CN103492924B

CN103492924B - 成像镜头和成像设备

Info

Publication number: CN103492924B
Application number: CN201180061922.8A
Authority: CN
Inventors: 浅见太郎
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Tianjin OFilm Opto Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: EP2657742A4; JPWO2012086193A1; EP2657742B1; JP5657696B2; US8670192B2; WO2012086193A1; EP2657742A1; US20130258492A1; CN103492924A

Abstract

[目的]为了在成像镜头中实现小尺寸、低成本、高远心、长后焦、小F数和高性能。[技术方案]成像镜头(1)包括从物体侧依序布置的具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜(L1)、正的第二透镜(L2)、负的第三透镜(L3)、具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜(L4)、和正的第五透镜(L5)。光圈布置在第一透镜(L1)的图像侧表面与第三透镜(L3)的物体侧表面之间。当整个系统的焦距为f，并且第一透镜(L1)的焦距为f1时，满足以下公式：-1.25＜f1/f＜-0.5...(1)。

Description

成像镜头和成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像镜头和成像设备。具体地，本发明涉及一种适于在使用诸如CCD(电荷耦合装置)和CMOS(互补金属氧化物半导体)的成像装置的车载照相机、用于移动终端的照相机、监视照相机等中使用的成像镜头。进一步地，本发明涉及一种包括所述成像镜头的成像设备。

背景技术

近年来，诸如CCD和CMOS的成像装置的尺寸变得非常小，并且成像装置的分辨率变得非常高。因此，包括这种成像装置的成像设备的主体的尺寸被减小。因此，除了获得极好的光学性能之外，安装在成像设备上的成像镜头的尺寸和重量也需要被减小。同时，安装在车载照相机、监视照相机等上的透镜需要具有极好的耐天气特性并且尺寸较小。进一步地，透镜需要轻质并可以低成本被构造而成。进一步地，透镜需要具有小F数，使得即使在低照明条件下也可以进行拍摄。

下述专利文献1公开了一种可在车载照相机、监视照相机等中使用的成像镜头。所述成像镜头由五个透镜组成，并且成像镜头中最靠近物体侧透镜是具有凸起的物体侧表面的负弯月形透镜。下述专利文献2公开了一种可用在上面安装有小尺寸CCD的照相机中的成像镜头。所述成像镜头由包括非球面透镜的五个透镜构成。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：

日本未审查专利公开第2008-008960号

专利文献2：

日本未审查专利公开第11(1999)-142730号

专利文献3：

日本未审查专利公开第2010-107606号

专利文献4：

日本未审查专利公开第2003-066328号

专利文献5：

日本未审查专利公开第2000-066091号

专利文献6：

日本未审查专利公开第10(1998)-213742号

发明内容

同时，近年来，透镜系统通常与诸如CCD的成像装置一起使用。因此，理想的是后焦距长，使得各种滤光器可以布置在透镜系统与成像装置之间，并且透镜系统具有高远心，使得进入成像装置的周边光线的入射角较小。当满足这种要求时，需要一种实现与传统的透镜系统中的一个或多个类似的小尺寸、低成本、高性能和小F数的透镜系统。

在专利文献1和3-6中公开的透镜系统中，每一个透镜系统的所有透镜都是球面透镜。因此，如果玻璃用作透镜的材料，则可以以低成本制造具有极好的耐气候特性的透镜。然而，如果采用非球面表面，则将预期透镜系统的性能的改进。专利文献2中公开的透镜系统具有大的为2.8的F数，或小F数。在具有小F数的透镜系统中，最靠近物体侧透镜是塑料透镜。因此，当透镜系统用在车载照相机或监视照相机时，需要诸如玻璃罩的保护装置，并且使得透镜系统的成本增加。

考虑到上述情况，本发明的一个目的是提供一种成像镜头，所述成像镜头为小尺寸并可以低成本构造而成，并且具有高远心、长后焦距和小F数，并且可以获得高光学性能。进一步地，本发明的另一个目的是提供一种包括所述成像镜头的成像设备。

本发明的第一成像镜头包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

正的第五透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜从物体侧依此顺序布置，

其中光圈布置在所述第一透镜的图像侧表面与所述第三透镜的物体侧表面之间，以及

其中当整个系统的焦距为f并且所述第一透镜的焦距为f1时，满足以下公式(1)：

-1.25＜f1/f＜-0.5...(1).

本发明的第二成像镜头包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

其中当整个系统的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，以及所述第一透镜的物体侧表面的曲率半径和所述第一透镜的图像侧表面的曲率半径分别为R1和R2时，满足以下公式(2)和(3)：

0.4＜f2/f＜1.5...(2)；和

0.05＜(R1+R2)/(R1-R2)＜0.95...(3)。

本发明的第三成像镜头包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

其中当整个系统的焦距为f并且所述第五透镜的焦距为f5时，满足以下公式(4)：

0.99＜f5/f＜2.10...(4)。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，理想的是第一透镜为双凹透镜。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，当第五透镜的物体侧表面的曲率半径和第五透镜的图像侧表面的曲率半径分别为R10和R11时，理想的是满足以下公式(6)：

-1.40＜(R10+R11)/(R10-R11)＜-0.2...(6)。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，当第一透镜的焦距为f1，并且第二透镜的焦距为f2时，理想的是满足以下公式(7)：

-1.30＜f1/f2＜-0.65...(7)。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，理想的是第三透镜的物体侧表面在中心处具有负光焦度，并且在近轴光线直径边缘处具有与所述中心相比较弱的负光焦度。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，理想的是第三透镜的图像侧表面在中心处具有负光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的负光焦度，或者第三透镜的图像侧表面在中心处具有负光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有正光焦度。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，理想的是第四透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的正光焦度，或者第四透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度。

在本发明的第一、第二和第三成像镜头中，理想的是第五透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的正光焦度，或者第五透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度。

在本发明的成像镜头中，当透镜为非球面透镜时，除非另外注明之外，将在近轴范围中考虑表面的凹入/凸起形状和折射光焦度(光焦度)的符号。在本发明的成像镜头中，当表面的形状朝向物体侧凸起时曲率半径的符号为正，而当表面的形状朝向图像侧凸起时曲率半径的符号为负。

这里，措词“表面的近轴光线直径”表示当考虑轴线上有助于图像形成的所有光线与透镜表面彼此相交的点时由在直径方向上的最外点(离光轴最远的点)构成的圆的直径。进一步地，术语“近轴光线直径边缘”表示最外点。近轴光线直径由透镜系统的F数确定。例如，近轴光线直径边缘由已经通过孔径光阑的孔径的周边的光线与透镜表面相交的点构成。

本发明的成像设备包括本发明的第一、第二和第三成像镜头中的一个。

根据本发明的第一成像镜头，透镜系统中的光焦度的布置、光圈的位置、第一透镜和第四透镜的表面的形状等在由至少五个透镜形成的透镜系统中被适当地设定，并且满足公式(1)。因此，可以实现小尺寸低成本结构、高远心、长后焦、小F数和高光学性能。

根据本发明的第二成像镜头，透镜系统中的光焦度的布置、光圈的位置、第一透镜和第四透镜的表面的形状等在由至少五个透镜形成的透镜系统中被适当地设定，并且满足公式(2)和(3)。因此，可以实现小尺寸低成本结构、高远心、长后焦、小F数和高光学性能。

根据本发明的第三成像镜头，透镜系统中的光焦度的布置、光圈的位置、第一透镜和第四透镜的表面的形状等在由至少五个透镜形成的透镜系统中被适当地设定，并且满足公式(4)。因此，可以实现小尺寸低成本结构、高远心、长后焦、小F数和高光学性能。

