專利名稱：攝像透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像透鏡及攝像裝置，更詳細(xì)地涉及一種適合作為用于讀取原稿 圖像的讀取透鏡的攝像透鏡及具備該攝像透鏡的攝像裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知有使用透鏡讀取原稿圖像，并使之在CCD (Charge Coupled Device)等 的攝像元件上成像，而將圖像信息信號化的圖像讀取裝置。由于這種圖像讀取裝置要求如 實(shí)地讀取原稿圖像的信息，所以用于讀取的攝像透鏡需要良好地校正像面彎曲或畸變等各 種像差。并且，近年來，伴隨攝像元件的高密度化，期望更高的分辨力的攝像透鏡。特別在 讀取彩色原稿圖像時，優(yōu)選設(shè)計(jì)成按紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的每個波段成像的圖像在攝像元 件的攝像面上大致一致，各個圖像的對比度也變得相同。具體而言，縮小RGB各色的球面像 差的偏差或軸上色像差、倍率的色像差，進(jìn)而從圖像的中心遍及周緣使成像位置一致(使 像面一致)，從而可以在攝像面上以廣寬的波長區(qū)域得到對比度較高的圖像。作為用于圖像讀取裝置的攝像元件，線性傳感器被廣泛應(yīng)用，通過線性傳感器掃 描原稿圖像進(jìn)行讀取的方式較多。這是因?yàn)闉榱死酶叻直媛首x取原稿圖像需要提高攝像 元件側(cè)的分辨能力，所以通過使用對攝像元件的大小選擇性高的線性傳感器來使向高分辨 率化的對應(yīng)變得容易。另一方面，提出有代替線性傳感器使用區(qū)域傳感器的圖像讀取裝置。近年來區(qū)域 傳感器中的攝像單元的高精細(xì)化進(jìn)一步發(fā)展，也開發(fā)有像素節(jié)圓接近ι μ m的攝像元件，例 如，1/3英寸的小型傳感器中具有從500萬像素到800萬像素的傳感器正在陸續(xù)投入市場。 通過使用這種高精細(xì)化傳感器，可以以與讀取寬度大的線性傳感器相同的高分辨力讀取原 稿圖像。并且，由于通過使用區(qū)域傳感器不用掃描原稿圖像就可以一次讀取圖像，所以也具 有可以省略掃描機(jī)構(gòu)，并促進(jìn)裝置小型化的優(yōu)點(diǎn)。由于在上述的圖像讀取裝置中對小型化的要求較強(qiáng)，因此也期望攝像透鏡本身的 緊湊化。在下述專利文獻(xiàn)1，2中，記載有可在如上述圖像讀取裝置中使用的4片結(jié)構(gòu)，3片 結(jié)構(gòu)的圖像讀取透鏡。并且，下述專利文獻(xiàn)3、4中記載有4片結(jié)構(gòu)的攝像透鏡，下述專利文 獻(xiàn)5，6中記載有3片結(jié)構(gòu)的攝像透鏡。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開2008-275783號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利公開2009-53411號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本專利公開2005-18041號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本專利公開2007-122007號公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本專利公開2005-181596號公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本專利公開2007-133324號公報(bào)如上所述，在圖像讀取裝置用的攝像透鏡中，期望良好地校正各種像差，并且要求 具有可以與近年來的高像素化或高精細(xì)化的攝像元件對應(yīng)的高的光學(xué)性能。并且，為了圖 像讀取裝置的小型化，攝像透鏡的本身的小型化是當(dāng)然，需要縮短該攝像透鏡的焦距而縮
5短共軛長度(共役長)(實(shí)際上是從原稿圖像到攝像元件的攝像面的距離)。在圖像讀取裝置中使用線性傳感器時，雖然對高分辨率化有利，但另一面由于攝 像元件尺寸大，所以無法縮小光學(xué)系統(tǒng)的成像倍率(無法提高縮小率)，因此，無法縮短攝 像透鏡的焦距。并且，在這種裝置若進(jìn)行共軛長度的縮短，則光學(xué)系統(tǒng)的廣角化變明顯，因 此在以往的攝像透鏡中各像差的校正變得不充分，難以以高分辨率進(jìn)行原稿圖像的讀取。在圖像讀取裝置使用區(qū)域傳感器時，由于成像倍率變小(縮小率變高)，因此可以 縮小焦距而共軛長度的縮短也比較容易，從而可以使裝置小型化。但，用區(qū)域傳感器一次讀 取大的原稿圖像時，由于至該對角的長度也成為攝像范圍，所以攝像透鏡的廣角化不充分 時共軛長度變長而產(chǎn)生無法謀求裝置小型化的不良情況。專利文獻(xiàn)1、2記載的透鏡系統(tǒng)中，F(xiàn)值大到5. 2 6，不能說可充分對應(yīng)高精細(xì)化 像素。并且，透鏡系統(tǒng)本身也沒有被小型化，搭載于攝像裝置時需要大的攝像元件，所以無 法緊湊地構(gòu)成裝置。專利文獻(xiàn)3、4記載的透鏡系統(tǒng)中由于設(shè)想便攜終端用途，因此謀求小 型化，F(xiàn)值充分小到2. 4 3.0，能對應(yīng)高分辨率。但，這些視角即使再大以全視角也只有 75°左右，因此用區(qū)域傳感器一次讀取大的原稿圖像時，廣角化變得不充分，無法謀求裝置 的小型化。專利文獻(xiàn)5、6記載的透鏡系統(tǒng)為小型，比專利文獻(xiàn)3、4記載的系統(tǒng)謀求了廣角 化，但任意一方色像差的校正都不充分，無法得到高的分辨性。本發(fā)明是借鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種具有小的F值和高的 分辨率，謀求充分的廣角化，可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化的攝像透鏡以及具備該攝像透鏡的攝像
直ο本發(fā)明的第1攝像透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形 狀的第1透鏡、正的第2透鏡、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡、將凸面朝向物 側(cè)的第4透鏡，并滿足下述條件式(1)0. 25 < D/f < 4. O— (1)其中，D為第1透鏡與第2透鏡的光軸上的間隔，f為整個系統(tǒng)的焦距。本發(fā)明的第2攝像透鏡的特征在于，從物側(cè)依次具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形 狀的第1透鏡、正的第2透鏡、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡、將凸面朝向物 側(cè)的第4透鏡，軸上光束的最外光線通過所述第2透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線，在 比該面更靠物側(cè)與光軸相交。本發(fā)明的第2攝像透鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(1)0. 25 < D/f < 4. 0... (1)其中，D為第1透鏡與第2透鏡的光軸上的間隔，f為整個系統(tǒng)的焦距。本發(fā)明的第3攝像透鏡的特征在于，從物側(cè)依次配置第1透鏡組、第2透鏡組，第1 透鏡組由將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡構(gòu)成，在第2透鏡組的最靠物側(cè)配置正的 第2透鏡，在第2透鏡組的最靠像側(cè)配置具有正的折射力的透鏡，第2透鏡組包含2個以上 至少一方的面為非球面的透鏡，并滿足下述條件式(1)[0029]0. 25 < D/f < 4. 0... (1)其中，D為第1透鏡與第2透鏡的光軸上的間隔，f為整個系統(tǒng)的焦距。作為本發(fā)明的第3攝像透鏡的第2透鏡組，例如可以設(shè)為從物側(cè)依次具備正的第 2透鏡、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡、將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡的結(jié)構(gòu)。另外，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡及本發(fā)明的第3攝像透鏡的第2透鏡組的 一構(gòu)成例中上述的關(guān)于第1透鏡的“將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀”，關(guān)于第2透鏡的“正的”， 關(guān)于第3透鏡的“將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的”，關(guān)于第4透鏡“將凸面朝向物側(cè)的”， 關(guān)于配置在第2透鏡組最靠像側(cè)的透鏡的“正”為在近軸區(qū)域中的情況。