專利名稱：4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡、照相機模組及攝像裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種，在CCD (Charge Coupled Device)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元件上成像被攝體 的光學像的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡、及將由該4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡形成的光 學像轉(zhuǎn)換成攝像信號的照相機模組、以及裝載該4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡進行攝 影的數(shù)碼靜止照相機或帶攝像頭的移動電話機及個人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistance)等攝像裝置。
背景技術：
近幾年，隨著個人電腦在一般家庭等的普及，可將攝影的風景或人物像等 圖像信息輸入到個人電腦的數(shù)碼靜止相機在迅速普及。而且，在移動電話機上 裝載圖像輸入用照相機模組的現(xiàn)象也多起來。在具有這種攝像功能的設備上使 用CCD或CMOS等攝像元件。近幾年，該些攝像元件的緊湊化發(fā)展，對攝像設 備整體及其所裝載的攝像透鏡也要求緊湊性。而且，同時攝像元件的高像素化 也在發(fā)展，要求攝像透鏡的高解像、高性能化。
對這種要求，可考慮例如，為了謀求緊湊化(光軸方向的縮短化)及廉價 化、高解像化，將透鏡片數(shù)設為4片結(jié)構(gòu)，為了謀求高性能化，積極使用非球 面的方案。在專利文獻1至4公開有以這種4片結(jié)構(gòu)且使用非球面的攝像透
鏡o
專利文獻1專利公開2004-302057號公報專利文獻2專利公開2007-17984號公報專利文獻3專利公開2002-228922號公報專利文獻4美國專利第6， 917， 479號說明書
在如上述攝像設備中，要求邊考慮批量生產(chǎn)并將光學性能的惡化限制為最 小限，邊將照相機模組整體的光軸方向的長度(高度)弄小。然而，若將透鏡后焦距(從透鏡的最像側(cè)的位置到像面的距離)單純地設為過小，則一般難以 滿足光線的射出角度的規(guī)格或在最終透鏡面的劃痕、異物等外觀上的規(guī)格。而
且，若將透鏡系統(tǒng)的厚度DL (DL:透鏡全厚度二從最物體側(cè)的透鏡面的頂點到 最像側(cè)透鏡面的頂點的距離)單純地設為過小，則有必要將各透鏡要素的中心 厚度D設為過小，或使非球面的效果過強，產(chǎn)生由透鏡形狀在成型時發(fā)生內(nèi)部 歪曲、軸偏移傾倒、由外觀規(guī)格要求的制造性的惡化。從而，在進行全長縮短 化的情況下，將透鏡后焦距、透鏡系統(tǒng)的厚度DL、各透鏡要素的中心厚度等設 小，并且在適當條件下平衡地組裝這些，在批量生產(chǎn)時維持良好的光學性能。
上述專利文獻1所述的攝像透鏡，由于光闌在第2透鏡的后側(cè)，因此，若 進行全長短縮化，則存在光線的射出角度容易變大的問題。另外，在專利文獻 2公開有各種種類的4片結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，但很難說對每個構(gòu)成例是非常適合 的設計。例如，關于焦距小的類型的實施例(表示4前后的值)，對于焦距的 全長之比大于1.25。其以外的實施例的透鏡大，可以認為沒有充分考慮到對小 型化的中心厚度等的制造性。而且，在專利文獻3及專利文獻4所示的攝像透 鏡，由于實施例的焦距、全長、及透鏡厚度皆大，因此，可以認為沒有充分考 慮到對近幾年攝像元件的小型化的中心厚度等的制造性。

實用新型內(nèi)容
本實用新型是借鑒于這種問題點而提出的，其目的在于，提供一種使用非 球面可全長短縮化的同時維持高成像性能，并且，可實現(xiàn)制造性的良好的透鏡 系統(tǒng)的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡、及裝載該4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡可得到高解像 的攝像信號的照相機模組、以及攝像裝置。
本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，具備物體側(cè)的面在光軸附近被設為 凸面的具有正的光焦度的第1透鏡；像側(cè)的面在光軸附近被設為凹面的具有負 的光焦度的第2透鏡；在光軸附近，具有負的光焦度的第3透鏡；兩面為非球 面形狀的同時，像側(cè)的面在光軸附近被設為凹形狀、在周邊部被設為凸形狀的 第4透鏡(L4)，且構(gòu)成為滿足以下條件
—1.5當f/f3當一0. 005 ...... (1)
0.07SD4/fS0. 3 ...... (2)
1.0^DM4/D7〇1.3 ...... (3)式中，
f :整體的焦距 f3:第3透鏡的焦距
D4:光軸上的第2透鏡和第3透鏡之間的間隔
DM4:第4透鏡的物體側(cè)的有效徑的范圍內(nèi)的最大的透鏡厚度 D7:第4透鏡的中心厚度。
在本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡中，作為整體為4片的透鏡構(gòu)成中，
