成像透镜和包括成像透镜的成像装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种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，成像透镜主要由五个透镜构成：第一透镜，具有正屈光力，并且具有朝向物体侧凸起的弯月形状；第二透镜，具有负屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；以及第五透镜，具有负屈光力，并且物体侧的面和像侧的面具有非球面形状。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图像的固定焦点成像透镜，并且涉及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)、智能手机、平板终端、以及移动游戏机。
【背景技术】
[0002]近来，随着个人计算机在家庭中变得普及，能够将关于所拍摄风景、人物等的图像信息输入到个人计算机中的数码相机快速传播。而且，其中安装用于输入图像的相机模块的蜂窝电话、智能手机、或平板终端日益增加。具有成像功能的这样的装置使用成像器件，诸如，C⑶和CMOS。近来，因为成像器件已被最小化，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，并且优选对应于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，其是相对大数量的透镜。例如，国际专利公开N0.12/063391 (专利文献I)和日本未审查专利公开N0.2010-28200(专利文献2)提出了由五个透镜构成的成像透镜。专利文献I和2中公开的成像透镜从物体侧顺序地主要由如下五个透镜构成:第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有负屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；以及第五透镜，具有负屈光力。
实用新型内容
[0004]特别是，对于在诸如蜂窝电话、智能手机或平板终端的厚度被减小的装置中使用的成像透镜，减小透镜的总长度的需求日益增加。因此，必须进一步减小专利文献I和2中公开的成像透镜的总长度。
[0005]本实用新型考虑上述情况被作出，并且其目标在于提供一种能够在从中心视角到周边视角的范围内实现高成像性能，同时实现其总长度的减小的成像透镜。本实用新型的另一个目标在于提供一种能够通过其上安装的成像透镜获得具有高分辨率的所拍摄图像的成像装置。
[0006]本实用新型的成像透镜是从物体侧顺序地主要由如下五个透镜构成的成像透镜:
[0007]第一透镜，具有正屈光力，并且具有朝向物体侧凸起的弯月形状；
[0008]第二透镜，具有负屈光力；
[0009]第三透镜,具有负屈光力；
[0010]第四透镜，具有正屈光力；以及
[0011]第五透镜，具有负屈光力，并且物体侧的面和像侧的面具有非球面形状，[0012]其中，满足以下条件表达式(I)和(2):
[0013]0.043<f/f45<0.186 (I)，以及
[0014]0.961<f/f4<l.785 (2)，其中
[0015]f是整个系统的复合焦距，
[0016]f45是第四和第五透镜的复合焦距，以及
[0017]f4是第四透镜的焦距。
[0018]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，优化第一至第五透镜中的每个透镜元件的结构。从而，可以实现在减小其总长度的同时具有高分辨率性能的透镜系统。
[0019]在本实用新型的成像透镜中，表达“主要由五个透镜构成”是指，本实用新型的成像透镜可以不仅包括五个透镜，而且包括基本不具有屈光力的透镜、诸如光阑和防护玻璃的不是透镜的光学元件、诸如物镜法兰盘、透镜镜筒的机械部件、成像器件和手抖动模糊校正机构等。当透镜包括非球面时，透镜的面形状和屈光力的参考标记被认为在近轴区域中。
[0020]在本实用新型的成像透镜中，通过采用并且满足以下期望结构，可以使得其光学性能更好。
[0021]在本实用新型的成像透镜中，期望第三透镜的像侧的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的面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜的物体侧的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的面和光轴之间的交点的物体侧上。
[0022]在本实用新型的成像透镜中，期望第五透镜具有朝向物体侧凸起的弯月形状，并且物体侧的面和像侧的面中的每个都具有具有至少一个极值点的非球面形状。
[0023]在本实用新型的成像透镜中，期望在第一至第五透镜的各个焦距的绝对值中，第三透镜的焦距的绝对值最大。
[0024]在本实用新型的成像透镜中，期望第四透镜具有朝向像侧凸起的弯月形状。
[0025]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的面的物体侧上。
[0026]期望本实用新型的成像透镜满足以下条件表达式(1-1)至(2-2)中的任一个。将注意，作为期望模式，可以满足条件表达式(1-1)至(2-2)中的任一个，或者可以满足其任
意组合。
[0027]0.053<f/f45<0.178 (1-1)
[0028]0.063<f/f45<0.17 (1-2)
[0029]l<f/f4<l.681 (2-1)