在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(2) (5)。另外，作為 優(yōu)選方式，可以滿足下述條件式( (5)中的1項(xiàng)，或也可以滿足任意的組合。0. 3 < dl/D < 4. 0... (2)α > 50° ... (3)0. 8 < α /β <3. 0... (4)0· 0 ≤ I Z4 I / I Z5 | < 0. 5... (5)其中，dl為第1透鏡的中心厚度，D為第1透鏡與第2透鏡的光軸上的間隔，α為入射到第1透鏡的物側(cè)的面處的最大視角的光束的主光線與該主光線通過 第1透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線的角度，β為從第1透鏡的像側(cè)的面射出的最大視角的光束的主光線與該主光線通過第1 透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線的角度，Ζ4為第2透鏡的物側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與第2透 鏡的物側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離，Ζ5為第2透鏡的像側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與第2透 鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離。另外，關(guān)于所述α、β的“入射”、“射出”是設(shè)想光線從物側(cè)向像側(cè)進(jìn)行的情況。在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，可以構(gòu)成為第2透鏡在近軸區(qū)域成為雙凸形 狀。并且，在本發(fā)明的第1及第3攝像透鏡中，第2透鏡也可以構(gòu)成為軸上光束的最外光線 通過第2透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線成為在比該面更靠物側(cè)與光軸相交的形狀。本發(fā)明的第3攝像透鏡的第2透鏡組具備如上述的一構(gòu)成例的第2透鏡、第3透 鏡、第4透鏡時，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(6)ν 3 < 35... (6)其中，ν 3為第3透鏡的d線上的阿貝數(shù)。并且，本發(fā)明的第3攝像透鏡的第2透鏡組具備如上述一構(gòu)成例的第2透鏡、第3 透鏡、第4透鏡時，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中優(yōu)選如下第3透鏡的像側(cè)的面為非 球面，軸上光束的最外光線通過第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠物側(cè)的第1點(diǎn)與光軸相交，5成視角的光束的最外光線通過第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面 的法線在比第1點(diǎn)更靠物側(cè)的第2點(diǎn)或與光軸相交，或與光軸平行，或在比第3透鏡的像側(cè) 的面更靠像側(cè)的第3點(diǎn)與光軸相交，5成視角的光束的最外光線通過第3透鏡的像側(cè)的面的 點(diǎn)處的該面的法線在第2點(diǎn)與光軸相交時，最大視角的光束的最外光線通過第3透鏡的像 側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比第2點(diǎn)更靠物側(cè)或與光軸相交，或與光軸平行，或在比第3 透鏡的像側(cè)的面更靠像側(cè)與光軸相交，5成視角的光束的最外光線通過第3透鏡的像側(cè)的 面的點(diǎn)處的該面的法線或與光軸平行，或在第3點(diǎn)與光軸相交時，最大視角的光束的最外 光線通過第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠像側(cè)與光軸相交，并滿足 下述條件式(7)，另外，在此所謂“最外光線”是在第3透鏡的像側(cè)的面中的光線。-0. 25 < Z7m/f < -0. 03... (7)其中，Z7m為第3透鏡的像側(cè)的非球面上的各點(diǎn)與第3透鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的 光軸方向的最長距離(Z7m的符號將相對于第3透鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面，物側(cè)的距離 設(shè)為負(fù)，像側(cè)的距離設(shè)為正)，f為整個系統(tǒng)的焦距。另外，上述的“5成視角的光束”是指以最大視角的5成視角入射的光束。并且，關(guān) 于上述Z7m的“非球面上的各點(diǎn)”意思是在第3透鏡像側(cè)的面從光軸到最大視角的光束的 最外光線通過的點(diǎn)的范圍的各點(diǎn)，即，意思是有效直徑內(nèi)的各點(diǎn)。本發(fā)明的第3攝像透鏡的第2透鏡組具備如上述一構(gòu)成例的第2透鏡、第3透鏡、 第4透鏡時，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，優(yōu)選最大視角的光束的主光線通過第4透 鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠像側(cè)與光軸相交，并滿足下述條件式(8)0° < γ < 35° ... (8)其中，γ為最大視角的光束的主光線通過第4透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線與 光軸的角度。另外，γ設(shè)為在-90° < Y <90°的范圍內(nèi)考慮，最大視角的光束的主光線通過 第4透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠像側(cè)與光軸相交時將γ的符號設(shè) 為正，在物側(cè)相交時將Y的符號設(shè)為負(fù)。并且，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，可以構(gòu)成為至少1個透鏡由玻璃材料構(gòu) 成。在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，優(yōu)選在第1透鏡與第2透鏡之間配置有孔徑 光闌，并滿足下述條件式(9)0. 0 ≤ d3/f < 0. 5... (9)其中，d3為孔徑光闌與第2透鏡的光軸上的間隔，f為整個系統(tǒng)的焦距。并且，在本發(fā)明的第1 第3攝像透鏡中，也可以構(gòu)成為第1透鏡具有至少一面的 非球面，且由聚烯烴類的塑料材料構(gòu)成。另外，本發(fā)明的“軸上光束”、“5成視角的光束”、“最大視角的光束”是根據(jù)規(guī)格(仕様)至最大直徑的入射光束時的情況。同時，本發(fā)明中的，關(guān)于某面中的“光束的最外 光線”是指在包含于該光束的光線中成為光線與某面的交點(diǎn)在垂直于光軸的方向上最遠(yuǎn)離 光軸的位置的光線。另外，最大視角可以根據(jù)配置于攝像透鏡的像面的攝像元件的攝像面的尺寸來決 定。具體而言，例如攝像面為矩形且其對角長為2Y時，將最大像高設(shè)為Y、整個系統(tǒng)的焦距 設(shè)為f，而將最大視角θ用以下關(guān)系式表示。但，存在不能忽視的量的畸變時，優(yōu)選使用考 慮畸變的像高。tan θ = Y/f本發(fā)明的攝像裝置的特征在于，具備上述記載的本發(fā)明的攝像透鏡。如根據(jù)本發(fā)明的第1攝像透鏡，可以提供一種如下攝像透鏡在最少4片的透鏡系 統(tǒng)中，設(shè)為適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀或光焦度，并且滿足條件式(1)，所以具有小的F值和 高的分辨率，可以應(yīng)對近年來的高像素化或高精細(xì)化的攝像元件，并且謀求充分的廣角化， 不僅可以使透鏡系統(tǒng)小型化還可以使裝置小型化。如根據(jù)本發(fā)明的第2攝像透鏡，可以提供一種如下透鏡系統(tǒng)在最少4片的透鏡系 統(tǒng)中，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡的形狀或光焦度，所以具有小的F值和高的分辨率，可以應(yīng)對 近年來的高像素化或高精細(xì)化的攝像元件，并且謀求充分的廣角化，不僅可以實(shí)現(xiàn)透鏡系 統(tǒng)的小型化也可以是裝置的小型化。特別在本發(fā)明的第2攝像透鏡中可以提供如下透鏡系 統(tǒng)，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)卦O(shè)定第2透鏡的形狀，相對于得到的像圈的大小，與以往相比謀求更加小型 化。如根據(jù)本發(fā)明的第3攝像透鏡，可以提供一種如下攝像透鏡因?yàn)檫m當(dāng)?shù)卦O(shè)定構(gòu) 成第1透鏡組的透鏡的形狀及第2透鏡組的光焦度配置，第2透鏡組具有2片以上非球面 透鏡，并且滿足條件式(1)，因此具有小的F值和高的分辨率，可以對應(yīng)近年來高像素化或 高精細(xì)化的攝像元件，且謀求充分的廣角化，不僅可以使透鏡系統(tǒng)小型化也可以使裝置小型化。如根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置，因?yàn)榫邆浔景l(fā)明的攝像透鏡，所以能夠小型構(gòu)成并可 進(jìn)行寬視角中的攝像，且可以搭載近年來的高像素化或高精細(xì)化的攝像元件而得到高分辨 率的圖像。

