TWM472199U - 攝像鏡頭以及具備該攝像鏡頭的攝像裝置 - Google Patents

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TWM472199U
TWM472199U TW102209541U TW102209541U TWM472199U TW M472199 U TWM472199 U TW M472199U TW 102209541 U TW102209541 U TW 102209541U TW 102209541 U TW102209541 U TW 102209541U TW M472199 U TWM472199 U TW M472199U
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Takayuki Noda
Michio Cho
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Fujifilm Corp
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Description

攝像鏡頭以及具備該攝像鏡頭的攝像裝置
本新型創作是有關於使被攝體的光學像成像於電荷耦合裝置(Charge Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等攝像元件上的定焦點的攝像鏡頭、以及搭載該攝像鏡頭進行拍攝的數位靜態相機(digital still camera)或具有相機的行動電話機以及個人數位助理(Personal Digital Assistance，PDA)、智慧型電話(smartphone)、平板(tablet)型終端、及便攜型遊戲機等攝像裝置。
近年來，隨著個人電腦(personal computer)向一般家庭等的普及，可將拍攝的風景或人物像等圖像資訊輸入至個人電腦的數位靜態相機正在快速地普及。又，在行動電話、智慧型電話或平板型終端中亦大多搭載有圖像輸入用的相機模組(camera module)。在該具有攝像功能的機器中使用電荷耦合裝置或互補金屬氧化物半導體等作為攝像元件。近年來，該等攝像元件越來越 小型(compact)化，對攝像機器整體及搭載在其上的攝像鏡頭亦要求小型性。又同時，攝像元件亦越來越高畫素化，從而要求攝像鏡頭高解析化、高性能化。例如要求應對5百萬畫素(megapixel)以上、進而更佳為8百萬畫素以上的高畫素的性能。
為滿足上述要求，例如為實現總長的縮短化及高解析化而考慮使攝像鏡頭為透鏡片數比較多的5片構成。例如，專利文獻1至專利文獻5中提出一種5片構成的攝像鏡頭，該攝像鏡頭自物體側依序包含具有正折射力的第1透鏡、具有負折射力的第2透鏡、具有負折射力的第3透鏡、具有負折射力的第4透鏡、及第5透鏡(參照專利文獻1至專利文獻5)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請案公開第2011/181963A1號說明書
[專利文獻2]美國專利第7274515號說明書
[專利文獻3]韓國專利第10-2009-0055115號公報
[專利文獻4]美國專利申請案公開第2012/0092778號說明書
[專利文獻5]美國專利申請案公開第2011/0181963號說明書
然而，專利文獻1中記載的攝像鏡頭並未相對於透鏡總長而獲得充分的最大像高，因此難以應用於滿足透鏡總長的縮短 化的要求，並且滿足高畫素化的要求的比較大的圖像尺寸(image size)的攝像元件。例如，即便結合於所要求的圖像尺寸而將專利文獻1記載的攝像鏡頭的整體按比例放大來應用於攝像鏡頭，亦會導致透鏡總長變長，因此無法實現透鏡總長的縮短化。
進而，針對搭載在行動電話、智慧型電話、或平板型終端等上的攝像鏡頭，要求總長的縮短化，並且可低價製造，可實現寬場角化，且為高性能。專利文獻2及專利文獻3記載的攝像鏡頭中滿足如下功率(power)構成的攝像鏡頭均使用接合透鏡，該功率構成從上述物體側依序成為具有正折射力的第1透鏡、具有負折射力的第2透鏡、具有負折射力的第3透鏡、具有負折射力的第4透鏡、及第5透鏡。因此，專利文獻2及專利文獻3記載的滿足上述功率構成的攝像鏡頭，耗費用於接合透鏡的接著的接著劑的成本，而且因必需接著步驟而使製造所需的步驟也相應地較先前增多，因此難以低價製造。又，專利文獻4及專利文獻5記載的攝像鏡頭，相對於所要求的規格而場角窄，因此期望更寬場角化。
