專利名稱：：成像光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字照相機(jī)、帶攝像功能的移動(dòng)電話、掃描儀等固體攝像元件中使用的成像光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來，對(duì)數(shù)字照相機(jī)或帶攝像功能的移動(dòng)電話等的小型化的要求日益強(qiáng)烈，其結(jié)果，也強(qiáng)烈希望實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備中使用的成像光學(xué)系統(tǒng)的小型化。專利文獻(xiàn)l以及專利文獻(xiàn)2等公開了在數(shù)字照相機(jī)、帶攝像功能的移動(dòng)電話、掃描儀等固體攝像元件中使用的成像光學(xué)系統(tǒng)。為了使成像光學(xué)系統(tǒng)小型化，有減小透鏡到像面的距離的方法以及實(shí)施廣角化的方法。但是，采用這些方法將產(chǎn)生如下問題針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度變大，并且，色差、像散、像面彎曲以及畸變等變大。如果針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度大，則無法使固體攝像元件高效地成像。而當(dāng)色差、像散、像面彎曲以及畸變等變大時(shí)，攝像裝置的分辨率以及畫質(zhì)降低。專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-286153號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-219079號(hào)公報(bào)因此，存在對(duì)如下的小型成像光學(xué)系統(tǒng)的需求該成像光學(xué)系統(tǒng)的針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度小，且降低了色差、像散、像面彎曲以及畸變像差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一方式的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡。光圈相對(duì)于第l透鏡的像側(cè)的面，被配置在物體側(cè)。設(shè)fi是第i透鏡的焦距的絕對(duì)值、f是光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值、vdi是第i透鏡的阿貝數(shù)、TTL是從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離，則本發(fā)明的第一方式的成像光學(xué)系統(tǒng)滿足以下各式0.425<fVf4<0.7(1)25<vd2<28(2)50<vdl、vd3、vd4<57(3)0.595<f2/f4<1.05(4)1.5<^<2.2(5)f!<f3(6)1.05<TTL/f<1.18(7)。在本發(fā)明的第一方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中，通過組合正屈光度、負(fù)屈光度、正屈光度、負(fù)屈光度這4個(gè)透鏡，有利于降低成像光學(xué)系統(tǒng)的球面像差，因此分辨率提高。另外，通過組合作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡和作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡，能夠減小像面彎曲。另外，由于光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面被配置在物體側(cè)，因此能夠使光學(xué)系統(tǒng)小型化。利用滿足上述式(1)至(7)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的小型成像光學(xué)系統(tǒng)其針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度小，且降低了色差、像散、像面彎曲以及畸變像差。本發(fā)明的第二方式的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡。光圈相對(duì)于第l透鏡的像側(cè)的面，被配置在物體側(cè)。設(shè)fi是第i透鏡的焦距的絕對(duì)值、fD。E是衍射光柵的焦距的絕對(duì)值、f是光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值、TTL是從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離，則本發(fā)明的第二方式的成像光學(xué)系統(tǒng)滿足以下各式0.425<fVf4<0.7(1)1.5<^<2.2(5)f!<f3(6)1.05<TTL/f<1.18(7)15<f腿/f<100(8)。在本發(fā)明的第二方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中，通過組合正屈光度、負(fù)屈光度、正屈光度、負(fù)屈光度這4個(gè)透鏡，有利于降低成像光學(xué)系統(tǒng)的球面像差，因此分辨率提高。另外，通過組合作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡和作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡，能夠減小像面彎曲。另外，由于光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面被配置在物體側(cè)，因此能夠使光學(xué)系統(tǒng)小型化。利用滿足上述式(1)以及(5)至(8)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的小型成像光學(xué)系統(tǒng)其針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度小，且降低了色差、像散、像面彎曲以及畸變像差。圖1是示出實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖3是示出實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是示出實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖5是示出實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是示出實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖7是示出實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是示出實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖9是示出實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是示出實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖11是示出實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是示出實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖13是示出實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是示出實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。具體實(shí)施例方式圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡1、第2透鏡2、第3透鏡3以及第4透鏡4。光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡1、第2透鏡2、第3透鏡3以及第4透鏡4之后的光透過玻璃板5而到達(dá)像面6。下面，對(duì)本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)的特征進(jìn)行說明。4個(gè)透鏡的種類本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡。