JP5715677B2

JP5715677B2 - 携帯機器およびその光学撮像レンズ

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Publication number: JP5715677B2
Application number: JP2013254395A
Authority: JP
Inventors: 黄日忠
Original assignee: 玉晶光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: JP2014130346A; US9057866B2; TWI471588B; US20140184900A1; TW201331616A

Description

本発明は、携帯機器およびその光学撮像レンズに関し、特に、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズを適用した携帯機器およびその光学撮像レンズに関するものである。

携帯電話機、デジタルカメラなど、より小型の携帯機器に対する需要がますます高まることによって、それに応じて、その中に収容される小型化された撮影モジュールの必要性が高まっている。小型化は、携帯機器の様々な側面からもたらされる場合があり、それには、電荷結合素子（ＣＣＤ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）および相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ‐ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）だけではなく、その内部に装着される光学撮像レンズが含まれる。ところが、光学撮像レンズのサイズを縮小する場合には、良好な光学特性を得ることが困難な問題となる。

特許文献１は、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズで構成された光学撮像レンズについて開示したものであり、この文献では、第１のレンズ素子は負の屈折力を有し、その物体側および像側の面は凹面である。
第２のレンズ素子は正の屈折力を有し、その物体側および像側の面は凸面であり、その結果、系の全長はおよそ１８〜１９ｍｍに及び、これでは光学撮像レンズの長さを短縮し良好な光学特性を維持することは困難である。これは、携帯電話機やデジタルカメラなどの携帯機器の薄型化を試みるためには好ましくない。

特許文献２および特許文献３は、いずれも、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズで構成された光学撮像レンズについて開示したものである。
これらの文献では、第１および第２のレンズ素子は負の屈折力を有しているが、実施形態の一部には、第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に過度の空隙がある。これでは系の全長を短縮することは困難であり、携帯電話機やデジタルカメラなどの携帯機器の薄型化を試みるためには好ましくない。

このほか、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７は、いずれも、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズで構成された光学撮像レンズについて開示したものである。
これらの文献では、第１および第２のレンズ素子は、正／負の屈折力を有する配置になっているが、実施形態の一部には、第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に過度の空隙がある。これでは系の全長を短縮することは困難であり、携帯電話機やデジタルカメラなどの携帯機器の薄型化を試みるためには好ましくない。

光学撮像レンズの長さをいかに効果的に短縮するかは、携帯機器をますます小型化する傾向を追求する産業界では最重要課題の１つである。よって、良好な光学特性も有しつつ、長さが短縮された光学撮像レンズを開発することが必要とされている。

米国特許出願公開第２０１１／０２９９１７８号米国特許出願公開第２０１１／０１８８１３２号米国特許出願公開第２０１１／０１８８１３３号米国特許第７，３４５，８３０号米国特許第７，３７５，９０３号米国特許第８，２５３，８４３号米国特許出願公開第２０１１／０１５７４５３号

本発明の目的は、携帯機器およびその光学撮像レンズを提供することである。レンズ素子の面の凸形状もしくは凹形状を制御することによって、光学撮像レンズの長さが短縮されると同時に、高解像度などの良好な光学特性が維持される。

例示的な実施形態において、光学撮像レンズは、物体側から像側へ順に、開口絞りと、第１、第２、第３、第４のレンズ素子とを備え、これらのレンズ素子の各々は、物体側に向いた物体側の面と、像側に向いた像側の面とを有する。
第１のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凸面である。第２のレンズ素子は、負の屈折力を有し、その物体側の面は、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を備え、その像側の面は、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を備える。第４のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を備えるとともに、第４のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を備える。
光学撮像レンズは全体として、屈折力を有する４つのレンズ素子のみを有する。光軸に沿った第１のレンズ素子から第４のレンズ素子までの空隙の和をＧ_aaとし、光軸に沿った第３のレンズ素子と第４のレンズ素子との間の空隙をＧ₃₄として、Ｇ_aaとＧ₃₄とは、次の式を満たしている。

光軸に沿った第１のレンズ素子から第４のレンズ素子までの空隙の和が一定になる場合、光軸Ｇ₃₄に沿った第３のレンズ素子と第４のレンズ素子との間の空隙は増大することができ、その結果、Ｇ_aaとＧ₃₄とが式（１）を満たして良好な光学特性を有する。

例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御するほか、第１のレンズ素子の像側の面は、第１のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有するように設計することができる。別の例示的な実施形態において、光軸に沿った各レンズ素子の各中心厚と、光軸に沿った２つの隣接するレンズ素子の間の各空隙との関係、光軸に沿った４つのレンズ素子の間の全空隙の和と、光軸に沿った４つのレンズ素子すべての厚さの和との関係、および２つの隣接するレンズ素子と各レンズ素子の各焦点レンズとの間の空隙など、光学撮像レンズに関連する他のパラメータを制御することができる。
この中の一例が、光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬ（第４のレンズ素子の像側の面から光軸に沿った像面までの距離）と、光軸に沿った第１のレンズ素子と第２のレンズとの間の空隙Ｇ₁₂と、光軸に沿った第３のレンズ素子の中心厚Ｔ₃と、光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃とを、次のような式の少なくとも１つを満たすように制御することである。

別の例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御し、式（２）を満たすようにＧ₁₂とＢＦＬとを制御するほか、光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃と、光軸に沿った第１のレンズ素子の中心厚Ｔ₁と、光軸に沿った４つのレンズ素子すべての厚さの和ＡＬＴとを、次のような式の少なくとも１つを満たすように制御することができる。

別の例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御するほか、Ｇ₂₃と、ＢＦＬと、Ｔ₁とを、次のような式の少なくとも１つを満たすように制御することができる。

別の例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御するほか、光軸に沿った第４のレンズ素子の中心厚Ｔ₄と、Ｔ₃とを、次のような式を満たすように制御することができる。

別の例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御し、式（７）を満たすようにＴ₄とＴ₃とを制御するほか、光軸近傍に凸部を有するように第１のレンズ素子の像側の面を設計することができる。

別の例示的な実施形態において、式（１）を満たすようにＧ_aaとＧ₃₄とを制御するほか、Ｔ₃とＧ₂₃とを、次のような式を満たすように制御することができる。

前述の例示的な実施形態は、限定されるものではなく、本明細書に記載の他の実施形態に選択的に組み込むことができる。

別の例示的な実施形態において、携帯機器は、ハウジングと撮影モジュールとを備える。撮影モジュールは、ハウジング内に配置され、レンズ鏡筒と、光学撮像レンズと、モジュール収容ユニットと、基板と、撮像センサとを備える。光学撮像レンズは、レンズ鏡筒内に配置される。モジュール収容ユニットは、レンズ鏡筒を配置するスペースができるように構成される。基板は、モジュール収容ユニットを配置するスペースができるように構成される。撮像センサは、基板上で、光学撮像レンズの像側に配置される。

