CN102460264A

CN102460264A - 摄影透镜、具备摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机

Info

Publication number: CN102460264A
Application number: CN2010800245507A
Authority: CN
Inventors: 田中宏明; 松坂庆二; 佐野永悟
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: WO2010140515A1; US20120081596A1; KR101332083B1; JPWO2010140515A1; JP5387675B2; CN102460264B; US8605195B2; EP2439573A1; KR20120016113A

Abstract

本发明提供一种摄影透镜、具备摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机，该摄影透镜具备：具有正光焦度的第一透镜(L1)、孔径光阑(s3)、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第二透镜(L2)、具有正光焦度的第三透镜(L3)、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第四透镜(L4)，并且满足规定的条件式。

Description

摄影透镜、具备摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机

技术领域

本发明涉及一种能够将光导向摄影元件的摄影透镜、具备摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机。

背景技术

以往，通过将小型且薄型的摄影装置搭载在便携式电话或PDA(PersonalDigital Assistant：掌上电脑)等的便携式终端机，由此不仅能够向遥远的地方相互传送声音信号和还能够传送图像信号。用于该摄影装置的摄影元件是CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合装置)型图像传感器或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)型图像传感器等。近年来，这些摄影元件具有高像素，且进一步对该像素进行高精细化，并向市场提供得到高画质的图像的便携式终端机。通常，在搭载于便携式终端机的摄影装置使用由两个或三个透镜构成的摄影透镜。但是，用于具备高像素、高精细摄影元件的摄影装置的摄影透镜被要求高分辨力，而由两、三个透镜构成的摄影透镜无法得到充分的透镜性能。因此，与两、三个透镜构成的摄影透镜相比，提出能够得到更高性能的四个透镜构成的摄影透镜。

对四个透镜构成的摄影透镜而言，例如，专利文献1公开了从物方依次由以下部件构成的所谓逆爱尔诺斯达式(逆エルノスタ一タイプ)的摄影透镜：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及具有正光焦度的第四透镜。

但是，在所述现有技术中，因为透镜结构为逆爱尔诺斯达式，所以第四透镜是凸透镜，与远射式(テレフオトタイプ)的第四透镜是负光焦度的透镜的情况相比，摄影透镜的主点位置位于像方并延长透镜后截距(レンズバツク)。因此，很难缩短摄影透镜的全长。而且，构成摄影透镜的四个透镜中只有一个是具有负光焦度的透镜，很难校正伯兹伐和(ペツツバ一ル和)。因此，无法在图像周边部确保良好的性能。

另外，对四个透镜构成的摄影透镜而言，例如，专利文献2公开了从物方依次由以下部件构成的所谓远射式的摄影透镜：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及具有负光焦度的第四透镜。在该结构中，缩短摄影透镜全长，并达到摄影透镜的小型化。

但是，在所述专利文献2中，减小了摄影视场角，并且使像差校正不充分，而且，在该结构中，由于缩短摄影透镜的全长，而存在透镜性能恶化，并很难对应摄影元件的高像素的不良的情况。

另外，对四个透镜结构的摄影透镜而言，例如，专利文献3公开了从物方依次由以下部件构成的所谓远射式的摄影透镜：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、具有负光焦度并使凹面朝向像方的弯月形的第四透镜。

通常，在配置于最靠像方的第四透镜和摄影元件之间配置有光学低通滤波器、红外线截止滤光器及作为摄影元件的组件的密封玻璃等的平行平板。但是，在所述专利文献3中，第四透镜的光轴的周边部是向像面方向突出得很大的形状。因此，第四透镜无法避免与光学低通滤波器等的平行平板接触，使透镜后截距延长。虽然是远射式，但是如果使透镜后截距加长则很难达到缩短摄影透镜的全长。另外，在所述现有技术中，无法充分实施能够对应摄影元件的高像素化程度的像差校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2004-341013号公报(段落[0137]、[0138]、图1)

专利文献2：(日本)特开2002-365530号公报(段落[0009]、图1)

专利文献3：(日本)特开2005-292559号公报(段落[0025]、[0026]、图1)

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是用于解决上述技术问题而做出的，目的在于提供一种摄影透镜、具备该摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机，其虽然是由四个透镜的构成，但是小型且良好地校正各像差。

用于解决技术问题的技术方案

为了达到上述目的，使来自于被拍摄体的光在摄影元件上成像的摄影透镜的特征在于，从物方顺次具备：具有正光焦度的第一透镜、孔径光阑、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第四透镜，并满足以下条件式：

0.45＜f3/f＜0.95...(1)

0.75＜SIL/TL＜0.95...(2)

0.3＜r1/f＜0.45...(3)。

其中，f3是第三透镜的焦距，f是摄影透镜整个系统的焦距，SIL是从孔径光阑面到像面的光轴上的长度，TL是从摄影透镜的最靠物体透镜面到像面的光轴上的长度，r1是第一透镜的物方透镜面的曲率半径。

根据这样的结构，第一～第三透镜是正的合成光焦度，在第四透镜配置负光焦度，即，利用所谓远射式的透镜结构缩短摄影透镜的全长。

另外，根据这样的结构，由于在摄影透镜配置有两个负光焦度的透镜，因此增加具有发散作用的面，从而进行伯兹伐和的校正。而且，即使第二透镜的像方透镜面是凹面，也能够进行伯兹伐和的校正。

此外，由于这样的机构的第四透镜的像方透镜面是凹面，因此能够缩短从第四透镜的像方透镜面到像面的轴上距离(透镜后截距)。

另外，由于满足条件式(1)，因此能够适当地设定第三透镜的焦距，并且既缩短摄影透镜的全长又校正像差。

另外，由于满足条件式(2)，因此将第一透镜和第二透镜之间的孔径光阑配置在适当的位置，确保向像面入射的光束的远心光路性，并且进行畸变、倍率色差的校正。

另外，由于满足条件式(3)，因此适当地设定第一透镜的物方透镜面的曲率半径，并缩短摄影透镜的全长并进行像差校正。

另外，本发明的特征在于，所述第二透镜满足以下条件式：

15＜v2＜31...(4)

