專利名稱：4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡、相機模組及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(xué)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(xué)像轉(zhuǎn)換成攝像信號的相機模組、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手機及個人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistance)等攝像裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，隨著個人電腦在一般家庭等的普及，可將攝影的風(fēng)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，在手機上裝載圖 像輸入用相機模組的現(xiàn)象也多起來。在具有這種攝像功能的設(shè)備上使用CCD或 CMOS等攝像元件。另外，這幾年，該些攝像元件的緊湊化提高，對攝像設(shè)備整 體及裝載于其的攝像透鏡也要求緊湊性。同時，對攝像元件的高像素化也在提 高，并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(shè)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公開有為這種4片結(jié)構(gòu)且使用非球面的攝像透 鏡。
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
在上述攝像設(shè)備中，要求邊考慮批量生產(chǎn)并將光學(xué)性能的惡化限制為最小 限，邊將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(shè)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=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(shè)為過小，則有必要將各透鏡要素的中心 厚度D設(shè)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。由此需要，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(shè)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(xué)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(shè)計。例如，關(guān)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。另外，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 球面維持全長的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、及裝載其4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡可得到高 解像的攝像信號的相機模組、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(shè)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(shè)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，在周邊部像側(cè)的面被設(shè)為凸形狀的第4透鏡，且構(gòu)成為滿足以
下條件式
-1.5^f/f3^-0.005 ...... (1)
0. 80縫/f^0. 97 ...... (2)式中，
f :整體的焦距
f3:第3透鏡的焦距
DL:從第1透鏡的物體側(cè)面頂點至第4透鏡的像側(cè)面頂點的光軸上的距離。 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，
在適當?shù)姆秶３滞哥R系統(tǒng)的厚度DL，并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并滿足以下理想的構(gòu)成，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
15^ v1— ( v2+v3+v4) /3當45 ...... (3)
0. 7〇|R7/R8|^3. 0 ...... (4)
1,2Sf/fl^2.3 ...... (5)
( v 1—v2—v3+v4) /4^30 ...... (6)
式中，
vl:第l透鏡的阿貝數(shù) v2:第2透鏡的阿貝數(shù) v3:第3透鏡的阿貝數(shù) v4:第4透鏡的阿貝數(shù)
R7:第4透鏡群的物體側(cè)的面的近軸曲率半徑 R8:第4透鏡群的像側(cè)的面的近軸曲率半徑
f :整體的焦距 fl:第l透鏡的焦距。
另外，在本實用新型的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，在光軸上也可將光闌配置
得比第1透鏡的物體側(cè)面的外緣位置更靠物體側(cè)。
在此情況，第1透鏡可在光軸附近為兩凸形狀，第4透鏡可在光軸附近具 有負的光焦度。另外，第3透鏡可在光軸附近，物體側(cè)的面為凹形狀的同時，像側(cè)的面為凸形狀，第4透鏡可在光軸附近，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，還可以在比第1透鏡更靠像側(cè)配置 光闌。需要說明的是，在此所說的「在比第1透鏡更靠像側(cè)」是指，在光軸 上，在比第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，第4透鏡在光軸附近優(yōu)選具有正的光焦度。由此，對全長的縮
短化有利。