本发明的成像设备包括本发明的第一、第二和第三成像镜头中的一个。因此，可以以小尺寸和低成本构造成像设备。进一步地，即使在低照明拍摄条件下也可使用成像设备。可以使用成像装置获得极好的高分辨率图像。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施例的成像镜头的结构和光路的图；

图2是用于说明图1中所示的成像镜头中的第三透镜的物体侧表面的非球面表面形状的图；

图3是显示根据本发明的另一个实施例的成像镜头的结构和光路的图；

图4是显示本发明的示例1中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图5是显示本发明的示例2中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图6是显示本发明的示例3中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图7是显示本发明的示例4中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图8是显示本发明的示例5中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图9是显示本发明的示例6中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图10是显示本发明的示例7中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图11是显示本发明的示例8中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图12是显示本发明的示例9中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图13是显示本发明的示例10中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图14是显示本发明的示例11中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图15是显示本发明的示例12中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图16是显示本发明的示例13中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图17是显示本发明的示例14中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图18是显示本发明的示例15中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图19是显示本发明的示例16中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图20是显示本发明的示例17中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图21是显示本发明的示例18中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图22是显示本发明的示例19中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图23是显示本发明的示例20中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图24是显示本发明的示例21中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图25是显示本发明的示例22中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图26是显示本发明的示例23中的成像镜头的透镜结构的横截面；

图27(A)-27(D)是显示本发明的示例1中的成像镜头的像差的图；

图28(A)-28(D)是显示本发明的示例2中的成像镜头的像差的图；

图29(A)-29(D)是显示本发明的示例3中的成像镜头的像差的图；

图30(A)-30(D)是显示本发明的示例4中的成像镜头的像差的图；

图31(A)-31(D)是显示本发明的示例5中的成像镜头的像差的图；

图32(A)-32(D)是显示本发明的示例6中的成像镜头的像差的图；

图33(A)-33(D)是显示本发明的示例7中的成像镜头的像差的图；

图34(A)-34(D)是显示本发明的示例8中的成像镜头的像差的图；

图35(A)-35(D)是显示本发明的示例9中的成像镜头的像差的图；

图36(A)-36(D)是显示本发明的示例10中的成像镜头的像差的图；

图37(A)-37(D)是显示本发明的示例11中的成像镜头的像差的图；

图38(A)-38(D)是显示本发明的示例12中的成像镜头的像差的图；

图39(A)-39(D)是显示本发明的示例13中的成像镜头的像差的图；

图40(A)-40(D)是显示本发明的示例14中的成像镜头的像差的图；

图41(A)-41(D)是显示本发明的示例15中的成像镜头的像差的图；

图42(A)-42(D)是显示本发明的示例16中的成像镜头的像差的图；

图43(A)-43(D)是显示本发明的示例17中的成像镜头的像差的图；

图44(A)-44(D)是显示本发明的示例18中的成像镜头的像差的图；

图45(A)-45(D)是显示本发明的示例19中的成像镜头的像差的图；

图46(A)-46(D)是显示本发明的示例20中的成像镜头的像差的图；

图47(A)-47(D)是显示本发明的示例21中的成像镜头的像差的图；

图48(A)-48(D)是显示本发明的示例22中的成像镜头的像差的图；

图49(A)-49(D)是显示本发明的示例23中的成像镜头的像差的图；以及

图50是用于说明根据本发明的一个实施例的用于车载使用的成像设备的结构的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。首先，将参照图1描述根据本发明的一个实施例的成像镜头。图1是根据本发明的一个实施例的成像镜头1的透镜横截面。进一步地，图1显示了来自无穷远的物体点的近轴光线2和全视角2ω处的离轴光线3、4。图1所示的结构示例对应于随后所述的示例1中的成像镜头，在图1中，左侧是物体侧，而右侧是图像侧。

在图1中，考虑了将成像镜头1应用到成像设备的情况，并且还示出了布置在成像镜头1的像面Sim处的成像装置5。在图1中，以简化的方式显示了成像装置。然而，在实际情况中，成像装置5被布置成使得成像装置5的成像平面位于像面Sim的位置处。成像装置5将由成像镜头1形成的光学图像转换成电信号。例如，CCD图像传感器、CMOS图像传感器等可以用作成像装置5。

当将成像镜头1应用到成像设备时，理想的是根据上面安装有透镜的照相机的结构设置玻璃罩或诸如低通滤光器和红外线截止滤光器的各种滤光器。图1显示了将被假定为这种元件的平行平坦板状光学构件PP布置在最靠近图像侧透镜与成像装置5(像面Sim)之间的情况。特别地，当成像镜头1与成像装置5一起使用时，在很多情况下玻璃罩和各种滤光器布置在透镜系统与像面Sim之间。因此，透镜系统需要具有用于布置这些元件的足够长的后焦。

成像镜头1沿着光轴Z包括从物体侧依顺序布置的具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜L1、正的第二透镜L2、负的第三透镜L3、具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜L4、和正的第五透镜L5。进一步地，孔径光阑St布置在第一透镜L1的图像侧表面与第三透镜L3的物体侧表面。这些是成像镜头1的基本结构。

负的第一透镜L1布置在最靠近物体侧，并且正的第四透镜L4和正的第五透镜L5布置在图像侧。因此，可以提供向后聚焦型透镜系统，并且容易地扩大透镜系统的视角。进一步地，可以容易地提供长后焦。

如图1中所示的示例，当孔径光阑St布置在第二透镜L2与第三透镜L3之间并且光焦度的布置从物体侧依顺序为负、正、孔径光阑St、负、正和正时，可以基本上使孔径光阑St的物体侧的光焦度与孔径光阑St的图像侧的光焦度相等，并且容易地校正像场弯曲。由于孔径光阑St基本上布置在透镜系统的中间，因此可以抑制每一个透镜处的光线的高度，并且可以使得每一个透镜的直径较小。这有利于尺寸和成本减小。

如在随后所述的一个示例中，当孔径光阑St布置在第一透镜L1与第二透镜L2之间并且光焦度的布置从物体侧依顺序为负、孔径光阑St、正、负、正和正时，可以抑制尤其第一透镜L1处的光线的高度，并且减小暴露于外面的部分的透镜直径。这有利于减小尺寸。进一步地，由于可以朝向物体侧移动出射光瞳(exitpupil)的位置，因此可以抑制周边光线进入成像装置5的角度，并且可以抑制阴影。进一步地，近轴光线和离轴光线可在第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5处彼此被容易地分离，并且像场弯曲的校正变得容易。

可选地，孔径光阑St可以被布置成使得孔径光阑St沿光轴方向位于第二透镜L2的物体侧表面的顶点与第二透镜L2的图像侧表面的顶点之间。在这种情况下，可以抑制每一个透镜处的光线的高度，并且进一步地减小透镜系统沿直径方向的尺寸。

当布置在最靠近物体侧的正光焦度被划分被分配到第四透镜L4和第五透镜L5这两个透镜时，球面像差的校正变得容易。也可以在具有小F数的透镜系统中以极好的方式校正像差。

当第三透镜L3是负透镜并且第四透镜L4和第五透镜L5是正透镜时，可以减小周边光线进入成像装置的角度同时抑制色像差。因此，可以实现具有高远心的透镜系统。

当第一透镜L1的物体侧表面是凹面时，可以使第一透镜L1的负光焦度强，并且容易地获得宽视角和长后焦。当第四透镜L4的物体侧表面是凸面时，可以使第四透镜L4的正光焦度强，并且协同第三透镜L3以极好的方式容易地校正色像差。

