TW201913168A - 攝像透鏡以及攝像裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種攝像透鏡，其從物側至像側依次配置有：第一透鏡，其凸面朝向物側且具有正折射力；第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀；第三透鏡，其凹面朝向像側且兩面為非球面；第四透鏡，其為凸面朝向像側的彎月形狀且具有正折射力；第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向像側，朝向像側的面在光軸以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並具有負折射力；第六透鏡，其朝向像側的後表面為在光軸以外的位置具有拐點的非球面，朝向物側的前表面的曲率小於攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，且該第六透鏡還發揮紅外截止濾波片的作用。

Description

攝像透鏡以及攝像裝置
本發明是有關於一種攝像透鏡以及攝像裝置。
隨著智慧手機等所代表的移動資訊終端的薄型化、或者搭載於移動資訊終端的相機的高圖元化，從而要求該相機的攝像透鏡薄型化並且大口徑化。
例如專利文獻1中，提出了一種由5塊透鏡構成的攝像透鏡，其目的是應對薄型化、F2.5以下的明亮度以及廣角的要求，並且很好地校正各種像差。
另外，例如專利文獻2中，提出了一種由六塊透鏡構成的攝像透鏡，其目的是實現全視場角為80°以上的廣角的同時，能夠很好地校正各種像差、獲得高分辨性能。
專利文獻1：日本特開2016-018001號公報。
專利文獻2：日本特開2015-007748號公報。
然而，攝像透鏡的大口徑化，要求達到F2.2以下或進一步要求達到F2.0以下的明亮度。其結果是，會導致專利文獻1和專利文獻2等所記載的攝像透鏡的薄型化不足的狀況。
於是，本發明的目的是謀求攝像透鏡的薄型化和大口徑化，並且實現像差以及成像性能方面的高性能化。
解決上述問題的攝像透鏡構成為，從物側至像側依次配置有：第一透鏡，其凸面朝向物側並且具有正折射力；第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀；第三透鏡，其凹面朝向像側，並且兩面為非球面；第四透鏡，其為凸面朝向像側的彎月形狀並且具有正折射力；第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向像側，朝向像側的面在光軸上以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並且具有負折射力；第六透鏡，其朝向像側的後表面是在光軸上以外的位置具有拐點的非球面，朝向物側的前表面的曲率小於該攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且該第六透鏡還作為紅外截止濾波片發揮作用，所述攝像透鏡滿足以下條件式（1）、（2）：
其中，TTL為從第一透鏡朝向物側的面至像面的在光軸上的距離，ih為最大像高，f為攝像透鏡整個系統的焦距。
這樣的攝像透鏡，通過具備還作為紅外截止濾波片發揮作用的第六透鏡，從而容易實現薄型化和大口徑化。此外，總長與像高的比合理化，並且像高與整個系統的焦距的比也合理化，從而也能實現像差與成像性能方面的高性能化。
上述攝像透鏡中，所述第六透鏡可以是通過透鏡的材質而具有作為紅外截止濾波片的功能，或者，也可以是通過設置於所述前表面的紅外截止層而具有作為紅外截止濾波片的功能。
第六透鏡通過透鏡的材質而具有作為紅外截止濾波片的功能時，與光軸垂直的方向上的紅外截止功能的均一性較高。另外，第六透鏡通過紅外截止層而具有作為紅外截止濾波片的功能時，製造容易度和紅外截止層的選擇自由度等較優。
另外，上述攝像透鏡中，優選為上述第六透鏡是由位於物側的基板部與位於像側的非球面透鏡部複合而成的複合透鏡。第六透鏡是這樣的複合透鏡時，則能夠通過基板部與非球面透鏡部來分擔作為紅外截止濾波片的功能和謀求像差以及成像性能方面的高性能化的校正光學系統的功能。
解決上述問題的攝像裝置具備：攝像透鏡；和將由該攝像透鏡成像的光學圖像轉換成電信號的攝像元件，該攝像透鏡構成為，從物側至像側依次配置有：第一透鏡，其凸面朝向物側並且具有正折射力；第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀；第三透鏡，其凹面朝向像側並且兩面為非球面；第四透鏡，其為凸面朝向像側的彎月形狀並且具有正折射力；第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向像側，朝向像側的面在光軸上以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並且具有負折射力；第六透鏡，其朝向像側的後表面為在光軸上以外的位置具有拐點的非球面，朝向物側的前表面的曲率小於所述攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且該第六透鏡還作為紅外截止濾波片發揮作用，上述攝像透鏡滿足以下條件式（1）、（2）：
其中，TTL為從第一透鏡朝向物側的面至像面的在光軸上的距離，ih為最大像高，f為攝像透鏡整個系統的焦距。
這樣的攝像裝置，通過具備還作為紅外截止濾波片器發揮作用的第六透鏡，從而容易實現攝像透鏡的薄型化和大口徑化。此外，攝像透鏡的總長與最大像高的比合理化，並且最大像高與整個系統的焦距的比合理化，從而也能實現像差以及成像性能方面的高性能化。
