4片结构小型摄像透镜、照相机模组及摄像装置的制作方法

专利名称：4片结构小型摄像透镜、照相机模组及摄像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种，在CCD (Charge Coupled Device)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像元件上成像被摄体 的光学像的4片结构小型摄像透镜、及将由该4片结构小型摄像透镜形成的光 学像转换成摄像信号的照相机模组、以及装载该4片结构小型摄像透镜进行摄 影的数码静止照相机或带摄像头的移动电话机及个人数字助理(PDA: Personal Digital Assistance)等摄像装置。
背景技术：
近几年，随着个人电脑在一般家庭等的普及，可将摄影的风景或人物像等 图像信息输入到个人电脑的数码静止相机在迅速普及。而且，在移动电话机上 装载图像输入用照相机模组的现象也多起来。在具有这种摄像功能的设备上使 用CCD或CMOS等摄像元件。近几年，该些摄像元件的紧凑化发展，对摄像设 备整体及其所装载的摄像透镜也要求紧凑性。而且，同时摄像元件的高像素化 也在发展，要求摄像透镜的高解像、高性能化。
对这种要求，可考虑例如，为了谋求紧凑化(光轴方向的縮短化)及廉价 化、高解像化，将透镜片数设为4片结构，为了谋求高性能化，积极使用非球 面的方案。在专利文献1至4公开有以这种4片结构且使用非球面的摄像透
镜o
专利文献1专利公开2004-302057号公报专利文献2专利公开2007-17984号公报专利文献3专利公开2002-228922号公报专利文献4美国专利第6， 917， 479号说明书
在如上述摄像设备中，要求边考虑批量生产并将光学性能的恶化限制为最 小限，边将照相机模组整体的光轴方向的长度(高度)弄小。然而，若将透镜后焦距(从透镜的最像侧的位置到像面的距离)单纯地设为过小，则一般难以 满足光线的射出角度的规格或在最终透镜面的划痕、异物等外观上的规格。而
且，若将透镜系统的厚度DL (DL:透镜全厚度二从最物体侧的透镜面的顶点到 最像侧透镜面的顶点的距离)单纯地设为过小，则有必要将各透镜要素的中心 厚度D设为过小，或使非球面的效果过强，产生由透镜形状在成型时发生内部 歪曲、轴偏移倾倒、由外观规格要求的制造性的恶化。从而，在进行全长縮短 化的情况下，将透镜后焦距、透镜系统的厚度DL、各透镜要素的中心厚度等设 小，并且在适当条件下平衡地组装这些，在批量生产时维持良好的光学性能。
上述专利文献1所述的摄像透镜，由于光阑在第2透镜的后侧，因此，若 进行全长短縮化，则存在光线的射出角度容易变大的问题。另外，在专利文献 2公开有各种种类的4片结构的摄像透镜，但很难说对每个构成例是非常适合 的设计。例如，关于焦距小的类型的实施例(表示4前后的值)，对于焦距的 全长之比大于1.25。其以外的实施例的透镜大，可以认为没有充分考虑到对小 型化的中心厚度等的制造性。而且，在专利文献3及专利文献4所示的摄像透 镜，由于实施例的焦距、全长、及透镜厚度皆大，因此，可以认为没有充分考 虑到对近几年摄像元件的小型化的中心厚度等的制造性。

实用新型内容
本实用新型是借鉴于这种问题点而提出的，其目的在于，提供一种使用非 球面可全长短縮化的同时维持高成像性能，并且，可实现制造性的良好的透镜 系统的4片结构小型摄像透镜、及装载该4片结构小型摄像透镜可得到高解像 的摄像信号的照相机模组、以及摄像装置。
本实用新型的4片结构小型摄像透镜，具备物体侧的面在光轴附近被设为 凸面的具有正的光焦度的第1透镜；像侧的面在光轴附近被设为凹面的具有负 的光焦度的第2透镜；在光轴附近，具有负的光焦度的第3透镜；两面为非球 面形状的同时，像侧的面在光轴附近被设为凹形状、在周边部被设为凸形状的 第4透镜(L4)，且构成为满足以下条件
—1.5当f/f3当一0. 005 ...... (1)
0.07SD4/fS0. 3 ...... (2)
1.0^DM4/D7〇1.3 ...... (3)式中，
f :整体的焦距 f3:第3透镜的焦距
D4:光轴上的第2透镜和第3透镜之间的间隔
DM4:第4透镜的物体侧的有效径的范围内的最大的透镜厚度 D7:第4透镜的中心厚度。
在本实用新型的4片结构小型摄像透镜中，作为整体为4片的透镜构成中，
有效使用非球面谋求各透镜形状的最佳化，而且，满足规定的条件式而谋求透 镜构成的最佳化，因而，既考虑制造性，并且，在能得到全长的短縮化的同时 可获得高成像性能。
并且，进一步通过适当选择采用以下理想的构成而满足，考虑制造性并可 更加有利于全长的短縮化或成像性能。
在本实用新型的4片结构小型摄像透镜中，优选适当选择性地满足以下条
件
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式中，
