TW201307888A - 攝像光學系、攝像裝置及數位機器 - Google Patents

Abstract

本發明之攝像光學系(1)，係為從物體側起，而依序由光圈(15)和正負正負之第1乃至第4透鏡(11~14)所成，第4透鏡(14)，其兩面係為凹面，當將第1透鏡(11)之物體側面以及第2透鏡(12)之像側面處的各曲率半徑設為r1、r4的情況時，係滿足-1000<(r1+r4)/(r1-r4)<-55之條件式。

Description

攝像光學系、攝像裝置及數位機器

本發明，係有關於攝像光學系，特別是有關於可合適地適用在CCD型影像感測器或CMOS型影像感測器等的固體攝像元件中之攝像光學系。又，本發明，係有關於具備有此攝像光學系之攝像裝置以及搭載有此攝像裝置之數位機器。

近年來，使用CCD(Charged Coupled Device)型影像感測器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型影像感測器等的固體攝像元件之攝像元件的高性能化或小型化係日益進展，伴隨於此，具備著使用有此種攝像元件之攝像裝置的行動電話或攜帶資訊終端等的數位機器亦日益普及。又，對於被搭載在此些之攝像裝置中的用以將物體之光學像形成(結像)於前述固體攝像元件之受光面上的攝像光學系(攝像透鏡)，亦日益對於更進一步之小型化或高性能化有所要求。特別是，近年來，由於在固體攝像元件中之像素的高精細化係有所進展，因此，對於攝像光學系，係被要求有更高的解像能力。在此種用途之攝像光學系中，由於相較於2枚構成或者是3枚構成之光學系，係能夠更加高性能化，因此，係提案有4枚構成之光學系。

此種攝像光學系，例如，係在專利文獻1乃至專利文 獻4中有所揭示。在專利文獻1中所揭示之結像光學系，係從物體側起，依序配置有第1正透鏡、第2負透鏡、第3正透鏡、第4正透鏡，並且，第1正透鏡乃至第2負透鏡之合成焦距係為正，或者，第2負透鏡乃至第4正透鏡之合成焦距係為負。又，在專利文獻2中所揭示之攝影透鏡，係在最靠物體側處配置光圈，之後，從物體側起而依序配置具有正的折射力之第1透鏡、具有負的折射力之第2透鏡、具有正的折射力之第3透鏡以及具有正的折射力之第4透鏡，而構成者。又，在專利文獻3中所揭示之攝像透鏡，係從物體側起，而依序配列光圈、和具有正的折射力之第1透鏡、和具有負的折射力之第2透鏡、和具有正的折射力之第3透鏡、以及具有負的折射力之第4透鏡，而構成者，前述第2乃至第4透鏡，係藉由樹脂材料所構成，在將透鏡系全體之焦距設為f，將第1透鏡之焦距設為f1，將第2透鏡之焦距設為f2，將第2透鏡之d線處的阿貝數設為ν d2，將第3透鏡之d線處的阿貝數設為ν d3的情況時，係成為f/f1<1.5、-2.5<|f/f2|<-1.5、15<vd2-vd3。又，在專利文獻4中所揭示之攝像透鏡，係從物體側起，而依序具備有：具有正的功率之第1透鏡、和具有負的功率之第2透鏡、和像側之面為凸面且具備有正的功率之第3透鏡、以及物體側之面在光軸近旁為凹面或者是平面且具備有負的功率之第4透鏡，在將全體之焦距設為f，將第4透鏡之焦距設為f4的情況時，係成為0.28<|f4/f|<0.60。

另外，在前述專利文獻1中所揭示之結像光學系，由於係為所謂的逆愛爾諾斯達型(Ernostar type)，因此，其之第4透鏡係為正透鏡。因此，相較於所謂的望遠形態(telephoto type)一般之第4透鏡為負透鏡的情況，前述專利文獻1中所揭示之結像光學系，光學系之主點位置係成為像側，而後焦距係變長，因此，對於小型化而言係為不利的形態。進而，前述專利文獻1中所揭示之結像光學系，由於具有負的折射力之透鏡，係為4枚之第1乃至第4透鏡中的1枚，因此，珀茲伐和之修正係變得困難，在畫像周邊部處，係難以確保良好的性能。

關於此點，在前述專利文獻2中所揭示之攝像透鏡，雖然係為望遠形態，但是，攝影畫角係為狹窄，像差之修正係並不充分。進而，若是將攝像透鏡全系之全長縮短化，則在前述專利文獻2中所揭示之攝像透鏡，係會由於性能之劣化而導致成為難以對應於攝像元件之高像素化。

又，前述專利文獻3中所記載之攝像透鏡，第4透鏡之周邊部係成為朝向像面方向而大幅突出的形狀，因此，為了避免其與被配置在第4透鏡和固體攝像元件之間的光學性之低通濾鏡、紅外線截除濾鏡、或者是固體攝像元件封裝之密封玻璃等的平行平板或固體攝像元件之基板等相接觸，係有必要將後焦距增長。事實上，在前述專利文獻3中所揭示之攝像透鏡，雖然係為望遠形態，但是，後焦距相對上而言係為較長，而並未達成充分的小型化。又，在前述專利文獻3中所揭示之攝像透鏡，為了與前述高像 素化相對應之像差修正係並不充分。

又，專利文獻4中所記載之攝像透鏡，雖然係能夠進行F2.8程度之像差修正，但是，在像素之高精細化有所進展的行動終端中，係僅能夠以不充分之亮度來作對應。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2004-341013號公報

〔專利文獻2〕日本特開2002-365530號公報

〔專利文獻3〕日本特開2005-292559號公報

〔專利文獻4〕日本特開2009-020182號公報

本發明，係為有鑑於上述事態所進行之發明，其目的，係在於提供一種：更加小型，且對於諸像差作更良好之修正，並且為F2.4程度之明亮的4枚構成之攝像光學系。又，本發明，係提供一種具備有此攝像光學系之攝像裝置以及搭載有此攝像裝置之數位機器。

本發明之攝像光學系，係為從物體側起，而依序由光圈15和正負正負之第1乃至第4透鏡所成，第4透鏡，其兩面係為凹面，當將第1透鏡之物體側面以及第2透鏡之像側面處的各曲率半徑設為r1、r4的情況時，係滿足-1000<(r1+r4)/(r1-r4)<-55之條件式。此種構成之攝像光學系，係為F2.4程度之明亮的4枚之透鏡構成，而為更加小型，且能夠對於諸像差作更為良好之修正。而， 使用有此種攝像光學系之攝像裝置以及數位機器，係能夠謀求小型化以及高性能化。

上述以及其他之本發明的目的、特徵以及優點，應可藉由以下之詳細的記載內容以及所添附之圖面而更加明瞭。

以下，根據圖面來對於本發明之其中一種實施形態作說明。另外，在各圖中，附加有同一符號的構成，係代表其為同一構成，並適當省略其說明。又，在接合透鏡中之透鏡枚數，係設為並非將接合透鏡全體作為1枚，而是對構成接合透鏡之單透鏡的枚數作表現。

〈用語之說明〉

在以下之說明中所使用的用語，在本說明書中，係設為如同下述一般所定義者。

(a)折射率，係為相對於d線之波長(587.56nm)的折射率。

(b)阿貝數，係為當將相對於d線、F線(波長486.13nm)、C線(波長656.28nm)之折射率分別設為nd、nF、nC，並將阿貝數設為ν d的情況時，藉由ν d=(nd-1)/(nF-nC)之定義式所求取出的阿貝數ν d。

(c)針對透鏡，當使用有「凹」、「凸」、或者是「半 月形」之標記的情況時，此些係設為對於在光軸近旁(透鏡之中心附近)處的透鏡形狀作表現者。

(d)在構成接合透鏡之各單透鏡處的折射力(光學性功率、焦距之倒數)之標記，係為當單透鏡之透鏡面的兩側為空氣的情況下之功率。

(e)在複合型非球面透鏡中所使用的樹脂材料，由於係僅具有基板玻璃材料之附加性功能，因此，係並非將其視為單獨之光學構件，而是將其視為與當基板玻璃材料為具有非球面的情況時同等，且透鏡枚數亦係視為1枚。並且，透鏡折射率亦係設為成為基板之玻璃材料的折射率。複合型非球面透鏡，係為在成為基板之玻璃材料上塗布薄的樹脂材料而設為了非球面形狀之透鏡。

