CN103858044A - 摄像透镜和使用了它的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的摄像透镜具有以下构成，即，按照从物体向像面顺次配置的方式具备：具有正光焦度且两侧的透镜面由凸面构成的第一透镜；孔径光阑；具有负光焦度且由物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成的第二透镜；具有正光焦度且由物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成的第三透镜；具有负光焦度且两侧的透镜面由凹面构成的第四透镜。由此，能够实现透镜径向小型、光轴方向薄型并且各种像差又得到良好校正的摄像透镜。

Description

摄像透镜和使用了它的摄像装置
技术领域
本发明涉及在搭载有摄像模件的例如手提电话等的小型移动产品所适宜的摄像透镜、和使用了它的摄像装置。
背景技术
近年来，搭载有摄像模件(相机模块)的例如手提电话等的小型移动产品普及，一般能够简便地进行照片拍摄。
作为搭载于小型移动产品的摄像装置用的摄像透镜，能够对应百万像素以上的高像素的摄像元件的四片式结构的摄像透镜被提出(例如，参照专利文献1至专利文献3)。
专利文献1所述的摄像透镜按照从物体侧朝向像面侧顺次配置的方式具备：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正或负光焦度的第三透镜；具有正或负光焦度的第四透镜。
专利文献2所述的摄像透镜按照从物体侧朝向像面侧顺次配置的方式具备：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；具有负光焦度且物体侧的透镜面由拥有拐点的非球面形成的第四透镜。
专利文献3所述的摄像透镜按照从物体侧朝向像面侧顺次配置的方式具备：具有正光焦度且像面侧的透镜面为凸面的第一透镜；孔径光阑；具有负光焦度且像面侧的透镜面为凸面的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；具有负光焦度的第四透镜。
但是，专利文献1所述的摄像透镜，对于光学***的像尺寸来说，第四透镜的透镜直径大。因此，摄像透镜的透镜径向的小型化困难这样的课题存在。另外，由于第四透镜的透镜直径的增大，致使保持摄像透镜的透镜框(或，镜筒、镜头桶盒(barrel))变大。因此，可以***到保持通用化的自动对焦用致动器和透镜框的装置构件之大小受到限制的透镜单元(被透镜框等保持的透镜)的组装困难。
此外，由于第四透镜的透镜直径的增大，判断为不合格品时的摄像透镜的更换出于以下的理由而变得困难。
即，通常，就摄像透镜而言，在组装到自动对焦用致动器等的状态下，检查摄像透镜的性能。这时，如果透镜直径小，则能够通过每个透镜单元的更换来进行检查。但是，如果是第四透镜的透镜直径大的摄像透镜的更换，则必须在拆卸自动对焦用致动器等的状态下进行更换。说到原因，就是若透镜单元的一部分的透镜直径大，则大的透镜只能配置在自动对焦用致动器的外侧。这种情况下，大的透镜因为在自动对焦时无法移动，所以需要在透镜更换时进行间隔调整。因此，若不是在拆卸了自动对焦用致动器等状态，则不能进行透镜单元的更换。
另外，在专利文献2和专利文献3所述的摄像透镜中，还具有与专利文献1所述的摄像透镜相同的上述问题点。此外，专利文献2和专利文献3所述的摄像透镜，光学总长(从第一透镜的物体侧的面至摄像面的长度)变长，因此光轴方向的薄型化困难这样的课题存在。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】特开2007-017984号公报
【专利文献2】特开2008-268946号公报
【专利文献3】特开2009-003443号公报
发明内容
为了解决上述课题，本发明的摄像透镜具有如下构成，即，按照从物体向像面顺次配置的方式具备：具有正光焦度且两侧的透镜面由凸面构成的第一透镜；孔径光阑；具有负光焦度且物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜所构成的第二透镜；具有正光焦度且物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜所构成的第三透镜；具有负光焦度且两侧的透镜面由凹面构成的第四透镜。
根据这一构成，能够实现透镜径向小型、光轴方向薄型并且各种像差又得到良好校正的摄像透镜。
另外，本发明的摄像装置具有如下构成，即，至少具备：将被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出的摄像元件；使被摄物体的像在摄像元件的摄像面成像的上述摄像透镜。
根据这一构成，通过使用上述摄像透镜，能够实现紧凑而高性能的摄像装置，还能够实现搭载有摄像装置的紧凑而高性能的手提电话等的移动产品。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的摄像透镜的构成的配置图。
图2A是表示本发明的实施方式1的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。
图2B是表示本发明的实施方式1的实施例的摄像透镜的像散的图。
图2C是表示本发明的实施方式1的实施例的摄像透镜的畸变的图。
图3是表示本发明的实施方式2的摄像透镜的构成的配置图。
图4A是表示本发明的实施方式2的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。
图4B是表示本发明的实施方式2的实施例的摄像透镜的像散的图。
图4C是表示本发明的实施方式2的实施例的摄像透镜的畸变的图。
图5是表示本发明的实施方式3的摄像透镜的构成的配置图。
