攝像透鏡及相機模組以及攝像設備的製作方法

2023-08-10 09:35:06

專利名稱：攝像透鏡及相機模組以及攝像設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在CCD(Charge Co叩led Device)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元件上成像被照射體的光學像的攝像透 鏡、及將由其攝像透鏡形成的光學像轉換成攝像信號的相機模組、以及搭載該 攝像透鏡進行攝影的數碼靜止照相機或帶攝像頭的手機及掌上電腦(PDA: Personal Digital Assistance)等攝像設備。
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碼靜止相機在急速普及。而且，在手機上裝載圖 像輸入用相機模組的現象也多起來。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展，對攝像設備整體及搭 載於此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 展，要求攝像透鏡的高分辨、高性能化。
對這種要求，例如，為了謀求緊湊化(光軸方向的縮短化)及廉價化、高 分辨化，將透鏡片數設為4片構成，為了謀求高性能化，可考慮積極使用非球 面。在專利文獻1 4公開有為這種4片構成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
在如上述攝像設備中，要求在考慮大批生產的同時，將光學性能的惡化限 制為最小限，並減小相機模組整體的光軸方向的長度(=高度)。然而，若將 透鏡後焦距(從透鏡的最靠近像側的位置到像面的距離)單純地設得過小，則 一般難以滿足光線的射出角度的標準或在最終透鏡面的劃痕、異物等外觀上的 標準。而且，若將透鏡系統的厚度DL (DL:透鏡全厚度=從最靠近物體側的透
5鏡面的頂點到最像側透鏡面的頂點的距離)單純地設得過小，則有必要將各透 鏡要素的中心厚度D設得過小，使非球面的效果過強，由此產生由透鏡形狀在 成型時發生內部歪曲、軸偏移傾倒、基於外觀標準的製造適當性的惡化。從 而，在進行全長縮短化的情況下，有必要將透鏡後焦距、透鏡系統的厚度DL、 各透鏡要素的中心厚度等設小，並且在適當條件下平衡地組裝該些，在批量生 產時維持良好的光學性能。
上述專利文獻1所述的攝像透鏡，由於光闌在第2透鏡的後側，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。而且，在專利文獻
2公開有各種種類的4片構成的攝像透鏡，但很難說對每個構成例是非常適合 的設計。例如，關於焦距小的類型的實施例(表示4前後的值)，全長相對於 焦距之比大於1.25。其以外的實施例的透鏡大，認為沒有充分考慮到針對小型 化的中心厚度等的製造性。而且，在專利文獻3及專利文獻4所示的攝像透 鏡，由於實施例的焦距、全長、及透鏡厚度皆大，因此，認為沒有充分考慮到 近幾年針對攝像元件的小型化的中心厚度等的製造性。
發明內容
本發明是借鑑於這種問題點而提出的，其目的在於，提供一種使用非球面 維持全長短縮化的同時維持高成像性能，並且可實現製造適當性良好的透鏡系 統的攝像透鏡、及裝載其攝像透鏡可得到高分辨的攝像信號的相機模組、以及 攝像設備。
本發明的攝像透鏡構成為，從物體側依次具備第1透鏡，其至少l面為非 球面形狀，且物體側的面在光軸附近為凸面，並具有正的光學能力；第2透 鏡，其像側的面在光軸附近為凹面，並具有負的光學能力；第3透鏡，其在光 軸附近將凹面朝向物體側，並為正的彎月形透鏡；第4透鏡，其兩面為非球面形 狀，並且像側的面在光軸附近為凹形狀、而在周邊部為凸形狀，並且，滿足以 下條件式而構成
0. 1^MIN (D) /f ^1. 0 ……(1)
1. 0腿^R1^2. lmm ...... (2)
0. 3mm^R8^1. 5ram ...... (3)
—0.01 (1/醒)^1/R7S0. 4 (1/mm) ...... (4)MIN (D):在第1 第4透鏡之中最小的中心厚度的值， Rl:第l透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑， R7:第4透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，