其中，v 2是第二透镜的阿贝数。

如条件式(4)所示，通过在第二透镜使用色散比较大的材料，而对轴上色差进行校正。另外，如果第二透镜的像方透镜面是强的发散面，则透镜周边部的光线的入射角变大，虽然产生倍率色差，但是通过满足条件式(4)而校正倍率色差。

另外，本发明的特征在于，所述第三透镜满足以下条件式：

0.2＜T3/f＜0.34...(5)

其中，T3是第三透镜的光轴上的厚度，f是摄影透镜整个系统的焦距。

由于满足条件式(5)，因此适当地设定第三透镜的轴上厚度，能够既缩短摄影透镜的全长又校正像差。

另外，本发明的特征在于，所述第四透镜满足以下条件式：

0.05＜T4/f＜0.17...(6)

其中，T4是第四透镜的光轴上的厚度，f是摄影透镜整个系统的焦距。

第四透镜配置于像面附近，该透镜的有效径很大。因此，与增大光轴附近的光焦度和透镜周边部的光焦度不同，相对于场曲，增大对轴上的透镜厚度的影响。因此，通过满足条件式(6)，而适当地设定第四透镜的光轴上的厚度，并达到摄影透镜的良好的像面性。

另外，本发明的特征在于，所述第四透镜满足以下条件式：

0.3＜T4/SG4＜0.6...(7)

其中，T4是第四透镜的光轴上的厚度，SG4是第四透镜最后部分的厚度。

由于满足条件式(7)，因此将第四透镜L4的光轴上的厚度和最后部分的厚度设定在适当的范围内，使第四透镜的近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度适度。

另外，本发明的特征在于，所述第四透镜是双凹透镜。

根据该结构，第四透镜的两面都负担有光焦度，第四透镜的像方透镜面的周边部不会向像方突出得很大。即使在第四透镜和摄影元件之间配置平行平板，也不会延长透镜后截距。

另外，本发明的特征在于，所述第四透镜的像方透镜面具有非球面形状，所述非球面在光轴附近具有负光焦度，越向透镜面的周边缘负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。此外，拐点是在表示透镜的有效半径内的透镜的剖面形状的曲线上，当该曲线的切线正交于光轴时，透镜剖面形状的曲线与所述切线的交点。

根据该结构，容易确保向像面入射的光束的远心光路性。此外，第三透镜的像方透镜面的透镜周边部不需要过度地减小负光焦度，并且良好地进行轴外像差的校正。

另外，本发明的特征在于，所述第一～第四透镜由树脂材料形成。

另外，本发明是具备上述结构的摄影透镜和摄影元件的摄影装置。

另外，本发明是搭载上述结构的摄影装置的便携式终端机。

发明效果

根据本发明，通过使第一～第三透镜是正的合成光焦度，并在第四透镜配置负光焦度，即，利用所谓远射式的透镜结构，缩短摄影透镜的全长，而且由于第四透镜的像方透镜面是凹面，因此缩短透镜后截距，即使由四个透镜构成，也能够使摄影透镜小型化。另外，由于在摄影透镜配置有两个负光焦度的透镜，因此，增多具有发散作用的面，而且，也由于第二透镜的像方透镜面是凹面，因此使伯兹伐和容易校正，并且能够确保直到图像周边部的良好的成像性能。

另外，根据本发明，条件式(1)是将第三透镜的焦距设定在适当的范围内。如果低于条件式(1)的下限，则过度地增大第三透镜的光焦度，并很难抑制高次球差和彗差的产生。另一方面，如果高于条件式(1)的上限，则过度地延长第三透镜的焦距，并很难谋求缩短摄影透镜的全长。通过满足条件式(1)，使摄影透镜小型化，并且能够良好地校正各像差。

另外，根据本发明，条件式(2)是将第一透镜和第二透镜之间的孔径光阑配置于适当的位置。如果低于条件式(2)的下限，则孔径光阑过度地接近像方，并且很难确保像方光束的远心光路性。另一方面，如果高于条件式(2)的上限，则使孔径光阑离摄影透镜的中心过远，无法保证摄影透镜的对称性，并且很难校正畸变、倍率色差。通过满足条件式(2)，确保像方光束的远心光路性，并且能够良好地校正畸变、倍率色差的校正。

另外，根据本发明，条件式(3)是将第一透镜的物方透镜面的曲率半径设定在适当的范围内。如果低于条件式(3)的下限，则过度地将第一透镜的物方透镜面的光焦度增大到必要以上，并且很难抑制第一透镜所产生的高次球差和彗差。另一方面，如果高于条件式(3)的上限，则过度地减小第一透镜的物方透镜面的光焦度，并且很难将第一透镜和第二透镜的合成主点配置得更靠近物方，延长摄影透镜的全长。通过满足条件式(3)，使摄影透镜小型化，并且能够良好地校正各像差。

另外，根据本发明，条件式(4)是将第二透镜的阿贝数设定在适当的范围内。如果低于条件式(4)的下限，则虽然能够充分地校正轴上色差，但是相应地增大周边光束所产生的倍率色差。另一方面，如果高于条件式(4)的上限，则虽然能够将周边光束的倍率色差抑制得很小，但是无法充分校正轴上色差。通过满足条件式(4)，能够良好地补正轴上色差和倍率色差。

另外，根据本发明，条件式(5)是将第三透镜的轴上厚度设定在适当的范围内。如果低于条件式(5)的下限，则过度地减小第三透镜的光轴上的厚度，延长第三透镜的焦距，并且很难谋求缩短摄影透镜的全长。另一方面，如果高于条件式(5)的上限，则过度地增大第三透镜的光轴上的厚度，增大第三透镜的光焦度，并且很难抑制高次球差和彗差的产生。通过满足条件式(5)，使摄影透镜小型化，并且能够良好地校正各像差。