本新型創作是鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種攝像鏡頭、以及可搭載該攝像鏡頭而獲得高解析的攝像圖像的攝像裝置，該攝像鏡頭可抑制製造成本，並且亦可實現寬場角化與總長的縮短化，圖像尺寸大，且可自中心場角至周邊場角實現高成像性能。
本新型創作的攝像鏡頭實質上包含5個透鏡，即自物體側依序包括：第1透鏡，具有正折射力；第2透鏡，具有負折射力；第3透鏡，具有負折射力；第4透鏡，具有負折射力；以及第5透鏡，具有負折射力，且像側的面具有反曲點；第1透鏡至第5透鏡均為單透鏡，且滿足以下的條件式。
1.5<Nd2<1.8 (2)
νd4<35 (5)
其中，設為：Nd2：第2透鏡相對於d線的折射率；νd4：第4透鏡的與d線相關的阿貝數(Abbe Number)。
本新型創作的攝像鏡頭實質上包含5個透鏡，即自物體側依序包括：第1透鏡，具有正折射力；第2透鏡，具有負折射力；第3透鏡，具有負折射力；第4透鏡，具有負折射力；以及第5透鏡，具有負折射力，且像側的面具有反曲點；第1透鏡至第5透鏡均為單透鏡，且滿足以下的條件式。
1.5<Nd2<1.8 (2)
-10<f234/f<-1.15 (4)
其中，設為：Nd2：第2透鏡相對於d線的折射率； f234：第2透鏡、第3透鏡及第4透鏡的合成焦點距離； f：整個系統的焦點距離。
再者，上述本新型創作的攝像鏡頭中，「實質上包含5個透鏡，」是指亦包含如下情況，即本新型創作的攝像鏡頭除5個透鏡以外，還包括不具有功率(power)的透鏡、光闌或蓋玻璃(cover glass)等透鏡以外的光學要素、透鏡凸緣(flange)、透鏡筒(lens barrel)、攝像元件、抖動修正機構等機構部分等。
本新型創作的攝像鏡頭中，進而，可藉由採用如下較佳的構成而滿足來使光學性能更佳。
本新型創作的攝像鏡頭中，較佳為第5透鏡使凹面朝向像側。
又，本新型創作的攝像鏡頭中，孔徑光闌較佳為配置在較第2透鏡的物體側的面更靠物體側，更佳為孔徑光闌配置在較第1透鏡的物體側的面更靠物體側。
又，本新型創作的攝像鏡頭中，第1透鏡較佳為使凸面朝向物體側的凹凸(meniscus)形狀。
又，本新型創作的攝像鏡頭中，第2透鏡較佳為使凹面朝向像側。又，第2透鏡較佳為凹凸形狀。
又，本新型創作的攝像鏡頭中，第4透鏡較佳為使凹面朝向像側。又，第4透鏡較佳為凹凸形狀。
又，本新型創作的攝像鏡頭中，第5透鏡較佳為使凹面朝向像側的凹凸形狀。
又，本新型創作的攝像鏡頭較佳為滿足以下條件式(1)至(4-2)中的任一者。再者，作為較佳態樣，亦可為滿足條件式(1)至(4-2)中的任一者，或者亦可為滿足任意組合者。又，本新型創作的攝像鏡頭較佳為滿足以下的條件式(1)至(5)中的任一者。再者，作為較佳態樣，亦可為滿足條件式(1)至(5)中的任一者，或者亦可為滿足任意組合者。
1<f/f1<1.7 (1)
1.05<f/f1<1.5 (1-1)
11<f/f1<1.4 (1-2)
-0.85<f/f2<0 (3)
-9<f234/f<-1.15 (4-1)
-8<f234/f<-1.16 (4-2)
νd4<35 (5)
其中，設為：f：整個系統的焦點距離；f1：第1透鏡的焦點距離；f2：第2透鏡的焦點距離；f234：第2透鏡、第3透鏡及第4透鏡的合成焦點距離；νd4：第4透鏡的與d線相關的阿貝數。
本新型創作的攝像裝置包括本新型創作的攝像鏡頭。
根據本新型創作的攝像鏡頭，在整體上為5片的透鏡構成中，使各透鏡要素的構成最佳化，且使所有透鏡為單透鏡，因此可實現如下的透鏡系統，即在攝像鏡頭的製造步驟中不需要接合步驟，由此可將製造成本抑制得較低，可實現寬場角化與總長的縮短化，並且圖像尺寸亦大，自中心場角至周邊場角具有高成像性能。
又，根據本新型創作的攝像裝置，輸出與藉由上述本新型創作的具有高成像性能的攝像鏡頭而形成的光學像對應的攝像信號，因此可獲得高解析的拍攝圖像。
1、501‧‧‧攝像裝置
100‧‧‧攝像元件
541‧‧‧相機部
CG‧‧‧光學構件
L‧‧‧攝像鏡頭
L1‧‧‧第1透鏡
L2‧‧‧第2透鏡
L3‧‧‧第3透鏡
L4‧‧‧第4透鏡
L5‧‧‧第5透鏡
St‧‧‧孔徑光闌
Z1‧‧‧光軸
R1~R14‧‧‧曲率半徑
D1~D13‧‧‧面間隔
