CN204256250U

CN204256250U - 摄像镜头

Info

Publication number: CN204256250U
Application number: CN201420343000.7U
Authority: CN
Inventors: 铃木久则
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Visionary Optics Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: US20150043092A1; JP6171184B2; JP2015034940A; US9507122B2

Abstract

提供一种较宽视场角、明亮、小型且各像差被良好校正的摄像镜头，相比以往能够良好地校正色像差，能够保持高成像性能。固体摄像元件用的摄像镜头从物体侧朝向像面侧依次由凸面朝向物体侧且具有正光焦度的第1透镜、凹面朝向像面侧且具有负光焦度的第2透镜、凸面朝向像面侧的弯月形形状的具有正光焦度的第3透镜和在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧且具有负光焦度的第4透镜构成，在第1透镜至第3透镜的任一面形成第1衍射光学面，在第4透镜的物体侧的面形成第2衍射光学面。在该构成中，设第3透镜的像面侧的面的曲率半径为r6、第4透镜的物体侧的面的曲率半径为r7时，满足条件式0.0<r6/r7<0.1。

Description

摄像镜头

技术领域

本实用新型涉及一种在便携电话机或智能手机等便携终端、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等所搭载的、使用比较小型且薄型的CCD传感器或CMOS传感器等固体摄像元件的相机模块中搭载的摄像镜头。

背景技术

近年来，在便携电话机、智能手机等便携终端、PDA等设备中搭载的相机性能具备与高像素化对应的高分辨率。此外，为了提高这些设备的便利性、设计性等，内置的相机模块的小型化、薄型化的要求也逐渐提高。同时，对于组装到相机模块中的摄像镜头，也强烈要求高分辨率、小型化、薄型化以及明亮的镜头系统(即小F值)，并且强烈要求能够在宽范围拍摄被摄体的像、与宽视场角对应。

作为上述设备中搭载的摄像镜头，为了适应近年来的高像素化的潮流，提出了很多4枚构成或5枚构成的摄像镜头。但是，4枚构成的摄像镜头由于透镜枚数较少，虽然适于小型化，但在像差校正方面现在已经不够充分，在实现更高分辨率化方面存在界限。此外，5枚构成的摄像镜头虽然通过透镜枚数的增加而易于进行像差校正，是对实现高分辨率化、高性能化有利的构成，但反之是对近年来的小型化及薄型化不利的构成。

作为解决这种问题的构成，本实用新型的申请人提出了专利文献1所记载的摄像镜头。即，在4枚构成的摄像镜头中，通过在一个透镜面形成衍射光学面，而不用增加构成枚数就实现了高分辨率化及高性能化。

在专利文献1中，本实用新型的申请人公开了如下的摄像镜头：从物体侧依次配置双凸形状的第1透镜、双凹形状的第2透镜、凹面朝向物体侧且具有正的光焦度的作为弯月形透镜的第3透镜、以及双凹形状的第4透镜而构成，所有的透镜面由非球面形成，且在第1透镜的物体侧的面至第3透镜的物体侧的面中的任一面形成发挥颜色分散功能的衍射光学面，所有的透镜由塑料材料形成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-15587号公报

实用新型内容

上述专利文献1所记载的摄像镜头实现了具有F值为2.4左右的明亮度、色像差和各像差得到良好校正的小型的摄像镜头。根据专利文献1，通过使第2透镜的光焦度为负并且对第2透镜采用高色散的材料、在镜头系统的最适合的位置形成衍射光学面，相比现有的由4枚构成的摄像镜头，可以良好地校正轴上及轴外的色像差并达成高成像性能。但是，为了实现近年来要求逐渐增高的、维持宽视场角、明亮、小型化且高成像性能的摄像镜头，需要进一步的改良。即，塑料材料除了选择受限之外，一般来说高色散的材料因二次曲线的部分色散特性而残存的色像差的校正会成为问题。通过在最适合的透镜面形成1面衍射光学面，虽然相比现有的折射透镜能够进行良好的色像差校正，但难以进一步改善因上述的材料特性的问题而产生的尤其是倍率色像差，成像性能的进一步提高存在界限。