v3:第3透镜的阿贝数。
在本实用新型的4片结构小型摄像透镜，在光轴上将光阑配置于比第1透 镜的物体侧面的外缘位置更靠物体侧。
在此情况，优选第3透镜在光轴附近，物体侧的面为凹形状的同时，像侧 的面为凸形状，第4透镜在光轴附近，物体侧的面为凸形状的同时，像侧的面 为凹形状。
本实用新型的4片结构小型摄像透镜，还可以将光阑配置得比第1透镜更 靠像侧。需要说明的是，在此所说的「比第1透镜更靠像侧」是指，在光轴 上，比第1透镜的物体侧的面的外缘位置或像侧的面的外缘位置更靠像侧的位置。
在此情况下，优选第3透镜在光轴附近，物体侧的面为凹形状，第4透镜 在光轴附近，物体侧的面为凸形状的同时，像侧的面为凹形状。
根据本实用新型的照相机模组具备本实用新型的4片结构小型摄像透 镜、和输出按照由此4片结构小型摄像透镜形成的光学像的摄像信号的摄像元件。
在根据本实用新型的照相机模组中，根据通过本实用新型的4片结构小型 摄像透镜的高解像的光学像可获得高解像的摄像信号。而且，由于根据本实用
新型的4片结构小型摄像透镜的全长已被短缩化，所以，作为与4片结构小型
摄像透镜组合的照相机模组整体可谋求小型化。
根据本实用新型的摄像装置具备根据本实用新型的照相机模组。 在根据本实用新型的摄像装置中，根据通过本实用新型的照相机模组获得
的高解像的光学像可获得高解像的摄像信号，根据其摄像信号可获得高解像的
摄影图像。
根据本实用新型的4片结构小型摄像透镜，在整体为4片透镜构成中，有效 地使用非球面谋求各透镜形状的最佳化，而且，满足规定的条件来谋求透镜构 成的最佳化，所以，全长短縮化的同时维持高成像性能，并可实现制造适当的 良好的透镜系统。
另外，根据本实用新型的照相机模组，输出按照通过全长短縮化的同时具 有高成像性能的上述本实用新型的4片结构小型摄像透镜形成的光学像的摄像 信号，所以，谋求作为模组整体的小型化的同时可获得高解像的摄像信号。
另外，根据本实用新型的摄像装置，因装载了上述本实用新型的照相机模 组，所以，谋求摄像部分的小型化的同时，获得高解像的摄像信号，根据其摄 像信号可获得高解像的摄影图像。


图1是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 l构成例，是对应于实施例l的透镜剖面图。
图2是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 2构成例，是对应于实施例2的透镜剖面图。
图3是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 3构成例，是对应于实施例3的透镜剖面图。
图4是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 4构成例，是对应于实施例4的透镜剖面图。图5是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 5构成例，是对应于实施例5的透镜剖面图。
图6是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 6构成例，是对应于实施例6的透镜剖面图。
图7是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 7构成例，是对应于实施例7的透镜剖面图。
图8是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 8构成例，是对应于实施例8的透镜剖面图。
图9是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的第 9构成例，是对应于实施例9的透镜剖面图。
图10是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第10构成例，是对应于实施例10的透镜剖面图。
图11是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第11构成例，是对应于实施例ll的透镜剖面图。
图12是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第12构成例，是对应于实施例12的透镜剖面图。
图13是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第13构成例，是对应于实施例13的透镜剖面图。
图14是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第14构成例，是对应于实施例14的透镜剖面图。