[0030]l<f/f4<l.58 (2-2)，其中
[0031]f是整个系统的复合焦距，
[0032]f45是第四和第五透镜的复合焦距，以及
[0033]f4是第四透镜的焦距。
[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，优化每个透镜元件的结构，并且特别是适当地形成第五透镜的形状。从而，可以实现在从中心视角到周边视角的范围内具有高分辨率性能同时减小其总长度的透镜系统。
[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图像的成像信号。从而，可以获取具有高分辨率的所拍摄图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例I的成像透镜的第一结构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的成像透镜的第二结构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的成像透镜的第三结构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的成像透镜的第四结构实例的透镜横截面图；
[0041]图5是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例5的成像透镜的第五结构实例的透镜横截面图；
[0042]图6是示出根据本实用新型的实例I的成像透镜的多个像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出散光(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不出散光(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不出散光(场曲)，部分C不出畸变,部分D不出横向色像差；
[0045]图9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不出散光(场曲)，部分C不出畸变,部分D不出横向色像差；
[0046]图10是示出根据本实用新型的实例5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不出散光(场曲),部分C不出畸变,部分D不出横向色像差；
[0047]图11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
[0048]图12是示出为包括根据本实用新型的成像透镜的智能手机的成像装置的视图。【具体实施方式】
[0049]此后，将参考附图详细地描述本实用新型的实施例。
[0050]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结构实例。结构实例对应于随后将描述的第一数值实例(表I和表2)的透镜结构。同样地，图2至图5示出随后将描述的对应于根据本实用新型的第二至第五实施例的成像透镜的第二至第五结构实例的截面图。第二至第五结构实例对应于随后将描述的第二至第五数值实例(表3至表10)的透镜结构。在图1至图5中，参考标记Ri表示第i个面的曲率半径，其中，编号i是当最接近物体侧的透镜元件的面被认为是第一面时，随着其更接近像侧(成像侧)顺序增加的序列号。参考标号Di表示在光轴Zl上的第i个面和第(i+Ι)个面之间的轴上面间隔。由于相应结构实例在结构上基本类似，所以将基于图1中所示的成像透镜的第一结构实例给出以下说明，并且当必要时，还描述图2至图5中所示的结构实例。而且，图1至图5还示出来自在无限距离处的物体点的轴上光线2和在最大视角处的光线3的光路。
[0051]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、智能手机、平板终端、以及PDA。该成像透镜L沿着光轴Zl按照从物体侧开始的顺序，包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、以及第五透镜L5。
[0052]图11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形成的光学图像输出成像信号。成像器件100设置在成像透镜L的图像形成面(像面R14)处。
[0053]图12是示出为根据本实用新型的实施例的成像装置501的智能手机的示意图。根据本实用新型的实施例的成像装置501包括包含根据本实施例的成像透镜L的相机单元541和诸如CXD的成像器件100(参考图1)，其基于由成像透镜L形成的光学图像输出成像信号。成像器件100设置在成像透镜L的图像形成面(像面R14)处。
[0054]基于在其上安装成像透镜的相机的结构，多种光学件CG可以设置在第五透镜L5和成像器件100之间。例如，可以设置平板形光学件，诸如，用于保护成像面的防护玻璃和红外线截止滤波器。在该情况下，例如，被施加具有滤波器诸如红外线截止滤波器和ND滤波器的效果的涂层的平板形防护玻璃，或者具有相同效果的材料，可以用作光学件CG。
[0055]可替换地，通过在不使用光学件CG的情况下，将涂层应用于第五透镜L5等，可以给予第五透镜L5等类似于光学件CG的效果。由此，可以减少组件的数量，并且减小总长度。
