CN201327547Y - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

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CN201327547Y CNU2008202107249U CN200820210724U CN201327547Y CN 201327547 Y CN201327547 Y CN 201327547Y CN U2008202107249 U CNU2008202107249 U CN U2008202107249U CN 200820210724 U CN200820210724 U CN 200820210724U CN 201327547 Y CN201327547 Y CN 201327547Y
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Abstract

本实用新型提供一种摄像透镜及摄像装置，是不仅保持良好的成像性能、并为小型、明亮且即使在光阑位置发生变化时性能恶化也较少的透镜系统。从物体侧起依次具备：光阑(St1)、和第1透镜(G1)至第4透镜(G4)，将第3透镜(G3)的两面形成为：至少具有1个拐点且在有效径内的周边终端部分的面形状的倾斜向像侧倾倒的非球面形状。并且，满足以下条件，式中，D3为第1透镜(G1)和第2透镜(G2)之间的在光轴上的空气间隔，D4为第2透镜(G2)的中心厚度，νd1、νd2为第1透镜(G1)、第2透镜(G2)的阿贝数，f1、f3为第1透镜(G1)、第3透镜(G3)的焦距，f为整个系统的焦距：0.1＜D3/D4＜2.0……(1)；νd1－νd2＞25……(2)；0.4＜f1/f3＜1.6……(3)；0.3＜f/f3＜1.5……(4)。

Description

摄像透镜及摄像装置
技术领域
本实用新型涉及一种在CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Compl ementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像元件上成像被摄体的光学像的摄像透镜、以及装载此摄像透镜而进行摄影的数码静止照相机或带摄像头的手机及个人数字助(PDA：Personal DigitalAssistance)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，急速普及有可将摄影的风景或人物像等图像情报输入到个人电脑的数码静止照相机。而且，在手机上装载图像输入用相机模组的情况也多起来。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，这些摄像元件的紧凑化发展，对摄像设备全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得以发展，要求摄像透镜的高解像、高性能化。例如，要求对应于200万像素以上，优选对应于500万像素以上的高像素的性能。
为了满足这种要求，以往开发了使用整体为4片透镜的构成的摄像透镜(参照专利文献1及2)。
【专利文献1】专利公开2005-4028号公报
【专利文献2】专利公开2005-208236号公报
然而，上述专利文献所记载的摄像透镜，由于第2透镜朝向物体侧成为凹形状，因此，全长变长且难以小型化的同时，像面弯曲发生较多，所以存在难以高画质化的问题。而且，在以往，在F值2.8左右的4片构成的摄像透镜中，为了缩短全长，在透镜系统内第1透镜的光焦度相对地变强，因此，容易产生像面弯曲的性能恶化。但是，在摄像透镜上，要求透镜系统更明亮(F值2.4左右)以外，另一方面，具有根据摄影环境以减低亮度的状态进行摄影的情况。另一面，在小型摄像装置中从机构问题和成本问题而言透镜的孔径光阑成为固定光阑的现象多。此时，为了设为减低了亮度的状态，可考虑例如，通常设为F值2.4左右的明亮的透镜系统，根据需要通过在透镜系统的最物体侧可卸装地配置光阑直径小的小光阑，而改变F值的方法。由此，可进行在摄影时的动态范围的扩大和必要的焦深的确保。然而，在配置这种小光阑的状态下，相对通常的状态而光阑位置改变，所以在成像性能上产生变化。从而，若进行仅考虑明亮的通常状态的光学设计，则在配置小光阑的状态下，容易产生成像性能的恶化(尤其像面弯曲的恶化)，成为在性能上不充分的透镜系统。即使是这种情况，也希望开发高性能的例如对应于200万像素以上更优选为从500万像素到1000万像素左右的高像素的性能的透镜。
实用新型内容
本实用新型是借鉴于这种问题点而被提出的，其目的在于，提供一种不仅保持良好的成像性能、并为小型、明亮且即使在光阑位置上发生变化时性能恶化也较少的透镜系统的摄像透镜、及装载此摄像透镜而可得到高解像的摄像图像的摄像装置。
根据本实用新型的摄像透镜，从物体侧起依次具备：光阑、由将凸面朝向物体侧的正透镜而成的第1透镜、光轴附近的形状为将凹面朝向像侧的负弯月形状的第2透镜、光轴附近的形状为将凸面朝向像侧的正透镜的第3透镜、和光轴附近的形状为将凹面朝向像侧的负透镜的第4透镜，将第3透镜的两面设为至少具有1个拐点的非球面形状，并且为在有效径内的周边终端部分的面形状的倾斜向像侧倾倒的非球面形状，而且满足以下条件：
