專利名稱：攝影透鏡、具備攝影透鏡的攝影裝置及具備攝影裝置的便攜式終端機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)⒐鈱?dǎo)向攝影元件的攝影透鏡、具備攝影透鏡的攝影裝置及具備攝影裝置的便攜式終端機。
背景技術(shù)：
以往，通過將小型且薄型的攝影裝置搭載在便攜式電話或PDA (Personal Digital Assistant 掌上電腦)等的便攜式終端機，由此不僅能夠向遙遠的地方相互傳送聲音信號和還能夠傳送圖像信號。用于該攝影裝置的攝影元件是CXD (Charge Coupled Device:電荷耦合裝置)型圖像傳感器或CMOS (Complementary Metal-Oxide kmiconductor 互補金屬氧化物半導(dǎo)體)型圖像傳感器等。近年來，這些攝影元件具有高像素，且進一步對該像素進行高精細化，并向市場提供得到高畫質(zhì)的圖像的便攜式終端機。通常，在搭載于便攜式終端機的攝影裝置使用由兩個或三個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡。但是，用于具備高像素、高精細攝影元件的攝影裝置的攝影透鏡被要求高分辨力，而由兩、三個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡無法得到充分的透鏡性能。因此，與兩、三個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡相比，提出能夠得到更高性能的四個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡。對四個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡而言，例如，專利文獻1公開了從物方依次由以下部件構(gòu)成的所謂逆愛爾諾斯達式(逆- > 7 7夕一夕)的攝影透鏡具有正光焦度的第一透鏡、具有負光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡及具有正光焦度的第四透鏡。但是，在所述現(xiàn)有技術(shù)中，因為透鏡結(jié)構(gòu)為逆愛爾諾斯達式，所以第四透鏡是凸透鏡，與遠射式(f > 7才卜夕4 )的第四透鏡是負光焦度的透鏡的情況相比，攝影透鏡的主點位置位于像方并延長透鏡后截距(>々)。因此，很難縮短攝影透鏡的全長。而且，構(gòu)成攝影透鏡的四個透鏡中只有一個是具有負光焦度的透鏡，很難校正伯茲伐和 、…”)K一&和)。因此，無法在圖像周邊部確保良好的性能。另外，對四個透鏡構(gòu)成的攝影透鏡而言，例如，專利文獻2公開了從物方依次由以下部件構(gòu)成的所謂遠射式的攝影透鏡具有正光焦度的第一透鏡、具有負光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡及具有負光焦度的第四透鏡。在該結(jié)構(gòu)中，縮短攝影透鏡全長，并達到攝影透鏡的小型化。但是，在所述專利文獻2中，減小了攝影視場角，并且使像差校正不充分，而且，在該結(jié)構(gòu)中，由于縮短攝影透鏡的全長，而存在透鏡性能惡化，并很難對應(yīng)攝影元件的高像素的不良的情況。另外，對四個透鏡結(jié)構(gòu)的攝影透鏡而言，例如，專利文獻3公開了從物方依次由以下部件構(gòu)成的所謂遠射式的攝影透鏡具有正光焦度的第一透鏡、具有負光焦度的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、具有負光焦度并使凹面朝向像方的彎月形的第四透鏡。通常，在配置于最靠像方的第四透鏡和攝影元件之間配置有光學(xué)低通濾波器、紅外線截止濾光器及作為攝影元件的組件的密封玻璃等的平行平板。但是，在所述專利文獻3中，第四透鏡的光軸的周邊部是向像面方向突出得很大的形狀。因此，第四透鏡無法避免與光學(xué)低通濾波器等的平行平板接觸，使透鏡后截距延長。雖然是遠射式，但是如果使透鏡后截距加長則很難達到縮短攝影透鏡的全長。另外，在所述現(xiàn)有技術(shù)中，無法充分實施能夠?qū)?yīng)攝影元件的高像素化程度的像差校正。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 :(日本)特開2004-341013號公報(段落
,
, 1)專利文獻2 (日本)特開2002-365530號公報(段落
、圖1)專利文獻3 (日本)特開2005-292559號公報(段落
、
、圖1)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明是用于解決上述技術(shù)問題而做出的，目的在于提供一種攝影透鏡、具備該攝影透鏡的攝影裝置及具備攝影裝置的便攜式終端機，其雖然是由四個透鏡的構(gòu)成，但是小型且良好地校正各像差。用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為了達到上述目的，使來自于被拍攝體的光在攝影元件上成像的攝影透鏡的特征在于，從物方順次具備具有正光焦度的第一透鏡、孔徑光闌、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第四透鏡， 并滿足以下條件式0. 45 < f3/f < 0. 95. . . (1)0. 75 < SIL/TL < 0. 95. . . (2)0. 3 < rl/f < 0. 45. · · (3)。其中，f3是第三透鏡的焦距，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距，SIL是從孔徑光闌面到像面的光軸上的長度，TL是從攝影透鏡的最靠物體透鏡面到像面的光軸上的長度，Π是第一透鏡的物方透鏡面的曲率半徑。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，第一 第三透鏡是正的合成光焦度，在第四透鏡配置負光焦度， 艮口，利用所謂遠射式的透鏡結(jié)構(gòu)縮短攝影透鏡的全長。