图6A是表示本发明的实施方式3的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。
图6B是表示本发明的实施方式3的实施例的摄像透镜的像散的图。
图6C是表示本发明的实施方式3的实施例的摄像透镜的畸变的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式的摄像透镜和使用了它的摄像装置，一边参照附图一边进行说明。还有，本发明不受本实施方式限定。
(实施方式1)
以下，使用图1，对于本发明的实施方式的摄像透镜和使用了它的摄像装置具体地加以说明。
图1是表示本发明的实施方式1的摄像透镜的构成的配置图。
如图1所示，本实施方式的摄像透镜7，具备从物体(图1中为左侧)的一侧朝向像面(图1中为右侧)的一侧顺次配置的至少第一透镜1、孔径光阑5、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4。这时，第一透镜1，是具有正光焦度的且两侧的透镜面由凸面构成的双凸透镜。第二透镜2，由具有负光焦度的且物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成。第三透镜3，由具有正光焦度的且物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成。第四透镜4，是具有负光焦度的且两侧的透镜面由凹面构成的双凹透镜。还有，上述所谓光焦度，是由焦距的倒数所定义的量。
另外，摄像透镜7由对于摄像元件30(例如，CCD)的摄像面S形成光学像(使被摄物体的像成像)的摄像用的单焦点透镜构成，摄像元件30将被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出。
而且，本实施方式的摄像装置，至少由上述摄像元件30和本实施方式的摄像透镜7构成。
这时，如图1所示，一般来说，在第四透镜4和摄像元件30的摄像面S之间，配置有透明的平行平板6。平行平板6是与光学低通滤波器、IR截止滤光片和摄像元件30的面板(防护玻璃)等具有等价的功能的平板。
根据本实施方式，如以下具体说明的，能够实现透镜的径向小型、光轴方向薄型并且各种像差又得到良好校正的摄像透镜7。
具体来说，第一透镜1采用使两侧的透镜面为凸面的双凸透镜，第二透镜2采用具有负光焦度且物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜。由此，能够实现透镜的径向为小型、光轴方向为薄型的摄像透镜7。特别是能够实现球面像差和彗差得到良好校正的摄像透镜7。
另外，第三透镜3采用具有正光焦度且物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜，第四透镜4采用使两侧的透镜面为凹面的双凹透镜。由此，能够实现透镜的径向为小型、光轴方向为薄型的摄像透镜7。特别是能够实现像散和畸变得到良好校正的摄像透镜7。
另外，通过将孔径光阑5配置在第一透镜1和第二透镜2之间，能够使摄像透镜7的透镜径向进一步小型化。
即，根据本实施方式的摄像透镜7。能够良好地校正例如球面像差、彗差、像散和畸变等的像差。其结果是，能够实现四片式结构的紧凑(小型、薄型)的摄像透镜7，其能够与在手提电话等的小型、薄型的移动设备所搭载的小型且高像素的摄像元件30(例如，像素间距为2μm以下(例如，1.75μm、1.4μm、1.1μm)的由微细单元格构成的高像素(3～16百万像素)的CCD图像传感器和CMOS图像传感器)相对应。
以下，对于构成本实施方式的摄像透镜的各透镜等的配置关系，具体地加以说明。
还有，以下，除孔径光阑5外，将第一透镜1的物体侧的透镜面记述为“第一面”加以说明，将第一透镜1的像面侧的透镜面记述为“第二面”加以说明。同样，将第二透镜2的物体侧的透镜面记述为“第三面”，将第二透镜2的像面侧的透镜面记述为“第四面”。将第三透镜3的物体侧的透镜面记述为“第五面”，将第三透镜3的像面侧的透镜面记述为“第六面”。将第四透镜4的物体侧的透镜面记述为“第七面”，将第三透镜3的像面侧的透镜面记述为“第八面”。此外，将平行平板6的物体侧的面记述为“第九面”，将平行平板6的像面侧的面记述为“第十面”。这时，上述表现在实施方式2和实施方式3也同样地使用而进行说明。还有，有将上述透镜面和面记述为“光学面”的情况。
首先，本实施方式的摄像透镜7，以满足以下的条件式(1)的方式构成。
0.3<DS／f<0.7    …(1)
在此，DS是从孔径光阑5的物体侧的面至第四透镜4的像面侧的透镜面为止的沿光轴的距离，f是光学***整体的焦距。
即，通过满足条件式(1)，能够实现摄像透镜7的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化、并且能够良好地校正各种像差的摄像透镜7。
还有，若DS／f为0.7以上，则从孔径光阑5的物体侧的面至作为末级透镜的第四透镜4的像面侧的透镜面为止的沿光轴的距离变得过大，并且作为末级透镜的第四透镜4的有效直径变大。因此，摄像透镜7进一步紧凑化(小型化、薄型化)变得困难。另外，由于作为末级透镜的第四透镜4的有效直径的增大，导致保持透镜的透镜框(或，镜筒、barrel)变大。因此，向保持通用化的自动对焦用致动器和透镜框的装置构件组装的透镜单元的可***的大小受到限制，因此透镜单元的组装困难。
此外，由于第四透镜4的透镜直径的增大，而使判断为不合格品时的摄像透镜7的更换，出于以下的理由而变得困难。即，摄像透镜7，在组装于自动对焦用致动器等的状态下，检查摄像透镜的性能。因此，如上述，为了更换第四透镜4的透镜直径大的摄像透镜7，需要在拆卸自动对焦用致动器等的状态进行更换。
