成像透镜和包括成像透镜的成像装置制造方法

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，具有双凸形状；第二透镜，具有负屈光力；第三透镜，具有负屈光力，并且具有朝向物体侧为凹的弯月形状；第四透镜，具有正屈光力；以及第五透镜，具有负屈光力，并且具有朝向像侧为凹的非球面形状，并且其像侧表面具有极值点。而且，成像透镜满足条件表达式。
【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，以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)、智能手机、平板终端、以及移动游戏机。
【背景技术】
[0002]随着个人计算机在家庭中变得流行，能够将关于被拍摄场景、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，因为成像器件已被小型化，还存在对小型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5兆像素或更高的高分辨率的性能，并且优选对应于8兆像素或更高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，美国专利公开N0.20110249346 (专利文献I)提出了由五个透镜构成的成像透镜。在专利文献I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已经被减小的装置中使用的成像透镜，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能够在实现其全长的减小的同时，在从中心视角到外围视角的范围内实现高成像性能的成像透镜。本实用新型的另一个目标在于提供一种能够通过安装在其上的成像透镜获得具有高分辨率的被拍摄图像的成像装置。
[0006]本实用新型的成像透镜是按照从物体侧开始的顺序，实质上由五个透镜组成的成像透镜:
[0007]第一透镜，其具有双凸形状；
[0008]第二透镜，其具有负屈光力；
[0009]第三透镜，其具有负屈光力，并且具有朝向物体侧为凹的弯月形状；
[0010]第四透镜，其具有正屈光力；以及
[0011]第五透镜，所述第五透镜具有负屈光力，并且具有朝向像侧为凹的并且像侧表面具有极值点的非球面形状，[0012]其中，满足以下条件表达式(I)和(2):
[0013]-2<f/f45<0 (I)
[0014]0<f/f4<0.84 (2)，其中
[0015]f是整个系统的焦距，
[0016]f45是第四和第五透镜的合成焦距，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均被优化。从而，可以在减小其全长的同时，实现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“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，而且还包括实质上不具有屈光力的透镜；诸如光阑和防护玻璃罩的不是透镜的光学元件；诸如透镜凸缘、镜筒、成像器件和手抖动模糊校正机构等的机械部件。当透镜包括非球面时，在近轴区域中考虑透镜的表面形状和屈光力的参考符号。
[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构造，可以使得其光学性能更好。
[0021]在本实用新型的成像透镜中，期望第二透镜朝向像侧为凹。
[0022]在本实用新型的成像透镜中，期望第四透镜具有朝向物体侧为凹的弯月形状。
[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自焦距的绝对值中，第三透镜的焦距的绝对值最大。
[0024]期望本实用新型的成像透镜满足以下条件表达式(1-1)至(3-2)中的任一个。应该注意，作为期望模式，可以满足条件表达式(1-1)至(3-2)中的任一个，或者可以满足其任何组合。
[0025]-1.62<f/f45<-0.15 (1-1)，
[0026]-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)，
[0027]0.05<f/f4<0.82 (2-1)，
[0028]0.Kf/f4<0.8 (2-2)，
[0029]-1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0 (3)，
[0030]-0.5〈 (R3f-R3r) / (R3f+R3r) <-0.01 (3-1)，以及
[0031]-0.1< (R3f-R3r) / (R3f+R3r) <-0.03 (3-2)，其中
[0032]f是整个系统的焦距，
[0033]f45是第四和第五透镜的合成焦距，
[0034]f4是第四透镜的焦距，
[0035]R3r是第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径，以及
[0036]R3f是第三透镜的物体侧表面的近轴曲率半径。
[0037]本实用新型的成像装置包括本实用新型的成像透镜。
[0038]根据本实用新型的成像透镜，在由五个透镜作为整体构成的成像透镜中，每个透镜元件的构造被优化，并且特别是适当地形成第五透镜的形状。从而，可以实现在减小其全长的同时，实现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。[0039]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被拍摄图像。
【专利附图】

【附图说明】
[0040]图1是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例I的成像透镜的第一构造实例的透镜截面图；
