成像透镜和包括成像透镜的成像装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及成像透镜和包括成像透镜的成像装置。按照从物体侧开始的顺序，成像透镜实质上由五个透镜组成：第一透镜，具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状；第二透镜，具有负折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状；第三透镜，具有双凹形状；第四透镜，具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凸面的弯月形状；以及第五透镜，具有双凹形状，并且具有在像侧表面上具有至少一个极值点的非球面形状。而且，成像透镜满足预定条件表达式。
【专利说明】成像透镜和包括成像透镜的成像装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在诸如电荷耦合器件(CXD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)的成像器件上形成被摄体的光学像的固定焦点成像透镜，并且涉及在其上安装成像透镜以执行摄影的成像装置，诸如，数码相机、具有相机的蜂窝电话、移动信息终端(PDA:个人数字助理)、智能电话、平板终端、以及移动游戏机。
【背景技术】
[0002]由于个人计算机在家庭中变得流行，能够将关于拍摄场景、人等的图像信息输入到个人计算机中的数码相机快速普及。而且，其中安装用于输入图像的相机模块的蜂窝电话、智能电话、或平板终端日益增加。这样的具有成像功能的装置使用成像器件，诸如，CCD和CMOS。近来，因为成像器件已经被最小化，还存在对最小化整个成像装置和安装在其上的成像透镜的需求。而且，由于包括在成像器件中的像素的数量也日益增加，存在对增强成像透镜的分辨率和性能的需求。例如，存在对对应于5兆像素以上的高分辨率的性能，并且更优选地对应于8兆像素以上的高分辨率的性能的需求。
[0003]为了满足这样的需求，可以考虑成像透镜由五个或六个透镜构成，其为相对大数量的透镜。例如，中国实用新型N0.201903684 (专利文献I)和N0.202141850 (专利文献2)提出了由五个透镜构成的成像透镜。在专利文献I和2中公开的成像透镜按照从物体侧开始的顺序，实质上由五个透镜组成:第一透镜，具有正折射光焦度；第二透镜，具有负折射光焦度；第三透镜，具有负折射光焦度；第四透镜，具有正折射光焦度；以及第五透镜，具有负折射光焦度。
实用新型内容
[0004]特别是，对于在厚度已经被减小的装置，诸如，蜂窝电话、智能电话或平板终端中使用的成像透镜，减小透镜的全长(total length)的需求日益增加。因此，需要进一步减小在专利文献I和2中公开的成像透镜的全长。
[0005]考虑上述情况做出本实用新型，并且其目标在于提供一种成像透镜，其能够在从中心视角到外围视角的范围内实现高成像性能，同时实现其全长的减小。本实用新型的另一个目标在于提供一种成像装置，其能够通过安装在其上的成像透镜获得具有高分辨率的拍摄图像。
[0006]按照从物体侧开始的顺序，本实用新型的成像透镜是实质上由五个透镜组成的成像透镜:
[0007]第一透镜，其具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状；
[0008]第二透镜，其具有负折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状；
[0009]第三透镜，其具有双凹形状；
[0010]第四透镜，其具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凸面的弯月形状；以及
[0011]第五透镜，其具有双凹形状，并且具有在像侧表面上具有至少一个极值点的非球面形状，
[0012]其中，满足以下条件表达式(I):
[0013]-2.127<f/f5<0 (1)，其中
[0014]f是整个系统的焦距，以及