以下說明本發明之實施方式。
攝像透鏡之結構
本發明之攝像透鏡構成為，從物側至像側依次配置有：第一透鏡，其凸面朝向物側並且具有正折射力；第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀；第三透鏡，其凹面朝向像側，並且兩面為非球面；第四透鏡，其為凸面朝向像側的彎月形狀並且具有正折射力；第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向像側，朝向像側的面在光軸上以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並且具有負折射力；第六透鏡，其朝向像側的後表面是在光軸上以外的位置具有拐點的非球面，朝向物側的前表面的曲率小於該攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且該第六透鏡還作為紅外截止濾波片發揮作用，所述攝像透鏡滿足以下條件式（1）、（2）：
其中，TTL為從第一透鏡朝向物側的面至像面的在光軸上的距離，ih為最大像高，f為攝像透鏡整個系統的焦距。
即，本發明之攝像透鏡，在正、負、正/負、正、負、正/負的六塊透鏡組成的結構中，第二透鏡與第四透鏡為彎月形透鏡，第三透鏡與第五透鏡為兩面非球面透鏡，第五透鏡與第六透鏡為具有拐點的非球面透鏡。
另外，本發明的攝像透鏡的第六透鏡還作為紅外截止濾波器發揮作用。一般的攝像裝置，在攝像透鏡與成像面之間配備有紅外截止濾波片。因此，一般的攝像透鏡，需要較長的後焦距從而會妨礙攝像透鏡的薄型化。與此不同，本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，能夠實現薄型化。
另外，作為第六透鏡的光透過性，優選為380nm至430nm的波長範圍內的任意波長的透過率為半數（50%），並且，500nm至600nm的整個波長範圍的透過率為80%以上，並且，730nm至800nm的整個波長範圍的透過率為10%以下。
另外，第六透鏡朝向物側的前表面的曲率小於攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率。作為該前表面的形狀，典型的是可以採用平面。第六透鏡的前表面是這樣的低曲率的面時，則能夠將校正第一透鏡至第五透鏡殘留的像面彎曲、畸變像差的任務，以及校正感測器的最佳入射光線角度（以下簡稱為CRA）的任務匯集在作為攝像透鏡的最後一個面的第六透鏡的後表面上。
起到校正像面彎曲、畸變像差的作用的校正面與成像面的距離較長（例如，假設第六透鏡的前表面為校正面，後表面為低曲率面）時，則通過校正面的光線區域變大。此時，第六透鏡的校正面對像面彎曲、畸變像差的校正的作用會增加。此外，也不能無視彗形像差的產生，所以校正面的非球面形狀所要達到的形狀精度公差變得非常嚴格。然而，如上所述，本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，所以通過第六透鏡承擔校正像面彎曲、畸變像差的任務從而使形狀精度公差變寬鬆。
另外，為了CRA校正，在校正面調整從第五透鏡的後表面射出的光線角度，當校正面與成像面的距離較長（例如，假設第六透鏡的前表面為校正面，後表面為低曲率面）時，需要使第一至第五透鏡上產生畸變像差量正向較大地產生，所以尤其是第一至第五透鏡的物側的非球面量會呈指數函數式增大，第一至第五透鏡的製造變得困難。然而，如上所述，本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，所以能夠實現CRA的校正。
此外，第六透鏡所具有的作為紅外截止濾波片的功能，由通過金屬多層膜的蒸鍍或色素旋塗等而設置的濾波層實現時，為了層的均一化，需要在低曲率的面上設置濾波層。如此在低曲率的面上設置濾波層時，也不能避免由於所謂的塗料脫落、塗覆不全或塗斑（局部過度塗覆）等而在層中多少產生不均一。假設第六透鏡的前表面是由非球面構成的像差校正面，後表面為具有紅外截止濾波片功能的低曲率面時，則濾波層與成像面的距離較短，所以作為在圖像中產生黑點等不良情況的評價指標的“缺陷面積/通過光束面積”的比會變大，作為製造規格並不現實。然而，如上所述，本發明的攝像透鏡的第六透鏡的前表面為低曲率面，後表面為校正面，所以濾波層與成像面之間的距離較長，“缺陷面積/通過光束面積”的比變小。
另外，本發明之攝像透鏡滿足以下條件式（1）、（2）：
其中，TTL為從第一透鏡朝向物側的面至像面的在光軸上的距離，ih為最大像高，f為攝像透鏡整個系統的焦距。
條件式（1）是規定從第一透鏡的朝向物側的面至像面的在光軸上的距離與最大像高的比的條件式，在攝像透鏡中，從第一透鏡的朝向物側的面至像面的在光軸上的距離一般被稱為光學總長。
攝像透鏡不滿足條件式（1）時，或為最大像高過小，或為光學總長過長。最大像高過小時，則攝像透鏡的視場角不足，有損發明本來作為廣角透鏡的功能。另外，光學總長過長時，則攝像透鏡難以滿足薄型化要求。
條件式（2）是規定最大像高與攝像透鏡整個系統的焦距（以下會稱為“整個系統焦距”）的比的條件式。
攝像透鏡低於條件式（2）的下限時，或為整個系統焦距過長，或為最大像高過小。整個系統焦距過長時，則容易產生視場角不足或光學總長較長，攝像透鏡難以滿足大口徑化和薄型化。另外，最大像高過小時，則如上所述，攝像透鏡難以滿足大口徑化。
反之，攝像透鏡高於條件式（2）的上限時，或為整個系統焦距過短，或為最大像高過大，從而攝像透鏡難以滿足像差以及成像性能的高性能化。
所以，通過攝像透鏡滿足條件式（1）以及條件式（2），由此攝像透鏡能夠滿足薄型化以及大口徑化、像差以及成像性能的高性能化。