另一方面，若DS／f变成0.3以下，则需要使在从孔径光阑至作为末级透镜的第四透镜的像面侧的透镜面为止之间所配置的透镜(具体来说，就是第二透镜、第三透镜、第四透镜)的壁厚减小(减薄)。其结果是，各种像差的校正变得困难，并且透镜的制造困难。总之，一般来说，以研磨和成形制造壁厚薄的透镜困难，并且制造包含壁薄的透镜的摄像光学***本身也有困难。
另外，本实施方式的摄像透镜7，以满足以下的条件式(2)的方式构成。
0.5<DS／Y’<1.4    …(2)
在此，Y’是像面的最大像高(至最远离光轴的像点的距离)。
即，通过满足条件式(2)，能够实现摄像透镜7的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化，并且能够良好地校正各种像差的摄像透镜7。
还有，若DS／Y'变成1.4以上，则从孔径光阑5的物体侧的面至作为末级透镜的第四透镜4的像面侧的透镜面为止的沿光轴的距离变得过大，并用作为末级透镜的第四透镜4的有效直径变大。因此，摄像透镜7进一步紧凑化(小型化、薄型化)困难。另外，由于作为末级透镜的第四透镜4的有效直径的增大，而使保持透镜的透镜框(或，镜筒、barrel)变大。因此，向保持自动对焦用致动器和透镜框的装置构件的透镜单元的组装困难。
此外，由于第四透镜4的透镜直径的增大，而使判断为不合格品时的摄像透镜7的更换困难。
另一方面，若DS／Y'变成0.5以下，则需要使在从孔径光阑5至作为末级透镜的第四透镜4的像面侧的透镜面为止之间所配置的透镜(具体来说，是第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4)的壁厚减小(减薄)。其结果是，各种像差的校正变得困难，并且透镜的制造困难。
还有，更优选使上述条件式(2)以满足以下的条件式(2)’的方式构成。
0.5<DS／Y’<1.0    …(2)’
另外，本实施方式的摄像透镜7，以满足以下的条件式(3)的方式构成。
0.8<DI／Y’<1.8    …(3)
在此，DI是将平行平板6的部分进行空气长度换算时的、从孔径光阑5的物体侧的面至像面为止的沿光轴的距离。
即，通过满足条件式(3)，能够使摄像透镜7的光轴方向薄型化，并且能够实现可获得良好的图像的摄像透镜7。
还有，若DI／Y'为1.8以上，则伴随于此而使从第一透镜1的物体侧的透镜面至摄像元件30的摄像面S为止的沿光轴的距离即光学总长变大。因此，摄像透镜7的光轴方向的进一步薄型化困难。
另一方面，若DI／Y'变成0.8以下，则光线向配置在像面的摄像元件30的入射角变大。这时，若光线入射角过大，则摄像元件30的光接收部接收到的光量降低。其结果是得不到良好的图像。
另外，本实施方式的摄像透镜7，以满足以下的条件式(4)至条件式(7)的方式构成。
0.5<f1／f<0.9    …(4)
-1.3<f2／f<-0.7    …(5)
0.4<f3／f<0.8    …(6)
-1.0<f4／f<-0.4    …(7)
在此，f是光学***整体的焦距，f1是第一透镜1的焦距，f2是第二透镜2的焦距，f3是第三透镜3的焦距，f4是第四透镜4的焦距。
还有，条件式(4)是关于第一透镜1相对于光学***整体的光焦度平衡的条件式。
这时，若f1／f变成0.5以下或0.9以上，则在将光学总长保持得小(短)的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的光轴方向的进一步薄型化困难。此外，在将第一透镜1的透镜直径保持得更小的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的透镜径向的进一步小型化困难。
另外，条件式(5)是关于第二透镜2相对于光学***整体的光焦度平衡的条件式。
这时，若f2／f为-1.3以下或-0.7以上，则在将光学总长保持得更小(短)的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的光轴方向的进一步薄型化困难。此外，在将第二透镜2的透镜直径保持得更小的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的透镜径向的进一步小型化困难。
另外，条件式(6)是关于第三透镜3相对于光学***整体的光焦度平衡的条件式。
这时，若f3／f变成0.4以下或0.8以上，则在将光学总长保持得更小(短)的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的光轴方向的进一步薄型化困难。此外，在将第三透镜3的透镜直径保持得更小的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的透镜径向的进一步小型化困难。
另外，条件式(7)是关于第四透镜4相对于光学***整体的光焦度平衡的条件式。
这时，若f4／f变成-1.0以下或-0.4以上，则在将光学总长保持得更小(短)的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的光轴方向的进一步薄型化困难。此外，在将第四透镜4的透镜直径保持得更小的状态下，不能良好地校正彗差、球面像差和像散。因此，摄像透镜7的透镜径向的进一步小型化困难。另外，由于作为末级透镜的第四透镜4的有效直径增大，而使保持透镜的透镜框(或，镜筒、barrel)变大。因此，向保持自动对焦用致动器和透镜框的装置构件的透镜单元的组装困难。
此外，由于第四透镜4的透镜直径的增大，而使判断为不合格品时摄像透镜7的更换困难。
如以上说明的，通过同时满足上述条件式(4)至条件式(7)，进一步能够实现摄像透镜7的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化，并且能够实现可以良好地校正各种像差的摄像透镜7。
(实施例)
以下具体地列举实施例，对于本实施方式的摄像透镜7详细地加以说明。