有效使用非球面謀求各透鏡形狀的最佳化，而且，滿足規(guī)定的條件式而謀求透 鏡構(gòu)成的最佳化，因而，既考慮制造性，并且，在能得到全長的短縮化的同時 可獲得高成像性能。
并且，進一步通過適當選擇采用以下理想的構(gòu)成而滿足，考慮制造性并可 更加有利于全長的短縮化或成像性能。
在本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡中，優(yōu)選適當選擇性地滿足以下條
件
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式中，
v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。
在本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，在光軸上將光闌配置于比第1透 鏡的物體側(cè)面的外緣位置更靠物體側(cè)。
在此情況，優(yōu)選第3透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凹形狀的同時，像側(cè) 的面為凸形狀，第4透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凸形狀的同時，像側(cè)的面 為凹形狀。
本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，還可以將光闌配置得比第1透鏡更 靠像側(cè)。需要說明的是，在此所說的「比第1透鏡更靠像側(cè)」是指，在光軸 上，比第1透鏡的物體側(cè)的面的外緣位置或像側(cè)的面的外緣位置更靠像側(cè)的位置。
在此情況下，優(yōu)選第3透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凹形狀，第4透鏡 在光軸附近，物體側(cè)的面為凸形狀的同時，像側(cè)的面為凹形狀。
根據(jù)本實用新型的照相機模組具備本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透 鏡、和輸出按照由此4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡形成的光學像的攝像信號的攝像元件。
在根據(jù)本實用新型的照相機模組中，根據(jù)通過本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型 攝像透鏡的高解像的光學像可獲得高解像的攝像信號。而且，由于根據(jù)本實用
新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的全長已被短縮化，所以，作為與4片結(jié)構(gòu)小型
攝像透鏡組合的照相機模組整體可謀求小型化。
根據(jù)本實用新型的攝像裝置具備根據(jù)本實用新型的照相機模組。 在根據(jù)本實用新型的攝像裝置中，根據(jù)通過本實用新型的照相機模組獲得
的高解像的光學像可獲得高解像的攝像信號，根據(jù)其攝像信號可獲得高解像的
攝影圖像。
根據(jù)本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，在整體為4片透鏡構(gòu)成中，有效 地使用非球面謀求各透鏡形狀的最佳化，而且，滿足規(guī)定的條件來謀求透鏡構(gòu) 成的最佳化，所以，全長短縮化的同時維持高成像性能，并可實現(xiàn)制造適當?shù)?良好的透鏡系統(tǒng)。
另外，根據(jù)本實用新型的照相機模組，輸出按照通過全長短縮化的同時具 有高成像性能的上述本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡形成的光學像的攝像 信號，所以，謀求作為模組整體的小型化的同時可獲得高解像的攝像信號。
另外，根據(jù)本實用新型的攝像裝置，因裝載了上述本實用新型的照相機模 組，所以，謀求攝像部分的小型化的同時，獲得高解像的攝像信號，根據(jù)其攝 像信號可獲得高解像的攝影圖像。


圖1是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 l構(gòu)成例，是對應于實施例l的透鏡剖面圖。
圖2是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 2構(gòu)成例，是對應于實施例2的透鏡剖面圖。
圖3是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 3構(gòu)成例，是對應于實施例3的透鏡剖面圖。
圖4是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 4構(gòu)成例，是對應于實施例4的透鏡剖面圖。圖5是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 5構(gòu)成例，是對應于實施例5的透鏡剖面圖。
圖6是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 6構(gòu)成例，是對應于實施例6的透鏡剖面圖。
圖7是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 7構(gòu)成例，是對應于實施例7的透鏡剖面圖。
圖8是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 8構(gòu)成例，是對應于實施例8的透鏡剖面圖。