另外，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在攝影透鏡配置有兩個負光焦度的透鏡，因此增加具有發(fā)散作用的面，從而進行伯茲伐和的校正。而且，即使第二透鏡的像方透鏡面是凹面，也能夠進行伯茲伐和的校正。此外，由于這樣的機構(gòu)的第四透鏡的像方透鏡面是凹面，因此能夠縮短從第四透鏡的像方透鏡面到像面的軸上距離(透鏡后截距)。另外，由于滿足條件式(1)，因此能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第三透鏡的焦距，并且既縮短攝影透鏡的全長又校正像差。另外，由于滿足條件式( ，因此將第一透鏡和第二透鏡之間的孔徑光闌配置在適當(dāng)?shù)奈恢?，確保向像面入射的光束的遠心光路性，并且進行畸變、倍率色差的校正。另外，由于滿足條件式(3)，因此適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一透鏡的物方透鏡面的曲率半徑， 并縮短攝影透鏡的全長并進行像差校正。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述第二透鏡滿足以下條件式15 < v2 < 31. . . (4)其中，ν 2是第二透鏡的阿貝數(shù)。如條件式(4)所示，通過在第二透鏡使用色散比較大的材料，而對軸上色差進行校正。另外，如果第二透鏡的像方透鏡面是強的發(fā)散面，則透鏡周邊部的光線的入射角變大，雖然產(chǎn)生倍率色差，但是通過滿足條件式(4)而校正倍率色差。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第三透鏡滿足以下條件式0. 2 < T3/f < 0. 34. . . (5)其中，T3是第三透鏡的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。由于滿足條件式( ，因此適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第三透鏡的軸上厚度，能夠既縮短攝影透鏡的全長又校正像差。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第四透鏡滿足以下條件式0. 05 < T4/f < 0. 17. · · (6)其中，T4是第四透鏡的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。第四透鏡配置于像面附近，該透鏡的有效徑很大。因此，與增大光軸附近的光焦度和透鏡周邊部的光焦度不同，相對于場曲，增大對軸上的透鏡厚度的影響。因此，通過滿足條件式(6)，而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第四透鏡的光軸上的厚度，并達到攝影透鏡的良好的像面性。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第四透鏡滿足以下條件式0. 3 < T4/SG4 < 0. 6. . . (7)其中，T4是第四透鏡的光軸上的厚度，SG4是第四透鏡最后部分的厚度。由于滿足條件式(7)，因此將第四透鏡L4的光軸上的厚度和最后部分的厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，使第四透鏡的近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度適度。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第四透鏡是雙凹透鏡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第四透鏡的兩面都負擔(dān)有光焦度，第四透鏡的像方透鏡面的周邊部不會向像方突出得很大。即使在第四透鏡和攝影元件之間配置平行平板，也不會延長透鏡后截距。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第四透鏡的像方透鏡面具有非球面形狀，所述非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊緣負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。此外，拐點是在表示透鏡的有效半徑內(nèi)的透鏡的剖面形狀的曲線上，當(dāng)該曲線的切線正交于光軸時，透鏡剖面形狀的曲線與所述切線的交點。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，容易確保向像面入射的光束的遠心光路性。此外，第三透鏡的像方透鏡面的透鏡周邊部不需要過度地減小負光焦度，并且良好地進行軸外像差的校正。另外，本發(fā)明的特征在于，所述第一 第四透鏡由樹脂材料形成。另外，本發(fā)明是具備上述結(jié)構(gòu)的攝影透鏡和攝影元件的攝影裝置。另外，本發(fā)明是搭載上述結(jié)構(gòu)的攝影裝置的便攜式終端機。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過使第一 第三透鏡是正的合成光焦度，并在第四透鏡配置負光焦度，即，利用所謂遠射式的透鏡結(jié)構(gòu)，縮短攝影透鏡的全長，而且由于第四透鏡的像方透鏡面是凹面，因此縮短透鏡后截距，即使由四個透鏡構(gòu)成，也能夠使攝影透鏡小型化。另外，由于在攝影透鏡配置有兩個負光焦度的透鏡，因此，增多具有發(fā)散作用的面，而且，也由于第二透鏡的像方透鏡面是凹面，因此使伯茲伐和容易校正，并且能夠確保直到圖像周邊部的良好的成像性能。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式(1)是將第三透鏡的焦距設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式(1)的下限，則過度地增大第三透鏡的光焦度，并很難抑制高次球差和彗差的產(chǎn)生。另一方面，如果高于條件式(1)的上限，則過度地延長第三透鏡的焦距，并很難謀求縮短攝影透鏡的全長。通過滿足條件式(1)，使攝影透鏡小型化，并且能夠良好地校正各像差。