〈其中一種實施形態之攝像光學系的說明〉

圖1，係為用以對於實施形態中之攝像光學系作說明的對於其之構成作模式性展示的透鏡剖面圖。圖2，係為對於主光線之像面射入角的定義作展示之模式圖。另外，以下，主光線之像面射入角，係如圖2中所示一般，為朝向攝像面之射入光線中的最大畫角之主光線的相對於立起在像面上之垂直線的角度(deg、度)α，像面射入角α，係將當出瞳位置為較像面而更靠物體側的情況時之主光線角度設為正方向。

在圖1中，此攝像光學系1，係為在將光學像變換為電性訊號之攝像元件17的受光面上而形成物體(被攝 體)之光學像者，並從物體側起朝向像側而依序由第1乃至第4透鏡11~14之4枚的透鏡所構成之光學系。攝像元件17，係以使其之受光面與攝像光學系1之像面略一致的方式而被作配置(像面=攝像面)。

而，在此攝像光學系1中，係經由使第1乃至第4透鏡11~14全群送出地朝向光軸方向移動，來進行對焦。

進而，第1透鏡11，係具有正的折射力，第2透鏡12，係具有負的折射力，第3透鏡13，係具有正的折射力，而第4透鏡14，其兩面係為凹面，且具有負的折射力。更具體而言，在圖1所示之例中，第1透鏡11，係為兩面為凸形狀之雙凸正透鏡，第2透鏡12，係為將凸面朝向了物體側之半月形狀的負半月透鏡，第3透鏡13，係為像側為凸之正半月透鏡，而第4透鏡14，係為雙凹負透鏡。此些之第1乃至第4透鏡11~15，兩面係為非球面。進而，在圖1所示之例中，第4透鏡14，係為在其之中心(光軸近旁)處而具有負的折射力，並隨著朝向有效區域端而負的折射力逐漸變弱，當在沿著光軸AX之透鏡剖面(沿著光軸AX而包含有光軸AX之透鏡剖面)的輪廓線上而從光軸AX之交點起朝向前述有效區域端的情況時，係具有垂切點IP4、IP4。

此些之第1乃至第4透鏡11~14，例如係亦可為玻璃模透鏡，又，例如亦可為塑膠等之樹脂材料製透鏡。特別是，當搭載於行動終端處的情況時，從輕量化或低成本化之觀點來看，並且從加工性之觀點來看，係以樹脂材料製 透鏡為理想。在圖1所示之例中，此些之第1乃至第4透鏡11~14，係為樹脂材料製透鏡。

又，此攝像光學系1，當將在第1透鏡11處之物體側面的曲率半徑設為r1，並將第2透鏡12處之像側面的曲率半徑設為r4的情況時，係滿足下述(1)之條件式。

-1000<(r1+r4)/(r1-r4)<-55………(1)

又，在此攝像光學系1中，例如光圈等之光學性光圈15，係被配置在第1透鏡11之物體側處。

進而，在此攝像光學系1之像側，亦即是第4透鏡14之像側處，係被配置有濾鏡16或攝像元件17。濾鏡16，係為平行平板狀之光學元件，並為將各種光學濾鏡或攝像元件17之覆蓋玻璃(密封玻璃)等作模式性展示者。因應於使用用途、攝像元件、攝像機之構成等，係可將光學性之低通濾鏡、紅外線截除濾鏡等之光學濾鏡適宜作配置。攝像元件17，係為因應於經由此攝像光學系1所作了結像的被攝體之光學像中的光量，而光電變換為R(紅)、G(綠)、B(藍)之各成分的畫像訊號並輸出至特定之畫像處理電路(未圖示)處的元件。經由此些構件，物體側之被攝體的光學像，係藉由攝像光學系1而沿著其之光軸AX來以特定之倍率而被導引至攝像元件17之受光面處，並經由攝像元件17而使前述被攝體之光學像被攝像。

此種構成之攝像光學系1，係由4枚之第1乃至第4透鏡11~14所構成，經由使各別之第1乃至第4透鏡11~14具備有上述之光學特性，並將此些之4枚的第1~第4透鏡11~14從物體側起朝向像側地依序作配置，係能夠在成為小型化的同時，亦以F2.4程度之亮度來更良好地對於諸像差作修正。

更詳細而言，攝像光學系1，係從物體側起，而依序配置光圈15和由第1乃至第3透鏡11~13所成之正透鏡群Gr1以及負的第4透鏡14所成之負透鏡群Gr2的所謂之望遠型，而成為對於攝像光學系(攝像透鏡)1之全長的縮短化而言為有利的透鏡構成。

而，經由將在第1乃至第4透鏡11~14之4枚構成中的2枚(於圖1所示之例中，係為第2以及第4透鏡12、14)設為負透鏡，係能夠將具有輻散作用之面增多，珀茲伐和之修正係成為容易。其結果，此攝像光學系1，係能夠一直到畫面之周邊部處而均確保有良好的結像性能。

又，經由將光圈15配置在第1透鏡11之物體側處，此攝像光學系1，係能夠確保像側光束之遠心(telecentric)性。

進而，經由將第4透鏡14設為雙凹之形狀，由於係成為並不會有第4透鏡14之周邊部朝向像面方向而大幅度突出的情況，因此，係能夠避免其與被配置在第4透鏡14和例如固體攝像元件等之攝像元件17處的受光面之間 之例如光學性的低通濾鏡、紅外線截除濾鏡或者是攝像元件封裝之密封玻璃等的平行平板(在圖1所示之例中，係為濾鏡16)相接觸，或者是避免其與攝像元件17之基板等的接觸，並且，係能夠將後焦距縮短，而成為有利於攝像光學系1之全長的縮短化之構成。

而，上述條件式(1)，係為用以經由對於第1透鏡11之物體側面和第2透鏡12之像側面的曲率半徑間之關係作規定，來達成攝像光學系1之全長的縮短化以及適當之像差修正的條件式。經由使此條件式(1)之值低於其之上限值，第2透鏡12之像側面的曲率半徑係不會變得過強，高次之球面像差或彗形像差的發生係被抑制，進而，製造誤差之影響亦變小，而量產性亦會提升，故為理想。另一方面，經由使此條件式(1)超過其之下限值，由於係能夠防止相對於第1透鏡11之物體側面而使第2透鏡12之像面側的曲率半徑變得過弱，並將主點位置配置在物體側處，因此，係能夠將攝像光學系1之全長縮短化，而為理想。

根據此種觀點，條件式(1)，較理想，係成為下述條件式(1A)。

-800<(r1+r4)/(r1-r4)<-60………(1A)

另外，所謂小型化，在本說明書中，係指將從攝像光學系全體之中而最靠物體側之透鏡的透鏡面起直到像側焦 點為止之光軸上的距離設為L，並將攝像面對角線長度(例如固體攝像元件等之中的矩形實行像素區域之對角線長度)設為2Y的情況時，而滿足L/2Y<1，更理想係滿足L/2Y<0.9。所謂像側焦點，係指與光軸平行之平行光線射入至攝像光學系中的情況時之像點。又，當在攝像光學系之最靠像側之面和像側焦點之間被配置有例如光學性之低通濾鏡、紅外線截除濾鏡或者是固體攝像元件封裝之密封玻璃等的平行平板之構件的情況時，此平行平板構件，係作為空氣換算距離而對於前述式子作計算。

又，在此攝像光學系1中，第1透鏡11，兩面係為凸形狀。一般而言，為了謀求光學系之全長的縮短化，係有必要將第1透鏡之折射力(光學性功率)保持為強。此攝像光學系1，係經由將第1透鏡11設為雙凸形狀，而能夠使光學性功率之分配藉由兩面來作分擔。因此，此種構成之攝像光學系1，係經由對於單面側之曲率半徑變得極端強(小)一事作防止，而能夠對於高次之球面像差或彗形像差的發生作抑制。

又，在此攝像光學系1中，第2透鏡12，係為將凸面朝向了物體側之半月形狀。此種構成之攝像光學系1，係經由將第2透鏡12設為將凸面朝向了物體側之半月形狀，而成為能夠將主點位置配置在物體側處，並能夠達成攝像光學系1之全長的縮短化。