[0015]f5是第五透镜的焦距。
[0016]根据本实用新型的成像透镜，在由五个透镜作为一个整体构成的成像透镜中，第一至第五透镜的每个透镜元件的构造被优化。从而，可以实现在减小其全长的同时具有高分辨率性能的透镜系统。
[0017]在本实用新型的成像透镜中，表达“实质上由五个透镜组成”是指，本实用新型的成像透镜可以不仅包括五个透镜而且还包括:实质上没有折射光焦度的透镜；不是透镜的、诸如光阑和盖玻璃的光学元件；机械部件，诸如，物镜法兰盘、透镜镜筒、成像器件和手抖模糊校正机构等。当透镜包括非球面时，在近轴区域内考虑透镜的表面形状和折射光焦度的符号。
[0018]在本实用新型的成像透镜中，通过采用并且满足以下理想构造，可以使其光学性能更好。
[0019]在本实用新型的成像透镜中，期望第三透镜的像侧表面具有带有至少一个极值点的非球面形状，第三透镜的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于第三透镜的像侧表面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜的物体侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于第三透镜的物体侧表面和光轴之间的交点的物体侧上。
[0020]期望本实用新型的成像透镜进一步包括:孔径光阑，其设置在第二透镜的物体侧表面的物体侧上。
[0021]期望本实用新型的成像透镜满足以下条件表达式(1-1)至(3)中的任一个。应该注意，作为理想模式，可以满足条件表达式(1-1)至(3)中的任一个，或者可以满足其任意组合。
[0022]-2.06<f/f5<-0.56 (1-1)
[0023]-2.01<f/f5<-l.12 (1-2)
[0024]0<f/f4<3 (2)
[0025]0.7<f/f4<2.5 (2-1)
[0026]1.4<f/f4<2.1 (2-2)
[0027]I f2 I <If3 I (3)
[0028]在此，
[0029]f是整个系统的焦距，
[0030]f2是第二透镜的焦距，
[0031]f3是第三透镜的焦距，
[0032]f4是第四透镜的焦距，以及
[0033]f5是第五透镜的焦距。
[0034]本实用新型的成像装置包括本实用新型的成像透镜。
[0035]根据本实用新型的成像透镜，在由五个透镜作为一个整体构成的成像透镜中，每个透镜元件的构造均被优化，并且特别是，第五透镜的形状被适当地形成。从而，可以实现在减小其全长的同时，在从中心视角到外围视角的范围内具有高分辨率性能的透镜系统。
[0036]而且，根据本实用新型的成像装置，输出基于由具有高成像性能的本实用新型的成像透镜形成的光学像的成像信号。从而，可以获得具有高分辨率的拍摄图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是根据本实用新型的实施例并且对应于实例I的成像透镜的第一构造实例的透镜横截面图；
[0038]图2是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例2的成像透镜的第二构造实例的透镜横截面图；
[0039]图3是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例3的成像透镜的第三构造实例的透镜横截面图；
[0040]图4是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例4的成像透镜的第四构造实例的透镜横截面图；
[0041]图5是示出根据本实用新型的实例I的成像透镜的多种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出像散(场曲)，部分C不出畸变,并且部分D不出横向色像差；
[0042]图6是示出根据本实用新型的实例2的成像透镜的多种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出像散(场曲)，部分C不出畸变,并且部分D不出横向色像差；