圖9是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的第 9構(gòu)成例，是對應于實施例9的透鏡剖面圖。
圖10是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第10構(gòu)成例，是對應于實施例10的透鏡剖面圖。
圖11是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第11構(gòu)成例，是對應于實施例ll的透鏡剖面圖。
圖12是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第12構(gòu)成例，是對應于實施例12的透鏡剖面圖。
圖13是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第13構(gòu)成例，是對應于實施例13的透鏡剖面圖。
圖14是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第14構(gòu)成例，是對應于實施例14的透鏡剖面圖。
圖15是表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的 第15構(gòu)成例，是對應于實施例15的透鏡剖面圖。
圖16是表示本實用新型的實施例1所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖17是表示本實用新型的實施例2所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖18是表示本實用新型的實施例3所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖19是表示本實用新型的實施例4所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖20是表示本實用新型的實施例5所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖21是表示本實用新型的實施例6所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖22是表示本實用新型的實施例7所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖23是表示本實用新型的實施例8所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖24是表示本實用新型的實施例9所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖25是表示本實用新型的實施例10所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖26是表示本實用新型的實施例11所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖27是表示本實用新型的實施例12所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖28是表示本實用新型的實施例13所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖29是表示本實用新型的實施例14所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖30是表示本實用新型的實施例15所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的基 本透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖31是表示關于本實用新型的實施例1所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖32是表示關于本實用新型的實施例2所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖33是表示關于本實用新型的實施例3所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖34是表示關于本實用新型的實施例4所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。圖35是表示關于本實用新型的實施例5所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖36是表示關于本實用新型的實施例6所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖37是表示關于本實用新型的實施例7所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖38是表示關于本實用新型的實施例8所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖39是表示關于本實用新型的實施例9所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖40是表示關于本實用新型的實施例10所