例示的な実施形態において、モジュール収容ユニットは、第１のレンズ台座と第２のレンズ台座とを有するレンズ支持台座を有するが、これに限定されず、第１のレンズ台座は、レンズ鏡筒の外側に近接して軸に沿って配置され、第２のレンズ台座は、軸に沿って第１のレンズ台座の外側の周りに配置され、レンズ鏡筒とこのレンズ鏡筒内に配置された光学撮像レンズとは、第１のレンズ台座によって駆動されて軸沿いに動く。

例示的な実施形態において、モジュール収容ユニットは、さらに、第１のレンズ台座と第２のレンズ台座と撮像センサとの間で、第２のレンズ台座の近くに配置された撮像センサ支持台座を備えるが、これに限定されない。

レンズ素子（複数の場合もある）の凸状もしくは凹状の面形状の構成および／または屈折力を制御することによって、前述の実施形態における携帯機器およびその光学撮像レンズは、良好な光学特性を実現するとともに、光学撮像レンズの長さを効果的に短縮している。

例示的な実施形態は、添付の図面を併用して以下の詳細な説明を読むことで、より容易に理解されるであろう。

本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第１の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第１の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の例示的な実施形態の光学撮像レンズのレンズ素子の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第１の実施形態の各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第１の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第２の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第２の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第２の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第２の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第３の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第３の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第３の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第３の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第４の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第４の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第４の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第４の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第５の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第５の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第５の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第５の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第６の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第６の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第６の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第６の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第７の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第７の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第７の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第７の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第８の実施形態についての断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第８の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第８の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第８の実施形態についての非球面データの表である。本開示に係る４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズの第９の実施形態の断面図である。本開示に係る光学撮像レンズの第９の実施形態についての縦球面収差および他の種類の光学収差のチャートである。本開示の第９の実施形態の光学撮像レンズの各レンズ素子についての光学データの表である。本開示に係る光学撮像レンズの第９の実施形態についての非球面データの表である。９つの例示的な実施形態すべての値（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の表である。携帯機器の例示的な実施形態の構造である。携帯機器の別の例示的な実施形態の構造の部分拡大図である。

本開示およびその効果のより完全な理解のため、以下、同様の参照符号により類似の特徴を示している添付の図面を併用して、以下の説明を参照する。
当業者であれば、本明細書に記載のものを含む例示的な実施形態を実現するための他の様々な変形例を把握するであろう。図面は、特定の縮尺に限定されるものではなく、また、類似の要素を表すために同様の参照符号を使用している。本開示および添付の請求項で使用される場合の、「例示的な実施形態」「一実施形態」および「本実施形態」という表現は、１つのみの実施形態を指すこともあるものの、必ずしもそうであるとは限らず、種々の例示的な実施形態は、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、容易に組み合わせおよび相互入れ替えすることができる。
また、本明細書で使用する専門用語は、単に例示的な実施形態を説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。これに関連して、本明細書で使用される場合の「〜において（ｉｎ）」という表現は、「〜の中で（ｉｎ）」と「〜の上で（ｏｎ）」を含み得るものであり、また、「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」という表現は、単数を指す場合と複数を指す場合を含み得る。
また、本明細書で使用される場合の「〜によって（ｂｙ）」という表現は、文脈によっては、「〜から（ｆｒｏｍ）」を意味することもある。さらに、本明細書で使用される場合の「〜場合に（ｉｆ）」という表現は、文脈によっては、「〜ときに（ｗｈｅｎ）」または「〜際に（ｕｐｏｎ）」を意味することもある。さらに、本明細書で使用される場合の「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という言葉は、関連して列挙されるアイテムのうち１つまたは複数からなるあらゆる可能な組み合わせを指すことができ、また、包含し得るものである。

光学撮像レンズの例示的な実施形態は、開口絞りと、第１のレンズ素子と、第２のレンズ素子と、第３のレンズ素子と、第４のレンズ素子とを備えることができ、これらのレンズ素子の各々は、物体側に向いた物体側の面と、像側に向いた像側の面とを有する。これらのレンズ素子は、物体側から像側へ順に配置することができ、また、レンズの例示的な実施形態は、全体として、屈折力を有する４つのレンズ素子を含み得る。
例示的な一実施形態において、第１のレンズ素子は、正の屈折力を有し、その物体側の面は凸面であり、第２のレンズ素子は、負の屈折力を有し、その物体側の面は、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を備え、その像側の面は、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を備え、第４のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を備え、第４のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を備え、光学撮像レンズは、全体として、屈折力を有する４つのレンズ素子のみを有する。
また、光軸に沿った第１のレンズ素子から第４のレンズ素子までの空隙の和をＧ_aaとし、光軸に沿った第３のレンズ素子と第４のレンズとの間の空隙をＧ₃₄として、Ｇ_aaとＧ₃₄とは、次の式を満たしている。

レンズ素子は、光学特性および光学撮像レンズの長さを考慮して設計されることが好ましい。例えば、正の屈折力と、凸面である物体側の面とを有する第１のレンズ素子は、光学撮像レンズに必要な集光能力を与える。負の屈折力と、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部を備える物体側の面と、第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を備える像側の面とを有する第２のレンズ素子は、光学レンズの収差を除去することができる。
像側の面の光軸近傍に凹部を有し、像側の面の周縁部近傍に凸部を有する第４のレンズ素子は、光学撮像レンズの像面湾曲を補正し、光学撮像レンズ高次収差を低減し、主光線の角度（撮像センサへの光の入射角）を小さくすることができ、これによって、系全体の感度が向上して良好な光学特性を実現する。

別の例示的な実施形態では、他の関係を選択的に満たすように他のパラメータを制御することができる。例えば、光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬと定義される距離である、第４のレンズ素子の像側の面から光軸に沿った像面までの距離と、光軸に沿った第１のレンズ素子と第２のレンズとの間の空隙Ｇ₁₂とを、次のような式を満たすように制御することができる。

任意に、光軸に沿った第３のレンズ素子の中心厚Ｔ₃と、光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃とを、次のような式を満たすように制御することができる。