除了上述基本结构之外，图1中所示的成像镜头1包括接下来所述的第一、第二和第三模式。当整个系统的焦距为f并且第一透镜L1的焦距为f1时，第一模式满足以下公式(1)：

-1.25＜f1/f＜-0.5...(1)。

当所述值超过公式(1)的上限时，第一透镜L1的光焦度变得太强，并且像场弯曲的校正变得困难。进一步地，后焦变得太长，并且变得难以减小透镜系统的尺寸。当所述值超过公式(1)的下限时，第一透镜L1的光焦度变得太弱，并且变得难以扩大视角并确保充分的后焦。

当整个系统的焦距为f，第二透镜L2的焦距为f2，第一透镜L1的物体侧表面的曲率半径和第一透镜L1的图像侧表面的曲率半径分别为R1和R2时，第二模式满足以下公式(2)和(3)：

0.4＜f2/f＜1.5...(2)；以及

0.05＜(R1+R2)/(R1-R2)＜0.95...(3)。

当所述值超过公式(2)的上限时，第二透镜L2的光焦度变弱，并且像场弯曲的校正变得困难。进一步地，当孔径光阑St布置在第二透镜L2和第三透镜L3之间时，孔径光阑St的物体侧的光焦度和孔径光阑St的图像侧的光焦度变得不平衡。因此，彗形像差的校正变得困难。当所述值超过公式(2)的下限时，相对于偏心率的容许误差变小。因此，制造变得困难，或者制造成本增加。

当第一透镜L1是其中物体侧表面的曲率半径的绝对值大于图像侧表面的曲率半径的绝对值的双凹透镜时，或者当第一透镜L1为其中物体侧表面的曲率半径的绝对值大于图像侧表面的曲率半径的绝对值的双凸透镜时，公式(3)中的值(R1+R2)/(R1-R2)为小于或等于1.0的正值。当第一透镜L1为双凸透镜时，第一透镜L1为正透镜，并且这与其中第一透镜L1为负透镜的基本结构相矛盾。因此，当第一透镜L1为其中物体侧表面的曲率半径的绝对值大于图像侧表面的曲率半径的绝对值的双凹透镜时，满足公式(3)。

当所述值超过公式(3)的上限时，像场弯曲的校正变得困难。当所述值超过公式(3)的下限时，第一透镜L1为其中物体侧表面的曲率半径的绝对值与图像侧表面的曲率半径的绝对值之间的差值较小的双凹透镜。因此，球面像差和彗形像差的校正变得困难。

当整个系统的焦距为f，并且第五透镜L5的焦距为f5时，理想的是满足以下公式(4)：

0.99＜f5/f＜2.10...(4)。

当不满足公式(4)的上限或下限时，第五透镜L5的光焦度变得太强或太弱。因此，第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难。

理想的是第一、第二和第三模式的成像镜头中的每一个都具有以下结构。作为理想的模式，成像镜头可以具有所述结构中的一个或两个或更多个任意组合结构。

当整个系统的焦距为f，并且第二透镜L2与第三透镜L3之间沿光轴的空气距离为D23时，理想的是满足以下公式(5)：

0.05＜D23/f＜0.85...(5)。

当所述值超过公式(5)的上限时，第二透镜L2与第三透镜L3之间的距离变得太长，并且变得难以减小成像镜头的总长度。进一步地，变得难以减小第一透镜L1的透镜直径。当所述值超过公式(5)的下限时，第二透镜L2与第三透镜L3之间的距离变得太短，并且变得难以以极好的方式校正像场弯曲和彗形像差。

当第五透镜L5的物体侧表面的曲率半径为R10，并且第五透镜L5的图像侧表面的曲率半径为R11时，理想的是满足以下公式(6)：

-1.40＜(R10+R11)/(R10-R11)＜-0.2...(6)。

当公式(6)中的值(R10+R11)/(R10-R11)为超过公式(6)的上限的负值时，第五透镜L5为其中物体侧表面的曲率半径和图像侧表面的曲率半径彼此接近(物体侧表面的曲率半径小于图像侧表面的曲率半径)的双凸透镜，或者为其中物体侧表面的曲率半径和图像侧表面的曲率半径彼此接近(物体侧表面的曲率半径小于图像侧表面的曲率半径)的双凹透镜。由于双凹透镜为负透镜，因此双凹透镜与第五透镜L5为正透镜的基本结构要求相矛盾。因此，当第五透镜L5为其中物体侧表面的曲率半径的绝对值和图像侧表面的曲率半径的绝对值彼此接近的双凸透镜时，所述值超过公式(6)的上限。然而，当第五透镜L5为这种双凸透镜时，球面像差的校正变得困难。

当第五透镜L5为具有凸起图像侧表面的负弯月透镜或具有凸起的物体侧表面的正弯月形透镜时，所述值低于公式(6)的下限。这里，根据第五透镜L5为正透镜的基本结构要求考虑第五透镜L5为具有凸起的物体侧表面的正弯月形透镜的情况。当第五透镜L5为具有凸起的物体侧表面的正弯月形透镜并且所述值低于公式(6)的下限时，第五透镜L5的物体侧表面的曲率半径与第五透镜L5的图像侧表面的曲率半径之间的差值变得太小，并且第五透镜L5的正光焦度变弱。因此，第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难，或者第五透镜L5的物体侧表面的曲率半径的绝对值变得太小，以及像场弯曲和彗形像差的校正变得困难。

当第一透镜L1的焦距为f1，并且第二透镜L2的焦距为f2时，理想的是满足以下公式(7)：

-1.30＜f1/f2＜-0.65...(7)。

当所述值超过公式(7)的上限时，与第二透镜L2的正光焦度相比较，第一透镜L1的负光焦度变得太强。可以容易地扩大视角，但是像场弯曲和彗形像差的校正变得困难。当所述值超过公式(7)的下限时，第二透镜L2的正光焦度与第一透镜L1的负光焦度相比变得太强。因此，难以扩大视角以及保证足够的后焦。

当整个系统的焦距为f，并且第四透镜L4的焦距为f4时，理想的是满足以下公式(8)：

0.5＜f4/f＜2.5...(8)。

当所述值超过公式(8)的上限时，第四透镜L4的光焦度变得太弱，并且变得难以以极好的方式与第三透镜协同校正色像差，或者由于第四透镜L4的光焦度变得太弱，因此第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难。当所述值超过公式(8)的下限时，第四透镜L4的光焦度变得太强。因此，第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难。

当整个系统的焦距为f，并且第一透镜L1与第二透镜L2之间沿光轴的空气距离为D2时，理想的是满足以下公式(9)：

0.1＜D2/f＜0.6...(9)。

当所述值超过公式(9)的上限时，第一透镜L1与第二透镜L2之间的距离变得太长，并且第一透镜L1的直径变大。因此，变得难以减小透镜系统的尺寸。当所述值超过公式(9)的下限时，第一透镜L1和第二透镜L2彼此太靠近。因此，变得难以提供提供长后焦。

当整个系统的焦距为f，并且第三透镜L3至第五透镜L5的组合焦距为f345时，理想的是满足以下公式(10)：

1.2＜f345/f＜3.8...(10)。

当所述值超过公式(10)的上限时，第四透镜L4和第五透镜L5的光焦度变弱或者第三透镜L3的光焦度变得太强。因此，变得难以抑制来自透镜系统的光线进入成像装置5的入射角，并且变得难以制造具有高远心的透镜。当所述值超过公式(10)的下限时，变得难以以极好的方式校正像场弯曲和彗形像差。