本發明一實施方式之攝像透鏡中，上述第六透鏡可以是通過透鏡的材質而具有作為紅外截止濾波片的功能的透鏡，或者也可以是通過設置於上述前表面的紅外截止層而具有作為紅外截止濾波片的功能的透鏡。
第六透鏡通過透鏡的材質而具有作為紅外截止濾波片的功能時，這樣的材質在與光軸垂直的方向上的紅外截止功能的均一性，高於紅外截止層的該項均一性。所以，相比於僅通過紅外截止層而具有作為紅外截止濾波片的功能的情況，作為紅外截止濾波片的功能的全部或一部分由透鏡的材質承擔時，會提高在與光軸垂直的方向上的紅外截止功能的均一性。
具有作為紅外截止濾波片的功能的材質，例如有藍色玻璃等。此時，為了使藍色玻璃的分光透過率相對於相機系統合理化，可以在第六透鏡的前表面附加由金屬蒸鍍膜形成的紅外截止層。
另一方面，第六透鏡通過紅外截止層而具有紅外截止濾波片的功能時，製造容易度和紅外截止層的選擇自由度等較優。作為紅外截止層，例如有通過旋塗方式塗佈的色素層，通過真空蒸鍍形成的金屬薄膜層或色素薄膜塗層等。
另外，本發明的一實施方式的攝像透鏡中，優選為上述第六透鏡為由位於物側的基板部與位於像側的非球面透鏡部複合而成的複合透鏡。第六透鏡是這樣的複合透鏡時，則能夠通過基板部和非球面透鏡部來承擔作為紅外截止濾波片的功能、謀求像差和成像性能方面的高性能的校正光學系統的功能。
更優選地，本發明一實施方式的攝像透鏡滿足以下條件式（3）、（4）：
其中，f為攝像透鏡整個系統的焦距，f12345為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡的組合焦距，f6為第六透鏡的焦距。
條件式（3）是規定攝像透鏡整個系統的焦距與第一透鏡至第五透鏡的組合光學系統的焦距的比的關係式。條件式（3）的值接近1時，第六透鏡不會影響第一透鏡至第五透鏡構成的組合光學系統產生的球面像差、彗形像差，意味著能夠達到本來的目的，即能在像高較高處通過第六透鏡的非球面有效地對像面彎曲、畸變像差、CRA進行校正。
條件式（3）的值低於下限時，第六透鏡的正折射力過強，所以校正像面彎曲時，會與畸變像差校正、CRA的校正相抵消，難以實現理想的校正。
條件式（3）的值高於上限時，第六透鏡的負折射力過強，所以球面像差校正不足，使攝像透鏡整體的性能變差。
條件式（4）是規定攝像透鏡整個系統的焦距與第六透鏡的焦距的比的條件式，是用於以第六透鏡為基準，確保前方的第一透鏡至第五透鏡構成的組合光學系統的性能的條件式。條件式（4）的值為0時，由前方五塊透鏡構成的透鏡群的設計，與僅由五塊透鏡構成的光學系統等同，第六透鏡能夠有效地校正前方透鏡群殘留的像面彎曲、畸變像差。
條件式（4）的值低於下限時，由前方五塊透鏡構成的光學系統的折射力過大，所以製造上的靈敏度變差。
條件式（4）的值高於上限時，由前方五塊透鏡構成的光學系統的折射力過小，所以透鏡的總長會大型化。
以下，參照說明書附圖以及表格說明在本發明之攝像透鏡具體實施方式中適用具體數值的數值實施方式。
另外，以下各表及說明中所示出的符號的意思等，如下所示。
“Sn”表示對構成攝像透鏡的各透鏡面及開口面從物側至像側依次分配的面編號，“R”表示各個面的曲率半徑，“D”表示各個面與其之後一個的面之間在光軸上的面間隔（透鏡的中心的厚度或空氣間隔），“nd”表示從各個面開始的透鏡等的d線（λ=587.6nm）上的折射率，“νd”表示從各個面開始的透鏡等的d線上的阿貝數。關於“曲率半徑R”，“∞”表示該面為平面。關於“光學元件”，“L1”、L2”、…、“L6”分別表示第一透鏡、第二透鏡、…、第六透鏡。
“K”表示圓錐常數（Conic Constant），“A3”、“A4”、“A5”、…、“A12”分別表示三次、四次、五次、…、十二次的非球面係數。
另外，以下示出圓錐常數以及非球面係數的各表中，數值的表述使用以10為底的指數表述形式。例如，“0.12E-05”表示“0.12×（10的負五次方）”，“9.87E+03”表示“9.87×（10的三次方）”。
各實施方式使用的攝像透鏡中，具有透鏡面形成為非球面的透鏡。以透鏡面的中心點（透鏡頂點）為原點，以平行於光軸的方向上的距離為“z”，以與光軸垂直的方向上的距離為“r”。另外，以透鏡頂點的近軸曲率為“c”,圓錐常數為“k”，三次、四次、五次、…、十二次的非球面係數分別為“A3”、“A4”、“A5”、…、“A12”，則非球面形狀由以下數學式1定義。
數學式1
實施方式1
圖1是實施方式1之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式1之攝像透鏡1具有如下結構：從物側向像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡11；具有負折射力的第二透鏡12；具有負折射力的第三透鏡13；具有正折射力的第四透鏡14；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡15；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡16。以下各實施方式的說明中，會將各透鏡朝向物側（圖的左側）的面稱為“前表面”，將各透鏡朝向像側（圖的右側）的面稱為“後表面”。
第一透鏡11的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡1的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式1中的第六透鏡16為塑膠透鏡，第六透鏡16的前表面為平面。而且，第六透鏡16的前表面上通過旋塗形成有色素紅外截止層161。
將在實施方式1之攝像透鏡1中適用了具體數值的數值實施方式1的透鏡資料示於表1。 表1