另外，在此情況，第3透鏡也可在光軸附近，物體側(cè)的面為凹形狀的同 時，像側(cè)的面為凸形狀，第4透鏡也可在光軸附近，物體側(cè)的面為凸形狀的同 時，像側(cè)的面為凹形狀。另外，第1透鏡也可為將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月 形透鏡。
根據(jù)本實用新型的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(xué)像的攝像信號的攝像元件。
在根據(jù)本實用新型的相機模組中，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(xué)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己被短縮化，所以，作為與4片結(jié)構(gòu)小型攝 像透鏡組合的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)通過本實用新型的相機模組獲得的 高解像的光學(xué)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，在適 當范圍內(nèi)保持透鏡系統(tǒng)的厚度DL，并有效率地使用非球面謀求各透鏡形狀的最 佳化，而且，滿足規(guī)定的條件式且謀求透鏡構(gòu)成的最佳化，所以，全長的短縮 化的同時維持高成像性能，并可實現(xiàn)制造性的良好的透鏡系統(tǒng)。
另外，根據(jù)本實用新型的相機模組，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(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)于實施例11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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差、 (D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
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)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像 差、(D)表示倍率色像差。
圖62是表示本實用新型的一實施方式所涉及的相機模組的一構(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個透鏡面的曲率半徑，Di-從物體側(cè)第i個和第i+l個透鏡 面的面間隔，Zl-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(yīng)于后述的第1的數(shù)值實施 例(圖16，圖31)的透鏡構(gòu)成。同樣，將對應(yīng)于后述的第2至第15的數(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表示以最物體側(cè)的透鏡要素 的面為第1個，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個面 的曲率半徑。符號Di表示第i個面和第i+l個面的光軸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用于使用CCD或CMOS等攝像元件的各種 攝像設(shè)備，尤其是比較小型的便攜式終端設(shè)備，例如，數(shù)碼靜止照相機、帶攝 像頭的手機、及PDA等。此攝像透鏡，沿著光軸Zl從物體側(cè)依次具備第1 透鏡Ll、第2透鏡L2、第3透鏡L3、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之間也可配置用于保護攝像面的玻璃罩，紅外線截止慮光片或 低通濾波器等光學(xué)部件CG。
此攝像透鏡還具有光闌St。光闌St為光學(xué)性孔徑光闌，優(yōu)選配置于最靠 物體側(cè)的所謂的「前側(cè)光闌」。此處，「最靠物體側(cè)」意味著在光軸上在比第 1透鏡L1的物體側(cè)的面的外緣位置E更靠物體側(cè)(參照圖1)，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)的面的外緣位置和第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(shè)為非球面形狀。分別對于第1透鏡
Ll、第2透鏡L2、及第3透鏡L3，也優(yōu)選在至少1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(shè)為 凸面。第1透鏡L1，優(yōu)選像側(cè)的面在光軸附近設(shè)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(shè)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(shè)為凹 面。第2透鏡L2，優(yōu)選物體側(cè)的面在光軸附近設(shè)為凸形狀，在光軸附近為將凸 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的構(gòu)成例(圖12)，也可為兩凹形狀。在第1構(gòu) 成例(圖1)中，第3透鏡L3，被設(shè)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，在光軸附近，被設(shè)為物體側(cè)的面 為凹面的同時，像側(cè)的面為凸面的彎月形狀。
第4透鏡L4，像側(cè)的面設(shè)為在光軸附近朝像側(cè)為凹形狀，而在周邊部朝像 側(cè)成為凸形狀的非球面。第4透鏡L4，例如，被設(shè)為優(yōu)選物體側(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(shè)為兩凹形狀，但在其他構(gòu)成例中設(shè)為彎月形狀。