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式( 是將第一透鏡和第二透鏡之間的孔徑光闌配置于適當(dāng)?shù)奈恢?。如果低于條件式O)的下限，則孔徑光闌過度地接近像方，并且很難確保像方光束的遠心光路性。另一方面，如果高于條件式(2)的上限，則使孔徑光闌離攝影透鏡的中心過遠，無法保證攝影透鏡的對稱性，并且很難校正畸變、倍率色差。通過滿足條件式0)， 確保像方光束的遠心光路性，并且能夠良好地校正畸變、倍率色差的校正。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式C3)是將第一透鏡的物方透鏡面的曲率半徑設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式(3)的下限，則過度地將第一透鏡的物方透鏡面的光焦度增大到必要以上，并且很難抑制第一透鏡所產(chǎn)生的高次球差和彗差。另一方面，如果高于條件式(3)的上限，則過度地減小第一透鏡的物方透鏡面的光焦度，并且很難將第一透鏡和第二透鏡的合成主點配置得更靠近物方，延長攝影透鏡的全長。通過滿足條件式(3)，使攝影透鏡小型化，并且能夠良好地校正各像差。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式(4)是將第二透鏡的阿貝數(shù)設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式的下限，則雖然能夠充分地校正軸上色差，但是相應(yīng)地增大周邊光束所產(chǎn)生的倍率色差。另一方面，如果高于條件式(4)的上限，則雖然能夠?qū)⒅苓吂馐谋堵噬钜种频煤苄?，但是無法充分校正軸上色差。通過滿足條件式G)，能夠良好地補正軸上色差和倍率色差。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式( 是將第三透鏡的軸上厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式(5)的下限，則過度地減小第三透鏡的光軸上的厚度，延長第三透鏡的焦距， 并且很難謀求縮短攝影透鏡的全長。另一方面，如果高于條件式( 的上限，則過度地增大第三透鏡的光軸上的厚度，增大第三透鏡的光焦度，并且很難抑制高次球差和彗差的產(chǎn)生。 通過滿足條件式( ，使攝影透鏡小型化，并且能夠良好地校正各像差。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式(6)是將第四透鏡的軸上厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果超過條件式(6)的上限及下限，則使攝影透鏡的像面(性)過校正或校正不足，從而像面性惡化。通過滿足條件式(6)，良好地保證攝影透鏡的像面性。另外，根據(jù)本發(fā)明，條件式(7)是將第四透鏡的軸上厚度和最厚部分的厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，由此，使近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度適度。如果低于條件式 (7)的下限，則過度地增大近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度的差，并且很難適當(dāng)?shù)匦Ｕ龍銮?。另一方面，如果高于條件式(7)的上限，則過度地減小近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度的差，很難確保周邊光線的遠心光路性，也很難校正周邊光線的彗差。另外，根據(jù)本發(fā)明，因為第四透鏡是雙凹透鏡，所以第四透鏡的兩面都負擔(dān)有光焦度，并且第四透鏡的像方透鏡面的周邊部向像方突出得很大。因此，不會延長透鏡后截距， 并且使攝影透鏡小型化。
另外，根據(jù)本發(fā)明，因為第四透鏡的像方透鏡面具有非球面形狀，該非球面在透鏡面的周邊部具有拐點，所以減小透鏡周邊部的光線射向像面的入射角，并且確保向像面入射的光束的遠心光路性。另外，第三透鏡的像方透鏡面的透鏡周邊部不需要過度地減小負的光焦度，并且能夠良好地校正軸外像差。另外，根據(jù)本發(fā)明，第一 第四透鏡由樹脂材料形成。由此，透鏡可以由注射模塑成型而制造，即使是曲率半徑和外徑小的透鏡也能夠廉價地大量生產(chǎn)。另外，由于由樹脂材料構(gòu)成的透鏡能夠降低成形溫度，所以如果與玻璃透鏡的壓力成型相比，能夠抑制成型模具的損耗，因此，能夠減少成型模具的更換次數(shù)和維修次數(shù)，并且能夠謀求降低成本。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到小型且具備良好地校正各像差的攝影透鏡的攝影裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到搭載有小型攝影裝置的便攜式終端機。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的攝影裝置的立體圖。圖2是表示使用本發(fā)明的實施方式的攝影裝置的便攜式終端機的框圖。圖3是表示用于本發(fā)明的實施方式的攝影裝置的透鏡鏡筒的剖面圖。圖4是表示用于本發(fā)明的攝影裝置的第一實施方式的攝影透鏡的剖視圖。圖5是表示用于本發(fā)明的攝影裝置的第二實施方式的攝影透鏡的剖視圖。圖6是表示用于本發(fā)明的攝影裝置的第三實施方式的攝影透鏡的剖視圖。圖7是表示用于本發(fā)明的攝影裝置的第四實施方式的攝影透鏡的剖視圖。圖8是表示用于本發(fā)明的攝影裝置的第五實施方式的攝影透鏡的剖視圖。圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的攝影透鏡的像差的圖。圖10是表示本發(fā)明的第二實施方式的攝影透鏡的像差的圖。圖11是表示本發(fā)明的第三實施方式的攝影透鏡的像差的圖。圖12是表示本發(fā)明的第四實施方式的攝影透鏡的像差的圖。圖13是表示本發(fā)明的第五實施方式的攝影透鏡的像差的圖。