圖1是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第1構成例的圖，且是與實施例1對應的透鏡剖面圖。
圖2是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第2構成例的圖，且是與實施例2對應的透鏡剖面圖。
圖3是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第3構成例的圖，且是與實施例3對應的透鏡剖面圖。
圖4是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第4構成例的圖，且是與實施例4對應的透鏡剖面圖。
圖5是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第5構成例的圖，且是與實施例5對應的透鏡剖面圖。
圖6是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第6構成例的圖，且是與實施例6對應的透鏡剖面圖。
圖7是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第7構成例的圖，且是與實施例7對應的透鏡剖面圖。
圖8是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第8構成例的圖，且是與實施例8對應的透鏡剖面圖。
圖9是表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第9構成例的圖，且是與實施例9對應的透鏡剖面圖。
圖10(A)~圖10(D)是表示本新型創作的實施例1的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖10(A)表示球面像差，圖10(B)表示像散(像面彎曲)，圖10(C)表示畸變像差，圖10(D)表示倍率色像差。
圖11(A)~圖11(D)是表示本新型創作的實施例2的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖11(A)表示球面像差，圖11(B)表示像散(像面彎曲)，圖11(C)表示畸變像差，圖11(D)表示倍率色像差。
圖12(A)~圖12(D)是表示本新型創作的實施例3的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖12(A)表示球面像差，圖12(B)表示像散(像面彎曲)，圖12(C)表示畸變像差，圖12(D)表示倍率色像差。
圖13(A)~圖13(D)是表示本新型創作的實施例4的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖13(A)表示球面像差，圖13(B)表 示像散(像面彎曲)，圖13(C)表示畸變像差，圖13(D)表示倍率色像差。
圖14(A)~圖14(D)是表示本新型創作的實施例5的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖14(A)表示球面像差，圖14(B)表示像散(像面彎曲)，圖14(C)表示畸變像差，圖14(D)表示倍率色像差。
圖15(A)~圖15(D)是表示本新型創作的實施例6的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖15(A)表示球面像差，圖15(B)表示像散(像面彎曲)，圖15(C)表示畸變像差，圖15(D)表示倍率色像差。
圖16(A)~圖16(D)是表示本新型創作的實施例7的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖16(A)表示球面像差，圖16(B)表示像散(像面彎曲)，圖16(C)表示畸變像差，圖16(D)表示倍率色像差。
圖17(A)~圖17(D)是表示本新型創作的實施例8的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖17(A)表示球面像差，圖17(B)表示像散(像面彎曲)，圖17(C)表示畸變像差，圖17(D)表示倍率色像差。