通過組合正屈光度、負(fù)屈光度、正屈光度、負(fù)屈光度這4個(gè)透鏡，能夠降低成像光學(xué)系統(tǒng)的球面像差，因此分辨率提高。通過在物體側(cè)使用作為雙凸透鏡的第1透鏡以及作為雙凹透鏡的第2透鏡，能夠用比使用一組彎月透鏡的情況更小的垂度來確定透鏡的形狀，能夠降低制造成本。另外，通過組合作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡，能夠減小像面彎曲。在以下說明中，將第i透鏡(i為l4的整數(shù))的焦距的絕對(duì)值設(shè)為fi，將光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值設(shè)為f。第1透鏡的焦距與第4透鏡的焦距的絕對(duì)值之比本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式0.425<fVf4<0.7(1)。如果減小f乂^的值，則能夠維持成像光學(xué)系統(tǒng)的總長(zhǎng)和背焦，同時(shí)能夠減小針對(duì)像面上的像素元件的入射角度。對(duì)于f/f4的值為0.425以下的成像光學(xué)系統(tǒng)而言，成像光學(xué)系統(tǒng)的彗形像差大，因此不理想。而對(duì)于f/f4的值為0.7以上的成像光學(xué)系統(tǒng)，由于光相對(duì)于像面上的像素元件的入射角度大，因此也不理想。光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值與第1透鏡的焦距之比本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式1.5<f/f丄<2.2(5)。對(duì)于f/^的值為1.5以下的成像光學(xué)系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)小型化。而對(duì)于f/^的值為2.2以上的成像光學(xué)系統(tǒng)，其第l透鏡的加工的容限誤差小，因此不容易制造。第1透鏡的焦距與第3透鏡的焦距的比較本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式f!<f3(6)。通過使第1透鏡具有正的最大屈光度，使得主點(diǎn)位置向物體側(cè)移動(dòng)，因此容易使成像光學(xué)系統(tǒng)小型化。總長(zhǎng)與整體焦距之比將從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離(成像光學(xué)系統(tǒng)的總長(zhǎng))設(shè)為TTL，則本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式1.05<TTL/f<1.18(7)。對(duì)于TTL/f的值為1.05以下的成像光學(xué)系統(tǒng)，光相對(duì)于像面上的像素元件的入射角度變大，因此不理想。而TTL/f的值為1.18以上的成像光學(xué)系統(tǒng)則難以實(shí)現(xiàn)小型化。6阿貝數(shù)將第i透鏡的阿貝數(shù)設(shè)為Vdi，則本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式25<vd2<28(2)50<vdl、vd3、vd4<57(3)。光圈被配置為，相對(duì)于具有正屈光度的第l透鏡的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，因此，當(dāng)具有負(fù)屈光度的第2透鏡使用高折射率高分散透鏡時(shí)，能夠有效地降低色差。第2透鏡的焦距的絕對(duì)值與第4透鏡的焦距的絕對(duì)值之比本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式0.595<f2/f4<1.05(4)。f2/f4的值為0.595以下的成像光學(xué)系統(tǒng)的色差校正過度。而f2/f4的值為1.05以上的成像光學(xué)系統(tǒng)則由于色差校正不足而無法實(shí)現(xiàn)高分辨率。衍射光柵可以不使用高折射率高分散透鏡進(jìn)行色差消除，而是使用衍射光柵來進(jìn)行色差消除。設(shè)衍射光柵的焦距為f皿，則本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為滿足下式15<fD0E/f<100(8)。在衍射光柵的光路差函數(shù)0為0-C2xhS+C4xh"+'.'的情況下，用fD。E=1/(2C2)來定義衍射光柵的焦距fD。E。其中，光路差函數(shù)是針對(duì)歸一化波長(zhǎng)587.56nm的衍射次數(shù)一次函數(shù)。在光路差函數(shù)的表達(dá)式中，h表示距光軸的距離，C2以及C4表示常數(shù)。對(duì)于fD。E的值為15以下的成像光學(xué)系統(tǒng)，其色差消除不充分，因此無法充分提高分辨率。而f,的值為100以上的成像光學(xué)系統(tǒng)的色差消除過度。另外，衍射光柵的光柵周期短，不容易制造。下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1至7進(jìn)行說明。實(shí)施例的成像光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)格表1及表2是示出實(shí)施例1至7的成像光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)格的表。表1中表示焦距的數(shù)值的單位為"毫米"。其它數(shù)值為無量綱數(shù)。表2中表示CRA的數(shù)值的單位為"度"。其它數(shù)值的單位為"毫米"。在表1中，ndi表示第i透鏡針對(duì)波長(zhǎng)為587.6納米的光的折射率。另外，F(xiàn)no.為表示光學(xué)系統(tǒng)整體的亮度的F數(shù)。在表2中，EFL表示光學(xué)系統(tǒng)整體的有效焦距。另外，CRA表示主光線相對(duì)于像面上的像素元件的最大入射角度。入射角度在像的周邊部為最大。BF表示背焦。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例1圖1是示出實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡1、第2透鏡2、第3透鏡3以及第4透鏡4。光圈11相對(duì)于第1透鏡1的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡1的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡1、第2透鏡2、第3透鏡3以及第4透鏡4之后的光透過玻璃板5而到達(dá)像面6。圖2是示出實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖2(a)是示出軸上色差的圖。圖2(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖2(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置。縱軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖2(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖2(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖2(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖2(c)是示出畸變像差的圖。圖2(c)的橫軸表示畸變像差(畸變distortion)。