攝像透鏡1中，第一透鏡11至第六透鏡16的十二個透鏡面（第二面至第十三面）中，除了作為第六透鏡16的前表面（第十二面）的平面，其他各面形成為非球面。
實施方式1中的非球面的非球面係數和圓錐常數k示於表2和表3。 表2 表3
將實施方式1中的攝像透鏡1的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡11至第五透鏡15的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡16的焦距f6示於表4。 表4
由表4可知，實施方式1中TTL/2ih=0.704，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表4可知，實施方式1中ih/f=0.819，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表4可知，實施方式1中f/f12345=1.026，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表4可知，實施方式1中f/f6=0.205，所以滿足上述條件式（4）。
圖2是實施方式1之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖2中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式1的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
實施方式2
圖3是實施方式2之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式2之攝像透鏡2具有如下結構：從物側至像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡21；具有負折射力的第二透鏡22；具有負折射力的第三透鏡23；具有正折射力的第四透鏡24；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡25；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡26。
第一透鏡21的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡2的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式2之第六透鏡26為紫外線固化樹脂製成的透鏡，第六透鏡26的前表面為平面。而且，第六透鏡26的前表面上通過旋塗形成有色素紅外截止層261。
將在實施方式2之攝像透鏡2中適用了具體數值的數值實施方式2的透鏡資料示於表5。 表5
攝像透鏡2中，第一透鏡21至第六透鏡26的十二個透鏡面（第二面至第十三面）中，除了第六透鏡26的前表面（第十二面），其他各面形成為非球面。
將實施方式2中的非球面的非球面係數與圓錐常數k一起示於表6以及表7。 表6 表7
將實施方式2中的攝像透鏡2的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡21至第五透鏡25的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡26的焦距f6示於表8。 表8
由表8可知，實施方式2中TTL/2ih=0.704，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表8可知，實施方式2中ih/f=0.823，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表8可知，實施方式2中f/f12345=1.021，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表8可知，實施方式2中f/f6=-0.163，所以滿足上述條件式（4）。
圖4是實施方式2之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖4中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式2的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
實施方式3
圖5是實施方式3之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式3之攝像透鏡3具有如下結構：從物側至像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡31；具有負折射力的第二透鏡32；具有正折射力的第三透鏡33；具有正折射力的第四透鏡34；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡35；在透鏡的中心具有正折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡36。
第一透鏡31的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡3的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式3中的第六透鏡36為紫外線固化樹脂製成的透鏡，第六透鏡36的前表面為平面。而且，第六透鏡36的前表面上通過旋塗形成有色素紅外截止層361。