圖18(A)~圖18(D)是表示本新型創作的實施例9的攝像鏡頭的諸像差的像差圖，圖18(A)表示球面像差，圖18(B)表示像散(像面彎曲)，圖18(C)表示畸變像差，圖18(D)表示倍率色像差。
圖19是表示具有本新型創作的攝像鏡頭的攝像裝置即行動電話終端的圖。
圖20是表示具有本新型創作的攝像鏡頭的攝像裝置即行動電話終端的圖。
以下，參照圖式對本新型創作的實施方式進行詳細說明。
圖1表示本新型創作的一實施方式的攝像鏡頭的第1構成例。該構成例對應於下述的第1數值實施例(表1、表2)的透鏡構成。同樣地，將與下述的第2數值實施例至第9數值實施例(表3~表18)的透鏡構成對應的第2構成例至第9構成例的剖面構成示於圖2~圖9中。圖1~圖9中，符號Ri表示以將最靠物體側的透鏡要素的面作為第1個，隨著朝向像側(成像側)而依序增加的方式附上符號的第i個面的曲率半徑。符號Di表示第i個面與第i+1個面在光軸Z1上的面間隔。再者，各構成例中基本構成均相同，以下，以圖1所示的攝像鏡頭的構成例為基礎進行說明，根據需要亦對圖2~圖9的構成例進行說明。
本新型創作的實施方式的攝像鏡頭L為適於用於使用有電荷耦合裝置或互補金屬氧化物半導體等攝像元件的各種攝像機器、尤其是比較小型的便攜終端機器例如數位靜態相機、具有相機的行動電話、智慧型電話、平板型終端及個人數位助理等者。該攝像鏡頭L沿光軸Z1，自物體側依序包括第1透鏡L1、第2 透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4、及第5透鏡L5。
圖19中表示本新型創作的實施方式的攝像裝置1即行動電話終端的概觀圖。本新型創作的實施方式的攝像裝置1包括如下部分而構成，即包括：本實施方式的攝像鏡頭L；以及電荷耦合裝置等攝像元件100(參照圖1)，輸出與藉由該攝像鏡頭L而形成的光學像對應的攝像信號。攝像元件100配置在該攝像鏡頭L的成像面(攝像面)上。
圖20中表示本新型創作的實施方式的攝像裝置501即智慧型電話的概觀圖。本新型創作的實施方式的攝像裝置501包括相機部541而構成，即該相機部541包括：本實施方式的攝像鏡頭L；以及電荷耦合裝置等攝像元件100(參照圖1)，輸出與藉由該攝像鏡頭L而形成的光學像對應的攝像信號。攝像元件100配置在該攝像鏡頭L的成像面(攝像面)上。
在第5透鏡L5與攝像元件100之間，亦可根據安裝透鏡的相機側的構成而配置有各種光學構件CG。例如亦可配置有攝像面保護用的蓋玻璃或紅外線截止濾光器(cut filter)等平板狀的光學構件。該情形時，作為光學構件CG，例如亦可使用對平板狀的蓋玻璃實施具有紅外線截止濾光器或中密度濾光器(neutral density filter)等濾光器效果的塗敷而得者。
又，亦可不使用光學構件CG，而是對第5透鏡L5實施塗敷等來使之具有與光學構件CG同等的效果。由此，可實現零件件數的削減與總長的縮短。
又，該攝像鏡頭L較佳為包括孔徑光闌St，該孔徑光闌St配置在較第2透鏡L2的物體側的面更靠物體側。如此，藉由將孔徑光闌St配置在較第2透鏡的物體側的面更靠物體側，而尤其是在成像區域的周邊部中，可抑制通過光學系統的光線向成像面(攝像元件)的入射角變大。為進一步提高該效果，更佳為孔徑光闌St在光軸方向上配置在較第1透鏡的物體側的面更靠物體側。再者，「配置在較第2透鏡的物體側的面更靠物體側」是指，光軸方向上的孔徑光闌的位置，位於與軸上邊緣光線和第2透鏡L2的物體側的面的交點相同的位置或較其更靠物體側。又，「配置在較第1透鏡的物體側的面更靠物體側」是指，光軸方向上的孔徑光闌的位置，位於與軸上邊緣光線和第1透鏡L1的物體側的面的交點相同的位置或較其更靠物體側。再者，本實施方式中，後述的第1實施方式至第5實施方式及第7實施方式至第9實施方式的透鏡(參照圖1至圖5及圖7至圖9)為將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的物體側的面更靠物體側的例。又，第6實施方式的攝像鏡頭(參照圖6)為將孔徑光闌St配置在第1透鏡L1與第2透鏡L2之間的例。