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖41是表示關于本實用新型的實施例11所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖42是表示關于本實用新型的實施例12所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖43是表示關于本實用新型的實施例13所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖44是表示關于本實用新型的實施例14所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖45是表示關于本實用新型的實施例15所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡 的非球面的數(shù)據(jù)的圖。
圖46是對各實施例總結(jié)表示關于條件式的值的圖。
圖47是表示本實用新型的實施例1所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖48是表示本實用新型的實施例2所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖49是表示本實用新型的實施例3所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖50是表示本實用新型的實施例4所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率色差。
圖51是表示本實用新型的實施例5所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率色差。
圖52是表示本實用新型的實施例6所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖53是表示本實用新型的實施例7所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖54是表示本實用新型的實施例8所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖55是表示本實用新型的實施例9所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差 的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍率 色差。
圖56是表示本實用新型的實施例10所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像 差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖57是表示本實用新型的實施例11所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像 差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖58是表示本實用新型的實施例12所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像 差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖59是表示本實用新型的實施例13所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖60是表示本實用新型的實施例14所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像 差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖61是表示本實用新型的實施例15所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡的諸像 差的像差圖，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸變、(D)表示倍
率色差。
圖62是表示本實用新型的一實施方式所涉及的照相機模組的一構(gòu)成例的立 體圖。
圖63是表示本實用新型的一實施方式所涉及的攝像裝置的一構(gòu)成例的立體圖。
圖中L1-第1透鏡，L2-第2透鏡，L3-第3透鏡，L4-第4透鏡，St-孔徑光 闌，Ri-從物體側(cè)第i號透鏡面的曲率半徑，Di-從物體側(cè)第i號和第i+l號透鏡 面的面間隔，Z1-光軸。
具體實施方式
以下，參照附圖詳細說明本實用新型的實施方式。
圖1表示本實用新型的一實施方式所涉及的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡(以下 只稱為「攝像透鏡」)的第1構(gòu)成例。此構(gòu)成例對應于后述的第1數(shù)值實施例 (圖16，圖31)的透鏡構(gòu)成。同樣，將對應于后述的第2至第15數(shù)值實施例 (圖17 圖30及圖32 圖45)的透鏡構(gòu)成的第2至第15構(gòu)成例的剖面構(gòu)成 示于圖2 圖15。在圖1 圖15中，符號Ri表示，以最靠物體側(cè)的透鏡要素 的面為第1號而隨著朝向像側(cè)(成像側(cè))依次增加的方式附上符號的第i號面 的曲率半徑。符號Di表示第i號面和第i+l號面的光軸Zl上的面間隔。另 外，由于各構(gòu)成例的基本構(gòu)成皆相同，因此，在以下以圖1所示的攝像透鏡的 構(gòu)成例作為基本進行說明，根據(jù)需要對圖2 圖15的構(gòu)成例也進行說明。