將在實施方式3之攝像透鏡3中適用了具體數值的數值實施方式3的透鏡資料示於表9。 表9
攝像透鏡3中，第一透鏡31至第六透鏡36的十二個面（第二面至第十三面）中，除了第六透鏡36的前表面（第十二面），其他各面形成為非球面。
將實施方式3中的非球面的非球面係數與圓錐常數k一起示於表10以及表11。 表10 表11
將實施方式3中的攝像透鏡3的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡31至第五透鏡35的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡36的焦距f6示於表12。 表12
由表12可知，實施方式3中TTL/2ih=0.671，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表12可知，實施方式3中ih/f=0.839，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表12可知，實施方式3中f/f12345=0.974，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表12可知，實施方式3中f/f6=0.165，所以滿足上述條件式（4）。
圖6是實施方式3之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖6中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式3的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
實施方式4
圖7是實施方式4之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式4之攝像透鏡4具有如下結構：從物側至像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡41；具有負折射力的第二透鏡42；具有負折射力的第三透鏡43；具有正折射力的第四透鏡44；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡45；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡46。
第一透鏡41的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡4的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式1中的第六透鏡46是由藍色玻璃構成的玻璃基板461與紫外線固化樹脂製成的透鏡部462複合而成的複合透鏡。而且，玻璃基板461的前表面上通過真空蒸鍍形成有紅外截止膜463。
將在實施方式4之攝像透鏡4中適用了具體數值的數值實施方式4的透鏡資料示於表13。 表13
攝像透鏡4中，第一透鏡41至第六透鏡46的透鏡部462的十三個面（第二面至第十四面）中，除了玻璃基板461的兩個面（第十二面以及第十三面），其他各面形成為非球面。
將實施方式4中的非球面的非球面係數與圓錐常數k一起示於表14以及表15。 表14 表15
將實施方式4中的攝像透鏡4的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡41至第五透鏡45的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡46的焦距f6示於表16。 表16
由表16可知，實施方式4中TTL/2ih=0.703，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表16可知，實施方式4中ih/f=0.823，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表16可知，實施方式4中f/f12345=1.021，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表16可知，實施方式4中f/f6=-0.162，所以滿足上述條件式（4）。
圖8是實施方式4之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖8中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式4的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
實施方式5
圖9是實施方式5之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式5之攝像透鏡5具有如下結構：從物側至像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡51；具有負折射力的第二透鏡52；具有正折射力的第三透鏡53；具有正折射力的第四透鏡54；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡55；在透鏡的中心具有正折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡56。
第一透鏡51的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡4的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式5中的第六透鏡56是由藍色玻璃構成的玻璃基板561與紫外線固化樹脂製成的透鏡部562複合而成的複合透鏡。而且，玻璃基板561的前表面通過真空蒸鍍形成有紅外截止膜563。