または

任意に、Ｇ₂₃とＢＦＬとを、次のような式を満たすように制御することができる。

または

任意に、Ｇ₂₃と光軸に沿った第１のレンズ素子の中心厚Ｔ₁とを、次のような式を満たすように制御することができる。

または

任意に、Ｇ_aaと光軸に沿った４つのレンズ素子すべての厚さの和ＡＬＴとを、次のような式を満たすように制御することができる。

任意に、Ｔ₃と光軸に沿った第４のレンズ素子の中心厚Ｔ₄とを、次のような式を満たすように制御することができる。

ここで、式（１）を参照する。Ｇ_aaは、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子までの３つの空隙（Ｇ₁₂、Ｇ₂₃、およびＧ₃₄）の和を指し、Ｇ₃₄は、３つの空隙のうちの１つである。小型の光学撮像レンズにする需要を満たすために、Ｇ₁₂、Ｇ₂₃、およびＧ₃₄を可能な限り短縮しなければならないが、第３のレンズ素子と第４のレンズ素子との間に存在していた幅を引き続きある程度の距離に維持しなければならない。
その結果、第３のレンズ素子から放射される光が適切な高さで拡張して第４のレンズ素子に入射することができ、これは、第４のレンズ素子から放射される光（撮像光）が、像面に対しておよそ直角に像面に入射するのに好都合である。従って、すべての空隙の和Ｇ_aaを、光軸に沿った第３のレンズ素子と第４のレンズとの間の空隙Ｇ₃₄の短縮範囲と比較することは、かなりの制限を受ける。換言すれば、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）の値は、上限を式（１）のように制限すべきである。さらに好ましくは、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）の値は、さらに下限を、例えば２．５≦（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）≦６．０に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（２）を参照する。光学撮像レンズは小型設計になる傾向にあり、光軸に沿った第１のレンズ素子と第２のレンズとの間の空隙Ｇ₁₂を短縮すべきだが、光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、組み立て、集光または赤外線カットフィルタを受け入れるために、引き続き適切な距離を維持すべきである。
従って、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）の値は大きすぎてはならず、好ましくは上限を式（２）のように制限すべきである。さらに好ましくは、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）の値は、さらに下限を、例えば０．１≦（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）≦０．３に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（３）を参照する。良好な光学特性および画像品質を維持するためには、光軸に沿った第３のレンズ素子の中心厚Ｔ₃と、光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃との比を、適切な範囲内に維持すべきである。
実際には、製造の点ではＧ₂₃が大きい方が好ましく、より薄型の携帯機器にしようとすればＴ₃が小さい方が好ましい。従って、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）の値は、好ましくは上限を式（３）のように限定すべきである。さらに好ましくは、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）の値は、さらに下限を、例えば式（３’）に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（４）を参照すると、前述したように、光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、適切な範囲内に維持すべきであり、ＢＦＬの短縮範囲は、かなりの制限を受ける。その上、光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃を小さくすることは、光学撮像レンズの長さを短縮するには好ましいことである。
従って、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）の値は、好ましくは、例えば式（４）だがこれに限定されない式を満たすように、光学撮像レンズの設計傾向に合わせて徐々に短縮することが推奨される。さらに好ましくは、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）の値は、さらに下限を、例えば式（４’）に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（５）を参照する。光軸に沿った第２のレンズ素子と第３のレンズとの間の空隙Ｇ₂₃と、光軸に沿った第１のレンズ素子の中心厚Ｔ₁とを小さくすることは、光学撮像レンズの全長を短縮するには好ましいことだが、第１のレンズ素子は、全体としての光学撮像レンズの正の屈折力を提供して、Ｔ₁の短縮範囲がかなりの制限を受けるようにしなければならない。従って、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）の値は、好ましくは上限を式（５）のように制限すべきである。さらに好ましくは、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）の値は、さらに下限を、例えば式（５’）に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（６）を参照する。光学撮像レンズは小型設計になる傾向にあり、すべての空隙の和Ｇ_aa、および光軸に沿った全４つのレンズ素子の厚さＡＬＴはいずれも、可能な限り小さくすべきだが、第１から第４のレンズ素子の厚さは、製造技術によって受ける制限によって決まる。従って、ＡＬＴの短縮範囲は、かなりの制限を受ける。換言すれば、ＡＬＴの短縮範囲に比して、Ｇ_aaの短縮範囲は、それほど制限を受けない。
従って、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）の値は、好ましくは、例えば式（６）だがこれに限定されない式を満たすように、光学撮像レンズの設計傾向に合わせて徐々に短縮することが推奨される。さらに好ましくは、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）の値は、さらに下限を、例えば０．１≦（Ｇ_aa／ＡＬＴ）≦０．２９に制限すべきだが、これに限定されない。

次に、式（７）を参照する。第４のレンズ素子の像側の面は、光軸近傍に凹部を有し、第４のレンズ素子の周縁部近傍に凸部を有するため、第４のレンズ素子は、中心の屈折力と周縁部の屈折力との差から光学収差を改善することができる。
しかし、光軸に沿った第４のレンズ素子の中心厚Ｔ₄が大きすぎれば、屈折力の差を制限することになる。そのため、Ｔ₄は大きすぎてはいけない。Ｔ₄に比して、Ｔ₃には制限がない。換言すれば、（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、上限を式（７）のように制限すべきである。

例示的な実施形態を実施する際には、系の性能および／または解像度の制御を強化するため、以下の実施形態で示すように、凸面もしくは凹面構造および／または屈折力についてのさらなる詳細を、１つの特定のレンズ素子に、または広く複数のレンズ素子に、組み込むことができる。本明細書で記載する詳細は、いかなる矛盾も生じない限りにおいて、例示的な実施形態に組み込むことができるということに留意すべきである。

良好な光学特性を有するとともに長さが短縮された光学撮像レンズの例示的な実施形態について説明するため、以下、いくつかの例示的な実施形態および関連する光学データを提示する。ここで、図１〜５を参照する。
図１は、第１の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ１の例示的な断面図を示している。
図２（ａ）から２（ｄ）は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ１の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図３は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ１のレンズ素子の他の例示的な断面図を示している。
図４は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ１の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。図５は、例示的な一実施形態による光学撮像レンズ１についての非球面データの例示的な表を示している。

図１に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ１は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り１００と、第１のレンズ素子１１０と、第２のレンズ素子１２０と、第３のレンズ素子１３０と、第４のレンズ素子１４０とを備える。光学撮像レンズ１の像側Ａ２に、フィルタユニット１５０、および撮像センサの像面１６０が配置される。さらに詳細には、フィルタユニット１５０は、第４のレンズ素子１４０と撮像センサの像面１６０との間に配置されるＩＲカットフィルタ（赤外線カットフィルタ）である。
フィルタユニット１５０は、光学撮像レンズ１を通過する光から、特定の波長の光を選択的に吸収する。例えば、ＩＲ光を吸収し、これによって、肉眼では見えないＩＲ光が像面１６０に像を生成しないようになる。