[0041]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截面图；
[0042]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截面图；
[0043]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截面图；
[0044]图5是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例5的成像透镜的第五构造实例的透镜截面图；
[0045]图6是示出根据本实用新型的实施例并且对应于实例6的成像透镜的第六构造实例的透镜截面图；
[0046]图7是示出根据本实用新型的实例I的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变,并且部分E不出横向色差；
[0047]图8是示出根据本实用新型的实例2的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变,并且部分E不出横向色差；
[0048]图9是示出根据本实用新型的实例3的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变,并且部分E不出横向色差；
[0049]图10是示出根据本实用新型的实例4的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变，并且部分E不出横向色差；
[0050]图11是示出根据本实用新型的实例5的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变，并且部分E不出横向色差；
[0051]图12是示出根据本实用新型的实例6的成像透镜的各种像差的像差图，其中，部分A不出球面像差,部分B不出正弦条件违反量,部分C不出像散(场曲),部分D不出畸变，并且部分E不出横向色差；
[0052]图13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示意图；以及
[0053]图14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示意图。【具体实施方式】
[0054]此后，将参考附图详细地描述本实用新型的实施例。
[0055]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6示出对应于根据随后将描述的第二至第六实施例的成像透镜的第二至第六构造实例的截面图。第二至第六构造实例对应于随后将描述的第二至第六数值实例(表3至表12)的透镜构造。在图1至图6中，参考标号Ri表示第i个表面的曲率半径，其中，数值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，随着更接近像侧(成像侧)而顺序增加的序列号。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，以下说明将基于图1中所示的成像透镜的第一构造实例给出，并且当必要时，还将描述图2至图6中所示的构造实例。而且，图1至图6还示出来自在无限远距离处的物点的轴上光线2、以及处于最大视角的光线3的光路。
[0056]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按照从物体侧开始的顺序，沿着光轴Zl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。
[0057]图13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)，该成像器件100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。
[0058]图14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包括具有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)的相机单元541，该成像器件100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。
[0059]基于在其上安装成像透镜的相机的构造，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，用于保护成像表面和红外线截止滤波器的防护玻璃罩。在该情况下，例如，被施加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层的平板形防护玻璃罩或者具有相同效果的材料可以被用作光学件CG。
[0060]可替换地，通过将涂层应用至第五透镜L5等，而不使用光学件CG，可以给予第五透镜L5等类似于光学件CG的效果。从而，可以减少组件的数量，并且减小全长。
[0061]而且，期望成像透镜L包括孔径光阑St。图1中所示的根据第一实施例的成像透镜是孔径光阑St设置在第一透镜LI和第二透镜L2之间的构造实例，并且图2至图6中所示的根据第二至第六实施例的成像透镜是孔径光阑St设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间的构造实例。
[0062]在成像透镜L中，第一透镜LI具有正屈光力，并且在光轴附近具有双凸形状。从而，可以在不使第一透镜LI的每个表面的曲率半径的绝对值小于必要值的情况下，向第一透镜LI提供足够屈光力，并且从而可以在令人满意地校正球面像差和像散的同时，适当地减小总透镜长度。如第一至第六实施例中所示，当第一透镜LI的物体侧表面的曲率半径的绝对值被设定为小于第一透镜LI的像侧表面的曲率半径的绝对值时，可以更适当地减小全长。而且，通过形成非球面形状的第一透镜LI，可以更适当地校正球面像差。