將在實施方式5之攝像透鏡5中適用了具體數值的數值實施方式5的透鏡資料示於表17。 表17
攝像透鏡5中，第一透鏡51至第六透鏡56的透鏡部562的十三個面（第二面至第十四面）中，除了玻璃基板561的兩個面（第十二面以及第十三面），其他各面形成為非球面。
將實施方式5中的非球面的非球面係數與圓錐常數k一起示於表18以及表19。 表18 表19
將實施方式5中的攝像透鏡5的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡51至第五透鏡55的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡56的焦距f6示於表20。 表20
由表20可知，實施方式5中TTL/2ih=0.671，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表20可知，實施方式5中ih/f=0.842，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表20可知，實施方式5中f/f12345=0.973，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表20可知，實施方式5中f/f6=0.175，所以滿足上述條件式（4）。
圖10是實施方式5之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖10中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式5的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
實施方式6
圖11是實施方式6之攝像透鏡之透鏡結構圖。
實施方式6之攝像透鏡6具有如下結構：從物側至像側依次配置有：具有正折射力的第一透鏡61；具有負折射力的第二透鏡62；具有負折射力的第三透鏡63；具有正折射力的第四透鏡64；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第五透鏡65；在透鏡的中心具有負折射力並在偏離光軸的地方具有拐點的第六透鏡66。
第一透鏡61的物側設置有開口固定的光圈7，攝像透鏡4的成像面配置有攝像元件（圖像感測器）8的攝像面。
實施方式6中的第六透鏡6是由白色玻璃構成的玻璃基板661與紫外線固化樹脂製成的透鏡部662複合而成的複合透鏡。而且，玻璃基板661的前表面通過真空蒸鍍形成有紅外截止膜663。
將在實施方式6之攝像透鏡6中適用了具體數值的數值實施方式6的透鏡資料示於表21。 表21
攝像透鏡6中，第一透鏡61至第六透鏡66的透鏡部662的十三個面（第二面至第十四面）中，除了玻璃基板661的兩個面（第十二面以及第十三面），其他各面形成為非球面。
將實施方式6中的非球面的非球面係數與圓錐常數k一起示於表22以及表23。 表22 表23
將實施方式6中的攝像透鏡6的整個系統焦距f、F值、全視場角、最大像高、光學總長（TTL）、第一透鏡61至第五透鏡65的組合光學系統的焦距f12345、以及第六透鏡66的焦距f6示於表24。 表24
由表24可知，實施方式6中TTL/2ih=0.704，所以滿足上述條件式（1）。另外，由表24可知，實施方式6中ih/f=0.835，所以滿足上述條件式（2）。另外，由表24可知，實施方式6中f/f12345=1.020，所以滿足上述條件式（3）。另外，由表24可知，實施方式6中f/f6=-0.182，所以滿足上述條件式（4）。
圖12是實施方式6之無窮遠合焦狀態下各像差圖。
圖12中示出了球面像差圖、像散圖、畸變像差圖。
球面像差圖以及像散圖中，分別以虛線表示d線（波長587.6nm）、單點劃線表示g線（波長435.8nm）、實線表示c線（波長656.3nm）的值。另外，像散圖中，粗線表示弧矢像面的值，細線表示子午像面的值。
另外，畸變像差圖中d線、g線、c線的圖形幾乎一致，所以以d線的圖形為代表而示出。
由各像差圖可知，實施方式6的各像差被很好地校正，具有較優的成像性能。
攝像裝置之結構
本發明的攝像裝置具備：攝像透鏡；和將由該攝像透鏡成像的光學圖像轉換成電信號的攝像元件，所述攝像透鏡構成為，從物側至像側依次配置有：第一透鏡，其凸面朝向物側並且具有正折射力；第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀；第三透鏡，其凹面朝向像側且兩個面為非球面；第四透鏡，其為凸面朝向像側的彎月形狀並且具有正折射力；第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向像側，朝向像側的面在光軸上以外的位置具有拐點，兩個面為非球面，並具有負折射力；第六透鏡，其朝向像側的後表面為在光軸上以外的位置具有拐點的非球面，朝向物側的前表面的曲率小於所述攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且該第六透鏡還作為紅外截止濾波片發揮作用。
即，本發明的攝像裝置的攝像透鏡在正、負、正/負、正、負、正/負的六塊透鏡結構中，第二透鏡與第四透鏡為彎月形透鏡，第三透鏡與第五透鏡為兩面非球面透鏡，第五透鏡與第六透鏡為具有拐點的非球面透鏡。