圖IA是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖IB是用于說明條件式(5)的局部放大圖。圖IC是用于說明第3透鏡的非球面形狀的剖視圖。圖ID是用于說明第3透鏡的非球面形狀和條件式(7)的局部放大圖。圖2A是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖2B是用于說明第2透鏡的面形狀的主要部分的擴(kuò)大圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖[0089]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例6的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例7的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例8的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖。圖11的圖Il(A) 圖11⑷是本發(fā)明的實(shí)施例1的攝像透鏡的各像差圖。圖12的圖12㈧ 圖12⑷是本發(fā)明的實(shí)施例2的攝像透鏡的各像差圖。圖13的圖13㈧ 圖13⑷是本發(fā)明的實(shí)施例3的攝像透鏡的各像差圖。圖14的圖14㈧ 圖14⑷是本發(fā)明的實(shí)施例4的攝像透鏡的各像差圖。圖15的圖15㈧ 圖15⑷是本發(fā)明的實(shí)施例5的攝像透鏡的各像差圖。圖16的圖16 (A) 圖16⑷是本發(fā)明的實(shí)施例6的攝像透鏡的各像差圖。圖17的圖17㈧ 圖17⑷是本發(fā)明的實(shí)施例7的攝像透鏡的各像差圖。圖18的圖18㈧ 圖18⑷是本發(fā)明的實(shí)施例8的攝像透鏡的各像差圖。圖19是本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的圖像讀取裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖20是本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的圖像讀取裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖中2-軸上光束，3-最大視角(畫角)的光束，4-5成視角的光束，5、15-攝像元 件，6-主光線，7、8、9_最外光線，10,20-圖像讀取裝置，11-讀取透鏡，12-原稿，13,23-原 稿載置臺，14-光源，沈-反射鏡，Ll-第1透鏡，L2-第2透鏡，L3-第3透鏡，L4-第4透鏡， PP-光學(xué)部件，St-孔徑光闌，Z-光軸。
具體實(shí)施方式
以下，參照圖面對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，參照圖IA對本發(fā)明的 第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡進(jìn)行說明。圖IA是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的 攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖，與后述的實(shí)施例1的攝像透鏡對應(yīng)。另外，圖IA所示的 結(jié)構(gòu)例，也兼具后述的本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)，對圖IA中的符號 G1、G2，在第3實(shí)施方式的說明中進(jìn)行后述。在圖IA中，左側(cè)是物側(cè)，右側(cè)是像側(cè)，且一并表 示來自處于預(yù)定的有限距離的物體的軸上光束2、最大視角的光束3。在圖IA中，圖示考慮攝像透鏡應(yīng)用于攝像裝置的情況，及配置于攝像透鏡的像面 Sim的攝像元件5。另外，將攝像透鏡應(yīng)用于攝像裝置時，優(yōu)選按照安裝透鏡的攝像機(jī)側(cè)的 結(jié)構(gòu)，設(shè)置蓋玻片或低通濾光片或紅外線截止濾光片等，在圖IA中示出將設(shè)想的這些平行 平板狀的光學(xué)部件PP配置于最靠像側(cè)的透鏡與攝像元件5 (像面Sim)之間的例子。本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，如圖IA所示，沿著光軸Z，從物側(cè)依次 具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡Li、正的第2透鏡L2、將凸面朝向像側(cè)的彎月 形狀的負(fù)的第3透鏡L3、及將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡L4。重視小型化時，優(yōu)選以少的透 鏡片數(shù)構(gòu)成，如圖IA所示優(yōu)選采用透鏡片數(shù)設(shè)為4片的結(jié)構(gòu)。圖IA所示的攝像透鏡還具 備配置于第1透鏡Ll與第2透鏡L2之間的孔徑光闌U。另外，圖示的孔徑光闌M并不一 定是表示尺寸或形狀，而是表示光軸Z上的位置。通過將第1透鏡Ll的物側(cè)的面設(shè)為凹形狀，特別是對于包含于周緣部(周縁部) 的光束的光線，可以加大各光線通過第1透鏡Ll的物側(cè)的面的位置處的該面的法線與各光 線的角度，所以可以實(shí)現(xiàn)廣角化。另外，通過將第1透鏡Ll設(shè)為彎月形狀，可以用像差的凸面消除在物側(cè)的凹面產(chǎn)生的正的像面彎曲。如此，可以說第1透鏡Ll適合于廣角化和像面 校正的形狀。另外，如進(jìn)行廣角化，則第1透鏡Ll的物側(cè)的凹面成為光焦度強(qiáng)的面。將第1 透鏡Ll設(shè)為彎月形狀，并將第1透鏡Ll的像側(cè)的面設(shè)為凸面而使其具有強(qiáng)的光焦度(〃 7 —)，從而可以用像側(cè)的光焦度強(qiáng)的凸面消除在物側(cè)的光焦度強(qiáng)的凹面產(chǎn)生的大的正的 像面彎曲。通過在第1透鏡Ll的像側(cè)配置正的第2透鏡L2，可以使以廣角的視角入射的軸外 光束向光軸側(cè)折射并可以謀求小型化。通過將第3透鏡L3設(shè)為將凸面朝向像側(cè)的負(fù)彎月形透鏡，與正的第2透鏡L2保 持平衡的同時良好地校正以球面像差為首的各種像差變得容易，有利于實(shí)現(xiàn)小的F值和高 的分辨率。從軸上的物體發(fā)射，并通過第1透鏡Li、第2透鏡L2、第3透鏡L3的軸上光束作 為集束光入射至第4透鏡L4。通過將第4透鏡L4的物側(cè)的面設(shè)為凸形狀，可以較小地抑制 入射第4透鏡L4的物側(cè)的面的集束光線與各集束光線通過第4透鏡L4的物側(cè)的面的各點(diǎn) 處的各法線的角度，所以無需使在第2透鏡L2的強(qiáng)的正的光焦度與第3透鏡L3的強(qiáng)的負(fù) 的光焦度中平衡校正的球面像差大大變化而微調(diào)的同時使其會聚。本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，在將第1透鏡Ll和第2透鏡L2的光 軸上的間隔設(shè)為D、整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f時，構(gòu)成為進(jìn)一步滿足下述條件式(1)。0. 25 < D/f < 4. 0— (1)若低于條件式⑴的下限，則由于第1透鏡Ll與第2透鏡L2的間隔縮小而有利 于透鏡的小型化，但由于入射至第2透鏡L2的軸外光束與光軸Z的角度變大，所以將從第 2透鏡L2到第4透鏡L4考慮成1個透鏡組時，產(chǎn)生在該透鏡組中也形成廣角透鏡的需要， 從而倍率色像差或彗形像差、畸變像差的校正變得困難。若超過條件式(1)的上限，則由于 第1透鏡Ll與第2透鏡L2的間隔變大導(dǎo)致透鏡系統(tǒng)變大。并且，若超過條件式(1)的上 限，則由于可以控制入射至第2透鏡L2的軸外光束與光軸Z的角度，所以能夠良好地進(jìn)行 從第2透鏡L2到第4透鏡L4的透鏡組中的像差校正，但是由于第1透鏡Ll的像側(cè)的面的 凸形狀的曲率半徑的絕對值變大，光焦度變?nèi)?，因此難于對在第1透鏡Ll的物側(cè)的強(qiáng)凹面 發(fā)生的像面彎曲進(jìn)行校正。