图15是表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜的 第15构成例，是对应于实施例15的透镜剖面图。
图16是表示本实用新型的实施例1所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图17是表示本实用新型的实施例2所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图18是表示本实用新型的实施例3所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图19是表示本实用新型的实施例4所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。图20是表示本实用新型的实施例5所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图21是表示本实用新型的实施例6所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图22是表示本实用新型的实施例7所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图23是表示本实用新型的实施例8所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图24是表示本实用新型的实施例9所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图25是表示本实用新型的实施例10所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图26是表示本实用新型的实施例11所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图27是表示本实用新型的实施例12所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图28是表示本实用新型的实施例13所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图29是表示本实用新型的实施例14所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图30是表示本实用新型的实施例15所涉及的4片结构小型摄像透镜的基 本透镜数据的图。
图31是表示关于本实用新型的实施例1所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图32是表示关于本实用新型的实施例2所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图33是表示关于本实用新型的实施例3所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图34是表示关于本实用新型的实施例4所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。图35是表示关于本实用新型的实施例5所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图36是表示关于本实用新型的实施例6所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图37是表示关于本实用新型的实施例7所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图38是表示关于本实用新型的实施例8所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图39是表示关于本实用新型的实施例9所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图40是表示关于本实用新型的实施例10所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图41是表示关于本实用新型的实施例11所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图42是表示关于本实用新型的实施例12所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图43是表示关于本实用新型的实施例13所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图44是表示关于本实用新型的实施例14所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图45是表示关于本实用新型的实施例15所涉及的4片结构小型摄像透镜 的非球面的数据的图。