[0043]图7是示出根据本实用新型的实例3的成像透镜的多种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出像散(场曲)，部分C不出畸变,并且部分D不出横向色像差；
[0044]图8是示出根据本实用新型的实例4的成像透镜的多种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出像散(场曲)，部分C不出畸变,并且部分D不出横向色像差；
[0045]图9是示出为包括根据本实用新型的成像透镜的蜂窝电话终端的成像装置的视图；以及
[0046]图10是示出为包括根据本实用新型的成像透镜的智能电话的成像装置的视图。【具体实施方式】
[0047]此后，参考附图详细地描述本实用新型的实施例。
[0048]图1示出根据本实用新型的第一实施例的成像透镜的第一构造实例。该构造实例对应于随后将描述的第一数值实例(表I和表2)的透镜构造。同样地，图2至图4示出对应于根据随后将描述的第二至第四实施例的成像透镜的第二至第四构造实例的横截面图。第二至第四构造实例对应于随后将描述的第二至第四数值实例(表3至表8)的透镜构造。在图1至图4中，参考标号Ri表示第i个表面的曲率半径，其中，数字i是当最接近物体侧的透镜元件的表面被认为是第一表面时，当其更接近像侧(成像侧)时顺序增加的序列号。参考标号Di表不光轴Zl上的第i个表面和第(i+Ι)个表面之间的轴上表面间隔。由于各个构造实例在构造上基本类似，基于图1中所示的成像透镜的第一构造实例给出以下说明，并且图2至图4中所示的构造实例在需要时也被描述。而且，图1至图4还示出从无穷远处的物点的轴上光线2的光路，以及在最大视角处的光线3。
[0049]根据本实用新型的实施例的成像透镜L适于在使用诸如CXD和CMOS的成像器件的多种成像装置中使用。特别是，成像透镜L适于在相对小尺寸的移动终端装置中使用，例如，诸如，数码相机、具有相机的蜂窝电话、智能电话、平板终端、以及PDA。该成像透镜L包括沿着光轴Z1，按照从物体侧开始的顺序的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、以及第五透镜L5。
[0050]图9是示出为根据本实用新型的实施例的成像装置I的蜂窝电话终端的示意图。根据本实用新型的实施例的成像装置I包括根据本实施例的成像透镜L和诸如CCD的成像器件100 (参考图1)，其基于由成像透镜L形成的光学像输出成像信号。成像器件100设置在成像透镜L的成像面(像平面R14)处。
[0051]图10是示出为根据本实用新型的实施例的成像装置501的智能电话的示意图。根据本实用新型的实施例的成像装置501包括相机单元541，相机单元541包括根据本实施例的成像透镜L和成像器件100 (参考图1)，诸如，(XD，其基于由成像透镜L形成的光学像输出成像信号。成像器件100设置在成像透镜L的成像面(像平面R14)处。
[0052]基于在其上安装成像透镜的相机的构造，可以在第五透镜L5和成像器件100之间设置多种光学构件CG。例如，可以设置平板形光学构件，诸如，用于保护成像表面的盖玻璃和红外线截止滤波器。在该情况下，例如，已经应用了具有诸如红外线截止滤波器和ND滤波器的滤波器的效果的涂覆层的平板形盖玻璃，或者具有相同效果的材料可以用作光学构件CG。
[0053]可替换地，可以在不使用光学构件CG的情况下，通过将涂覆层应用至第五透镜L5等，给予第五透镜L5等类似于光学构件CG的效果。由此，可以减少部件的数量，并且减小全长。
[0054]而且，期望成像透镜L包括设置在第二透镜L2的物体侧表面的物体侧上的孔径光阑St。由于孔径光阑St以这样的方式设置在第二透镜L2的物体侧表面的物体侧上，特别是，在成像区域的外围部分中，可以防止穿过光学系统并且入射到成像表面(成像器件)的光线的入射角变大。为了进一步增强该效果，更希望孔径光阑St设置在第一透镜LI的物体侧表面的物体侧上。在此，表达“设置在第二透镜L2的物体侧表面的物体侧上”是指，孔径光阑在光轴方向上的位置与在轴上边缘光线和第二透镜L2的物体侧表面之间的交点相同，或者位于交点的物体侧上。同样地，表达“设置在第一透镜LI的物体侧表面的物体侧上”是指，孔径光阑在光轴方向上的位置与轴上边缘光线和第一透镜LI的物体侧表面之间的交点相同，或者位于交点的物体侧上。