第4透鏡L4，優(yōu)選按照其他透鏡要素的構(gòu)成，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(shè)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(shè)為正、將第1透鏡Ll的形狀設(shè)為彎月形狀，則有利于全長的縮短化 的同時，易補正球面像差或像面彎曲。
此攝像透鏡，滿足以下條件式(1) (2):
—1.5Sf/f3^-0.005 ...... (1)
0. 80SDL/f〇0.97 ...... (2)
式中，
f :整體的焦距
f3:第3透鏡L3的焦距DL:從第1透鏡L1的物體側(cè)面頂點至第4透鏡L4的像側(cè)面頂點的光軸上的距 離(參照圖l)。
而且，優(yōu)選適當選擇性地滿足以下條件式
15^ v i- ( v2+ v3+ v4) /3^45 ...... (3)
0. 7^|R7/R8|S3. 0 ...... (4)
1. 2^f/fl^2. 3 ...... (5)
( v 1—v2—v3+v4) /4^30 ...... (6)
式中，
vl:第1透鏡L1的阿貝數(shù)
v2:第2透鏡L2的阿貝數(shù)
v3:第3透鏡L3的阿貝數(shù)
v4:第4透鏡L4的阿貝數(shù) 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。
而且，優(yōu)選選擇性地滿足以下條件式
0. 2芻D4/f^0. 25 ...... (7)
f:整體的焦距
D4:光軸上的第2透鏡L2和第3透鏡L3之間的間隔。
圖62是表示組裝本實施方式所涉及的攝像透鏡的相機模組的一構(gòu)成例。圖 63 (A) 、 (B)，作為裝載圖62的相機模組的攝像裝置的一例表示帶攝像頭的 手機。
在圖63 (A) 、 (B)所示的帶攝像頭的手機具備上部筐體2A和下部筐體 2B，兩者朝圖63 (A)的箭頭方向旋轉(zhuǎn)自如地構(gòu)成。在下部筐體2B設(shè)有操作鍵 21等。在上部筐體2A設(shè)有相機部1 (圖67 (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(guān)電話功能的各種菜單以外還可顯示通過相機部l被攝影的圖像等。相 機部l，例如配置于上部筐體2A的內(nèi)面?zhèn)?。但是，設(shè)置相機部l的位置不限于此。
相機部l具有本實施方式所涉及的相機模組。此相機模組，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(shè) 于對應(yīng)攝像透鏡20的成像面的位置的攝像元件(未圖示)。此相機模組還具備 有電連接于支撐基板4上的攝像元件的撓性基板5、和電連接于撓性基板5的同 時，可連接于帶攝像頭的手機等的終端設(shè)備主體側(cè)的信號處理電路的構(gòu)成的外 部連接端子6。這些構(gòu)成要素被一體構(gòu)成。
在圖62所示的相機模組中，由攝像透鏡20形成的光學(xué)像通過攝像元件轉(zhuǎn)換 成電性攝像信號，該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 置主體側(cè)的信號處理電路。此處，在此相機模組中，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。在攝像裝置主體側(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，不限于帶攝像頭的手機，例如為數(shù) 碼靜止相機或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(guān)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，在適當 范圍保持透鏡系統(tǒng)的厚度DL，并有效率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(guān)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良好地補正像面彎曲。在第4透鏡L4中，與第l透 鏡L1、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，可減輕成像面全區(qū)域的光的分布 的同時，有利于像面彎曲或歪曲像差等的補正。
通常，在攝像透鏡系統(tǒng)中，焦闌性即向攝像元件的主光線的入射角度優(yōu)選 對光軸接近平行(在攝像面的入射角度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l透鏡L1的物體側(cè)的透鏡面進一步向物體側(cè)方向離開的位置上，其部分(光闌St和 最物體側(cè)的透鏡面的距離)作為光路長被加算，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。更加重視焦闌性的
確保時，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l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，但通過使第3透鏡L3滿足條件式(1)，在4片 結(jié)構(gòu)的透鏡系統(tǒng)，整體為緊湊化的同時可達成高解像。另外，在此攝像透鏡 中，將第3透鏡L3及第4透鏡L4設(shè)為非球面形狀時，通過使其非球面形狀在 中心部和周邊部順利地變化，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)，可設(shè)為對成型有利的構(gòu)成。若超過條件式(1)的下限， 則第3透鏡L3的負的光焦度變得過強，而主要不能良好地維持像面彎曲及歪 曲像差。若超過上限，則第3透鏡L3的負的光焦度變得過小，將第3透鏡L3 設(shè)為非球面形狀時，在非球面形狀的中心部和周邊部光軸方向的差變大，而不 利于成型。
為了得到更良好的性能，條件式(1)的數(shù)值范圍優(yōu)選 -1.0^f/f3^-0.0035 ...... (l')