圖2(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表3是示出實(shí)施例1的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表3中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正(Plus)時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第1透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表4是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是決定二次曲線的形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式1h"x2+y21C=——Rch2mZ=-,^T十2Aih'表3面編號(hào)注釋面間隔(mm)折射率阿貝數(shù)面形狀光圈-0.17312第一透鏡0.5601.5156.1非球面3第一透鏡0.0901非球面4第二透鏡0.3801.60526.6非球面5第二透鏡0.6201非球面6第三透鏡0.5401.5156.1非球面9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>瞎cocmcoloco00cmocm00cmocoocococoooco娥1~1"od1~1第8面CD1~1cn3coco寸1~1coo寸co1~1cmo寸寸coo寸oo卜第7面coCD1~11~1寸00cmcmocm1~1cmo0000odoo1~1cmo寸cm瞎cd寸olo1~1寸cmo寸looo1~1oolo寸娥1~1第5面00CD卜1~11~1卜cocmolo1~1olo1~1ocmlo1~1cmolo卜第4面OiCDOicd1~1ooocmoco1~1oloo1~1ocoCDcmo00第3面CD1~100ooooco寸1~1ocmloo寸寸1~1olo寸1~1第2面1~1cm寸ooocoo寸卜coo00odcmo001~1coolocm1~1非球面系數(shù)寸CD00o實(shí)施例2圖3是示出實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡201、第2透鏡202、第3透鏡203以及第4透鏡204。光圈2011相對(duì)于第1透鏡201的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡201的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡201、第2透鏡202、第3透鏡203以及第4透鏡204之后的光透11過玻璃板205而到達(dá)像面206。圖4是示出實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖4(a)是示出軸上色差的圖。圖4(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖4(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置?？v軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖4(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖4(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖4(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖4(c)是示出畸變像差的圖。圖4(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖4(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表5是示出實(shí)施例2的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表5中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表6是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實(shí)施例3圖5是示出實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡301、第2透鏡302、第3透鏡303以及第4透鏡304。光圈3011相對(duì)于第1透鏡301的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡301的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡3Q1、第2透鏡3Q2、第3透鏡303以及第4透鏡304之后的光透過玻璃板305而到達(dá)像面306。圖6是示出實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖6(a)是示出軸上色差的圖。圖6(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖6(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置。縱軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖6(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖6(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖6(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖6(c)是示出畸變像差的圖。圖6(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖6(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表7是示出實(shí)施例3的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表7中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表8是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、v的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式3h"X2+y21C=——RZ=——/Q，+2Aih1l+Vl—(l+k)cVi=i表7面編號(hào)注釋面間隔折射率阿貝數(shù)面形狀光圈-0.16912第一透鏡0.5601.5156.1非球面3第一透鏡0.0901非球面4第二透鏡0.3801.60526.6非球面5第二透鏡0.7481非球面6第三透鏡0.5401.5156.1非球面15<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表8<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>實(shí)施例4圖7是示出實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡401、第2透鏡402、第3透鏡403以及第4透鏡404。光圈4011相對(duì)于第1透鏡401的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡401的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡401、第2透鏡402、第3透鏡403以及第4透鏡404之后的光透過玻璃板405而到達(dá)像面406。圖8是示出實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖8(a)是示出軸上色差的圖。圖8(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖8(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置。縱軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖8(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖8(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖8(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖8(c)是示出畸變像差的圖。