[0056]而且，期望成像透镜L包括设置在第二透镜L2的物体侧的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，特别是在成像区域的周边部分中，设置在第二透镜L2的物体侧的面的物体侧上，可以防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)的、光线的入射角变大。为了进一步增强该效果，更期望孔径光阑St设置在第一透镜LI的物体侧的面的物体侧上。在此，表述“设置在第二透镜L2的物体侧的面的物体侧上”是指，孔径光阑在光轴方向上的位置与轴上边缘光线和第二透镜L2的物体侧的面之间的交点相同，或者位于交点的物体侧上。同样地，表述“设置在第一透镜LI的物体侧的面的物体侧上”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的物体侧的面之间的交点相同，或者位于交点的物体侧上。
[0057]而且，当孔径光阑St在光轴上设置在第一透镜LI的物体侧的面的物体侧上时，期望孔径光阑St设置在第一透镜LI的面的顶点的像侧上。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的成像透镜的总长度。根据第一至第五实施例(参考图1至图5)的成像透镜是孔径光阑St设置在第一透镜LI的物体侧的面的物体侧上，并且孔径光阑St设置在第一透镜LI的面的顶点的像侧上的结构实例。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的面的顶点的物体侧上。与孔径光阑St设置在第一透镜LI的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的面的顶点的物体侧上的布置在保证周边光量方面稍微不利。然而，该布置可以以更理想方式防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)的光线的入射角在成像区域的周边部分中变大。应该注意，在此示出的孔径光阑St不必须表示其尺寸或形状，而是示出在光轴Zl上的其位置。
[0058]在成像透镜L中，第一透镜LI在光轴附近具有正屈光力，并且在光轴附近具有朝向像侧凹入的弯月形状。通过形成在光轴附近朝向像侧凹入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设置为接近物体侧，并且从而可以适当地减小其总长度。而且，如在第一至第五实施例中所示，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。
[0059]第二透镜L2在光轴附近具有负屈光力。因此，可以令人满意地校正当光线经过第一透镜LI时导致的球面像差和纵向色像差。而且，如在第一至第五实施例中所示，期望第二透镜L2在光轴附近朝向像侧凹入。在该情况下，可以适当地减小总长度。而且，如第一至第三实施例中所示，第二透镜L2在光轴附近可以具有双凹面形状，并且如第四和第五实施例中所示，第二透镜L2可以在光轴附近具有朝向像侧凹入的弯月形状。当形成在光轴附近朝向像侧凹入的弯月形状的第二透镜L2时，第二透镜L2的后侧主点的位置可以被设置为接近物体侧，并且从而可以更适当地减小总长度。
[0060]第三透镜L3在光轴附近具有负屈光力。而且，如第一实施例中所示，第三透镜L3在光轴附近可以具有双凹面形状，如第二和第四实施例中所示，第三透镜L3可以在光轴附近具有朝向像侧凹入的弯月形状，并且如第三和第五实施例中所示，第三透镜L3可以在光轴附近具有朝向像侧凸起的弯月形状。当第三透镜L3在光轴附近具有朝向像侧凹入的弯月形状时，第三透镜L3的后侧主点的位置可以更适当地设置为接近物体侧，并且从而可以适当地减小总长度。
[0061]而且，期望第三透镜L3的焦距的绝对值|f3|被设置为第一至第五透镜LI至L5的焦距的绝对值|fl|至|f5|中的最大值。在该情况下，可以更适当地减小第三透镜L3的面的形状的改变对整个系统的焦距f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面的形状。
[0062]而且，如第一至第五实施例中所示，期望第三透镜L3的像侧的面具有非球面形状，第三透镜L3的像侧的面和具有最大视角的主光线之间的交点，位于第三透镜L3的像侧的面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜L3的物体侧的面和具有最大视角的主光线之间的交点位于第三透镜L3的物体侧的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散光，并且可以在中心视角到周边视角的范围内实现高分辨率性能。
[0063]而且，如在第一、第二和第四实施例中所示，当第三透镜L3被形成为在光轴附近朝向像侧凹入时，通过使第三透镜L3的像侧的面具有具有至少一个极值点的非球面形状，第三透镜L3的像侧的面和具有最大视角的主光线之间的交点可以位于第三透镜L3的像侧的面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜L3的像侧的面的极值点可以在第三透镜L3的径向上、设置在第三透镜L3的像侧的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。
[0064]而且，如在第二和第四实施例中所示，当第三透镜L3被形成为在光轴附近朝向物体侧凸起时，通过使第三透镜L3的物体侧的面具有具有至少一个极值点的非球面形状时，第三透镜L3的物体侧的面和具有最大视角的主光线之间的交点可以位于第三透镜L3的物体侧的面和光轴之间的交点的物体侧上，并且第三透镜L3的物体侧的面的极值点在第三透镜L3的径向上，可以设置在第三透镜L3的物体侧的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]在成像透镜中，第一透镜LI在光轴附近具有正屈光力，并且第二透镜L2和第三透镜L3在光轴附近具有负屈光力。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结构。在该结构中，具有正屈光力的第一透镜LI设置在物体侧上，并且具有负屈光力的第二透镜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置成接近物体侧，并且从而可以适当地减小总长度。