另外，本發明的攝像裝置中，攝像透鏡的第六透鏡還作為紅外截止濾波片發揮作用。一般的攝像裝置中，在攝像透鏡與成像面之間配備有紅外截止濾波片。因此，一般的攝像透鏡中，需要較長的後焦距從而妨礙攝像透鏡的薄型化。對此，本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，能夠實現薄型化。
另外，作為第六透鏡的光透過性，優選為380nm至430nm的波長範圍內任意波長的透過率為半數（50%），並且，500nm至600nm的整個波長範圍的透過率為80%以上，並且，730nm至800nm的整個波長範圍的透過率為10%以下。
另外，第六透鏡朝向物側的前表面的曲率小於攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率。作為前表面的形狀，典型的可以採用平面。第六透鏡的前表面為這樣的低曲率面時，則能夠將校正第一透鏡至第五透鏡殘留的像面彎曲、畸變像差的任務，和校正感測器的最佳入射光線角度（以下簡稱為CRA）的任務匯集在作為攝像透鏡的最後一個面的第六透鏡的後表面上。
起到校正像面彎曲、畸變像差的作用的校正面與成像面的距離較長（例如，假設第六透鏡的前表面為校正面，後表面為低曲率面）時，通過校正面的光線區域變大。此時，第六透鏡的校正面對像面彎曲、畸變像差的校正的作用增加，此外，也不能無視彗形像差的產生，所以校正面的非球面形狀所要求的形狀精度公差變得非常嚴格。然而，如上所述，由於本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，所以通過第六透鏡承擔校正像面彎曲、畸變像差的任務，由此使形狀精度公差變寬鬆。
另外，為了CRA的校正，在校正面調整從第五透鏡的後表面射出的光線角度，當校正面與成像面的距離較長（例如，假設第六透鏡的前表面為校正面，後表面為低曲率面）時，需要使第一至第五透鏡上產生的畸變像差正向較大地產生，所以，尤其是第一至第五透鏡的物側的非球面量會呈指數函數式增加，導致第一至第五透鏡的製造變得困難。然而，如上所述，本發明的攝像透鏡能夠進行後焦距較短的設計，所以能夠實現CRA的校正。
此外，第六透鏡所具有的作為紅外截止濾波片的功能，由通過金屬多層膜的蒸鍍、色素旋塗等設置的濾波層實現時，為了層的均一化，需要在低曲率的面上設置濾波層。如此在低曲率的面上設置濾波層時，也不能避免由於所謂的塗料脫落、塗覆不全或塗斑（局部過度塗覆）等而在層中多少產生不均一。假設第六透鏡的前表面是由非球面構成的像差校正面，後表面是具有紅外截止濾波片功能的低曲率面時，濾波層與成像面的距離較短，所以作為在圖像中產生黑點等不良情況的評價指標的“缺陷面積/通過光束面積”的比變大，作為製造規格並不現實。然而，如上所示，本發明的攝像透鏡中，第六透鏡的前表面為低曲率面，後表面為校正面，濾波層與成像面的距離較長，“缺陷面積/通過光束面積”的比變小。
另外，本發明之攝像透鏡滿足以下條件式（1）、（2）：
其中，TTL為從第一透鏡朝向物側的面至像面的在光軸上的距離，ih為最大像高，f為攝像透鏡整個系統的焦距。
條件式（1）是規定從第一透鏡的朝向物側的面至像面的在光軸上的距離與最大像高的比的條件式，在攝像透鏡中，從第一透鏡的朝向物側的面至像面的在光軸上的距離一般被稱為光學總長。
攝像透鏡不滿足條件式（1）時，或為最大像高過小，或為光學總長過長。最大像高過小時，則攝像透鏡的視場角不足，有損發明本來作為廣角透鏡的功能。另外，光學總長過長時，則攝像透鏡難以滿足薄型化要求。
條件式（2）是規定最大像高與攝像透鏡整個系統的焦距（以下會稱為“整個系統焦距”）的比的條件式。
攝像透鏡低於條件式（2）的下限時，或為整個系統焦距過長，或為最大像高過小。整個系統焦距過長時，則容易產生視場角不足或光學總長較長，攝像透鏡難以滿足大口徑化和薄型化。另外，最大像高過小時，則如上所述，攝像透鏡難以滿足大口徑化。
反之，攝像透鏡高於條件式（2）的上限時，或為整個系統焦距過短，或為最大像高過大，從而攝像透鏡難以滿足像差以及成像性能的高性能化。
所以，通過攝像透鏡滿足條件式（1）以及條件式（2），由此攝像透鏡能夠滿足薄型化以及大口徑化、像差以及成像性能的高性能化。
圖13是與本發明之攝像裝置之一實施方式相當之智慧手機模組結構圖。
智慧手機100具備：帶觸控式螢幕的顯示器101，其作為顯示部以及輸入部發揮作用；CPU（中央處理器）102，其執行通過帶觸控式螢幕的顯示器101進行的資訊的輸入輸出、各種資訊處理及控制處理等；通信部103，其根據CPU102的控制進行電話通信和Wi-Fi通信等；儲存部104，其儲存各種資訊；攝像透鏡105，其使用上述各實施方式的攝像透鏡1、……、6；攝像元件（圖像感測器）106，其將由攝像透鏡105成像的光學圖像轉換成電信號；和電源部107，其向智能手機100的各部件供給電力。
由攝像元件106轉換光學圖像從而得到的電信號作為圖像資料被CPU102讀取並進行各種信號處理或影像處理。另外，按照用戶通過帶觸控式螢幕的顯示器101進行的指示，將圖像資料的圖像顯示於帶觸控式螢幕的顯示器，或將圖像資料儲存於儲存部104，或通過通信部103發送。
另外，上述說明中，舉例示出了智慧手機作為本發明的攝像裝置的一實施方式，但是本發明的攝像裝置，可以是智慧手機以外的行動電話，可以是平板電腦或筆記型電腦等移動終端，還可以是數位相機。
1、2、3、4、5、6‧‧‧攝像透鏡
11、21、31、41、51、61‧‧‧第一透鏡
12、22、32、42、52、62‧‧‧第二透鏡
13、23、33、43、53、63‧‧‧第三透鏡
14、24、34、44、54、64‧‧‧第四透鏡
15、25、35、45、55、65‧‧‧第五透鏡
16、26、36、46、56、66‧‧‧第六透鏡
161、261、361‧‧‧色素紅外截止層