具體實施例方式以下，雖然參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，但是本發(fā)明不限定于這些實施方式。另外，發(fā)明用途或這里所表示的用語等也不限定于此。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的攝影裝置的立體圖，圖2是表示搭載有該攝影裝置的便攜式電話的框圖，圖3是表示保持攝影透鏡的透鏡鏡筒的剖面圖。如圖1所示，攝影裝置50具備保持作為攝影元件的圖像傳感器并收發(fā)其電信號的基板52 ；與基板52連接的外部連接用端子M ；保持攝影透鏡的透鏡鏡筒20?；?2具有支承平板5 和軟基板52b。支承平板5 保持圖像傳感器，軟基板52b的一側(cè)與支承平板5 連接，其另一側(cè)與外部連接用端子M連接。外部連接用端子M經(jīng)由攝影透鏡向如圖2所示的便攜式電話100的控制部101側(cè)輸出以圖像傳感器接收的光為基準(zhǔn)所得到的亮度信號和色差信號等的圖像信號。如圖2所示，作為便攜式終端機的便攜式電話100具備控制部(CPU) 101，其總的控制各部分并實施對應(yīng)各處理的程序；用于由鍵盤指示、輸入號碼等的輸入部60 ；顯示除規(guī)定的數(shù)據(jù)以外的其他的攝影圖像及影像等的顯示部70 ；用于實現(xiàn)外部服務(wù)器間的各種信息通信的無線通信部80。而且，便攜式電話100還具備存儲便攜式電話100的系統(tǒng)程序、各種處理程序及末端ID等的數(shù)據(jù)的存儲部(R0M)91 ；臨時存儲部(RAM)92，其作為暫時存儲由控制部101實行的各種處理程序、處理數(shù)據(jù)、或者來自于攝影裝置50的攝影數(shù)據(jù)等的作業(yè)區(qū)域而使用；攝影裝置50。在便攜式電話100的外面設(shè)置由液晶等構(gòu)成的顯示部70， 并在顯示部70的背面?zhèn)仍O(shè)置有攝影裝置50。如圖3所示，透鏡鏡筒20的右側(cè)通過粘著劑固定在支承平板52a，透鏡鏡筒20與支承平板5 —起包住圖像傳感器51。通過透鏡鏡筒20及支承平板52a，對由透鏡鏡筒20 和支承平板5 形成的內(nèi)部進行遮光，安裝于支承平板5 的圖像傳感器51只接收從攝影透鏡10入射的光。圖像傳感器51由作為攝影元件的CMOS型圖像傳感器構(gòu)成，并具備二維地配置像素(光電變換單元)的受光部；形成于受光部周圍的信號處理回路。圖像傳感器51也可以是CCD型圖像傳感器。圖像傳感器51用受光部對從攝影透鏡10入射的被拍攝體光進行光電轉(zhuǎn)換，通過信號處理回路將信號電荷進行A/D轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換為亮度信號、色差等的圖像信號。圖像傳感器51通過電線與設(shè)置于支承平板5 的表面的多個信號傳輸用焊盤連接，能夠?qū)⑺鰣D像信號向便攜式電話的控制部輸出。透鏡鏡筒20固定并保持在攝影透鏡10。在能夠接近攝影的情況下，透鏡鏡筒20 移動自如地保持攝影透鏡10的聚焦透鏡，而且保持使聚焦透鏡在光軸方向上移動的促動
O透鏡鏡筒20在圖像傳感器51的附近固定并保持濾光器F。濾光器F由頂截止濾光器及光學(xué)低通濾波器等構(gòu)成。頂截止濾光器截斷紅外光并使可見光透過，也可以在圖像傳感器51的組件一體地設(shè)置頂截止濾光器。另外，光學(xué)低通濾波器具有由圖像傳感器51 的像素間距所決定的規(guī)定的截止頻率特性，抑制圖像傳感器51的莫爾條紋( τ· > )的產(chǎn)生。如果不顯著產(chǎn)生莫爾條紋，則也可以省略光學(xué)低通濾波器。而且，透鏡鏡筒20保持有未圖示的孔徑光闌。接著，基于圖4 圖8對保持于所述透鏡鏡筒20的攝影透鏡的結(jié)構(gòu)進行說明。圖 4 圖8是第一 第五實施方式的攝影透鏡的剖面圖，表示向無限遠的被拍攝體對焦時的攝影透鏡位置。(第一實施方式)如圖4所示，攝影透鏡從物方(被拍攝體側(cè))依次由以下部件構(gòu)成物方的面具有較大光焦度的雙凸形狀的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；像方的面具有較大光焦度的雙凹形狀的第二透鏡L2 ；使凸面朝向像方的彎月形的具有正光焦度的第三透鏡L3 ；雙凹形狀的第四透鏡L4。第一 第三透鏡Ll L3的合成光焦度是正光焦度。另外，F(xiàn)是表示光學(xué)低通濾波器、頂截止濾光器等的濾光器，I是表示攝影元件上的像面。第一 第四透鏡Ll L4的各面具有非球面，特別是，第四透鏡L4的像方透鏡面的非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。在此，拐點是在表示透鏡的有效半徑內(nèi)的透鏡的剖面形狀的曲線上，當(dāng)該曲線的切線正交于光軸時，透鏡剖面形狀的曲線和所述切線的交點。
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而且，第一 第四透鏡Ll L4由樹脂材料形成。第一透鏡Li、第三透鏡L3及第四透鏡L4由聚烯烴類的樹脂構(gòu)成，第二透鏡L2由比較高折射率和高色散的樹脂構(gòu)成。(第二實施方式)如圖5所示，攝影透鏡從物方依次由以下部件構(gòu)成物方的面具有較大的光焦度的雙凸形狀的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；像方的面具有較大光焦度的雙凹形狀的第二透鏡 L2 ；使凸面朝向像方的彎月形的具有正光焦度的第三透鏡L3 ；雙凹形狀的第四透鏡L4。第一 第三透鏡Ll L3的合成光焦度是正光焦度。第一 第四透鏡Ll L4的各面具有非球面，特別是，第四透鏡L4的像方透鏡面的非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。而且，第一 第四透鏡Ll L4由樹脂材料形成。第一透鏡Li、第三透鏡L3及第四透鏡L4由聚烯烴類的樹脂構(gòu)成，第二透鏡L2由較高折射率和高色散的樹脂構(gòu)成。