又，在上述之攝像光學系1中，第1乃至第4透鏡11~14之全部，係為藉由樹脂材料所形成之樹脂材料製透 鏡。

近年來，以固體攝像裝置全體之小型化作為目的，就算是相同像素數之固體攝像元件，像素節距亦係為小，其結果，係開發出攝像面尺寸為小之裝置。此種攝像面尺寸為小之固體攝像元件用的攝像光學系，由於係需要將全系之焦距相對性而言地設為較短，因此，各透鏡之曲率半徑或外徑係會變得相當小。故而，相較於藉由會耗費精力之研磨加工所製造的玻璃透鏡，經由將全部的透鏡以藉由射出成形所製造之塑膠透鏡來構成，就算是曲率半徑或外徑為小之透鏡，亦成為能夠低價地作大量生產。又，塑膠透鏡，由於係能夠將沖壓溫度降低，因此，係能夠對於成形模之損耗作抑制，其結果，係能夠使成形模之交換次數或維修次數減少，並謀求成本之降低。因此，本實施形態之攝像光學系1，係能夠較為容易地實現特定之性能，而能夠謀求低成本化。

又，在此攝像光學系1中，當將第1透鏡以及第2透鏡之合成焦距設為f2，並將攝像光學系1全系之焦距設為f的情況時，第1透鏡11以及第2透鏡12，係滿足下述(2)之條件式。

1<f12/f<1.7………(2)

此條件式(2)，係為用以經由對於第1透鏡11和第2透鏡12之合成焦距f12作適當的設定，來達成更加理想 之攝像光學系1全長的縮短化以及像差修正之條件式。故而，經由使上述條件式(2)之值低於其之上限值，此種構成之攝像光學系1，係能夠將第1透鏡11和第2透鏡12間之正的合成焦距作適度的維持，而能夠將其之全長縮短化。另一方面，經由使上述條件式(2)之值超過其之下限值，係能夠防止第1透鏡11和第2透鏡12間之正的合成焦距變得過短，而能夠對於高次之球面像差或彗形像差的發生作抑制。

根據此種觀點，條件式(2)，較理想，係成為下述條件式(2A)。

1.15<f12/f<1.5………(2A)

又，在此攝像光學系1中，第4透鏡14，在將第4透鏡之光軸上的厚度設為T4的情況時，係滿足下述(3)之條件式。

0.05<T4/f<0.17………(3)

如同上述一般，攝像光學系1之第4透鏡14的像側面，係成為會隨著從光軸AX起朝向周邊移動而負的折射力係變弱並且具備有垂切點之非球面形狀。因此，此種構成之攝像光學系1，係易於確保像側光束之遠心特性。又，第3透鏡13之像側面，由於係成為並不需要在透鏡 周邊部處而過度地使負的折射力變弱，因此，此種構成之攝像光學系1，係能夠對於軸外像差作良好的修正。

而，上述條件式(3)，係為用以對於第4透鏡14之軸上厚度作適當的設定，並適切地達成攝像光學系1之像面性的條件式。第4透鏡14，一般而言，相較於其他的透鏡，由於在光軸附近之折射力和在周邊處之折射力係大為相異，因此，軸上厚度係對於像面彎曲而賦予很大的影響。因此，經由使上述條件式(3)之值落入上述範圍內(滿足上述範圍)，此種構成之攝像光學系1，係能夠防止攝像光學系1之像面性過於傾向過曝(OVER)側或者是過暗(UNDER)側。

根據此種觀點，條件式(3)，較理想，係成為下述條件式(3A)。

0.08<T4/f<0.15………(3A)

另外，所謂垂切點，係指在透鏡之有效半徑內的沿著光軸之透鏡剖面(沿著光軸並包含該光軸之透鏡剖面)的輪廓線之曲線上的各個點之中，非球面頂點之切平面會成為與光軸相垂直之平面一般的非球面上之點。所謂有效區域，係指在設計上，作為會光學性地作為透鏡來使用之區域所設定了的區域。

又，在此攝像光學系1中，當將在第4透鏡14處之物體側面的曲率半徑設為r7，並將第4透鏡14處之像側 面的曲率半徑設為r8的情況時，第4透鏡14，係滿足下述(4)之條件式。

0.1<(r7+r8)/(r7-r8)<1………(4)

此條件式(4)，係為用以對於第4透鏡14之面形狀作適當的設定並將後焦距作最適化之條件式。故而，在此種構成之攝像光學系1中，經由使上述條件式(4)之值低於其之上限值，係成為並不會有第4透鏡14之周邊部朝向像面方向而大幅度突出的情況，因此，此種構成之攝像光學系1，係能夠避免與被配置在第4透鏡14和攝像元件17處之間之例如光學性的低通濾鏡、紅外線截除濾鏡或者是攝像元件封裝之密封玻璃等的平行平板亦或是攝像元件17之基板等的構件相接觸。另一方面，經由使上述條件式(4)之值超過其之下限值，係能夠適度地維持第4透鏡14之物體側面的折射力並將後焦距縮短化，藉由此，此種構成之攝像光學系1，係成為能夠將攝像光學系1之全長縮短化。

根據此種觀點，條件式(4)，較理想，係成為下述條件式(4A)。

0.5<(r7+r8)/(r7-r8)<1………(4A)

又，在此攝像光學系1中，在將第2透鏡12處之像 側面的曲率半徑設為r3的情況時，第2透鏡12，係滿足下述(5)之條件式。

1.6<r3/f<2.2………(5)

此條件式(5)，係為用以對於第2透鏡12之物體側面的曲率半徑作適當設定，並達成攝像光學系1之全長的縮短化以及適當之像差修正的條件式。經由使上述條件式(5)之值低於其之上限值，係能夠防止第2透鏡12之負的光學功率變得過大，此種構成之攝像光學系1，係能夠達成攝像光學系1之全長的縮短化。另一方面，經由使上述條件式(5)之值超過其之下限值，此種構成之攝像光學系1，係能夠對於在第2透鏡12之物體側面處所發生的高次之球面像差或彗形像差作抑制。

根據此種觀點，條件式(5)，較理想，係成為下述條件式(5A)。

1.75<r3/f<2.15………(5A)

又，在此攝像光學系1中，在將第3透鏡13之光軸上的厚度設為T3的情況時，第3透鏡，係滿足下述(6)之條件式。

0.1<T3/f<0.6………(6)

此條件式(6)，係為用以對於第3透鏡13之軸上厚度T3作適當設定，並達成攝像光學系1之全長的縮短化以及適當之像差修正的條件式。經由使上述條件式(6)之值超過其之下限值，此種構成之攝像光學系1，係能夠對於第3透鏡13之焦距f3作適度的維持，並能夠達成攝像光學系1之全長的縮短化。另一方面，經由使上述條件式(6)之值低於其之上限值，此種構成之攝像光學系1，第3透鏡13之焦距f3係不會變得過短，而能夠對於高次之球面像差或彗形像差的發生作抑制。

根據此種觀點，條件式(6)，較理想，係成為下述條件式(6A)。

0.25<T3/f<0.4………(6)

又，在此些之上述的攝像光學系1中，在可動之第1乃至第4透鏡11~14等的驅動中，係可使用凸輪或步進馬達等，或者是亦可使用壓電致動器。在使用壓電致動器的情況時，係能夠對於驅動裝置之體積以及消耗電力之增加作抑制，並且亦能夠將各群獨立地作驅動，而能夠謀求攝像裝置之更進一步的緊緻(compact)化。

又，於上述記載中，雖係採用樹脂材料製透鏡，但是，在此些之上述的攝像光學系1中，係亦可使用具有非球面之玻璃透鏡。於此情況，此非球面玻璃透鏡，係亦可 為玻璃模非球面透鏡、或者是研削非球面玻璃透鏡、又或是複合型非球面透鏡(在球面玻璃透鏡上形成有非球面形狀之樹脂者)。玻璃模非球面透鏡，係適於大量生產，故為理想，複合型非球面透鏡，由於可成為基板之玻璃材料的種類係為多，因此設計之自由度係變高。特別是，在使用有高折射率材料之非球面透鏡中，由於模之形成係並不容易，因此，係以複合型非球面透鏡為理想。又，在單面非球面的情況時，係成為能夠對於複合型非球面透鏡之優點作最大限度的活用。

