動(dòng)對(duì)焦(AF)的相機(jī)模塊中非常廣泛地采用；然而，其景深淺并且不適于定焦(FF)光學(xué)單元。 圖I是圖示當(dāng)用當(dāng)前的三組/三元件透鏡設(shè)計(jì)用于1/4尺寸的透鏡單元時(shí)，典型的MTF特性的視圖。圖2是圖示當(dāng)用當(dāng)前的四組/四元件透鏡設(shè)計(jì)用于1/4尺寸的透鏡單元時(shí)，典型的MTF特性的視圖。如在此所示，前者在峰值具有低MTF。然而，對(duì)焦特性非常柔和，并且在MTF變?yōu)镺的情況下對(duì)焦范圍寬達(dá)100 μ m。另一方面，后者在峰值具有高M(jìn)TF。然而，對(duì)焦特性非常陡峭，并且在MTF變?yōu)镺的情況下對(duì)焦范圍僅為50 μ m。前者對(duì)于FF模塊是最佳的，而后者對(duì)于AF模塊是最佳的。當(dāng)前光學(xué)系統(tǒng)的問(wèn)題在于如果三組改變?yōu)樗慕M以提高光學(xué)特性，則景深變淺，并且因此變得不適于FF。因此，此時(shí)不存在對(duì)于MTF高的FF最佳的光學(xué)解決方案，最佳的光學(xué)解決方案是明亮的并且其景深深。本專(zhuān)利技術(shù)提供一種光學(xué)單元和成像裝置，其可以實(shí)現(xiàn)這樣的透鏡元件，該透鏡元件具有高M(jìn)TF、小、明亮并且對(duì)于定焦相機(jī)最佳，同時(shí)具有景深深的三組配置的優(yōu)點(diǎn)。問(wèn)題的解決方案根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)第一方面的光學(xué)單元包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R組；第二透鏡組；以及第三透鏡組，其中第一透鏡組包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R元件、第一透明體以及第二透鏡元件。優(yōu)選地，第一透鏡元件和第二透鏡元件形成雙合透鏡。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)第二方面的成像裝置，包括成像元件；以及用于在成像元件中形成被攝體的圖像的光學(xué)單元，其中光學(xué)單元包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R組、第二透鏡組以及第三透鏡組，并且第一透鏡組包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R元件、第一透明體以及第二透鏡元件。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)第三方面的成像裝置，包括成像元件；以及用于在成像元件中形成被攝體的圖像的光學(xué)單元，其中光學(xué)單元包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R組、第二透鏡組以及第三透鏡組，并且第一透鏡組包括以從物側(cè)到像平面?zhèn)软樞虬才诺牡谝煌哥R元件、第一透明體以及第二透鏡元件，并且第一透鏡元件和第二透鏡元件形成雙合透鏡。本專(zhuān)利技術(shù)的效果根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)，可能實(shí)現(xiàn)這樣的透鏡元件，其有高M(jìn)TF、小的、明亮的并且對(duì)于定焦相機(jī)最佳，同時(shí)具有景深深的三組配置的優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖I是圖示當(dāng)用當(dāng)前的三組/三元件透鏡設(shè)計(jì)用于1/4尺寸的透鏡單元時(shí)，典型的MTF特性的視圖。圖2是圖示當(dāng)用當(dāng)前的四組/四元件透鏡設(shè)計(jì)用于1/4尺寸的透鏡單元時(shí)，典型的MTF特性的視圖。圖3是圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第一實(shí)施例的成像鏡頭的配置示例的視圖。·圖4是圖示分配給構(gòu)成根據(jù)第一實(shí)施例的成像鏡頭的成像單元的構(gòu)成透鏡組的透鏡、基片和玻璃蓋片的表面號(hào)的視圖。圖5是圖示示例I中的球面像差、像散像差和畸變的像差圖。圖6是圖示示例I的從軸上到70%的圖像高度、在801ps/mm觀看的MTF的散焦特性的視圖。圖7是圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第二實(shí)施例的成像鏡頭的配置示例的視圖。圖8是圖示分配給構(gòu)成根據(jù)第二實(shí)施例的成像鏡頭的成像單元的構(gòu)成透鏡組的透鏡、基片和玻璃蓋片的表面號(hào)的視圖。圖9是圖示示例2中的球面像差、像散像差和畸變的像差圖。圖10是圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第三實(shí)施例的成像鏡頭的配置示例的視圖。圖11是圖示分配給構(gòu)成根據(jù)第三實(shí)施例的成像鏡頭的成像單元的構(gòu)成透鏡組的透鏡、基片和玻璃蓋片的表面號(hào)的視圖。圖12是圖示示例3中的球面像差、像散像差和畸變的像差圖。圖13是圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第四實(shí)施例的成像鏡頭的配置示例的視圖。圖14是圖示示例4中的球面像差、像散像差和畸變的像差圖。圖15是圖示示例4的從軸上到70%的圖像高度、在801ps/mm觀看的MTF的散焦特性的視圖。圖16是圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第五實(shí)施例的成像鏡頭的配置示例的視圖。圖17是圖示分配給構(gòu)成根據(jù)第五實(shí)施例的成像鏡頭的成像單元的構(gòu)成透鏡組的透鏡、基片和玻璃蓋片的表面號(hào)的視圖。圖18是圖示示例5中的球面像差、像散像差和畸變的像差圖。圖19是概念性圖示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的第六實(shí)施例的晶片級(jí)光學(xué)元件的視圖。圖20是圖示其中采用根據(jù)實(shí)施例的成像鏡頭的成像裝置的配置示例的框圖。具體實(shí)施例方式下文中，在將本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例與附圖結(jié)合的同時(shí)給出本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的描述。將按以下順序給出描述I.第一實(shí)施例(采用光學(xué)單元的成像鏡頭的第一配置示例)，2.第二實(shí)施例(采用光學(xué)單元的成像鏡頭的第二配置示例)，3.第三實(shí)施例(采用光學(xué)單元的成像鏡頭的第三配置示例)，4.第四實(shí)施例(采用光學(xué)單元的成像鏡頭的第四配置示例)，5.第五實(shí)施例(采用光學(xué)單元的成像鏡頭的第五配置示例)，6.第六實(shí)施例(晶片光學(xué)兀件的概念)7.第七實(shí)施例(成像裝置的配置示例)〈I.第一實(shí)施例&g本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬場(chǎng)友彥，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：索尼公司，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：
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