R8:第4透鏡的像側的面的近軸曲率半徑，而且，在式(1)中的f、 MIN (D)的單位設為ram。
在本發明的攝像透鏡中，作為整體為4片的透鏡構成中，在適當的範圍保 持透鏡系統的中心厚度，並有效使用非球面而謀求各透鏡形狀的最佳化，而且 通過滿足規定的條件式而謀求透鏡構成的最佳化，因而，能夠考慮製造性的同 時獲得全長的短縮化以及高成像性能。
並且，進一步通過適當選擇釆用且滿足以下理想的構成，能夠考慮製造性 的同時更加有利於全長的短縮化或成像性能。
在本發明的攝像透鏡中，優選適當選擇地滿足以下條件。
3. 0ram^DL^4. 0mm ……(5)
—10mrn^R5^ - 3. 5, ...... (6)
—1. 5腿SR6S — 0. 5腿 ......(7)
0. 3ram^R8^1. 0誦 ......(3 ')
此處，
DL :從第1透鏡的物體側面頂點到第4透鏡的像側面頂點的光軸上的距離；
R5 :第3透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑；
R6 :第3透鏡的像側的面的近軸曲率半徑；
R8 :第4透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。
而且，在本發明的攝像透鏡中，優選滿足以下條件式。
u 1— ( u2+u3+u4) /3^0 ...... (8)
此處，
Ul:第l透鏡的阿貝數， u2:第2透鏡的阿貝數， u3:第3透鏡的阿貝數， U4:第4透鏡的阿貝數。而且，第2透鏡的物體側的面優選為從.中心部到周邊部不具有變曲點的凹 形狀。而且，第l透鏡的像側的面優選在光軸附近為凸形狀。
而且，第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、及第4透鏡分別優選由樹脂材料構 成。由此，有利於製造成本的降低。但，為了謀求高性能化，例如由玻璃材料 構成第l透鏡也可。
根據本發明的相機模組是具備本發明的攝像透鏡、輸出與由此攝像透鏡 形成的光學像相對應的攝像信號的攝像元件。
在根據本發明的相機模組中，根據通過本發明的攝像透鏡的高分辨的光學 像可獲得高分辨的攝像信號。而且，根據本發明的攝像透鏡因謀求全長短縮 化，所以作為與攝像透鏡組裝的相機模組整體可謀求小型化。
基於本發明的攝像設備，具備基於本發明的相機模組。
在根據本發明的攝像設備中，根據通過本發明的相機模組獲得的高分辨的 光學像可獲得高分辨的攝像信號，並根據該攝像信號可獲得高分辨的攝影圖像。
根據本發明的攝像透鏡，在整體為4片透鏡構成中，在適當範圍內保持各 透鏡的中心厚度，並有效率地使用非球面謀求各透鏡形狀的最佳化，而且通過 滿足規定的條件式謀求透鏡構成的最佳化，所以能夠在全長的短縮化的同時維 持和高成像性能，並可實現製造適當良好的透鏡系統。
而且，根據本發明的相機模組，輸出與利用全長短縮化以及高成像性能的 上述本發明的攝像透鏡形成的光學像的攝像信號，所以可在模組整體謀求小型 化的同時獲得高分辨的攝像信號。
而且，根據本發明的攝像設備，因裝載了上述本發明的相機模組，所以能 夠在謀求攝像部分的小型化的同時，獲得高分辨的攝像信號，根據該攝像信號 可獲得高分辨的攝影圖像。


圖1是表示本發明的 於實施例1的透鏡剖面圖
圖2是表示本發明的 於實施例2的透鏡剖面圖
一實施方式所涉及的攝像透鏡的第1構成例，是對應 一實施方式所涉及的攝像透鏡的第2構成例，是對應圖3是表示本發明的一實施方式所涉及的攝像透鏡的第3構成例，是對應 於實施例3的透鏡剖面圖。
圖4是表示本發明的一實施方式所涉及的攝像透鏡的第4構成例，是對應
於實施例4的透鏡剖面圖。
圖5是表示本發明的一實施方式所涉及的攝像透鏡的第5構成例，是對應
於實施例5的透鏡剖面圖。
圖6是表示本發明的實施例1所涉及的攝像透鏡的基本透鏡數據的圖。 圖7是表示本發明的實施例2所涉及的攝像透鏡的基本透鏡數據的圖。 圖8是表示本發明的實施例3所涉及的攝像透鏡的基本透鏡數據的圖。 圖9是表示本發明的實施例4所涉及的攝像透鏡的基本透鏡數據的圖。 圖10是表示本發明的實施例5所涉及的攝像透鏡的基本透鏡數據的圖。 圖11是表示與本發明的實施例1所涉及的攝像透鏡的非球面相關的數據的圖。
圖12是表示與本發明的實施例2所涉及的攝像透鏡的非球面相關的數據 的圖。 ，
圖13是表示與本發明的實施例3所涉及的攝像透鏡的非球面相關的數據的圖。