條件式(2)涉及光軸上的透鏡系統(tǒng)的厚度DL。為滿足以下2個要求，即縮 短化透鏡全長，和不使最接近于攝像元件的最終透鏡面過于接近攝像面，有必 要將透鏡系統(tǒng)的厚度DL設(shè)為適當?shù)姆秶?。若超過條件式(2)的上限，則不利 于全長的縮短化。縮小厚度DL直接關(guān)系到全長的縮短化，但若超過條件式 (2)的下限而厚度DL變得過小，則發(fā)生像差性能的惡化及制造組裝感的急劇 下降。
為了短縮化全長，并獲得更良好的性能，條件式(2)的數(shù)值范圍優(yōu)選 0. 85^DL/fS0. 93 ...... (2')
更優(yōu)選
0. 88蕓DL/f當0. 93 ...... (2'')通過滿足此數(shù)值范圍且將第1透鏡L1的阿 貝數(shù)V1相對設(shè)大，而可謀求軸上色像差的減少。另外，有利于球面像差的補 正。若低于條件式(3)的下限，則不利于軸上色像差的補正。若超過上限，
則例如發(fā)生使第1透鏡L1的阿貝數(shù)v l超過80的必要性，透鏡材料的選擇范圍被限定。
條件式(4)涉及第4透鏡L4的近軸形狀。通過滿足條件式(4),可將像 面彎曲維持為良好。若超過條件式(4)的下限，則正切像面成為負側(cè)，歪曲 像差成為纏線型的傾向。若超過上限，則對于正切像面，弧矢像面成為過于負
為了得到更良好的性能，條件式(4)的數(shù)值范圍優(yōu)選 |R7/R8l〇1.2 ...... (4')
條件式(5)涉及第l透鏡Ll的焦距fl。通過滿足條件式(5)，主要可將 全長和球面像差之間的關(guān)系維持為良好。若超過條件式(5)的下限，則有第l 透鏡L1的光焦度變得過強，球面像差過于成為負側(cè)的傾向。另外，光線的射出 角度容易變大的傾向。若超過上限，則有全長變長的傾向。
為了得到更良好的性能，優(yōu)選條件式(5)的數(shù)值范圍
1.3^f/fl^l.8 ...... (5,)
條件式(6)規(guī)定各透鏡的色散。若超過條件式(6)的下限，則軸上的色 像差變大。若超過上限，則尤其關(guān)于周圍的色相差短波長側(cè)過成為負側(cè)，倍率 色像差惡化，周圍的解像性能惡化。
條件式(7)涉及第2透鏡L2和第3透鏡L3之間的光軸上的間隔D4。若 超過條件式(7)的下限，則容易使光線的射出角度平行得接近于光軸Zl，且 不容易設(shè)計可適當?shù)乜刂茢z像元件面的入射角度的攝像透鏡。若超過上限，因 不能適當?shù)鼐S持球面像差及彗形像差，所以難以變亮。
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，且制造性的良好的透鏡系統(tǒng)。而且，根據(jù)本實施方式所涉 及的相機模組，因使之輸出按照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(xué)像的攝像信號，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 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，根據(jù)其攝像信號可獲得高解像的攝影圖像。實施例
下面，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表示有對應(yīng)于圖1所示的攝像透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(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(guān)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的欄表示有對實施例l所涉及的攝像透鏡，以最物體 側(cè)的透鏡要素的面作為第l個(以光闌St為第O個)，隨著朝向像側(cè)依次增加的 方式附上符號的第i個的面號碼。在曲率半徑Ri的欄表示對應(yīng)于在圖l所附上的 符號Ri，從物體側(cè)第i個面的曲率半徑的值(mm)。對面間隔Di的欄也同樣表 示從物體側(cè)第i個面Si和第i+l個面Si+l的光軸上的間隔(腿)。在Ndj欄表示 從物體側(cè)第j個光學(xué)要素的對d線(587.6nm)的折射率的值。在vdj欄表示從物 體側(cè)第j個光學(xué)要素的對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 (,)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"表示續(xù)于其后的數(shù)值為以10為底的"冪指數(shù)"，表示用以 其10為底的指數(shù)函數(shù)所表示的數(shù)值乘算"E"之前的數(shù)值。例如，若為「l.OE-02」，則表示「1.0X10—2j 。
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表示從在由光軸高度h的位置的非球面上的點下 垂于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=C h2/{l+ (1-K C2 h2) 1/2} + 2Ai ……(A)
式中，
Z:非球面的深度(mm)
h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(miOK:遠心率
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(yīng)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(yīng)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。
另外，在圖46，對各實施例歸納表示關(guān)于上述基本條件式(1) (7)的 值。如圖46所示，對于條件式(1) (6)，各實施例全部在其數(shù)值范圍內(nèi)。
圖47 (A) 圖47 (D)分別表示有在實施例l的攝像透鏡的球面像差、散 光像差、畸變像差(歪曲像差)、及倍率色像差。在各像差圖表示以e線 (546.07nm)為基準波長的像差。在球面像差圖、散光像差圖及倍率色像差圖 中，也表示對F線(波長486.13nm) 、 C線(波長656.27nm)的像差。在散光像 差圖中實線表示弧矢方向(S)的像差，而虛線表示切線方向(T)的像差。 FNo.表示F值，Y表示像高。