為了謀求透鏡系統(tǒng)的小型化優(yōu)選進(jìn)一步滿足下述條件式(1-1)。0. 25 < D/f < 2. 5... (1-1)并且，本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡優(yōu)選具有以下所述的結(jié)構(gòu)。另外， 作為優(yōu)選的方式，可以是任意1個結(jié)構(gòu)，或是任意多個結(jié)構(gòu)的組合。本攝像透鏡，將第1透鏡Ll的中心厚度設(shè)為dl、第1透鏡Ll與第2透鏡L2的光 軸上的間隔設(shè)為D時，優(yōu)選滿足下述條件式(2)。0. 3 < dl/D < 4. 0— (2)條件式(2)是關(guān)于透鏡系統(tǒng)小型化和像差校正的式。低于條件式(2)的下限，第1 透鏡Ll與第2透鏡L2的間隔變寬且入射至第2透鏡L2的周緣光束與光軸Z的角度變小 時，由于第1透鏡Ll的像側(cè)的面的凸形狀的曲率半徑的絕對值變大而像面彎曲的校正變得 困難。若超過條件式O)的上限，則第1透鏡Ll的中心厚度變厚時透鏡變大，或者，第1透 鏡Ll與第2透鏡L2的間隔變窄時，入射至第2透鏡L2的周緣光束與光軸Z的角度變大而使各種像差的校正變得困難。并且，更優(yōu)選進(jìn)一步滿足下述條件式0-1)。通過滿足條件式的上限，可以 謀求透鏡系統(tǒng)的更加小型化，并且可以避免第1透鏡Ll過厚而使加工性降低的現(xiàn)象。通過 滿足條件式的下限，可以避免第1透鏡Ll過薄而使加工性降低。0. 5 < dl/D < 3. O— (2-1)本攝像透鏡，如圖IA所示，入射至第1透鏡Ll的物側(cè)的面處的最大視角的光束的 主光線6與該主光線6通過第1透鏡Ll的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線Ha (用點(diǎn)線圖 示)的角度設(shè)為α?xí)r，優(yōu)選滿足下述條件式(3)。α > 50° ... (3)條件式(3)是用于謀求廣角化且實(shí)現(xiàn)裝置小型化的式。若低于條件式(3)的下限 時，則由于無法進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的充分的廣角化，所以如在課題項(xiàng)中所述，將這種攝像透鏡搭 載于圖像讀取裝置時，圖像讀取裝置的小型化變得困難。若角度α逐漸變大，則在多個面中，光線通過的點(diǎn)處的面的法線與光線所成的角 度變大，高階(高次)彗形像差的校正變得困難。由此，更優(yōu)選角度α進(jìn)一步滿足下述條 件式(3-1)。50° < α < 85° ... (3-1)本攝像透鏡，如圖IA所示，將入射至第1透鏡Ll的物側(cè)的面處的最大視角的光束 的主光線6與該主光線6通過第1透鏡Ll的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H α (用點(diǎn)線表 示)的角度設(shè)為α，將從第1透鏡Ll的像側(cè)的面射出的最大視角的光束的主光線6與該主 光線6通過第1透鏡Ll的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H0 (用點(diǎn)線表示)的角度設(shè)為β 時，優(yōu)選滿足下述條件式G)。0. 8 < α /β <3. 0... (4)條件式(4)是規(guī)制第1透鏡Ll的彎月形狀的式，主要用于實(shí)現(xiàn)廣角化的同時良好 地校正像面彎曲的式。若低于條件式(4)的下限，則對廣角化有利，但在各個面中光線通過 的點(diǎn)的面的法線與光線的角度變大，因此在周圍光束中產(chǎn)生高階彗形像差且得不到高的分 辨性。若超過條件式(4)的上限，則第1透鏡Ll的像側(cè)的面的凸形狀的曲率半徑的絕對值 變大而像面彎曲的校正變得不充分。為了更加提高通過滿足條件式(4)得到的效果，更優(yōu)選滿足下述條件式(4-1)。1. 0 < α /β <2. 0... (4-1)本攝像透鏡的第2透鏡L2，如圖IA所示的例子，可以構(gòu)成為雙凸形狀。若將第2 透鏡L2設(shè)為雙凸透鏡，則可容易確保強(qiáng)的正的光焦度，有利于短焦點(diǎn)化及小型化。在近軸 區(qū)域?qū)⒌?透鏡L2設(shè)為雙凸形狀時可以期待這種效果，并且將在從近軸區(qū)域到最大視角的 光束3通過的區(qū)域的整個區(qū)域設(shè)為雙凸形狀時，由于可以對有助于成像的所有光線給予收 束作用，所以更有利于小型化。并且，本攝像透鏡的第2透鏡L2也可以設(shè)成如下結(jié)構(gòu)軸上光束2的最外光線9 通過第2透鏡L2的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠物側(cè)與光軸Z相交的結(jié)構(gòu)。 因?yàn)檫@是具有后述的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的基本結(jié)構(gòu)，所以關(guān)于該結(jié)構(gòu)的說明 在第2實(shí)施方式的說明中參照圖2Β進(jìn)行。采用該結(jié)構(gòu)時，可以將第2透鏡L2的物側(cè)的面 的軸上光束2的最外光線9通過第2透鏡L2的物側(cè)的面的點(diǎn)及其附近設(shè)為凹形狀，并且可
12以縮小各入射光線與面法線所成的角度，因此可以防止在該面光線向光軸側(cè)大的彎曲，容 易確保大的圖像圈(〃 乂一 7寸一夕 >)。并且，在第2透鏡L2的物側(cè)的面中，在從近軸區(qū) 域到最大視角的光束3通過的區(qū)域的整個區(qū)域設(shè)為凹形狀時，更容易確保大的圖像圈。第2透鏡L2采用在近軸區(qū)域的雙凸形狀的結(jié)構(gòu)、在有效直徑整個區(qū)域的雙凸形狀 的結(jié)構(gòu)、軸上光束2的最外光線9通過第2透鏡L2的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該 面更靠物側(cè)與光軸Z相交的結(jié)構(gòu)中即使采用任意一種時，本攝像透鏡也優(yōu)選滿足下述條件 式⑶。0. 0 ^ |Z4|/|Z5| < 0. 5— (5)在此，在條件式(5)中，如圖IB所示，將第2透鏡L2的物側(cè)的面處的最大視角的 光束3的最外光線7通過該面的點(diǎn)與第2透鏡L2的物側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的 距離設(shè)為Z4，將第2透鏡L2的像側(cè)的面處的最大視角的光束3的最外光線7通過該面的點(diǎn) 與第2透鏡L2的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離設(shè)為Z5。圖IB是包含圖IA所 示的攝像透鏡的孔徑光闌St、第2透鏡L2、第3透鏡L3、軸上光束2、最大視角的光束3的 局部放大圖。在以下，關(guān)于Z4，將第2透鏡L2的物側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的位置設(shè)為基準(zhǔn)，第2透 鏡L2的物側(cè)的面處的最大視角的光束3的最外光線7通過該面的點(diǎn)處于比該基準(zhǔn)更靠物 側(cè)時將Z4的符號設(shè)為負(fù)，處于更靠像側(cè)時將Z4的符號設(shè)為正來進(jìn)行說明。同樣，關(guān)于Z5， 將第2透鏡L2的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的位置設(shè)為基準(zhǔn)，第2透鏡L2的像側(cè)的面處的最 大視角的光束3的最外光線7通過該面的點(diǎn)處于比該基準(zhǔn)更靠物側(cè)時將Z5的符號設(shè)為負(fù)， 處于更靠像側(cè)時將Z5的符號設(shè)為正進(jìn)行說明。從小型化和像差校正的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選第2透鏡L2設(shè)為在近軸區(qū)域像側(cè)的面的曲 率半徑的絕對值小于物側(cè)的面的曲率半徑的絕對值的形狀。條件式( 是關(guān)于第2透鏡L2 的形狀的式，是用于防止周緣光束的彗形像差的劣化和球面像差的校正不足的式。若Z4為正且取較大的值，周緣光束的光線與該光線通過第2透鏡L2的物側(cè)的面 的點(diǎn)處的面的法線所成的角度變得過大時，產(chǎn)生高階彗形像差而無法得到高的分辨性。并 且，若Z4為負(fù)且|Z4|取較大的值，周圍光束的光線與該光線通過第2透鏡L2的物側(cè)的面 的點(diǎn)處的面的法線所成的角度變小時，為了防止透鏡系統(tǒng)變大需要在第2透鏡L2的像側(cè)的 面中使光線向光軸側(cè)較強(qiáng)地彎曲。此時，需要使周緣光束的光線與該光線通過第2透鏡L2 的像側(cè)的面的點(diǎn)處的面的法線的角度變大，所以|Z5|取較大的值，也發(fā)生高次的彗形像差 所以不優(yōu)選。并且，若第2透鏡L2的像側(cè)的面的曲率半徑的絕對值變小，則產(chǎn)生大的負(fù)的 球面像差而校正變得困難。