0.1＜D3/D4＜2.0……(1)
v d1-v d2＞25……(2)
0.4＜f1/f3＜1.6……(3)
0.3＜f/f3＜1.5……(4)
式中，D3为第1透镜和第2透镜之间的在光轴上的空气间隔，D4为第2透镜的中心厚度，v d1为第1透镜的对d线的阿贝数，v d2为第2透镜的对d线的阿贝数，f1为第1透镜的焦距，f3为第3透镜的焦距，f为整个系统的焦距。
根据本实用新型的摄像透镜，在比通常的光阑(通常光阑)更靠物体侧，还至少具备1个按照相对光轴可脱卸的方式配置的其他光阑也可。
此时，通常光阑及其他光阑的光阑直径为固定，并且，其他光阑的光阑直径比通常光阑的光阑直径小也可。
而且，根据本实用新型的摄像透镜中，第1透镜优选为玻璃透镜。而且，第2透镜的物体侧的面优选为至少具有1个拐点的非球面形状。而且，第4透镜的像侧的面优选为具有2各以上的拐点并且在周边部具有正的光焦度的非球面形状。
在根据本实用新型的摄像透镜中，在整体为4片构成的透镜系统中，通过适当构成各透镜要素，而容易实现不仅保持良好的成像性能、并为小型、明亮且、且即使在光阑位置发生变化时性能恶化也较少的透镜系统。尤其通过满足条件式(3)、(4)，与以往的4片构成的摄像透镜相比，将第3透镜的光焦度设为较强，而容易形成为缩短全长、明亮、且像面弯曲少的透镜系统。而且，通过将第3透镜两面的非球面形状设为特殊的形状，即使在配置小光阑(其他光阑)时，也可控制像面弯曲的发生。
根据本实用新型的摄像装置，具备本实用新型的摄像透镜、和输出与该摄像透镜形成的光学像相对应的摄像信号的摄像元件。
在根据本实用新型的摄像装置中，根据本实用新型的摄像透镜得到的明亮且高解像的光学像就可得到高解像的摄像信号。
根据本实用新型的摄像透镜，在整体为4片构成的透镜系统中，使各透镜要素的构成最佳化，尤其将第3透镜的光焦度与以往的4片构成的摄像透镜相比设为较强的同时，将第3透镜的两面的非球面形状构成为特殊的形状，所以，可以实现不仅保持良好的成像性能、并为小型、明亮、且即使在光阑位置发生变化时性能恶化也较少的透镜系统。
而且，根据本实用新型的摄像装置，输出与上述本实用新型的高性能摄像透镜形成的光学像相对应的摄像信号，所以，可得到明亮且高解像的摄影图像。
附图说明
图1是表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜的第1构成例，是对应于实施例1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实施例1所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图11是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图12是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图13是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图14是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图15是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图16是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图17是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图18是表示本实用新型的实施例3所涉及的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3所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图20是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图21是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图22是表示本实用新型的实施例4所涉及的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4所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图24是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图25是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图26是表示本实用新型的实施例5所涉及的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5所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图28是