[0066]第四透镜L4在光轴附近具有正屈光力。而且，如第一至第四实施例中所示，期望第四透镜L4具有在光轴附近朝向像侧凸起的弯月形状。由此，与第四透镜L4在光轴附近朝向像侧凹入的情况相比，可以减小光入射到第四透镜L4的物体侧的面上的入射角，并且可以抑制多种像差的发生。在此，可以适当地校正倾向于将由总长度的减小导致的畸变(畸变像差)、横向色像差、以及散光。
[0067]第五透镜L5在光轴附近具有负屈光力。如上所述，通过使第四透镜L4在光轴附近具有正屈光力并且使第五透镜L5在光轴附近具有负屈光力，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结构。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总长度。
[0068]而且，第五透镜L5的像侧的面和物体侧的面被形成为非球面的。如第一至第五实施例中所示，期望第五透镜L5具有在光轴附近朝向像侧凹入并且在像侧的面上具有至少一个极值点的非球面形状。由此，可以令人满意地校正场曲，并且在中心视角到周边视角的范围内实现高分辨率性能，同时抑制畸变在正方向上的发生。第五透镜L5的像侧的面的极值点在第五透镜L5的径向上，可以设置在第五透镜L5的像侧的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。
[0069]应该注意，在本说明书中，“极值点”是指当透镜面上的点由(r，fx(r))表示时，函数fx(r)处于最大值或最小值的点。在此，在垂直于光轴的方向上离光轴的距离是Kr>0)，并且表示距离r处光轴方向上的位置的函数是fx(r)。本说明书的相应实施例的所有极值点都是在其处切面垂直于光轴的极值点。
[0070]而且，通过使第五透镜L5朝向像侧凹入并且使第五透镜L5的像侧的面特别是在成像区域的周边部分中具有具有至少一个极值点的非球面形状，可以防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)的光线的入射角变大。应该注意，在此描述的成像区域的周边部分是指径向上的高度的约50%的外侧。在此，高度是具有最大视角的主光线和该面之间的交点离光轴的高度。
[0071]而且，期望第五透镜L5具有在光轴附近朝向物体侧凸起的弯月形状，并且其物体侧的面和像侧的面中的每个都具有具有至少一个极值点的非球面形状。由此，可以将第五透镜L5的后侧主点的位置设置为接近物体侧，并且从而适当地减小总长度，同时防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)的光线的入射角变大，特别是在成像区域的周边部分中。
[0072]根据成像透镜L，在由五个透镜作为一个整体构成的成像透镜中，优化第一至第五透镜LI至L5中的每个透镜元件的结构。从而，可以在减小其总长度的同时，实现具有高分辨率性能的透镜系统。
[0073]在成像透镜L中，为了增强其性能，期望第一至第五透镜中的每个透镜的至少一个面被形成为非球面。
[0074]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粘合透镜而是单一透镜。原因在于，与透镜LI至L5中的任一个被形成为粘合透镜的情况相比，由于非球面的数量增加，增强了设计每个透镜时的自由度，并且可以适当地实现其总长度的减小。
[0075]而且，例如，如在根据第一至第五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的每个透镜结构被设置成使得总视角等于或大于60度时，成像透镜L可以适当地应用至通常在近摄时使用的蜂窝电话终端等。
[0076]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。
[0077]首先，整个系统的焦距f以及第四和第五透镜L4和L5的复合焦距f45满足以下条件表达式(I)。
[0078]0.043<f/f45<0.186 (I)
[0079]条件表达式(I)限定整个系统的焦距f与第四和第五透镜L4和L5的复合焦距f45的比率的期望数值范围。通过保持第四和第五透镜L4和L5的正复合屈光力，使得f/f45大于条件表达式(I)的下限，特别是在中间视角处，可以更适当地防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)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。而且，其在减小总长度以保持第四和第五透镜L4和L5的正复合屈光力，使得f/f45小于条件表达式(I)的上限的方面是有利的。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)。
[0080]0.053<f/f45<0.178 (1-1)
[0081]0.063<f/f45<0.17 (1-2)
[0082]整个系统的焦距f和第四透镜L4的焦距f4满足以下条件表达式(2)。
[0083]0.961<f/f4<l.785 (2)
