CN205281005U - 摄影透镜以及具备摄影透镜的摄影装置 - Google Patents

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CN205281005U CN201390001147.1U CN201390001147U CN205281005U CN 205281005 U CN205281005 U CN 205281005U CN 201390001147 U CN201390001147 U CN 201390001147U CN 205281005 U CN205281005 U CN 205281005U
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篠原义和
石井良明
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Abstract

本实用新型提供一种摄影透镜以及具备摄影透镜的摄影装置。摄影透镜实质上包含6个透镜,且满足既定的条件式,即自物体侧起依序包括:第1透镜(L1),具有正折射力,且凸面朝向物体侧;第2透镜(L2),具有负折射力;第3透镜(L3),具有正折射力,且为双凸形状;第4透镜(L4),具有正折射力;第5透镜(L5),具有负折射力,且凹面朝向物体侧;以及第6透镜(L6),具有负折射力,且为像侧的面在光轴附近成为凹形状且在周边部成为凸形状的非球面形状。本实用新型的摄影透镜可实现总长的缩短化以及高分辨率化。

Description

摄影透镜以及具备摄影透镜的摄影装置
技术领域
本实用新型涉及一种使被摄物的光学像成像于电荷耦合元件(ChargeCoupledDevice,CCD)或互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)等摄影元件上的固定焦点的摄影透镜、以及搭载所述摄影透镜进行拍摄的数字静态照相机(digitalstillcamera)或具有照相机的移动电话机以及信息移动终端(个人数字助理(PersonalDigitalAssistant,PDA))、智能手机(smartphone)、平板(tablet)式终端、及便携式游戏机等的摄影装置。
背景技术
近年来,随着个人计算机(personalcomputer)向一般家庭等的普及,可将拍摄的风景或人物像等图像信息输入至个人计算机的数字静态照相机正在快速地普及。又,在移动电话、智能手机、平板式终端中也大多搭载有图像输入用的照相机模块(cameramodule)。在此种具有摄影功能的机器中使用电荷耦合元件或互补金属氧化物半导体等作为摄影元件。近年来,这些摄影元件越来越高像素化,伴随此要求摄影透镜的高分辨率化、高性能化。尤其,在智能手机中所述倾向显著,近年来搭载在智能手机上的摄影透镜的6片式构成成为主流。作为6片式构成的上述领域的摄影透镜,例如提出有下述专利文献1记载的。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:韩国公开专利第2010-0040357号公报
实用新型内容
[实用新型所要解决的问题]
近年来,摄影元件也越来越小型(compact)化,对摄影机器整体及搭载在其上的摄影透镜也要求小型性。进而,对搭载在如移动电话、智能手机、平板式终端等般的越来越薄型化的装置上的摄影透镜,缩短透镜总长的要求日益提高。为满足上述要求,上述专利文献1记载的6片式构成的摄影透镜需要使总长进一步缩短化。
本实用新型是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种摄影透镜、以及搭载所述摄影透镜而可获得高分辨率的摄影图像的摄影装置,其可实现总长的缩短化,并且可实现能应对高像素化的高成像性能。
[解决问题的技术手段]
本实用新型的第1摄影透镜包含6个透镜,且满足下述条件式(1)、(3-1),即自物体侧起依序包括:第1透镜,具有正折射力,且凸面朝向物体侧;第2透镜,具有负折射力;第3透镜,具有正折射力,且为双凸形状;第4透镜,具有正折射力;第5透镜,具有负折射力,且凹面朝向物体侧;以及第6透镜,具有负折射力,且为像侧的面在光轴附近成为凹形状且在周边部成为凸形状的非球面形状。
0.55<f/f3<1(1)
0.7<f/f1<0.95(3-1)
其中,设为:
f:整个系统的焦点距离
f1:所述第1透镜的焦点距离
f3:第3透镜的焦点距离。
本实用新型的第1摄影透镜优选为满足以下的条件式(1-1)至条件式(7)中的任一项。再者,作为优选形态,可为满足条件式(1-1)至条件式(7)中的任一项的,或者也可为满足任意组合的。
0.57<f/f3<0.9(1-1)
0.58<f/f3<0.8(1-2)
-2.1<f/f56<-1.1(2)
-2<f/f56<-1.2(2-1)
-1.8<f/f56<-1.25(2-2)
0.8<f/f1<0.9(3-2)
-0.25<f/f23456<0.25(4)
-0.25<f/f23456<0(4-1)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.4(5)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.3(5-1)