同樣地，在圖48 (A) (D)表示對實施例2的攝像透鏡的諸像差。同樣 地，在圖49 (A) (D)至圖61 (A) (D)表示對實施例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，對各實施例，全長短縮化的同時可 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)起依次具備物體側(cè)的面在光軸附近被設(shè)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(shè)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)的面在周邊部被設(shè)為凸形狀的第4透鏡，且構(gòu)成為滿足以下條件式-1.5≤f/f3≤-0.005……(1)0.80≤DL/f≤0.97 ……(2)式中，f整體的焦距f3第3透鏡的焦距DL從第1透鏡的物體側(cè)面頂點至第4透鏡的像側(cè)面頂點的光軸上的距離。
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， 在光軸上，在比上述第1透鏡的物體側(cè)面的外緣位置更靠物體側(cè)配置光闌，上述第1透鏡在光軸附近為兩凸形狀， 上述第4透鏡在光軸附近具有負的光焦度。
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， 上述第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，上述第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
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，進一步滿足以下條件式<formula>formula see original document page 2</formula> ...... (3)式中，vl:第l透鏡的阿貝數(shù)v2:第2透鏡的阿貝數(shù) V3:第3透鏡的阿貝數(shù) V4:第4透鏡的阿貝數(shù)。
5. 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，進一步滿足以下條件式-<formula>formula see original document page 3</formula> ...... (4)式中，R7:第4透鏡的物體側(cè)的面的近軸曲率半徑 R8:第4透鏡的像側(cè)的面的近軸曲率半徑。
6. 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， 進一步滿足以下條件式<formula>formula see original document page 3</formula> ...... (5)式中，f :整體的焦距 fl:第l透鏡的焦距。
7. 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， 進一步滿足以下條件式<formula>formula see original document page 3</formula> ...... (6)式中，vl:第l透鏡的阿貝數(shù) v2:第2透鏡的阿貝數(shù)V3:第3透鏡的阿貝數(shù) v4:第4透鏡的阿貝數(shù)。
8，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，在比上述第l透鏡更靠像側(cè)配置光闌的同時，上述第4透鏡在光軸附近具有正的光焦度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于，上述第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，上述第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
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9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15^ v l- ( v2+v3+v4) /3^45 ...... (3)式中，Vl:第l透鏡的阿貝數(shù) v2:第2透鏡的阿貝數(shù) v3:第3透鏡的阿貝數(shù) v4:第4透鏡的阿貝數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡，其特征在于， 上述第l透鏡為將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形透鏡。
12. —種相機模組，其特征在于，具備； 權(quán)利要求1或2、 8或9所述的4片結(jié)構(gòu)小型攝像透鏡；和 輸出根據(jù)由上述攝像透鏡形成的光學(xué)像的攝像信號的攝像元件。
13. —種攝像裝置，其特征在于，具備，權(quán)利要求12所述的相機模組。
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、相機模組及攝像裝置，其中，攝像透鏡在全長的短縮化之中考慮批量生產(chǎn)，既在規(guī)定范圍內(nèi)保持透鏡系統(tǒng)的厚度(DL)又維持良好的光學(xué)性能。該攝像透鏡具備物體側(cè)的面在光軸附近被設(shè)為凸面的正的第1透鏡(L1)；像側(cè)的面在光軸附近被設(shè)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，像側(cè)的面在周邊部被設(shè)為凸形狀的第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、DL表示透鏡系統(tǒng)的厚度-1.5≤f/f3≤-0.005……(1)，0.80≤DL/f≤0.97……(2)。
文檔編號G02B13/00GK201319090SQ20082013714
公開日2009年9月30日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者野田隆行 申請人:富士能株式會社