本實施方式所涉及的攝像透鏡適于在使用CCD或CMOS等攝像元件的各種 攝像設備尤其是比較小型的便攜式終端設備例如數(shù)碼靜止照相機、帶攝像頭的 移動電話機、及PDA等中使用。此攝像透鏡，沿著光軸Zl從物體側(cè)起依次具備第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、和第4透鏡L4。在此攝像透鏡 的成像面(攝像面)Simg配置CCD等攝像元件(未圖示)。在第4透鏡L4和 成像面(攝像面)Simg之間配置用于保護攝像面的玻璃罩，紅外線截止濾光片 或低通濾波器等光學部件CG也可。
此攝像透鏡還具有光闌St。光闌St為光學性孔徑光闌，優(yōu)選為配置于最 靠物體側(cè)的所謂的「前側(cè)光闌」。此處，「最靠物體側(cè)」意味著在光軸上比第 1透鏡Ll的物體側(cè)的面的外緣位置E (參照圖1)更靠物體側(cè)，例如，還意味 著包括在光軸上配置于第1透鏡Ll中的物體側(cè)的面頂點位置和第1透鏡Ll中 的物體側(cè)的面的外緣位置E之間的情況。
但是，也可為將光闌St配置在比第1透鏡Ll更靠像側(cè)的所謂的「中光 闌」。例如，如第12 14的構(gòu)成例(圖12 圖14)，也可配置在第1透鏡L1 和第2透鏡L2之間。在此所說的「第1透鏡Ll和第2透鏡L2之間」是指， 在光軸上第1透鏡Ll的物體側(cè)的面的外緣位置或像側(cè)的面的外緣位置與第2 透鏡L2物體側(cè)的面的外緣位置之間。當然，也意味著包括在光軸上在第1透 鏡Ll的像側(cè)的面頂點位置附近配置光闌St的情況和在第2透鏡L2的物體側(cè) 的面頂點位置附近配置光闌St的情況。
此攝像透鏡，第4透鏡L4的兩面被設為非球面形狀。對于第1透鏡Ll、 第2透鏡L2、及第3透鏡L3，各自也優(yōu)選在至少l面包含有非球面。
第1透鏡Ll具有正的光焦度。第1透鏡Ll，物體側(cè)的面在光軸附近設為 凸面。第1透鏡L1，優(yōu)選像側(cè)的面在光軸附近設為凸形狀，在光軸附近為兩凸 形狀。但是，如第11 13的構(gòu)成例(圖11 圖13)，也可在光軸附近將像側(cè) 的面設為凹形狀，在光軸附近將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形透鏡。
第2透鏡L2具有負的光焦度。第2透鏡L2，像側(cè)的面在光軸附近設為凹 面。第2透鏡L2優(yōu)選是物體側(cè)的面在光軸附近設為凸形狀而在光軸附近將凸 面朝向物體側(cè)的負的彎月形透鏡。
第3透鏡L3在光軸附近具有負的光焦度。第3透鏡L3優(yōu)選在光軸附近為 彎月形狀。但是，如第12構(gòu)成例(圖12)，也可為雙凹形狀。在第1構(gòu)成例 (圖l)中，第3透鏡L3被形成為在光軸附近物體側(cè)的面為凸面的同時像側(cè)的 面為凹面的彎月形狀。在第2 第11及第13 第15的構(gòu)成例(圖2 圖11及圖13 圖15)中，第3透鏡L3被形成為在光軸附近物體側(cè)的面為凹面的同時 像側(cè)的面為凸面的彎月形狀。
就第4透鏡L4而言，作為優(yōu)選，其像側(cè)的面被形成為在光軸附近朝像側(cè) 為凹形狀而在周邊部朝像側(cè)為凸形狀的非球面。第4透鏡L4優(yōu)選為例如物體 側(cè)的面在光軸附近為凸面的同時像側(cè)的面為凹面的彎月形狀。在圖1的第1構(gòu) 成例中，第4透鏡L4設為雙凹形狀，但在其他構(gòu)成例中設為彎月形狀。
就第4透鏡L4而言，優(yōu)選按照其他透鏡要素的構(gòu)成而在光軸附近適當選 擇正或負的光焦度。例如，在此攝像透鏡，光闌位置為中光闌時，若將第4透 鏡L4的近軸光焦度設為正，則有利于全長的縮短化。另外，若將第4透鏡L4 的近軸光焦度設為正、將第1透鏡Ll的形狀設為彎月形狀，則有利于全長的 縮短化并且易補正球差或場曲。
此攝像透鏡，滿足以下條件式(1) (3)。
-1.5^f/f3S-0. 005 ...... (1)
0.07SD4/fS0. 3 ...... (2)
1.0當DM4/D7^1. 3 ...... (3)
此處，
f :整體的焦距，
f3:第3透鏡L3的焦距，
D4:光軸上的第2透鏡L2和第3透鏡L3之間的間隔，
匿4:第4透鏡L4的物體側(cè)的有效徑的范圍內(nèi)的最大的透鏡厚度，
D7:第4透鏡L4的中心厚度。
需要說明的是，更具體而言，DM4是指平行于光軸Z1方向的最大透鏡的厚 度。透鏡前面的有效徑小于后面時，計算最大透鏡厚度的距光軸Z1的距離(高 度)的范圍就為透鏡前面的有效徑的范圍內(nèi)。
而且，優(yōu)選適當選擇性地滿足以下條件式。
v3芻40 ...... (4)
此處，
v3:第3透鏡L3的阿貝數(shù) 而且，優(yōu)選選擇性地滿足以下條件式。 1.0^|R7/R8|〇3. 0 ...... (5)1.3Sf/fH8 ...... (6)
vl謂 ......(7)
0. l麵/f m 15 ...... (8)
此處，
R7:第4透鏡L4的物體側(cè)的面的近軸曲率半徑， R8:第4透鏡L4的像側(cè)的面的近軸曲率半徑， f :整體的焦距， fl-第1透鏡L1的焦距， vl:第1透鏡L1的阿貝數(shù)， D5:第3透鏡L3的中心厚度。