圖14是表示與本發明的實施例4所涉及的攝像透鏡的非球面相關的數據的圖。
圖15是表示與本發明的實施例5所涉及的攝像透鏡的非球面相關的數據 的圖。
圖16是對各實施例匯總表示關於條件式的值的圖。
圖17是表示本發明的實施例1所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A) 表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸變。
圖18是表示本發明的實施例2所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A) 表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸變。
圖19是表示本發明的實施例3所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A) 表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸變。
圖20是表示本發明的實施例4所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A) 表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸變。圖21是表示本發明的實施例5所涉及的攝像透鏡的諸像差的像差圖，(A) 表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸變。
圖22是表示本發明的一實施方式所涉及的相機模組的一構成例的立體圖。 圖23是表示本發明的一實施方式所涉及的攝像設備的一構成例的立體圖。 圖中Ll一第l透鏡，L2 —第2透鏡，L3 —第3透鏡，L4一第4透鏡，St —孔
徑光闌，Ri—從物體側第i個透鏡面的曲率半徑，Di —從物體側第i個和第i+1
個透鏡面的面間隔，Zl—光軸。
具體實施方式
以下，對本發明的實施方式參照附圖進行詳細說明。
圖1表示有本發明的一實施方式所涉及的攝像透鏡的第1構成例。此構成 例對應於後述的第1的數值實施例(圖6，圖11)的透鏡構成。同樣，將對應 於後述的第2至第5的數值實施例的透鏡構成的第2至第5構成例的剖面構成 示於圖2 圖5。在圖1 圖5中，符號Ri表示，以最靠近物體側的透鏡要素 的面為第1個(以光闌St為第0個)，按照隨著朝向像側(成像側)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，由於各構成例的基本構成皆相同，因此，在 以下以圖1所示的攝像透鏡的構成例作為基本而進行說明，根據需要對圖2 圖5的構成例也進行說明。
本實施方式所涉及的攝像透鏡是適用於使用CCD或CMOS等攝像元件的各 種攝像設備，尤其是比較小型的可攜式終端設備，例如，數碼靜止照相機、帶 攝像頭的手機、及PDA等。此攝像透鏡，沿著光軸Zl從物體側依次具備光 闌St、第1透鏡L1、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之間配置用於保護攝像面的封罩玻璃，紅外線截止濾光 片或低通濾波器等光學部件CG也可。
光闌St為光學性孔徑光闌，優選配置於最靠近物體側。此處，"最靠近 物體側"表示在光軸Zl在比第1透鏡Ll的像側的面頂點位置更靠近物體側， 還表示包括，例如在光軸Zl上光闌St配置於第1透鏡Ll的物體側面頂點位 置的情況，或光闌St配置於第1透鏡Ll的物體側的面頂點位置和像側的面頂點位置之間的情況。光闌St優選配置於更靠近物體側，例如，在光軸上配置 在第1透鏡Ll的物體側的面頂點位置和第1透鏡Ll的物體側的面的端緣位置 E (參照圖1)之間即可。
此攝像透鏡，尤其第1透鏡Ll的至少1面為非球面形狀，並且第4透鏡 L4的兩面設為非球面形狀。對第2透鏡L2、及第3透鏡L3的各自，優選至少 在1面包括非球面。
此處，尤其設為非球面形狀時，第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4 與第1透鏡Ll相比易成為複雜的形狀，而且，形狀也易變大。因此，第2透 鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4在加工性或製造成本方面全部優選由樹脂材 料構成。重視製造成本時，第1透鏡Ll也優選由樹脂材料構成。但是，為了 謀求高性能化由玻璃材料構成第1透鏡Ll也可。