当第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距为f12，并且第三透镜L3至第五透镜L5的组合焦距为f345时，理想的是满足以下公式(11)：

0.1＜|f12/f345|＜1.8...(11)。

当所述值超过公式(11)的上限时，光学系统的总长度变长，并且变得不可能实现光学系统的尺寸的减小。当所述值超过公式(11)的下限时，彗形像差和像场弯曲的校正变得困难。

当第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距为f12时，理想的是f12的值为正值。当f12的值为正值时，像场弯曲和彗形像差的校正变得容易。

当整个系统的焦距为f，并且第一透镜L1的物体侧表面的曲率半径为R1时，理想的是满足以下公式(12)：

-10.0＜R1/f＜-0.5...(12)。

当所述值超过公式(12)的上限时，第一透镜L1的物体侧表面的曲率半径的绝对值变得太小。可以容易地扩大视角，但是变得难以抑制畸变和像场弯曲。当值超过公式(12)的下限时，第一透镜L1的物体侧表面的曲率半径的绝对值变大，并且球面像差的校正变得困难，或者变得难以减小第一透镜L1在其直径方向上的尺寸。

当整个系统的焦距为f，并且第三透镜L3的焦距为f3时，理想的是满足以下公式(13)：

-1.5＜f3/f＜-0.2...(13)。

当值超过公式(13)的上限时，第三透镜L3的光焦度变得太强。因此，变得难以抑制来自透镜系统的光线进入成像装置5的入射角，并且变得难以制造具有高远心的透镜。当值超过公式(13)的下限时，第三透镜L3的光焦度变得太弱，并且色像差的校正变得困难。

当整个系统的焦距为f并且沿光轴从第一透镜L1的物体侧表面到像面Sim的长度为L时，理想的是满足以下公式(14)。这里，空气中的长度是用于L的后焦部。

2.5＜L/f＜5.0...(14)。

当值超过公式(14)的上限时，透镜系统的尺寸变大。当值超过公式(14)的下限时，可以容易地减小透镜系统的尺寸。然而，视角不能被充分扩大，或者透镜系统的总长度变得太短。可以容易地减小透镜系统的尺寸，但是需要减小每一个透镜的厚度。因此，透镜系统的制造变得困难，或者制造成本增加。

这里，理想的是L值小于或等于22mm。当L值超过22mm时，透镜系统变大，并且变得不可能实现尺寸减小。更加理想的是L小于或等于20mm。进一步地，甚至更加理想的是L小于或等于19mm。

相对于上述公式中的每一个，理想的是满足如下所述的修改的下限和修改的上限。作为理想模式，可以满足如下所述的由组合的下限的修改值和上限的修改值构成的每一个公式。

作为公式(1)的下限的修改值，-1.20是理想的，-1.15更加理想，以及-1.10甚至更加理想。作为公式(1)的上限的修改值，-0.55是理想的，-0.6更加理想，以及-0.8甚至更加理想。

例如，代替公式(1)，理想的是满足以下公式(1-2)，并且更加理想的是满足以下公式(1-3)：

-1.15＜f1/f＜-0.55...(1-2)；和

-1.10＜f1/f＜-0.60...(1-3)。

作为公式(2)的下限的修改值，0.6是理想的，0.7更加理想，以及0.8甚至更加理想。作为公式(2)的上限的修改值，1.3是理想的，并且1.2更加理想。

作为公式(3)的下限的修改值，0.2是理想的，0.4更加理想，以及0.6甚至更加理想。作为公式(3)的上限的修改值，0.90是理想的，0.86更加理想，以及0.79甚至更加理想。

作为公式(4)的下限的修改值，1.00是理想的，1.20更加理想，以及1.30甚至更加理想。作为公式(4)的上限的修改值，2.05是理想的，以及1.98更加理想。

作为公式(5)的下限的修改值，0.20是理想的，0.25更加理想，以及0.27甚至更加理想。进一步地，0.30进一步甚至更加理想。作为公式(5)的上限的修改值，0.62是理想的，0.61更加理想，以及0.60甚至更加理想。

作为公式(6)的下限的修改值，-1.30是理想的，以及-1.20更加理想。作为公式(6)的上限的修改值，-0.3是理想的，以及-0.4更加理想。

作为公式(7)的下限的修改值，-1.25是理想的，-1.20更加理想，以及-1.15甚至更加理想。作为公式(7)的上限的修改值，-0.75是理想的，-0.85更加理想，以及-0.90甚至更加理想。

作为公式(8)的下限的修改值，0.7是理想的，0.8更加理想，以及0.9甚至更加理想。作为公式(8)的上限的修改值，1.5是理想的，1.25更加理想，以及1.20甚至更加理想。

作为公式(9)的下限的修改值，0.2是理想的。作为公式(9)的上限的修改值，0.51是理想的。

作为公式(10)的下限的修改值，1.3是理想的，以及1.4更加理想。作为公式(10)的上限的修改值，2.5是理想的，2.4更加理想，以及2.3甚至更加理想。进一步地，2.25进一步甚至更加理想。

作为公式(11)的下限的修改值，0.1是理想的，0.2更加理想，以及0.3甚至更加理想。作为公式(11)的上限的修改值，1.5是理想的，1.3更加理想，以及1.2甚至更加理想。

作为公式(12)的下限的修改值，-6.0是理想的，-5.5更加理想，以及-0.52甚至更加理想。作为公式(12)的上限的修改值，-1.0是理想的，-1.5更加理想，以及-1.7甚至更加理想。

作为公式(13)的下限的修改值，-1.2是理想的，-1.1更加理想，以及-1.0甚至更加理想。进一步地，-0.9进一步甚至更加理想。作为公式(13)的上限的修改值，-0.3是理想的，-0.4更加理想，以及-0.45甚至更加理想。

作为公式(14)的下限的修改值，2.8是理想的，3.0更加理想，以及3.4甚至更加理想。作为公式(14)的上限的修改值，4.8是理想的，4.6更加理想，以及4.5甚至更加理想。

当第一透镜L1的材料相对于d线的阿贝数为vd1时，理想的是vd1大于或等于40。在这种情况下，可以以极好的方式校正纵向色像差。更加理想的是vd1大于或等于45从而以更加极好的方式校正纵向色像差。进一步地，甚至更加理想的是vd1大于或等于55，并且进一步甚至更加理想的是vd1大于或等于60。

当第二透镜L2的材料相对于d线的阿贝数为vd2时，理想的是vd2大于或等于35。在这种情况下，可以以极好的方式校正纵向色像差。更加理想的是vd2大于或等于40从而以更加极好的方式校正纵向色像差。进一步地，甚至更加理想的是vd2大于或等于45。

当第三透镜L3的材料相对于d线的阿贝数为vd3时，理想的是vd3小于35。在这种情况下，可以以极好的方式校正纵向色像差和横向色像差。更加理想的是vd3小于30从而以更加极好的方式校正纵向色像差和横向色像差。进一步地，甚至更加理想的是vd3小于27，并且进一步甚至更加理想的是vd3小于26。同时理想的是vd3大于15以降低成本，并且更加理想的是vd3大于20。

当第四透镜L4的材料相对于d线的阿贝数为vd4时，理想的是vd4大于或等于40。在这种情况下，可以以极好的方式校正纵向色像差。更加理想的是vd4大于或等于45从而以更加极好的方式校正纵向色像差。进一步地，甚至更加理想的是vd4大于或等于52。

当第五透镜L5的材料相对于d线的阿贝数为vd5时，理想的是vd5大于或等于40。在这种情况下，可以以极好的方式校正纵向色像差。更加理想的是vd5大于或等于45从而以更加极好的方式校正纵向色像差。进一步地，甚至更加理想的是vd5大于或等于52。