本实用新型鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种摄像镜头，其视场角较宽、明亮且小型，同时能够良好地校正各像差，此外，相比采用了现有的衍射光学面的摄像镜头能够进一步校正色像差，能够实现高成像性能。

另外，在此所说的摄像镜头的小型化是指光学全长TTL为约5.0mm以下、与摄像元件的有效摄像面的对角线的长度2ih之比、即TTL/2ih为1.0以下的水平。即，与摄像元件的尺寸相比光学全长被抑制得较短，从而有助于相机模块的低背化，有助于薄型化日益发展的便携终端设备的设计。另外，光学全长是指拆下了红外截止滤光片等时的、光学系统中位于最靠物体侧的光学元件的物体侧的面至摄像面为止的光轴上的距离。

本实用新型的摄像镜头是一种固体摄像元件用的摄像镜头，从物体侧朝向像面侧依次由凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像面侧且具有负的光焦度的第2透镜、凸面朝向像面侧且为弯月形形状并具有正的光焦度的第3透镜、以及在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧且具有负的光焦度的第4透镜构成。在第1透镜至第3透镜的任一面形成第1衍射光学面，在第4透镜的物体侧的面形成第2衍射光学面。进而，在该构成中，满足以下的条件式(1)。

(1)0.0<r6/r7<0.1

其中，r6为第3透镜的像面侧的面的曲率半径，r7为第4透镜的物体侧的面的曲率半径。

上述构成的摄像镜头通过由第1透镜、第2透镜、第3透镜所构成的合成光焦度为正的透镜组以及负光焦度的第4透镜构成，可以进行良好的像差校正，并且通过成为所谓的远摄型，实现了光学全长的缩短化。此外，在透镜面形成的衍射光学面，由产生以光程差函数定义的光程差的浮雕(relief)形成。相对于通常的光学材料的e线中的阿贝数为25至80，衍射光学面的e线的阿贝数约为-3.3、具有以负号示出约大一位的色散的性质。除了通过一般的镜头系统所采用的、色散值小的材料的正透镜与色散值大的负透镜的组合进行的、所谓“消色差”效果之外，通过在适当的透镜面形成设定了适当的光程差函数的衍射光学面，可以更加有效地进行“消色差”、即色像差校正。

作为本实用新型的基本构成，第1透镜是凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的透镜，通过在物体侧的面设定较强的光焦度而使第1透镜具有比较强的正光焦度，实现了摄像镜头的小型化。此外，第2透镜是凹面朝向像面侧且具有负的光焦度的透镜，良好地校正了色像差、像散及彗差。第3透镜是凸面朝向像面侧且为弯月形形状并具有正的光焦度的透镜，在良好地校正了各像差的同时抑制了光学全长的增大。此外，第4透镜是在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧且具有负的光焦度的透镜，易于确保适当的后焦距。通过使第3透镜和第4透镜具有适当的光焦度，实现了光学全长的缩短化以及轴外的各像差的良好校正。这种构成的摄像镜头容易实现像差校正和小型化的兼顾，因此相对于以往要求的性能能够实现充足的成像性能。本实用新型是解决上述构成中无法除去的色像差的问题而实现能够符合近年来要求的更加良好的成像性能的技术，以下说明其特征。

首先，本实用新型中采用的第1衍射光学面形成于第1透镜至第3透镜的各个透镜面中衍射效率最佳的一个面。因此，第1透镜至第3透镜所产生的色像差通过具有负的光焦度的第2透镜和第1衍射光学面这两个要素被平衡性良好地校正。尤其是，在第1衍射光学面对低像高侧的色像差的校正有效，相比由4枚构成的现有的折射透镜能够进行良好的色像差的校正。

在此，形成第1衍射光学面的最适合的面是指靠近孔径光阑的面即光线束的直径比较大的面、且光线的入射角和射出角的变化较少的透镜面。若为满足该条件的透镜面，就可以提高衍射效率，抑制2次光、3次光引起的光斑的产生，可以实现有效的色像差校正。本实用新型的摄像镜头在满足上述条件的、第1透镜至第3透镜中的任一透镜面形成第1衍射光学面。