第1透鏡Ll具有正的光學能力(八°7— power)。第1透鏡Ll，優選物 體側的面在光軸附近為凸面，並且像側的面在光軸附近為凸形狀，從而在光軸 附近為雙凸形狀。
第2透鏡L2具有負的光學能力。第2透鏡L2，優選像側的面在光軸附近 為凹面。第2透鏡L2，物體側的面在光軸附近為凹形狀，從而在光軸附近為雙 凹形狀。尤其，第2透鏡L2的物體側的面優選為從中心部到周邊部不具有拐 點(変曲點)的凹形狀。但是，如圖3的第3構成例，在光軸附近將物體側的 面做成凸形狀，從而也可在光軸附近做成彎月形狀。
第3透鏡L3，在光軸附近成為將凹面朝向物體側的正的彎月形透鏡。第4 透鏡L4，像側的面，是在光軸附近朝向像側為凹形狀、而在周邊部朝像側成為 凸形狀的非球面。第4透鏡L4，例如，如圖1的第1構成例、及圖2的第2構 成例，可在光軸附近使物體側的面凹面，從而使得在光軸附近為雙凹形狀。而 且，也可以如其他構成例，在光軸附近使第4透鏡L4的物體側的面為凸面， 從而能夠使得在光軸附近為彎月形狀。
此攝像透鏡，滿足以下條件式(1) (4)。
0. 1^MIN (D) /f^l.O ...... (1)
1. OmmSRm l腿 ……(2) 0. 3mm^R8芸1. 5醒 ……(3)
_0. 01 (1/咖)(1/mm) ...... (4)此處，
f:整體的焦距，
M工N (D):在第1透鏡L1至第4透鏡L4之中最小的中心厚度的值，
Rl:第1透鏡L1的物體側的面的近軸曲率半徑，
R7:第4透鏡L4的物體側的面的近軸曲率半徑， R8:第4透鏡L4的像側的面的近軸曲率半徑。 而且，在式(1)中的f、 MIN (D)的單位設為mm。 而且，優選適當選擇地滿足以下條件式。
3. 0醒^DL^4. 0臓 ......(5)
一10隨巨R5^ 一3. 5ram ...... (6)
一l. 5腿芸R6^—0. 5ram ...... (7)
0. 3mm芸R8^1. 0讓 ......(3 ')
此處，
DL:從第1透鏡L1的物體側面頂點到第4透鏡L4的像側面頂點的光軸上的距 離(參照圖l)，
R5:第3透鏡L3的物體側的面的近軸曲率半徑， R6:第3透鏡L3的像側的面的近軸曲率半徑， R8:第4透鏡L4的像側的面的近軸曲率半徑， 而且，優選滿足以下條件式。
u 1— ( u 2+ u 3+ u 4) /3^0 ...... (8)
此處，
ul:第1透鏡L1的阿貝數，
u2:第2透鏡L2的阿貝數，
u3:第3透鏡L3的阿貝數，
u4:第4透鏡L4的阿貝數。 而且，優選適當選擇地滿足以下條件。
0. 6Sf3/fS0. 8 ...... (9)
一1.0^R1/R2S0 ……(10)
0當fl/f^0.8 ……(11)
0.9^ (R3+R4) / (R3 — R4)〇1.5 ...... (12)
121. 0巨fl2/fSL6 ...... (13)
此處，
f:整體的焦距，
fl:第1透鏡L1的焦距，
f3:第3透鏡L3的焦距，
H2:第1透鏡L1和第2透鏡L2的合成焦距，
Rl:第1透鏡L1的物體側的面的近軸曲率半徑，
R2:第1透鏡L1的像側的面的近軸曲率半徑， R3:第2透鏡L2的物體側的面的近軸曲率半徑， R4:第2透鏡L2的像側的面的近軸曲率半徑。
圖22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成例。而 且，圖23 (A) 、 (B)，作為搭載圖22的相機模組的攝像設備的一例表示帶攝 像頭的手機。
在圖23 (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，兩者沿圖23 (A)的箭頭方向旋轉自如地構成。在下部筐體2B設有操作鍵 21等。在上部筐體2A設有相機部1 (圖23 (B))及顯示部22 (圖23 (A)) 等。顯示部22由LCD (液晶面板)或EL (Electro — Luminescence)面板等顯示 面板而構成。顯示部22配置於在摺疊時成為內面的一側。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通過相機部l被攝影的圖像等。相 機部l，例如配置於上部筐體2A的內面側。但是，設置相機部l的位置不限於 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22所示，