当构成第一透镜L1相对于d线的材料的折射率为Nd1时，理想的是Nd1小于或等于1.80。当Nd1小于或等于1.80时，可以抑制构成第一透镜L1的材料的成本，并且变得可以选择具有大阿贝数的材料。变得可以抑制色像差的生成，并且可以制造具有高分辨率性能的透镜，同时透镜具有大视角。更加理想的是Nd1小于或等于1.65，并且甚至更加理想的是Nd1小于或等于1.60。进一步地，理想的是Nd1大于或等于1.46。当Nd1小于1.46时，可以选择具有大阿贝数的材料，并且可以抑制色像差的生成。然而，材料具有低抗磨蚀性，并且材料为软材料。因此，例如，当透镜用作用于车载照相机的透镜或用于监视照相机的透镜时，材料的耐气候特性不足。更加理想的是Nd1大于或等于1.50。

当构成第二透镜L2相对于d线的材料的折射率为Nd2时，理想的是Nd2大于或等于1.72。在这种情况下，可以容易地增加第二透镜L2的光焦度，并且像场弯曲的校正变得容易。更加理想的是Nd2大于或等于1.75，并且甚至更加理想的是Nd2大于或等于1.80。

当第三透镜L3的材料相对于d线的折射率为Nd3时，理想的是Nd3小于1.75。在这种情况下，可以以低成本制造第三透镜L3，并且可以减小整个透镜系统的成本。更加理想的是Nd3小于1.70从而以低成本制造透镜。甚至更理想的是Nd3小于1.68，并且进一步理想的是Nd3小于1.66。同时，负第三透镜L3具有增加远心的功能，同时协同正第四透镜L4以及正第五透镜L5抑制色像差。因此，理想的是Nd3大于1.55从而以优异的方式维持第三透镜L3与第四透镜L4和第五透镜L5的光焦度平衡。更理想的是Nd3大于1.59。

当第四透镜L4的材料相对于d线的折射率为Nd4时，理想的是Nd4小于或等于1.68。当Nd4大于1.68时，第四透镜L4的光焦度变强，并且第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难，或者如果塑料用作第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的材料，则第三透镜L3的负光焦度和第四透镜L4以及第五透镜L5的正光焦度变得不平衡，并且当温度变化时焦点的移动量变大。进一步地，由于难以从当前可用的光学材料选择具有大阿贝数的材料，因此色像差的校正变得困难。

当第五透镜L5的材料相对于d线的折射率为Nd5时，理想的是Nd5小于或等于1.68。当Nd5大于1.68时，第五透镜L5的光焦度变强，并且第四透镜L4的光焦度和第五透镜L5的光焦度变得不平衡，并且球面像差的校正变得困难，或者如果塑料用作第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的材料，则第三透镜L3的负光焦度和第四透镜L4以及第五透镜L5的正光焦度变得不平衡，并且当温度变化时焦点的移动量变大。进一步地，由于难以从当前可用的光学材料选择具有大阿贝数的材料，因此色像差的校正变得困难。

理想的是第一透镜L1为双凹透镜。在这种情况下，可以增加第一透镜L1的负光焦度，并且有利地扩大视角。进一步地，可以容易地提供长后焦。

理想的是第二透镜L2为双凸透镜。在这种情况下，可以增加第二透镜L2的光焦度。即使当第一透镜L1的光焦度增加以扩大视角时，也可以容易地增加第二透镜L2的光焦度。由于正的第二透镜L2中产生的像差可以抵消已经在负的第一透镜L1中产生的像差，因此球面像差、彗形像差和像场弯曲的校正变得容易。

理想的是第三透镜L3为双凹透镜。在这种情况下，可以增加第三透镜L3的光焦度，并且纵向色像差和横向色像差的校正变得容易。

理想的是第四透镜L4为双凸透镜。在这种情况下，可以增加第四透镜L4的光焦度，并且可以协同第三透镜L3以极好的方式校正色像差。

理想的是第五透镜L5是具有凸起的物体侧表面的透镜。在这种情况下，像场弯曲的校正变得容易。当第五透镜L5为双凸透镜时，像场弯曲的校正容易。当第五透镜L5为具有凸起的物体侧表面的弯月形透镜时，球面像差的校正变得容易。

这里，当每一个透镜为非球面透镜时，在近轴范围中考虑如上所述的第一透镜L1至第五透镜L5的表面的理想形状。

理想的是第三透镜L3的物体侧表面和图像侧表面中的至少一个为非球面表面。在这种情况下，与球面像差和像场弯曲的校正一起，可以极好的方式容易地校正纵向色像差和横向色像差。

这里，当表面为非球面表面时，每一个表面的中心(即，表面与光轴Z的交点)为Ci(i对应于随后在示例部分中描述的表面编号)。进一步地，当透镜表面上的点为Xi并且透镜表面在点Xi处的法线与光轴Z的交点为Pi时，根据点Pi位于点Ci的物体侧或位于点Ci的图像侧限定点Xi处的光焦度。当非球面表面为物体侧表面时，如果点Pi位于点Ci的图像侧，则点Xi处的光焦度被限定为正光焦度。如果点Pi位于点Ci的物体侧，则点Xi处的光焦度被限定为负光焦度。相反，当非球面表面为图像侧表面时，如果点Pi位于点Ci的物体侧，则点Xi处的光焦度被限定为正光焦度。如果点Pi位于点Ci的图像侧，则点Xi处的光焦度被限定为负光焦度。

进一步地，在非球面表面中，连接点Xi和点Pi的线段被限定为在点Xi处的曲率半径Rxi。当RXi的绝对值为|RXi|＝|Xi-Pi|并且点Ci处的曲率半径的绝对值为|Ri|时，如果点Xi处的光焦度的符号和中心处的光焦度的符号相同，则点Xi处的光焦度弱于中心处的光焦度的形状是其中|RXi|大于|Ri|的形状。点Xi处的光焦度强于中心处的光焦度的形状为其中|RXi|小于|Ri|的形状。

关于非球面表面的总体说明也适用于本发明的成像镜头的任意非球面透镜表面。在所述说明中，使用符号Ci、Xi、Pi、RXi和Ri便于说明，并且不受限制。在以上说明中点Xi可以是透镜表面上的任意点。例如，点Xi可以被认为是轴向光线直径边缘处的点或有效直径边缘处的点。

理想的是第三透镜L3的物体侧表面是非球面表面。在这种情况下，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。理想的是第三透镜L3的物体侧表面具有其中在中心处具有负光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的负光焦度的形状。当第三透镜L3的物体侧表面具有这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

这里，参照图2，以下将描述第三透镜L3的物体侧表面的形状。图2显示了第三透镜L3和近轴光线2的横截面。在图2中，没有显示其它透镜，使得图不会变得复杂。换句话说，图2显示了当成像镜头中存在第一透镜L1至第五透镜L5时成像镜头1中的近轴光线2。

在图2中，点C3F为第三透镜L3的物体侧表面的中心。点C3F为第三透镜L3的物体侧表面与光轴Z的交点。在图2中，点XA3F为在第三透镜L3的物体侧表面上近轴光线直径边缘处的点。点XA3F是近轴光线2的最外光线与第三透镜L3的物体侧表面的交点。这里，如图2所示，透镜表面在点XA3F处的法线与光轴Z的交点为点PXA3F。