圖8(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖8(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表9是示出實(shí)施例4的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表9中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表10是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式4h"X2+y21<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>表9<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表IO<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>實(shí)施例5圖9是示出實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡501、第2透鏡502、第3透鏡503以及第4透鏡504。光圈5011相對(duì)于第1透鏡501的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡501的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡501、第2透鏡502、第3透鏡503以及第4透鏡504之后的光透過玻璃板505而到達(dá)像面506。圖10是示出實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖10(a)是示出軸上色差的圖。圖10(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖10(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置?？v軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖10(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖10(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖10(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖10(c)是示出畸變像差的圖。圖10(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖10(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表11是示出實(shí)施例5的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表11中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表12是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>表ll<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>實(shí)施例6圖11是示出實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡601、第2透鏡602、第3透鏡603以及第4透鏡604。光圈6011相對(duì)于第1透鏡601的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡601的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡601、第2透鏡602、第3透鏡603以及第4透鏡604之后的光透過玻璃板605而到達(dá)像面606。圖12是示出實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖12(a)是示出軸上色差的圖。圖12(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖12(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置?？v軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖12(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖12(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖12(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖12(c)是示出畸變像差的圖。圖12(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖12(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表13是示出實(shí)施例6的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表13中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表14是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式6<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>表13<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>實(shí)施例7圖13是示出實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像側(cè)具有第1透鏡701、第2透鏡702、第3透鏡703以及第4透鏡704。光圈7011相對(duì)于第1透鏡701的像側(cè)的面，位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡701的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。透過第1透鏡701、第2透鏡702、第3透鏡703以及第4透鏡704之后的光透過玻璃板705而到達(dá)像面706。圖14是示出實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)的像差的圖。圖14(a)是示出軸上色差的圖。圖14(a)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖14(a)的縱軸表示光線在光圈中的通過位置?？v軸的"0"表示光線通過光圈中心，縱軸的"1"表示光線通過光圈邊緣。圖14(b)是示出像散以及像面彎曲的圖。圖14(b)的橫軸表示光軸方向的焦點(diǎn)位置(單位是毫米)。圖14(b)的縱軸表示像高(單位是毫米)。虛線表示子午像面的位置，實(shí)線表示弧矢像面的位置。圖14(c)是示出畸變像差的圖。圖14(c)的橫軸表示畸變像差(畸變)。圖14(c)的縱軸表示像高(單位是毫米)。表15是示出實(shí)施例7的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡數(shù)據(jù)的表。在表15中，光圈的面間隔是指以光圈位置為基準(zhǔn)、以像側(cè)為正時(shí)的第2面的位置。關(guān)于其它面，例如，第2面(第l透鏡的物體側(cè)的面)的面間隔是指第2面與第3面(第2透鏡的像側(cè)的面)之間的間隔。表16是示出表示第2面至第9面的非球面形狀的式子的系數(shù)及常數(shù)的表。在將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)為z軸、將與光軸垂直的面上的坐標(biāo)設(shè)為x、y的正交坐標(biāo)系中，非球面形狀是通過使下式表示的二次曲線繞光軸即z軸旋轉(zhuǎn)而得到的光軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)面。其中，k是確定二次曲線形狀的常數(shù)，c是中心曲率。另外，A為校正系數(shù)。式7h=A/x2+y21C=—RCh2mZ=——,"+2Aih1l+^l—(l+k)cVi=i第1透鏡701在像側(cè)的面上具備衍射光柵。衍射光柵的光路差函數(shù)0表示為0=C2xh2+C4xh4+...。其中，光路差函數(shù)是針對(duì)歸一化波長(zhǎng)587.56nm的衍射次數(shù)一次的函數(shù)。在光路差函數(shù)式中，h表示距光軸的距離，C2及C4表示常數(shù)。表17是示出光路差函數(shù)中的常數(shù)的表。