以下、光学撮像レンズ１の各レンズ素子の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。

第１、第２、第３、第４のレンズ素子１１０、１２０、１３０、１４０はそれぞれ、物体側Ａ１に向いた物体側の面１１１／１２１／１３１／１４１と、像側Ａ２に向いた像側の面１１２／１２２／１３２／１４２とを有する。
開口絞り１００は、第１のレンズ素子１１０の前面に配置される。第１のレンズ素子１１０は、正の屈折力を有し、これをプラスチック材料で構成することができる。物体側の面１１１は、凸面である。像側の面１１２は、凸面であり、この凸面は、光軸近傍に凸部１１２１を備え、第１のレンズ素子１１０の周縁部近傍に凸部１１２２を備えている。物体側の面１１１および像側の面１１２は、いずれも非球面であってよい。

第２のレンズ素子１２０は、負の屈折力を有することができ、これをプラスチック材料で構成することができる。物体側の面１２１は凹面であり、この凹面は、第２のレンズ素子１２０の周縁部近傍に凹部１２１２を備えている。像側の面１２２は、凸面であり、この凸面は、第２のレンズ素子１２０の周縁部近傍に凸部１２２２を備えている。物体側の面１２１および像側の面１２２は、いずれも非球面であってよい。

第３のレンズ素子１３０は、正の屈折力を有することができ、これをプラスチック材料で構成することができる。物体側の面１３１は凹面である。像側の面１３２は、凸面である。物体側の面１３１および像側の面１３２は、いずれも非球面であってよい。

第４のレンズ素子１４０は、負の屈折力を有することができ、これをプラスチック材料で構成することができる。物体側の面１４１は凹面である。像側の面１４２は、光軸近傍に凹部１４２１を備え、第４のレンズ素子１４０の周縁部近傍に凸部１４２２を備えている。物体側の面１４１および像側の面１４２は、いずれも非球面であってよい。

例示的な実施形態では、レンズ素子１１０〜１４０と、フィルタユニット１５０と、撮像センサの像面１６０との間に、空隙が存在する。例えば、図１では、第１のレンズ素子１１０と第２のレンズ素子１２０との間に存在する空隙ｄ₁と、第２のレンズ素子１２０と第３のレンズ素子１３０との間に存在する空隙ｄ₂と、第３のレンズ素子１３０と第４のレンズ素子１４０との間に存在する空隙ｄ₃と、第４のレンズ素子１４０とフィルタユニット１５０との間に存在する空隙ｄ₄と、フィルタユニット１５０と撮像センサの像面１６０との間に存在する空隙ｄ₅とを示している。
しかしながら、他の実施形態では、上記の空隙のいずれかは、存在しても存在しなくてもよい。例えば、いずれか２つの隣接するレンズ素子の相対する面の形状は、相互に対応している場合があり、そのような状況では、空隙は存在しないことがある。空隙ｄ₁はＧ₁₂で示され、空隙ｄ₂はＧ₂₃で示され、空隙ｄ₃はＧ₃₄で示され、第１から第４のレンズ素子の間のすべての空隙ｄ₁、ｄ₂、ｄ₃の和はＧ_aaで示される。

図４は、本実施形態の光学撮像レンズ１の各レンズ素子の光学特性を示しており、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５９１ｍｍである。光軸に沿った第１のレンズ素子１１０から第４のレンズ素子１４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．５３８ｍｍである。第１のレンズ素子１１０の物体側の面１１１から像面１６０までの距離は、２．３４５ｍｍであり、光学撮像レンズ１の長さは、実際に短縮されている。

例示的な実施形態では、各レンズ素子の構造について明確に説明するため、光が通過する部分のみを示しているということに留意すべきである。例えば、第１のレンズ素子１１０を例にとると、図１では、物体側の面１１１と像側の面１１２とを示している。ところが、本実施形態の各レンズ素子を実現する際には、光学撮像レンズ１の内部でレンズ素子を位置決めするための固定部が選択的に形成されることがある。
第１のレンズ素子１１０について、図３を参照すると、これは、固定部をさらに備えた第１のレンズ素子１１０を示している。この場合、固定部は、光学撮像レンズ１内に第１のレンズ素子１１０を取り付けるために、物体側の面１１１と像側の面１１２から第１のレンズ素子１１０のエッジまで拡張された突出部１１３に限定されず、また、理想的には、撮像用の光は、突出部１１３を通過しない。

物体側の面１１１、１２１、１３１、１４１および像側の面１１２、１２２、１３２、１４２を含む非球面はすべて、以下の非球面式で定義される。

式中、
Ｒは、レンズ素子面の曲率半径を表す。
Ｚは、非球面の深さ（光軸から距離Ｙにある非球面上の点と、非球面の光軸上の頂点における接平面との間の垂直距離）を表す。
Ｙは、非球面上の点と光軸との間の垂直距離を表す。
Ｋは、円錐定数を表す。
ａ_2iは、２ｉ次の非球面係数を表す。

各非球面パラメータの値Ｋ、および各レンズ素子１１０、１２０、１３０、１４０のａ₄〜ａ₁₆を、図５に示している。

図２（ａ）は、本実施形態の縦球面収差を示し、この図では、いくつかの異なる波長が接近して分布しており、これはつまり、異なる波長の高さの異なる軸外光が像点の近傍で収束するということである。
図２（ａ）は、光と像点の異なる軸外光間のオフセットは、±０．０２ｍｍになるように制御されることを示している。よって、本実施形態は、異なる波長で球面収差を明らかに改善している。また、図示している３つの波長間の距離は、極めて接近しているが、これはつまり、異なる波長の像位置が互いに収束している結果、色収差が明らかに改善されているということである。

図２（ｂ）は、本実施形態のサジタル方向の非点収差を示し、図２（ｃ）は、本実施形態のタンジェンシャル方向の非点収差を示している。図示した３つの波長の全視野における焦点距離は、±０．１０ｍｍ以内であり、サジタル方向の焦点距離は、さらに±０．０５ｍｍ以内に制御される。よって、本実施形態の光学撮像レンズ１は、収差を効果的に除去することができる。また、図示した３つの波長の間の距離は極めて接近しているが、これはつまり、収差が明らかに改善されているということである。