又，第1實施方式至第5實施方式及第7實施方式至第9實施方式的透鏡(參照圖1至圖5及圖7至圖9)，將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的面頂點更靠像側。如此，在將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的面頂點更靠像側的情形時，可使包含孔徑光闌St在內的攝像鏡頭的總長縮短化。但並不限定於此，亦可 將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的面頂點更靠物體側。在將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的面頂點更靠物體側的情形時，與孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的面頂點更靠像側的情形相比，自確保周邊光量的觀點而言稍有不利，但在成像區域的周邊部，可更佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝像元件)的入射角變大。
該攝像鏡頭L中，第1透鏡L1在光軸附近具有正折射力。第1透鏡L1在光軸附近較佳為使凸面朝向物體側的凹凸形狀。在第1透鏡L1為使凸面朝向物體側的凹凸形狀的情形時，可較佳地使總長縮短化。
第2透鏡L2在光軸附近具有負折射力。又，第2透鏡L2在光軸附近較佳為使凹面朝向像側。在第2透鏡L2在光軸附近使凹面朝向像側的情形時，可較佳地使總長縮短化，且可良好地修正球面像差。又，第2透鏡L2較佳為凹凸形狀。在使第2透鏡L2在光軸附近為使凹面朝向物體側的凹凸形狀的情形時，可良好地修正像散。在使第2透鏡L2在光軸附近為使凹面朝向像側的凹凸形狀的情形時，可較佳地使總長縮短化。
第3透鏡L3在光軸附近具有負折射力。
第4透鏡L4在光軸附近具有負折射力。進而，第4透鏡L4較佳為在光軸附近使凹面朝向像側。在第4透鏡L4在光軸附近使凹面朝向像側的情形時，可較佳地使總長縮短化。為進一步提高所述效果，較佳為使第4透鏡L4在光軸附近為使凹面朝向 像側的凹凸形狀。
第5透鏡L5較佳為在光軸附近具有負折射力。在第5透鏡L5為具有負折射力者的情形時，可較佳地使總長縮短化。
第5透鏡L5的像側的面具有反曲點。如此，藉由第5透鏡L5的像側的面具有反曲點，而尤其是在成像區域的周邊部中，可抑制通過光學系統的光線向成像面(攝像元件)的入射角變大，可實現總長的縮短化，並且可抑制成像區域的周邊部的受光效率的降低。本說明書的各實施方式中，在周邊部設置反曲點，因此可進一步提高所述效果。再者，第5透鏡L5的物體側的面的「反曲點」，是指第5透鏡L5的像側的面形狀相對於像側而自凸形狀切換為凹形狀(或自凹形狀切換為凸形狀)。反曲點的位置只要是在第5透鏡L5的像側的面的有效直徑內，則可配置在自光軸至半徑方向外側的任意位置上。
又，較佳為，第5透鏡L5的像側的面在光軸附近為向像側凹陷的凹形狀。通過第5透鏡L5的像側的面在光軸附近為向像側凹陷的凹形狀，而可較佳地使總長縮短化。進而，第5透鏡L5較佳為使凹面朝向像側的凹凸形狀。在第5透鏡L5為使凹面朝向像側的凹凸形狀的情形時，可較佳地使總長縮短化，並且可良好地修正像面彎曲。
該攝像鏡頭L如上述般，以具有負折射力的方式構成第2透鏡L2至第4透鏡L4。因此，可實現總長的縮短化，並且亦可實現大圖像尺寸。又，第1透鏡L1集中承擔攝像鏡頭L的主要的 正折射力，由此可較佳地使總長縮短化。
又，構成上述攝像鏡頭L的各透鏡L1至透鏡L5不為接合透鏡而為單透鏡。由此，在攝像鏡頭的製造步驟中不需要接合步驟、及用於購買接著劑的成本，因此與如專利文獻2及專利文獻3般具備接合透鏡的攝像鏡頭相比，可將製造成本抑制得較低。進而，專利文獻2及專利文獻3記載的滿足上述功率構成的攝像鏡頭，使第1透鏡及第2透鏡為接合透鏡來構成攝像鏡頭，因此可認為不利於修正球面像差。與此相對，上述攝像鏡頭L不使第1透鏡及第2透鏡為接合透鏡，因此容易修正球面像差。又，藉由使所有透鏡為單透鏡，而與使某一透鏡為接合透鏡的情形相比，非球面數多，因此各透鏡的設計自由度變高，從而可較佳地實現總長的縮短化。
又，該攝像鏡頭L為實現高性能化，而較佳為在第1透鏡L1至第5透鏡L5的各個透鏡的至少一個面使用非球面。
其次，對以上述方式構成的攝像鏡頭L的與條件式相關的作用及效果更詳細地進行說明。
首先，第1透鏡L1的焦點距離f1及整個系統的焦點距離f，較佳為滿足以下的條件式(1)。
1<f/f1<1.7 (1)