又，在此些之上述的攝像光學系1中，當使用塑膠透鏡的情況時，較理想，係身為使用在塑膠(樹脂材料)中分散有最大長度為30奈米以下之粒子的素材所成形之透鏡。

一般而言，若是在透明的樹脂材料中混合微粒子，則由於光會散射而透過率會降低，因此係難以作為光學材料來使用，但是，經由使微粒子之大小成為較透過光束之波長更小，光實質上係並不會散射。而，樹脂材料，雖然會伴隨著溫度上升而使折射率降低，但是，無機粒子係會相反的隨著溫度上升而使折射率上升。因此，藉由利用此種溫度依存性來使其產生相互抵消的作用，係能夠成為相對於溫度變化而幾乎不會產生折射率之變化。更具體而言，經由在成為母材之樹脂材料中使最大長度為30奈米以下之無機微粒子作分散，係成為將折射率之溫度依存性作了降低的樹脂材料。例如，係在丙烯酸樹脂中，分散氧化鈮 (Nb₂O₅)之微粒子。在此些之上述的攝像光學系1中，藉由在相對上折射率較大之透鏡處、或者是在全部的透鏡處，而使用此種使微粒子作了分散之塑膠材料，係成為能夠將攝像光學系1全系之溫度變化時的像點位置變動抑制為更小。

此種使無機微粒子作了分散的塑膠材料製透鏡，係以如同下述一般地成形為理想。

若針對折射率之溫度變化作說明，則折射率之溫度變化n(T)，係根據洛倫茲-洛倫茨方程式，而經由將折射率n以溫度T來作微分，而以數式Fa來作表示。

但是，α係為線膨脹係數，〔R〕係為分子折射。

在樹脂材料的情況時，一般而言，對於折射率之溫度依存性的影響，相較於式Fa中之第1項，第2項係為小，而能夠忽略。例如，在PMMA樹脂的情況時，線膨脹係數α，係為7×10^-5，若是代入至式Fa中，則係成為n(T)=-12×10^-5(/℃)，而與實測值略一致。

具體而言，於先前，較理想，係將-12×10^-5(/℃)程度之折射率的溫度變化n(T)，抑制在絕對值為未滿8×10^-5(/℃)。更理想，係抑制在絕對值為未滿6×10^-5(/℃)。

故而，作為此種樹脂材料，係以聚烯烴系之樹脂材料 或聚碳酸酯系之樹脂材料或者是聚酯系之樹脂材料為理想。聚烯烴系之樹脂材料，折射率之溫度變化n(T)，係成為約-11×10^-5(/℃)，聚碳酸酯系之樹脂材料，折射率之溫度變化n(T)，係成為約-14×10^-5(/℃)，而，聚酯系之樹脂材料，折射率之溫度變化n(T)，係成為約-13×10^-5(/℃)。

〈將攝像光學系作了組入之數位機器的說明〉

接著，針對被組入有上述之攝像光學系1的數位機器作說明。

圖3，係為對於實施形態中之數位機器的構成作展示之區塊圖。數位機器3，係為了達成攝像功能，而構成為具備有攝像部30、畫像產生部31、畫像資料緩衝器32、畫像處理部33、驅動部34、控制部35、記憶部36以及I/F部37。作為數位機器3，例如，係可列舉出數位相機、視訊攝像機、監視攝像機(監視器)、行動電話或攜帶資訊終端(PDA)等之攜帶終端、個人電腦以及可攜型電腦，並可包含此些之周邊機器(例如滑鼠、掃描器以及印表機等)。特別是，本實施形態之攝像光學系1，係被充分地緊緻化成能夠搭載在行動電話或攜帶資訊終端(PDA)等之攜帶終端中，而能夠合適地搭載於此攜帶終端中。

攝像部30，係構成為具備有攝像裝置21和攝像元件17。攝像裝置21，係構成為具備有：作為攝像透鏡而起作 用之如圖1中所示一般的攝像光學系1、和為了在光軸方向上進行對焦而用以驅動透鏡並進行對焦的省略圖示之透鏡驅動裝置等。從被攝體而來之光線，係經由攝像光學系1而被結像在攝像元件17之受光面上，並成為被攝體之光學像。

攝像元件17，係如同上述一般，將藉由攝像光學系1所結像了的被攝體之光學像，變換為R、G、B之色成分的電性訊號(畫像訊號)，並作為R、G、B各色之畫像訊號而輸出至畫像產生部31處。攝像元件17，係經由控制部35，而對於進行靜止畫或動畫之其中一方的攝像、或者是對於在攝像元件17處之各像素的輸出訊號之讀出(水平同步、垂直同步、傳輸)等的攝像動作作控制。

畫像產生部31，係對於從攝像元件17而來之類比輸出訊號，而進行放大處理、數位變換處理等，並且，對於畫像全體而進行適當之黑準位的決定、γ修正、白平衡調整(WB調整)、輪廓修正以及色不均修正等的週知之畫像處理，而根據畫像訊號來產生畫像資料。藉由畫像產生部31所產生的畫像資料，係被輸出至畫像資料緩衝器32處。

畫像資料緩衝器32，係為將畫像資料暫時性作記憶，並且作為用以經由畫像處理部33來對於此畫像資料進行後述之處理時的作業區域，而被作使用之記憶體，例如，係藉由身為揮發性之記憶元件的RAM(Random Access Memory)等所構成。

畫像處理部33，係為對於畫像資料緩衝器32之畫像資料而進行解析度變換等之特定的畫像處理之電路。

又，因應於需要，畫像處理部33，係亦可構成為進行對於被形成在攝像元件17之受光面上的被攝體之光學像中的歪曲作修正之週知的歪曲修正處理等，來對於在攝像光學系1中所無法完全作修正的像差進行修正。歪曲修正，係為將由於像差而歪曲了的畫像，修正為與肉眼所見到的景象相同之相似形的大略不存在有歪曲之自然的畫像者。經由設為此種構成，就算是在經由攝像光學系1所導引至攝像元件17處之被攝體的光學像中產生有歪曲，亦成為能夠產生大略不存在有歪曲之自然的畫像。又，在此種將歪曲藉由以資訊處理所致之畫像處理來作修正的構成中，由於特別是僅需要對於除了歪曲像差以外之其他的諸像差作考慮即可，因此，攝像光學系1之設計的自由度係增加，設計係成為更加容易。又，在此種將歪曲藉由以資訊處理所致之畫像處理來作修正的構成中，由於特別是由接近像面之透鏡所導致的像差負擔係被減輕，因此，出瞳位置之控制係成為容易，而能夠將透鏡形狀設為加工性良好之形狀。

又，因應於需要，畫像處理部33，係亦可包含有對於被形成在攝像元件17之受光面上的被攝體之光學像中的周邊照度之降低作修正的週知之周邊照度降低修正處理。周邊照度降低修正處理(陰影修正)，係經由將用以進行周邊照度降低之修正的修正資料預先作記憶，並對於攝影 後之畫像(像素)而乘算上修正資料，來實行之。周邊照度降低，由於主要係為經由在攝像元件17處之感度的射入角依存性、透鏡之口徑光蝕以及四次餘弦定律(cosine fourth law)等而產生，因此，前述修正資料，係被設定為會對於經由此些之要因所產生的照度降低作修正一般之特定值。經由設為此種構成，就算是在經由攝像光學系1所導引至攝像元件17處之被攝體的光學像中產生有周邊照度降低的情形，亦成為能夠產生直到周邊處均持有充分之照度的畫像。

另外，在本實施形態中，係亦可經由相對於在攝像元件17之攝像面上的像素節距，而將色濾鏡或者是晶片上微透鏡陣列(on-chip microlens alley)的配置之節距，以能夠減輕陰影的方式來設定為更些許小，而進行陰影修正。在此種構成中，經由將前述節距設定為更些許小，由於越接近攝像元件17處之攝像面的周邊處，相對於各像素之色濾鏡或晶片上微透鏡陣列係越朝向攝像光學系1之光軸側而平移，因此，係能夠將傾斜射入之光束有效率地導引至各像素之受光部處。藉由此，係能夠將在攝像元件17處所產生之陰影抑制為小。

驅動部34，係經由根據從控制部35所輸出之控制訊號來使省略圖示之前述透鏡驅動裝置動作，而以進行所期望之對焦的方式來驅動攝像光學系1中之用以進行對焦的透鏡。

控制部35，例如係構成為具備有微處理器以及其之周 邊電路等，並將攝像部30、畫像產生部31、畫像資料緩衝器32、畫像處理部33、驅動部34、控制部35、記憶部36以及I/F部37之各部的動作，依據其自身之功能來作控制。亦即是，經由此控制部35，攝像裝置21，係被控制為實行被攝體之靜止畫攝影以及動畫攝影之至少其中一方的攝影。

記憶部36，係為將經由被攝體之靜止畫攝影或者是動畫攝影所產生之畫像資料作記憶的記憶電路，例如，係構成為具備有身為非揮發性之記憶元件的ROM(Read Only Memory)、或者是身為可改寫之非揮發性之記憶元件的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、或者是RAM等。亦即是，記憶部36，係具備有作為靜止畫用以及動畫用之記憶體的功能。