另外，根据本发明，条件式(6)是将第四透镜的轴上厚度设定在适当的范围内。如果超过条件式(6)的上限及下限，则使摄影透镜的像面(性)过校正或校正不足，从而像面性恶化。通过满足条件式(6)，良好地保证摄影透镜的像面性。

另外，根据本发明，条件式(7)是将第四透镜的轴上厚度和最厚部分的厚度设定在适当的范围内，由此，使近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度适度。如果低于条件式(7)的下限，则过度地增大近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度的差，并且很难适当地校正场曲。另一方面，如果高于条件式(7)的上限，则过度地减小近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度的差，很难确保周边光线的远心光路性，也很难校正周边光线的彗差。

另外，根据本发明，因为第四透镜是双凹透镜，所以第四透镜的两面都负担有光焦度，并且第四透镜的像方透镜面的周边部向像方突出得很大。因此，不会延长透镜后截距，并且使摄影透镜小型化。

另外，根据本发明，因为第四透镜的像方透镜面具有非球面形状，该非球面在透镜面的周边部具有拐点，所以减小透镜周边部的光线射向像面的入射角，并且确保向像面入射的光束的远心光路性。另外，第三透镜的像方透镜面的透镜周边部不需要过度地减小负的光焦度，并且能够良好地校正轴外像差。

另外，根据本发明，第一～第四透镜由树脂材料形成。由此，透镜可以由注射模塑成型而制造，即使是曲率半径和外径小的透镜也能够廉价地大量生产。另外，由于由树脂材料构成的透镜能够降低成形温度，所以如果与玻璃透镜的压力成型相比，能够抑制成型模具的损耗，因此，能够减少成型模具的更换次数和维修次数，并且能够谋求降低成本。

另外，根据本发明，能够得到小型且具备良好地校正各像差的摄影透镜的摄影装置。

另外，根据本发明，能够得到搭载有小型摄影装置的便携式终端机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的摄影装置的立体图。

图2是表示使用本发明的实施方式的摄影装置的便携式终端机的框图。

图3是表示用于本发明的实施方式的摄影装置的透镜镜筒的剖面图。

图4是表示用于本发明的摄影装置的第一实施方式的摄影透镜的剖视图。

图5是表示用于本发明的摄影装置的第二实施方式的摄影透镜的剖视图。

图6是表示用于本发明的摄影装置的第三实施方式的摄影透镜的剖视图。

图7是表示用于本发明的摄影装置的第四实施方式的摄影透镜的剖视图。

图8是表示用于本发明的摄影装置的第五实施方式的摄影透镜的剖视图。

图9是表示本发明的第一实施方式的摄影透镜的像差的图。

图10是表示本发明的第二实施方式的摄影透镜的像差的图。

图11是表示本发明的第三实施方式的摄影透镜的像差的图。

图12是表示本发明的第四实施方式的摄影透镜的像差的图。

图13是表示本发明的第五实施方式的摄影透镜的像差的图。

具体实施方式

以下，虽然参照附图对本发明的实施方式进行说明，但是本发明不限定于这些实施方式。另外，发明用途或这里所表示的用语等也不限定于此。

图1是表示本发明的实施方式的摄影装置的立体图，图2是表示搭载有该摄影装置的便携式电话的框图，图3是表示保持摄影透镜的透镜镜筒的剖面图。

如图1所示，摄影装置50具备：保持作为摄影元件的图像传感器并收发其电信号的基板52；与基板52连接的外部连接用端子54；保持摄影透镜的透镜镜筒20。基板52具有支承平板52a和软基板52b。支承平板52a保持图像传感器，软基板52b的一侧与支承平板52a连接，其另一侧与外部连接用端子54连接。外部连接用端子54经由摄影透镜向如图2所示的便携式电话100的控制部101侧输出以图像传感器接收的光为基准所得到的亮度信号和色差信号等的图像信号。

如图2所示，作为便携式终端机的便携式电话100具备：控制部(CPU)101，其总的控制各部分并实施对应各处理的程序；用于由键盘指示、输入号码等的输入部60；显示除规定的数据以外的其他的摄影图像及影像等的显示部70；用于实现外部服务器间的各种信息通信的无线通信部80。而且，便携式电话100还具备：存储便携式电话100的系统程序、各种处理程序及末端ID等的数据的存储部(ROM)91；临时存储部(RAM)92，其作为暂时存储由控制部101实行的各种处理程序、处理数据、或者来自于摄影装置50的摄影数据等的作业区域而使用；摄影装置50。在便携式电话100的外面设置由液晶等构成的显示部70，并在显示部70的背面侧设置有摄影装置50。

如图3所示，透镜镜筒20的右侧通过粘着剂固定在支承平板52a，透镜镜筒20与支承平板52a一起包住图像传感器51。通过透镜镜筒20及支承平板52a，对由透镜镜筒20和支承平板52a形成的内部进行遮光，安装于支承平板52a的图像传感器51只接收从摄影透镜10入射的光。

图像传感器51由作为摄影元件的CMOS型图像传感器构成，并具备：二维地配置像素(光电变换单元)的受光部；形成于受光部周围的信号处理回路。图像传感器51也可以是CCD型图像传感器。图像传感器51用受光部对从摄影透镜10入射的被拍摄体光进行光电转换，通过信号处理回路将信号电荷进行A/D转换并转换为亮度信号、色差等的图像信号。图像传感器51通过电线与设置于支承平板52a的表面的多个信号传输用焊盘连接，能够将所述图像信号向便携式电话的控制部输出。