[0055]而且，当孔径光阑St在光轴上设置在第一透镜LI的物体侧表面的物体侧上时，期望孔径光阑St设置在第一透镜LI的表面的顶点的像侧上。当孔径光阑St以这样的方式设置在第一透镜LI的表面的顶点的像侧上时，可以减小包括孔径光阑St的成像透镜的全长。根据第一至第四实施例(参考图1至图4)的成像透镜是孔径光阑St设置在第一透镜LI的物体侧表面的物体侧上，以及孔径光阑St设置在第一透镜LI的表面的顶点的像侧上的构造实例。然而，本实用新型不限于这些实施例，并且孔径光阑St可以设置在第一透镜LI的表面的顶点的物体侧上。与孔径光阑St设置在第一透镜LI的表面的顶点的像侧上的情况相比，孔径光阑St设置在第一透镜LI的表面的顶点的物体侧上的布置在确保外围光量的方面稍微不利。然而，该布置可以以更理想的方式，防止穿过光学系统并且入射到成像表面(成像器件)上的光线的入射角在成像区域的外围部分中变大。应该注意，在此所示的孔径光阑St不需要表示其尺寸或形状，但是示出在光轴Zl上的其位置。[0056]在成像透镜L中，第一透镜LI具有正折射光焦度，并且具有在光轴附近朝向像侧为凹面的弯月形状。通过形成在光轴附近朝向像侧为凹面的弯月形状的第一透镜LI，第一透镜LI的后侧主点的位置可以被设定成接近物体侧，并且从而可以适当地减小全长。而且，如在第一至第四实施例中所示，通过形成非球面形状的第一透镜LI，可以适当地校正球
面像差。
[0057]第二透镜L2在光轴附近具有负折射光焦度。第二透镜L2具有在光轴附近朝向像侧为凹面的负折射光焦度的弯月形状。因此，可以令人满意地校正当光线穿过第一透镜LI时导致的球面像差和纵向色像差。而且，通过形成在光轴附近朝向像侧为凹面的弯月形状的第二透镜L2，第二透镜L2的后侧主点的位置可以被设定成接近物体侧，并且从而可以适当地减小全长。
[0058]第三透镜L3在光轴附近具有负折射光焦度。另外，第三透镜L3在光轴附近具有双凹形状。而且，期望如在第一至第四实施例中所示，第三透镜L3的焦距的绝对值|f3|被设定为第一至第五透镜LI至L5的焦距的绝对值|fl}至|f5|中的最大值。在该情况下，可以适当地减小第三透镜L3的表面的形状的改变对整个系统的焦距的影响，并且从而第三透镜L3可以被灵活地设计成具有适用于校正多种像差的表面的形状。
[0059]而且，如图1至图4中所示，期望第三透镜L3的像侧表面具有带有至少一个极值点的非球面形状，第三透镜L3的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于第三透镜L3的像侧表面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜L3的物体侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于第三透镜L3的物体侧表面和光轴之间的交点的物体侧上。在该情况下，可以适当地校正球面像差和像散，并且可以在从中心视角到外围视角的范围内实现高分辨率性能。而且，第三透镜L3的像侧表面的极值点可以在第三透镜L3的径向上，被设置在第三透镜L3的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点内侧的任意位置处。
[0060]应该注意，在本说明书中，“极值点”是指当透镜表面上的点由(r，fx(r))表示时，函数fx(r)在最大值或者最小值处的点。在此，在垂直于光轴的方向上离光轴的距离是r(r>0)，并且表示在距离r处的在光轴方向上的位置的函数是fx(r)。本实用新型的各个实施例的所有极值点是切面在该处垂直于光轴的极值点。
[0061 ] 而且，在成像透镜中，第一透镜LI在光轴附近具有正折射光焦度，并且第二透镜L2和第三透镜L3在光轴附近具有负折射光焦度。因此，由第一至第三透镜LI至L3形成的透镜组(此后称为第一透镜组)可以被制成具有远摄型构造。在该构造中，具有正折射光焦度的第一透镜LI设置在物体侧上，并且具有负折射光焦度的第二透镜L2和第三透镜L3设置在像侧上。因此，由第一至第三透镜LI至L3形成的第一透镜组的后侧主点的位置可以被设定成接近物体侧，并且从而可以适当地减小全长。