I/F部37，係為與外部機器進行畫像資料之送受訊的介面，例如，係為準據於USB或IEEE1394等之規格的介面。

以下，針對此種構成之數位機器3的攝像動作作說明。

在攝影靜止畫的情況時，控制部35，係以使攝像裝置21進行靜止畫之攝影的方式而作控制，並且，透過驅動部34來使攝像裝置21之省略圖示的前述透鏡驅動裝置動作，而經由全群送出來進行對焦。藉由此，使焦距對準了的光學像，係在攝像元件17之受光面上週期性地反覆結像，並被變換為R、G、B之色成分的畫像訊號，之後， 被輸出至畫像產生部31處。該畫像訊號，係被暫時性地記憶在畫像資料緩衝器32中，並在藉由畫像處理部33而進行了畫像處理之後，根據該畫像訊號所成之畫像，係被顯示在顯示器(未圖示)上。而後，攝影者，係成為能夠藉由參考前述顯示器，來以使主被攝體會被納入至該畫面中之所期望之位置處的方式而進行調整。在此狀態下，藉由壓下所謂的快門鍵(未圖示)，畫像資料係被儲存在作為靜止畫用之記憶體的記憶部36中，並得到靜止畫像。

又，在進行動畫攝影的情況時，控制部35，係以使攝像裝置21進行動畫之攝影的方式來作控制。之後，與靜止畫攝影之情況相同的，攝影者，係能夠藉由對於前述顯示器(未圖示)作參考，來以使通過攝像裝置21所得到的被攝體之像被納入至該畫面中之所期望之位置處的方式來作調整。經由壓下前述快門鍵(未圖示)，動畫攝影係開始。而後，在動畫攝影時，控制部35，係以使攝像裝置21進行動畫之攝影的方式而作控制，並且，透過驅動部34來使攝像裝置21之省略圖示的前述透鏡驅動裝置動作，而進行對焦。藉由此，使焦距對準了的光學像，係在攝像元件17之受光面上週期性地反覆結像，並被變換為R、G、B之色成分的畫像訊號，之後，被輸出至畫像產生部31處。該畫像訊號，係被暫時性地記憶在畫像資料緩衝器32中，並在藉由畫像處理部33而進行了畫像處理之後，根據該畫像訊號所成之畫像，係被顯示在顯示器(未圖示)上。之後，經由再度壓下前述快門鍵(未圖示)， 動畫攝影係結束。被攝影了的動畫像，係被導引至作為動畫用之記憶體的記憶部36處並被儲存。

在此種構成中，係提供一種攝像裝置21以及數位機器3，該攝像裝置21以及數位機器3，係使用有身為F2.4程度之明亮度，並且為小型且能夠對於諸像差作更為良好之修正的4枚之透鏡構成的攝像光學系1。特別是，攝像光學系1，由於係能夠謀求小型化以及高性能化，因此，係能夠在謀求小型化(緊緻化)的同時，亦採用高像素之攝像元件17。特別是，由於攝像光學系1係為小型且能夠適用在高像素攝像元件中，因此，對於在高像素化或高功能化上有所進展之行動終端而言，係為合適。以下，作為其中一例，針對在行動電話中搭載有攝像裝置21的情況作說明。

圖4，係為對於數位機器之其中一種實施形態作展示的附有攝像機之行動電話的外觀構成圖。圖4(A)，係對於行動電話之操作面作展示，圖4(B)，係對於操作面之背面側，亦即是對於背面作展示。

於圖4中，在行動電話機5中，係於上部具備有天線51，在其之操作面處，係如圖4(A)中所示一般，具備有長方形之顯示器52、進行畫像攝影模式之起動以及靜止畫攝影和動畫攝影間之切換的畫像攝影鍵53、快門鍵55、以及撥號鍵56。

而，在此行動電話機5中，係內藏有實現使用有行動電話網路之電話功能的電路，並且，係內藏有上述之攝像 部30、畫像產生部31、畫像資料緩衝器32、畫像處理部33、驅動部34、控制部35以及記憶部36，攝像部30之攝像裝置21，係面臨背面。

若是畫像攝影鍵53被進行操作，則代表該操作內容之控制訊號，係被輸出至控制部35處，控制部35，係實行像是靜止畫攝影模式之啟動、實行或者是動畫攝影模式之啟動、實行等的與該操作內容相對應之動作。而，若是快門鍵55被進行操作，則代表該操作內容之控制訊號，係被輸出至控制部35處，控制部35，係實行像是靜止畫攝影或者是動畫攝影等的與該操作內容相對應之動作。

〈攝像光學系之更為具體的實施形態之說明〉

以下，針對如圖1中所示一般之攝像光學系1，亦即是，針對在被搭載於如同圖3中所示一般之數位機器3處的攝像裝置21中所具備的攝像光學系1之具體性構成，參考圖面來作說明。

〔實施例〕

圖5乃至圖10，係為對於實施例1乃至實施例6中之攝像光學系中的透鏡之配列作展示的剖面圖。圖11乃至圖16，係為實施例1乃至實施例6中之攝像光學系之像差圖。

實施例1~6之攝像光學系1A~1F，係如同在圖5乃至圖10之各圖中所示一般，第1乃至第4透鏡L1~L4， 係從物體側起朝向像側而依序被作配置，在進行對焦(焦距對準)時，第1乃至第4透鏡L1~L4，係全群送出地而在光軸方向AX上一體性移動。

更詳細而言，實施例1~6之攝像光學系1A~1F，係使第1乃至第4透鏡L1~L4從物體側起朝向像側而依序地如同下述一般來構成。

第1透鏡L1，係為具有正的折射力之雙凸正透鏡，第2透鏡L2，係為將凸面朝向了物體側之具有負的折射力之負半月透鏡，第3透鏡L3，係為將圖面朝向了像側之具有正的折射力之正半月透鏡，而第4透鏡L4，係為具有負的折射力之雙凹負透鏡。此些之第1乃至第4透鏡L1~L4，兩面係為非球面，並為樹脂材料製透鏡。而，第4透鏡L4之像側面，隨著從其之中心(光軸AX)而朝向有效區域端，前述負的折射力會逐漸變弱，當在沿著光軸AX之透鏡剖面(沿著光軸AX而包含有光軸AX之透鏡剖面)的輪廓線上而從光軸AX之交點起朝向有效區域端的情況時，係具有垂切點IPA4~IPF4、IPA4~IPF4。

光圈ST，係被配設在第1透鏡L1之物體側處。光圈ST，在各實施例之情況中亦為相同的，係可為開口光圈或機械式閘門或者是可變光圈。

而，在第4透鏡L4之像側處，係隔著作為濾鏡之平行平板FT而被配置有攝像元件SR之受光面。平行平板FT，係為各種光學濾鏡或攝像元件SR之覆蓋玻璃等。

在圖5乃至圖10中，被附加於各透鏡面上的號碼ri (i=1、2、3、…)，係為從物體側數起之第i個的透鏡面(但是，係將透鏡之接合面作為1個的面而計數)，在ri處附加有「＊」記號之面，係代表其為非球面。另外，平行平板FT之兩面以及攝像元件SR之受光面，亦係視為1個的面，光圈ST之面，亦係視為1個的面。此種處理方式以及符號的意義，針對各實施例，亦為相同。但是，係並不代表其全部為完全相同，例如，在各實施例之各圖中，於被配置在最靠物體側之透鏡面處，雖係同樣的附加有符號(r1)，但是，如同後述之編制資料中所示一般，係並不代表此些之曲率為在各實施例中而均為相同。

在此種構成之下，從物體側而射入了的光線，係沿著光軸AX，而依序通過光圈ST、第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4以及平行平板FT，並在攝像元件SR之受光面上形成物體之光學像。而，在攝像元件SR處，光學像係被變換為電性訊號。此電性訊號，係因應於需要而被施加特定之數位畫像處理，並作為數位影像訊號，而例如被記錄在數位相機等之數位機器的記憶體中，或者是透過介面而經由有線或無線之通訊來傳輸至其他的數位機器處。