圖62是表示組裝本實施方式所涉及的攝像透鏡的照相機模組的一構(gòu)成例。 而且，圖63 (A) 、 (B)表示帶攝像頭的移動電話機作為裝載圖62的照相機模
組的攝像裝置的一例。
圖63 (A) 、 (B)所示的帶攝像頭的移動電話機具備上部筐體2A和下部筐 體2B，兩者沿圖63 (A)的箭頭方向旋轉(zhuǎn)自如地構(gòu)成。在下部筐體2B設有操作 鍵21等。在上部筐體2A設有照相機部1 (圖63 (B))及顯示部22 (圖63 (A))等。顯示部22由LCD (液晶面板)或EL (Electro-Luminescence)面板 等顯示面板而構(gòu)成。顯示部22配置于在折疊時成為內(nèi)面的一側(cè)。在此顯示部 22，除了顯示有關電話功能的各種菜單以外還可顯示由照相機部l攝影的圖像 等。照相機部1被配置于例如上部筐體2A的內(nèi)面?zhèn)?。但是，設置照相機部l的位 置不限于此。
照相機l具有本實施方式所涉及的照相機模組。此照相機模組，如圖62所 示，具備有收納攝像透鏡20的鏡筒3、支撐鏡筒3的支撐基板4、和在支撐基板4 上設于對應攝像透鏡20的成像面的位置的攝像元件(未圖示)。此照相機模組 還具備有與支撐基板4上的攝像元件電連接的撓性基板5、和按照不僅與撓性基 板5電連接并且與帶攝像頭的移動電話機等的終端設備本體側(cè)的信號處理電路 連接的方式構(gòu)成的外部連接端子6。該些構(gòu)成要素被一體構(gòu)成。
在圖62所示的照相機模組中，由攝像透鏡20形成的光學像通過攝像元件轉(zhuǎn) 換成電的攝像信號，其攝像信號通過撓性基板5及外部連接端子6被輸出到攝像 裝置本體側(cè)的信號處理電路。此處，在此照相機模組中，作為攝像透鏡20使用本實施方式所涉及的攝像透鏡，所以，可獲得被充分補正像差的高解像的攝像 信號。在攝像裝置本體側(cè)，根據(jù)其攝像信號可生成高解像圖像。
另外，本實施方式所涉及的攝像裝置，不限于帶攝像頭的移動電話機，例
如為數(shù)碼靜止照相機或PDA等也可。
接著，更詳細說明如以上構(gòu)成的攝像透鏡的作用及效果、尤其關于條件式 的作用及效果。
在本實施方式所涉及的攝像透鏡中，在整體為4片的透鏡構(gòu)成中，有效地 使用非球面而謀求各透鏡形狀的最佳化，而且滿足規(guī)定的條件式謀求透鏡構(gòu)成 的最佳化，所以，既充分考慮制造性以使成本不變高，又能在全長的短縮化的 同時獲得高成像性能。
關于非球面形狀，尤其使第4透鏡L4在中心部和周邊部變化成不同的形 狀，而從像面中心部至周邊部可良好地補正場曲。在第4透鏡L4中，與第l透鏡 Ll、第2透鏡L2、及第3透鏡L3相比，光束在每視角被分離。因此，通過使最近 于攝像元件的最終透鏡面的第4透鏡L4的像側(cè)面在光軸附近朝像側(cè)成為凹形 狀，而在周邊部朝像側(cè)成為凸形狀，可適當補正每視角的像差，光束向攝像元 件的入射角度被控制為一定角度以下。從而，成像面全區(qū)域的光量不均得到減 輕，同時有利于場曲或歪曲像差等的補正。
通常，在攝像透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選焦闌性即向攝像元件的主光線的入射角度 相對光軸接近平行(在攝像面的入射角度相對攝像面的法線接近零)。為了確 保此焦闌性，光闌St優(yōu)選盡量配置于物體側(cè)。另一方面，若光闌St配置于從第 1透鏡L1的物體側(cè)的透鏡面進一步向物體側(cè)方向離開的位置，則其量(光闌St 和最靠物體側(cè)的透鏡面的距離)作為光程長被加算，因此，在整體構(gòu)成的緊湊 化方面不利。從而，通過在光軸Zl上將光闌St配置于與第l透鏡Ll的物體側(cè)透 鏡面的頂點位置相同的位置、或配置于第1透鏡L1的物體側(cè)的面頂點位置和像 側(cè)的面頂點位置之間，可謀求全長的短縮化，并可確保焦闌性。在更加重視焦 闌性的確保的情況下，在光軸上將光闌St配置于第l透鏡Ll的物體側(cè)的面頂點 位置和第1透鏡L1的物體側(cè)的面的外緣位置E (參照圖l)之間即可。
以下，對各條件式的具體意義進行說明。
條件式(1)涉及第3透鏡L3的焦距f3。在此攝像透鏡中，第3透鏡L3 在光軸附近具有負的光焦度，但關于第3透鏡L3通過滿足條件式(1)，在4片結(jié)構(gòu)的透鏡系統(tǒng)，不僅整體為緊湊化并且可達成高解像。另外，在此攝像透
鏡中，將第3透鏡L3及第4透鏡L4設為非球面形狀時，通過使其非球面形狀 在中心部和周邊部平穩(wěn)地變化，可使成型時的非球面形狀的轉(zhuǎn)印性能為良好。 通過滿足條件式(1)，可形成為有利于成型的構(gòu)成。當超過條件式(1)的下 限時，第3透鏡L3的負的光焦度變得過強，而主要不能良好地維持場曲及歪 曲。當超過上限時，第3透鏡L3的負的光焦度變得過小，將第3透鏡L3設為 非球面形狀時，在非球面形狀的中心部和周邊部而光軸方向的差變大，就不利 于成型。
條件式(2)涉及第2透鏡L2和第3透鏡L3的光軸上的間隔D4。當超過條 件式(2)的下限時，容易使光線的射出角度接近于平行于光軸Zl，就不易于 設計出可適當控制攝像元件面的入射角度的攝像透鏡。當超過其上限時，不能 適當?shù)乇３智虿罴盎鄄?，因此，難以使之明亮。
為了得到更良好的性能，條件式(2)的數(shù)值范圍優(yōu)選為
0. 25D4/fS0. 25 ...... (2')
條件式(3)涉及第4透鏡L4的形狀。通過滿足條件式(3),將第4透 鏡L4設為非球面形狀時，可使其非球面形狀在中心部和周邊部平穩(wěn)地變化， 可使成型時的非球面形狀的轉(zhuǎn)印性能為良好。