-3.5<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.8(6)
-3.4<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.9(6-1)
1.28<f/f34<1.62(7)
其中,设为:
f:整个系统的焦点距离
f1:第1透镜的焦点距离
f3:第3透镜的焦点距离
f34:第3透镜与第4透镜的合成焦点距离
f56:第5透镜与第6透镜的合成焦点距离
f23456:自第2透镜至第6透镜的合成焦点距离
R3f:第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R3r:第3透镜的像侧的面的近轴曲率半径
R4f:第4透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R4r:第4透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
本实用新型的第1摄影透镜中,优选为第2透镜为凸面朝向物体侧的凹凸(meniscus)透镜。
本实用新型的第1摄影透镜中,优选为第4透镜为凹面朝向物体侧的凹凸透镜。
本实用新型的第2摄影透镜包含6片透镜,且满足下述条件式(7),即自物体侧起依序包括:第1透镜,具有正折射力,且凸面朝向物体侧;第2透镜,具有负折射力;第3透镜,具有正折射力,且为双凸形状;第4透镜,具有正折射力;第5透镜,具有负折射力,且凹面朝向物体侧;以及第6透镜,具有负折射力,且为像侧的面在光轴附近成为凹形状且在周边部成为凸形状的非球面形状。
1.28<f/f34<1.62(7)
其中,设为:
f:整个系统的焦点距离
f34:第3透镜与第4透镜的合成焦点距离。
本实用新型的第2摄影透镜优选为满足以下的条件式(1-1)至条件式(6-1)中的任一项。再者,作为优选形态,可为满足条件式(1-1)至条件式(6-1)中的任一项的,或者也可为满足任意组合的。
0.57<f/f3<0.9(1-1)
0.58<f/f3<0.8(1-2)
-2.1<f/f56<-1.1(2)
-2<f/f56<-1.2(2-1)
-1.8<f/f56<-1.25(2-2)
0.6<f/f1<1(3)
0.7<f/f1<0.95(3-1)
0.8<f/f1<0.9(3-2)
-0.25<f/f23456<0.25(4)
-0.25<f/f23456<0(4-1)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.4(5)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.3(5-1)
-3.5<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.8(6)
-3.4<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.9(6-1)
其中,设为:
f:整个系统的焦点距离
f1:第1透镜的焦点距离
f3:第3透镜的焦点距离
f56:第5透镜与第6透镜的合成焦点距离
f23456:自第2透镜至第6透镜的合成焦点距离
R3f:第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R3r:第3透镜的像侧的面的近轴曲率半径
R4f:第4透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R4r:第4透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
本实用新型的第2摄影透镜中,优选为第2透镜为凸面朝向物体侧的凹凸透镜。
本实用新型的第2摄影透镜中,优选为第4透镜为凹面朝向物体侧的凹凸透镜。
再者,上述本实用新型的摄影透镜中,“包含6个透镜”是指也包含如下情况,即本实用新型的摄影透镜除6个透镜以外,实质上还包括不具有屈光力(power)的透镜、光阑或盖玻璃(coverglass)等透镜以外的光学要素、透镜凸缘(flange)、透镜镜筒(lensbarrel)、摄影元件、手抖修正机构等机构部分等。
再者,上述本实用新型的摄影透镜以及其优选构成中的透镜的面形状、折射力的符号,在为包含非球面的时,只要未特别限定,则设为在光轴附近(近轴区域)的符号。又,曲率半径的符号在面形状向物体侧凸出的情况下设为正,且在面形状向像侧凸出的情况下设为负。
本实用新型的摄影装置,其包括本实用新型的摄影透镜。
[实用新型的效果]
根据本实用新型的摄影透镜,在整体上为6片的透镜构成中,使各透镜要素的构成最佳化,尤其是适宜地构成第1透镜、第3透镜、第5透镜、第6透镜的形状,且以满足规定的条件式的方式构成,因此可实现使总长缩短化,并且具有高成像性能的透镜系统。
又,根据本实用新型的摄影装置,具备上述本实用新型的摄影透镜,因此可使摄影透镜的光轴方向的装置尺寸缩短化,且可获得高分辨率的摄影图像。
附图说明
图1是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第1构成例的图,且是与实施例1对应的透镜剖面图。