此时，连接点XA3F和点PXA3F的线段被定义为点XA3F处的曲率半径RXA3F，并且所述线段的长度被定义为曲率半径RXA3F的绝对值|RXA3F|。进一步地，点C3F处的曲率半径(换句话说，第三透镜L3的物体侧表面的中心处的曲率半径)被定义为L3F，并且曲率半径的绝对值被定义为|L3F|。换句话说，当第三透镜L3的物体侧表面的近轴范围中的曲率中心为点O3F时，连接点C3F和点O3F的线段的长度为|L3F|。

表述第三透镜L3的物体侧表面具有“在中心处具有负光焦度”表示包括点C3F的近轴范围的形状是凹入的。进一步地，表述第三透镜L3的物体侧表面具有“在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的负光焦度的形状”表示其中点PXA3F位于点C3F的物体侧并且|RXA3F|的值大于值|L3F|的形状。

理想的是第三透镜L3的物体侧表面具有在中心处具有负光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较弱的负光焦度的形状。当第三透镜L3的物体侧表面为这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

这里，措词“表面的有效直径”表示当考虑有助于图像形成的所有光线和透镜表面彼此相交的点时由直径方向上的最外点(离光轴最远的点)构成的圆的直径。进一步地，术语“有效直径边缘”表示最外点。当系统相对于光轴对称旋转时，由最外点构成的图为圆。然而，当系统没有对称旋转时，由最外点构成的图在一些情况下不是圆。在这种情况下，可以考虑等效圆，并且等效圆的直径可以被认为是有效直径。例如，当透镜系统与成像装置结合使用时，可以根据成像装置的成像平面确定有效直径。当成像平面为矩形时，例如，矩形的对角长度的1/2可以被确定为最大图像高度，并且可以计算有效直径。

理想的是第三透镜L3的图像侧表面是非球面表面。在这种情况下，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。理想的是第三透镜L3的图像侧表面具有在中心处具有负光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的负光焦度的形状，或者具有在中心处具有负光焦度且在近轴光线直径边缘处具有正光焦度的形状。当第三透镜L3的图像侧表面为这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

进一步地，理想的是第三透镜L3的图像侧表面具有在中心处具有负光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较弱的负光焦度的形状，或者具有在中心处具有负光焦度并且在有效直径边缘处具正光焦度的形状。当第三透镜L3的图像侧表面为这种形状时，容易校正球面像差和像场弯曲。

理想的是第四透镜L4的物体侧表面和第四透镜L4的图像侧表面中的至少一个为非球面表面。在这种情况下，与球面像差和像场弯曲的校正一起，可以以极好的方式容易地校正纵向色像差和横向色像差。

理想的是第四透镜L4的物体侧表面是非球面表面。在这种情况下，球面像差的校正变得容易。理想的是第四透镜L4的物体侧表面具有在中心处具有正光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状。当第四透镜L4的物体侧表面具有这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

理想的是第四透镜L4的物体侧表面具有在中心处具有正光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状。当第四透镜L4的物体侧表面为这种形状时，容易校正球面像差和像场弯曲。

理想的是第四透镜L4的图像侧表面是非球面表面。在这种情况下，球面像差的校正变得容易。理想的是第四透镜L4的图像侧表面具有在中心处具有正光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状，或者具有在中心处具有正光焦度而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度的形状。当第四透镜L4的图像侧表面具有这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

理想的是第四透镜L4的图像侧表面具有在中心处具有正光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状，或者具有在中心处具有正光焦度而在有效直径边缘处具有负光焦度的形状。当第四透镜L4的图像侧表面为这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

理想的是第五透镜L5的物体侧表面和第五透镜L5的图像侧表面中的至少一个为非球面表面。在这种情况下，可以以极好的方式容易地校正球面像差、彗形像差和像场弯曲。进一步地，可以增加远心。

理想的是第五透镜L5的物体侧表面是非球面表面。在这种情况下，彗形像差和像场弯曲的校正变得容易。理想的是第五透镜L5的物体侧表面具有在中心处具有正光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较强的正光焦度的形状。当第五透镜L5的物体侧表面具有这种形状时，彗形像差和像场弯曲的校正变得容易。进一步地，可以增加远心。

理想的是第五透镜L5的物体侧表面具有在中心处具有正光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较强的正光焦度的形状。当第五透镜L5的物体侧表面为这种形状时，容易校正彗形像差和像场弯曲。进一步地，可以增加远心。

理想的是第五透镜L5的图像侧表面是非球面表面。在这种情况下，球面像差的校正变得容易。理想的是第五透镜L5的图像侧表面具有在中心处具有正光焦度且在近轴光线直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状，或者具有在中心处具有正光焦度而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度的形状。当第五透镜L5的图像侧表面具有这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

理想的是第五透镜L5的图像侧表面具有在中心处具有正光焦度并且在有效直径边缘处与中心相比具有较弱的正光焦度的形状，或者具有在中心处具有正光焦度而在有效直径边缘处具有负光焦度的形状。当第五透镜L5的图像侧表面为这种形状时，球面像差和像场弯曲的校正变得容易。

当整个系统的焦距为f并且最大半视角为ω时，理想的是在其中理想图像高度由f×tan(ω)表示的系统中畸变小于或等于±10％。在这种情况下，可以获得具有小畸变的图像。在其中理想图像高度由f×tan(ω)表示的系统中，更加理想的是畸变小于或等于±5％。在这种情况下，可以进一步抑制图像的畸变。

理想的是构成透镜系统的透镜中没有一个是粘合透镜。例如，当透镜系统用作车载透镜时，透镜系统需要具有高度耐热特性和高度耐环境特性。如果使用粘合透镜，则需要使用特定粘合剂以提高耐热特性和耐环境特性。进一步地，需要用于提高耐环境特性的处理。因此，成本变高。因此，理想的是第一透镜L1至第五透镜L5均为单透镜。

当成像镜头在恶劣环境条件下使用时，例如在车载照相机或监视照相机中使用时，理想的是布置在最靠近物体侧的第一透镜L1需要使用抵抗风雨和由于直射阳光导致的温度变化对表面的劣化以及耐化学(例如，油和脂肪以及洗涤剂)的材料。换句话说，材料需要高度防水，耐气候性、耐酸、耐化学等。进一步地，在一些情况下，材料需要是坚硬的且不易碎。如果第一透镜L1的材料是玻璃，则可以满足这种要求。可选地，透明陶瓷可以用作第一透镜L1的材料。理想的是在以上情况下第一透镜L1为玻璃球面透镜并且还可降低成本。然而，当高光学性能重要时，玻璃非球面表面可以用作第一透镜L1。

进一步地，保护装置可以施加到第一透镜L1的物体侧表面以增加表面的强度、耐刮擦性和耐化学性。在这种情况下，第一透镜L1的材料可以是塑料。保护装置可以是硬涂层或斥水涂层。

理想的是第二透镜L2的材料为玻璃。当第二透镜L2为玻璃透镜时，第二透镜L2的折射率可选自较宽的范围值，并且变得可以增加第二透镜L2的折射率。当第二透镜L2的折射率增加时，可以容易地增加第二透镜L2的光焦度，并且像场弯曲的校正变得容易。

这里，第二透镜L2的材料可以是塑料。当第二透镜L2为塑料透镜时，可以以低成本制造透镜系统。进一步地，当在第二透镜L2中采用非球面表面时，非球面表面的精确再生变得容易。因此，可以制造高性能透镜。