[0063]第二透镜L2在光轴附近具有负屈光力。而且，期望第二透镜L2在光轴附近朝向像侧为凹。在该情况下，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差，并且从而变得容易减小全长。
[0064]第三透镜L3具有负屈光力。而且，第三透镜L3在光轴附近具有朝向物体侧为凹的弯月形状。由此，与第三透镜L3的每个表面在光轴附近朝向像侧为凹的情况相比，可以在抑制屏幕的整个区域中的像散和彗差的发生的同时，以良好的平衡性校正球面像差。
[0065]而且，期望第三透镜L3的焦距的绝对值I f3 I被设定成第一至第五透镜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的表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各种像差的表面的形状。
[0066]第四透镜L4在光轴附近具有正屈光力。如第一至第六实施例中所示，期望第四透镜L4在光轴附近具有朝向物体侧为凹的弯月形状。从而，与第四透镜L4的每个表面在光轴附近都朝向像 侧为凹的情况相比，可以进一步减小入射到第四透镜L4的每个表面的光线的入射角，并且从而可以在抑制像散和彗差的发生的同时，以良好的平衡性校正球面像差。
[0067]第五透镜L5在光轴附近具有负屈光力。通过使最接近成像透镜的像侧设置的第五透镜L5具有负屈光力，可以适当地减小全长。而且，由于具有负屈光力的第五透镜L5设置在具有正屈光力的第四透镜L4的像侧上，可以适当地校正横向色差和场曲。
[0068]而且，第五透镜L5在光轴附近朝向像侧为凹，并且具有像侧表面具有极值点的非球面形状。因此，虽然通过在第五透镜L5的像侧表面的光轴附近应用表面形状的负屈光力来获得全长减小的效果，但是可以通过在径向上在第五透镜L5的像侧表面的极值点外侧应用表面形状的正屈光力来抑制正方向上的畸变(畸变像差)的发生。而且，通过使第五透镜L5具有在光轴附近朝向像侧为凹并且在像侧表面上具有极值点的非球面形状，可以令人满意地校正场曲，并且从而可以在中心视角到外围视角的范围内实现高分辨率性能。为了实现该效果，第五透镜L5的像侧表面的极值点可以设置在第五透镜L5的像侧表面和具有最大视角的主光线之间的交叉点在第五透镜L5的径向上的内侧的任何位置处。
[0069]应该注意，在本说明书中，“极值点”是指当有效直径内的透镜表面上的点由(! ，行(10)表示时，函数行(1.)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r (r>0),并且表示在距离r处的光轴方向上的位置的函数是fx(r)。本说明书的各个实施例的所有极值点都是切面垂直于光轴的极值点。
[0070]而且，通过使第五透镜L5朝向像侧为凹并且使第五透镜L5的像侧表面具有带有至少一个极值点的非球面形状，特别是在成像区域的外围部分中，可以防止经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。应该注意，在此描述的成像区域的外围部分是指径向上的高度的约50%之外。在此，高度是具有最大视角的主光线和该表面之间的交叉点离光轴的高度。
[0071]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均被优化。从而，可以实现在减小其全长的同时，实现具有高分辨率性能的透镜系统。
[0072]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的每个透镜的至少一个表面被形成为非球面。
[0073]而且，期望构成成像透镜L的透镜LI至L5中的每个都不被形成为胶合透镜而是单透镜。原因在于，与透镜LI至L5中的任一个被形成为胶合透镜相比，由于非球面的数量增加，每个透镜的设计的自由度增强，并且可以适当地实现其全长的减小。
[0074]而且，例如，如在根据第一至第六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摄中使用的蜂窝电话终端等。
[0075]接下来，将详细地描述如上配置的成像透镜L的条件表达式的效果和优点。应该注意，成像透镜L满足随后将描述的条件表达式(I)和(2)。而且，关于除了随后将描述的条件表达式(I)和(2 )之外的条件表达式(条件表达式(1-1)至(3-2 ))，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，适当地选择条件表达式。
[0076]首先，整个系统的焦距f以及第四和第五透镜L4和L5的合成焦距f45满足以下条件表达式(I)。
[0077]-2<f/f45<0 (I)
[0078]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的合成焦距f45的比率的期望数值范围。通过抑制第四和第五透镜L4和L5的负合成屈光力，使得f/f45大于条件表达式(I)的下限，不需要使由第一至第三透镜LI至L3构成的第一透镜组的正屈光力比需要的更强，并且可以抑制高阶球面像差和彗差的发生。从而，可以适当地实现全长的减小和高分辨率性能。而且，确保第四和第五透镜L4和L5的负合成屈光力，使得f/f45小于条件表达式(I)的上限，在减小全长方面有利。为了进一步增强该效果，更期望满足条件表达式(1-1 )，并且甚至更期望满足条件表达式(1-2)。
[0079]-1.62<f/f45<-0.15 (1-1)
[0080]-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)
[0081]而且，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)。
[0082]0<f/f4<0.84 (2)