图2是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第2构成例的图,且是与实施例2对应的透镜剖面图。
图3是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第3构成例的图,且是与实施例3对应的透镜剖面图。
图4是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第4构成例的图,且是与实施例4对应的透镜剖面图。
图5是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第5构成例的图,且是与实施例5对应的透镜剖面图。
图6是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第6构成例的图,且是与实施例6对应的透镜剖面图。
图7是表示本实用新型的一实施方式的摄影透镜的第7构成例的图,且是与实施例7对应的透镜剖面图。
图8是图1所示的摄影透镜的光路图。
图9(A)~图9(D)是表示本实用新型的实施例1的摄影透镜的各像差的像差图,图9(A)表示球面像差,图9(B)表示像散,图9(C)表示畸变像差,图9(D)表示倍率色像差。
图10(A)~图10(D)是表示本实用新型的实施例2的摄影透镜的各像差的像差图,图10(A)表示球面像差,图10(B)表示像散,图10(C)表示畸变像差,图10(D)表示倍率色像差。
图11(A)~图11(D)是表示本实用新型的实施例3的摄影透镜的各像差的像差图,图11(A)表示球面像差,图11(B)表示像散,图11(C)表示畸变像差,图11(D)表示倍率色像差。
图12(A)~图12(D)是表示本实用新型的实施例4的摄影透镜的各像差的像差图,图12(A)表示球面像差,图12(B)表示像散,图12(C)表示畸变像差,图12(D)表示倍率色像差。
图13(A)~图13(D)是表示本实用新型的实施例5的摄影透镜的各像差的像差图,图13(A)表示球面像差,图13(B)表示像散,图13(C)表示畸变像差,图13(D)表示倍率色像差。
图14(A)~图14(D)是表示本实用新型的实施例6的摄影透镜的各像差的像差图,图14(A)表示球面像差,图14(B)表示像散,图14(C)表示畸变像差,图14(D)表示倍率色像差。
图15(A)~图15(D)是表示本实用新型的实施例7的摄影透镜的各像差的像差图,图15(A)表示球面像差,图15(B)表示像散,图15(C)表示畸变像差,图15(D)表示倍率色像差。
图16是表示具备本实用新型的一实施方式的摄影透镜的摄影装置即移动电话终端的图。
图17是表示具备本实用新型的一实施方式的摄影透镜的摄影装置即智能手机的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。
图1表示本实用新型的第1实施方式的摄影透镜的第1构成例。所述构成例对应于下述的第1数值实施例(表1、表2)的透镜构成。同样地,将与下述的第2实施方式至第7实施方式的数值实施例(表3~表14)的透镜构成对应的第2构成例至第7构成例的剖面构成示于图2~图7中。图1~图7中,符号Ri表示第i(i=1、2、3、…)个面的曲率半径,符号Di表示第i个面与第i+1个面在光轴Z1上的面间隔。再者,各构成例的基本构成均相同,因此以下基于图1所示的摄影透镜的构成例进行说明。又,图8是图1所示的摄影透镜的光路图,且表示自位于无限远的距离的物点起的轴上光束2以及最大视场角(fieldangle)的光束3的各光路。
本实用新型的实施方式的摄影透镜为适用于使用有电荷耦合元件或互补金属氧化物半导体等摄影元件的各种摄影机器、尤其是比较小型的便携终端机器例如数字静态照相机、具有照相机的移动电话、智能手机、平板式终端以及个人数字助理等中的。
图16中表示本实用新型的实施方式的摄影装置1即移动电话终端的概观图。本实用新型的实施方式的摄影装置1包括如下部分而构成,即包括:本实施方式的摄影透镜L;以及电荷耦合元件等摄影元件100(参照图1),其输出与利用所述摄影透镜L而形成的光学像对应的摄影信号。摄影元件100配置在所述摄影透镜L的成像面(像面R16)上。
图17中表示本实用新型的实施方式的摄影装置501即智能手机的概观图。本实用新型的实施方式的摄影装置501包括照相机部541而构成,所述照相机部541包括:本实施方式的摄影透镜L;以及电荷耦合元件等摄影元件100(参照图1),其输出与利用所述摄影透镜L而形成的光学像对应的摄影信号。摄影元件100配置在所述摄影透镜L的成像面(像面R16)上。
如图1所示,所述摄影透镜L沿光轴Z1而自物体侧起依序包括第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4、第5透镜L5、以及第6透镜L6。
在第6透镜L6与摄影元件100之间,也可根据安装透镜的照相机侧的构成而配置有各种光学构件CG。例如也可配置有摄影面保护用的盖玻璃或红外线截止滤光器(cutfilter)等平行平板状的光学构件。所述情况下,作为光学构件CG,例如也可使用对平行平板状的盖玻璃实施具有红外线截止滤光器或中性密度滤光器(neutraldensityfilter)等滤光器效果的涂敷而得的。