图46是对各实施例总结表示关于条件式的值的图。
图47是表示本实用新型的实施例1所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图48是表示本实用新型的实施例2所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图49是表示本实用新型的实施例3所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图50是表示本实用新型的实施例4所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色差。
图51是表示本实用新型的实施例5所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色差。
图52是表示本实用新型的实施例6所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图53是表示本实用新型的实施例7所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图54是表示本实用新型的实施例8所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图55是表示本实用新型的实施例9所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差 的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率 色差。
图56是表示本实用新型的实施例10所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像 差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图57是表示本实用新型的实施例11所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像 差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图58是表示本实用新型的实施例12所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像 差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图59是表示本实用新型的实施例13所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图60是表示本实用新型的实施例14所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像 差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图61是表示本实用新型的实施例15所涉及的4片结构小型摄像透镜的诸像 差的像差图，(A)表示球差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍
率色差。
图62是表示本实用新型的一实施方式所涉及的照相机模组的一构成例的立 体图。
图63是表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像装置的一构成例的立体图。
图中L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，St-孔径光 阑，Ri-从物体侧第i号透镜面的曲率半径，Di-从物体侧第i号和第i+l号透镜 面的面间隔，Z1-光轴。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的实施方式。
图1表示本实用新型的一实施方式所涉及的4片结构小型摄像透镜(以下 只称为「摄像透镜」)的第1构成例。此构成例对应于后述的第1数值实施例 (图16，图31)的透镜构成。同样，将对应于后述的第2至第15数值实施例 (图17 图30及图32 图45)的透镜构成的第2至第15构成例的剖面构成 示于图2 图15。在图1 图15中，符号Ri表示，以最靠物体侧的透镜要素 的面为第1号而随着朝向像侧(成像侧)依次增加的方式附上符号的第i号面 的曲率半径。符号Di表示第i号面和第i+l号面的光轴Zl上的面间隔。另 外，由于各构成例的基本构成皆相同，因此，在以下以图1所示的摄像透镜的 构成例作为基本进行说明，根据需要对图2 图15的构成例也进行说明。