[0084]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的比率的期望数值范围。通过确保第四透镜L4的正屈光力，使得f/f4大于条件表达式(2)的下限，第四透镜L4的正屈光力变为相对于整个系统的屈光力不非常弱，并且从而特别是在中间视角处，可以更适当地防止经过光学系统并且入射到成像面(成像器件)的光线的入射角变大。另夕卜，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的正屈光力，使得f/f4小于条件表达式(2)的上限，第四透镜L4的正屈光力相对于整个系统的屈光力变得不非常强，并且从而可以适当地校正球面像差和散光。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 )。
[0085]l<f/f4<l.681 (2-1)
[0086]l<f/f4<l.58 (2-2)
[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组成的成像透镜中，优化每个透镜元件的结构。从而，可以在减小其总长度的同时，实现具有高分辨率性能的透镜系统。
[0088]如在上述成像透镜中，在专利文献I或专利文献2中公开的透镜系统按照从物体侧开始的顺序也主要由以下构件构成:第一透镜，具有正屈光力；第二透镜，具有负屈光力；第三透镜，具有负屈光力；第四透镜，具有正屈光力；以及第五透镜，具有负屈光力，并且透镜系统由包括第一至第三透镜的远摄型第一透镜组和包括第四透镜和第五透镜的远摄型第二透镜组构成。然而，在专利文献I或专利文献2中公开的透镜系统中，第五透镜的负屈光力非常强，并且从而为了实现屈光力的平衡，通过确保第四透镜的中心厚度，使第四透镜的屈光力强。为此，由第四透镜和第五透镜构成的第二透镜组的轴上长度不被充分减小。例如，假设从第一透镜的物体侧的面到像面的光轴上的距离(成像透镜的总长度)是L并且整个系统的焦距是f，比率L/f在专利文献I中约为1.24，并且在专利文献2中约为
1.17 至 1.26。
[0089]相反，根据成像透镜L，如条件表达式(I)和(2)中所示，由第四透镜L4和第五透镜L5构成的第二透镜组的屈光力和第四透镜L4的屈光力被适当地设置成相对于整个透镜的屈光力不变得非常强。因此，为了确保第四透镜L4的屈光力，不必须增加第四透镜L4的中心厚度，并且可以减小在光轴方向上的第二透镜组的长度。结果，可以更适当地实现总长度的减小。例如，在第一至第五实施例中，上述L/f约为1.12至1.15。
[0090]通过适当地满足期望条件，可以实现较高成像性能。而且，根据实施例的成像装置，输出基于通过根据实施例的高性能成像透镜形成的光学图像的成像信号。从而，可以在中心视角到周边视角的范围内获得具有高分辨率的拍摄图像。
[0091]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。
[0092]随后将给出的表I和表2示出对应于图1中所示的成像透镜的结构的特定透镜数据。特别是，表I示出基本透镜数据，并且表2示出关于非球面的数据。在表I中所示的透镜数据中，面编号Si的列示出实例I的成像透镜中的第i个面的面编号。最接近物体侧的透镜元件的面是第一面(孔径光阑St是第一)，并且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对应于图1中的参考标号Ri的第i个面的曲率半径的值(mm)。同样地，轴上面间隔Di的列示出从物体侧开始在光轴上的第i个面Si和第(i+Ι)个面Si+1之间的光轴上间隔(mm)。Ndj的列示出用于d-线(587.56nm)的从物体侧开始的第j个光学元件的折射率的值。vdj的列示出用于d-线的从物体侧开始的第j个光学元件的阿贝数的值。
[0093]在根据实例I的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5中的每个的两个面都是非球面的。在表I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在光轴附近的曲率半径的数值(近轴曲率半径)。
[0094]表2示出根据实例I的成像透镜系统中的非球面数据。在被表示为非球面数据的数值中，参考标号“E”是指在其之后的数值是具有底数10的“指数”，并且具有底数10并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-02”是“1.0X10_2”。
[0095]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表示在离光轴高度h的非球面上的点到与非球面的顶点接触的平面(垂直于光轴的平面)的垂线的长度(mm)。
[0096]Z=C.h2/{l+(l-KA.C2.h2)1/2} + XAi.h1 (A)
[0097]在此，[0098]Z是非球面的深度(mm)，
[0099]H是从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)，
[0100]C是近轴曲率=1/R
[0101](R是近轴曲率半径)，
[0102]Ai是第i次非球面系数(i是等于或大于3的整数)，以及
[0103]KA是非球面系数。
[0104]以类似于根据上述实例I的成像透镜的方式，表3至表10示出作为实例2至5的特定透镜数据，对应于图2至图5中所示的成像透镜的结构。在根据实例I至实例5的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5中的每个的两个面都是非球面的。