又,也可不使用光学构件CG,而是对第6透镜L6实施涂敷等使其具有与光学构件CG同等的效果。由此,可实现零件件数的削减与总长的缩短化。
又,所述摄影透镜L优选为包括孔径光阑St,所述孔径光阑St配置在较第2透镜L2的物体侧的面更靠物体侧。如此,通过将孔径光阑St配置在较第2透镜的物体侧的面更靠物体侧,而尤其是在成像区域的周边部中,可抑制通过光学系统的光线向成像面(摄影元件)的入射角变大。为进一步提高所述效果,更优选为孔径光阑St在光轴方向上配置在较第1透镜的像侧的面更靠物体侧。
再者,孔径光阑St“配置在较第2透镜的物体侧的面更靠物体侧”是指,光轴方向上的孔径光阑的位置位于与轴上边缘光线和第2透镜L2的物体侧的面的交点相同的位置或较其更靠物体侧,孔径光阑St“配置在较第1透镜的像侧的面更靠物体侧”是指,光轴方向上的孔径光阑的位置位于与轴上边缘光线和第1透镜L1的像侧的面的交点相同的位置或较其更靠物体侧。
又,本实施方式中,孔径光阑St配置在较第1透镜L1的物体侧的面的面顶点更靠像侧,但并不限定于此,孔径光阑St也可配置在较第1透镜L1的物体侧的面的面顶点更靠物体侧。在孔径光阑St配置在较第1透镜L1的物体侧的面的面顶点更靠物体侧的情况下,与孔径光阑St配置在较第1透镜L1的物体侧的面的面顶点更靠像侧的情形相比,自确保周边光量的观点考虑稍有不利,但在成像区域的周边部中,可更适宜地抑制通过光学系统的光线向成像面(摄影元件)的入射角变大。再者,图1~图8所示的孔径光阑St不一定为表示大小或形状的,而是表示光轴Z上的位置的。
所述摄影透镜L中,第1透镜L1在光轴附近具有正折射力,且在光轴附近使凸面朝向物体侧。由此,可适宜地使总长缩短化。又,通过将第1透镜L1设为使凸面朝向物体侧的,而使透镜系统的最靠近物体侧的面为向物体侧凸出的凸形状,因此可使后侧主点位置位于更靠近物体侧,从而可适宜地使总长缩短化。第1透镜L1优选为在光轴附近为使凸面朝向物体侧的凹凸透镜,所述情况下,可更有利于总长的缩短化。
第2透镜L2在光轴附近具有负折射力。第2透镜L2优选为在光轴附近使凹面朝向像侧,所述情况下有利于总长的缩短化。又,第2透镜L2优选为在光轴附近为凹凸透镜,所述情况下,更有利于总长的缩短化。又,在第2透镜L2在光轴附近使凸面朝向物体侧的情况下,可更适宜地使总长缩短化,且可抑制相对于不同波长的光线而在每种波长下的球面像差不同。
第3透镜L3在光轴附近具有正折射力,且在光轴附近为双凸形状。通过使第3透镜L3在光轴附近为双凸形状而有利于修正球面像差。又,通过使第3透镜L3在光轴附近为双凸形状,可使合成第1透镜L1至第3透镜L3而成的系统的折射力更强,从而可更适宜地实现总长的缩短化。进而,在第2透镜L2的像侧的面为凹面的情况下,第3透镜L3的物体侧的面的凸面成为对应于所述凹面的形状,因此可缩短第2透镜L2与第3透镜L3的光轴上的距离,从而可进一步使总长缩短化。
第4透镜L4在光轴附近具有正折射力。由此,有利于总长的缩短化。第4透镜L4优选为在光轴附近为凹凸透镜,所述情况下,易于修正像散。在使第4透镜L4成为使凹面朝向物体侧的凹凸透镜的情况下,更易于修正像散。
第5透镜L5在光轴附近具有负折射力。由此,有利于总长的缩短化。又,第5透镜L5在光轴附近使凹面朝向物体侧。通过在所述摄影透镜L中将第5透镜L5设为在光轴附近使凹面朝向物体侧的构成,而易于修正像散。又,第5透镜L5优选为在光轴附近为使凹面朝向物体侧的凹凸透镜,所述情况下,更易于修正像散。
第6透镜L6在光轴附近具有负折射力。由此,有利于总长的缩短化。又,第6透镜L6在光轴附近使凹面朝向像侧。通过在所述摄影透镜L中将第6透镜L6设为在光轴附近使凹面朝向像侧的构成,而可适宜地实现总长的缩短化。又,第6透镜L6优选为在光轴附近为使凹面朝向像侧的凹凸透镜,所述情况下,有利于总长的缩短化及修正像面弯曲。
进而,第6透镜L6的像侧的面为在光轴附近成为凹形状、且在周边部成为凸形状的非球面形状。即,第6透镜L6的像侧的面为在有效直径内具有反曲点的非球面形状。第6透镜L6的像侧的面“具有反曲点”是指,在包含有效直径内的光轴Z1的透镜剖面中考虑包含第6透镜L6的像侧的面的曲线时,具有所述曲线自凸形状切换为凹形状(或自凹形状切换为凸形状)的点。又,此处所说的周边部是指较最大有效半径的6成更靠半径方向外侧。通过将第6透镜L6的像侧的面设为在光轴附近成为凹形状、且在周边部成为凸形状的非球面形状,尤其在成像区域的周边部中,可抑制通过光学系统的光线向成像面(摄影元件)的入射角变大,从而可实现总长的缩短化,并且可抑制成像区域的周边部的受光效率的降低。
根据所述摄影透镜L自物体侧起依序配置的使凸面朝向物体侧且具有正折射力的第1透镜L1、具有负折射力的第2透镜L2、为双凸形状且具有正折射力的第3透镜L3、具有正折射力的第4透镜L4的构成,可适宜地使总长缩短化。进而,通过邻接于第4透镜L4的像侧而具备具有负折射力的第5透镜L5以及第6透镜L6,可使透镜整个系统的后侧主点位于更靠近物体侧,从而可良好地使总长缩短化。
所述摄影透镜L为实现高性能化,适宜在第1透镜L1至第6透镜L6的各片透镜的至少其中一面使用非球面。
又,构成上述摄影透镜L的第1透镜L1至第6透镜L6优选为不为接合透镜而为单透镜。原因在于:与使第1透镜L1至第6透镜L6的任一个为接合透镜的情形相比,面数变多,由此又可使非球面数变多,因此各透镜的设计自由度变高,可适宜地实现总长的缩短化。