本实施方式所涉及的摄像透镜适于在使用CCD或CMOS等摄像元件的各种 摄像设备尤其是比较小型的便携式终端设备例如数码静止照相机、带摄像头的 移动电话机、及PDA等中使用。此摄像透镜，沿着光轴Zl从物体侧起依次具备第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、和第4透镜L4。在此摄像透镜 的成像面(摄像面)Simg配置CCD等摄像元件(未图示)。在第4透镜L4和 成像面(摄像面)Simg之间配置用于保护摄像面的玻璃罩，红外线截止滤光片 或低通滤波器等光学部件CG也可。
此摄像透镜还具有光阑St。光阑St为光学性孔径光阑，优选为配置于最 靠物体侧的所谓的「前侧光阑」。此处，「最靠物体侧」意味着在光轴上比第 1透镜Ll的物体侧的面的外缘位置E (参照图1)更靠物体侧，例如，还意味 着包括在光轴上配置于第1透镜Ll中的物体侧的面顶点位置和第1透镜Ll中 的物体侧的面的外缘位置E之间的情况。
但是，也可为将光阑St配置在比第1透镜Ll更靠像侧的所谓的「中光 阑」。例如，如第12 14的构成例(图12 图14)，也可配置在第1透镜L1 和第2透镜L2之间。在此所说的「第1透镜Ll和第2透镜L2之间」是指， 在光轴上第1透镜Ll的物体侧的面的外缘位置或像侧的面的外缘位置与第2 透镜L2物体侧的面的外缘位置之间。当然，也意味着包括在光轴上在第1透 镜Ll的像侧的面顶点位置附近配置光阑St的情况和在第2透镜L2的物体侧 的面顶点位置附近配置光阑St的情况。
此摄像透镜，第4透镜L4的两面被设为非球面形状。对于第1透镜Ll、 第2透镜L2、及第3透镜L3，各自也优选在至少l面包含有非球面。
第1透镜Ll具有正的光焦度。第1透镜Ll，物体侧的面在光轴附近设为 凸面。第1透镜L1，优选像侧的面在光轴附近设为凸形状，在光轴附近为两凸 形状。但是，如第11 13的构成例(图11 图13)，也可在光轴附近将像侧 的面设为凹形状，在光轴附近将凸面朝向物体侧的正的弯月形透镜。
第2透镜L2具有负的光焦度。第2透镜L2，像侧的面在光轴附近设为凹 面。第2透镜L2优选是物体侧的面在光轴附近设为凸形状而在光轴附近将凸 面朝向物体侧的负的弯月形透镜。
第3透镜L3在光轴附近具有负的光焦度。第3透镜L3优选在光轴附近为 弯月形状。但是，如第12构成例(图12)，也可为双凹形状。在第1构成例 (图l)中，第3透镜L3被形成为在光轴附近物体侧的面为凸面的同时像侧的 面为凹面的弯月形状。在第2 第11及第13 第15的构成例(图2 图11及图13 图15)中，第3透镜L3被形成为在光轴附近物体侧的面为凹面的同时 像侧的面为凸面的弯月形状。
就第4透镜L4而言，作为优选，其像侧的面被形成为在光轴附近朝像侧 为凹形状而在周边部朝像侧为凸形状的非球面。第4透镜L4优选为例如物体 侧的面在光轴附近为凸面的同时像侧的面为凹面的弯月形状。在图1的第1构 成例中，第4透镜L4设为双凹形状，但在其他构成例中设为弯月形状。
就第4透镜L4而言，优选按照其他透镜要素的构成而在光轴附近适当选 择正或负的光焦度。例如，在此摄像透镜，光阑位置为中光阑时，若将第4透 镜L4的近轴光焦度设为正，则有利于全长的縮短化。另外，若将第4透镜L4 的近轴光焦度设为正、将第1透镜Ll的形状设为弯月形状，则有利于全长的 缩短化并且易补正球差或场曲。
此摄像透镜，满足以下条件式(1) (3)。
-1.5^f/f3S-0. 005 ...... (1)
0.07SD4/fS0. 3 ...... (2)
1.0当DM4/D7^1. 3 ...... (3)
此处，
f :整体的焦距，
f3:第3透镜L3的焦距，
D4:光轴上的第2透镜L2和第3透镜L3之间的间隔，
匿4:第4透镜L4的物体侧的有效径的范围内的最大的透镜厚度，
D7:第4透镜L4的中心厚度。
需要说明的是，更具体而言，DM4是指平行于光轴Z1方向的最大透镜的厚 度。透镜前面的有效径小于后面时，计算最大透镜厚度的距光轴Z1的距离(高 度)的范围就为透镜前面的有效径的范围内。
而且，优选适当选择性地满足以下条件式。
v3刍40 ...... (4)
此处，
v3:第3透镜L3的阿贝数 而且，优选选择性地满足以下条件式。 1.0^|R7/R8|〇3. 0 ...... (5)1.3Sf/fH8 ...... (6)
vl謂 ......(7)
0. l麵/f m 15 ...... (8)
此处，
R7:第4透镜L4的物体侧的面的近轴曲率半径， R8:第4透镜L4的像侧的面的近轴曲率半径， f :整体的焦距， fl-第1透镜L1的焦距， vl:第1透镜L1的阿贝数， D5:第3透镜L3的中心厚度。