理想的是第三透镜L3的材料为塑料。在这种情况下，可以容易地制造具有精确非球面形状的表面，并且可以容易地确保高光学性能。进一步地，有利的是减小透镜的成本和重量。

理想的是第四透镜L4的材料为塑料。在这种情况下，可以容易地制造具有精确非球面形状的表面，并且可以容易地确保高光学性能。进一步地，有利的是减小透镜的成本和重量。

理想的是第五透镜L5的材料为塑料。在这种情况下，可以容易地制造具有精确非球面形状的表面，并且可以容易地确保高光学性能。进一步地，有利的是减小透镜的成本和重量。

塑料透镜具有的缺陷在于当温度变化时焦点位置的移动量大。如果第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5是塑料透镜，则当温度变化时，正透镜的焦点位置的移动量和负透镜的焦点位置的移动量相互抵消。因此，可以抑制由于温度改变导致的性能下降。

当成像镜头用在车载照相机中时，理想的是成像镜头可在包括寒冷地区的室外温度至热带地区的夏季车辆中的温度的宽温度范围中使用。例如，当成像镜头在这种恶劣条件下使用时，所有透镜的材料可以是玻璃。当第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5是玻璃透镜时，可获得具有高度耐热特性的透镜系统。

进一步地，根据成像镜头1的目的，在特定波长带中截止光、使光通过或反射光的各种滤光器(例如，UV(紫外线)截止滤光器和IR(红外线)截止滤光器)可以插入在透镜系统与成像装置5之间。可选地，具有类似于这种滤光器的功能的涂层可以涂覆到透镜表面，或吸收紫外线、蓝光、红外光等的材料可以用作透镜中的一个的材料。

理想的是透镜系统仅由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5形成的五个透镜构成。在这种情况下，可以以低成本制造透镜系统，同时保持高光学性能。

图1显示了被呈现为各种滤光器的光学构件PP布置在透镜系统与成像装置5之间的情况。可选地，各种滤光器可以布置在透镜之间。

这里，通过透镜之间的有效直径外侧的光线可能变成杂散光并到达像面。进一步地，杂散光可能变成虚像。因此，理想的是如有必要设置用于阻挡杂散光的光屏蔽装置。光屏蔽装置可以例如通过将遮光涂料涂覆到有效直径外侧的透镜的一部分或通过在效直径外侧的透镜的一部分处设置不透明板状构件来提供。可选地，作为光屏蔽装置的不透明板状构件可以设置在将变成杂散光的光线的光路中。可选地，可以将用于阻挡杂散光的罩状构件进一步设置在最靠近物体侧透镜的物体侧。图1显示了其中光屏蔽装置11设置在第一透镜L1的图像侧表面上的有效直径外侧中的示例。设置光屏蔽装置的位置不局限于图1所示的示例。例如，在图1所示的透镜系统中，光屏蔽装置可以布置在另一个透镜上或透镜之间。理想的是用于阻挡通过有效直径外侧的光线的光屏蔽装置设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间。在这种情况下，可以防止虚像。

进一步地，诸如孔径光阑的构件可以布置在透镜之间以阻挡周边光线使得相对照度在实际可接受范围内。周边光线是来自不在光轴Z上的物体点并通过光学系统的入射光瞳的周边部分的光线。当以此方式设置阻挡周边光线的构件时，可以提高成像区域的周边部分中的图像质量。进一步地，所述构件可以通过阻挡产生虚像的光来减小虚像。例如，图1显示了用于阻挡周边光线和杂散光的光屏蔽装置12设置在第五透镜L5的物体侧表面上的情况。这里，光屏蔽装置12用作进行晕映(晕映(vignetting)：晕映)的晕映光阑。

本发明的成像镜头并不总是需要如上所述具有用于阻挡周边光线的光屏蔽构件。例如，如在图10中的成像镜头10的结构图中所示，可以使用没有用于阻挡周边光线的光屏蔽构件的结构，并且也可在这种结构中获得高光学性能。图3中所示的成像镜头10对应于随后所述的示例11。

接下来，描述本发明的成像镜头的数值示例。在图4至图26中分别显示了示例1至示例23的成像镜头的透镜横截面。在图4至图26中，图的左侧是物体侧，而图的右侧是图像侧。进一步地，孔径光阑St和光学构件PP也被示出。在每一幅图中，孔径光阑St既不表示孔径光阑St的形状，也不表示孔径光阑St的尺寸，而是表示孔径光阑St在光轴Z上的位置。在每一个示例中，透镜横截面中的符号Ri、Di(i＝1，2，3，..)对应于接下来将要描述的透镜数据中的Ri、Di。

表1-表23分别显示了关于示例1至示例23的成像镜头的透镜数据。在每一个表中，(A)显示基本透镜数据，(B)显示各种数据，而(C)显示非球面表面数据。

在基本透镜数据中，列Si显示第i(i＝1，2，3，..)个表面的表面编号。最靠近物体侧表面是第一表面，并且表面编号朝向图像侧依序增加。列Ri显示第i个表面的曲率半径，列Di显示第i个表面和第i+1个表面沿光轴Z的距离。这里，当表面的形状朝向物体侧凸起时，曲率半径的符号为正，而当表面的形状朝向图像侧凸起时，曲率半径的符号为负。进一步地，列Ndj显示第j(j＝1，2，3，..)个光学构件相对于d线(波长为587.6nm)的折射率。最靠近物体侧透镜是第一光学构件，并且编号j朝向图像侧依序增加。列vdj显示第j个光学构件相对于d线的阿贝数。这里，基本透镜数据包括孔径光阑St和光学构件PP。在曲率半径的列中，对于对应于孔径光阑St的表面，术语(孔径光阑)也被写入。

在各种数据中，L(在空气中)是沿光轴Z从第一透镜L1的物体侧表面到像面Sim的长度(后焦部分是空气中的长度)，Bf(在空气中)是沿光轴Z从最靠近图像侧透镜的图像侧表面到像面Sim的长度(对应于后焦，空气中的长度)，f是整个系统的焦距，f1是第一透镜L1的焦距，f2是第二透镜L2的焦距，f3是第三透镜L3的焦距，f4是第四透镜L4的焦距，f5是第五透镜L5的焦距，f12是第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距，f345是第三透镜L3至第五透镜L5的组合焦距。

这里，示例1、3、6、7和23的成像镜头是通过假设设置用于阻挡周边光线和杂散光的光屏蔽装置装置的晕映光阑被设计而成的。上面设置有晕映光阑的表面的表面编号和晕映光阑的半径被分别表示为晕映表面编号和晕映孔径直径。

在基本透镜数据中，标记“*”附于非球面表面的表面编号。基本透镜数据显示了非球面表面的曲率半径、近轴曲率半径(中心处的曲率半径)的数值。非球面表面数据显示了与各个非球面表面有关的非球面表面的表面编号和非球面表面系数。在非球面表面数据中，“E-n”(n：整数)表示“×10^-n，而“E+n”表示“×10ⁿ”。进一步地，在以下非球面公式中，非球面系数是系数KA、RBm(m＝3，4，5，..10)：

[公式1]

Zd = \frac{C \times Y^{2}}{1 + \sqrt{1 - KA \times C^{2} \times Y^{2}}} + \underset{m}{Σ} {RB}_{m} Y^{m}

其中：

Zd：非球面表面的深度(从在非球面表面上高度Y处的点到与非球面表面的顶点接触并垂直于光轴的平坦面的垂线的长度)，

Y：高度(从光轴到透镜表面的长度)，

C：近轴曲率，以及

KA、RBm：非球面表面系数(m＝3，4，5，...10)。

在本申请的说明书的表中，值被四舍五入到预定数字。作为每一个数值的单位，“mm”用于长度。然而，所述单位仅仅是示例。由于可以通过按比例放大或减小光学系统来使用光学系统，因此可以使用其它适当的单位。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