図２（ｄ）は、本実施形態の歪曲収差を示している。本実施形態の歪曲収差は、±２％の範囲内に維持されているが、これはつまり、歪曲収差が光学系の画像品質を満たしているということである。
従って、光学撮像レンズ１の系の長さは、およそ２．４ｍｍまで短縮され、これによって色収差を克服でき、よりよい画像品質を提供できる。よって、本実施形態は、優れた光学性能を実現しており、光学撮像レンズ１の長さは、効果的に短縮されている。

以下、図６〜９を参照する。図６は、第２の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ２の例示的な断面図を示している。
図７は、第２の例示的な実施形態による光学撮像レンズ２の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図８は、第２の例示的な実施形態による光学撮像レンズ２の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図９は、第２の例示的な実施形態による光学撮像レンズ２についての非球面データの例示的な表を示している。

図６に示すように、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ２は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り２００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子２１０〜２４０とを備えている。光学撮像レンズ２の像側Ａ２には、フィルタユニット２５０および撮像センサの像面２６０が配置される。物体側の面２１１〜２４１および像側の面２１２〜２４２を含む、凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子２１０〜２４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子２１０の像側の面２１２は、光軸近傍に凸部２１２１を備え、第１のレンズ素子２１０の周縁部近傍に凸部２１２２を備え、第２のレンズ素子２２０の物体側の面２２１は、第２のレンズ素子２２０の周縁部近傍に凹部２２１２を備え、第２のレンズ素子２２０の像側の面２２２は、第２のレンズ素子２２０の周縁部近傍に凸部２２２２を備え、第４のレンズ素子２４０の像側の面２４２は、光軸近傍に凹部２４２１を備え、第４のレンズ素子２４０の周縁部近傍に凸部２４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ２との違いは、曲率半径、レンズ素子２１０〜２４０の中心厚の値であり、レンズ素子２１０〜２４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ２の各レンズ素子の光学特性について、図８を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５７７ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子２１０から第４のレンズ素子２４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．５６７ｍｍである。第１のレンズ素子２１０の物体側の面２１１から像面２６０までの距離は、２．３６７ｍｍであり、光学撮像レンズ２の長さは、実際に短縮されている。

図７（ａ）〜７（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ２は、縦球面収差７（ａ）、サジタル方向の非点収差７（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差７（ｃ）、および歪曲収差７（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ２の長さは効果的に短縮されている。

以下、図１０〜１３を参照する。
図１０は、第３の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ３の例示的な断面図を示している。
図１１は、第３の例示的な実施形態による光学撮像レンズ３の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図１２は、第３の例示的な実施形態による光学撮像レンズ３の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図１３は、第３の例示的な実施形態による光学撮像レンズ３についての非球面データの例示的な表を示している。

図１０に示すように、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ３は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り３００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子３１０〜３４０とを備える。フィルタユニット３５０および撮像センサの像面３６０は、光学撮像レンズ３の像側Ａ２に配置される。物体側の面３１１〜３４１および像側の面３１２〜３４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子３１０〜３４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子３１０の像側の面３１２は、光軸近傍に凸部３１２１を備え、第１のレンズ素子３１０の周縁部近傍に凸部３１２２を備え、第２のレンズ素子３２０の物体側の面３２１は、第２のレンズ素子３２０の周縁部近傍に凹部３２１２を備え、第２のレンズ素子３２０の像側の面３２２は、第２のレンズ素子３２０の周縁部近傍に凸部３２２２を備え、第４のレンズ素子３４０の像側の面３４２は、光軸近傍に凹部３４２１を備え、第４のレンズ素子３４０の周縁部近傍に凸部３４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ３との違いは、曲率半径、レンズ素子３１０〜３４０の中心厚の値であり、レンズ素子３１０〜３４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ３の各レンズ素子の光学特性について、図１２を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５６３ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子３１０から第４のレンズ素子３４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．７１４ｍｍである。第１のレンズ素子３１０の物体側の面３１１から像面３６０までの距離は、２．４８５ｍｍであり、光学撮像レンズ３の長さは、実際に短縮されている。

図１１（ａ）〜１１（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ３は、縦球面収差１１（ａ）、サジタル方向の非点収差１１（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差１１（ｃ）、および歪曲収差１１（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ３の長さは効果的に短縮されている。

以下、図１４〜１７を参照する。
図１４は、第４の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ４の例示的な断面図を示している。
図１５は、第４の例示的な実施形態による光学撮像レンズ４の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図１６は、第４の例示的な実施形態による光学撮像レンズ４の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図１７は、第４の例示的な実施形態による光学撮像レンズ４についての非球面データの例示的な表を示している。

図１４に示すように、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ４は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り４００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子４１０〜４４０とを備える。フィルタユニット４５０および撮像センサの像面４６０は、光学撮像レンズ４の像側Ａ２に配置される。物体側の面４１１〜４４１および像側の面４１２〜４４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子４１０〜４４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子４１０の像側の面４１２は、光軸近傍に凸部４１２１を備え、第１のレンズ素子４１０の周縁部近傍に凸部４１２２を備え、第２のレンズ素子４２０の物体側の面４２１は、第２のレンズ素子４２０の周縁部近傍に凹部４２１２を備え、第２のレンズ素子４２０の像側の面４２２は、第２のレンズ素子４２０の周縁部近傍に凸部４２２２を備え、第４のレンズ素子４４０の像側の面４４２は、光軸近傍に凹部４４２１を備え、第４のレンズ素子４４０の周縁部近傍に凸部４４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ４との違いは、第３のレンズ素子４３０の像側の面４３２が光軸近傍に凸部４３２１を備え、第３のレンズ素子４３０の周縁部近傍に凹部４３２２を備えている点である。このほか、曲率半径、レンズ素子４１０〜４４０の中心厚の値が異なり、レンズ素子４１０〜４４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ４の各レンズ素子の光学特性について、図１６を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、および（Ｇ_aa／ＡＬＴ）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５４５ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子４１０から第４のレンズ素子４４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．３１８ｍｍである。第１のレンズ素子４１０の物体側の面４１１から像面４６０までの距離は、２．４６６ｍｍであり、光学撮像レンズ４の長さは、実際に短縮されている。

図１５（ａ）〜１５（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ４は、縦球面収差１５（ａ）、サジタル方向の非点収差１５（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差１５（ｃ）、および歪曲収差１５（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ４の長さは効果的に短縮されている。

以下、図１８〜２１を参照する。
図１８は、第５の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ５の例示的な断面図を示している。
図１９は、第５の例示的な実施形態による光学撮像レンズ５の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図２０は、第５の例示的な実施形態による光学撮像レンズ５の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図２１は、第５の例示的な実施形態による光学撮像レンズ５についての非球面データの例示的な表を示している。