[0083]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的正屈光力相对于整个系统的屈光力不变得过弱，并且从而可以适当地校正横向色差。通过保持第四透镜L4的屈光力，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不变得过强，并且可以以良好的平衡性设定设置在第四透镜L4的像侧上的第五透镜L5的负屈光力，以便有利于校正各种像差。因此，可以令人满意地校正横向色差、像散、彗差、以及畸变。为了进一步增强该效果，更期望满足条件表达式(2-1),并且甚至更期望满足条件表达式(2-2)。
[0084]0.05<f/f4<0.82 (2-1)
[0085]0.Kf/f4<0.8 (2-2)
[0086]期望第三透镜L3的物体侧表面的近轴曲率半径R3f和第三透镜L3的像侧表面的近轴曲率半径R3r满足以下条件表达式(3 )。
[0087]-0.1< (R3f-R3r) / (R3f+R3r) <0 (3)
[0088]条件表达式(3)限定第三透镜L3的物体侧表面的近轴曲率半径R3f的期望数值范围和第三透镜L3的像侧表面的近轴曲率半径R3r的期望数值范围中的每一个。通过设定第三透镜L3的物体侧表面的近轴曲率半径R3f和第三透镜L3的像侧表面的近轴曲率半径R3r，使得(R3f-R3r)/(R3f+R3r)大于条件表达式(3)的下限，可以抑制球面像差的发生。通过设定第三透镜L3的物体侧表面的近轴曲率半径R3f和第三透镜L3的像侧表面的近轴曲率半径R3r，使得(R3f-R3r)/(R3f+R3r)小于条件表达式(3)的上限，可以以良好的平衡性校正球面像差、像散、以及彗差。为了进一步增强该效果，更期望满足以下条件表达式(3-1)，并且甚至更期望满足以下条件表达式(3-2 )。
[0089]-0.5〈(R3f-R3r)/(R3f+R3r)〈_0.01 (3-1)
[0090]-0.1< (R3f-R3r) / (R3f+R3r)〈-0.03 (3-2)
[0091]如上所述，根据本实用新型的实施例的成像透镜，在由五个透镜作为整体构成的成像透镜中，每个透镜元件的构造均被优化。从而，可以在减小其全长的同时，实现具有高分辨率性能的透镜系统。
[0092]按照从物体侧开始的顺序，上述成像透镜实质上由五个透镜组成: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。另外，透镜由以下构成:第一透镜组，包括第一至第三透镜，并且具有正屈光力；以及第二透镜组，包括第四透镜和第五透镜，并且具有负屈光力。因此，通过使整个成像透镜具有按照从物体侧开始的顺序设置具有正屈光力的第一透镜组和具有负屈光力的第二透镜组的远摄型构造，可以适当地减小全长。而且，在成像透镜中，通过满足条件表达式(I)和(2)并且适当地设定第四透镜L4和第五透镜L5的屈光力，进一步增加全长的减小的效果。例如，假设从第一透镜LI的物体侧表面到像平面在光轴上距离(成像透镜的全长)是L，并且整个系统的焦距是f，在第一至第六实施例中，指示总透镜长度(total lens length)与整个系统的焦距f的比率的远摄比率L/f约为1.01至1.025。
[0093]相反，在专利文献I中公开的透镜系统中，由第四透镜和第五透镜构成的第二透镜组的屈光力不被适当地设定，并且从而总透镜长度不被充分减小。例如，在专利文献I中公开的透镜系统的远摄比率L/f约为1.027。
[0094]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，输出基于由根据实施例的高性能成像透镜形成的光学像的成像信号。从而，可以在从中心视角到外围视角的范围内获得具有高分辨率的被拍摄图像。
[0095]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。
[0096]随后给出的表I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，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是第一个)，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+1)个表面Si+1之间的光轴上间隔(mm)。Ndj的列示出从物体侧开始的第j个光学元件对于d-线(587.56nm)的折射率的值，。vdj的列示出从物体侧开始的第j个光学元件对于d-线的阿贝数的值。
[0097]在根据实例I的成像透镜中，第一至第五透镜LI至L5中的每个的两个表面均是非球面。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(近轴曲率半径)的数值。
[0098]表2示出根据实例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”。
[0099]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)的垂直长度(mm)。
[0100]Z=C.h2/{l+(l-K.C2.h2)1/2} + 2Ai.hi (A)
[0101]在此，
[0102]Z是非球面的深度(mm)，
[0103]h是从光轴到透镜表面的距离(高度)(mm)，
[0104]C是近轴曲率=1/R
[0105](R是近轴曲率半径)，
[0106]Ai是第i阶非球面系数(i是等于或大于3的整数)，以及
[0107]KA是非球面系数。
[0108]如在根据上述实例I的成像透镜中，表3至表12示出作为实例2至6的特定透镜数据，对应于图2至图6中所示的成像透镜的构造。在根据实例I至实例6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。
[0109]图7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、正弦条件违反量、像散(场曲)、畸变(畸变像差)、以及横向色差(放大倍率的色差)。示出球面像差、正弦条件违反量、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(波长为587.56nm)的像差。球面像差图的图表和横向色差图的图表还示出对于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。在像散的图表中，实线指示矢状方向(S)上的像差，虚线指示正切方向(T)上的像差。Fn0.指示F数,并且ω指示半视角。