图62是表示组装本实施方式所涉及的摄像透镜的照相机模组的一构成例。 而且，图63 (A) 、 (B)表示带摄像头的移动电话机作为装载图62的照相机模
组的摄像装置的一例。
图63 (A) 、 (B)所示的带摄像头的移动电话机具备上部筐体2A和下部筐 体2B，两者沿图63 (A)的箭头方向旋转自如地构成。在下部筐体2B设有操作 键21等。在上部筐体2A设有照相机部1 (图63 (B))及显示部22 (图63 (A))等。显示部22由LCD (液晶面板)或EL (Electro-Luminescence)面板 等显示面板而构成。显示部22配置于在折叠时成为内面的一侧。在此显示部 22，除了显示有关电话功能的各种菜单以外还可显示由照相机部l摄影的图像 等。照相机部1被配置于例如上部筐体2A的内面侧。但是，设置照相机部l的位 置不限于此。
照相机l具有本实施方式所涉及的照相机模组。此照相机模组，如图62所 示，具备有收纳摄像透镜20的镜筒3、支撑镜筒3的支撑基板4、和在支撑基板4 上设于对应摄像透镜20的成像面的位置的摄像元件(未图示)。此照相机模组 还具备有与支撑基板4上的摄像元件电连接的挠性基板5、和按照不仅与挠性基 板5电连接并且与带摄像头的移动电话机等的终端设备本体侧的信号处理电路 连接的方式构成的外部连接端子6。该些构成要素被一体构成。
在图62所示的照相机模组中，由摄像透镜20形成的光学像通过摄像元件转 换成电的摄像信号，其摄像信号通过挠性基板5及外部连接端子6被输出到摄像 装置本体侧的信号处理电路。此处，在此照相机模组中，作为摄像透镜20使用本实施方式所涉及的摄像透镜，所以，可获得被充分补正像差的高解像的摄像 信号。在摄像装置本体侧，根据其摄像信号可生成高解像图像。
另外，本实施方式所涉及的摄像装置，不限于带摄像头的移动电话机，例
如为数码静止照相机或PDA等也可。
接着，更详细说明如以上构成的摄像透镜的作用及效果、尤其关于条件式 的作用及效果。
在本实施方式所涉及的摄像透镜中，在整体为4片的透镜构成中，有效地 使用非球面而谋求各透镜形状的最佳化，而且满足规定的条件式谋求透镜构成 的最佳化，所以，既充分考虑制造性以使成本不变高，又能在全长的短縮化的 同时获得高成像性能。
关于非球面形状，尤其使第4透镜L4在中心部和周边部变化成不同的形 状，而从像面中心部至周边部可良好地补正场曲。在第4透镜L4中，与第l透镜 Ll、第2透镜L2、及第3透镜L3相比，光束在每视角被分离。因此，通过使最近 于摄像元件的最终透镜面的第4透镜L4的像侧面在光轴附近朝像侧成为凹形 状，而在周边部朝像侧成为凸形状，可适当补正每视角的像差，光束向摄像元 件的入射角度被控制为一定角度以下。从而，成像面全区域的光量不均得到减 轻，同时有利于场曲或歪曲像差等的补正。
通常，在摄像透镜系统中，优选焦阑性即向摄像元件的主光线的入射角度 相对光轴接近平行(在摄像面的入射角度相对摄像面的法线接近零)。为了确 保此焦阑性，光阑St优选尽量配置于物体侧。另一方面，若光阑St配置于从第 1透镜L1的物体侧的透镜面进一步向物体侧方向离开的位置，则其量(光阑St 和最靠物体侧的透镜面的距离)作为光程长被加算，因此，在整体构成的紧凑 化方面不利。从而，通过在光轴Zl上将光阑St配置于与第l透镜Ll的物体侧透 镜面的顶点位置相同的位置、或配置于第1透镜L1的物体侧的面顶点位置和像 侧的面顶点位置之间，可谋求全长的短縮化，并可确保焦阑性。在更加重视焦 阑性的确保的情况下，在光轴上将光阑St配置于第l透镜Ll的物体侧的面顶点 位置和第1透镜L1的物体侧的面的外缘位置E (参照图l)之间即可。
以下，对各条件式的具体意义进行说明。
条件式(1)涉及第3透镜L3的焦距f3。在此摄像透镜中，第3透镜L3 在光轴附近具有负的光焦度，但关于第3透镜L3通过满足条件式(1)，在4片结构的透镜系统，不仅整体为紧凑化并且可达成高解像。另外，在此摄像透
镜中，将第3透镜L3及第4透镜L4设为非球面形状时，通过使其非球面形状 在中心部和周边部平稳地变化，可使成型时的非球面形状的转印性能为良好。 通过满足条件式(1)，可形成为有利于成型的构成。当超过条件式(1)的下 限时，第3透镜L3的负的光焦度变得过强，而主要不能良好地维持场曲及歪 曲。当超过上限时，第3透镜L3的负的光焦度变得过小，将第3透镜L3设为 非球面形状时，在非球面形状的中心部和周边部而光轴方向的差变大，就不利 于成型。
条件式(2)涉及第2透镜L2和第3透镜L3的光轴上的间隔D4。当超过条 件式(2)的下限时，容易使光线的射出角度接近于平行于光轴Zl，就不易于 设计出可适当控制摄像元件面的入射角度的摄像透镜。当超过其上限时，不能 适当地保持球差及慧差，因此，难以使之明亮。