図１８に示すように、第５の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ５は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り５００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子５１０〜５４０とを備える。フィルタユニット５５０および撮像センサの像面５６０は、光学撮像レンズ５の像側Ａ２に配置される。物体側の面５１１〜５４１および像側の面５１２〜５４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子５１０〜５４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子５１０の像側の面５１２は、光軸近傍に凸部５１２１を備え、第１のレンズ素子５１０の周縁部近傍に凸部５１２２を備え、第２のレンズ素子５２０の物体側の面５２１は、第２のレンズ素子５２０の周縁部近傍に凹部５２１２を備え、第２のレンズ素子５２０の像側の面５２２は、第２のレンズ素子５２０の周縁部近傍に凸部５２２２を備え、第４のレンズ素子５４０の像側の面５４２は、光軸近傍に凹部５４２１を備え、第４のレンズ素子５４０の周縁部近傍に凸部５４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ５との違いは、第３のレンズ素子５３０の像側の面５３２が光軸近傍に凸部５３２１を備え、第３のレンズ素子５３０の周縁部近傍に凹部５３２２を備え、第４のレンズ素子５４０の物体側の面５４１は、光軸近傍に凹部５４１１を備え、第４のレンズ素子５４０の周縁部近傍に凸部５４１２を備えている点である。このほか、曲率半径、レンズ素子５１０〜５４０の中心厚の値が異なり、レンズ素子５１０〜５４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ５の各レンズ素子の光学特性について、図２０を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、および（Ｇ_aa／ＡＬＴ）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５４６ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子５１０から第４のレンズ素子５４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．３１５ｍｍである。第１のレンズ素子５１０の物体側の面５１１から像面５６０までの距離は、２．４７１ｍｍであり、光学撮像レンズ５の長さは、実際に短縮されている。

図１９（ａ）〜１９（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ５は、縦球面収差１９（ａ）、サジタル方向の非点収差１９（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差１９（ｃ）、および歪曲収差１９（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ５の長さは効果的に短縮されている。

以下、図２２〜２５を参照する。
図２２は、第６の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ６の例示的な断面図を示している。
図２３は、第６の例示的な実施形態による光学撮像レンズ６の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図２４は、第６の例示的な実施形態による光学撮像レンズ６の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図２５は、第６の例示的な実施形態による光学撮像レンズ６についての非球面データの例示的な表を示している。

図２２に示すように、第６の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ６は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り６００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子６１０〜６４０とを備える。フィルタユニット６５０および撮像センサの像面６６０は、光学撮像レンズ６の像側Ａ２に配置される。物体側の面６１１〜６４１および像側の面６１２〜６４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子６１０〜６４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子６１０の像側の面６１２は、光軸近傍に凸部６１２１を備え、第１のレンズ素子６１０の周縁部近傍に凸部６１２２を備え、第２のレンズ素子６２０の物体側の面６２１は、第２のレンズ素子６２０の周縁部近傍に凹部６２１２を備え、第２のレンズ素子６２０の像側の面６２２は、第２のレンズ素子６２０の周縁部近傍に凸部６２２２を備え、第４のレンズ素子６４０の像側の面６４２は、光軸近傍に凹部６４２１を備え、第４のレンズ素子６４０の周縁部近傍に凸部６４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ６との違いは、第４のレンズ素子６４０の物体側の面６４１が光軸近傍に凹部６４１１を備え、第４のレンズ素子６４０の周縁部近傍に凸部６４１２を備えている点である。このほか、曲率半径、レンズ素子６１０〜６４０の中心厚の値が異なり、レンズ素子６１０〜６４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ６の各レンズ素子の光学特性について、図２４を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５４４ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子６１０から第４のレンズ素子６４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．２８６ｍｍである。第１のレンズ素子６１０の物体側の面６１１から像面６６０までの距離は、２．３１１ｍｍであり、光学撮像レンズ６の長さは、実際に短縮されている。

図２３（ａ）〜２３（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ６は、縦球面収差２３（ａ）、サジタル方向の非点収差２３（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差２３（ｃ）、および歪曲収差２３（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ６の長さは効果的に短縮されている。

以下、図２６〜２９を参照する。
図２６は、第７の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ７の例示的な断面図を示している。
図２７は、第７の例示的な実施形態による光学撮像レンズ７の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図２８は、第７の例示的な実施形態による光学撮像レンズ７の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図２９は、第７の例示的な実施形態による光学撮像レンズ７についての非球面データの例示的な表を示している。

図２６に示すように、第７の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ７は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り７００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子７１０〜７４０とを備える。フィルタユニット７５０および撮像センサの像面７６０は、光学撮像レンズ７の像側Ａ２に配置される。物体側の面７１１〜７４１および像側の面７１２〜７４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子７１０〜７４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子７１０の像側の面７１２は、光軸近傍に凸部７１２１を備え、第１のレンズ素子７１０の周縁部近傍に凸部７１２２を備え、第２のレンズ素子７２０の物体側の面７２１は、第２のレンズ素子７２０の周縁部近傍に凹部７２１２を備え、第２のレンズ素子７２０の像側の面７２２は、第２のレンズ素子７２０の周縁部近傍に凸部７２２２を備え、第４のレンズ素子７４０の像側の面７４２は、光軸近傍に凹部７４２１を備え、第４のレンズ素子７４０の周縁部近傍に凸部７４２２を備えている。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ７との違いは、曲率半径、レンズ素子７１０〜７４０の中心厚の値であり、レンズ素子７１０〜７４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ７の各レンズ素子の光学特性について、図２８を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５７１ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子７１０から第４のレンズ素子７４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．２９９ｍｍである。第１のレンズ素子７１０の物体側の面７１１から像面７６０までの距離は、２．４８９ｍｍであり、光学撮像レンズ７の長さは、実際に短縮されている。

図２７（ａ）〜２７（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ７は、縦球面収差２７（ａ）、サジタル方向の非点収差２７（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差２７（ｃ）、および歪曲収差２７（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ７の長さは効果的に短縮されている。

以下、図３０〜３３を参照する。
図３０は、第８の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ８の例示的な断面図を示している。
図３１は、第８の例示的な実施形態による光学撮像レンズ８の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図３２は、第８の例示的な実施形態による光学撮像レンズ８の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図３３は、第８の例示的な実施形態による光学撮像レンズ８についての非球面データの例示的な表を示している。