[0062]第四透镜L4在光轴附近具有正折射光焦度。而且，如在第一至第四实施例中所示，第四透镜L4具有在光轴附近朝向像侧为凸面的弯月形状。从而，与第四透镜L4在光轴附近朝向像侧为凹面的情况相比，可以减小光入射到第四透镜L4的物体侧表面的入射角，并且可以适当地抑制多种像差的出现。因此，可以适当地校正倾向于将由全长减小导致的畸变(畸变像差)、横向色像差、以及像散。
[0063]第五透镜L5在光轴附近具有负折射光焦度。如上所述，通过在光轴附近使第四透镜L4具有正折射光焦度并且使第五透镜L5具有负折射光焦度，由第四透镜L4和第五透镜L5形成的透镜组(此后称为第二透镜组)可以被制成具有远摄型构造。因此，第二透镜组的后侧主点的位置可以被设置成接近物体侧，并且从而可以适当地减小全长。
[0064]第五透镜L5在光轴附近具有双凹形状。而且，如第一至第四实施例中所示，第五透镜L5具有在光轴附近朝向像侧为凹面的非球面形状，并且在像侧表面上具有至少一个极值点。通过使第五透镜L5具有在光轴附近朝向像侧为凹面并且在像侧表面上具有至少一个极值点的非球面形状，可以令人满意地校正场曲，并且在从中心视角到外围视角的范围内实现高分辨率性能，同时抑制正方向上的畸变的出现。第五透镜L5的像侧表面的极值点可以在第五透镜L5的径向上，被设置在第五透镜L5的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点的内侧上的任意位置处。
[0065]而且，通过使第五透镜L5朝向像侧为凹面并且使第五透镜L5的像侧表面具有带有极值点的非球面形状，特别是在成像区域的外围部分中，可以防止穿过光学系统并且入射到成像表面(成像器件)上的光线的入射角变大。应该注意，在此描述的外围部分是指径向上的高度的约60%的外部。在此，高度是具有最大视角的主光线和该表面之间的交点离光轴的高度。
[0066]根据成像透镜L，在由五个透镜作为整体构成的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5的每个透镜元件的构造被优化。从而，可以实现在减小其全长的同时具有高分辨率性能的透镜系统。
[0067]根据成像透镜L，所有五个透镜都被配置成划分为包括第一至第三透镜LI至L3的第一透镜组和包括第四透镜L4和第五透镜L5的第二透镜组，并且如上所述，第一透镜组和第二透镜组分别被配置为远摄型的。因此，可以适当地实现全长的减小。
[0068]按照从物体侧开始的顺序，在专利文献I或专利文献2中公开的透镜系统还实质上由以下组成:第一透镜，具有正折射光焦度；第二透镜，具有负折射光焦度；第三透镜，具有负折射光焦度；第四透镜，具有正折射光焦度；以及第五透镜，具有负折射光焦度，并且透镜系统由包括第一至第三透镜的第一透镜组和包括第四透镜和第五透镜的第二透镜组构成。然而，在专利文献I或专利文献2中公开的透镜系统中，第五透镜的负折射光焦度非常强，并且从而为了实现折射光焦度的平衡，通过确保第四透镜的中心厚度，使第四透镜的折射光焦度很强。为此，由第四透镜和第五透镜形成的第二透镜组的轴上长度未被充分地减小。结果，存在对减小其全长的新需求。
[0069]相反，根据成像透镜L，如条件表达式(I)中所示，第五透镜L5的折射光焦度被适当地设定成，相对于整个透镜的折射光焦度不变得非常强。因此，为了确保第四透镜L4的折射光焦度，不需要增加第四透镜L4的中心厚度，并且可以减小第二透镜组在光轴方向上的长度。结果，可以进一步适当地实现全长的减小。而且，包括第四透镜L4和第五透镜的第二透镜组的负折射光焦度被适当地设定成，相对于整个透镜的折射光焦度不变得非常强。因此，不需要使第一透镜组的正折射光焦度比需要的更强，并且从而可以适当地减小全长，同时令人满意地校正多种像差。
[0070]在成像透镜L中，为了增强其性能，期望第一至第五透镜LI至L5中的每个透镜的至少一个表面被形成为非球面。