进而，在本实用新型中，第2衍射光学面形成在第4透镜的物体侧的面。本实用新型的申请人通过实验得知，通过上述具有负的光焦度的第2透镜的色像差校正效果以及第1衍射光学面的色像差校正仍然残存的、因取决于材料特性的部分色散特性而引起的色像差，通过在第4透镜的物体侧的面形成第2衍射光学面，可以被有效地校正。因此，该面是对于进一步有效地抑制从整个摄像镜头系统的角度观察时的色像差的产生来说极为重要的面。此外，为了使2次光、3次光所引起的光斑的影像成为最小限，将形成该衍射光学面的第4透镜的物体侧的面设定成非常平缓的面形状，由不存在反曲线点或拐点的均匀变化的非球面形成。在这种非球面上形成第2衍射光学面可以使从第3透镜射出的光线以较小的角度射入第4透镜，因此可以防止衍射效率的下降、减少光斑的产生、进行良好的色像差的校正。第2衍射光学面尤其对高像高侧的色像差的校正有效。因此，本实用新型的摄像镜头通过具有负的光焦度的第2透镜、第1衍射光学面、第2衍射光学面这三个要素，可以从低像高至高像高为止进行非常平衡的色像差校正。另外，在此所说的反曲线点是指切平面和光轴垂直相交的非球面上的点，拐点是指曲率半径的符号反转的非球面上的点。

条件式(1)是用于提高第2衍射光学面的衍射效率、进行良好的色像差校正的条件。超过条件式(1)的上限值时，从第3透镜射出的光线向第2衍射光学面入射时的入射角度变大，衍射效率降低。另一方面，低于条件式(1)的下限值时，从第3透镜射出的光线向第2衍射光学面入射时的入射角度也变大，衍射效率降低。通过处于条件式(1)所规定的范围内，可以减小光线向第4透镜的入射角度、提高衍射效率、抑制光斑。

条件式(1)中，以下所示的(1a)为更优选的范围。

(1a)0.0<r6/r7<0.05

在本实用新型中，孔径光阑的位置可以配置在对提高第1衍射光学面的衍射效率有效的、第1透镜的物体侧、或第1透镜与第2透镜之间、或第2透镜与第3透镜之间。众所周知，在应用于固体摄像元件的摄像镜头的情况下，为了确保画面周边部的明亮度以及防止画面周边部的色偏现象，需要将入射到摄像面的光线的角度抑制得较小(抑制成与摄像面尽量垂直的角度)。若将孔径光阑的位置配置得更靠物体侧，则出瞳位置远离像面，因此可以缩小向摄像面入射的光线的角度。因此，孔径光阑的位置优选尽量向物体侧配置，更优选配置在第1透镜的物体侧。

此外，在本实用新型的摄像镜头中优选，第1透镜为双凸形状。通过使第1透镜为双凸形状，能够用物体侧的面和像面侧的面来分担正的光焦度，因此能够抑制球面像差的产生及透镜面的公差灵敏度的上升，并且易于缩短光学全长。

此外，在本实用新型的摄像镜头中优选，第2透镜是物体侧的面的曲率半径为比像面侧的面的曲率半径大的值的双凹形状。结果，可以有效地校正倍率色像差及轴外的各像差。

此外，在本实用新型的摄像镜头中优选，第4透镜在像面侧的面形成在光轴上以外的位置具有反曲线点的非球面形状。从而，可以主要获得畸变及场曲的校正效果以及易于抑制向摄像元件入射的光线的角度的效果。

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(2)。

(2)-0.1<r8/r7<0.0

其中，r7为第4透镜的物体侧的面的曲率半径、r8为第4透镜的像面侧的面的曲率半径。

条件式(2)是用于在提高第2衍射光学面的衍射效率的同时确保适当的后焦距的条件。超过条件式(2)的上限值时，第4透镜的负的光焦度变得过强，结果后焦距变长，难以缩短光学全长。另一方面，低于条件式(2)的下限值时，第4透镜的负的光焦度变得过弱，难以确保后焦距。通过使第4透镜的物体侧的面及像面侧的面的曲率半径的关系性处于条件式(2)所规定的范围内，可以无损第2衍射光学面的良好色像差校正功能地确保适当的后焦距。