為了得到更良好的性能，條件式(3)的數(shù)值范圍優(yōu)選為-
1. 0^DM4/D7S1. 2 ...... (3')
條件式(4)涉及第3透鏡L3的材料，規(guī)定適當?shù)陌⒇悢?shù)的值。通過滿足條 件式(4)，容易良好地保持軸向色差及倍率色差。當超過條件式(4)的上限 時，尤其關于周邊的色像差而短波長側(cè)就過于偏負(under)，倍率色差惡 化，周邊的解像性能惡化。
條件式(5)涉及第4透鏡L4的近軸形狀。通過滿足條件式(5)，可良好 地保持場曲。當超過條件式(5)的下限時，子午像面成為偏負，畸變有成為 枕型(pincushion type)的傾向。當超過上限時，相對于子午像面而弧矢像 面就過于偏負。
為了得到更良好的性能，條件式(5)的數(shù)值范圍優(yōu)選為
1.0^iR7/R8|〇1.2 ...... (5')
條件式(6)涉及第l透鏡Ll的焦距fl。通過滿足條件式(6)，主要可良好地保持全長和球差之間的關系。當超過條件式(6)的下限時，有第1透鏡L1 的光焦度變得過強，球差就過于偏負的傾向。另外，有光線的射出角度變急促 的傾向。當超過上限時，有全長變長的傾向。
條件式(7)涉及第1透鏡L1的材料，對適當?shù)陌⒇悢?shù)的值進行規(guī)定。當超 過條件式(7)的下限時，因軸向色差變大，所以不優(yōu)選。
條件式(8)涉及第3透鏡L3的中心厚度D5。尤其在上述條件式(4)、 (5) 、 (7)的條件下，當超過條件式(8)的上限時，畸變成為桶型，另 外，場曲成為偏正。并且，關于倍率色差而短波長側(cè)就為偏負，難以良好地保 持在周邊像高的像差平衡。當超過下限時，第3透鏡L3的厚度整體變薄，易 受加工或成型上的制約。
如以上說明，根據(jù)本實施方式所涉及的攝像透鏡，可實現(xiàn)全長短縮化的同 時維持高成像性能、且制造適當?shù)牧己玫耐哥R系統(tǒng)。而且，根據(jù)本實施方式所 涉及的照相機模組，因使之輸出由全長短縮化的同時具有高成像性能的攝像透 鏡形成的光學像所對應的攝像信號，所以，可謀求作為模組整體的小型化的同 時，可獲得高解像的攝像信號。而且，根據(jù)本實施方式所涉及的攝像裝置，因 裝載其照相機模組，所以，可謀求攝像部分的小型化的同時，獲得高解像的攝 像信號，且根據(jù)其攝像信號可獲得高解像的攝影圖像。實施例
接著，說明本實施方式所涉及的攝像透鏡的具體數(shù)值實施例。在以下，對 第1至第15的數(shù)值實施列進行歸納說明。
圖16及圖31表示有與圖1所示的攝像透鏡的構(gòu)成對應的具體透鏡數(shù)據(jù)。尤 其，在圖16表示其基本的透鏡數(shù)據(jù)，在圖31表示關于非球面的數(shù)據(jù)。在圖16所 示的透鏡數(shù)據(jù)的面號碼Si的欄表示有對于實施例l所涉及的攝像透鏡按照以最 靠物體側(cè)的透鏡要素的面作為第l號(以光闌St為第O號)而隨著朝向像側(cè)依次 增加的方式附上符號的第i號的面號碼。在曲率半徑Ri的欄表示與圖l所附上的 符號Ri對應的、從物體側(cè)起第i號面的曲率半徑的值(mm)。對面間隔Di的欄 也同樣表示從物體側(cè)起第i號面Si和第i+l號面Si+l的光軸上的間隔(mm)。在 Ndj欄表示從物體側(cè)起第j號光學要素的相對于d線(587.6nm)的折射率的值。 在vdj欄表示從物體側(cè)起第j號光學要素的相對于d線的阿貝數(shù)的值。在圖16的 欄外作為諸數(shù)據(jù)表示整個系統(tǒng)的焦距f (ram)的值。此實施例l所涉及的攝像透鏡，第1透鏡L1至第4透鏡L4的兩面全部成為非 球面形狀。在圖16的基本透鏡數(shù)據(jù)中，作為該些非球面的曲率半徑表示有光軸 附近的曲率半徑(近軸曲率半徑)的數(shù)值。
在圖31表示實施例1的攝像透鏡的非球面數(shù)據(jù)。在作為非球面數(shù)據(jù)所示的 數(shù)值中，記號"E"表示其之后的數(shù)值是以10為底的"冪指數(shù)"，表示由以IO 為底的指數(shù)函數(shù)所表示的數(shù)值與"E"之前的數(shù)值相乘。例如，若為「l.OE-02J ，則表示「l.OXl(T2」。
作為非球面數(shù)據(jù)，記入根據(jù)以下式(A)所表示的非球面形狀的式中的各 系數(shù)Ai、 K的值。詳而言之，Z表示從距光軸具有高度h的位置上的非球面上的 點垂下到非球面頂點的接平面(垂直于光軸的平面)的垂線長度(mm)。在實 施例l的攝像透鏡中，各非球面作為非球面系數(shù)Ai有效使用第3次 第10次的系 數(shù)A3 A10而表示。
Z二C h2/{l+ (1-K C2 h2) '/2} + SAi y……(A)
此處，
Z:非球面的深度(mm)，
h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(mm)，
K:離心率
C:近軸曲率4/R
(R:近軸曲率半徑) Ai:第i次(i為3以上的整數(shù))的非球面系數(shù)
與以上實施例l的攝像透鏡同樣，將對應于圖2所示的攝像透鏡的構(gòu)成的具 體透鏡數(shù)據(jù)作為實施例2，表示于圖17及圖32。而且，同樣對應于圖3 圖15所 示的攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實施例3至實施例15，表示于圖18 圖30及圖33 圖45。在該些實施例2 15中，實施例2 8及實施例14 15，與 實施例l的攝像透鏡同樣，第1透鏡L1至第4透鏡L4的兩面全部成為非球面形 狀。在實施例9 13中，第1透鏡L1的兩面為球面形狀，第2透鏡L2至第4透鏡L4 的兩面全部為非球面形狀。