因此，通過將Z4和Z5的值保持在條件式( 的范圍內(nèi)，可以進(jìn) 行良好的像差校正。將第2透鏡L2設(shè)為雙凸形狀，并且構(gòu)成為滿足上述條件式(5)時，可以抑制第2 透鏡L2的物側(cè)的面中的收斂作用變得過強(qiáng)，從而可以抑制高階彗形像差且容易得到高的 分辨性。將第2透鏡L2構(gòu)成為軸上光束2的最外光線9通過第2透鏡L2物側(cè)的面的點(diǎn)處 的該面的法線在比該面更靠物側(cè)與光軸Z相交，并且滿足上述條件式( 時，由于在軸上光 束2中，可以在第2透鏡L2的物側(cè)的面給予發(fā)散作用，所以可以將透鏡系統(tǒng)與攝像元件5 之間的距離取大，并可以緩和考慮調(diào)焦等的鏡筒形狀的機(jī)械性制約。另外在軸外光束中，由于可以較大設(shè)置入射至第2透鏡L2的物側(cè)的面的光線與該光線通過第2透鏡L2的物側(cè)的 面的點(diǎn)處的該面的法線所成的角度，所以可以縮小第1透鏡Ll與第2透鏡L2的間隔，并可 以加大第1透鏡Ll的曲率半徑，所以可以縮小包含第1透鏡Ll的深度的最大厚度從而謀 求透鏡系統(tǒng)的全長的小型化。另外在此，“包含第1透鏡Ll的深度的最大厚度”是指從第1 透鏡Ll的最靠物側(cè)的點(diǎn)到最靠像側(cè)的點(diǎn)的光軸方向的長度，是為了容納第1透鏡Ll而所 需的空間的光軸方向的長度。將第3透鏡L3的d線的阿貝數(shù)設(shè)為ν 3時，優(yōu)選本攝像透鏡滿足下述條件式(6)。ν 3 < 35··· (6)條件式(6)是關(guān)于第3透鏡L3的材料的式，特別是關(guān)于色像差的校正的式。高于 條件式(6)的上限時，則色像差的校正不足，例如在可視區(qū)域?qū)挼牟ㄩL區(qū)使用時無法得到 高的分辨性。在本攝像透鏡中，優(yōu)選第3透鏡L3的像側(cè)的面為非球面。參照圖1C、圖ID對第3 透鏡L3的像側(cè)的面的優(yōu)選的非球面形狀進(jìn)行說明。另外，圖1C、圖ID是表示優(yōu)選方式的一 例，如后所述，優(yōu)選的方式不一定限定于圖1C、圖ID表示的方式。圖IC是表示攝像透鏡、來 自處于預(yù)定的有限距離的物體的軸上光束2、最大視角的光束3、以最大視角的5成視角入 射的5成視角的光束4的圖。圖ID是包含孔徑光闌St、第2透鏡L2、第3透鏡L3的局部 放大圖，為了避免圖的復(fù)雜化，光線只局部圖示最大視角的光束3的最外光線7、5成視角的 光束4的最外光線8、及軸上光束2的最外光線9。另外，在此所說的最外光線7、8、9是在 第3透鏡L3的像側(cè)的面中的光線。如圖ID所示，將最大視角的光束3的最外光線7、5成視角的光束4的最外光線8、 軸上光束2的最外光線9通過第3透鏡L3的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線(用點(diǎn)線圖示) 分別設(shè)為H7, H8, H90并且，將法線H7, H8, H9與光軸Z的交點(diǎn)分別設(shè)為P7> P8、P9。在圖IC中 也用點(diǎn)線表示這3條法線，并且圖示點(diǎn)P7、P8、P9，但在圖IC中為了避免圖面的復(fù)雜化而省 略法線符號。在本攝像透鏡中，優(yōu)選軸上光束2的最外光線9通過第3透鏡L3的像側(cè)的面的點(diǎn) 處的該面的法線H9與光軸Z的相交的點(diǎn)P9比第3透鏡L3的像側(cè)的面更靠物側(cè)。并且，優(yōu) 選5成視角的光束4的最外光線8通過第3透鏡L3的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H8如 在圖1C、圖ID作為點(diǎn)P8所示，在比點(diǎn)P9更靠物側(cè)與光軸Z相交，或與圖1C、圖ID所示的方 式不同，與光軸Z平行，或在比第3透鏡L3的像側(cè)的面更靠像側(cè)與光軸Z相交。優(yōu)選決定 第3透鏡L3的像側(cè)的面的形狀來采用這些優(yōu)選的方式。這樣，通過緩和在軸外的凸形狀可 以使光束向遠(yuǎn)離光軸Z的方向彎曲，因此可以確保大的圖像圈。例如將攝像透鏡應(yīng)用于使 用區(qū)域傳感器的圖像讀取裝置時，圖像圈大的一方無需加長共軛長度就能讀取原稿圖像， 所以可以有利于裝置的小型化。除了上述的第3透鏡L3的像側(cè)的非球面形狀的結(jié)構(gòu)以外，將第3透鏡L3的像側(cè) 的非球面上的各點(diǎn)與第3透鏡L3的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的最長距離設(shè)為Z7m 時，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。其中，Z7m的符號相對于第3透鏡L3的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平 面，物側(cè)的距離設(shè)為負(fù)，像側(cè)的距離設(shè)為正。-0. 25 < Z7m/f <-0. 03... (7)在圖ID例示Z7m。若低于條件式(7)的下限，則第3透鏡L3的像側(cè)的面的凸形狀的緩和不足并且周緣光束很難從光軸Z遠(yuǎn)離，因此第3透鏡L3與第4透鏡L4的間隔或透 鏡系統(tǒng)與攝像元件5的間隔若取得不長，就無法得到大的圖像圈，變得不適合廣角化和小 型化。若超過條件式(7)的上限，則容易確保大的圖像圈，但由于周緣光線與該光線通過的 點(diǎn)的面的法線的角度變大，因此產(chǎn)生高階彗形像差且校正變得困難。為了縮短整個系統(tǒng)的焦距進(jìn)一步謀求廣角化和小型化，需在第3透鏡L3的像側(cè)的 面使周緣光束進(jìn)一步向遠(yuǎn)離光軸的方向彎曲。因此，關(guān)于最大視角的光束3的最外光線7， 優(yōu)選構(gòu)成為如以下。上述的法線H8與光軸Z相交的點(diǎn)P8比點(diǎn)P9更靠物側(cè)時，優(yōu)選最大視角 的光束3的最外光線7通過第3透鏡L3的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H7如在圖1C、圖 ID中作為點(diǎn)P7所示，在比第3透鏡L3的像側(cè)的面更靠像側(cè)與光軸Z相交，或與圖1C、圖ID 所示的方式不同，優(yōu)選或在比點(diǎn)P8更靠物側(cè)與光軸Z相交，或與光軸Z平行。并且，法線H8 或與光軸Z平行，或在比第3透鏡L3的像側(cè)的面更靠像側(cè)與光軸Z相交時，優(yōu)選最大視角 的光束3的最外光線7通過第3透鏡L3的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H7與光軸Z相交 的點(diǎn)P7比第3透鏡L3的像側(cè)的面更靠像側(cè)。這樣優(yōu)選規(guī)定第3透鏡L3像側(cè)的面的形狀， 此時優(yōu)選進(jìn)一步滿足下述條件式(7-1)。-0. 16 < Z7m/f < —0. 03... (7-1)第4透鏡L4可以構(gòu)成為在近軸區(qū)域?yàn)榫哂姓恼凵淞ν哥R，此時，有利于小型化。 第4透鏡L4例如在近軸區(qū)域可以設(shè)為雙凸形狀、或彎月形狀。本攝像透鏡如圖IA所示，優(yōu)選最大視角的光束3的主光線6通過第4透鏡L4的 物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線1在比該面更靠像側(cè)與光軸Z相交，并且將最大視角的光束 3的主光線6通過第4透鏡L4的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線Hy與光軸Z的角度設(shè)為Y 時，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。另外，將Y設(shè)為在-90° < γ <90°范圍內(nèi)考慮，最大視角 的光束3的主光線6通過第4透鏡L4的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線Hy在比該面更靠像 側(cè)與光軸Z相交時γ的符號設(shè)為正，在物側(cè)相交時Y的符號設(shè)為負(fù)。0° < γ < 35° ... (8)條件式(8)是攝像透鏡搭載于裝置，攝像元件配置于像面Sim時，用于控制向攝像 面的入射角，即，入射至攝像面的光線與攝像面的法線的角度的式，是關(guān)于遠(yuǎn)心性的式。若 向攝像面的入射角過大，則無法有效地確保光量，對分辨率或光分布等會產(chǎn)生影響所以需