首先，本实施例的摄像透镜7的各构成要素的形状和特性的具体的数值的一例示出在(表1)中。
【表1】
r(mm) d(mm) n v 孔径半径(mm)
第一面(非球面) 1.439 0.672 1.5441 56.1 0.97
第二面(非球面) -819.690 0.050 0.74
(孔径光阑) ∞. 0 0.65
第三面(非球面) 8.513 0.290 1.6328 23.4 0.67
第四面(非球面) 1.933 0.894 0.73
第五面(非球面) -2.862 0.896 1.5441 56.1 1.13
第六面(非球面) -0.910 0.263 141
第七面(非球面) -5.200 0.280 1.5441 56.1 1.92
第八面(非球面) 1.566 1.214 2.15
第九面(滤光片) ∞. 0.3 1.5168 64.2
第十面(滤光片) ∞. 0.04
(像面) ∞. 2.856
在此，r(mm)表示光学面的曲率半径，d(mm)表示第一透镜1至第四透镜4的光轴上的壁厚和平行平板6的光轴上的面间隔，n表示第一透镜1至第四透镜4和平行平板6对d线(587.5600nm)的折射率，v表示第一透镜1至第四透镜4和平行平板6对d线的阿贝数。还有，在之后说明的实施例中也一样。
那么，图1所示的摄像透镜7，是基于(表1)的数据构成的摄像透镜7。
还有，在(表1)中，以第一透镜1至第四透镜4的全部的透镜面均由非球面形状构成的例子展示，但当然并不是一定限定为非球面形状的构成。
这时，透镜面的非球面形状，由下述(算式1)给出。还有，在之后说明的实施例中也同样。
【算式1】
X = Y 2 R 0 1 + 1 - ( &kappa; + 1 ) ( Y R 0 ) 2 + A 4 Y 4 + A 6 Y 6 + A 8 Y 8 + A 10 Y 10 + A 12 Y 12 + A 14 Y 14
在此，Y表示距光轴的高度，X表示距光轴的高度Y到非球面形状的非球面顶点的切平面的距离，R0表示非球面顶点的曲率半径，κ表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14分别表示4次、6次、8次、10次、12次、14次的非球面系数。
因此，本实施例的摄像透镜7的非球面系数(含圆锥常数)示出在下述(表2A)、(表2B)中。还有，(表2A)、(表2B)中，“E+00”表示“10+00”，“E-02”表示“10-02”。还有，在之后说明的实施例中也同样。
【表2A】
第一面 第二面 第三面 第四面
κ -3.18453E-01 0.00000E+00 0.00000E+00 -9.10209E-01
A4 1.81954E-02 6.09911E-02 3.68000E-02 5.91151E-02
A6 2.47037E-02 -5.45881E-02 -4.91489E-02 5.16031E-02
A8 3.90006E-04 7.15578E-02 2.11299E-03 -2.13619E-02
A10 -3.75349E-02 2.40435E-02 7.23294E-02 -9.96432E-02
A12 8.66035E-02 -2.74455E-01 -2.40860E-01 3.53889E-01
A14 -4.17142E-02 2.25725E-01 1.10534E-01 -2.75786E-01
【表2B】
Figure BDA0000489242970000102
此外，对于本实施例的摄像透镜7的光学***整体的焦距f(mm)、F数(F值)Fno、最大像高Y’、使平行平板6的部分加以空气长度换算时的光学总长TL(mm)和条件式(1)至条件式(7)的值示出在(表3)中。
【表3】
f(mm) 4.26
Fno 2.7
Y′(mm) 2.856
TL(mm) 4.90
条件式(1)DS／f 0.62
条件式(2)DS／Y′ 0.92
条件式(3)DI／Y′ 1.43
条件式(4)f1／f 0.62
条件式(5)f2／f -0.94
条件式(6)f3／f 0.49
条件式(7)f4／f -0.51
基于以上所示的诸要素制作的本实施例的摄像透镜7的像差图示出在图2A至图2C中。
图2A是表示本发明的实施方式1的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。这时，图2A的实线表示对g线(435.8300nm)的球面像差的值，长虚线表示对C线(656.2700nm)的球面像差的值，短虚线表示对F线(486.1300nm)的球面像差的值，双点划线表示对d线(587.5600nm)的球面像差的值，单点划线表示对e线(546.0700nm)的球面像差的值。
另外，图2B是表示同实施例的摄像透镜的像散的图。这时，图2B的实线表示弧矢像面弯曲，虚线表示子午像面弯曲。
此外，图2C是表示同实施例的摄像透镜的畸变的图。
还有，轴上色像差与图2A的球面像差的图相同，因此省略。
即，由图2A至图2C的表示各像差的图可知，本实施例的摄像透镜7，各种像差得到良好地校正，能够对应例如百万像素以上的高像素的摄像元件30。
另外，若考虑图2A至图2C的各像差和上述(表3)的结果，则可知能够实现摄像透镜7的紧凑化(小型化、薄型化)，并且能够良好地校正各种像差。
即，由本实施例可知，能够实现高性能的四片式结构的摄像透镜7，其能够与在手提电话等的小型、薄型的移动产品所搭载的百万像素以上的高像素的摄像元件30相对应。
(实施方式2)
以下，运用图3，对于本发明的实施方式2的摄像透镜和使用了它的摄像装置进行说明。
图3是表示本发明的实施方式2的摄像透镜的构成的配置图。
总的来说，本实施方式的摄像透镜和使用了它的摄像装置，基本上，在第一透镜8或第二透镜9的至少一个透镜面设有衍射光学元件，这一点与实施方式1的摄像透镜7和使用了它的摄像装置不同。