而且，在圖46，對各實施例歸納表示關于上述基本條件式(1) (8)的 值。如圖46所示，對于條件式(1) (5)，各實施例全部在其數(shù)值范圍內(nèi)。
需要說明的是，在圖46，也表示在計算條件式(3)中的最大透鏡厚度DM4時使用的H (MAX)的值。H (MAX)是成為最大透鏡厚度D財?shù)牟课坏木喙廨SZ1 的距離(高度)。另外，圖46中的涂色部分表示從條件式的范圍脫離的值。
圖47 (A) 圖47 (D)分別表示有在實施例l的攝像透鏡的球差、像散、 崎變(歪曲像差)、及倍率色差。在各像差圖表示以e線(546.07raO為基準 波長的像差。在球差圖、像散圖及倍率色差圖中，也表示有關F線(波長 486. 13mn) 、 C線(波長656. 27nm)的像差。在像散圖中實線表示弧矢方向 (S)的像差，而虛線表示子午方向(T)的像差。FNo.表示F值，Y表示像高。
同樣地，在圖48 (A) (D)表示有關實施例2的攝像透鏡的諸像差。同 樣地，在圖49 (A) (D)至圖61 (A) (D)表示有關實施例3至實施例 15的攝像透鏡的諸像差
如從以上各數(shù)值數(shù)據(jù)及各像差圖可知，對于各實施例可實現(xiàn)全長短縮化的 同時且可實現(xiàn)高成像性能。
另外，本實用新型不限于上述實施方式及各實施例，可迸行種種變形實 施。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等不限于在上述各數(shù) 值實施例所示的值，可取其他的值。
權(quán)利要求1.一種4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于，從物體側(cè)起依次具備第1透鏡，其物體側(cè)的面在光軸附近被形成為凸面且具有正的光焦度；第2透鏡，其像側(cè)的面在光軸附近被形成為凹面且具有負的光焦度；第3透鏡，其在光軸附近具有負的光焦度；第4透鏡，其兩面為非球面形狀的同時，被形成為像側(cè)的面在光軸附近是凹形狀而在周邊部是凸形狀，且構(gòu)成為滿足以下條件式-1.5≤f/f3≤-0.005……(1)，0.07≤D4/f≤0.3 ……(2)，1.0≤DM4/D7≤1.3 ……(3)，式中，f整體的焦距，f3第3透鏡的焦距，D4光軸上的第2透鏡和第3透鏡之間的間隔，DM4第4透鏡的物體側(cè)的有效徑的范圍內(nèi)的最大的透鏡厚度，D7第4透鏡的中心厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于，進一步滿足以下條件式v3S40 ...... (4)式中，v3:第3透鏡的阿貝數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于， 在光軸上比上述第l透鏡的物體側(cè)的面的外緣位置更靠物體側(cè)配置光闌， 上述第3透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凹形狀且像側(cè)的面為凸形狀， 上述第4透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凸形狀且像側(cè)的面為凹形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于， 比上述第l透鏡更靠像側(cè)配置光闌，上述第3透鏡在光軸附近物體側(cè)的面為凹形狀，上述第4透鏡在光軸附近，物體側(cè)的面為凸形狀且像側(cè)的面為凹形狀。
5. —種照相機模組，其特征在于，具備； 權(quán)利要求1或2所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡；和輸出由上述4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡形成的光學像所對應的攝像信號的攝像 元件。
6. —種攝像裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求5所述的照相機模組。
專利摘要本實用新型提供一種4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡、照相機模組及攝像裝置，該攝像透鏡使用非球面可使全長縮短化的同時維持高成像性能，由此實現(xiàn)制造適當?shù)牧己玫耐哥R系統(tǒng)。其具備物體側(cè)的面在光軸附近被設為凸面的正的第1透鏡(L1)；像側(cè)的面在光軸附近被設為凹面的負的第2透鏡(L2)；在光軸附近具有負的光焦度的第3透鏡(L3)；兩面為非球面形狀的同時被設為像側(cè)的面在光軸附近是凹形狀而在周邊部是凸形狀的第4透鏡(L4)，且滿足以下條件式。f表示整體的焦距、f3表示第3透鏡(L3)的焦距、D4表示在光軸上的第2透鏡(L2)和第3透鏡(L3)之間的間隔、DM4表示第4透鏡(L4)的最大的透鏡厚度、D7表示第4透鏡(L4)的中心厚度-1.5≤f/f3≤-0.005 ……(1)0.07≤D4/f≤0.3……(2)1.0≤DM4/D7≤1.3 ……(3)。
文檔編號G02B13/18GK201383029SQ200820137140
公開日2010年1月13日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
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