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图29是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图30是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图31是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图32是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图33是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图34是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图35是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图36是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图37是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图38是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图39是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图40是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图41是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图42是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的基本透镜数据的图。
图43是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的非球面数据的图。
图44是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的第3透镜的物体侧的面形状的图。
图45是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的第3透镜的像侧的面形状的图。
图46是对各实施例归纳表示有关条件式的值的图。
图47是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图48是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图49是表示本实用新型的实施例1所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图50是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图51是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图52是表示本实用新型的实施例2所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图53是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图54是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图55是表示本实用新型的实施例3所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图56是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图57是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图58是表示本实用新型的实施例4所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图59是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图60是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图61是表示本实用新型的实施例5所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图62是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图63是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图64是表示本实用新型的实施例6所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图65是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图66是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图67是表示本实用新型的实施例7所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图68是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图69是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图70是表示本实用新型的实施例8所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图71是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的在F值为2.4下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图72是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图73是表示本实用新型的实施例9所涉及的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸变像差。
图74是本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜中的光阑机构的说明图。
图中：G1-第1透镜，G2-第2透镜，G3-第3透镜，G4-第4透镜，St1-通常光阑(固定光阑)，St2、St3-小光阑(其他光阑)，Ri-从物体侧起第i个透镜面的曲率半径，Di-从物体侧起第i个和第i+1个透镜面的面间隔，Z1-光轴，100-摄像元件。
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(A)～(C)表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜的第1构成例。此构成例对应于后述的第1数值实施例(图10(A)、(B)及图11)的透镜构成。图2～图9表示第2～第9构成例，对应于后述的第2～第9数值实施例的透镜构成。在图1～图9中，符号Ri表示以第1光阑St为第1个按照随着朝向像侧(成像侧)依次增加的方式附上符号的第i个面的曲率半径。符号Di表示第i个面和第i+1个面的光轴Z1上的面间隔。另外，各构成例的基本构成皆相同，所以，在以下参照图1(A)～(C)的构成例进行说明。
本实施方式所涉及的摄像透镜为适用于使用CCD或CMOS等摄像元件的各种摄像设备，尤其比较小型的移动终端设备，例如，数码静止相机、带摄像头的手机、及PDA等。此摄像透镜沿着光轴Z1从物体侧起依次具备有：第1透镜G1、第2透镜G2、第3透镜G3、第4透镜G4。
本实施方式所涉及的摄像装置具备本实施方式所涉及的摄像透镜、和输出与由该摄像透镜形成的光学像相对应的摄像信号的CCD等摄像元件100而构成。摄像元件100配置在此摄像透镜的成像面(摄像面)。按照装载透镜的相机侧构成，在第4透镜G4和摄像元件100之间配置各种光学部件GF也可。例如，配置保护摄像面用玻璃罩或红外线截止滤光片等平板状光学部件也可。此时，作为光学部件GF，例如，使用对平板状玻璃罩施加有红外线截止滤光片或ND滤光片等有滤光效果的涂层的光学部件也可。
而且，在此摄像透镜中，对第1透镜G1至第4透镜G4的所有透镜、或者至少在1个透镜面形成红外线截止滤光片或ND滤光片等有滤光效果的涂层或防止反射的涂层也可。
并且，该摄像透镜在比第1透镜G1更靠物体侧具有光学孔径光阑。在本实施方式中，作为孔径光阑具备：通常光阑St1、和比该通常光阑St1更靠物体侧以相对光轴Z1可脱卸的方式配置的其他光阑(小光阑)St2、St3。通常光阑St1和小光阑St2、St3的光阑直径为固定。而且，小光阑St2、St3的光阑直径比通常光阑St1的光阑直径小，且相对通常光阑St1作为可变光阑起功能。而且，第2小光阑St3的光阑直径比第1小光阑St2的光阑直径还小。即，光阑直径的关系为如下。
St1＞St2＞St3
而且，光轴上的位置成为：在以第1透镜G1为基准时，将通常光阑St1配置在最近处，将第2小光阑St3配置在最远处(更靠物体侧)。
就该摄像透镜而言，在最明亮的通常的状态(例如，F值2.4)下，如图1(A)所示，将小光阑St2、St3从光路脱离，仅由通常光阑St1规定亮度(F值)。在从该状态将亮度缩小1阶段而变暗(例如，设为F值3.2)的情况下，如图1(B)所示，将第1小光阑St2配置在光路上。此时，由第1小光阑St2规定亮度(F值)。并且，在将亮度进一步缩小1阶段而变暗(例如，设为F值4.8)的情况下，如图1(C)所示，将第2小光阑St3配置在光路上。此时，由第2小光阑St3规定亮度(F值)。这样，该摄像透镜将亮度以3阶段进行变更。而且，在各亮度的阶段，实质上用于规定亮度的光阑的物理位置就改变。
另外，小光阑不限于2个，为3个以上也可(将亮度以4阶段以上进行变更也可)。而且，小光阑仅为1个也可(将亮度仅以2阶段进行变更也可)。