具備收納攝像透鏡20的鏡筒3;支撐鏡筒3的支撐基板4;在支撐基板4上設於
與攝像透鏡20的成像面相對應的位置的攝像元件(未圖示)。此相機模組還具 備電連接於支撐基板4上的攝像元件的撓性基板5;外部連接端子6，其構成 為電連接於撓性基板5，並可與帶攝像頭的手機等的終端設備本體側的信號處 理電路電連接。這些構成要素被一體構成。
在圖22所示的相機模組中，由攝像透鏡20形成的光學像通過攝像元件轉換 成電性攝像信號，其攝像信號通過撓性基板5及外部連接端子6被輸出到攝像設 備本體側的信號處理電路。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，可獲得被充分校正了像差的高分辨的攝像信 號。在攝像設備本體側，根據該攝像信號可生成高分辨圖像。
另外，本實施方式所涉及的攝像設備，不限於帶攝像頭的手^L，例如為數 碼靜止相機或PDA等也可。
接著，更詳細說明如以上構成的攝像透鏡的作用及效果、尤其關於條件式 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片的透鏡構成中，將各透
鏡的中心厚度保持在適當範圍，並有效率地使用非球面而謀求各透鏡形狀的最 佳化，而且，通過滿足規定的條件式而謀求透鏡構成的最佳化。因此能夠在充 分考慮製造性以使成本不變高的同時，實現全長的短縮化，並獲得高成像性 能。
關於非球面形狀，尤其使第4透鏡L4在中心部和周邊部變化成不同形狀， 而從像面中心部至周邊部良好地校正像場彎曲(像面灣曲)。在第4透鏡L4 中，與第1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，通過使最接近於攝像元件的最終透鏡面即第4透鏡L4的像側面在光軸附近 朝像側為凹形狀，而在周邊部朝像側成為凸形狀，可適當校正每視角的像差， 光束向攝像元件的入射角度被控制為一定角度以下。從而，可在減輕成像面全 區域的光量不均勻的同時，有利於像場彎曲或歪曲像差等的校正。
一般，在攝像透鏡系統中，優選為，焦闌性(亍^ir乂卜y:y夕)即向攝 像元件的主光線的入射角度相對於光軸接近平行(在攝像面的入射角度相對於 攝像面的法線接近零)。為了確保此焦闌性，光闌St優選儘量配置於物體側。 另一方面，若光闌St配置於從第l透鏡Ll的物體側的透鏡面進一步向物體側方 向離開的位置，該部分(光闌St和最靠近物體側的透鏡面的距離)作為光路長 被加算，因此，在整體構成的緊湊化方面成為不利。從而，通過在光軸Z1上將 光闌St配置於與第l透鏡Ll的物體側透鏡面的頂點位置相同的位置，或配置於 第1透鏡L1的物體側的面頂點位置和像側的面頂點位置之間，可謀求全長的短 縮化，並可確保焦闌性。更加重視焦闌性的確保時，在光軸上將光闌St配置於 第1透鏡L1的物體側的面頂點位置和第1透鏡L1的物體側的面的端緣位置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)規定透鏡單體的中心厚度。在此攝像透鏡中，為了謀求高性能化積極使用非球面。非球面有助於緊湊化及高性能化，但在射出成形或壓膜(+ —》K)成形時，為了可穩定成形品質良好的透鏡產品，且可適當維持成形材料的流動性或成形時的射出壓力及保壓，有必要考慮規定的加工條件。若超出條件式(1)的上限，則不利於透鏡小型化。若超出下限，則為了防止成形時材料流動而控制壓力的方面面形狀的轉印性會不好。
為了謀求小型化，並使製造適當性為更良好的性能，條件式(1)的數值範圍優選
0. 11^MIN (D) /f SO. 5 ...... (1 ')
更優選
. 12,N (D) /f〇0. 5 ...... (1 '')
條件式(2)關於第1透鏡L1的物體側的面的近軸曲率半徑R1。為了將全長、視角及射出角度維持為適當的值，第1透鏡L1的光學能力及第1透鏡L1的前面曲率給與很大的影響。若超出條件式(2)的上限，則存在不利於全長的短縮化的同時，透鏡射出角度惡化的傾向。而且，超出下限，則存在球面像差和周邊光線的彗差(力7)成分惡化的現象。