亜函音 安甶思。最大視角的光束3的主光線6通過第4透鏡L4物側(cè)的面的點(diǎn)處的法線Hy構(gòu)成為 在該面的像側(cè)與光軸Z交叉，從而將主光線6通過的部分的第4透鏡L4的物側(cè)的面設(shè)為凸 形狀而控制向攝像面的入射角。若低于條件式(8)的下限，則向攝像面的入射角的校正不 足，需要選取較寬的透鏡系統(tǒng)與攝像元件的距離等的對應(yīng)，產(chǎn)生整個系統(tǒng)焦距變長等廣角 化或小型化的障礙所以不優(yōu)選。若超過條件式(8)的上限，則法線與光軸Z所成的角度變 大，在周緣部的光束中產(chǎn)生高階彗形像差而無法得到高的分辨性。為了良好地校正高階像差來得到高的分辨率，更優(yōu)選進(jìn)一步滿足下述條件式 (8-1)。0° < γ < 25° ... (8-1)最大視角的光束3的主光線6通過第4透鏡L4的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線 Hy在比該面更靠物側(cè)與光軸Z相交時，在遠(yuǎn)心性的方面上變得不利，但能夠較小地設(shè)定包含第4透鏡L4的深度的最大厚度，所以有利于透鏡系統(tǒng)的總長的小型化。其中，若γ值取 負(fù)值且其絕對值過大，則第4透鏡L4的像側(cè)的面中，向攝像面的入射角的控制負(fù)擔(dān)增大，第 4透鏡L4的像側(cè)的面的周緣部成為強(qiáng)的凸形狀，因此在邊緣(二 〃)(邊厚度(縁肉))的確 保或成型性方面變得不利。從而，最大視角的光束3的主光線6通過第4透鏡L4的物側(cè)的 面的點(diǎn)處的該面的法線1在比該面更靠物側(cè)與光軸Z相交時，優(yōu)選滿足下述條件式(8’)。-25° < γ < 0° ... (8，)在本攝像透鏡中，優(yōu)選透鏡系統(tǒng)的F值，所謂規(guī)定透鏡系統(tǒng)的亮度的孔徑光闌M 配置于第1透鏡Ll與第2透鏡L2之間，這時，將孔徑光闌M與第2透鏡L2的光軸上的間 隔設(shè)為d3時，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。0. 0 彡 d3/f < 0. 5... (9)條件式(9)是關(guān)于孔徑光闌M與第2透鏡L2的間隔的式。若超過條件式(9)的 上限，則可以縮小向攝像面的光線的入射角這方面很好，但入射至比孔徑光闌M更靠像側(cè) 的透鏡組的光線的光線高度變大，各透鏡的有效徑(有効徑)變大，與小型化相悖。并且若 要抑制透鏡系統(tǒng)的光軸方向的總長，則第1透鏡Ll與孔徑光闌M的距離變得比較短，需加 大入射至孔徑光闌^的最大視角的光束3與光軸Z的角度。因此，不得不加大第1透鏡 Ll的像側(cè)的面中的各光線與面法線的角度，若這樣則產(chǎn)生高階彗形像差而得不到高的分辨 率。在本攝像透鏡中，優(yōu)選整個系統(tǒng)的透鏡中至少有1個透鏡由玻璃材料構(gòu)成。攝像透鏡例如作為監(jiān)視用的透鏡，如在直接接觸戶外空氣的環(huán)境下使用時，優(yōu)選 第1透鏡Ll由玻璃材料構(gòu)成。玻璃材料與塑料材料相比，來自濕氣或紫外線的影響少且不 容易產(chǎn)生劃痕，所以根據(jù)用途是有用的。并且，第2透鏡L2擔(dān)當(dāng)整個系統(tǒng)的大部分的會聚作用且擁有強(qiáng)的正的折射力，若 使焦點(diǎn)縮短來進(jìn)行廣角化則曲率半徑的絕對值變得過小，變得容易產(chǎn)生高階像差。由于塑 料材料的折射率比較低，第2透鏡L2由塑料材料構(gòu)成時，這種傾向變得明顯所以不優(yōu)選。因 此，將能夠選擇高的折射率的玻璃材料用于第2透鏡L2從像差校正的觀點(diǎn)出發(fā)是有用的。將玻璃材料用于第3透鏡L3時，由于阿貝數(shù)小的材料的選擇度增加，色相差校正 的設(shè)計(jì)自由度提高，可以提供更高的分辨率的透鏡。在第4透鏡L4中使用玻璃材料時，由 于與使用塑料材料時相比可以使用折射率高的材料，所以可縮小各光線與各光線通過面的 點(diǎn)處的面的法線的角度，因此可以抑制高階球面像差或彗形像差的發(fā)生。在本攝像透鏡中，第1透鏡Ll可以構(gòu)成為具有至少一面的非球面且由聚烯烴(f U才> 7 4 > )類的塑料材料構(gòu)成。第1透鏡Ll從像差校正的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選具有非球面。 將第1透鏡Ll的兩面設(shè)為球面時，曲率半徑的絕對值變小而容易發(fā)生高階像差。另外，從 設(shè)計(jì)的自由度的觀點(diǎn)來看優(yōu)選使用與玻璃相比對成型條件限制較少的塑料材料。作為塑料 材料，即使使用聚碳酸酯(f ”力一#才、^卜)或丙烯酸(7々1J > )等也可以在設(shè)計(jì)上 得到高的性能，但在第1透鏡Ll中，由于透鏡外徑及厚度變得大型化，所以優(yōu)選選擇雙折射 (複屈折)等成型變形小的材料，并優(yōu)選耐氣候性好的材料。使用塑料材料時，通過選擇聚 烯烴類的材料，可以響應(yīng)這些要求。作為聚烯烴類塑料材料例如可以列舉^0ΝΕΧ(注冊商 標(biāo)，ZEON CORPORATION 制造)。在本攝像透鏡中，將比孔徑光闌M更靠像側(cè)的多個透鏡看作為1個透鏡組時，優(yōu)
16選構(gòu)成為該透鏡組包含2個以上具有至少一面的非球面的透鏡。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使為了 使焦點(diǎn)縮短而縮小透鏡的光軸附近的曲率半徑的絕對值時，也可以抑制像差的發(fā)生，特別 是可以良好地抑制高階像差而實(shí)現(xiàn)高的光學(xué)性能。對于非球面的材料，可以使用塑料。塑 料材料與玻璃相比具有對成型條件的限制少且廉價的優(yōu)點(diǎn)。接著，參照圖2A、圖2B對本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡進(jìn)行說明。圖 2A是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)和光路的剖視圖，與后述的實(shí)施 列7的攝像透鏡對應(yīng)。圖2B是在圖2A中表示的攝像透鏡的主要部分的放大圖。另外，在 圖2A所示的結(jié)構(gòu)例是兼具后述的本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)，對圖2A 中的符號G1、G2，在第3實(shí)施方式的說明中后述。圖2A中，左側(cè)為物側(cè)，右側(cè)為像側(cè)，也一 并表示來自處于預(yù)定的有限距離的物體的軸上光束2、最大視角的光束3、光學(xué)部件PP。本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，從物側(cè)依次具有將凹面朝向物側(cè)的彎 月形狀的第1透鏡Li、正的第2透鏡L2、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡L3、及 將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡L4。該結(jié)構(gòu)的作用效果與在第1實(shí)施方式的說明中所述的內(nèi)容 相同，所以在此省略重復(fù)說明。本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡，如圖2B所示，進(jìn)一步構(gòu)成為軸上光束 2的最外光線9通過第2透鏡L2的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線H2f，在比該面更靠物側(cè)與 光軸Z相交。在圖2B中，法線H2f與光軸Z的交點(diǎn)P2f位于比第2透鏡L2物側(cè)的面更靠物 側(cè)。另外，圖2B是包含有在圖2A所示的攝像透鏡的孔徑光闌M、第2透鏡L2、軸上光束2 的主要部分的擴(kuò)大圖，圖2B中省略圖示最大視角的光束3和比破裂線更靠物側(cè)的光束。通過采用如法線H2f與光軸Z的交點(diǎn)P2f位于比第2透鏡L2的物側(cè)的面更靠物側(cè) 的結(jié)構(gòu)，可以將第2透鏡L2的物側(cè)的面中的軸上光束2的最外光線通過第2透鏡L2的物 側(cè)的面的點(diǎn)及其附近設(shè)為凹形狀，并可縮小各入射光線與面法線所成的角度。由此，可以防 止在第2透鏡L2的物側(cè)的面上光線較大幅度地向光軸側(cè)彎曲，從而變得容易確保大的圖像 圈。另外，也可以將第2透鏡L2的物側(cè)的面中從近軸區(qū)域到最大視角的光束3通過的區(qū)域 的整個區(qū)域設(shè)為凹形狀，這時，更容易確保大的圖像圈。在本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中，將第1透鏡Ll與第2透鏡L2的 光軸上的間隔設(shè)為D，整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f時，優(yōu)選滿足下述條件式(1)。通過滿足下述 條件式(1)得到的作用效果與在第1實(shí)施方式的說明中所述的作用效果相同。0. 25 < D/f < 4. 0— (1)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡在不與上述的本實(shí)施方式的基本結(jié)構(gòu) 矛盾的范圍內(nèi)，可采用在第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中說明的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)或可采用的 結(jié)構(gòu)中的1個或任意的組合。接著，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡進(jìn)行說明。