[表11]

[表12]

[表13]

[表14]

[表15]

[表16]

[表17]

[表18]

[表19]

[表20]

[表21]

[表22]

[表23]

在示例1-23的所有成像镜头中，第一透镜L1和第二透镜L2是由玻璃制成的球面透镜，而第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5是由塑料制成的非球面透镜。

表24显示了示例1-23的成像镜头对应于公式(1)-(14)的值。在示例1-23中，d线是参考波长，并且表24显示了参考波长处的每一个值。

[表24]

图27(A)至图27(D)、图28(A)至图28(D)、图29(A)至图29(D)、图30(A)至图30(D)、图31(A)至图31(D)、图32(A)至图32(D)、图33(A)至图33(D)、图34(A)至图34(D)、图35(A)至图35(D)、图36(A)至图36(D)、图37(A)至图37(D)、图38(A)至图38(D)、图39(A)至图39(D)、图40(A)至图40(D)、图41(A)至图41(D)、图42(A)至图42(D)、图43(A)至图43(D)、图44(A)至图44(D)、图45(A)至图45(D)、图46(A)至图46(D)、图47(A)至图47(D)、图48(A)至图48(D)以及图49(A)至图49(D)分别显示了示例1-23的成像镜头的像差图。

这里，示例1的像差图将作为示例被描述，但是其他示例的像差图类似于示例1的像差图。图27(A)、27(B)、27(C)和27(D)分别显示了在示例1的成像镜头中的球面像差、像散、畸变(畸变像差)、和横向色像差(放大率的色像差)。在球面像差图中，Fno.表示F数，并且在其他图中，ω表示半视角。在畸变图中，与理想图像高度的偏移量通过使用整个系统的焦距f和视角(可变的，)来表示。每一个像差图显示了当d线(587.56nm)为参考波长时的像差。球面像差的像差图还显示了相对于F线(波长486.13nm)、C线(波长656.27nm)、s线(波长852.11nm)和对正弦条件(被表示为SNC)的违背量(offense)的像差。进一步地，横向色像差的图还显示了相对于F线、C线和s线的像差。由于横向色像差图中使用的线的类型与球面像差图中使用的线的类型相同，因此在横向色像差图中没有写入所述线。

如这些数据显示，示例1-23的成像镜头可以小尺寸和低成本被构造而成。进一步地，F在为较小的1.60-2.00的范围内，并且全视角为45.0°至65.4°。进一步地，成像镜头具有足够长的后焦。成像镜头具有其中各种像差以极好的方式被校正的高光学性能。这些成像镜头适合于在监视照相机、用于对车辆的前侧、横向侧部、后侧等的图像成像的车载照相机等中使用。

图50例如显示了将包括本实施例的成像镜头的成像设备安装在车辆100中的方式。在图50中，车辆100包括用于对靠近驾驶员的座椅的一侧的驾驶员的盲点进行成像的外部照相机101、用于对在车辆100的后侧的驾驶员的盲点进行成像的外部照相机102和用于对与驾驶员的视野相同的范围进行成像的内部照相机103。内部照相机103连接到后视镜的后侧。外部照相机101、外部照相机102和内部照相机103是根据本发明的一个实施例的成像设备，并且外部照相机101、外部照相机102和内部照相机103包括根据本发明的一个实施例的成像镜头和用于将由成像镜头形成的光学图像转换成电信号的成像装置。

根据本发明的实施例的成像镜头具有上述优点。因此，外部照相机101和102以及内部照相机103可以以小尺寸和低成本被构造而成，并且甚至在低照明摄像条件下使用。进一步地，可通过使用成像装置获得高分辨率的优秀图像。

迄今，已经通过使用实施例和示例描述了本发明。然而，本发明既不局限于上述实施例，也不局限于上述示例，而是可以进行各种修改。例如，每一个透镜元件的曲率半径的值、表面之间的距离、折射率、阿贝数以及非球面系数不局限于上述数值的示例中的值，而是可以是其他值。

在成像设备的实施例中，描述了其中将本发明应用到车载照相机的情况。然而，本发明的用途不局限于这种目的。例如，本发明可以应用到用于移动终端的照相机、监视照相机等。

Claims

1.一种成像镜头，包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

当整个系统的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2时，满足以下公式(1)和(7):

-1.25<f1/f<-0.5...(1)；以及

-1.30<f1/f2<-0.65...(7)；

其特征在于，

光圈布置在所述第一透镜的图像侧表面与所述第三透镜的物体侧表面之间，以及

当所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距为f12，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为f345时，满足以下公式(11’)：

0.1<|f12/f345|<1.3...(11’)。

2.一种成像镜头，包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

当整个系统的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，以及所述第一透镜的物体侧表面的曲率半径和所述第一透镜的图像侧表面的曲率半径分别为R1和R2，所述第一透镜的焦距为f1时，满足以下公式(2)、(3)和(7)：

0.4<f2/f<1.5...(2)；

0.05<(R1+R2)/(R1-R2)<0.95...(3)；以及

-1.30<f1/f2<-0.65...(7)；

其特征在于，

0.1<|f12/f345|<1.3...(11’)。

3.一种成像镜头，包括：

具有凹入的物体侧表面的负的第一透镜；

正的第二透镜；

负的第三透镜；

具有凸起的物体侧表面的正的第四透镜；以及

当所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2时，满足以下公式(7)：

-1.30<f1/f2<-0.65...(7)；

其特征在于，

当整个系统的焦距为f，所述第五透镜的焦距为f5，所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距为f12，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距为f345时，满足以下公式(4)和(11’)：

0.99<f5/f<2.10...(4)；以及

0.1<|f12/f345|<1.3...(11’)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当整个系统的焦距为f，并且所述第二透镜与所述第三透镜之间沿光轴的距离为D23时，满足以下公式(5)：

0.05<D23/f<0.85...(5)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，所述第一透镜为双凹透镜。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当所述第五透镜的物体侧表面的曲率半径和所述第五透镜的图像侧表面的曲率半径分别为R10和R11时，满足以下公式(6)：

-1.40<(R10+R11)/(R10-R11)<-0.2...(6)。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，所述第三透镜的物体侧表面在中心处具有负光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的负光焦度。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，所述第三透镜的图像侧表面在中心处具有负光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的负光焦度，或者所述第三透镜的图像侧表面在中心处具有负光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有正光焦度。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，所述第四透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的正光焦度，或者所述第四透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，所述第五透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，并且在近轴光线直径边缘处与所述中心相比具有较弱的正光焦度，或者所述第五透镜的图像侧表面在中心处具有正光焦度，而在近轴光线直径边缘处具有负光焦度。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当整个系统的焦距为f，并且所述第一透镜的焦距为f1时，满足以下公式(1-3)：

-1.10<f1/f<-0.60...(1-3)。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当整个系统的焦距为f，并且所述第二透镜的焦距为f2时，满足以下公式(2-1)：

0.7<f2/f<1.2...(2-1)。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当所述第一透镜的物体侧表面的曲率半径和所述第一透镜的图像侧表面的曲率半径分别为R1和R2时，满足以下公式(3-1)：

0.6<(R1+R2)/(R1-R2)<0.90...(3-1)。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，当整个系统的焦距为f，并且所述第五透镜的焦距为f5时，满足以下公式(4-1)：

1.30<f5/f<2.05...(4-1)。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的成像镜头，其中，满足以下公式(11”)：

0.2＜|f12/f345|＜1.2...(11”)。

16.一种包括根据权利要求1-15中任一项所述的成像镜头的成像设备。