又,在如例如图8所示的例般以总视场角成为60度以上的方式,设定上述摄影透镜L的第1透镜L1至第6透镜L6的各透镜构成的情况下,可将摄影透镜L适宜地应用于近距离拍摄的机会多的移动电话终端等。
所述摄影透镜L优选为满足以下条件式中的任一项或任意组合。所满足的条件式优选为根据对摄影透镜L要求的事项而适当选择。
0.55<f/f3<1(1)
-2.1<f/f56<-1.1(2)
0.6<f/f1<1(3)
-0.25<f/f23456<0.25(4)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.4(5)
-3.5<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.8(6)
1.28<f/f34<1.62(7)
其中,设为:
f:整个系统的焦点距离
f1:第1透镜的焦点距离
f3:第3透镜的焦点距离
f34:第3透镜与第4透镜的合成焦点距离
f56:第5透镜与第6透镜的合成焦点距离
f23456:自第2透镜至第6透镜的合成焦点距离
R3f:第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R3r:第3透镜的像侧的面的近轴曲率半径
R4f:第4透镜的物体侧的面的近轴曲率半径
R4r:第4透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
以下,对上述各条件式的作用以及效果进行说明。
条件式(1)为规定整个系统的焦点距离f相对于第3透镜L3的焦点距离f3的比的优选数值范围的。以不成为条件式(1)的下限以下的方式确保第3透镜L3的折射力,由此可适宜地实现总长的缩短化。以不成为条件式(1)的上限以上的方式抑制第3透镜L3的折射力,由此可良好地修正球面像差。
通过以满足条件式(1)的方式构成,而可良好地修正球面像差,并且可适宜地使透镜系统整体的长度缩短化。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(1-1),进而更优选为满足条件式(1-2)。
0.57<f/f3<0.9(1-1)
0.58<f/f3<0.8(1-2)
条件式(2)为规定整个系统的焦点距离f相对于第5透镜L5与第6透镜L6的合成焦点距离的比的优选数值范围的。即,条件式(2)为规定像侧的2片负透镜所合成的负合成光学系统的折射力相对于整个系统的折射力的比的优选数值范围的。以不成为条件式(2)的下限以下的方式抑制上述负合成光学系统的折射力,由此可抑制轴外光线向成像面(摄影元件)的入射角变大,尤其有效抑制中间视场角的光线向成像面(摄影元件)的入射角。以不成为条件式(2)的上限以上的方式确保上述负合成光学系统的折射力,由此有利于总长的缩短化。
通过以满足条件式(2)的方式构成,可抑制轴外光线向成像面(摄影元件)的入射角变大,并且可使透镜系统整体的长度缩短化。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(2-1),进而更优选为满足条件式(2-2)。
-2.0<f/f56<-1.2(2-1)
-1.8<f/f56<-1.25(2-2)
条件式(3)为规定整个系统的焦点距离f相对于第1透镜L1的焦点距离f1的比的优选数值范围的。以不成为条件式(3)的下限以下的方式确保第1透镜L1的折射力,由此可适宜地实现总长的缩短化。以不成为条件式(3)的上限以上的方式抑制第1透镜L1的折射力,由此可良好地修正球面像差以及低视场角的像散。
通过以满足条件式(3)的方式构成,可良好地修正球面像差以及低视场角的像散,并且可适宜地使透镜系统整体的长度缩短化。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(3-1),进而更优选为满足条件式(3-2)。
0.7<f/f1<0.95(3-1)
0.8<f/f1<0.9(3-2)
条件式(4)为规定整个系统的焦点距离f相对于自第2透镜L2至第6透镜L6的合成焦点距离的比的优选数值范围的。即,条件式(4)为规定除第1透镜L1以外的透镜所合成的合成光学系统的折射力相对于整个系统的折射力的比的优选数值范围的。以不成为条件式(4)的下限以下的方式设定除第1透镜L1以外的透镜的合成光学系统的折射力,由此可良好地修正像散。以不成为条件式(4)的上限以上的方式设定除第1透镜L1以外的透镜的合成光学系统的折射力,由此有利于总长的缩短化。
通过以满足条件式(4)的方式构成,而可良好地修正像散,并且可使透镜系统整体的长度缩短化。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(4-1),进而更优选为满足条件式(4-2)。
-0.25<f/f23456<0(4-1)
-0.24<f/f23456<0(4-2)
条件式(5)规定与第3透镜L3的物体侧的面的近轴曲率半径R3f及第3透镜L3的像侧的面的近轴曲率半径R3r相关的优选数值范围。分别以不成为条件式(5)的下限以下的方式,设定第3透镜L3的物体侧、像侧的面的近轴曲率半径,由此可防止第3透镜L3的物体侧的面的近轴曲率半径的绝对值过小,从而可良好地修正球面像差。分别以不成为条件式(5)的上限以上的方式,设定第3透镜L3的物体侧、像侧的面的近轴曲率半径,由此可防止第3透镜L3的像侧的面的近轴曲率半径的绝对值过小,从而可良好地修正像散。