(第三實施方式)如圖6所示，攝影透鏡從物方依次由以下部件構(gòu)成物方的面具有較大光焦度的雙凸形狀的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；像方的面具有較大光焦度的雙凹形狀的第二透鏡 L2 ；使凸面朝向像方的彎月形的具有正光焦度的第三透鏡L3 ；雙凹形狀的第四透鏡L4。第一 第三透鏡Ll L3的合成光焦度是正光焦度。第一 第四透鏡Ll L4的各面具有非球面，特別是，第四透鏡L4的像方透鏡面的非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。而且，第一 第四透鏡Ll L4由樹脂材料形成。第一透鏡Li、第三透鏡L3及第四透鏡L4由聚烯烴類的樹脂構(gòu)成，第二透鏡L2由較高折射率和高色散的樹脂構(gòu)成。(第四實施方式)如圖7所示，攝影透鏡從物方依次由以下部件構(gòu)成物方的面具有較大光焦度的雙凸形狀的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；像方的面具有較大光焦度的雙凹形狀的第二透鏡 L2 ；使凸面朝向像方的彎月形的具有正光焦度的第三透鏡L3 ；雙凹形狀的第四透鏡L4。第一 第三透鏡Ll L3的合成光焦度是正光焦度。第一 第四透鏡Ll L4的各面具有非球面，特別是，第四透鏡L4的像方透鏡面的非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。而且，第一 第四透鏡Ll L4由樹脂材料形成。第一透鏡Li、第三透鏡L3及第四透鏡L4由聚烯烴類的樹脂構(gòu)成，第二透鏡L2由較高折射率和高色散的樹脂構(gòu)成。(第五實施方式)如圖8所示，攝影透鏡從物方依次由以下部件構(gòu)成物方的面具有較大光焦度的雙凸形狀的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；像方的面具有較大光焦度的雙凹形狀的第二透鏡 L2 ；使凸面朝向像方的彎月形的具有正光焦度的第三透鏡L3 ；雙凹形狀的第四透鏡L4。第一 第三透鏡Ll L3的合成光焦度是正光焦度。第一 第四透鏡Ll L4的各面具有非球面，特別是，第四透鏡L4的像方透鏡面的非球面在光軸附近具有負的光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的
9周邊部具有拐點。而且，第一 第四透鏡Ll L4由樹脂材料形成。第一透鏡Li、第三透鏡L3及第四透鏡L4由聚烯烴類的樹脂構(gòu)成，第二透鏡L2由較高折射率和高色散的樹脂構(gòu)成。S卩，上述第一 第五實施方式的攝影透鏡從物方依次由以下部件構(gòu)成具有正光焦度的第一透鏡Ll ；孔徑光闌s3 ；具有負光焦度并使凹面朝向像方的第二透鏡L2 ；具有正光焦度的第三透鏡L3 ；具有負的光焦度并使凹面朝向像方的第四透鏡L4。由此，第一 第三透鏡Ll L3是正的合成光焦度，在像方的第四透鏡L4配置負光焦度，即，利用遠射式的透鏡結(jié)構(gòu)，縮短攝影透鏡的全長。另外，由于第一 第四透鏡Ll L4中的兩個透鏡(第二及第四透鏡L2、L4)具有負光焦度，因此增多具有發(fā)散作用的面，校正伯茲伐和以使其減小。而且，即使第二透鏡L2 的像方透鏡面是凹面，也能夠進行伯茲伐和的校正，并確保直到圖像周邊部的良好的成像性能。另外，由于第四透鏡L4的像方透鏡面是凹面，因此能夠縮短從第四透鏡L4的像方透鏡面到像面的軸上距離(透鏡后截距)，并能夠縮短攝影透鏡的全長。另外，本發(fā)明滿足以下條件式0. 45 < f3/f < 0. 95. . . (1)0. 75 < SIL/TL < 0. 95. . . (2)0. 3 < rl/f < 0. 45. . . (3)其中，f3是第三透鏡L3的焦距，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距，SIL是從孔徑光闌到像面的光軸上的長度，TL是從攝影透鏡的最靠物體透鏡面到像面的光軸上的長度，Π是第一透鏡Ll的物方透鏡面的曲率半徑。條件式(1)是將第三透鏡L3的焦距設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式(1) 的下限，則過度地增大第三透鏡L3的光焦度，并且很難抑制高次球差及彗差的產(chǎn)生。另一方面，如果高于條件式(1)的上限，則過度地減小光焦度，并且很難謀求縮短攝影透鏡的全長。通過滿足條件式(1)，使攝影透鏡小型，并且能夠良好地校正各像差。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(IA)，而能夠進一步得到上述效果。0. 46 < f3/f < 0. 86. · · (IA)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(IB)，而能夠進一步得到上述效果。0. 50 < f3/f < 0. 80. . . (IB)條件式(2)是將第一透鏡Ll和第二透鏡L2之間的孔徑光闌s3配置于適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｈ绻陀跅l件式O)的下限，則孔徑光闌s3過度地接近像方，并且很難確保向像方入射的光束的遠心光路性。另一方面，如果高于條件式O)的上限，則使孔徑光闌s3過于離開攝影透鏡的中心，無法保證相對于孔徑光闌s3的物方及像方透鏡的對稱性，并且很難校正畸變、倍率色差。通過滿足條件式O)，確保向像方入射的光束的遠心光路性，并且能夠良好地校正畸變、倍率像差的校正。通過更優(yōu)選滿足以下條件式(2A)，而能夠進一步得到上述效果。0. 81 < SIL/TL < 0. 91. . . (2A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下條件式(2B)，而能夠進一步得到上述效果。0. 84 < SIL/TL < 0. 89. . . (2B)