461、561、621‧‧‧玻璃基板
462、562、622‧‧‧透鏡部
463、563、623‧‧‧紅外截止膜
7‧‧‧光圈
8‧‧‧攝像元件
100‧‧‧智慧手機
101‧‧‧顯示器
102‧‧‧CPU
103‧‧‧通信部
104‧‧‧儲存部
105‧‧‧攝像透鏡
106‧‧‧攝像元件
107‧‧‧電源部
圖1是實施方式1之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖2是實施方式1之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖3是實施方式2之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖4是實施方式2之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖5是實施方式3之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖6是實施方式3之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖7是實施方式4之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖8是實施方式4之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖9是實施方式5之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖10是實施方式5之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖11是實施方式6之攝像透鏡之透鏡結構圖。 圖12是實施方式6之攝像透鏡之無窮遠合焦狀態下各像差圖。 圖13是與本發明之攝像裝置之一實施方式相當之智慧手機模組結構圖。

Claims (10)

  1. 一種攝像透鏡，從物側至像側依次配置有： 第一透鏡，其凸面朝向該物側且具有正折射力； 第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀； 第三透鏡，其凹面朝向該像側且兩面為非球面； 第四透鏡，其為凸面朝向該像側的彎月形狀且具有正折射力； 第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向該像側，朝向該像側的面在該光軸以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並具有負折射力； 第六透鏡，其朝向該像側的後表面為在該光軸以外的位置具有拐點的非球面，朝向該物側的前表面的曲率小於該攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且還作為紅外截止濾波片發揮作用； 滿足以下條件式（1）以及（2）： 其中，TTL為從該第一透鏡朝向該物側的面至像面的在該光軸上的距離，ih為最大像高，f為該攝像透鏡整個系統的焦距。
  2. 如請求項1所述之攝像透鏡，其中該第六透鏡通過透鏡的材質而具有作為該紅外截止濾波片的功能。
  3. 如請求項1所述之攝像透鏡，其中該第六透鏡通過設置於所述前表面的紅外截止層而具有作為該紅外截止濾波片的功能。
  4. 如請求項1至請求項3任一項所述之攝像透鏡，其中該第六透鏡是由位於該物側的基板部與位於該像側的非球面透鏡部複合而成的複合透鏡。
  5. 如請求項1所述之攝像透鏡，滿足以下條件式（3）以及（4）： 其中，f為該攝像透鏡整個系統的焦距，f12345為該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡的組合焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
  6. 一種攝像裝置，具備：攝像透鏡；和將由該攝像透鏡成像的光學圖像轉換成電信號的攝像元件， 該攝像透鏡構成為，從物側至像側依次配置有： 第一透鏡，其凸面朝向該物側且具有正折射力； 第二透鏡，其為具有負折射力的彎月形狀； 第三透鏡，其凹面朝向該像側且兩面為非球面； 第四透鏡，其為凸面朝向該像側的彎月形狀且具有正折射力； 第五透鏡，其在光軸上將凹面朝向該像側，朝向該像側的面在該光軸以外的位置具有拐點，兩面為非球面，並具有負折射力； 第六透鏡，其朝向該像側的後表面為在該光軸以外的位置具有拐點的非球面，朝向該物側的前表面的曲率小於該攝像透鏡中其他任何透鏡面的曲率，並且還作為紅外截止濾波片發揮作用； 滿足以下條件式（1）以及（2）： 其中，TTL為從該第一透鏡朝向該物側的面至像面的在該光軸上的距離，ih為最大像高，f為該攝像透鏡整個系統的焦距。
  7. 如請求項6所述之攝像裝置，其中該第六透鏡通過透鏡的材質而具有作為該紅外截止濾波片的功能。
  8. 如請求項6所述之攝像裝置，其中該第六透鏡通過設置於所述前表面的紅外截止層而具有作為該紅外截止濾波片的功能。
  9. 如請求項6至請求項8任一項所述之攝像裝置，其中該第六透鏡是由位於該物側的基板部與位於該像側的非球面透鏡部複合而成的複合透鏡。
  10. 如請求項6所述之攝像裝置，滿足以下條件式（3）以及（4）： 其中，f為該攝像透鏡整個系統的焦距，f12345為該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡的組合焦距，f6為該第六透鏡的焦距。
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