條件式(3)關於第4透鏡L4的像側的面的近軸曲率半徑R8。而且，條件式(4)關於第4透鏡L4的物體側的面的近軸曲率半徑R7。在條件式(3)和條件式(4)這兩式表示相乘(相乗)的效果。在條件式(3)和條件式(4)中表示第4透鏡L4的彎曲(^yfVy夕')適當條件，使主要連接圖面角落(隅)的像面和軸上最好像面之間的中間視角的像場彎曲的平衡為良好。若超出條件式(3)或條件式(4)的上限，則像場彎曲易偏負側(7y夕'一)，並且歪曲易偏負側。若超出下限，則像場彎曲易偏正側(才一A — )，且歪曲易偏正側。
為了得到更良好的性能，條件式(3)的數值範圍優選formula see original document page 15……(3 ')。
條件式(5)關於光軸上的透鏡系統的厚度DL。為了滿足以下兩個要求，即短縮透鏡全長、以及使得最接近於攝像元件的最終透鏡面不太接近於攝像面，有必要將透鏡系統的厚度DL設為適當的範圍。若超出條件式(5)的上限，則不利於全長的短縮化。縮小厚度DL直接關係到全長的短縮化，但若超出條件式(5)的下限而過於縮小厚度DL，則發生像差性能的惡化及製造組裝敏感度(感度)的急劇下降。
為了縮短全長，獲得更良好的性能，條件式(5)的數值範圍
3, 0腿^DL^3. 8mm ...... (5 ')
為理想。更理想的是
3. 0誦SDL^3. 5, ……(5 '')即可。另外，關於條件式(5)優選滿足以下條件。
0.85SDL/fS0. 93 ...... (14)
為了縮短全長，獲得更良好的性能，條件式(14)的數值範圍優選:
0. 85SDL/f SO. 92 ……(14 ')
更優選
0. 87^DL/f芸O. 90 ...... (14'')即可。
條件式(6)關於第3透鏡L3的物體側的面的近軸曲率半徑R5。而且，條件式(7)關於第3透鏡L3的像側的面的近軸曲率半徑R6。在條件式(6)和條件式(7)這兩式中表示相乘的效果。在條件式(6)和條件式(7)中表示第3透鏡L3的彎曲的適當條件，使主要連接圖面角落的像面和軸上最好像面之間的中間視角的像場彎曲的平衡為良好。若超出條件式(6)或條件式(7)的上限，則像場彎曲易偏正側，並且歪曲易偏正側。若超出下限，則像場彎曲易偏負側，並且歪曲易偏負側。
條件式(8)規定各透鏡的色散(分散)，滿足此數值範圍且將第1透鏡L1的阿貝數ul相對設得較大，可謀求軸上色像差的降低。若超出條件式(8)的下限，則不利於軸上色像差的校正。
為了更加良好地校正色像差，進一步優選適當滿足以下條件。
u 1— ( u 3+ u4) /2^5 ...... (8 ')
滿足條件式(8')，例如在第3透鏡L3及第4透鏡L4的任一方使用分散比較大的材料，而有利於倍率色像差的校正。
條件式(9)關於第3透鏡L3的焦距f3。若超出條件式(9)的上限，則存在光線的射出角度變鈍角的傾向。若超出條件式(9)的下限，則中間視角的像場彎曲過於偏負側。
條件式(10)規定第1透鏡L1的物體側及像側的面的近軸曲率半徑R1、 R2的適當關係。若超出條件式(10)的上限，則尤其球面像差較大地偏正側。若超出下限，則尤其球面像差較大地偏負側。
為了得到更良好的性能，條件式(10)的數值範圍優選
—。
5 ...... (l(T )。
條件式(11)關於第l透鏡Ll的焦距fl。若超出條件式(11)的上限，則在縮小全長的方面不利。如超出下限，則第2透鏡L2以後的光束幅變大，像場彎曲容易朝負側變大，而且，尤其難以校正彗形像差。
為了得到更良好的性能，條件式(11)的數值範圍優選
0^fl/f ^0. 73 ...... (11 ')
更優選
0^fl/f SO. 6 ...... (11 '')即可。
條件式(12)關於第2透鏡L2的形狀。若超出條件式(12)的上限，則不利於縮小光線的射出角度。若超出下限，則第1透鏡L1及第2透鏡L2的各軸偏移敏感度變大，不能滿足適當製造。
條件式(13)關於第1透鏡L1及第2透鏡L2的合成焦距。若超出條件式(13)的上限而成為反遠距式(1/卜口7才一力7夕吖:7°)方向，則主點(主點)朝向像側移動，所以按原理難以短縮全長。若超出下限，則存在切線像面變得過小的傾向。而且，存在周邊光量變得過小的傾向。
為了得到更良好的性能，條件式(13)的數值範圍優選
1. 0當fl2/f芸l. 4 ...... (13 ')
更優選
1. 1^fl2/f 2 ...... (13 ' 一 )即可。