透镜镜筒20固定并保持在摄影透镜10。在能够接近摄影的情况下，透镜镜筒20移动自如地保持摄影透镜10的聚焦透镜，而且保持使聚焦透镜在光轴方向上移动的促动器。

透镜镜筒20在图像传感器51的附近固定并保持滤光器F。滤光器F由IR截止滤光器及光学低通滤波器等构成。IR截止滤光器截断红外光并使可见光透过，也可以在图像传感器51的组件一体地设置IR截止滤光器。另外，光学低通滤波器具有由图像传感器51的像素间距所决定的规定的截止频率特性，抑制图像传感器51的莫尔条纹(モアレ)的产生。如果不显著产生莫尔条纹，则也可以省略光学低通滤波器。而且，透镜镜筒20保持有未图示的孔径光阑。

接着，基于图4～图8对保持于所述透镜镜筒20的摄影透镜的结构进行说明。图4～图8是第一～第五实施方式的摄影透镜的剖面图，表示向无限远的被拍摄体对焦时的摄影透镜位置。

(第一实施方式)

如图4所示，摄影透镜从物方(被拍摄体侧)依次由以下部件构成：物方的面具有较大光焦度的双凸形状的第一透镜L1；孔径光阑s3；像方的面具有较大光焦度的双凹形状的第二透镜L2；使凸面朝向像方的弯月形的具有正光焦度的第三透镜L3；双凹形状的第四透镜L4。第一～第三透镜L1～L3的合成光焦度是正光焦度。另外，F是表示光学低通滤波器、IR截止滤光器等的滤光器，I是表示摄影元件上的像面。

第一～第四透镜L1～L4的各面具有非球面，特别是，第四透镜L4的像方透镜面的非球面在光轴附近具有负光焦度，越向透镜面的周边部负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。在此，拐点是在表示透镜的有效半径内的透镜的剖面形状的曲线上，当该曲线的切线正交于光轴时，透镜剖面形状的曲线和所述切线的交点。

而且，第一～第四透镜L1～L4由树脂材料形成。第一透镜L1、第三透镜L3及第四透镜L4由聚烯烃类的树脂构成，第二透镜L2由比较高折射率和高色散的树脂构成。

(第二实施方式)

如图5所示，摄影透镜从物方依次由以下部件构成：物方的面具有较大的光焦度的双凸形状的第一透镜L1；孔径光阑s3；像方的面具有较大光焦度的双凹形状的第二透镜L2；使凸面朝向像方的弯月形的具有正光焦度的第三透镜L3；双凹形状的第四透镜L4。第一～第三透镜L1～L3的合成光焦度是正光焦度。

第一～第四透镜L1～L4的各面具有非球面，特别是，第四透镜L4的像方透镜面的非球面在光轴附近具有负光焦度，越向透镜面的周边部负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。

而且，第一～第四透镜L1～L4由树脂材料形成。第一透镜L1、第三透镜L3及第四透镜L4由聚烯烃类的树脂构成，第二透镜L2由较高折射率和高色散的树脂构成。

(第三实施方式)

如图6所示，摄影透镜从物方依次由以下部件构成：物方的面具有较大光焦度的双凸形状的第一透镜L1；孔径光阑s3；像方的面具有较大光焦度的双凹形状的第二透镜L2；使凸面朝向像方的弯月形的具有正光焦度的第三透镜L3；双凹形状的第四透镜L4。第一～第三透镜L1～L3的合成光焦度是正光焦度。

(第四实施方式)

如图7所示，摄影透镜从物方依次由以下部件构成：物方的面具有较大光焦度的双凸形状的第一透镜L1；孔径光阑s3；像方的面具有较大光焦度的双凹形状的第二透镜L2；使凸面朝向像方的弯月形的具有正光焦度的第三透镜L3；双凹形状的第四透镜L4。第一～第三透镜L1～L3的合成光焦度是正光焦度。

(第五实施方式)

如图8所示，摄影透镜从物方依次由以下部件构成：物方的面具有较大光焦度的双凸形状的第一透镜L1；孔径光阑s3；像方的面具有较大光焦度的双凹形状的第二透镜L2；使凸面朝向像方的弯月形的具有正光焦度的第三透镜L3；双凹形状的第四透镜L4。第一～第三透镜L1～L3的合成光焦度是正光焦度。

第一～第四透镜L1～L4的各面具有非球面，特别是，第四透镜L4的像方透镜面的非球面在光轴附近具有负的光焦度，越向透镜面的周边部负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。

即，上述第一～第五实施方式的摄影透镜从物方依次由以下部件构成：具有正光焦度的第一透镜L1；孔径光阑s3；具有负光焦度并使凹面朝向像方的第二透镜L2；具有正光焦度的第三透镜L3；具有负的光焦度并使凹面朝向像方的第四透镜L4。

由此，第一～第三透镜L1～L3是正的合成光焦度，在像方的第四透镜L4配置负光焦度，即，利用远射式的透镜结构，缩短摄影透镜的全长。

另外，由于第一～第四透镜L1～L4中的两个透镜(第二及第四透镜L2、L4)具有负光焦度，因此增多具有发散作用的面，校正伯兹伐和以使其减小。而且，即使第二透镜L2的像方透镜面是凹面，也能够进行伯兹伐和的校正，并确保直到图像周边部的良好的成像性能。

另外，由于第四透镜L4的像方透镜面是凹面，因此能够缩短从第四透镜L4的像方透镜面到像面的轴上距离(透镜后截距)，并能够缩短摄影透镜的全长。

另外，本发明满足以下条件式：

0.45＜f3/f＜0.95...(1)

0.75＜SIL/TL＜0.95...(2)

0.3＜r1/f＜0.45...(3)

其中，f3是第三透镜L3的焦距，f是摄影透镜整个系统的焦距，SIL是从孔径光阑到像面的光轴上的长度，TL是从摄影透镜的最靠物体透镜面到像面的光轴上的长度，r1是第一透镜L1的物方透镜面的曲率半径。