図３０に示すように、第８の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ８は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り８００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子８１０〜８４０とを備える。フィルタユニット８５０および撮像センサの像面８６０は、光学撮像レンズ８の像側Ａ２に配置される。物体側の面８１１〜８４１および像側の面８１２〜８４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子８１０〜８４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子８１０の像側の面８１２は、光軸近傍に凸部８１２１を備え、第１のレンズ素子８１０の周縁部近傍に凸部８１２２を備え、第２のレンズ素子８２０の物体側の面８２１は、第２のレンズ素子８２０の周縁部近傍に凹部８２１２を備え、第４のレンズ素子８４０の像側の面８４２は、光軸近傍に凹部８４２１を備え、第４のレンズ素子８４０の周縁部近傍に凸部８４２２を備える。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ８との違いは、第２のレンズ素子８２０の像側の面８２２が光軸近傍に凸部８２２１を備え、第２のレンズ素子８２０の周縁部近傍に凹部８２２２を備えている点である。このほか、曲率半径、レンズ素子８１０〜８４０の中心厚の値が異なり、レンズ素子８１０〜８４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ８の各レンズ素子の光学特性について、図３２を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５６８ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子８１０から第４のレンズ素子８４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．４２５ｍｍである。第１のレンズ素子８１０の物体側の面８１１から像面８６０までの距離は、２．２４７ｍｍであり、光学撮像レンズ８の長さは、実際に短縮されている。

図３１（ａ）〜３１（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ８は、縦球面収差３１（ａ）、サジタル方向の非点収差３１（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差３１（ｃ）、および歪曲収差３１（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ８の長さは効果的に短縮されている。

以下、図３４〜３７を参照する。
図３４は、第９の例示的な実施形態による光学撮像レンズの、４つのレンズ素子を有する光学撮像レンズ９の例示的な断面図を示している。
図３５は、第９の例示的な実施形態による光学撮像レンズ９の縦球面収差および他の種類の光学収差の例示的なチャートを示している。
図３６は、第９の例示的な実施形態による光学撮像レンズ９の各レンズ素子についての光学データの例示的な表を示している。
図３７は、第９の例示的な実施形態による光学撮像レンズ９についての非球面データの例示的な表を示している。

図３４に示すように、第９の実施形態は、第１の実施形態と同様のものである。光学撮像レンズ９は、物体側Ａ１から像側Ａ２へ順に、開口絞り９００と、第１のレンズ素子から第４のレンズ素子９１０〜９４０とを備える。フィルタユニット９５０および撮像センサの像面９６０は、光学撮像レンズ９の像側Ａ２に配置される。物体側の面９１１〜９４１および像側の面９１２〜９４２を含む凸面もしくは凹面構造の配置、およびレンズ素子９１０〜９４０の屈折力は、光学撮像レンズ１と同じである。
さらに詳細には、第１のレンズ素子９１０の像側の面９１２は、光軸近傍に凸部９１２１を備え、第１のレンズ素子９１０の周縁部近傍に凸部９１２２を備え、第２のレンズ素子９２０の物体側の面９２１は、第２のレンズ素子９２０の周縁部近傍に凹部９２１２を備え、第４のレンズ素子９４０の像側の面９４２は、光軸近傍に凹部９４２１を備え、第４のレンズ素子９４０の周縁部近傍に凸部９４２２を備える。
光学撮像レンズ１と光学撮像レンズ９との違いは、第４のレンズ素子９４０の物体側の面９４１が光軸近傍に凹部９４１１を備え、第４のレンズ素子９４０の周縁部近傍に凸部９４１２を備えている点である。このほか、曲率半径、レンズ素子９１０〜９４０の中心厚の値が異なり、レンズ素子９１０〜９４０の間の空隙は、光学撮像レンズ１の値とは若干異なる。

本実施形態の光学撮像レンズ９の各レンズ素子の光学特性について、図３６を参照すると、この場合、（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値は、

光学撮像レンズの背面焦点距離ＢＦＬは、０．５５２ｍｍであることに留意すべきである。光軸に沿った第１のレンズ素子９１０から第４のレンズ素子９４０までのすべての空隙の和Ｇ_aaは、０．３６３ｍｍである。第１のレンズ素子９１０の物体側の面９１１から像面９６０までの距離は、２．３０７ｍｍであり、光学撮像レンズ９の長さは、実際に短縮されている。

図３５（ａ）〜３５（ｄ）に示すように、本実施形態の光学撮像レンズ９は、縦球面収差３５（ａ）、サジタル方向の非点収差３５（ｂ）、タンジェンシャル方向の非点収差３５（ｃ）、および歪曲収差３５（ｄ）において、優れた特性を示す。従って、本実施形態の光学撮像レンズは、上記の実例によれば、実際に優れた光学性能を示し、また、光学撮像レンズ９の長さは効果的に短縮されている。

図３８を参照すると、９つすべての実施形態についての（Ｇ_aa／Ｇ₃₄）、（Ｇ₁₂／ＢＦＬ）、（Ｔ₃／Ｇ₂₃）、（Ｇ₂₃／ＢＦＬ）、（Ｇ₂₃／Ｔ₁）、（Ｇ_aa／ＡＬＴ）、および（Ｔ₄／Ｔ₃）の値を示しており、本発明の光学撮像レンズが（１）、（２）、（３）および／もしくは（３’）、（４）および／もしくは（４’）、（５）および／もしくは（５’）、（６）、または（７）を満たしていることは明らかである。

図３９を参照すると、上述の光学撮像レンズを適用した携帯機器２０の第１の実施形態についての例示的な構造図を示している。携帯機器２０は、ハウジング２１と、ハウジング２１内に配置された撮影モジュール２２とを備える。携帯機器２０は、一例として携帯電話機とすることができるが、これに限定されない。

図３９に示すように、撮影モジュール２２は、４つのレンズ素子を有する上述の光学撮像レンズである、例えば第１の実施形態の光学撮像レンズ１と、光学撮像レンズ１を位置決めするためのレンズ鏡筒２３と、レンズ鏡筒２３を位置決めするためのモジュール収容ユニット２４と、モジュール収容ユニット２４を位置決めするための基板１６２と、光学撮像レンズ１の像側に配置される撮像センサ１６１とを備えることができる。像面１６０は、撮像センサ１６１上に形成される。

他のいくつかの例示的な実施形態では、フィルタユニット１５０の構成を省くことができる。いくつかの例示的な実施形態では、ハウジング２１、レンズ鏡筒２３、および／またはモジュール収容ユニット２４は、１つのコンポーネントに統合するか、または複数のコンポーネントで組み立てることができる。
いくつかの例示的な実施形態では、本実施形態で用いる撮像センサ１６１は、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ：ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）パッケージの形態で基板１６２に直接装着されており、そのようなパッケージは、従来のチップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ：ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ）とは異なり、ＣＯＢパッケージは、光学撮像レンズ１における撮像センサ１６１の前面にカバーガラスを必要としない。上述の例示的な実施形態は、このパッケージ型式に限定されるものではなく、また、他の記載の実施形態に選択的に組み込むことができる。