在各實施例之攝像光學系1A~1F中的各透鏡之編制資料，係如下所述。

首先，於以下，對於在實施例1之攝像光學系1A中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例1

非球面資料

第2面

K=0.61922E+00、A4=-0.26416E-01、A6=-0.36817E-01、A8=0.20788E-01、A10=-0.22500E-01

第3面

K=-0.67572E+01、A4=-0.11387E-01、A6=-0.26456E-01、A8= 0.69959E-01、A10=-0.47760E-01

第4面

K=-0.41325E+01、A4=-0.34785E-01、A6=-0.60106E-02、A8=0.11783E+00、A10=-0.30290E-01、A12=-0.34564E-01

第5面

K=-0.16739E+01、A4=0.79913E-02、A6=0.25187E-01、A8=-0.19002E-02、A10=0.10522E+00、A12=-0.80140E-01

第6面

K=0.48670E+02、A4=0.61034E-01、A6=-0.12844E+00、A8=0.16286E+00、A10=-0.75348E-01、A12=0.15723E-01

第7面

K=-0.48941E+01、A4=-0.14695E+00、A6=0.12510E+00、A8=-0.11833E+00、A10=0.81354E-01、A12=-0.18372E-01

第8面

K=0.40000E+03、A4=-0.21942E+00、A6=0.13554E-01、A8=0.66277E-01、A10=-0.33886E-01、A12=0.64851E-02、A14=-0.31694E-03

第9面

K=-0.57134E+01、A4=-0.16514E+00、A6=0.92086E-01、A8=-0.39873E-01、A10=0.11298E-01、A12=-0.18667E-02、A14=0.13125E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

接著，於以下，對於在實施例2之攝像光學系1B中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例2

非球面資料

第2面

K=0.64162E+00，A4=-0.25436E-01，A6=-0.36892E-01，A8=0.21677E-01，A10=-0.21474E-01

第3面

K=-0.92148E+01，A4=-0.95609E-02，A6=-0.24788E-01，A8=0.71304E-01，A10=-0.49069E-01

第4面

K=-0.46304E+01，A4=-0.35039E-01，A6=-0.70042E-02，A8=0.11904E+00，A10=-0.32540E-01，A12=-0.35312E-01

第5面

K=-0.17602E+01，A4=0.69022E-02，A6=0.26056E-01，A8=-0.15337E-02，A10=0.10274E+00，A12=-0.81082E-01

第6面

K=0.45056E+02，A4=0.61519E-01，A6=-0.12084E+00， A8=0.16524E+00，A10=-0.73974E-01，A12=0.13793E-01

第7面

K=-0.47736E+01，A4=-0.14524E+00，A6=0.12747E+00，A8=-0.11692E+00，A10=0.81714E-01，A12=-0.18215E-01

第8面

K=0.40000E+03，A4=-0.21155E+00，A6=0.14812E-01，A8=0.65105E-01，A10=-0.34010E-01，A12=0.66107E-02，A14=-0.32092E-03

第9面

K=-0.56695E+01，A4=-0.16198E+00，A6=0.91490E-01，A8=-0.39660E-01，A10=0.11280E-01，A12=-0.18677E-02，A14=0.13055E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

第1透鏡L1 2.614

接著，於以下，對於在實施例3之攝像光學系1C中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例3

非球面資料

第2面

K=0.62322E+00，A4=-0.26849E-01，A6=-0.36216E-01，A8=0.19442E-01，A10=-0.21897E-01

第3面

K=-0.60691E+01，A4=-0.11741E-01，A6=-0.24483E-01，A8=0.67934E-01，A10=-0.47494E-01

第4面

K=-0.30629E+01，A4=-0.34292E-01，A6=-0.53860E-02，A8=0.11835E+00，A10=-0.31083E-01，A12=-0.35107E-01

第5面

K=-0.16148E+01，A4=0.88283E-02，A6=0.24112E-01，A8=-0.12431E-02，A10=0.10861E+00，A12=-0.83273E-01

第6面

K=0.50035E+02，A4=0.61044E-01，A6=-0.13057E+00，A8=0.16302E+00，A10=-0.76267E-01，A12=0.16624E-01

第7面

K=-0.49378E+01，A4=-0.14761E+00，A6=0.12481E+00，A8=-0.11875E+00，A10=0.81339E-01，A12=-0.18395E-01

第8面

K=0.40000E+03，A4=-0.22206E+00，A6=0.13864E-01，A8=0.66675E-01，A10=-0.33862E-01，A12=0.63645E-02，A14=-0.29164E-03

第9面

K=-0.57245E+01，A4=-0.16591E+00，A6=0.92276E-01， A8=-0.39887E-01，A10=0.11306E-01，A12=-0.18737E-02，A14=0.13246E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

接著，於以下，對於在實施例4之攝像光學系1D中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例4

非球面資料

第2面

K=0.62107E+00，A4=-0.26315E-01，A6=-0.36696E-01，A8=0.20896E-01，A10=-0.22514E-01

第3面

K=-0.68408E+01，A4=-0.11301E-01，A6=-0.26325E-01，A8=0.69862E-01，A10=-0.47577E-01

第4面

K=-0.42152E+01，A4=-0.34826E-01，A6=-0.61296E-02，A8=0.11791E+00，A10=-0.30615E-01，A12=-0.33979E-01

第5面

K=-0.16858E+01，A4=0.78428E-02，A6=0.25054E-01，A8=-0.17820E-02，A10=0.10411E+00，A12=-0.78809E-01

第6面

K=0.48646E+02，A4=0.60894E-01，A6=-0.12851E+00，A8=0.16273E+00，A10=-0.75630E-01，A12=0.15865E-01

第7面

K=-0.48956E+01，A4=-0.14730E+00，A6=0.12537E+00，A8=-0.11826E+00，A10=0.81325E-01，A12=-0.18400E-01

第8面

K=0.40000E+03，A4=-0.21941E+00，A6=0.13863E-01，A8=0.66225E-01，A10=-0.33859E-01，A12=0.64559E-02，A14=-0.31228E-03

第9面

K=-0.57312E+01，A4=-0.16465E+00，A6=0.91848E-01，A8=-0.39804E-01，A10=0.11298E-01，A12=-0.18707E-02，A14=0.13175E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

接著，於以下，對於在實施例5之攝像光學系1E中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例5

非球面資料

第2面

K=0.64790E+00，A4=-0.25198E-01，A6=-0.36700E-01，A8=0.19492E-01，A10=-0.19750E-01

第3面

K=-0.93736E+01，A4=-0.97166E-02，A6=-0.25706E-01，A8=0.73936E-01，A10=-0.51589E-01

第4面

K=0.26553E+01，A4=-0.31698E-01，A6=-0.73939E-02，A8=0.11582E+00，A10=-0.34375E-01，A12=-0.31283E-01

第5面

K=-0.16396E+01，A4=0.89770E-02，A6=0.26413E-01，A8=-0.66480E-02，A10=0.99281E-01，A12=-0.74104E-01

第6面

K=0.47683E+02，A4=0.60002E-01，A6=-0.11217E+00，A8=0.15822E+00，A10=-0.74908E-01，A12=0.14858E-01

第7面

K=-0.48009E+01，A4=-0.14410E+00，A6=0.13159E+00，A8=-0.11660E+00，A10=0.80392E-01，A12=-0.18493E-01

第8面

K=0.40000E+03，A4=-0.20152E+00，A6=0.15242E-01， A8=0.63266E-01，A10=-0.34233E-01，A12=0.66441E-02，A14=-0.28591E-03

第9面

K=-0.57647E+01，A4=-0.15568E+00，A6=0.88198E-01，A8=-0.38649E-01，A10=0.11175E-01，A12=-0.19011E-02，A14=0.13705E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

接著，於以下，對於在實施例6之攝像光學系1F中的各透鏡之編制資料作展示。

數值實施例6

非球面資料

第2面

K=0.64587E+00，A4=-0.26148E-01，A6=-0.35239E-01，A8=0.19715E-01，A10=-0.21206E-01

第3面

K=-0.80138E+01，A4=-0.10339E-01，A6=-0.22766E-01，A8=0.68437E-01，A10=-0.48178E-01

第4面

K=-0.46053E+01，A4=-0.34957E-01，A6=-0.56803E-02，A8=0.11818E+00，A10=-0.31044E-01，A12=-0.35791E-01

第5面

K=-0.17006E+01，A4=0.74300E-02，A6=0.22742E-01，A8=-0.15821E-02，A10=0.10891E+00，A12=-0.83496E-01

第6面

K=0.48552E+02，A4=0.61719E-01，A6=-012921E+00，A8=0.16470E+00，A10=-0.76050E-01，A12=0.16457E-01

第7面

K=-0.48849E+01，A4=-0.14736E+00，A6=0.12585E+00，A8=-0.11823E+00，A10=0.81714E-01，A12=-0.18179E-01

第8面

K=0.40000E+03，A4=-0.21942E+00，A6=0.13989E-01，A8=0.67012E-01，A10=-0.33825E-01，A12=0.63463E-02，A14=-0.29396E-03

第9面

K=-0.57105E+01，A4=-0.16502E+00，A6=0.92459E-01，A8=-0.39898E-01，A10=0.11322E-01，A12=-0.18707E-02，A14=0.13084E-03

各種資料

各透鏡之焦距(mm)