条件式(1)是将第三透镜L3的焦距设定在适当的范围内。如果低于条件式(1)的下限，则过度地增大第三透镜L3的光焦度，并且很难抑制高次球差及彗差的产生。另一方面，如果高于条件式(1)的上限，则过度地减小光焦度，并且很难谋求缩短摄影透镜的全长。通过满足条件式(1)，使摄影透镜小型，并且能够良好地校正各像差。

通过更优选满足以下的条件式(1A)，而能够进一步得到上述效果。

0.46＜f3/f＜0.86...(1A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(1B)，而能够进一步得到上述效果。

0.50＜f3/f＜0.80...(1B)

条件式(2)是将第一透镜L1和第二透镜L2之间的孔径光阑s3配置于适当的位置。如果低于条件式(2)的下限，则孔径光阑s3过度地接近像方，并且很难确保向像方入射的光束的远心光路性。另一方面，如果高于条件式(2)的上限，则使孔径光阑s3过于离开摄影透镜的中心，无法保证相对于孔径光阑s3的物方及像方透镜的对称性，并且很难校正畸变、倍率色差。通过满足条件式(2)，确保向像方入射的光束的远心光路性，并且能够良好地校正畸变、倍率像差的校正。

通过更优选满足以下条件式(2A)，而能够进一步得到上述效果。

0.81＜SIL/TL＜0.91...(2A)

而且，通过更优选满足以下条件式(2B)，而能够进一步得到上述效果。

0.84＜SIL/TL＜0.89...(2B)

条件式(3)是将第一透镜L1的物方透镜面的曲率半径r1设定在适当的范围内。如果低于条件式(3)的下限，则过度地将第一透镜L1的物方透镜面的光焦度增大到必要以上，并且很难抑制第一透镜L1所产生的高次球差和彗差。另一方面，如果高于条件式(3)的上限，则过度地减小第一透镜L1的物方透镜面的光焦度，并且很难将第一透镜L1和第二透镜L2的合成主点配置得更靠近物方，延长摄影透镜的全长。通过满足条件式(3)，使摄影透镜小型，并且能够良好地校正各像差。

通过更优选满足以下的条件式(3A)，而能够进一步得到上述效果。

0.32＜r1/f＜0.44...(3A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(3B)，而能够进一步得到上述效果。

0.35＜r1/f＜0.42...(3B)

而且，本实施方式满足以下条件式。

15＜v2＜31...(4)

其中，v2是第二透镜的阿贝数。

条件式(4)是将第二透镜L2的阿贝数v 2设定于适当的范围内。由于在第二透镜L2使用色散较大的材料，因此能够校正轴上色差。但是，与此相反，在本实施方式中，如果第二透镜L2的像方透镜面是强发散面，则增大透镜周边部的光线的入射角，并产生倍率色差。即，如果低于条件式(4)的下限，则虽然能够充分地校正轴上色差，但是相应地增大周边光束所产生的倍率色差。另一方面，如果高于条件式(4)的上限，则虽然能够将周边光束的倍率色差抑制得很小，但是无法充分校正轴上色差。通过满足条件式(4)，能够良好地补正轴上色差和倍率色差。

通过更优选满足以下的条件式(4A)，而能够进一步得到上述效果。

17＜v2＜27...(4A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(4B)，而能够进一步得到上述效果。

19＜v2＜25...(4B)

而且，本实施方式满足以下条件式。

0.2＜T3/f＜0.34...(5)

其中，T3是第三透镜L3的光轴上的厚度，f是摄影透镜整个系统的焦距。

条件式(5)是将第三透镜L3的光轴上的厚度设定在适当的范围内。如果低于条件式(5)的下限，则过度地减小第三透镜L3的光轴上的厚度，延长第三透镜L3的焦距，并且很难谋求缩短摄影透镜的全长。另一方面，如果高于条件式(5)的上限，则过度地增大第三透镜L3的光轴上的厚度，增大第三透镜的光焦度，并且很难抑制高次球差和彗差的产生。通过满足条件式(5)，使摄影透镜小型，并且能够良好地校正各像差。

通过更优选满足以下的条件式(5A)，而能够进一步得到上述效果。

0.21＜T3/f＜0.31...(5A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(5B)，而能够进一步得到上述效果。

023＜T3/f＜028...(5B)

而且，本实施方式满足以下条件式。

0.05＜T4/f＜0.17...(6)

其中，T4是第四透镜L4的光轴上的厚度，f是摄影透镜整个系统的焦距。

条件式(6)是将第四透镜L4的光轴上的厚度设定在适当的范围内。第四透镜L4配置于像面的附近，该透镜的有效径很小。因此，与增大光轴附近的光焦度、透镜周边部的光焦度不同，相对于场曲，增大对光轴上的透镜厚度的影响。如果超过条件式(6)的上限及下限，则使摄影透镜的像面(性)过校正或校正不足，从而像面性恶化。因此，通过满足条件式(6)，达到摄影透镜的良好的像面性。

通过更优选满足以下的条件式(6A)，而能够进一步得到上述效果。

0.08＜T4/f＜0.15...(6A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(6B)，而能够进一步得到上述效果。

0.09＜T4/f＜0.11...(6B)

而且，本实施方式满足以下条件式。

0.3＜T4/SG4＜0.6...(7)

其中，T4是第四透镜的光轴上的厚度，SG4是第四透镜的最厚部分的厚度。

条件式(7)是将第四透镜的轴上厚度和最厚部分的厚度设定在适当的范围内，由此，使第四透镜的近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度适度。如果低于条件式(7)的下限，则过度地增大近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度的差，并且很难适当地校正场曲。另一方面，如果高于条件式(7)的上限，则过度地减小近轴部的光焦度和透镜周边部的光焦度的差，很难确保周边光线的远心光路性，也很难校正周边光线的彗差。

通过更优选满足以下的条件式(7A)，而能够进一步得到上述效果。

0.35＜T4/SG4＜0.55...(7A)

而且，通过更优选满足以下的条件式(7B)，而能够进一步得到上述效果。

0.38＜T4/SG4＜0.48...(7B)