即，如图3所示，本实施方式的摄像透镜14具备从物体(图3中为左侧)的一侧朝向像面(图3中为右侧)的一侧顺次配置的至少第一透镜8、孔径光阑12、第二透镜9、第三透镜10、第四透镜11。这时，第一透镜8是具有正光焦度的且两侧的透镜面由凸面构成的双凸透镜。第二透镜9，由具有负光焦度且物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成。第三透镜10，由具有正光焦度且物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成。第四透镜11是具有负光焦度的且两侧的透镜面由凹面构成的双凹透镜。
而且，本实施方式的摄像透镜14，在第一透镜8或第二透镜9的至少一个透镜面设有衍射光学元件(未图示)。具体来说，在第一透镜8的第一面或第二面、或者第二透镜9的第三面或第四面之中的一个面上，设有衍射光学元件。由此，利用衍射光学元件的衍射作用，能够良好地校正摄像透镜14和摄像装置的色像差。
另外，摄像透镜14由对于摄像元件31(例如CCD)的摄像面S形成光学像(使被摄物体的像成像)的摄像用的单焦点透镜构成，摄像元件31将被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出。
而且，本实施方式的摄像装置，至少由上述摄像元件31和本实施方式的摄像透镜14构成。
这时，如图3所示，在第四透镜11和摄像元件31的摄像面S之间，按照与实施方式1的平行平板6一样的方式，配置有透明的平行平板13。
还有，形成有衍射光学元件的透镜面(以下，记叙为“衍射光学元件面”)的形状，例如，能够通过将下述(算式2)给出的相位函数进行形状转换而取得。还有，在之后说明的实施方式3中也同样。
【算式2】
Figure BDA0000489242970000132
Y＝ρ
在此，Y表示距光轴的高度，Cn表示n次(n相当于(算式2)中的C2和C4所示的2和4)的位相系数，λ0表示设计波长。
这时，在本实施方式的摄像透镜14中，还优选满足实施方式1所示的条件式(1)至条件式(7)
由此，根据本实施方式，能够得到与实施方式1的摄像透镜7和摄像装置同样的作用效果。
另外，根据本实施方式，通过在第一透镜8或第二透镜9设置衍射光学元件，能够良好地校正摄像透镜14和摄像装置的色像差。
(实施例)
以下具体地列举实施例，对于本实施方式的摄像透镜14详细地进行说明。
首先，本实施例的摄像透镜14的各构成要素的形状和特性的具体的数值的一例示出在(表4)中。还有，(表4)中的符号和标记的意思，因为与实施方式1的(表1)相同，所以省略说明。
【表4】
r(mm) d(mm) n v 孔径半径(mm)
第一面(非球面) 1.609 0.598 1.5441 56.1 0.94
第二面(衍射非球面) -47.806 0.050 0.74
(孔径光阑) ∞. 0 0.66
第三面(非球面) 4.401 0.332 1.6328 23.4 0.67
第四面(非球面) 1.690 0.936 0.73
第五面(非球面) -2.481 0.791 1.5441 56.1 1.13
第六面(非球面) -0.956 0.363 1.35
第七面(非球面) -8.817 0.280 1.5441 56.1 1.95
第八面(非球面) 1.668 1.210 2.16
第九面(滤光片) ∞. 0.3 1.5168 64.2
第十面(滤光片) ∞. 0.04
(像面) ∞ 2.856
那么，图3所示的摄像透镜14，是基于(表4)的数据构成的摄像透镜。
这时，在本实施例中，如(表4)所示，表示在作为第一透镜8的像面侧的透镜面的第二面形成有衍射光学元件面的情况。
另外，本实施例的摄像透镜14的非球面系数(含圆锥常数)示出在以下的(表5A)、(表5B)中。
【表5A】
第一面 第二面 第三面 第四面
κ -5.31591E-01 0.00000E+00 0.00000E+00 -1.53576E+00
A4 1.16486E-02 4.12524E-02 1.91215E-02 4.73838E-02
A6 8.34823E-03 -7.62668E-02 -5.53793E-02 5.57870E-02
A8 1.11756E-03 7.40131E-02 4.66599E-02 -7.08552E-02
A10 -4.07720E-02 7.23741E-02 9.85064E-02 2.07859E-02
A12 7.13999E-02 -2.61150E-01 -2.22745E-01 2.62339E-01
A14 -3.73661E-02 1.90539E-01 1.10534E-01 -2.75786E-01
【表5B】
第五面 第六面 第七面 第八面
κ 1.16705E+00 -3.37549E+00 0.00000E+00 -1.31252E+01
A4 -6.25853E-02 -1.83789E-01 -8.31908E-02 -9.44385E-02
A6 -4.71459E-02 8.88181E-02 3.09969E-02 3.54193E-02
A8 3.39077E-02 -5.78265E-02 4.92044E-04 -1.05862E-02
A10 -2.53666E-02 6.91898E-03 -2.36451E-03 1.88223E-03
A12 3.72878E-02 1.38328E-02 3.71409E-04 -1.73641E-04
A14 -7.75932E-03 -3.60849E-03 -1.10694E-05 2.59426E-06
另外，以下，在本实施例的、作为第一透镜8的像面侧的透镜面的第二面所形成的衍射光学元件面的具体的数值的一例示出在(表6)中。
【表6】
第二面
设计波长 54607nm
衍射级数 1