４つのレンズ素子１１０、１２０、１３０、１４０は、隣接する２つのレンズ素子間を空隙で分離するようにして、レンズ鏡筒２３内に配置される。

モジュール収容ユニット２４は、レンズ鏡筒２３を位置決めするための台座要素２４０１および撮像センサ支持台座２４０６を備え、この場合の撮像センサ支持台座２４０６は、他の実施形態では必要ない。レンズ鏡筒２３と台座要素２４０１は同一の軸Ｉ−Ｉ’に沿って配置され、レンズ鏡筒２３は台座要素２４０１の内部に配置される。

光学撮像レンズ１の長さは僅か２．３４５（ｍｍ）であるので、携帯機器２０のサイズは極めて小さくすることができる。従って、本明細書に記載の実施形態は、小型化された製品設計に対する市場の需要を満たすものである。

次に、図４０を参照すると、上述の光学撮像レンズ１を適用した携帯機器２０’の第２の実施形態についての別の構造図を示している。携帯機器２０’と携帯機器２０との違いの１つは、台座要素２４０１が、第１のレンズ台座２４０２と、第２のレンズ台座２４０３と、コイル２４０４と、磁気ユニット２４０５とをさらに含むこと、とする点である。
レンズ鏡筒２３の外側に接近している第１のレンズ台座２４０２と、レンズ鏡筒２３とは、軸ＩＩ’に沿って配置されている。第２のレンズ台座２４０３は、軸ＩＩ’に沿って、第１のレンズ台座２４０２の外側の周りに配置されている。コイル２４０４は、第１のレンズ台座２４０２の外側と第２のレンズ台座２４０３の内側との間に配置されている。磁気ユニット２４０５は、コイル２４０４の外側と第２のレンズ台座２４０３の内側との間に配置されている。撮像センサ支持台座２４０６の像側に向いている端部は、第２のレンズ台座２４０３に接近している。

レンズ鏡筒２３と、その中に配置された光学撮像レンズ１は、軸ＩＩ’に沿って動くように、第１のレンズ台座２４０２で駆動される。携帯機器２０’の残りの構造は、携帯機器２０と同様である。

同様に、光学撮像レンズ１の長さが２．３４５（ｍｍ）と短縮されていることから、携帯機器２０’は、より小型に設計することができると同時に、それでも良好な光学性能が得られる。
従って、本実施形態は、小型の製品設計に対する市場の需要を満たし、良好な光学特性および画像品質を維持するものである。よって、本実施形態は、経済的利益のためにハウジングの原料量を削減するだけでなく、製品設計の小型化傾向および消費者の需要も満たすものである。

上記の実例によれば、例示的な実施形態における携帯機器およびその光学撮像レンズは、４つのレンズ素子間の光軸に沿ったすべての空隙の和に対する少なくとも１つのレンズ素子の中心厚の比率を所定範囲内に制御するとともに、レンズ素子の詳細な構造および／または屈折力を組み込むことによって、光学撮像レンズの長さが効果的に短縮されると同時に、それでも良好な光学特性が得られることは、明らかである。

開示された原理による種々の実施形態について上記で説明したが、当然のことながら、これらは単なる例として提示したものにすぎず、限定するものではない。よって、例示的な実施形態の広さおよび範囲は、上記実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、本開示に係る請求項およびそれらの均等物によってのみ規定されるべきである。
また、記載した実施形態において上記効果および特徴を提示しているが、それらは、上記効果の一部またはすべてを実現するプロセスおよび構造への、かかる請求項の適用を限定するものではない。

また、本明細書におけるセクションの見出しは、本開示に係るいかなる請求項で記載される発明も、限定または特徴付けするものではない。特に、「背景技術」における技術の記載は、技術が、本開示の発明の先行技術であることを認めるものと解釈されるべきではない。
また、本開示における単数形での「発明」という表現は、本開示における新規な点が１つのみであることを主張するために用いられるものではない。本開示に係る複数の請求項での限定に従って複数の発明を規定することができ、よって、かかる請求項は、それらにより保護される発明およびそれらの均等物を規定するものである。いずれの場合も、かかる請求項の範囲は、本開示に照らして、それらの実体によって解釈されるものとし、本明細書の見出しによって制限されるべきではない。

Claims

光学撮像レンズであって、
開口絞りと、各々が物体側に向いた物体側の面と像側に向いた像側の面とを有する、第１のレンズ素子と、第２のレンズ素子と、第３のレンズ素子と、第４のレンズ素子と、を光軸に沿って当該順序で物体側から像側へ亘って備え、当該光学撮像レンズに対し全体として屈折力を有せしめるレンズ素子が前記第１乃至第４のレンズ素子のみからなり、
前記第１のレンズ素子は、正の屈折力を有するとともに、凸面をなす前記物体側の面を有し、
前記第２のレンズ素子は、負の屈折力を有するとともに、当該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凹部をなす前記物体側の面と、当該第２のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面と、を有し、
前記第４のレンズ素子は、光軸近傍に凹部をなすとともに当該第４のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面を有し、
前記第１のレンズ素子から前記第４のレンズ素子までの光軸に沿った空隙の和を示すＧ_aaと、前記第３のレンズ素子と前記第４のレンズとの間の光軸に沿った空隙を示すＧ₃₄とは、不等式

を満たし、
前記第２のレンズ素子と前記第３のレンズとの間の光軸に沿った空隙を示すＧ ₂₃ と、前記第１のレンズ素子の光軸に沿った中心厚を示すＴ ₁ と、前記第３のレンズ素子の光軸に沿った中心厚を示すＴ ₃ とは、不等式

を満たす
ことを特徴とする光学撮像レンズ。
前記第１乃至第４のレンズ素子の光軸に沿ったレンズ素子の厚さの総和として定義されるＡＬＴと、前記Ｇ_aaとは、不等式

を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学撮像レンズ。
前記Ｔ ₃と、前記第４のレンズ素子の光軸に沿った中心厚を示すＴ₄とは、不等式

を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学撮像レンズ。
前記Ｇ ₂₃と、前記Ｔ ₁とは、不等式

を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光学撮像レンズ。
前記第１のレンズ素子は、当該第１のレンズ素子の周縁部近傍に凸部をなす前記像側の面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学撮像レンズ。