[0105]图6的部分A至部分D分别示出实例I的成像透镜中的球面像差、散光(场曲)、畸变(畸变像差)、以及横向色像差(放大倍率的色像差)。示出球面像差、散光(场曲)、以及畸变(畸变像差)的每个像差图示出用于d-线的像差(波长为587.56nm)作为参考波长。球面像差图的图表和横向色像差图的图表还示出用于F-线(波长为486.1nm)和C-线(波长为656.27nm)的像差。球面像差的图表还示出用于g_线(波长为435.83nm)的像差。在散光的图表中，实线指不矢状方向(S)上的像差,虚线指不切向(T)上的像差。Fn0.指不F-编号，并且ω指示半视角。
[0106]同样地，图6的部分A至部分D至图10的部分A至部分D示出实例2至实例5的成像透镜的多种像差。
[0107]表11共同示出根据本实用新型的实例I至实例5的条件表达式(I)至(2)的值。在表11中，Fn0.是F-编号，f是整个系统的焦距，Bf是从最接近像侧的透镜的像侧的面到像平面的光轴上的距离(Bf对应于后焦距)，L是从第一透镜LI的物体侧的面到像平面的光轴上的距离，并且2ω是总视角。Bf是空气换算长度，S卩，指示通过空气转换光学件PP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。如从表11可以看出，所有实例I至实例5都满足条件表达式(I)和(2 )。
[0108]应该注意，各个表示出被舍入到预定小数位的数值。关于数值的单位，“O”被用于角度，并且“mm”被用于长度。然而，那些仅是实例，并且由于甚至当被按比例增加或者按比例减小时，光学系统具有相同光学性能，可以使用其他合适单位。
[0109]可以从上述数值数据和像差图看出，在每个实例中，在减小总长度的同时，实现高成像性能。
[0110]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。
[0111]而且，在所有实例中的每个的描述中，前提是使用具有固定焦点的成像透镜，但是其可以采用焦点可调节的结构。例如，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进行自动聚焦的方式，配置成像透镜。而且，本实用新型的成像透镜可以被配置成使得，在光轴附近形成为弯月形状的每个透镜中，在光轴附近具有弯月形状的曲率半径的大绝对值的面被设置成平面。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平凹透镜，其具有弯月形状的曲率半径的大绝对值的面是平坦的。
[0112][表I][0113]实例I
[0114]
【权利要求】
1.一种成像透镜，从物体侧顺序地主要由如下五个透镜构成: 第一透镜，具有正屈光力，并且具有朝向所述物体侧凸起的弯月形状； 第二透镜，具有负屈光力； 第三透镜，具有负屈光力； 第四透镜，具有正屈光力；以及 第五透镜，具有负屈光力，并且物体侧的面和像侧的面具有非球面形状， 其中，满足以下条件表达式(I)和(2):
0.043<f/f45<0.186 (I)，以及
0.961<f/f4<l.785 (2)，其中 f是整个系统的复合焦距， f45是所述第四和第五透镜的复合焦距，以及 f4是所述第四透镜的焦距。
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的面具有非球面形状，所述第三透镜的所述 像侧的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所述像侧的面和所述光轴之间的交点的物体侧上，并且所述第三透镜的物体侧的面和具有所述最大视角的所述主光线之间的交点位于所述第三透镜的所述物体侧的面和所述光轴之间的交点的物体侧上。
3.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，所述第五透镜具有朝向所述物体侧凸起的弯月形状，并且所述物体侧的面和所述像侧的面中的每个都具有具有至少一个极值点的非球面形状。
4.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，在所述第一至第五透镜的各焦距的绝对值中，所述第三透镜的焦距的绝对值最大。
5.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，所述第四透镜具有朝向像侧凸起的弯月形状。
6.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
0.053<f/f45<0.178 (1-1)。
7.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式: l<f/f4<l.681 (2-1)。
8.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式:
0.063<f/f45<0.17 (1-2)。
9.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，进一步满足以下条件表达式: l<f/f4<l.58 (2-2)。
10.根据权利要求1或2所述的成像透镜，进一步包括:孔径光阑，所述孔径光阑设置在所述第二透镜的物体侧的面的物体侧上。
11.一种成像装置，包括: 如权利要求1至10中任一项所述的成像透镜。
【文档编号】G02B13/00GK203773139SQ201420148325
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】米山一也, 小池和己 申请人:富士胶片株式会社