另外，在本实施方式中，第四透镜L4是双凹透镜。

如果是该结构，则第四透镜L4的两面都负担有光焦度，第四透镜L4的像方透镜面的周边部向像方突出得很大。通常，在最靠像方的透镜的第四透镜L4和摄影元件之间配置有光学低通滤波器、IR截止滤光器等的滤光器F。虽然必须延长透镜后截距，以使第四透镜L4的周边部向像方突出并不与滤光器F接触，但是，在本实施方式中，没有上述必要，而能够缩短透镜后截距，并达到摄影透镜的小型化。

另外，在本实施方式中，第四透镜L4的像方透镜面具有非球面形状，该非球面在光轴附近具有负的光焦度，越向透镜面的周边部负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。另外，拐点是在表示透镜的有效半径内的透镜的剖面形状的曲线上，当该曲线的切线正交于光轴时，透镜剖面形状的曲线与所述切线的交点。

如果是该结构，则在第四透镜L4的像方透镜面的周边部，减小主光线射向像面的入射角，并且确保向像面入射的光束的远心光路性。另外，第三透镜L3的像方透镜面在透镜周边部没有必要过度减小负光焦度，并能够良好地校正轴外像差。

另外，在本实施方式中，第一～第四透镜L1～L4是由树脂材料形成。

以摄影装置的小型化为目的，缩小摄影面的尺寸，而且开发缩小像素间距的摄影元件。对于这样的用于摄影元件的摄影透镜而言，因为必须使整个系统的焦距比较短，所以极度地减小各透镜的曲率半径和外径。如上所述，由于所有的透镜由树脂材料形成，即使是曲率半径和外径小的透镜，通过注射模塑成型，也能够廉价地大量生产。另外，由于树脂制的透镜能够在比较低的温度下成型，因此如果与玻璃制的透镜的压力成型相比，能够抑制形成透镜的模型的损耗，其结果是，能够减少模型的更换次数和维修次数，并且能够降低成本。

但是，如果第一～第四透镜L1～L4全部由树脂制的透镜构成，则当摄影装置的周围温度变化时，使树脂制的透镜的折射率变化，并产生使摄影透镜的像点位置向光轴方向变动的问题。

虽然该问题引起树脂材料的折射率相对于温度变化大的问题，但是，可以知道最近，如果向树脂材料中混合无机微粒，则该混合树脂材料的折射率相对于温度变化小。即，通过使温度上升，虽然降低树脂材料的折射率，但是，相反地升高无机微粒的折射率。因此，向树脂制透镜混合无机微粒，通过利用所述两者的温度依存性而进行相互抵消作用，即使温度有变化，也能够几乎不产生折射率变化。但是，如果仅向透明的树脂材料混合无机微粒，则产生光的散射并降低透过率，而很难作为光学材料使用。因此，通过使无机微粒的大小小于透过光束的波长，能够实质上不产生光的散射。

具体地说，通过在作为母材的树脂材料中分散最大长度在20nm以下的无机微粒，而不使透过率降低并形成折射率的温度依存性极低的混合树脂材料。例如，通过在丙烯酸树脂中分散氧化铌(Nb₂O₅)的微粒，从而能够减小由于温度变化而产生的折射率变化。在本实施方式中，通过在正光焦度较大的透镜，例如第一透镜L1、第三透镜L3或全部第一～第四透镜L1～L4使用分散有这样的无机微粒的混合树脂材料，因此即使摄影透镜产生温度变化，也能够将摄影透镜的像点位置的变动抑制得很小。

另外，在无法充分地确保向像面入射的光束的远心光路性的情况下，如果改变设置于摄影元件的各像素前的多个滤色器和芯片上微透镜阵列的间距并进行排列，则能够减轻遮挡。具体地说，虽然配置于光轴附近的滤色器和芯片上微透镜阵列的间距与摄影元件的像素间距相同，但是缓缓离开光轴而配置的滤色器和芯片上微透镜阵列的间距相对于摄影元件的像素间距缓慢减小。如果是这样的结构，由于芯片上微透镜阵列，向摄影面倾斜入射的光束越靠近摄影面的周边部折射得越很大，因为减轻倾斜入射并向各像素的受光部引导，所以能够抑制遮挡。由此，由于利用摄影元件进行遮挡的校正，因此不仅能够使摄影透镜小型，而且能够进一步使摄影装置小型。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。另外，本发明不限定于这些实施例的任意一种。实施例一～五分别对应上述第一～第五实施方式，及图4～图8。

用面数据、非球面数据、各种数据及单透镜数据表示各实施例的透镜结构及其说明。

对面数据而言，从该数据的左侧一栏顺次表示面号s、曲率半径r(单位mm)、轴上的面间隔d(单位mm)、与d线(波长587.56nm)相对的折射率nd、与d线相对的阿贝数vd。面号附带*的面表示具有非球面。

用以下[数1]定义非球面。

[数1]

X = \frac{h^{2} / R}{1 + \sqrt{1 - (1 + K) h^{2} / R^{2}}} + Σ A_{i} h^{i}

这里，h是垂直于光轴的方向的高度，X是高度h的位置的光轴方向位移量(面顶点为基准)，R是近轴曲率半径，K是圆锥系数、Ai是i次的非球面系数。在非球面数据表示圆锥系数K和i次的非球面系数Ai，用E(例如，2.5E-03)表示10的次幂(例如，2.5×10^-3)。

表示各种数据的标记如以下所示。

f：摄影透镜整个系统的焦距(单位mm)

Fno：F值

ω：半画角(单位°)

y’max：像高(单位mm)

TL：摄影透镜全长(单位mm)

BF：后截距(单位mm)

另外，后截距(BF)是从滤光器F的像方的面到像面的轴上距离，摄影透镜全长(TL)是向从透镜最前面到滤光器F的像方的面的轴上距离加上后截距的长度。

(实施例1)