条件式(2)中，以下所示的(2a)为更优选的范围。

(2a)-0.05<r8/r7<0.0

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(3)及(4)。

(3)-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd13·fd13)<-0.02

(4)0.0<f/fd13<0.1

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f2为第2透镜的焦距、fd13为第1衍射光学面的焦距、ν2为第2透镜的对d线的阿贝数、νd13为第1衍射光学面的对d线的阿贝数。

条件式(3)规定第2透镜的光焦度与第1衍射光学面的近轴的光焦度的关系，是用于实现第1衍射光学面的良好的色像差校正的条件。超过条件式(3)的上限值时，用于校正色像差的第2透镜及第1衍射光学面的光焦度不足，难以进行色像差校正。另一方面，低于条件式(3)的下限值时，第2透镜及第1衍射光学面的光焦度变得过度，此时也难以利用第1衍射光学面进行色像差校正。

条件式(4)规定第1衍射光学面的近轴的光焦度的范围，是与条件式(3)相互结合用于实现良好的色像差校正的条件。超过条件式(4)的上限值时，轴上色像差变得校正过度(相对于基准波长的色像差，短波长的色像差向正方向增大)，轴上色像差与倍率色像差的平衡性破坏，难以进行良好的色像差校正。另一方面，低于条件式(4)的下限值时，第2透镜的轴上色像差校正的负担变得过大，此时也难以进行良好的色像差校正。

条件式(4)中，以下所示的(4a)为更优选的范围。

(4a)0.0<f/fd13<0.05

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(5)及(6)。

(5)-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd4·fd4)<-0.02

(6)0.0<f/fd4<0.1

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f2为第2透镜的焦距、fd4为第2衍射光学面的焦距、ν2为第2透镜的对d线的阿贝数、νd4为第2衍射光学面的对d线的阿贝数。

条件式(5)规定第2透镜的光焦度与第2衍射光学面的近轴的光焦度的关系，是用于实现第2衍射面的良好的色像差校正的条件。超过条件式(5)的上限值时，用于校正色像差的第2透镜及第2衍射光学面的光焦度不足，难以进行色像差校正。另一方面，低于条件式(5)的下限值时，第2透镜及第2衍射光学面的光焦度变得过度，此时也难以进行色像差校正。

条件式(6)规定第2衍射光学面的近轴的光焦度的范围，是与条件式(5)相互结合用于实现良好的色像差校正的条件。超过条件式(6)的上限值时，轴上色像差变得校正过度(相对于基准波长的色像差，短波长的色像差向正方向增大)，轴上色像差与倍率色像差的平衡性破坏，难以进行良好的色像差校正。另一方面，低于条件式(6)的下限值时，第2透镜的轴上色像差校正的负担变得过大，此时也难以进行良好的色像差校正。

条件式(6)中，以下所示的(6a)为更优选的范围。

(6a)0.0<f/fd4<0.05

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(7)。

(7)0.6<TTL/2ih<0.9

其中，TTL为拆下了滤光片类时的最靠物体侧配置的光学元件的物体侧的面至像面为止的光轴上的距离、ih为最大像高。

条件式(7)规定光学全长与最大像高的关系。超过条件式(7)的上限值时，光学全长变得过长，因此难以符合近年来要求的小型化的水平。另一方面，低于条件式(7)的下限值时，光学全长变得过短，难以进行各像差的校正，并且构成4枚透镜的空间变得过窄。若勉强地构成为窄空间，则容易产生难以确保能够制造的透镜厚度、难以形成适当的非球面形状、制造时的误差灵敏度变高等制造上的问题。

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(8)。

(8)0.5<f1/f<0.8

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f1为第1透镜的焦距。

条件式(8)将第1透镜的焦距与整个摄像镜头系统的焦距之比规定在适当的范围，是用于抑制光学全长的缩短化以及各像差的产生的条件。超过条件式(8)的上限值时，第1透镜的正的光焦度占整个摄像镜头系统的光焦度的比例变得过弱，虽然对降低透镜的制造误差灵敏度有利，但不利于缩短光学全长，难以实现小型化、薄型化。另一方面，低于条件式(8)的下限值时，第1透镜的正的光焦度占整个摄像镜头系统的光焦度的比例变得过强，难以进行像差校正，并且透镜的制造误差灵敏度变高，因此不优选。