为了得到更良好的性能，条件式(2)的数值范围优选为
0. 25D4/fS0. 25 ...... (2')
条件式(3)涉及第4透镜L4的形状。通过满足条件式(3),将第4透 镜L4设为非球面形状时，可使其非球面形状在中心部和周边部平稳地变化， 可使成型时的非球面形状的转印性能为良好。
为了得到更良好的性能，条件式(3)的数值范围优选为-
1. 0^DM4/D7S1. 2 ...... (3')
条件式(4)涉及第3透镜L3的材料，规定适当的阿贝数的值。通过满足条 件式(4)，容易良好地保持轴向色差及倍率色差。当超过条件式(4)的上限 时，尤其关于周边的色像差而短波长侧就过于偏负(under)，倍率色差恶 化，周边的解像性能恶化。
条件式(5)涉及第4透镜L4的近轴形状。通过满足条件式(5)，可良好 地保持场曲。当超过条件式(5)的下限时，子午像面成为偏负，畸变有成为 枕型(pincushion type)的倾向。当超过上限时，相对于子午像面而弧矢像 面就过于偏负。
为了得到更良好的性能，条件式(5)的数值范围优选为
1.0^iR7/R8|〇1.2 ...... (5')
条件式(6)涉及第l透镜Ll的焦距fl。通过满足条件式(6)，主要可良好地保持全长和球差之间的关系。当超过条件式(6)的下限时，有第1透镜L1 的光焦度变得过强，球差就过于偏负的倾向。另外，有光线的射出角度变急促 的倾向。当超过上限时，有全长变长的倾向。
条件式(7)涉及第1透镜L1的材料，对适当的阿贝数的值进行规定。当超 过条件式(7)的下限时，因轴向色差变大，所以不优选。
条件式(8)涉及第3透镜L3的中心厚度D5。尤其在上述条件式(4)、 (5) 、 (7)的条件下，当超过条件式(8)的上限时，畸变成为桶型，另 外，场曲成为偏正。并且，关于倍率色差而短波长侧就为偏负，难以良好地保 持在周边像高的像差平衡。当超过下限时，第3透镜L3的厚度整体变薄，易 受加工或成型上的制约。
如以上说明，根据本实施方式所涉及的摄像透镜，可实现全长短缩化的同 时维持高成像性能、且制造适当的良好的透镜系统。而且，根据本实施方式所 涉及的照相机模组，因使之输出由全长短縮化的同时具有高成像性能的摄像透 镜形成的光学像所对应的摄像信号，所以，可谋求作为模组整体的小型化的同 时，可获得高解像的摄像信号。而且，根据本实施方式所涉及的摄像装置，因 装载其照相机模组，所以，可谋求摄像部分的小型化的同时，获得高解像的摄 像信号，且根据其摄像信号可获得高解像的摄影图像。实施例
接着，说明本实施方式所涉及的摄像透镜的具体数值实施例。在以下，对 第1至第15的数值实施列进行归纳说明。
图16及图31表示有与图1所示的摄像透镜的构成对应的具体透镜数据。尤 其，在图16表示其基本的透镜数据，在图31表示关于非球面的数据。在图16所 示的透镜数据的面号码Si的栏表示有对于实施例l所涉及的摄像透镜按照以最 靠物体侧的透镜要素的面作为第l号(以光阑St为第O号)而随着朝向像侧依次 增加的方式附上符号的第i号的面号码。在曲率半径Ri的栏表示与图l所附上的 符号Ri对应的、从物体侧起第i号面的曲率半径的值(mm)。对面间隔Di的栏 也同样表示从物体侧起第i号面Si和第i+l号面Si+l的光轴上的间隔(mm)。在 Ndj栏表示从物体侧起第j号光学要素的相对于d线(587.6nm)的折射率的值。 在vdj栏表示从物体侧起第j号光学要素的相对于d线的阿贝数的值。在图16的 栏外作为诸数据表示整个系统的焦距f (ram)的值。此实施例l所涉及的摄像透镜，第1透镜L1至第4透镜L4的两面全部成为非 球面形状。在图16的基本透镜数据中，作为该些非球面的曲率半径表示有光轴 附近的曲率半径(近轴曲率半径)的数值。
在图31表示实施例1的摄像透镜的非球面数据。在作为非球面数据所示的 数值中，记号"E"表示其之后的数值是以10为底的"幂指数"，表示由以IO 为底的指数函数所表示的数值与"E"之前的数值相乘。例如，若为「l.OE-02J ，则表示「l.OXl(T2」。
作为非球面数据，记入根据以下式(A)所表示的非球面形状的式中的各 系数Ai、 K的值。详而言之，Z表示从距光轴具有高度h的位置上的非球面上的 点垂下到非球面顶点的接平面(垂直于光轴的平面)的垂线长度(mm)。在实 施例l的摄像透镜中，各非球面作为非球面系数Ai有效使用第3次 第10次的系 数A3 A10而表示。
Z二C h2/{l+ (1-K C2 h2) '/2} + SAi y……(A)
此处，
Z:非球面的深度(mm)，
h:从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)，
K:离心率
C:近轴曲率4/R
(R:近轴曲率半径) Ai:第i次(i为3以上的整数)的非球面系数