圖1A、圖2A所示的 攝像透鏡是本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的結(jié)構(gòu)例。本發(fā)明的第3實(shí)施方式所 涉及的攝像透鏡，從物側(cè)依次配置第1透鏡組G1、第2透鏡組G2而構(gòu)成，第1透鏡組Gl由 將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡Ll構(gòu)成，在第2透鏡組G2的最靠物側(cè)配置有正的 第2透鏡L2，在第2透鏡組G2的最靠像側(cè)配置有具有正的折射力的透鏡(正> X)，第 2透鏡組G2構(gòu)成為包含2個以上至少一方的面為非球面的透鏡。通過由將凹面朝向物側(cè)的彎月形透鏡構(gòu)成的第1透鏡Ll構(gòu)成配置于物側(cè)的第1透鏡組G1，特別是對于包含于周緣部的光束的光線，可加大各光線通過第1透鏡Ll的物側(cè) 的面的位置中的該面的法線與各光線的角度，從而可以實(shí)現(xiàn)廣角化。并且，將第1透鏡Ll 設(shè)為彎月形狀，從而可以用像側(cè)的凸面消除在物側(cè)的凹面發(fā)生的正的像面彎曲。這樣，可以 說第1透鏡Ll是適合于廣角化和像面的校正的形狀。另外，若進(jìn)行廣角化，則第1透鏡Ll 的物側(cè)的凹面成為光焦度強(qiáng)的面。通過將第1透鏡Ll設(shè)為彎月形狀，且將第1透鏡Ll的 像側(cè)的面設(shè)為凸面而具有強(qiáng)的光焦度，從而可以由像側(cè)的光焦度強(qiáng)的凸面抵消在物側(cè)的光 焦度的強(qiáng)的凹面發(fā)生的大的正的像面彎曲。通過在第2透鏡組G2的最靠物側(cè)及最靠像側(cè)配置具有正的折射力的透鏡，可以謀 求短焦點(diǎn)化，有利于小型化。通過第2透鏡組包含2片以上的非球面透鏡，即使為了使焦點(diǎn) 縮短而縮小光軸附近的曲率半徑的絕對值時，也可控制像差的發(fā)生，特別是良好地抑制高 階像差而實(shí)現(xiàn)高的光學(xué)性能。優(yōu)選包含于第2透鏡組的G2的非球面透鏡由塑料材料構(gòu)成。 塑料材料與玻璃相比具有對成型條件的限制較少且廉價的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡構(gòu)成為，將第1透鏡Ll與第2透鏡L2 的光軸上的間隔設(shè)為D，整個系統(tǒng)的焦距設(shè)為f時，進(jìn)一步滿足下述條件式(1)。通過滿足 下述條件式(1)得到的作用效果與在第1實(shí)施方式的說明中所述的作用效果相同。0. 25 < D/f < 4. 0— (1)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡在不與上述的本實(shí)施方式的基本結(jié)構(gòu) 矛盾的范圍內(nèi)，可以采用在第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中說明的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)或可采用 的結(jié)構(gòu)中的1個或任意組合。本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第2透鏡組G2，例如如圖1A、圖2A所 示，可以構(gòu)成為從物側(cè)依次具備正的第2透鏡L2、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透 鏡L3、將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡L4。在謀求小型化及高分辨率時，第2透鏡組G2可以設(shè) 為上述第2透鏡L2 第4透鏡L4的3片的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡的第2透鏡組G2從物側(cè)依次具備上述 第2透鏡L2 第4透鏡L4時，可以采用在第1實(shí)施方式所涉及的攝像透鏡中說明的有關(guān) 第2透鏡L2 第4透鏡L4的優(yōu)選結(jié)構(gòu)或1個可采用的結(jié)構(gòu)或任意的組合。另外，重視小型化時，第2透鏡組G2可以構(gòu)成為由2片具有正的折射力的透鏡構(gòu) 成?；蛘?，重視高性能時，第2透鏡組G2可以構(gòu)成為由4片以上的透鏡構(gòu)成。接著，對本發(fā)明的攝像透鏡的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說明。將實(shí)施例1 實(shí)施例8的透 鏡剖視圖分別示于圖3 圖10。在圖3 圖10中，左側(cè)為物側(cè)，右側(cè)為像側(cè)，也一并表示來 自處于預(yù)定的有限距離的物體的軸上光束2及最大視角的光束3、光學(xué)部件PP。在圖3 圖10中圖示的孔徑光闌^不一定是表示大小或形狀而是表示光軸Z上的位置。將實(shí)施例1的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)示于表1、規(guī)格數(shù)據(jù)示于表2、非球面數(shù)據(jù)示于 表3。同樣地，將實(shí)施例2 8的攝像透鏡的透鏡數(shù)據(jù)、規(guī)格數(shù)據(jù)、非球面數(shù)據(jù)分別示于表 4 表24。在各表的透鏡數(shù)據(jù)中，在Si的欄中表示將最靠物側(cè)的透鏡的面設(shè)為第1個隨著朝 向像側(cè)依次增加的第i個(i = 1、2、3、···)的面的號碼，在ri的欄中表示第i個面的曲率 半徑，在di的欄中表示第i個面與第i+Ι個面的光軸Z上的面的間隔。另外，曲率半徑的 符號，在物側(cè)凸時設(shè)為正，在像側(cè)凸時設(shè)為負(fù)。[0190]并且，在透鏡數(shù)據(jù)中，在nej的欄中表示將最靠物側(cè)的透鏡設(shè)為第1個隨著朝向像 側(cè)依次增加的第j個(j = 1、2、3、…)的光學(xué)要素對e線(波長46.07nm)的折射率，在 vdj的欄中表示第j個光學(xué)要素對d線的阿貝數(shù)。另外，透鏡數(shù)據(jù)中也包含表示孔徑光闌 M及光學(xué)部件PP，在相當(dāng)于孔徑光闌M的面的面號碼的欄中在面號碼的后面記載為(孔 徑光闌)。在各表的規(guī)格數(shù)據(jù)中示出實(shí)效F值、倍率、全視角及焦距。另外，在此整個表中，作 為表中的長度單位使用“mm”，作為角度單位使用“度”。但是這是一個例子，即使比例擴(kuò)大 或比例縮小，光學(xué)系也可以得到相同的光學(xué)性能，因此可以使用其他的適當(dāng)?shù)膯挝弧Ｔ诟鞅淼耐哥R數(shù)據(jù)中，在非球面的面號碼帶有*符號，作為非球面的曲率半徑示 出近軸曲率半徑(中心部的曲率半徑)的數(shù)值。在非球面數(shù)據(jù)中，示出非球面的面號碼Si、 關(guān)于各非球面的非球面系數(shù)k、n次非球面系數(shù)&ι(η = 3、4、5、…20)。這些非球面系數(shù)， 對于各非球面，與光軸Z垂直的方向的高度設(shè)為y，關(guān)于高度y的非球面的從面頂點(diǎn)的切平 面的光軸方向的距離設(shè)為Zf (y)，近軸曲率設(shè)為c，在以下非球面式中表示非球面形狀時的 系數(shù)Zf (y) = c · y2/〔l+(l_k · c2 · y2)1/2) + Σ Bn · y|n各表的非球面系數(shù)的數(shù)值的“E-0m” (m 整數(shù))的意思是“ X 10_m”，“E+Om” (m 整 數(shù))的意思是“X10m”?！脖?〕表1實(shí)施例1透鏡數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.一種攝像透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡；正的第2透鏡；將凸面朝向 像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡；將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡，并滿足下述條件式(1) 0. 25 < D/f < 4. 0... (1) 其中，D為所述第1透鏡與所述第2透鏡的光軸上的間隔， f為整個系統(tǒng)的焦距。
2.一種攝像透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡；正的第2透鏡；將凸面朝向 像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡；將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡，軸上光束的最外光線通過所述第2透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更 靠物側(cè)與光軸相交。