单位mm

[面数据]

[非球面数据]

第1面

K＝-0.83790E-01，A4＝0.10287E-01，A6＝0.40833E-02，A8＝0.30554E-02，A10＝0.36443E-02

第2面

K＝-0.50001E+02，A4＝0.56254E-01，A6＝-0.18541E-01，A8＝0.61624E-02，A10＝-0.29090E-02

第4面

K＝0.49999E+02，A4＝0.66688E-01，A6＝-0.44421E-01，A8＝-0.12524E-01，A10＝0.29366E-01A12＝-0.22744E-01

第5面

K＝-0.29162E+01，A4＝0.67961E-01，A6＝0.30382E-02，A8＝-0.37774E-01，A10＝0.41627E-01A12＝-0.13557E-01

第6面

K＝-0.11580E+02，A4＝-0.21222E-01，A6＝-0.19621E-01，A8＝0.18968E-01，A10＝-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，A10＝0.85558E-02A12＝-0.10269E-02

第8面

K＝0.52630E-01，A4＝-0.89642E-01，A6＝0.26541E-01，A8＝-0.97550E-03，A10＝-0.49329E-03A12＝0.72438E-04，A14＝-0.31112E-05

第9面

K＝-0.12208E+02，A4＝-0.51175E-01，A6＝0.12227E-01，A8＝-0.20305E-02，A10＝0.20147E-03A12＝-0.98778E-05，A14＝0.16620E-06

[各种数据]

[单透镜数据]

(实施例2)

单位mm

[面数据]

[非球面数据]

第1面

K＝-0.41447E+00，A4＝0.82113E-03，A6＝-0.17183E-01，A8＝0.17099E-01，A10＝-0.15795E-01

第2面

K＝-0.16345E+02，A4＝0.31074E-01，A6＝-0.29083E-01，A8＝-0.12385E-01，A10＝0.51158E-02

第4面

K＝0.50000E+02，A4＝0.93526E-01，A6＝-0.50897E-01，A8＝-0.19591E-03，A10＝0.25374E-01，A12＝-0.13008E-01

第5面

K＝-0.10094E+01，A4＝0.84431E-01，A6＝0.23185E-03，A8＝-0.33866E-01，A10＝0.48761E-01，A12＝-0.17606E-01

第6面

K＝-0.17117E+02，A4＝-0.40153E-01，A6＝-0.24438E-01，A8＝0.28161E-01，A10＝-0.15547E-01，A12＝0.37649E-02

第7面

K＝-0.43889E+01，A4＝-0.10654E+00，A6＝0.53838E-01，A8＝-0.27179E-01，A10＝0.85696E-02，A12＝-0.96812E-03

第8面

K＝-0.39177E+02，A4＝-0.94171E-01，A6＝0.25603E-01，A8＝-0.94067E-03，A10＝-0.48672E-03，A12＝0.72963E-04，A14＝-0.32021E-05

第9面

K＝-0.10009E+02，A4＝-0.47981E-01，A6＝0.11779E-01，A8＝-0.20554E-02，A10＝0.21393E-03，A12＝-0.11453E-04，A14＝0.23577E-06

[各种数据]

单透镜数据

(实施例3)

单位mm

[面数据]

[非球面数据]

第1面

K＝-0.58931E+00，A4＝-0.13881E-03，A6＝-0.81065E-0，A8＝0.47499E-02，A10＝-0.49718E-02

第2面

K＝0.25313E+02，A4＝-0.22034E-02，A6＝0.36315E-03，A8＝-0.18311E-01，A10＝0.81188E-02

第4面

K＝0.50000E+02，A4＝0.20583E-01，A6＝0.57516E-02，A8＝-0.34095E-01，A10＝0.47113E-01，A12＝-0.24155E-01

第5面

K＝-0.15401E+02，A4＝0.58289E-01，A6＝0.92129E-02，A8＝-0.19936E-01，A10＝0.22139E-01，A12＝-0.76599E-02

第6面

K＝-0.78707E+00，A4＝-0.25824E-01，A6＝-0.24371E-01，A8＝0.18894E-01，A10＝-0.61305E-02，A12＝0.11944E-02

第7面

K＝-0.53216E+01，A4＝-0.10974E+00，A6＝0.5043鼙01，A8＝-0.26168E-01，A10＝0.83436E-02，A12＝-0.97291E-03

第8面

K＝0.67276E+00，A4＝-0.76533E-01，A6＝0.23274E-01，A8＝-0.10828E-02，A10＝-0.46247E-03，A12＝0.76207E-04，A14＝-0.35969E-05

第9面

K＝-0.12477E+02，A4＝-0.41108E-01，A6＝0.10324E-01，A8＝-0.17504E-02，A10＝0.18554E-03，A12＝-0.11524E-04，A14＝0.31297E-06

[各种数据]

[单透镜数据]

(实施例4)

单位mm

[面数据]

[非球面数据]

第1面

K＝-0.43621E+00，A4＝0.52489E-02，A6＝-0.26720E-01，A8＝0.28548E-01，A10＝-0.30336E-01

第2面

K＝-0.50000E+02，A4＝0.24124E-01，A6＝-0.37816E-01，A8＝-0.23718E-01，A10＝0.12532E-01

第4面

K＝-0.50000E+02，A4＝0.11320E+00，A6＝-0.45423E-01，A8＝-0.24450E-01，A10＝0.61165E-01，A12＝-0.17268E-01

第5面

K＝-0.25694E+02，A4＝0.13699E+00，A6＝-0.18304E-01，A8＝0.11632E-01，A10＝0.12867E-01，A12＝0.23910E-01

第6面

K＝0.16704E+01，A4＝-0.39931E-01，A6＝-0.53281E-01，A8＝0.56912E-01，A10＝-0.53272E-01，A12＝0.10669E-01

第7面

K＝-0.39432E+01，A4＝-0.11130E+00，A6＝0.58456E-01，A8＝-0.29063E-01，A10＝0.94954E-02，A12＝-0.11296E-02

第8面

K＝-0.14244E+01，A4＝-0.63293E-01，A6＝0.21853E-01，A8＝-0.80112E-03，A10＝-0.46267E-03，A12＝0.68720E-04，A14＝-0.29564E-05

第9面

K＝-0.22197E+02，A4＝-0.54411E-01，A6＝0.13155E-01，A8＝-0.23016E-02，A10＝0.22512E-03，A12＝-0.10325E-04，A14＝0.18137E-06

[各种数据]