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(9)。

(9)-1.50<f2/f<-0.85

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f2为第2透镜的焦距。

条件式(9)规定第2透镜的负的光焦度相对于整个摄像镜头系统的光焦度的比例，是用于在缩短摄像镜头的光学全长的同时良好地校正色像差的条件。超过条件式(9)的上限值时，第2透镜的负的光焦度变得过强，难以缩短光学全长，并且色像差变得校正过度(相对于基准波长的色像差，短波长的色像差向正方向增大)，难以获得良好的成像性能。另一方面，低于条件式(9)的下限值时，虽然有利于缩短光学全长，但第2透镜的负的光焦度变得过弱，色像差变得校正不足(相对于基准波长的色像差，短波长的色像差向负方向增大)。此时，若利用衍射光学面来弥补色像差校正，则会导致环带数的增加，制造的难度增高，因此不优选。

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(10)。

(10)0.3<f3/f<0.6

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f3为第3透镜的焦距。

条件式(10)规定第3透镜的正的光焦度相对于整个摄像镜头系统的光焦度的比例，是用于在缩短摄像镜头的光学全长的同时良好地校正球面像差及彗差的条件。超过条件式(10)的上限值时，第3透镜的正的光焦度变得过弱，难以缩短光学全长。另一方面，低于条件式(10)的下限值时，第3透镜的正的光焦度变得过强，虽然对缩短光学全长有利，但会导致球面像差、彗差增大，因此不优选。

此外，本实用新型的摄像镜头优选满足以下的条件式(11)。

(11)-0.6<f4/f<-0.3

其中，f为整个摄像镜头系统的焦距、f4为第4透镜的焦距。

条件式(11)规定第4透镜的负的光焦度相对于整个摄像镜头系统的光焦度的比例，是用于在实现小型化的同时确保适当的后焦距并进行良好的像差校正的条件。超过条件式(11)的上限值时，第4透镜的负的光焦度变得过强，难以缩短光学全长。另一方面，低于条件式(11)的下限值时，第4透镜的负的光焦度变得过弱，因此难以确保后焦距，并且难以校正畸变及场曲。

此外，本实用新型的摄像镜头优选，第1透镜至第4透镜的所有透镜由塑料材料构成，各透镜面全部由非球面形成。通过使所有的透镜采用塑料材料，而易于制造，并且能够进行低成本的大量生产。另外，为了校正色像差而采用具有异常色散特性的玻璃透镜时，可以预见到成像性能的提高，但对于要求低成本化的市场来说并不优选。在本实用新型中第2透镜采用高色散的聚碳酸酯类的塑料材料，第1透镜、第3透镜、第4透镜分别采用低色散的环烯烃类的塑料材料。此外，在所有的透镜面形成适当的非球面时易于抑制各像差，因此可以使第1及第2衍射光学面的色像差校正功能更为有效。

此外，本实用新型的摄像镜头优选，在第1衍射光学面及第2衍射光学面形成的环带的数小于10。形成的环带的数超过10时，自环带的边沿部的漫反射增大，从而导致对比度的下降，无法获得良好的成像性能。