條件式C3)是將第一透鏡Ll的物方透鏡面的曲率半徑rl設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 如果低于條件式(3)的下限，則過度地將第一透鏡Ll的物方透鏡面的光焦度增大到必要以上，并且很難抑制第一透鏡Ll所產(chǎn)生的高次球差和彗差。另一方面，如果高于條件式(3) 的上限，則過度地減小第一透鏡Ll的物方透鏡面的光焦度，并且很難將第一透鏡Ll和第二透鏡L2的合成主點配置得更靠近物方，延長攝影透鏡的全長。通過滿足條件式( ，使攝影透鏡小型，并且能夠良好地校正各像差。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(3A)，而能夠進一步得到上述效果。0. 32 < rl/f < 0. 44. . . (3A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式C3B)，而能夠進一步得到上述效果。0. 35 < rl/f < 0. 42. . . (3B)而且，本實施方式滿足以下條件式。15 < v2 < 31. . . (4)其中，v2是第二透鏡的阿貝數(shù)。條件式(4)是將第二透鏡L2的阿貝數(shù)ν 2設(shè)定于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。由于在第二透鏡L2使用色散較大的材料，因此能夠校正軸上色差。但是，與此相反，在本實施方式中，如果第二透鏡L2的像方透鏡面是強發(fā)散面，則增大透鏡周邊部的光線的入射角，并產(chǎn)生倍率色差。即，如果低于條件式的下限，則雖然能夠充分地校正軸上色差，但是相應(yīng)地增大周邊光束所產(chǎn)生的倍率色差。另一方面，如果高于條件式(4)的上限，則雖然能夠?qū)⒅苓吂馐谋堵噬钜种频煤苄?，但是無法充分校正軸上色差。通過滿足條件式G)，能夠良好地補正軸上色差和倍率色差。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(4A)，而能夠進一步得到上述效果。17 < v2 < 27. . . (4A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(4B)，而能夠進一步得到上述效果。19 < v2 < 25. . . (4B)而且，本實施方式滿足以下條件式。0. 2 < T3/f < 0. 34. . . (5)其中，T3是第三透鏡L3的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。條件式(5)是將第三透鏡L3的光軸上的厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果低于條件式(5)的下限，則過度地減小第三透鏡L3的光軸上的厚度，延長第三透鏡L3的焦距，并且很難謀求縮短攝影透鏡的全長。另一方面，如果高于條件式(5)的上限，則過度地增大第三透鏡L3的光軸上的厚度，增大第三透鏡的光焦度，并且很難抑制高次球差和彗差的產(chǎn)生。通過滿足條件式(5)，使攝影透鏡小型，并且能夠良好地校正各像差。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(5A)，而能夠進一步得到上述效果。0. 21 < T3/f < 0. 31. . . (5A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(5B)，而能夠進一步得到上述效果。023 < T3/f < 028. . . (5B)而且，本實施方式滿足以下條件式。0. 05 < T4/f < 0. 17. . . (6)其中，T4是第四透鏡L4的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。
條件式(6)是將第四透鏡L4的光軸上的厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。第四透鏡L4 配置于像面的附近，該透鏡的有效徑很小。因此，與增大光軸附近的光焦度、透鏡周邊部的光焦度不同，相對于場曲，增大對光軸上的透鏡厚度的影響。如果超過條件式(6)的上限及下限，則使攝影透鏡的像面(性)過校正或校正不足，從而像面性惡化。因此，通過滿足條件式(6)，達到攝影透鏡的良好的像面性。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(6A)，而能夠進一步得到上述效果。0. 08 < T4/f < 0. 15. . . (6A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(6B)，而能夠進一步得到上述效果。0. 09 < T4/f < 0. 11. . . (6B)而且，本實施方式滿足以下條件式。0. 3 < T4/SG4 < 0. 6. . . (7)其中，T4是第四透鏡的光軸上的厚度，SG4是第四透鏡的最厚部分的厚度。條件式(7)是將第四透鏡的軸上厚度和最厚部分的厚度設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，由此，使第四透鏡的近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度適度。如果低于條件式(7)的下限，則過度地增大近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度的差，并且很難適當(dāng)?shù)匦Ｕ龍銮?另一方面，如果高于條件式(7)的上限，則過度地減小近軸部的光焦度和透鏡周邊部的光焦度的差，很難確保周邊光線的遠心光路性，也很難校正周邊光線的彗差。通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(7A)，而能夠進一步得到上述效果。0. 35 < T4/SG4 < 0. 55. . . (7A)而且，通過更優(yōu)選滿足以下的條件式(7B)，而能夠進一步得到上述效果。0. 38 < T4/SG4 < 0. 48. . . (7B)另外，在本實施方式中，第四透鏡L4是雙凹透鏡。如果是該結(jié)構(gòu)，則第四透鏡L4的兩面都負擔(dān)有光焦度，第四透鏡L4的像方透鏡面的周邊部向像方突出得很大。通常，在最靠像方的透鏡的第四透鏡L4和攝影元件之間配置有光學(xué)低通濾波器UR截止濾光器等的濾光器F。