如以上說明，根據本實施方式所涉及的攝像透鏡，可在實現全長的短縮化的同時維持高成像性能，且能夠實現製造適當性良好的透鏡系統。而且，根據本實施方式所涉及的相機模組，因使之輸出與由全長短縮且具有高成像性能的攝像透鏡形成的光學像相對應的攝像信號，所以，可謀求作為模組整體的小型化，並可獲得高分辨的攝像信號。而且，根據本實施方式所涉及的攝像設備，因裝載該相機模組，可謀求攝像部分的小型化，並可獲得高分辨的攝像信號，根據該攝像信號可獲得高分辨的攝影圖像。實施例
接著，對本實施方式所涉及的攝像透鏡的具體數值實施例進行說明。在以下，匯總第1至第5的數值實施列進行說明。
圖6及圖11表示有對應於圖1所示的攝像透鏡的構成的具體透鏡數據。尤其，在圖6表示該基本的透鏡數據，在圖ll表示關於非球面的數據。在圖6所示
的透鏡數據的面號碼Si的欄表示有對實施例l所涉及的攝像透鏡，以最靠近物
體側的透鏡要素的面作為第i個(以光闌st為第o個)，隨著朝向像側依次增加
的方式附上符號的第i個的面號碼。在曲率半徑Ri的欄表示對應於在圖l所附上的符號Ri，從物體側起第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起第i個面Si和第i+l個面Si+l的光軸上的間隔(mm)。在Ndj欄表示從物體側第j個光學要素的對d線(587.6nm)的折射率的值。在u dj —欄表示從物體側起第j個光學要素的對d線的阿貝數的值。在圖6的欄外作為諸數據表示整個系統的焦距f (mm)的值。
此實施例l所涉及的攝像透鏡，第1透鏡L1 第4透鏡L4全為樹脂材料。
此實施例l所涉及的攝像透鏡，第1透鏡L1 第4透鏡L4的兩面全部為非球面形狀。在圖6的基本透鏡數據中，作為這些非球面的曲率半徑表示有光軸附近的曲率半徑的數值。
在圖ll表示實施例l的攝像透鏡的非球面數據。在作為非球面數據所示的數值中，記號"E"表示緊跟其後的數值為以10為底的"冪指數"，表示用以其10為底的指數函數所表示的數值乘算"E"之前的數值。例如，若為「l.OE—02」，則表示「1.0X10—2」。
作為非球面數據，記入根據以下式(A)所表示的非球面形狀的式中的各係數Ai、 K的值。詳而言之，Z表示從位於離開光軸高度h的位置的非球面上的點向非球面頂點的接平面(垂直於光軸的平面)所引畫的垂線長度(mm)。在實施例l的攝像透鏡中，各非球面作為非球面係數Ai有效使用第3次 第10次的係數A3 A10而表示。
Z=C h7{l+ (1—K C2 h" '/2} + SAi h'……(A)
此處，
Z:非球面的深度(mm)，
h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(隱)
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)的非球面係數。
如同以上實施例l的攝像透鏡，以對應於圖2所示的攝像透鏡的構成的具體
透鏡數據作為實施例2，表示於圖7及圖12。而且，同樣將對應於圖3 圖5所示的攝像透鏡的構成的具體透鏡數據作為實施例3 實施例5，表示於圖8 圖10及圖13 圖15。在該些實施例2 5中，如同實施例l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。
另外，在實施例2至實施例5中，第1透鏡L1 第4透鏡L4全部為樹脂材料。
而且，在圖16，對各實施例匯總表示關於上述基本條件式(1) (14)和其他條件式(8')的值。如圖16所示，關於條件式(1) (8)對各實施例全部成為條件式的數值範圍內。
圖17 (A) 圖17 (C)分別表示有在實施例l的攝像透鏡的球面像差、像散、及畸變(歪曲像差)。在各像差圖表示以e線(546.07nm)為基準波長的像差。在球面像差圖及像散圖中，也表示對F線(波長486. 13nm) 、 C線(波長656.27nm)的像差。在像散圖中實線表示弧矢方向(S)，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18 (A) 圖18 (C)表示關於實施例2的攝像透鏡的諸像差。同樣地，在圖19 (A) 圖19 (C)表示關於實施例3的攝像透鏡的諸像差，在圖20 (A) 圖20 (C)表示關於實施例4的攝像透鏡的諸像差，在圖21(A) 圖21 (C)表示關於實施例5的攝像透鏡的諸像差。
如從以上各數值數據及各像差圖可知，對各實施例全長短縮的同時可實現高成像性能。
另外，本發明不限於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於在上述各數值實施例所示的值，可取其他的值。