通过以满足条件式(5)的方式构成,而可良好地修正球面像差以及像散。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(5-1),进而更优选为满足条件式(5-2)。
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.3(5-1)
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.25(5-2)
条件式(6)规定与第4透镜L4的物体侧的面的近轴曲率半径R4f及第4透镜L4的像侧的面的近轴曲率半径R4r相关的优选数值范围。分别以不成为条件式(6)的下限以下的方式,设定第4透镜L4的物体侧、像侧的面的近轴曲率半径,由此可防止第4透镜L4的像侧的面的近轴曲率半径的绝对值过小,从而可良好地修正球面像差。分别以不成为条件式(6)的上限以上的方式,设定第4透镜L4的物体侧、像侧的面的近轴曲率半径,由此可防止第4透镜L4的物体侧的面的近轴曲率半径的绝对值过大,从而可良好地修正像散。
通过以满足条件式(6)的方式构成,而可良好地修正球面像差以及像散。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(6-1),进而更优选为满足条件式(6-2)。
-3.4<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.9(6-1)
-3.3<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-2.0(6-2)
条件式(7)为规定整个系统的焦点距离f相对于第3透镜L3与第4透镜L4的合成焦点距离的比的优选数值范围的。即,条件式(7)为规定位于透镜系统大致中间位置的2片正透镜所合成的正合成光学系统的折射力相对于整个系统的折射力的比的优选数值范围的。以不成为条件式(7)的下限以下的方式确保上述正合成光学系统的折射力,由此有利于总长的缩短化。以不成为条件式(7)的上限以上的方式抑制上述正合成光学系统的折射力,由此可良好地修正球面像差以及像散。
通过以满足条件式(7)的方式构成,而可良好地修正球面像差以及像散,并且可使透镜系统整体的长度缩短化。为进一步提高所述效果,更优选为满足条件式(7-1),进而更优选为满足条件式(7-2)。
1.30<f/f34<1.60(7-1)
1.32<f/f34<1.58(7-2)
此处,对摄影透镜L的考虑了上述条件式而得的2个优选构成例与其作用以及效果进行说明。第1构成例为摄影透镜L满足条件式(1)的构成例。根据所述构成例,在整体上为6片的透镜构成中,使各透镜要素的构成最佳化,尤其适宜地构成第1透镜L1、第3透镜L3、第5透镜L5以及第6透镜L6的形状,且适宜地构成第3透镜L3的折射力,因此可实现使总长缩短化,并且可良好地修正球面像差而具有高分辨率性能的透镜系统。
第2构成例为摄影透镜L满足条件式(7)的构成例。根据所述构成例,在整体上为6片的透镜构成中,使各透镜要素的构成最佳化,尤其适宜地构成第1透镜L1、第3透镜L3、第5透镜L5以及第6透镜L6的形状,且适宜地构成第3透镜L3与第4透镜L4的合成折射力,因此可实现使总长缩短化,并且可良好地修正球面像差以及像散而自成像区域的中心部至周边部具有高分辨率性能的透镜系统。
再者,第1构成例优选为根据所要求的事项,进而适当选择性地满足条件式(2)~条件式(7)以及使各条件式的范围缩小而得的条件式。同样地,第2构成例优选为根据所要求的事项,进而适当选择性地满足条件式(1)~条件式(6)以及使各条件式的范围缩小而得的条件式。
下面,对本实用新型的实施方式的摄影透镜的具体数值实施例进行说明。以下,汇总说明多个数值实施例。
下述的表1以及表2表示与图1所示的实施例1的摄影透镜的构成对应的具体的透镜数据。表1中表示其基本的透镜数据,表2中表示与非球面相关的数据。表1中所示的透镜数据的面编号Si的栏中,表示针对实施例1的摄影透镜以如下方式附上符号的第i个面的编号,即,将孔径光阑St的面作为第1个,且将最靠近物体侧的透镜面(第1透镜L1的物体侧的面)作为第2个,其后以随着朝向像侧而依序增加的方式附上符号。曲率半径Ri的栏中表示第i个面的曲率半径的值(mm),此对应于图1中所附的符号Ri。面间隔Di的栏中也同样地表示自物体侧起第i个面Si与第i+1个面Si+1在光轴上的间隔(mm)。Ndj的栏中表示自物体侧起第j个光学要素相对于d线(587.56nm)的折射率的值。vdj的栏中表示自物体侧起第j个光学要素相对于d线的阿贝数的值。再者,曲率半径的符号在为使凸面朝向物体侧的面形状的情况下为正,且在为使凸面朝向像侧的面形状的情况下为负。
再者,在表1的框外上部,作为各数据而分别表示有整个系统的焦点距离f(mm)、后焦点(backfocus)Bf(mm)、F值(f-number)Fno.、总视场角2ω(°)、及透镜总长TL(mm)。再者,后焦点Bf表示进行空气换算所得的值。透镜总长TL为自第1透镜L1的物体侧的面至像面的光轴上的距离,且表示对后焦点Bf部分进行空气换算而得的值。