[0071]而且，期望构成成像透镜L的透镜LI至L5中的每个不被形成为胶合透镜而是形成为单透镜。原因在于，与透镜LI至L5中的任一个被形成为胶合透镜的情况相比，由于非球面的数量增加，每个透镜的设计的自由度增加，并且可以适当地实现其全长的减小。
[0072]而且，例如，如在根据第一至第四实施例的成像透镜中，当成像透镜L的第一至第五透镜LI至L5的每个透镜构造被设定成使得总视角等于或大于60度时，成像透镜L可以被适当地应用至通常在近距离拍摄中使用的蜂窝电话终端等。
[0073]接下来，将详细地描述如上所述配置的成像透镜L的条件表达式的效果和优点。关于除了随后将描述的条件表达式(I)之外的条件表达式(条件表达式(1-1)至(3))，期望成像透镜L满足条件表达式中的任一个或任意组合。期望根据成像透镜L所需的因素，适当地选择将被满足的条件表达式。
[0074]首先，整个系统的焦距和第五透镜L5的焦距f5满足以下条件表达式(I)。
[0075]-2.127<f/f5<0 (I)
[0076]条件表达式(I)限定整个系统的焦距f与第五透镜L5的焦距f5的比率的期望数值范围。通过保持第五透镜L5的负折射光焦度，使得f/f5大于条件表达式(I)的下限，第五透镜L5的负折射光焦度相对于整个系统的折射光焦度变得不非常强，并且从而特别是在中间视角处，可以防止穿过光学系统并且入射到成像表面(成像器件)的光线的入射角变大。而且，通过确保第五透镜L5的负折射光焦度，使得f/f5小于条件表达式(I)的上限，第五透镜L5的负折射光焦度相对于整个系统的折射光焦度变得不非常弱，并且从而可以令人满意地校正场曲，同时减小全长。为了进一步增强该效果，期望满足条件表达式(1-1)，并且更期望满足条件表达式(1-2 )。
[0077]-2.06<f/f5<-0.56 (1-1)
[0078]-2.01<f/f5<-l.12 (1-2)
[0079]期望第四透镜L4的焦距f4和整个系统的焦距f满足以下条件表达式(2)。
[0080]0<f/f4<3 (2)
[0081]条件表达式(2)限定整个系统的焦距f与第四透镜L4的焦距f4的比率的数值范围。通过确保第四透镜L4的正折射光焦度，使得f/f4大于条件表达式(2)的下限，第四透镜L4的正折射光焦度相对于整个系统的折射光焦度变得不非常弱，并且从而，特别是在中间视角处，可以更适当地防止穿过光学系统并且入射到成像表面(成像器件)上的光线的入射角变大。另外，可以适当地校正畸变(畸变像差)和横向色像差。通过保持第四透镜L4的正折射光焦度，使得f/f4小于条件表达式(2)的上限，第四透镜L4的正折射光焦度相对于整个系统的折射光焦度变得不非常强，并且从而可以适当地校正球面像差和像散。为了进一步增强该效果，期望满足条件表达式(2-1)，并且更期望满足条件表达式(2-2 )。
[0082]0.7<f/f4<2.5 (2-1)
[0083]1.4<f/f4<2.1 (2-2)
[0084]而且，期望第三透镜L3的焦距f3和第二透镜L2的焦距f2满足以下条件表达式
(3)。
[0085]I f2 I <If3 I (3)
[0086]条件表达式(3)限定第二透镜L2的焦距f2与第三透镜L3的焦距f3的比率的理想数值范围。通过使第三透镜L3的负折射光焦度比第二透镜L2的负折射光焦度更弱，使得满足条件表达式(3)，可以适当地减小第三透镜L3的表面的形状的改变对整个系统的焦距的影响。另外，第三透镜L3可以被灵活地设计成具有适用于校正多种像差的表面的形状。从而，通过满足条件表达式(3)，可以容易地实现全长的减小，同时令人满意地校正多种像差。
[0087]如上所述，根据本实用新型的实施例的成像透镜，在由五个透镜作为一个整体构成的成像透镜中，每个透镜元件的构造被优化。从而，可以实现在减小其全长的同时具有高分辨率性能的透镜系统。
[0088]通过适当地满足期望条件，可以实现较高成像性能。而且，根据本实施例的成像装置，输出基于通过根据本实施例的高性能成像透镜形成的光学像的成像信号。从而，可以在中心视角到外围视角的范围内，获得具有高分辨率的拍摄图像。