[0110]同样地，图8的部分A至部分E到图12的部分A至部分E示出实例2至实例6的成像透镜的各种像差。
[0111]表13共同示出根据本实用新型的实例I至实例6的条件表达式(I)和(3)的值。在表13中，Fn0.是F数，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光轴上距离(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在光轴上距离，并且2ω是全视角。Bf是空气换算长度，S卩，指示通过空气转换光学构件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。可以从表13看出，所有实例I至6均满足条件表达式(I)和(3 )。
[0112]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，“。”被用于角度，并且“mm”被用于长度。然而，那些仅是实例，并且可以使用其他合适单位，这是因为即使当被按比例增加或者按比例减小时，光学系统也具有相同光学性能。
[0113]如可以从上述数值数据和像差图看出，在每个实例中，在减小全长的同时，实现高成像性能。
[0114]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。
[0115]而且，在所有实例的每个的描述中，前提是使用具有固定焦点的成像透镜，但是可以采用焦点可调节的构造。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使得能够自动聚焦的方式来配置成像透镜。而且，本实用新型的成像透镜可以被配置成使得在于光轴附近形成为弯月形状的每个透镜中，在光轴附近弯月形状的曲率半径的绝对值大的表面被设定为平面的。换句话说，在光轴附近形成为弯月形状的透镜可以是平凸透镜或平凹透镜，其弯月形状的曲率半径的绝对值大的表面是平面的。
[0116][表 1]
[0117]实例1
[0118]
【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，所述第一透镜具有双凸形状； 第二透镜，所述第二透镜具有负屈光力； 第三透镜，所述第三透镜具有负屈光力，并且具有朝向物体侧为凹的弯月形状； 第四透镜，所述第四透镜具有正屈光力；以及 第五透镜，所述第五透镜具有负屈光力，并且具有朝向像侧为凹的并且像侧表面具有极值点的非球面形状， 其中，满足以下条件表达式(I)和(2): -2<f/f45<0 (I) 0<f/f4<0.84 (2)，其中 f是整个系统的焦距， f45是所述第四和第五透镜的合成焦距，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，进一步满足以下条件表达式:
-K (R3f-R3r) / (R3f+R3r) <0 (3)，其中 R3r是所述第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径，以及 R3f是所述第三透镜的物体侧表面的近轴曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，所述第二透镜朝向像侧为凹。
4.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物体侧为凹的弯月形状。
5.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自焦距的绝对值当中，所述第三透镜的焦距的绝对值最大。
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:
-1.62<f/f45<-0.15 (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:
0.05<f/f4<0.82 (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:
-0.5〈 (R3f-R3r) / (R3f+R3r)〈-0.01 (3-1)，其中 R3r是所述第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径，以及 R3f是所述第三透镜的物体侧表面的近轴曲率半径。
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:
-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)。
10.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.Kf/f4<0.8 (2-2)。
11.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:
-0.1< (R3f-R3r) / (R3f+R3r)〈-0.03 (3-2)，其中 R3r是所述第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径，以及 R3f是所述第三透镜的物体侧表面的近轴曲率半径。
12.—种成像装置，包括:根据权利要求1至1 1中的任何一项所述的成像透镜。
【文档编号】G02B13/18GK203773145SQ201420152496
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】神田秀雄, 小池和己 申请人:富士胶片株式会社