C2 -180000E-03
C4 -2.00000E-04
还有，在本实施例的摄像透镜14中，如(表4)、(表5A)、(表5B)所示，虽然以第一透镜8至第四透镜11的全部的透镜面均由非球面形状构成的例子表示，但当然不一定非限定为非球面形状的构成。
另外，在本实施例的摄像透镜14中，是以在第一透镜8的像面侧的透镜面(第二面)形成有衍射光学元件的例子进行说明，但不限于此。例如，在第一透镜8的物体侧的透镜面(第一面)、第一透镜8的像面侧的透镜面(第二面)、第二透镜9的物体侧的透镜面(第三面)或第二透镜9的像面侧的透镜面(第四面)的至少一个上形成衍射光学元件面即可。由此，与上述实施例同样，能够利用衍射光学元件面的衍射作用，良好地校正色像差。
此外，对于本实施例的摄像透镜14的光学***整体的焦距f(mm)、F数(F值)Fno、最大像高Y’、使平行平板13的部分加以空气长度换算时的光学总长TL(mm)和条件式(1)至条件式(7)的值示出在(表3)中。
【表7】
f(mm) 4.22
Fno 2.8
Y′(mm) 2.856
TL(mm) 4.90
条件式(1)DS／f 0.64
条件式(2)DS/Y′ 0.95
条件式(3)DI/Y′ 1.45
条件式(4)f1／f 0.67
条件式(5)f2／f -1.07
条件式(6)f3／f 0.57
条件式(7)f4／f -0.6
基于以上所示的诸要素制作的本实施例的摄像透镜14的像差图示出在图4A至图4C中。
图4A是表示本发明的实施方式2的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。这时，图4A的实线表示对g线的球面像差的值，长虚线表示对C线的球面像差的值，短虚线表示对F线的球面像差的值，双点划线表示对d线的球面像差的值，单点划线表示对e线的球面像差的值。
另外，图4B是表示同实施例的摄像透镜的像散的图。这时，图4B的实线表示弧矢像面弯曲，虚线表示子午像面弯曲。
此外，图4C是表示同实施例的摄像透镜的畸变的图。
还有，轴上色像差因为与图4A的球面像差的图相同，所以省略。
即，由图4A至图4C的表示各像差的图可知，本实施例的摄像透镜14，各种像差得到良好地校正，可以对应百万像素以上的高像素的摄像元件31。
另外可知，若考虑图4A至图4C的各像差和上述(表7)的结果，则能够实现摄像透镜14的紧凑化(小型化、薄型化)，并且能够良好地校正各种像差。
即，由本实施例可知，能够得到高性能的四片式结构的摄像透镜14，其能够与在手提电话等的小型、薄型的移动产品所搭载的百万像素以上的高像素的摄像元件31相对应。
(实施方式3)
以下，运用图5，对于本发明的实施方式3的摄像透镜和使用了它的摄像装置进行说明。还有，实施方式3，是对于与实施方式2的形状不同的摄像透镜和使用了它的摄像装置进行说明。
图5是表示本发明的实施方式的摄像透镜的构成的配置图。
即，如图5所示，本实施方式的摄像透镜21，具备从物体(图5中为左侧)的一侧朝向像面(图5中为右侧)的一侧顺次配置的至少第一透镜15、孔径光阑19、第二透镜16、第三透镜17、第四透镜18。这时，第一透镜15是具有正光焦度的且两侧的透镜面由凸面构成的双凸透镜。第二透镜16，由具有负光焦度且物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成。第三透镜17，由具有正光焦度且物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成。第四透镜18是具有负光焦度的且两侧的透镜面由凹面构成的双凹透镜。
而且，本实施方式的摄像透镜21，在第一透镜15或第二透镜16的至少一个透镜面设有衍射光学元件。由此，利用衍射光学元件的衍射作用，能够良好校正摄像透镜21和摄像装置的色像差。
另外，摄像透镜21由对于摄像元件32(例如，CCD)的摄像面S形成光学像(使被摄物体的像成像)的摄像用的单焦点透镜构成，摄像元件32将被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出。
而且，本实施方式的摄像装置，至少由上述摄像元件32和本实施方式的摄像透镜21构成。
这时，如图5所示，在第四透镜18和摄像元件32的摄像面S之间，按照与实施方式1的平行平板6一样的方式，配置有透明的平行平板20。
另外，在本实施方式的摄像透镜21中，也优选满足实施方式1中所示的条件式(1)至条件式(7)。
由此，根据本实施方式，能够得到与实施方式1或实施方式2的摄像透镜7、14和摄像装置同样的作用效果。
另外，根据本实施方式，通过在第一透镜15或第二透镜16设置衍射光学元件，能够良好地校正摄像透镜21和摄像装置的色像差。
(实施例)
对于本实施方式的摄像透镜21，以下具体地列举实施例详细地加以说明。
首先，本实施例的摄像透镜21的各构成要素的形状和特性的具体的数值的一例示出在(表8)中。还有，(表8)中的符号和标记的意思，与实施方式1的(表1)相同，因此省略说明。
【表8】
r(mm) d(mm) n v 孔径半径(mm)
第一面(非球面) 1.644 0.594 1.5441 56.1 0.98
第二面(衍射非球面) -129.047 0.050 0.78
(孔径光阑) ∞. 0 0.7
第三面(非球面) 3.745 0.334 1.6328 23.4 0.73
第四面(非球面) 1.633 0.933 0.78
第五面(非球面) -2.558 0.797 1.5441 56.1 1.18
第六面(非球面) -0.949 0.312 1.39
第七面(非球面) -11.898 0.300 1.5441 56.1 1.92
第八面(非球面) 1.558 1.225 2.15
第九面(滤光片) ∞. 0.4 1.5168 64.2
第十面(滤光片) ∞. 0.04
(像面) ∞. 2.856