3.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式O)0. 3 < dl/D < 4. 0... (2) 其中，dl為所述第1透鏡的中心厚度， D為所述第1透鏡與第2透鏡的光軸上的間隔。
4.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式(3)α > 50° ... (3)其中，α為入射至所述第1透鏡的物側(cè)的面處的最大視角的光束的主光線與該主光線通過 所述第1透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線的角度。
5.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式0. 8 < α < β < 3. 0... (4) 其中，α為入射至所述第1透鏡的物側(cè)的面的最大視角的光束的主光線與該主光線通過所 述第1透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線的角度，β為從所述第1透鏡的像側(cè)的面射出的最大視角的光束的主光線與該主光線通過所 述第1透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線的角度。
6.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 所述第2透鏡為雙凸形狀，并滿足下述條件式(5) 0. 0 ^ Ζ4 I / I Ζ5 < 0. 5... (5)其中，Ζ4為所述第2透鏡的物側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與所述 第2透鏡的物側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離，Ζ5為所述第2透鏡的像側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與所述第2透鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離。
7.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，軸上光束的最外光線通過所述第2透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更 靠物側(cè)與光軸相交，并滿足下述條件式(5) 0. 0 ^ Z4 I / I Z5 < 0. 5... (5) 其中，Z4為所述第2透鏡的物側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與所述 第2透鏡的物側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離，Z5為所述第2透鏡的像側(cè)的面處的最大視角的光束的最外光線通過該面的點(diǎn)與所述 第2透鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平面的光軸方向的距離。
8.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式(6)v3 < 35... (6) 其中，v3為所述第3透鏡的d線上的阿貝數(shù)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 所述第3透鏡的像側(cè)的面為非球面，軸上光束的最外光線通過所述第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更 靠物側(cè)的第1點(diǎn)與光軸相交，5成視角的光束的最外光線通過所述第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比 所述第1點(diǎn)更靠物側(cè)的第2點(diǎn)與光軸相交，或與光軸平行，或在比所述第3透鏡的像側(cè)的面 更靠像側(cè)的第3點(diǎn)與光軸相交，所述5成視角的光束的最外光線通過所述第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在 所述第2點(diǎn)與光軸相交時，最大視角的光束的最外光線通過所述第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn) 處的該面的法線在比所述第2點(diǎn)更靠物側(cè)與光軸相交，或與光軸平行，或在比所述第3透鏡 的像側(cè)的面更靠像側(cè)與光軸相交，所述5成視角的光束的最外光線通過所述第3透鏡的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線或 與光軸平行，或在所述第3點(diǎn)與光軸相交時，最大視角的光束的最外光線通過所述第3透鏡 的像側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該面更靠像側(cè)與光軸相交，且滿足下述條件式(7) -0. 25 < Z7m/f < -0. 03... (7) 其中，Z7m為所述第3透鏡的像側(cè)的非球面上的各點(diǎn)與所述第3透鏡的像側(cè)的面頂點(diǎn)的切平 面的光軸方向的最長距離。
10.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，最大視角的光束的主光線通過所述第4透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線在比該 面更靠像側(cè)與光軸相交，并滿足下述條件式(8) 0° < Y < 35° ... (8) 其中，Y為最大視角的光束的主光線通過所述第4透鏡的物側(cè)的面的點(diǎn)處的該面的法線與光軸的角度。
11.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于， 至少1個透鏡由玻璃材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，在所述第1透鏡與所述第2透鏡之間配置有孔徑光闌，并滿足下述條件式(9)0. 0 ≤ d3/f < 0. 5... (9)其中，d3為所述孔徑光闌與所述第2透鏡的光軸上的間隔。
13.如權(quán)利要求1或2所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第1透鏡至少具有一面的非球面，并且由聚烯烴類塑料材料構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求2所述的攝像透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式(1)0. 25 < D/f < 4. 0... (1) 其中，D為所述第1透鏡與所述第2透鏡的光軸上的間隔， f為整個系統(tǒng)的焦距。
15.一種攝像透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次配置第1透鏡組、第2透鏡組而構(gòu)成， 所述第1透鏡組由將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡構(gòu)成， 在所述第2透鏡組的最靠物側(cè)配置正的第2透鏡，在所述第2透鏡組的最靠像側(cè)配置 具有正的折射力的透鏡，所述第2透鏡組包含2個以上至少一方的面為非球面的透鏡，并滿 足下述條件式(1)0. 25 < D/f < 4. 0... (1) 其中，D為所述第1透鏡與所述第2透鏡的光軸上的間隔， f為整個系統(tǒng)的焦距。
16.如權(quán)利要求15所述的攝像透鏡，其特征在于，所述第2透鏡組從物側(cè)依次具備所述第2透鏡；將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的 第3透鏡；將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡。
17.一種攝像裝置，其特征在于，具備如權(quán)利要求1至16中的任一項(xiàng)所述的攝像透鏡。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種攝像透鏡及攝像裝置，其從物側(cè)依次具備將凹面朝向物側(cè)的彎月形狀的第1透鏡(L1)、正的第2透鏡(L2)、將凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)的第3透鏡(L3)、將凸面朝向物側(cè)的第4透鏡(L4)，并滿足下述條件式(1)0.25＜D/f＜4.0…(1)，其中，D為第1透鏡(L1)與第2透鏡(L2)的光軸上的間隔，f為整個系統(tǒng)的焦距。從而使得該攝像透鏡具有小F值和高的分辨力，謀求充分的廣角化，且可以使裝置小型化。
文檔編號G02B13/18GK201903687SQ20102055379
公開日2011年7月20日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者森將生 申請人:富士膠片株式會社