与以上实施例l的摄像透镜同样，将对应于图2所示的摄像透镜的构成的具 体透镜数据作为实施例2，表示于图17及图32。而且，同样对应于图3 图15所 示的摄像透镜的构成的具体透镜数据作为实施例3至实施例15，表示于图18 图30及图33 图45。在该些实施例2 15中，实施例2 8及实施例14 15，与 实施例l的摄像透镜同样，第1透镜L1至第4透镜L4的两面全部成为非球面形 状。在实施例9 13中，第1透镜L1的两面为球面形状，第2透镜L2至第4透镜L4 的两面全部为非球面形状。
而且，在图46，对各实施例归纳表示关于上述基本条件式(1) (8)的 值。如图46所示，对于条件式(1) (5)，各实施例全部在其数值范围内。
需要说明的是，在图46，也表示在计算条件式(3)中的最大透镜厚度DM4时使用的H (MAX)的值。H (MAX)是成为最大透镜厚度D财的部位的距光轴Z1 的距离(高度)。另外，图46中的涂色部分表示从条件式的范围脱离的值。
图47 (A) 图47 (D)分别表示有在实施例l的摄像透镜的球差、像散、 崎变(歪曲像差)、及倍率色差。在各像差图表示以e线(546.07raO为基准 波长的像差。在球差图、像散图及倍率色差图中，也表示有关F线(波长 486. 13mn) 、 C线(波长656. 27nm)的像差。在像散图中实线表示弧矢方向 (S)的像差，而虚线表示子午方向(T)的像差。FNo.表示F值，Y表示像高。
同样地，在图48 (A) (D)表示有关实施例2的摄像透镜的诸像差。同 样地，在图49 (A) (D)至图61 (A) (D)表示有关实施例3至实施例 15的摄像透镜的诸像差
如从以上各数值数据及各像差图可知，对于各实施例可实现全长短縮化的 同时且可实现高成像性能。
另外，本实用新型不限于上述实施方式及各实施例，可迸行种种变形实 施。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等不限于在上述各数 值实施例所示的值，可取其他的值。
权利要求1.一种4片结构小型摄像透镜，其特征在于，从物体侧起依次具备第1透镜，其物体侧的面在光轴附近被形成为凸面且具有正的光焦度；第2透镜，其像侧的面在光轴附近被形成为凹面且具有负的光焦度；第3透镜，其在光轴附近具有负的光焦度；第4透镜，其两面为非球面形状的同时，被形成为像侧的面在光轴附近是凹形状而在周边部是凸形状，且构成为满足以下条件式-1.5≤f/f3≤-0.005……(1)，0.07≤D4/f≤0.3 ……(2)，1.0≤DM4/D7≤1.3 ……(3)，式中，f整体的焦距，f3第3透镜的焦距，D4光轴上的第2透镜和第3透镜之间的间隔，DM4第4透镜的物体侧的有效径的范围内的最大的透镜厚度，D7第4透镜的中心厚度。
2. 根据权利要求1所述的4片结构小型摄像透镜，其特征在于，进一步满足以下条件式v3S40 ...... (4)式中，v3:第3透镜的阿贝数。
3. 根据权利要求1或2所述的4片结构小型摄像透镜，其特征在于， 在光轴上比上述第l透镜的物体侧的面的外缘位置更靠物体侧配置光阑， 上述第3透镜在光轴附近，物体侧的面为凹形状且像侧的面为凸形状， 上述第4透镜在光轴附近，物体侧的面为凸形状且像侧的面为凹形状。
4. 根据权利要求1或2所述的4片结构小型摄像透镜，其特征在于， 比上述第l透镜更靠像侧配置光阑，上述第3透镜在光轴附近物体侧的面为凹形状，上述第4透镜在光轴附近，物体侧的面为凸形状且像侧的面为凹形状。
5. —种照相机模组，其特征在于，具备； 权利要求1或2所述的4片结构小型摄像透镜；和输出由上述4片结构小型摄像透镜形成的光学像所对应的摄像信号的摄像 元件。
6. —种摄像装置，其特征在于，具备权利要求5所述的照相机模组。
专利摘要本实用新型提供一种4片结构小型摄像透镜、照相机模组及摄像装置，该摄像透镜使用非球面可使全长缩短化的同时维持高成像性能，由此实现制造适当的良好的透镜系统。其具备物体侧的面在光轴附近被设为凸面的正的第1透镜(L1)；像侧的面在光轴附近被设为凹面的负的第2透镜(L2)；在光轴附近具有负的光焦度的第3透镜(L3)；两面为非球面形状的同时被设为像侧的面在光轴附近是凹形状而在周边部是凸形状的第4透镜(L4)，且满足以下条件式。f表示整体的焦距、f3表示第3透镜(L3)的焦距、D4表示在光轴上的第2透镜(L2)和第3透镜(L3)之间的间隔、DM4表示第4透镜(L4)的最大的透镜厚度、D7表示第4透镜(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)。
文档编号G02B13/18GK201383029SQ200820137140
公开日2010年1月13日 申请日期2008年9月19日 优先权日2007年10月18日
发明者野田隆行 申请人:富士能株式会社