通过本实用新型，能够获得视场角较宽、明亮、小型且各像差得到良好校正的摄像镜头，其与以往相比色像差被良好地校正且具备高成像性能。

附图说明

图1是表示实施例1的摄像镜头的概略构成的图。

图2是表示实施例1的摄像镜头的球面像差的图。

图3是表示实施例1的摄像镜头的像散的图。

图4是表示实施例1的摄像镜头的畸变的图。

图5是表示实施例1的摄像镜头的倍率色像差的图。

图6是表示实施例2的摄像镜头的概略构成的图。

图7是表示实施例2的摄像镜头的球面像差的图。

图8是表示实施例2的摄像镜头的像散的图。

图9是表示实施例2的摄像镜头的畸变的图。

图10是表示实施例2的摄像镜头的倍率色像差的图。

图11是表示实施例3的摄像镜头的概略构成的图。

图12是表示实施例3的摄像镜头的球面像差的图。

图13是表示实施例3的摄像镜头的像散的图。

图14是表示实施例3的摄像镜头的畸变的图。

图15是表示实施例3的摄像镜头的倍率色像差的图。

图16是表示实施例4的摄像镜头的概略构成的图。

图17是表示实施例4的摄像镜头的球面像差的图。

图18是表示实施例4的摄像镜头的像散的图。

图19是表示实施例4的摄像镜头的畸变的图。

图20是表示实施例4的摄像镜头的倍率色像差的图。

图21是表示实施例5的摄像镜头的概略构成的图。

图22是表示实施例5的摄像镜头的球面像差的图。

图23是表示实施例5的摄像镜头的像散的图。

图24是表示实施例5的摄像镜头的畸变的图。

图25是表示实施例5的摄像镜头的倍率色像差的图。

图26是表示实施例6的摄像镜头的概略构成的图。

图27是表示实施例6的摄像镜头的球面像差的图。

图28是表示实施例6的摄像镜头的像散的图。

图29是表示实施例6的摄像镜头的畸变的图。

图30是表示实施例6的摄像镜头的倍率色像差的图。

符号说明

ST 孔径光阑

L1 第1透镜

L2 第2透镜

L3 第3透镜

L4 第4透镜

IR 滤光片

ih 最大像高

DOE1 第1衍射光学面

DOE2 第2衍射光学面

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型所涉及的实施方式进行详细说明。

图1、图6、图11、图16、图21、图26分别表示本实施方式的实施例1～6所涉及的摄像镜头的概略构成图。其基本的透镜构成相同，因此在此参照实施例1的概略构成图对本实施方式的摄像镜头构成进行说明。

如图1所示，本实施方式的摄像镜头从物体侧朝向像面侧依次由孔径光阑ST、具有正的光焦度的第1透镜L1、具有负的光焦度的第2透镜L2、具有正的光焦度的第3透镜L3、以及具有负的光焦度的第4透镜L4构成。在第3透镜L3的物体侧的面形成有第1衍射光学面DOE1。此外，在第4透镜L4的物体侧的凹面形成有第2衍射光学面DOE2。另外，第1衍射光学面DOE1只要形成在第1透镜L1至第3透镜L3中的能够提高衍射效率的一个透镜面即可。例如，在实施例3中形成在第1透镜L1的像面侧的面，在实施例4中形成在第1透镜L1的物体侧的面，在实施例6中形成在第2透镜L2的像面侧的面。

另外，第1透镜L1的物体侧的面直接触及用户的眼睛，因此从产品的外观出发，环带数越少越好。本实施方式中的实施例4是在第1透镜L1的物体侧的面形成第1衍射光学面的例子，环带数为一个而极少，是不会成为产品的外观上的问题的程度。即使是这种环带数极少的衍射光学面，尤其是低像高的色像差也会得到良好的校正。并且，在第2衍射光学面校正高像高的色像差，如图11及图12所示，色像差从低像高至高像高被良好地校正。

此外，所有的透镜以不接合的方式配置，所有的透镜面由非球面形成，衍射光学面DOE1、DOE2形成在非球面上。此外，在第4透镜L4和像面IM之间配置有滤光片IR。另外，该滤光片IR可以省略。

第1透镜L1是物体侧的面和像面侧的面均由凸面形成的双凸形状的透镜，第2透镜L2是物体侧的面和像面侧的面均由凹面形成的双凹形状的透镜，第3透镜L3是物体侧的面为凹面、像面侧的面为凸面的弯月形形状的透镜，第4透镜L4是在光轴X的附近物体侧的面和像面侧的面均由凹面形成的双凹形状的透镜。

另外，第1透镜L1及第2透镜L2的形状不限于本实施方式的形状。第1透镜L1只要是凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的透镜即可，例如在制造误差灵敏度不上升的范围内也可以是凸面朝向物体侧的弯月形形状的透镜。此外，第2透镜L2也可以是凹面朝向像面侧的弯月形形状的透镜。