[0089]接下来，将描述根据本实用新型的实施例的成像透镜的特定数值实例。此后，共同描述多个数值实例。[0090]随后将给出的表1和表2示出对应于图1中所示的成像透镜的构造的特定透镜数据。特别是，表1示出基本透镜数据，并且表2示出关于非球面的数据。在表1中所示的透镜数据中，表面编号Si的列示出实例I的成像透镜中的第i个表面的表面编号。最接近物体侧的透镜元件的表面是第一表面(孔径光阑St是第一)，并且表面编号朝向像侧顺序地增加。曲率半径Ri的列示出从物体侧开始的第i个表面的曲率半径的值(mm)，以对应于图1中的参考标号Ri。同样地，轴上表面间隔Di的列不出从物体侧开始在光轴上的第i个表面Si和第(i+Ι)个表面Si+Ι之间的光轴上的间隔(mm)。Ndj的列示出从物体侧开始的第j个光学元件的对于d-线(587.6nm)的折射率的值。vdj的列示出从物体侧开始的第j个光学元件的对于d-线的阿贝数的值。
[0091]在根据实例I的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5中的每个的表面都是非球面的。在表1中所示的基本透镜数据中，这些非球面的曲率半径被表示为光轴附近的曲率半径的数值(近轴曲率半径)。
[0092]表2示出在根据实例I的成像透镜系统中的非球面数据。在表示为非球面数据的数值中，参考标号“E”是指其之后的数值是具有底数10的“指数”，并且具有底数10且由指数函数表示的该数值乘以“ E ”之前的数值。例如，这意味着“ 1.0E-O2 ”是“ 1.0 X 10_2 ”。
[0093]作为非球面数据，示出由以下表达式(A)表示的非球面表达式中的系数Ai和KA的值。特别是，Z表示从离光轴高度h的非球面上的点到与非球面(垂直于光轴的平面)的顶点接触的平面的垂线的长度(mm)。
[0094]Z=C.h2/{l+(l-KA.C2.h2)1/2} + XAi.h1 (A)
[0095]在此，
[0096]Z是非球面的深度(mm)，
[0097]h是从光轴到透镜表面的距离(高度)(mm)，
[0098]C是近轴曲率=1/R
[0099](1?:近轴曲率半径)，
[0100]Ai是第i阶非球面系数(i是等于或大于3的整数)，以及
[0101]KA是非球面系数。
[0102]以类似于根据上述实例I的成像透镜的方式，表3至表8示出对应于图2至图4中所示的成像透镜的构造的、作为实例2至实例4的特定透镜数据。在根据实例I至4的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5中的每个的两个表面都是非球面。
[0103]图5的部分A至部分D分别示出球面像差、像散(场曲)、畸变(畸变像差)、以及横向色像差(幅度的色像差)。示出球面像差、像散(场曲)、以及畸变(畸变像差)的每个像差图示出对于作为参考波长的d-线(587.56nm的波长)的像差。球面像差图的图和横向色像差图的图还示出对于F线(486.1nm的波长)和C线(656.27nm的波长)的像差。球面像差的视图还示出对于g_线(435.83nm的波长)的像差。在像散的视图中，实线指示矢状方向(S)上的像差，并且虚线指示切线方向(T)上的像差。
[0104]同样地，图6的部分A至D至图8的部分A至D示出实例2至实例4的成像透镜的多种像差。
[0105]表9示出在根据实例I至实例4的成像透镜中的对应于条件表达式(I)至(3)的多个数据和值。在实例I至实例4中，d-线被设定为参考波长，并且在表9中示出对于参考波长的值。
[0106]在表9中，f是整个系统的焦距，Bf是从最接近像侧的透镜的像侧表面到像平面的在光轴上的距离(Bf对应于后焦距)，L是从第一透镜LI的物体侧表面到像平面100的光轴上的距离，2ω是总视角，并且Fn0.是F数。Bf是空气换算长度，S卩，指示通过空气换算光学构件CG的厚度计算的值。同样地，L的后焦距部分使用空气换算长度。可以从表9看出，所有实例I至实例4均满足条件表达式(I)至(3)。在表9中，整个系统的焦距f、第一至第五透镜LI至L5的焦距Π至K、后焦距Bf、以及从第一透镜LI的物体侧表面到像平面100在光轴上的距离L的单位是毫米(mm)。