[单透镜数据]

(实施例5)

单位mm

[面数据]

[非球面数据]

第1面

K＝-0.56202E+00，A4＝-0.52445E-02，A6＝-0.70419E-01，A8＝0.10623E+00，A10＝-0.29497E+00

第2面

K＝0.75595E+01，A4＝0.27740E-01，A6＝-0.35539E-01，A8＝-0.74147E+00，A10＝0.95343E+00

第4面

K＝0.50000E+02，A4＝0.17120E+00，A6＝-0.65756E-01，A8＝-0.54460E+00，A10＝0.10906E+01，A12＝-0.63113E+00

第5面

K＝0.40363E+01，A4＝0.16733E+00，A6＝0.12182E+00，A8＝-0.48870E+00，A10＝0.15244E+01，A12＝-0.15559E+01

第6面

K＝-0.20214E+00，A4＝-0.95330E-01，A6＝-0.13320E+00，A8＝0.44773E+00，A10＝-0.65022E+00，A12＝0.55041E+00

第7面

K＝-0.37041E+01，A4＝-0.36731E+00，A6＝0.42581E+00，A8＝-0.49610E+00，A10＝0.37150E+00，A12＝-0.11363E+00

第8面

K＝-0.38577E+02，A4＝-0.23817E+00，A6＝0.14388E+00，A8＝-0.18988E-01，A10＝-0.18428E-01，A12＝0.83604E-02，A14＝-0.11331E-02

第9面

K＝-0.11076E+02，A4＝-0.13205E+00，A6＝0.73334E-01，A8＝-0.32747E-01，A10＝0.87685E-02，A12＝-0.13833E-02，A14＝0.99176E-04

[各种数据]

[单透镜数据]

表1表示条件式(1)～(7)所对应的各实施例的数值。

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						(1)f3/f	0.714	0.618	0.794	0.657	0.463
(2)SIL/TL	0.874	0.887	0.869	0.876	0.857
						(3)r1/f	0.372	0.400	0.435	0.329	0.418
(4)v2	23.4	23.4	23.4	23.4	23.4
						(5)T3/f	0.238	0.256	0.217	0.301	0.271
(6)T4/f	0.102	0.102	0.098	0.098	0.137
						(7)T4/SG4	0.41	0.42	0.39	0.47	0.47

图9～图13表示实施例一～五的像差图。各像差图表示向无限远的被拍摄体对焦时的球差、非点像差及畸变像差。在球差图中，线d表示d线(波长587.56nm)的像差量，线g表示g线(波长435.84nm)的像差量，另外，非点像差的线S及线M分别是弧矢面及子午面的像差量。球差及非点像差的横轴的单位是mm，畸变像差的横轴的单位是百分比(％)。

如图9～图13所示，实施例一～五对像差进行良好地校正。

工业利用可能性

本发明能够利用于能够将光导向摄影元件的摄影透镜、具备摄影透镜的摄影装置及具备摄影装置的便携式终端机。

附图标记说明

10摄影透镜

20透镜镜筒

50摄影装置

51图像传感器(摄影元件)

52基板

100便携式电话(便携式终端机)

F滤光器

I像面

L1～L4透镜

s1、2、s4～s9透镜面

s3孔径光阑

s10、s11滤光器面

Claims

1.一种摄影透镜，其使来自于被拍摄体的光在摄影元件上成像，所述摄影透镜的特征在于，

从物方顺次具备：具有正光焦度的第一透镜、孔径光阑、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度并使凹面朝向像方的第四透镜，并满足以下条件式：

0.45＜f3/f＜0.95...(1)

0.75＜SIL/TL＜0.95...(2)

0.3＜r1/f＜0.45...(3)，

其中，f3是第三透镜的焦距，f是摄影透镜整个系统的焦距，SIL是从孔径光阑到像面的光轴上的长度，TL是从摄影透镜的最靠物体透镜面到像面的光轴上的长度，r1是第一透镜的物方透镜面的曲率半径。

2.如权利要求1所述的摄影透镜，其特征在于，所述第二透镜满足以下条件式：

15＜v2＜31...(4)

其中，v2是第二透镜的阿贝数。

3.如权利要求1或者2所述的摄影透镜，其特征在于，所述第三透镜满足以下条件式：

0.2＜T3/f＜0.34...(5)

4.如权利要求1～3中任意一项所述的摄影透镜，其特征在于，所述第四透镜满足以下条件式：

0.05＜T4/f＜0.17...(6)

5.如权利要求1～4中任意一项所述的摄影透镜，其特征在于，所述第四透镜满足以下条件式：

0.3＜T4/SG4＜0.6...(7)

6.如权利要求1～5中任意一项所述的摄影透镜，其特征在于，所述第四透镜是双凹透镜。

7.如权利要求1～6中任意一项所述的摄影透镜，其特征在于，所述第四透镜的像方透镜面具有非球面形状，所述非球面在光轴附近具有负光焦度，越向透镜面的周边缘负光焦度越小，并在透镜面的周边部具有拐点。

8.如权利要求1～7中任意一项所述的摄影透镜，其特征在于，所述第一～第四透镜由树脂材料形成。

9.一种摄影装置，其特征在于，具备如权利要求1～8中任意一项所述的摄影透镜和摄影元件。

10.一种便携式终端机，其特征在于，具备如权利要求9所述的摄影装置。