表15面編號(hào)注釋面間隔折射率阿貝數(shù)面形狀光圈-0.16612第一透鏡0.5361.5156.1非球面27<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的特征進(jìn)行說明。光圈的位置本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)的光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面位于物體側(cè)，且相對(duì)于第1透鏡的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)位于像側(cè)。通過使光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面位于物體側(cè)、且相對(duì)于第1透鏡的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)位于像側(cè)，能夠減小成像光學(xué)系統(tǒng)整體的尺寸(從第1透鏡的物體側(cè)的面以及光圈面中位于物體側(cè)的面到像面的距離)。第2透鏡的折射率在本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中，ridi為第i透鏡針對(duì)波長(zhǎng)為587.6納米的光的折射率，且滿足下式1.6<nd2<1.62(9)。通過增大第2透鏡的折射率，能夠增大透鏡的屈光度，能夠擴(kuò)大光束的中心光線的范圍。其結(jié)果，能夠減小像面周邊部的中心光線的入射角度。此外，式(9)的下限值以及上限值是指可用于透鏡的塑料材料中、全烯烴(fullolefin)聚酯的折射率范圍。該材料的折射率高，吸水性低且容易形成薄壁，因此優(yōu)選將其作為本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡材料。第1、第3以及第4透鏡的折射率在本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中，ridi為第i透鏡針對(duì)波長(zhǎng)為587.6納米的光的折射率，且滿足下式ndl<1.515(10)nd3<1.515(11)nd4<1.515(12)。當(dāng)減小透鏡的折射率時(shí)，透鏡加工的容限誤差增大。因此，優(yōu)選第1、第3以及第4透鏡的折射率比第2透鏡的折射率小。F數(shù)在本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中，F(xiàn)no.為表示光學(xué)系統(tǒng)整體的亮度的F數(shù)，且滿足下式2.75<Fno.<3.0(13)。對(duì)于Fno.為2.75以下的成像光學(xué)系統(tǒng)，透鏡加工的容限誤差以及組裝的容限誤差小，因此不容易制造。對(duì)于Fno.為3.0以上的成像光學(xué)系統(tǒng)，由于其光量不足而容易發(fā)生手抖等。而且，其數(shù)值孔徑(NA)小，分辨率低。透鏡的材料本發(fā)明的實(shí)施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡均由塑料形成。因此，透鏡均可通過鑄模成型來制作，適合于批量生產(chǎn)。30權(quán)利要求一種成像光學(xué)系統(tǒng)，該成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡，在該成像光學(xué)系統(tǒng)中，光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面，被配置在物體側(cè)，設(shè)fi是第i透鏡的焦距的絕對(duì)值、f是光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值、vdi是第i透鏡的阿貝數(shù)、TTL是從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離，則該成像光學(xué)系統(tǒng)滿足以下各式0.425＜f1/f4＜0.7(1)25＜vd2＜28(2)50＜vd1、vd3、vd4＜57(3)0.595＜f2/f4＜1.05(4)1.5＜f/f1＜2.2(5)f1＜f3(6)1.05＜TTL/f＜1.18(7)。2.—種成像光學(xué)系統(tǒng)，該成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；以及作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡，在該成像光學(xué)系統(tǒng)中，光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面，被配置在物體側(cè)，在第1透鏡的像側(cè)的面上具有衍射光柵，設(shè)4是第i透鏡的焦距的絕對(duì)值、f皿是衍射光柵的焦距、f是光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值、TTL是從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離，則該成像光學(xué)系統(tǒng)滿足以下各式0.425<fVf4<0.7(1)1.5<f/f丄<2.2(5)4<f3(6)1.05<TTL/f<1.18(7)15<fD0E/f<100(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，光圈相對(duì)于第1透鏡的物體側(cè)的面的頂點(diǎn)，位于像側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任意一項(xiàng)所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，設(shè)ridi為第i透鏡針對(duì)波長(zhǎng)為587.6納米的光的折射率，則該成像光學(xué)系統(tǒng)還滿足下式1.6<nd2<1.62(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任意一項(xiàng)所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，設(shè)ridi為第i透鏡針對(duì)波長(zhǎng)為587.6納米的光的折射率，則該成像光學(xué)系統(tǒng)還滿足以下各式ndl<1.515(10)nd3<1.515(11)nd4<1.515(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求15中任意一項(xiàng)所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，設(shè)Fno.為表示光學(xué)系統(tǒng)整體的亮度的F數(shù)，則該成像光學(xué)系統(tǒng)還滿足下式2.75<Fno.<3.0(13)。7.根據(jù)權(quán)利要求16中任意一項(xiàng)所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，透鏡均由塑料形成。全文摘要本發(fā)明提供一種小型的成像光學(xué)系統(tǒng)，其針對(duì)固體攝像元件的像面的入射角度小，且降低了色差、像散、像面彎曲以及畸變像差。本發(fā)明的第一方式的成像光學(xué)系統(tǒng)從物體側(cè)到像面?zhèn)染哂凶鳛殡p凸透鏡的第1透鏡；作為雙凹透鏡的第2透鏡；作為朝像側(cè)凸出的正彎月透鏡的第3透鏡；作為朝物體側(cè)凸出的負(fù)彎月透鏡的第4透鏡。光圈相對(duì)于第1透鏡的像側(cè)的面被配置在物體側(cè)。設(shè)fi是第i透鏡的焦距的絕對(duì)值、f是光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距的絕對(duì)值、vdi是第i透鏡的阿貝數(shù)、TTL是從第1透鏡的物體側(cè)的面和光圈面之中的位于物體側(cè)的面到像面的距離，則本發(fā)明的第一方式的成像光學(xué)系統(tǒng)滿足0.425<f1/f4<0.7(1)；25<vd2<28(2)；50<vd1、vd3、vd4<57(3)；0.595<f2/f4<1.05(4)；1.5<f/f1<2.2(5)；f1<f3(6)；1.05<TTL/f<1.18(7)。文檔編號(hào)G02B13/00GK101755230SQ20088002550公開日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日發(fā)明者坂上典久申請(qǐng)人:納盧克斯株式會(huì)社