[0107]可以从上述数值数据和像差图看出，在每个实例中，可以实现高成像性能，同时减小全长。
[0108]本实用新型的成像透镜不限于上述实施例和实例，并且可以被修改为多种形式。例如，透镜元件的曲率半径、轴上表面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数等的值不限于数值实例中所示的值，并且可以具有不同值。
[0109]而且，在所有实例中的每个的说明中，假定使用具有固定焦点的成像透镜，但是可以采用焦点可调节的构造。例如，成像透镜可以以通过延伸整个透镜系统或者通过在光轴上移动一些透镜来使得能够自动对焦的方式被配置。而且，本实用新型的成像透镜可以被配置成使得在于光轴附近形成为弯月形状的每个透镜中，将在光轴附近弯月形状的曲率半径的绝对值较大的表面设定为平面的。换句话说，在光轴附近被形成为弯月形状的透镜可以是平凸透镜或者平凹透镜，所述平凸透镜或者平凹透镜的弯月形状的曲率半径的绝对值较大的表面是平面。
[0110][表I]
[0111]实例I
【权利要求】
1.一种成像透镜，按照从物体侧开始的顺序，实质上由五个透镜组成: 第一透镜，所述第一透镜具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状； 第二透镜，所述第二透镜具有负折射光焦度，并且具有朝向像侧为凹面的弯月形状； 第三透镜，所述第三透镜具有双凹形状； 第四透镜，所述第四透镜具有正折射光焦度，并且具有朝向像侧为凸面的弯月形状；以及 第五透镜，所述第五透镜具有双凹形状，并且具有在像侧表面上具有至少一个极值点的非球面形状， 其中，满足以下条件表达式(I): -2.127<f/f5<0 (1)，其中 f是整个系统的焦距，并且 f5是所述第五透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的成像透镜，其中，所述第三透镜的像侧表面具有带有至少一个极值点的非球面形状，所述第三透镜的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于所述第三透镜的像侧表面和光轴之间的交点的物体侧上，并且所述第三透镜的物体侧表面和具有最大视角的主光线之间的交点位于所述第三透镜的物体侧表面和光轴之间的交点的物体侧上 。
3.根据权利要求1所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
-2.06<f/f5<-0.56 (1-1)。
4.根据权利要求3所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
-2.01<f/f5<-l.12 (1-2)。
5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式: 0<f/f4<3 (2)，其中 f4是所述第四透镜的焦距。
6.根据权利要求5所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
0.7<f/f4<2.5 (2-1)。
7.根据权利要求6所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
1.4<f/f4<2.1 (2-2)。
8.根据权利要求1至4中的任何一项所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
f2 I < I f3 (3)，其中
f2是所述第二透镜的焦距，以及
f3是所述第三透镜的焦距。
9.根据权利要求1至4中的任何一项所述的成像透镜，进一步包括:孔径光阑，所述孔径光阑被设置在所述第二透镜的物体侧表面的物体侧上。
10.一种成像装置，包括: 根据权利要求1至9中的任何一项所述的成像透镜。
【文档编号】G02B13/18GK203759348SQ201420140659
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】近藤雅人, 田中琢也, 小池和己 申请人:富士胶片株式会社