於此，上述各種資料之透鏡全長(TL)，係為當物體距離為無限時之透鏡全長(從第1透鏡物體側面起直到攝像面為止之距離)。ENTP，係為從入瞳起直到第1面(光圈)為止之距離，於此，由於係為入瞳=光圈，因此，係成為0。EXTP，係為從最終面(覆蓋玻璃像面側)起直到出瞳為止之距離，H1，係為從第1面(光圈)起直到物體側主點為止之距離，H2，係為從最終面(覆蓋玻璃像面側)起直到像側主點為止之距離。

在上述之面資料中，面號碼，係與在圖5乃至圖10中所示之各透鏡面處所附加的符號ri(i=1、2、3、…)的號碼i相對應。在號碼i處被附加有＊之面，係代表其為非球面(非球面形狀之折射光學面或者是具有與非球面等價之折射作用之面)。

又，“r”，係代表各面之曲率半徑(單位為mm)，“d”，係代表無限遠對焦狀態(在無限距離處之對焦狀態)下的光軸上之各透鏡面的間隔(軸上面間隔)，“nd”，係代表各透鏡之相對於d線(波長587.56nm)的折射率，“ν d”，係代表阿貝數，“ER”，係代表有效半徑(mm)。另外，光圈ST、平行平面板FT之兩面、攝像元件SR之受光面的各面，由於係為平面，因此，該些之曲率半徑，係成為∞(無限大)。

上述之非球面資料，係為對於被設為非球面之面(在面資料中而於號碼i處被附加有＊的面)的2次曲面參數(圓錐係數K)和非球面係數Ai(i=4、6、8、10、12、14、16)之值作展示者。

在各實施例中，非球面之形狀，當將面頂點作為原點，將光軸方向設為X軸，並將與光軸相垂直之方向的高度設為h的情況時，係藉由下式來定義。

X=(h²/R)/〔1+(1-(1+K)h²/R²)^1/2〕+Σ A_i．hⁱ

但是，Ai，係為i次之非球面係數，R，係為基準曲率半徑，而K，係為圓錐常數。

另外，關於在請求項、實施形態以及各實施例中所記載之近軸曲率半徑(r)，係可將在實際之透鏡測定的情況時之透鏡中央近旁(更具體而言，相對於透鏡外徑而為10%以內之中央區域)處的形狀測定值藉由最小平方法來 作擬合，並將此近似曲率半徑視為近軸曲率半徑。又，例如在使用了2次之非球面係數的情況時，係可將在非球面定義式之基準曲率半徑中而亦對於2次之非球面係數作了考慮的曲率半徑，視為近軸曲率半徑(例如，作為參考文獻，可參照松居吉哉著之「透鏡設計法」(共立出版股份有限公司)，第41~42頁)。

而，在上述非球面資料中，「En」，係代表「10的n次方」。例如，「E+001」，係代表「10的1次方」，「E-003」，係代表「10的負3次方」。

針對在上述一般之透鏡配置、構成下的各實施例之攝像透鏡1A~1F處的各像差，在圖11乃至圖16中分別作展示。

圖11乃至圖16中，係對於在距離無限遠下之像差圖作展示，各圖之(A)、(B)以及(C)，係分別依序對於球面像差(正弦條件)(LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION)、非點像差(ASTIGMATISM FIELD CURVE)以及歪曲像差(DISTORTION)作展示。球面像差之橫軸，係將焦距之偏差以mm單位來作展示，其之縱軸，係以藉由最大射入高度來作了正規化的值作展示。非點像差之橫軸，係將焦距之偏差以mm單位來作展示，其之縱軸，係將像高度以mm單位來作展示。歪曲像差之橫軸，係以實際像高度之相對於理想像高度的比例(%)來作展示，其之縱軸，係將像高度以mm單位來作展示。又，在非點像差之圖中，虛線係代表在切線(子午)面之 結果，實線，係代表在弧矢(徑向)面處之結果。

在球面像差之圖中，係以實線來對於d線(波長587.56nm)之光的像差作展示，並以虛線來對於g線(波長435.84nm)之光的像差作展示。非點像差以及歪曲像差之圖，係為使用了上述d線(波長587.56nm)之情況時的結果。

在表1中，對於在上述所列舉之實施例1~6的攝像光學系1A~1F中而分別代入了上述之條件式(1)~(6)的情況時之數值作展示。，

如同以上所說明一般，在上述實施例1~6中之攝像光學系1A~1F，係為4枚透鏡之構成，並且亦滿足上述之各條件，因此，其結果，係為F2.4程度之亮度，相較於先前技術之光學系，係能夠更加謀求小型化，並且能夠對於諸像差作更為良好之修正。而，在上述實施例1~6中之攝像光學系1A~1F，對於搭載在攝像裝置21以及數位機器3的情況，特別是對於搭載在行動終端5的情況時，係充分地達成小型化，並且，亦可採用高像素之攝像元件17。

例如，在8M像素或10M像素亦或是16M像素等之約8M~16M像素等級(級別)的高像素之攝像元件17中，當攝像元件17之尺寸為一定的情況時，由於像素節距係變短(像素面積係變窄)，因此，攝像光學系1A~1F，係成為需要具有與此像素節距相對應之解析度，當對於該所需要之解析度而例如藉由MTF來對於攝像光學系1作評價的情況時，例如係有必要將諸像差抑制在經由規格等所規定了的特定之範圍內，但是，上述實施例1~6中攝像光學系1A~1F，係如同在各像差圖中所示一般，諸像差為被抑制在特定之範圍內。故而，在上述實施例1~6中之攝像光學系1A~1F，由於係良好地對於諸像差作了修正，因此，例如係可合適地使用在5M~8M像素之等級的攝像元件17中。

另外，在上述實施例1~6中，射入至固體攝像元件之攝像面中的光束之主光線射入角，在攝像面周邊部處係 並非一定為充分的小。然而，如同上述一般，係能夠硬體性地或者是軟體性地，來對於陰影作修正。經由此種陰影對策，由於對陰影之要求係變得緩和，因此，本實施例之攝像光學系1A~1F，係能夠更加小型化。

本說明書，係如同上述一般而對於各種形態之技術有所揭示，但是，於下對於其中之主要的技術作總結。

其中一種形態之攝像光學系，係為從物體側起朝向像側，而依序由：光圈；和具備正的折射力之第1透鏡；和具備負的折射力之第2透鏡；和具備正的折射力之第3透鏡；和兩面為凹面之具備負的折射力之第4透鏡，所構成者，並且，係滿足上述(1)的條件式。此種構成之攝像光學系，係為F2.4程度之明亮的4枚之透鏡構成，而為更加小型，且能夠對於諸像差作更為良好之修正。

又，在另外一種形態中，於上述之攝像光學系中，較理想，前述第1透鏡，兩面係為凸形狀。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第2透鏡，係為將凸面朝向了物體側之半月形狀。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第1透鏡以及第2透鏡，係滿足上述(2)之條件式。

又，在另外一種形態中，於此些上述之攝像光學系中，較理想，前述第4透鏡之像側面，係為非球面形狀，在其之中心處，係具備負的折射力，並隨著朝向有效區域 端而負的折射力逐漸變弱，且當在沿著光軸之透鏡剖面的輪廓線處而從前述光軸之交點起朝向前述有效區域端的情況時，具備有垂切點，並且，係滿足上述(3)之條件式。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第4透鏡，係滿足上述(4)之條件式。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第2透鏡，係滿足上述(5)之條件式。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第3透鏡，係滿足上述(6)之條件式。

又，在另外一種形態中，於此些之上述之攝像光學系中，較理想，前述第1乃至第4透鏡之全部，係為藉由樹脂材料所形成之樹脂材料製透鏡。

而，在另外一種形態中之攝像裝置，係具備有此些之上述的任一者之攝像光學系、和將光學像變換為電性訊號之攝像元件，並設為能夠使前述攝像光學系在前述攝像元件之受光面上形成物體之光學像。