图74表示此摄像透镜的光阑机构部分的一例。在此构成例中，第1小光阑St2的端部及第2小光阑St3的端部介由旋转轴11分别与马达M1连结。第1小光阑St2及第2小光阑St3按照从正面方向及光轴Z1方向观察为相互不同的方式与旋转轴11连结。由此，通过旋转马达M1可任意选择：使第1小光阑St2及第2小光阑St3中的双方相对光轴Z1退避的状态、仅将第1小光阑St2排列在光轴Z1上的状态、和仅将第2小光阑St3排列在光轴Z1上的状态。通常光阑St1为固定光阑，固定在透镜部10的物体侧。另外，在图74中表示有仅将在第1小光阑St2及第2小光阑St3之中的第2小光阑St3排列在光轴Z1上的状态。
在此摄像透镜中，第1透镜G1由将凸面朝向物体侧的正透镜而成。第1透镜G1优选为双凸透镜。而且，第1透镜G1优选为玻璃透镜。第2透镜G2由将凹面朝向像侧的负透镜而成。第2透镜G2优选为将凹面朝向像侧的负弯月形透镜。另外，第1透镜G1、及第2透镜G2优选在至少1面分别包括有非球面。例如，优选将第2透镜G2的物体侧的面设为至少具有1个拐点的非球面形状。由此，有利于补正像面弯曲。
第3透镜G3为光轴附近的形状是凸面朝向像侧的正透镜。另外，在图1～图6的各构成例中，形成为在第3透镜G3的光轴附近的形状是凸面朝向像侧的弯月形状。在图7的第7构成例中，形成为在第3透镜G3的光轴附近的形状是凸面朝向像侧的平凸形状。在图8～图9的各构成例中，形成为在第3透镜G3的光轴附近的形状是双凸形状。
第3透镜G3的两面为具有至少1个拐点的非球面形状。并且，成为在有效径内的周边终端部分的面形状的倾斜向像侧倾倒的非球面形状。另外，关于此第3透镜G3的面形状的倾斜，在以下数值实施例中举具体例进行说明。
第4透镜G4为光轴附近的形状是凹面朝向像侧的负透镜。第4透镜G4的两面为非球面形状。第4透镜G4的像侧的面优选为具有2个以上的拐点、且在周边部为具有正的光焦度的非球面形状。例如，像侧的面优选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。而且，物体侧的面优选为在光轴附近朝物体侧为凸形状的同时至少在中间部朝物体侧为凹形状的非球面。此处，关于非球面形状，尤其，通过将第4透镜G4在中心部和周边部变化成不同形状，而可从像面中心部至周边部良好地补正像面弯曲。在第4透镜G4中，与第1透镜G1、第2透镜G2、及第3透镜G3相比，按每视角将光束分离。因此，通过将最接近于摄像元件100的最终透镜面的第4透镜G4的像侧的面形成为：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，就可使按每个视角的像差适当补正，且将光束对摄像元件的入射角度控制为一定的角度以下。从而，不仅可减少在成像面全领域的光量不均匀，并且有利于补正像面弯曲或歪曲像差等。
本实施方式所涉及的摄像透镜满足以下条件。尤其，通过满足条件式(3)、(4)，与以往的4片构成的摄像透镜相比，可构成为：在透镜系统内使第1透镜G1的光焦度较弱而第3透镜G3的光焦度较强。
0.1＜D3/D4＜2.0……(1)
v d1-v d2＞25……(2)
0.4＜f1/f3＜1.6……(3)
0.3＜f/f3＜1.5……(4)
此处，D3为第1透镜G1和第2透镜G2之间的在光轴上的空气间隔，D4为第2透镜G2的中心厚度，v d1为第1透镜G1的对d线的阿贝数，v d2为第2透镜G2的对d线的阿贝数，f1为第1透镜G1的焦距，f3为第3透镜G3的焦距，f为整个系统的焦距。
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片构成的透镜系统中，通过适当构成各透镜要素，而容易实现不仅保持良好的成像性能、且小型、明亮、即使光阑位置发生变化而性能恶化也较少的透镜系统。尤其，通过满足条件式(3)、(4)，与以往的4片构成的摄像透镜相比使第3透镜G3的光焦度较强，就易于形成不仅全长缩短并明亮且像面弯曲少的透镜系统。而且，通过将第3透镜G3的两面非球面形状形成为：两面至少具有1个拐点、且在有效径内的周边终端部分的面形状的倾斜向像侧倾倒的特殊形状，由此，即使在配置小光阑(其他光阑)St2、St3，的情况下，也可抑制像面弯曲的发生。而且，通过将第1透镜G1设为玻璃透镜，可进行进一步的全长缩短的同时，可抑制在温度变化时的性能恶化。
上述条件式(1)规定第1透镜G1和第2透镜G2之间的在光轴上的空气间隔与第2透镜G2的中心厚度的适当关系。若脱离条件式(1)的下限或上限，则在最明亮的开放光阑的状态(不配置小光阑St2、St3的状态)和配置小光阑St2、St3的状态下，像面弯曲的偏差(背反)产生，使得在双方状态下的性能难于兼顾。关于此条件式(1)，优选满足以下条件式(1A)的数值范围。
0.2＜D3/D4＜1.0……(1A)
更优选满足以下条件式(1B)的数值范围即可。
0.25＜D3/D4＜0.8……(1B)
条件式(2)规定正透镜的第1透镜G1和负透镜的第2透镜G2的适当的阿贝数关系。正透镜和负透镜的阿贝数之差越大就越能将色像差减少，可谋求性能提高。若低于条件式(2)的下限，则色像差的补正为不充分。为了更良好地进行色像差补正，阿贝数优选满足以下条件式(2A)。
v d1-v d2＞26……(2A)