此外，本实施方式的摄像镜头全部采用塑料材料，能够以低成本大量生产。

本实用新型的摄像镜头满足以下的条件式。

(1)0.0<r6/r7<0.1

(2)-0.1<r8/r7<0.0

(3)-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd13·fd13)<-0.02

(4)0.0<f/fd13<0.1

(5)-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd4·fd4)<-0.02

(6)0.0<f/fd4<0.1

(7)0.6<TTL/2ih<0.9

(8)0.5<f1/f<0.8

(9)-1.50<f2/f<-0.85

(10)0.3<f3/f<0.6

(11)-0.6<f4/f<-0.3

其中，

r6：第3透镜L3的像面侧的面的曲率半径

r7：第4透镜L4的物体侧的面的曲率半径

r8：第4透镜L4的像面侧的面的曲率半径

f：整个摄像镜头系统的焦距

f1：第1透镜L1的焦距

f2：第2透镜L2的焦距

f3：第3透镜L3的焦距

f4：第4透镜L4的焦距

fd13：第1衍射光学面DOE1的焦距

fd4：第2衍射光学面DOE2的焦距

ν2：第2透镜L2的对d线的阿贝数

νd13：第1衍射光学面DOE1的对d线的阿贝数

νd4：第2衍射光学面DOE2的对d线的阿贝数

TTL：拆下了滤光片IR类时最靠物体侧配置的光学元件的物体侧的面至像面为止的光轴上的距离

ih：最大像高

在本实施方式中，所有的透镜面由非球面形成。这些透镜面所采用的非球面形状，在设光轴方向的轴为Z、与光轴正交的方向的高度为Y、圆锥系数为K、非球面系数为A_2i时，通过数学式1来表示。

[数学式1]

z = \frac{\frac{Y^{2}}{R}}{1 + \sqrt{1 - (1 + K) \times \frac{Y^{2}}{R^{2}}}} + Σ_{i = 1}^{8} A_{2 i} \times Y^{2 i}

此外，由衍射光栅产生的光程差，在设距光轴的高度为Y、n次(偶数次)光程差函数系数为B_2i时，通过由数学式2定义的光程差函数P来表示。另外，表1～表6所示的光程差函数系数使基准波长为520nm来设定。

[数学式2]

P = Σ_{i = 1}^{7} B_{2 i} Y^{2 i}

接下来示出本实施方式所涉及的摄像镜头的实施例。在各实施例中，f表示整个摄像镜头系统的焦距、Fno表示F值、ω表示半视场角、ih表示最大像高。此外，i表示从物体侧数的面序号、r表示曲率半径、d表示光轴上的透镜面间的距离(面间隔)、Nd表示d线(基准波长)的折射率、νd表示对d线的阿贝数。另外，对非球面在面序号i之后附加“*(星号)”的符号来表示，用DOE1及DOE2表示形成有衍射光学面的面。

[实施例1]

在以下的表1中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第3透镜L3的物体侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表1]

实施例1的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图2-4对实施例1的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。在图2的球面像差图中表示对F线(486nm)、d线(588nm)、C线(656nm)的各波长的像差量。此外，在图3的像散图中分别示出弧矢像面S、子午像面T中的像差量(图7-9、图12-14、图17-19、图22-24、图27-29中也相同)。

图5对实施例1的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。该像差图示出了对F线(486nm)、d线(588nm)、C线(656nm)的各波长的像差量(图10、图15、图20、图25、图30中也相同)。如图2-5所示，可知各像差被良好地校正。

此外，光学全长TTL与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.812，实现了薄型化及小型化。进而，F值为约2.42、明亮，半视场角为约37°，实现了宽视场角。

[实施例2]

在以下的表2中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第3透镜L3的物体侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表2]

实施例2的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图7-9对实施例2的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。图10对实施例2的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。如图7-10所示，可知各像差被良好地校正。

此外，光学全长TTL与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.811，实现了薄型化及小型化。进而，F值为2.40、明亮，半视场角为约37°，实现了宽视场角。

[实施例3]

在以下的表3中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第1透镜L1的像面侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表3]

实施例3的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图12-14对实施例3的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。图15对实施例3的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。如图12-15所示，可知各像差被良好地校正。

此外，光学全长TTL与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.809，实现了薄型化及小型化。进而，F值为2.45、明亮，半视场角为约36°，实现了宽视场角。

[实施例4]

在以下的表4中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第1透镜L1的物体侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表4]

实施例4的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图17-19对实施例4的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。图20对实施例4的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。如图17-20所示，可知各像差被良好地校正。