那么，图5所示的摄像透镜21，是基于(表8)的数据构成的摄像透镜。
这时，在本实施例中，如(表8)所示，在作为第一透镜15的像面侧的透镜面的第二面形成有衍射光学元件面。
另外，本实施例的摄像透镜21的非球面系数(含圆锥常数)，示出在以下的(表9A)、(表9B)中。
【表9A】
第一面 第二面 第三面 第四面
κ -5.62851E-01 0.00000E+00 0.00000E+00 -1.59082E+00
A4 9.62104E-03 3.04435E-02 8.41281E-03 4.53071E-02
A6 1.23350E-02 -5.32702E-02 -3.92368E-02 5.64582E-02
A8 -5.25170E-03 5.82529E-02 3.96346E-02 -1.02946E-01
A10 -3.42289E-02 3.75342E-02 3.36957E-02 5.59784E-02
A12 6.47882E-02 -1.95030E-01 -1.23381E-01 2.36880E-01
A14 -3.23997E-02 1.68886E-01 9.79723E-02 -2.44444E-01
【表9B】
第五面 第六面 第七面 第八面
κ 2.27590E+00 -3.15274E+00 0.00000E+00 -1.16025E+01
A4 -4.49306E-02 -1.30587E-01 -6.79669E-02 -9.32975E-02
A6 -2.25340E-02 3.63591E-02 1.19378E-02 3.42896E-02
A8 1.75939E-02 -2.43455E-02 6.05328E-03 -1.08996E-02
A10 -1.70904E-02 5.56929E-03 -2.72543E-03 1.97362E-03
A12 2.08411E-02 4.40450E-03 2.88905E-04 -1.64448E-04
A14 0.00000E+00 -7.74332E-04 0.00000E+00 0.00000E+00
另外，以下，在本实施例的作为第一透镜15的像面侧的透镜面的第二面所形成的衍射光学元件面的具体的数值的一例示出在(表10)中。
【表10】
第二面
设计波长 546.07nm
衍射级数 1
C2 -1.75000E-03
C4 -1.60000E-04
还有，在本实施例的摄像透镜21中，如(表8)、(表9A)、(表9B)所示，虽然以第一透镜15至第四透镜18的全部的透镜面由非球面形状构成的例子表示，但当然不一定限定为非球面形状的构成。
另外，在本实施例的摄像透镜21中，以在第一透镜15的像面侧的透镜面(第二面)形成衍射光学元件的例子进行说明，但是不限于此。例如，在第一透镜15的物体侧的透镜面(第一面)、第一透镜15的像面侧的透镜面(第二面)、第二透镜16的物体侧的透镜面(第三面)或第二透镜16的像面侧的透镜面(第四面)的至少一个上形成衍射光学元件面即可。由此，与上述实施例同样，能够利用衍射光学元件面的衍射作用，良好地校正色像差。
此外，对于本实施例的摄像透镜21的光学***整体的焦距f(mm)、F数(F值)Fno、最大像高Y’、使平行平板13的部分加以空气长度换算时的光学总长TL(mm)和条件式(1)至条件式(7)的值示出在(表11)中。
【表11】
f(mm) 4.26
Fno 2.7
Y′(mm) 2.856
TL(mm) 4.98
条件式(1)DS／f 0.63
条件式(2)DS／Y′ 0.94
条件式(3)DI/Y′ 1.52E+00
条件式(4)f1／f 0.69
条件式(5)f2／f -1.13
条件式(6)f3／f 0.55
条件式(7)f4／f -0.59
基于以上所示的诸要素制作的本实施例的摄像透镜21的像差图示出在图6A至图6C中。
图6A是表示本发明的实施方式3的实施例的摄像透镜的球面像差(轴上色像差)的图。这时，图6A的实线表示对g线的球面像差的值，长虚线表示对C线的球面像差的值，短虚线表示对F线的球面像差的值，双点划线表示对d线的球面像差的值，单层点划线表示对e线的球面像差的值。
另外，图6B是表示同实施例的摄像透镜的像散的图。这时，图6B的实线表示弧矢像面弯曲，虚线表示子午像面弯曲。
此外，图6C是表示同实施例的摄像透镜的畸变的图。
还有，轴上色像差因为与图6A的球面像差的图相同，所以省略。
即，由图6A至图6C的表示各像差的图可知，本实施例的摄像透镜21，各种像差得到良好地校正，可以对应百万像素以上的高像素的摄像元件32。
另外可知，若考虑图6A至图6C的各像差和上述(表11)的结果，则能够实现摄像透镜14的紧凑化(小型化、薄型化)，并且能够良好地校正各种像差。
即，由本实施例可知，能够得到高性能的四片式结构的摄像透镜21，其能够与在手提电话等的小型、薄型的移动产品所搭载的百万像素以上的高像素的摄像元件32相对应。
还有，在上述各实施方式中，作为透镜的材料，是以玻璃构成的例子进行说明，但不限于此。例如，即使作为透镜的材料使用塑料，也能够实现可以与小型而高像素的摄像元件相对应、且更低成本的摄像透镜。
如以上说明的，根据本发明的摄像透镜，其具有如下构成，即，按照从物体向像面顺次配置的方式具备：具有正光焦度且两侧的透镜面由凸面构成的第一透镜；孔径光阑；具有负光焦度且由物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成的第二透镜；具有正光焦度且由物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成的第三透镜；具有负光焦度且两侧的透镜面由凹面构成的第四透镜。
由此，能够实现透镜径向小型、光轴方向薄型且可良好地校正例如球面像差、彗差、像散和畸变等的各种像差的摄像透镜。