所述实施例1的摄影透镜中,第1透镜L1至第6透镜L6的两面均为非球面形状。表1的基本透镜数据中,作为这些非球面的曲率半径而表示光轴附近的曲率半径(近轴曲率半径)的数值。
表2中表示实施例1的摄影透镜的非球面数据。作为非球面数据而表示的数值中,记号“E”表示其后续的数值是以10为底数的“幂指数”,且表示将以所述10为底数的指数函数表示的数值乘以“E”前面的数值。例如,若为“1.0E-02”,则表示“1.0×10-2”。
作为非球面数据,记述有由以下的式(A)表示的非球面形状的式中的各系数An、K的值。更详细而言,Z表示自位于距光轴为高度h的位置的非球面上的点下引至非球面顶点所切的且与光轴垂直的平面的垂线的长度(mm)。
Z=C·h2/{1+(1-K·C2·h2)1/2}+∑An·hn……(A)
其中,
Z:非球面的深度(mm)
h:自光轴至透镜面的距离(高度)(mm)
C:近轴曲率=1/R
(R:近轴曲率半径)
An:第n次(n为3以上的整数)非球面系数
K:非球面系数
与以上的实施例1的摄影透镜同样地,将与图2所示的摄影透镜的构成对应的具体的透镜数据作为实施例2来示于表3以及表4中。又同样地,将与图3~图7所示的摄影透镜的构成对应的具体的透镜数据作为实施例3至实施例7来示于表5~表14中。其中,实施例3至实施例5的透镜数据的面编号的赋予方法与实施例1不同,面编号Si的栏中,表示以最靠近物体侧的透镜面(第1透镜L1的物体侧的面)为第1个,其后以随着朝向像侧而依序增加的方式附上符号的第i个面的编号。这些实施例1至实施例7的摄影透镜中,第1透镜L1至第6透镜L6的两面均为非球面形状。
图9(A)~图9(D)分别表示实施例1的摄影透镜的球面像差图、像散图、畸变像差(畸变(distortion))图、倍率色像差(倍率的色像差)图。在表示球面像差、像散、畸变像差的各像差图中,表示以d线(波长587.56nm)为基准波长的像差。在球面像差图、倍率色像差图中,也表示有关于F线(波长486.1nm)、C线(波长656.27nm)、g线(波长435.83nm)的像差。在像散图中,实线表示弧矢(sagittal)方向(S)的像差,虚线表示切线(tangential)方向(T)的像差。又,Fno.表示F值,ω表示半视场角。
同样地,将关于实施例2至实施例7的摄影透镜的各像差示于图10(A)~图10(D)至图15(A)~图15(D)。图9(A)~图9(D)至图15(A)~图15(D)所示的像差图均为物体距离为无限远时的像差图。
又,表15中针对各实施例1~实施例7分别汇总表示与本实用新型的各条件式(1)~条件式(7)相关的值。
如自各数值数据以及各像差图得知般,实施例1~实施例7的摄影透镜中,透镜总长TL与整个系统的焦点距离f的比即TL/f处于1.22~1.29的范围,可使总长缩短化,并且可良好地修正各像差而实现高成像性能。
再者,本实用新型的摄影透镜并不限定于上述实施方式以及各实施例,可实施各种变形。例如,各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数的值等并不限定于上述各数值实施例所示的值,可取其他值。
又,上述各实施例中均以使用固定焦点为前提进行记载,但也可设为能进行聚焦调整的构成。例如也可设为将透镜系统整体拉出、或使一部分透镜在光轴上移动而可进行自动聚焦(autofocus)的构成。
[表1]
实施例1
f=3.275,Bf=0.919,Fno.=1.91,2ω=74.6,TL=4.156
*:非球面
[表2]
实施例1
[表3]
实施例2
f=3.362,Bf=0.955,Fno.=1.99,2ω=73.8,TL=4.248
*:非球面
[表4]
实施例2
[表5]
实施例3
f=3.301,Bf=0.936,Fno.=2.09,2ω=74.6,TL=4.176
*:非球面
[表6]
实施例3
[表7]
实施例4
f=3.290,Bf=0.960,Fno.=2.02,2ω=74.6,TL=4.152
*:非球面
[表8]
实施例4
[表9]
实施例5
f=3.303,Bf=0.973,Fno.=2.02,2ω=73.8,TL=4.259
*:非球面
[表10]
实施例5
[表11]
实施例6
f=4.443,Bf=1.139,Fno.=2.43,2ω=76.2,TL=5.427
*:非球面
[表12]
实施例6
[表13]
实施例7
f=3.758,Bf=1.043,Fno.=2.05,2ω=74.8,TL=4.808
*:非球面
[表14]
实施例7
[表15]

Claims (20)

1.一种摄影透镜,自物体侧起依序包含6个透镜,其特征在于,所述6个透镜包含:
第1透镜,具有正折射力,且凸面朝向所述物体侧;
第2透镜,具有负折射力;
第3透镜,具有正折射力,且为双凸形状;
第4透镜,具有正折射力;
第5透镜,具有负折射力,且凹面朝向所述物体侧;以及
第6透镜,具有负折射力,且为像侧的面在光轴附近成为凹形状且在周边部成为凸形状的非球面形状;且
所述摄影透镜满足下述条件式:
0.55<f/f3<1(1)
0.7<f/f1<0.95(3-1)
其中:
f为整个系统的焦点距离,
f1为所述第1透镜的焦点距离,
f3为所述第3透镜的焦点距离。