雖然必須延長透鏡后截距，以使第四透鏡 L4的周邊部向像方突出并不與濾光器F接觸，但是，在本實施方式中，沒有上述必要，而能夠縮短透鏡后截距，并達到攝影透鏡的小型化。另外，在本實施方式中，第四透鏡L4的像方透鏡面具有非球面形狀，該非球面在光軸附近具有負的光焦度，越向透鏡面的周邊部負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。另外，拐點是在表示透鏡的有效半徑內(nèi)的透鏡的剖面形狀的曲線上，當(dāng)該曲線的切線正交于光軸時，透鏡剖面形狀的曲線與所述切線的交點。如果是該結(jié)構(gòu)，則在第四透鏡L4的像方透鏡面的周邊部，減小主光線射向像面的入射角，并且確保向像面入射的光束的遠心光路性。另外，第三透鏡L3的像方透鏡面在透鏡周邊部沒有必要過度減小負光焦度，并能夠良好地校正軸外像差。另外，在本實施方式中，第一 第四透鏡Ll L4是由樹脂材料形成。以攝影裝置的小型化為目的，縮小攝影面的尺寸，而且開發(fā)縮小像素間距的攝影元件。對于這樣的用于攝影元件的攝影透鏡而言，因為必須使整個系統(tǒng)的焦距比較短，所以極度地減小各透鏡的曲率半徑和外徑。如上所述，由于所有的透鏡由樹脂材料形成，即使是曲率半徑和外徑小的透鏡，通過注射模塑成型，也能夠廉價地大量生產(chǎn)。另外，由于樹脂制
12的透鏡能夠在比較低的溫度下成型，因此如果與玻璃制的透鏡的壓力成型相比，能夠抑制形成透鏡的模型的損耗，其結(jié)果是，能夠減少模型的更換次數(shù)和維修次數(shù)，并且能夠降低成本。但是，如果第一 第四透鏡Ll L4全部由樹脂制的透鏡構(gòu)成，則當(dāng)攝影裝置的周圍溫度變化時，使樹脂制的透鏡的折射率變化，并產(chǎn)生使攝影透鏡的像點位置向光軸方向變動的問題。雖然該問題引起樹脂材料的折射率相對于溫度變化大的問題，但是，可以知道最近，如果向樹脂材料中混合無機微粒，則該混合樹脂材料的折射率相對于溫度變化小。艮口， 通過使溫度上升，雖然降低樹脂材料的折射率，但是，相反地升高無機微粒的折射率。因此， 向樹脂制透鏡混合無機微粒，通過利用所述兩者的溫度依存性而進行相互抵消作用，即使溫度有變化，也能夠幾乎不產(chǎn)生折射率變化。但是，如果僅向透明的樹脂材料混合無機微粒，則產(chǎn)生光的散射并降低透過率，而很難作為光學(xué)材料使用。因此，通過使無機微粒的大小小于透過光束的波長，能夠?qū)嵸|(zhì)上不產(chǎn)生光的散射。具體地說，通過在作為母材的樹脂材料中分散最大長度在20nm以下的無機微粒， 而不使透過率降低并形成折射率的溫度依存性極低的混合樹脂材料。例如，通過在丙烯酸樹脂中分散氧化鈮(Nb2O5)的微粒，從而能夠減小由于溫度變化而產(chǎn)生的折射率變化。在本實施方式中，通過在正光焦度較大的透鏡，例如第一透鏡Li、第三透鏡L3或全部第一 第四透鏡Ll L4使用分散有這樣的無機微粒的混合樹脂材料，因此即使攝影透鏡產(chǎn)生溫度變化，也能夠?qū)z影透鏡的像點位置的變動抑制得很小。另外，在無法充分地確保向像面入射的光束的遠心光路性的情況下，如果改變設(shè)置于攝影元件的各像素前的多個濾色器和芯片上微透鏡陣列的間距并進行排列，則能夠減輕遮擋。具體地說，雖然配置于光軸附近的濾色器和芯片上微透鏡陣列的間距與攝影元件的像素間距相同，但是緩緩離開光軸而配置的濾色器和芯片上微透鏡陣列的間距相對于攝影元件的像素間距緩慢減小。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，由于芯片上微透鏡陣列，向攝影面傾斜入射的光束越靠近攝影面的周邊部折射得越很大，因為減輕傾斜入射并向各像素的受光部引導(dǎo)，所以能夠抑制遮擋。由此，由于利用攝影元件進行遮擋的校正，因此不僅能夠使攝影透鏡小型，而且能夠進一步使攝影裝置小型。實施例以下，通過實施例對本發(fā)明進行更具體的說明。另外，本發(fā)明不限定于這些實施例的任意一種。實施例一 五分別對應(yīng)上述第一 第五實施方式，及圖4 圖8。用面數(shù)據(jù)、非球面數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)及單透鏡數(shù)據(jù)表示各實施例的透鏡結(jié)構(gòu)及其說明。對面數(shù)據(jù)而言，從該數(shù)據(jù)的左側(cè)一欄順次表示面號S、曲率半徑r (單位mm)、軸上的面間隔d (單位mm)、與d線(波長587. 56nm)相對的折射率nd、與d線相對的阿貝數(shù)vd。 面號附帶*的面表示具有非球面。用以下[數(shù)1]定義非球面。[數(shù)1]
vh21R^aj1X = ^/7 = + 11^
這里，h是垂直于光軸的方向的高度，X是高度h的位置的光軸方向位移量(面頂點為基準(zhǔn))，R是近軸曲率半徑，K是圓錐系數(shù)、Ai是i次的非球面系數(shù)。在非球面數(shù)據(jù)表示圓錐系數(shù)K和i次的非球面系數(shù)Ai，用E (例如，2. 5E-03)表示10的次冪(例如，2. 5X 10_3)。表示各種數(shù)據(jù)的標(biāo)記如以下所示。f 攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距(單位mm)Fno :F 值ω:半畫角(單位。)y，max 像高(單位 mm)TL 攝影透鏡全長(單位mm)BF:后截距(單位mm)另外，后截距(BF)是從濾光器F的像方的面到像面的軸上距離，攝影透鏡全長 (TL)是向從透鏡最前面到濾光器F的像方的面的軸上距離加上后截距的長度。(實施例1)單位 mm[面數(shù)據(jù)]
1 號rd nd ν j
i>} \\ηβ
!*f ■ >O 6S9 1 &44/ M 2
I 124Ε·06η QV]
3(光; ])O 101
4 ？S ω!O 588 ! 63 0 23 4
5·4 1110 834
fi*+δ /ΠHCS I 544 56 2
10 € S；
8-4 ai/O 500 I 544 7 56 7
9*/ 3 5ι； - 4
!0< 0 !45 1 5163 M 1
11οο