若依據此構成，則係能夠提供一種攝像裝置，其係使用有：不但為小型，並且能夠良好地對於諸像差作修正，而為F2.4程度之明亮的4枚之透鏡構成之攝像光學系。故而，此種攝像裝置，係能夠謀求小型化以及高性能化。

又，另外一種形態之數位機器，其特徵為：係具備有上述之攝像裝置、和使前述攝像裝置進行被攝體之靜止畫攝影以及動畫攝影之至少其中一方之攝影的控制部，前述攝像裝置之攝像光學系，係以能夠在前述攝像元件之攝像面上形成前述被攝體之光學像的方式，而被作組裝。而，較理想，數位機器，係由行動終端所成。

若依據此構成，則係能夠提供一種數位機器或行動終端，其係使用有：不但為小型，並且能夠良好地對於諸像差作修正，而為F2.4程度之明亮的4枚之透鏡構成之攝像光學系。故而，此種數位機器或行動終端，係能夠謀求小型化以及高性能化。

此申請案，係以2011年5月20日申請之日本專利申請特願2011-113743作為基礎，並將其之內容包含於本申請案中。

為了對於本發明作表現，於上述內容中，係參考圖面並透過實施形態來對於本發明作了適當且充分之說明，但是，只要是當業者，則應明瞭，係可容易地對於上述之實施形態作變更以及/或者是改良。故而，當業者所實施之變更形態或者是改良形態，只要在不脫離申請專利範圍中所記載之請求項的權利範圍之前提下，該變更形態或改良形態應被解釋為包含在該請求項之權利範圍中。

〔產業上之利用可能性〕

若依據本發明，則係能夠提供一種攝像光學系、攝像 裝置以及數位機器。

1‧‧‧攝像光學系

1A‧‧‧攝像光學系

1B‧‧‧攝像光學系

1C‧‧‧攝像光學系

1D‧‧‧攝像光學系

1E‧‧‧攝像光學系

1F‧‧‧攝像光學系

1G‧‧‧攝像光學系

1H‧‧‧攝像光學系

3‧‧‧數位機器

5‧‧‧行動電話機

11‧‧‧第1透鏡

12‧‧‧第2透鏡

13‧‧‧第3透鏡

14‧‧‧第4透鏡

15‧‧‧光圈

16‧‧‧濾鏡

17‧‧‧攝像元件

21‧‧‧攝像裝置

30‧‧‧攝像部

31‧‧‧畫像產生部

32‧‧‧畫像資料緩衝器

33‧‧‧畫像處理部

34‧‧‧驅動部

35‧‧‧控制部

36‧‧‧記憶部

37‧‧‧I/F部

51‧‧‧天線

52‧‧‧顯示器

53‧‧‧畫像攝影鍵

55‧‧‧快門鍵

56‧‧‧撥號鍵

r1‧‧‧第1透鏡面

r2 ＊‧‧‧第2透鏡面

r3 ＊‧‧‧第3透鏡面

r4 ＊‧‧‧第4透鏡面

r5 ＊‧‧‧第5透鏡面

r6 ＊‧‧‧第6透鏡面

r7 ＊‧‧‧第7透鏡面

r8 ＊‧‧‧第8透鏡面

r9 ＊‧‧‧第9透鏡面

r10‧‧‧第10透鏡面

r11‧‧‧第11透鏡面

L1‧‧‧第1透鏡

L2‧‧‧第2透鏡

L3‧‧‧第3透鏡

L4‧‧‧第4透鏡

FT‧‧‧平行平板

SR‧‧‧攝像元件

ST‧‧‧光學性光圈

AX‧‧‧光軸

IP4‧‧‧垂切點

IPA4‧‧‧垂切點

IPB4‧‧‧垂切點

IPC4‧‧‧垂切點

IPD4‧‧‧垂切點

IPE4‧‧‧垂切點

IPF4‧‧‧垂切點

〔圖1〕係為用以對於實施形態中之攝像光學系作說明的對於其之構成作模式性展示的透鏡剖面圖。

〔圖2〕對於主光線之像面射入角的定義作展示之模式圖。

〔圖3〕對於實施形態中之數位機器的構成作展示之區塊圖

〔圖4〕對於數位機器之其中一種實施形態作展示的附有攝像機之行動電話的外觀構成圖。

〔圖5〕對於實施例1之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖6〕對於實施例2之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖7〕對於實施例3之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖8〕對於實施例4之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖9〕對於實施例5之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖10〕對於實施例6之攝像光學系中的透鏡群之配列作展示的剖面圖

〔圖11〕實施例1中之攝像光學系的像差圖。

〔圖12〕實施例2中之攝像光學系的像差圖。

〔圖13〕實施例3中之攝像光學系的像差圖。

〔圖14〕實施例4中之攝像光學系的像差圖。

〔圖15〕實施例5中之攝像光學系的像差圖。

〔圖16〕實施例6中之攝像光學系的像差圖。

1‧‧‧攝像光學系

11‧‧‧第1透鏡

12‧‧‧第2透鏡

13‧‧‧第3透鏡

14‧‧‧第4透鏡

15‧‧‧光圈

16‧‧‧濾鏡

17‧‧‧攝像元件

AX‧‧‧光軸

IP4‧‧‧垂切點

Claims (12)

1. 一種攝像光學系，其特徵為，係為從物體側起朝向像側，而依序由：光圈；和具備正的折射力之第1透鏡；和具備負的折射力之第2透鏡；和具備正的折射力之第3透鏡；和兩面為凹面之具備負的折射力之第4透鏡，所構成者，並且，係滿足下述(1)的條件式：-1000<(r1+r4)/(r1-r4)<-55………(1)，其中，r1係為第1透鏡處之物體側面的曲率半徑，r4係為第2透鏡處之像側面的曲率半徑。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第1透鏡，其兩面係為凸形狀。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第2透鏡，係為使凸面朝向物體側之半月鏡形狀。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第1透鏡以及第2透鏡，係滿足下述(2)之條件式： 1<f12/f<1.7………(2)，其中，f12係為第1透鏡以及第2透鏡之合成焦距，f係為攝像光學系全系之焦距。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第4透鏡之像側面，係為非球面形狀，在其之中心處，係具備負的折射力，並隨著朝向有效區域端而負的折射力逐漸變弱，且當在沿著光軸之透鏡剖面的輪廓線處而從前述光軸之交點起朝向前述有效區域端的情況時，具備有垂切點，並且，係滿足下述(3)之條件式：0.05<T4/f<0.17………(3)，其中，T4係為第4透鏡之光軸上的厚度，f係為攝像光學系全系之焦距。
6. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第4透鏡，係滿足下述(4)之條件式：0.1<(r7+r8)/(r7-r8)<1………(4)，其中，r7係為第4透鏡處之物體側面的曲率半徑，r8係為 第4透鏡處之像側面的曲率半徑。
7. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第2透鏡，係滿足下述(5)之條件式：1.6<r3/f<2.2………(5)，其中，r3係為第2透鏡處之像側面的曲率半徑，f係為攝像光學系全系之焦距。
8. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第3透鏡，係滿足下述(6)之條件式：0.1<T3/f<0.6………(6)，其中，T3係為第3透鏡之光軸上的厚度，f係為攝像光學系全系之焦距。
9. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像光學系，其中，前述第1乃至第4透鏡之全部，係均為藉由樹脂材料所形成之樹脂材料製透鏡。
10. 一種攝像裝置，其特徵為，具備有：攝像光學系；和將光學像變換為電性訊號之攝像元件，前述攝像光學系，係被設為能夠在前述攝像元件之受 光面上形成物體之光學像，前述攝像光學系，係為從物體側起朝向像側，而依序由：光圈；和具備正的折射力之第1透鏡；和具備負的折射力之第2透鏡；和具備正的折射力之第3透鏡；和兩面為凹面之具備負的折射力之第4透鏡，所構成者，並且，係滿足下述(1)的條件式：-1000<(r1+r4)/(r1-r4)<-55………(1)，其中，r1係為第1透鏡處之物體側面的曲率半徑，r4係為第2透鏡處之像側面的曲率半徑。
11. 一種數位機器，其特徵為：係具備有如申請專利範圍第10項所記載之攝像裝置、和使前述攝像裝置進行被攝體之靜止畫攝影以及動畫攝影之至少其中一方之攝影的控制部，前述攝像裝置之攝像光學系，係以能夠在前述攝像元件之攝像面上形成前述被攝體之光學像的方式，而被作組裝。
12. 如申請專利範圍第11項所記載之數位機器，其中，係由行動終端所成。