条件式(3)规定第1透镜G1和第3透镜G3的适当的光焦度的关系。若低于条件式(3)的下限，且第3透镜G3的光焦度与第1透镜G1相比变得过小，则像面弯曲的补正效果为不充分，相反，若超过上限，且第3透镜G3的光焦度与第1透镜G1相比变得过强，则色像差增大。关于此条件式(3)，优选满足以下条件式(3A)。
0.5＜f1/f3＜1.5……(3A)
条件式(4)规定第3透镜G3在透镜系统整体所占有的适当的光焦度。若低于条件式(4)的下限，则像面弯曲变大，若超过上限，则色像差变得过大。关于此条件式(4)，优选为以下条件式(4A)的数值范围。
0.4＜f/f3＜1.4……(4A)
另外，尤其在第3透镜G3的光轴附近的形状是凸面朝向像侧的弯月形状或是平凸形状时，条件式(3)、(4)优选为以下数值范围。
0.8＜f1/f3＜1.5……(3B)
0.8＜f/f3＜1.4……(4B)
而且，尤其在第3透镜G3的光轴附近的形状为双凸形状时，条件式(3)、(4)优选为以下数值范围。
0.4＜f1/f3＜0.7……(3C)
0.4＜f/f3＜0.7……(4C)
如以上，根据本实施方式所涉及的摄像透镜，在整体为4片构成的透镜系统中，因使各透镜要素的构成最佳化，所以，可以实现不仅保持良好的成像性能并为小型、明亮、且即使在光阑位置发生变化时性能恶化也较少的透镜系统。例如，可得到对应于200万像素以上，更优选也对应于从500万像素到1000万像素的高像素的性能。而且，根据本实施方式所涉及的摄像装置，输出与本实施方式所涉及的高性能摄像透镜形成的光学像相对应的摄像信号，所以，可得到明亮的高解像的摄影图像。
【实施例】
接着，对本实施方式所涉及的摄像透镜的具体数值实施例进行说明。在以下，对多个数值实施例进行归纳说明。
图10(A)、(B)及图11表示对应于图1所示的摄像透镜的构成的具体透镜数据。尤其在图10(A)表示其基本的透镜数据，在图11表示关于非球面的数据。而且，在图10(B)表示有关光阑的数据。在图11(A)所示的透镜数据的面号码Si的栏表示有：关于实施例1所涉及的摄像透镜，将最物体侧的构成要素的面为第1个而按照随着朝向像侧依次增加的方式附上符号的第i个面的号码。在曲率半径Ri的栏表示对应于在图1中所附上的符号Ri，从物体侧起第i个面的曲率半径的值(mm)。关于面间隔Di的栏也同样表示从物体侧起第i个面Si和第i+1个面Si+1的光轴上的间隔(mm)。在Ndj栏表示从物体侧起第j个光学要素的对d线(587.6nm)的折射率的值。在vdj栏表示从物体侧起第j个光学要素的对d线的阿贝数的值。
此实施例1所涉及的摄像透镜，如上述，按照亮度(F值)除了通常光阑(固定光阑)St1以外，选择性地配置其他光阑(小光阑)St2、St3。在图10(B)表示有F值和其对应的光阑的光阑直径及光阑的光轴位置的值。就此摄像透镜而言，在F值2.4时，仅配置通常光阑St1(图1(A))。在F值3.2时，除了通常光阑St1以外，配置第1小光阑St2(图1(B))。在F值4.8时，除了通常光阑St1以外，配置第2小光阑St3(图1(C))。
而且，此实施例1所涉及的摄像透镜，第1透镜G1至第4透镜G4的两面皆成为非球面形状。在图10(A)的基本透镜数据，作为这些非球面的曲率半径表示有光轴附近的曲率半径的数值。
在图11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”表示其之后的数据是以10为底的“幂指数”，表示由以10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「1.0E-02」，则表示「1.0×10-2」。
作为实施例1的摄像透镜的非球面数据，记下由以下式(A)所表示的非球面形状式中的各系数Bn、K的值。详而言之，Z表示自从光轴高度h的位置的非球面上的点下垂到非球面顶点的接平面(垂直于光轴的平面)的垂线长度(mm)。
Z＝CC·h2/{1+(1-K·CC2·h2)1/2}+∑Bn·hn……(A)
(n＝3以上的整数)
式中，
Z：非球面的深度(mm)
h：从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)
K：远心率
CC：近轴曲率＝1/R
(R：近轴曲率半径)
Bn：第n次的非球面系数
实施例1所涉及的摄像透镜，作为非球面系数Bn有效使用B3～B20的次数而表示。
图12(A)、(B)更详细的表示第3透镜G3的物体侧的面的非球面形状。在图12(A)、(B)中，「sag」是在距光轴高度h的面位置的非球面下垂量，对应于上述非球面式(A)的Z。即，表示以第3透镜G3的物体侧的面顶点位置为基准的非球面下垂量(深度)。「Dsag」是对应于表示面形状的式的1阶微分，表示面的倾斜。Dsag的值为负就意味着在其面位置而面形状倾向于负侧(物体侧)。相反，Dsag的值为正就意味着在其面位置而面形状倾向于正侧(像侧)。从图12(A)、(B)可知，第3透镜G3的物体侧的面在中心部其Dsag值为负而面倾斜倾向于物体侧。在从中间部到周边终端部分其Dsag值为正而面倾斜倾向于像侧。