f 象 1 ββ[非球面數(shù)據(jù)]第1 面K = -0. 83790Ε-01, Α4 = 0. 10287Ε-01，Α6 = 0. 40833Ε-02，Α8 = 0. 30554Ε-02， AlO = 0. 36443Ε-02第2面K = -0. 50001Ε+02, Α4 = 0. 56254Ε-01，Α6 = -0. 18541Ε-01，Α8 = 0. 61624Ε-02， AlO = -0. 29090Ε-02第4面K = O. 49999Ε+02, Α4 = 0. 66688Ε-01，Α6 = -0. 44421Ε-01，Α8 = -0. 12524Ε-01， AlO = 0.29366Ε-01Α12 = -0. 22744Ε-01第5 面K = -0. 29162Ε+01, Α4 = 0. 67961Ε-01，Α6 = 0. 30382Ε-02，Α8 = -0. 37774Ε-01， AlO = 0.41627Ε-01Α12 = -0. 13557Ε-01第6 面
K = -0. 11580E+02，A4 = -0. 21222E_01，A6 = -0. 19621E_01，A8 = 0. 18968E-01， AlO = -0. 75413E-02A12 = 0. 12527E-02第7 面K = -0. 45778E+01,A4 = -0. 10428E+00，A6 = 0. 50051E_01，A8 = -0. 25796E-01， AlO = 0. 85558E-02A12 = -0. 10269E-02第8 面K = O. 52630E-01, A4 = -0· 89642Ε-01，Α6 = 0. 26541Ε-01，Α8 = -0· 97550Ε-03， AlO = -0· 49329Ε-03Α12 = 0. 72438Ε-04，Α14 = _0· 31112Ε-05第9 面K = -0· 12208Ε+02，Α4 = _0· 51175Ε_01，Α6 = 0. 12227Ε_01，Α8 = _0· 20305Ε-02， AlO = 0. 20147Ε-03Α12 = -0. 98778Ε-05，Α14 = 0. 16620Ε-06[各種數(shù)據(jù)]
權(quán)利要求
1.一種攝影透鏡，其使來自于被拍攝體的光在攝影元件上成像，所述攝影透鏡的特征在于，從物方順次具備具有正光焦度的第一透鏡、孔徑光闌、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第二透鏡、具有正光焦度的第三透鏡、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第四透鏡，并滿足以下條件式0. 45 < f3/f < 0. 95. . . (1) 0. 75 < SIL/TL < 0. 95. . . (2) 0. 3 < rl/f < 0. 45. · · (3)，其中，f3是第三透鏡的焦距，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距，SIL是從孔徑光闌到像面的光軸上的長度，TL是從攝影透鏡的最靠物體透鏡面到像面的光軸上的長度，Π是第一透鏡的物方透鏡面的曲率半徑。
2.如權(quán)利要求1所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第二透鏡滿足以下條件式 15 < ν2 < 31. . . (4)其中，v2是第二透鏡的阿貝數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第三透鏡滿足以下條件式 0. 2 < T3/f < 0. 34. . . (5)其中，T3是第三透鏡的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。
4.如權(quán)利要求1 3中任意一項所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第四透鏡滿足以下條件式0. 05 < T4/f < 0. 17. . . (6)其中，T4是第四透鏡的光軸上的厚度，f是攝影透鏡整個系統(tǒng)的焦距。
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第四透鏡滿足以下條件式0. 3 < T4/SG4 < 0. 6. . . (7)其中，T4是第四透鏡的光軸上的厚度，SG4是第四透鏡的最厚部分的厚度。
6.如權(quán)利要求1 5中任意一項所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第四透鏡是雙凹透^Mi O
7.如權(quán)利要求1 6中任意一項所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第四透鏡的像方透鏡面具有非球面形狀，所述非球面在光軸附近具有負光焦度，越向透鏡面的周邊緣負光焦度越小，并在透鏡面的周邊部具有拐點。
8.如權(quán)利要求1 7中任意一項所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第一 第四透鏡由樹脂材料形成。
9.一種攝影裝置，其特征在于，具備如權(quán)利要求1 8中任意一項所述的攝影透鏡和攝影元件。
10.一種便攜式終端機，其特征在于，具備如權(quán)利要求9所述的攝影裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝影透鏡、具備攝影透鏡的攝影裝置及具備攝影裝置的便攜式終端機，該攝影透鏡具備具有正光焦度的第一透鏡(L1)、孔徑光闌(s3)、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第二透鏡(L2)、具有正光焦度的第三透鏡(L3)、具有負光焦度并使凹面朝向像方的第四透鏡(L4)，并且滿足規(guī)定的條件式。
文檔編號G02B13/18GK102460264SQ201080024550
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者佐野永悟, 松坂慶二, 田中宏明 申請人:柯尼卡美能達精密光學(xué)株式會社