另外，根据本发明的摄像透镜，具有在第一透镜或第二透镜的至少一个透镜面形成衍射光学元件的构成。由此，利用衍射光学元件的衍射作用，能够良好地校正色像差。
另外，根据本发明的摄像透镜，将从孔径光阑的物体侧的面至第四透镜的像面侧的透镜面为止的沿光轴的距离设为DS，光学***整体的焦距设为f时，满足下述条件式(1)。
03<DS／f<07…(1)
由此，还能够实现摄像透镜的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化、并且能够良好地校正各种像差的摄像透镜。
另外，根据本发明的摄像透镜，将从孔径光阑的物体侧的面至第四透镜的像面侧的透镜面为止的沿光轴的距离设为DS，像面的最大像高设为Y’时，满足下述条件式(2)。
0.5<DS／Y’<1.4    …(2)
由此，还能够实现摄像透镜的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化、并且能够良好地校正各种像差的摄像透镜。
另外，根据本发明的摄像透镜，还具备在第四透镜和像面之间所配置的平行平板，在使平行平板的部分加以空气长度换算时的从孔径光阑的物体侧的面至像面为止的沿光轴的距离设为DI，像面的最大像高设为Y’时，满足下述条件式(3)。
0.8<DI／Y’<1.8    …(3)
由此，还能够实现能够使光轴方向薄型化、并且能够得到良好的图像的摄像透镜。
另外，根据本发明的摄像透镜，将光学***整体的焦距设为f，第一透镜的焦距设为f1，第二透镜的焦距设为f2，第三透镜的焦距设为f3，第四透镜的焦距设为f4时，满足下述条件式(4)至条件式(7)。
0.5<f1／f<0.9    …(4)
-1.3<f2／f<-0.7    …(5)
0.4<f3／f<0.8    …(6)
-1.0<f4／f<-0.4    …(7)
那么，通过同时满足上述条件式(4)至条件式(7)，还能够实现摄像透镜的透镜径向的小型化和光轴方向的薄型化、并且能够良好地校正各种像差的摄像透镜。
另外，本发明的摄像装置，具有如下构成，即，至少具备将被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出的摄像元件、和在摄像元件的摄像面使被摄物体的像成像的上述摄像透镜。
由此，能够实现紧凑且高性能的摄像装置，还能够实现搭载有摄像装置的紧凑且高性能的手提电话等的移动产品。
【产业上的可利用性】
本发明在要求既紧凑(小型、薄型)、又要对应百万像素以上的高像素的摄像元件的摄像透镜和具备其的内置摄像装置的手提电话等的小型的移动产品的领域有用。
【符号说明】
1、8、15    第一透镜
2、9、16    第二透镜
3、10、17    第三透镜
4、11、18    第四透镜
5、12、19    孔径光阑
6、13、20    平行平板
7、14、21    摄像透镜
30、31、32    摄像元件

Claims (7)

1.一种摄像透镜，其中，
按照从物体向像面顺次配置的方式具备：
具有正光焦度且两侧的透镜面由凸面构成的第一透镜；
孔径光阑；
具有负光焦度且由所述物体侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成的第二透镜；
具有正光焦度且由所述物体侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成的第三透镜；
具有负光焦度且两侧的透镜面由凹面构成的第四透镜。
2.根据权利要求1所述的摄像透镜，其中，
在所述第一透镜或所述第二透镜的至少一个透镜面形成衍射光学元件。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的摄像透镜，其中，
将从所述孔径光阑的所述物体侧的面至所述第四透镜的所述像面侧的所述透镜面为止的沿光轴的距离设为DS，光学***整体的焦距设为f时，满足下述条件式(1)：
0.3<DS／f<0.7                …(1)。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的摄像透镜，其中，
将从所述孔径光阑的所述物体侧的面至所述第四透镜的所述像面侧的所述透镜面为止的沿光轴的距离设为DS，像面的最大像高设为Y’时，满足下述条件式(2)：
0.5<DS／Y’<1.4              …(2)。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的摄像透镜，其中，
还具备：在所述第四透镜和所述像面之间所配置的平行平板，
将在使所述平行平板的部分加以空气长度换算时的从所述孔径光阑的所述物体侧的面至所述像面为止的沿光轴的距离设为DI，所述像面的最大像高设为Y’时，满足下述条件式(3)：
0.8<DI／Y’<1.8              …(3)。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的摄像透镜，其中，
将光学***整体的焦距设为f，所述第一透镜的焦距设为f1，所述第二透镜的焦距设为f2，所述第三透镜的焦距设为f3，所述第四透镜的焦距设为f4时，满足下述条件式(4)至条件式(7)：
0.5<f1／f<0.9               …(4)
-1.3<f2／f<-0.7               …(5)
0.4<f3／f<0.8               …(6)
-1.0<f4／f<-0.4               …(7)。
7.一种摄像装置，其中，具备：
将至少与被摄物体所对应的光信号转换成图像信号而输出的摄像元件；和
使所述被摄物体的像在所述摄像元件的摄像面上成像的权利要求1所述的摄像透镜。
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