2.根据权利要求1所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
1.28<f/f34<1.62(7)
其中:
f34为所述第3透镜与所述第4透镜的合成焦点距离。
3.一种摄影透镜,自物体侧起依序包含6个透镜,其特征在于,所述6个透镜包含:
第1透镜,具有正折射力,且凸面朝向所述物体侧;
第2透镜,具有负折射力;
第3透镜,具有正折射力,且为双凸形状;
第4透镜,具有正折射力;
第5透镜,具有负折射力,且凹面朝向所述物体侧;以及
第6透镜,具有负折射力,且为像侧的面在光轴附近成为凹形状且在周边部成为凸形状的非球面形状;且
所述摄影透镜满足下述条件式:
1.28<f/f34<1.62(7)
其中:
f为整个系统的焦点距离,
f34为所述第3透镜与所述第4透镜的合成焦点距离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-2.1<f/f56<-1.1(2)
其中:
f56为所述第5透镜与所述第6透镜的合成焦点距离。
5.根据权利要求3所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0.6<f/f1<1(3)
其中:
f1为所述第1透镜的焦点距离。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-0.25<f/f23456<0.25(4)
其中:
f23456为自所述第2透镜至所述第6透镜的合成焦点距离。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.4(5)
其中:
R3f为所述第3透镜的所述物体侧的面的近轴曲率半径,
R3r为所述第3透镜的所述像侧的面的近轴曲率半径。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,所述第2透镜为凸面朝向所述物体侧的凹凸透镜。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,所述第4透镜为凹面朝向所述物体侧的凹凸透镜。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-3.5<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.8(6)
其中:
R4f为所述第4透镜的所述物体侧的面的近轴曲率半径,
R4r为所述第4透镜的所述像侧的面的近轴曲率半径。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0.57<f/f3<0.9(1-1)
其中:
f3为所述第3透镜的焦点距离。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0.58<f/f3<0.8(1-2)
其中:
f3为所述第3透镜的焦点距离。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-2<f/f56<-1.2(2-1)
其中:
f56为所述第5透镜与所述第6透镜的合成焦点距离。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-1.8<f/f56<-1.25(2-2)
其中:
f56为所述第5透镜与所述第6透镜的合成焦点距离。
15.根据权利要求3所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0.7<f/f1<0.95(3-1)
其中:
f1为所述第1透镜的焦点距离。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0.8<f/f1<0.9(3-2)
其中:
f1为所述第1透镜的焦点距离。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-0.25<f/f23456<0(4-1)
其中:
f23456为自所述第2透镜至所述第6透镜的合成焦点距离。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
0<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<0.3(5-1)
其中:
R3f为所述第3透镜的所述物体侧的面的近轴曲率半径,
R3r为所述第3透镜的所述像侧的面的近轴曲率半径。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的摄影透镜,其特征在于,进而满足以下的条件式:
-3.4<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<-1.9(6-1)
其中:
R4f为所述第4透镜的所述物体侧的面的近轴曲率半径,
R4r为所述第4透镜的所述像侧的面的近轴曲率半径。
20.一种摄影装置,其特征在于,包括根据权利要求1至19中任一项所述的摄影透镜。
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