同样，在图13(A)、(B)更详细地表示第3透镜G3的像侧的面的非球面形状。从图13(A)、(B)可知，第3透镜G3的像侧的面在从中心部至中间部分其Dsag值为负而面倾斜倾向于物体侧。在周边终端部分其Dsag值为正而面倾斜倾向于像侧。这样，第3透镜G3的两面成为至少具有1个拐点的非球面形状的同时，成为在有效径内的周边终端部分的面形状倾斜倾向于像侧的非球面形状。
如同以上实施例1的摄像透镜，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而表示于图14(A)、(B)及图15。而且，将第3透镜G3两面的非球面形状的数据表示于图16(A)、(B)及图17(A)、(B)。此实施例2所涉及的摄像透镜也具有与实施例1所涉及的摄像透镜同样的光阑特征和非球面形状(尤其第3透镜G3)的特征。
而且，同样以对应于图3～图9所示的摄像透镜的构成的具体透镜数据作为实施例3～9而表示于图18～图45。在这些各实施例所涉及的摄像透镜也具有与实施例1所涉及的摄像透镜同样的光阑特征和非球面性状(尤其第3透镜G3)的特征。
而且，在图46对各实施例归纳表示关于上述各条件式的值。另外，在图46作为参考关于焦距分别表示第1～第4透镜的值f1～f4。由图46可知，各实施例的值在条件式(1)、(2)、(3)、(4)的数值范围内。
而且，尤其在第3透镜G3的光轴附近的形状为将凸面朝向像侧的弯月形状的实施例1～6、和在为平凸形状的实施例7中，满足上述条件式(3B)、(4B)的数值范围。而且，尤其在第3透镜G3的光轴附近的形状为双凸形状的实施例8～9中，满足上述条件式(3C)、(4C)的数值范围。
图47(A)～图47(C)分别表示实施例1的摄像透镜的在F值为2.4下的球面像差、散光像差、及畸变像差(歪曲像差)。另外，在散光像差图中，S表示弧矢方向的像差，而T表示子午方向的像差。Y表示像高。而且，在图48(A)～图48(C)表示实施例1的摄像透镜的在F值为3.2下的诸像差。进一步，在图49(A)～图49(C)表示实施例1的摄像透镜的在F值为4.8下的诸像差
同样地，将实施例2～9所涉及的摄像透镜的诸像差表示在图50(A)、(B)、(C)～图73(A)、(B)、(C)。
从以上各数值数据及各像差图可知，对于各实施例，可以实现使各透镜要素的构成最佳化、并保持良好的光学性能、小型、明亮、且即使在光阑位置发生变化时性能恶化也较少的透镜系统。尤其，可得到适合于800万像素左右的像素数。
另外，本实用新型不限于上述实施方式及各实施例，可进行种种变形实施。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，可取其他值。
而且，在上述各实施例中皆以固定焦点使用的前提下进行了说明，但也可设为可调整焦距的构成。例如，也可为通过使透镜系统整体重复移动或将局部透镜在光轴上移动来进行自动聚焦的构成。
而且，在上述各实施例中，表示了适合于800万像素左右的像素数的设计例，但本实用新型的摄像透镜，例如，即使为1000万像素左右的更高的像素数，也可得到良好的性能。而且，即使比800万像素低的像素数也可得到良好的性能。

Claims (7)

1.一种摄像透镜，其特征在于，
从物体侧起依次具备：
光阑；
由凸面朝向物体侧的正透镜而成的第1透镜；
光轴附近的形状为将凹面朝向像侧的负弯月形状的第2透镜；
光轴附近的形状为将凸面朝向像侧的正透镜的第3透镜；和
光轴附近的形状为将凹面朝向像侧的负透镜的第4透镜，
上述第3透镜的两面是：至少具有1个拐点的非球面形状、并且是在有效径内的周边终端部分的面形状的倾斜向像侧倾倒的非球面形状，且满足以下条件：
0.1＜D3/D4＜2.0……(1)
vd1-vd2＞25……(2)
0.4＜f1/f3＜1.6……(3)
0.3＜f/f3＜1.5……(4)
式中，
D3：第1透镜和第2透镜之间的在光轴上的空气间隔
D4：第2透镜的中心厚度
vd1：第1透镜的对d线的阿贝数
vd2：第2透镜的对d线的阿贝数
f1：第1透镜的焦距
f3：第3透镜的焦距
f：整个系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，
在比上述光阑更靠物体侧，还至少具备1个按照相对光轴可脱卸的方式配置的其他光阑。
3.根据权利要求2所述的摄像透镜，其特征在于，
上述光阑及上述其他光阑的光阑直径为固定，并且，上述其他光阑的光阑直径比上述光阑的光阑直径更小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像透镜，其特征在于，
上述第1透镜为玻璃透镜。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其特征在于，
上述第2透镜的物体侧的面为至少具有1个拐点的非球面形状。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其特征在于，
上述第4透镜的像侧的面为具有2个以上拐点且在周边部具有正的光焦度的非球面形状。
7.一种摄像装置，其特征在于，具备：
根据权利要求1至3中任一项所述的摄像透镜；和
输出与上述摄像透镜形成的光学像相对应的摄像信号的摄像元件。
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