此外，光学全长TTL与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.811，实现了薄型化及小型化。进而，F值为2.42、明亮，半视场角为约36°，实现了宽视场角。

[实施例5]

在以下的表5中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第1透镜L1的像面侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表5]

实施例5的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图22-24对实施例5的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。图25对实施例5的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。如图22-25所示，可知各像差被良好地校正。

[实施例6]

在以下的表6中示出基本的镜头数据。另外，第1衍射光学面DOE1形成在第2透镜L2的像面侧的面，第2衍射光学面DOE2形成在第4透镜L4的物体侧的面。

[表6]

实施例6的摄像镜头如表7所示满足全部的条件式(1)～(11)。

图27-29对实施例6的摄像镜头分别示出了球面像差(mm)、像散(mm)、畸变(％)。图30对实施例6的摄像镜头示出了倍率色像差(μm)。如图27-30所示，可知各像差被良好地校正。

此外，光学全长TTL与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.810，实现了薄型化及小型化。进而，F值为2.41、明亮，半视场角为约37°，实现了宽视场角。

如以上所说明，本实用新型的实施方式所涉及的摄像镜头实现了光学全长TTL为4.7mm以下、光学全长与最大像高ih之比(TTL/2ih)为0.8的程度的小型化和薄型化。此外，在为4枚构成的同时良好地校正了像差，尤其是倍率色像差得到了极为良好的校正。进而F值为2.4左右而明亮，能够进行72°左右的较宽视场角的摄影。

在表7中示出实施例1～6的条件式(1)～(11)的值。

[表7]

产业利用性

本实用新型的各实施方式所涉及的4枚构成的摄像镜头能够适当地应用于近年来薄型化、高像素化日益发展的便携电话机或智能手机等便携终端、PDA(Personal Digital Assistant)等所搭载的摄像光学系统。

Claims

1.一种固体摄像元件用的摄像镜头，其特征在于，

从物体侧朝向像面侧依次由凸面朝向物体侧且具有正的光焦度的第1透镜、凹面朝向像面侧且具有负的光焦度的第2透镜、凸面朝向像面侧且为弯月形形状并具有正的光焦度的第3透镜、以及在光轴附近凹面朝向物体侧和像面侧且具有负的光焦度的第4透镜构成，

在上述第1透镜至上述第3透镜的任一面形成第1衍射光学面，在上述第4透镜的物体侧的面形成第2衍射光学面，

在设第3透镜的像面侧的面的曲率半径为r6、第4透镜的物体侧的面的曲率半径为r7时，满足以下的条件式：

0.0<r6/r7<0.1。

2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设第4透镜的物体侧的面的曲率半径为r7、第4透镜的像面侧的面的曲率半径为r8时，满足以下的条件式：

-0.1<r8/r7<0.0。

3.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第2透镜的焦距为f2、第1衍射光学面的焦距为fd13、第2透镜的对d线的阿贝数为ν2、第1衍射光学面的对d线的阿贝数为νd13时，满足以下的条件式：

-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd13·fd13)<-0.02

0.0<f/fd13<0.1。

4.根据权利要求1或2所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第2透镜的焦距为f2、第2衍射光学面的焦距为fd4、第2透镜的对d线的阿贝数为ν2、第2衍射光学面的对d线的阿贝数为νd4时，满足以下的条件式：

-0.07<f/(ν2·f2)+f/(νd4·fd4)<-0.02

0.0<f/fd4<0.1。

5.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设拆下了滤光片类时最靠物体侧配置的光学元件的物体侧的面至像面为止的光轴上的距离为TTL、最大像高为ih时，满足以下的条件式：

0.6<TTL/2ih<0.9。

6.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第1透镜的焦距为f1时，满足以下的条件式：

0.5<f1/f<0.8。

7.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第2透镜的焦距为f2时，满足以下的条件式：

-1.50<f2/f<-0.85。

8.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第3透镜的焦距为f3时，满足以下的条件式：

0.3<f3/f<0.6。

9.根据权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，在设整个摄像镜头系统的焦距为f、第4透镜的焦距而f4时，满足以下的条件式：

-0.6<f4/f<-0.3。