權利要求1、一種攝像透鏡，其特徵在於，從物體側依次具備第1透鏡，其至少1面為非球面形狀，且物體側的面在光軸附近為凸面，並具有正的光學能力；第2透鏡，其像側的面在光軸附近為凹面，並具有負的光學能力；第3透鏡，其在光軸附近將凹面朝向物體側，並為正的彎月形透鏡；第4透鏡，其兩面為非球面形狀，並且像側的面在光軸附近為凹形狀、而在周邊部為凸形狀，並且，滿足以下條件式而構成0.1≤MIN(D)/f≤1.0……(1)1.0mm≤R1≤2.1mm……(2)0.3mm≤R8≤1.5mm……(3)-0.01(1/mm)≤1/R7≤0.4(1/mm)……(4)此處，f整體的焦距，MIN(D)在第1～第4透鏡之中最小的中心厚度的值，R1第1透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R7第4透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R8第4透鏡的像側的面的近軸曲率半徑，而且，在式(1)中的f、MIN(D)的單位設為mm。
2. 根據權利要求l所述的攝像透鏡，其特徵在於，進一步滿足以下條件式
3. formula see original document page 2 此處，DL:從第1透鏡的物體側面頂點到第4透鏡的像側面頂點的光軸上的距離;R5:第3透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑；R6:第3透鏡的像側的面的近軸曲率半徑；R8:第4透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。3、根據權利要求l所述的攝像透鏡，其特徵在於，滿足以下條件式formula see original document page 3其中，DL:從第1透鏡的物體側面頂點到第4透鏡的像側面頂點的光軸上的距離。
4、 根據權利要求l所述的攝像透鏡，其特徵在於，滿足以下條件式formula see original document page 3其中，R5:第3透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑。
5、 根據權利要求l所述的攝像透鏡，其特徵在於， 滿足以下條件式—1. 5mm^R6^—0. 5誦 ......(7)其中，R5:第3透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑。
6、 根據權利要求1 5中任一項所述的攝像透鏡，其特徵在於， 上述第2透鏡的物體側的面為從中心部到周邊部不具有拐點的凹形狀。
7、 根據權利要求1 5中任一項所述的攝像透鏡，其特徵在於，進一步滿足以下條件式 u 1— ( u 2+ u 3+ u 4) /3^0 ...... (8)此處，ul:第l透鏡的阿貝數， u2:第2透鏡的阿貝數， u3:第3透鏡的阿貝數， u4:第4透鏡的阿貝數。
8、 根據權利要求1 5中任一項所述的攝像透鏡，其特徵在於， 上述第l透鏡的像側的面在光軸附近為凸形狀。
9、 一種相機模組，其特徵在於， 具備權利要求1 5中任一項所記載的攝像透鏡；以及攝像元件，其輸出與由上述攝像透鏡形成的光學像相對應的攝像信號。
10. —種攝像設備，其特徵在於，具備權利要求9所記載的相機模組。
專利摘要本實用新型提供一種攝像透鏡、相機模組及攝像設備，其中的攝像透鏡，具備至少1面為非球面形狀、且物體側的面在光軸附近為凸面的正的第1透鏡；像側的面在光軸附近為凹面的負的第2透鏡；在光軸附近將凹面朝向物體側的正的彎月形透鏡第3透鏡；兩面為非球面形狀，像側的面在光軸附近為凹形狀，在周邊部為凸形狀的第4透鏡，並且滿足以下條件式。f為整體的焦距，MIN(D)為各透鏡中最小的中心厚度的值，R1為第1透鏡L1的物體側面R7，R8為第4透鏡L4的物體側及像側面的近軸曲率半徑。0.1≤MIN(D)/f≤1.01.0mm≤R1≤2.1mm0.3mm≤R8≤1.5mm-0.01(1/mm)≤1/R7≤0.4(1/mm)能夠在全長的短縮的情況下考慮批量生產，在規定範圍內保持透鏡系統的厚度，並維持良好的光學性能。
文檔編號G02B13/00GK201311518SQ200820207549
公開日2009年9月16日 申請日期2008年9月1日 優先權日2007年9月10日
發明者野田隆行 申請人:富士能株式會社