條件式(1)分別規定整個系統的焦點距離f相對於第1透鏡 L1的焦點距離f1的比的較佳數值範圍。在低於條件式(1)的下限的情形時，第1透鏡L1的折射力相對於整個系統的折射力而過於弱，難以使總長縮短化。又，在超過條件式(1)的上限的情形時，第1透鏡L1的折射力相對於整個系統的折射力而過於強，難以修正球面像差。因此，藉由滿足條件式(1)，而可較佳地實現總長的縮短化，並且可良好地修正球面像差。自上述觀點而言，更佳為滿足下述條件式(1-1)，進而更佳為滿足條件式(1-2)。
1.05<f/f1<1.5 (1-1)
1.1<f/f1<1.4 (1-2)
又，第2透鏡L2相對於d線的折射率Nd2滿足以下的條件式(2)。
1.5<Nd2<1.8 (2)
條件式(2)分別規定第2透鏡L2相對於d線的折射率Nd2的較佳數值範圍。在低於條件式(2)的下限的情形時，難以修正軸上色像差。又，在超過條件式(2)的上限的情形時，對球面像差的修正容易變得不充分。若欲在超過條件式(2)的上限的狀態下對球面像差進行修正，則必須增大第1透鏡L1的折射力，從而因第1透鏡L1與第2透鏡L2的配置的偏移所引起的攝像鏡頭L的性能的變動變大。又，藉由滿足條件式(2)而可較佳地實現總 長的縮短化，並且可良好地修正球面像差及軸上色像差。又，在以滿足條件式(2)的材質形成第2透鏡的情形時，與如專利文獻2及專利文獻3中所記載般在第2透鏡使用高折射率的材質的情形相比，可降低第2透鏡的成本。自上述觀點而言，更佳為滿足下述條件式(2-1)，進而更佳為滿足條件式(2-2)。
1.52<Nd2<1.73 (2-1)
1.55<Nd2<1.7 (2-2)
又，第2透鏡L2的焦點距離f2及整個系統的焦點距離f，較佳為滿足以下的條件式(3)。
-0.85<f/f2<0 (3)
條件式(3)規定整個系統的焦點距離f相對於第2透鏡L2的焦點距離f2的比的較佳數值範圍。在低於條件式(3)的下限的情形時，第2透鏡L2的負折射力相對於整個系統的折射力而過於強，不利於總長的縮短化。又，在超過條件式(3)的上限的情形時，第2透鏡L2的負折射力相對於整個系統的折射力而過於弱，難以修正軸上色像差。藉由滿足條件式(3)，而可較佳地實現總長的縮短化，並且可良好地修正軸上色像差。自上述觀點而言，更佳為滿足下述條件式(3-1)，進而更佳為滿足條件式(3-2)。
-0.7<f/f2<0 (3-1)
-0.6<f/f2≦-0.01 (3-2)
又，第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4的合成焦點距離f234，較佳為滿足以下的條件式(4)。
-10<f234/f<-1.15 (4)
條件式(4)規定第2透鏡L2、第3透鏡L3及第4透鏡L4的合成焦點距離f234的較佳數值範圍。在低於條件式(4)的下限的情形時，對第2透鏡L2至第4透鏡L4進行合成而得的折射力相對於整個系統的折射力而過於弱，難以修正軸上色像差及倍率色像差。又，在超過條件式(4)的上限的情形時，第2透鏡L2至第4透鏡L4的折射力相對於整個系統的折射力而過於強，必須以與第2透鏡L2至第4透鏡L4的負折射力對應的方式使第1透鏡L1的正折射力更大，從而難以修正球面像差。藉由滿足條件式(4)，而可較佳地實現總長的縮短化，並且可良好地修正球面像差。自上述觀點而言，更佳為滿足下述條件式(4-1)，進而更佳為滿足條件式(4-2)。
-9<f234/f<-1.15 (4-1)
-8<f234/f<-1.16 (4-2)
又，第4透鏡L4的與d線相關的阿貝數νd4滿足以下的條件式(5)。
νd4<35 (5)
條件式(5)規定第4透鏡L4的與d線相關的阿貝數νd4的較佳數值範圍。在超過條件式(5)的上限的情形時，難以一面充分修正成像區域周邊部的倍率色像差一面使總長縮短化。藉由滿足條件式(5)，而可藉由由高分散的材質形成第4透鏡L4，來較佳地實現總長的縮短化，並且良好地修正倍率色像差。
如以上所說明般，根據本新型創作的實施方式的攝像鏡頭L，在整體上為5片的透鏡構成中，使各透鏡要素的構成最佳化，使所有透鏡為單透鏡，因此可實現如下的透鏡系統，即在攝像鏡頭的製造步驟中不需要接合步驟，由此可將製造成本抑制得較低，可實現寬場角化與總長的縮短化，並且圖像尺寸亦大，自中心場角至周邊場角具有高成像性能。又，本新型創作的實施方式的攝像鏡頭L具有3以下的小光圈數(f-number)，可較佳地應用於行動電話、智慧型電話、平板終端等。
又，藉由適當地滿足較佳條件而可實現更高的成像性能。又，根據本實施方式的攝像裝置，輸出與藉由本實施方式的高性能的攝像鏡頭L而形成的光學像對應的攝像信號，因此可自 中心場角至周邊場角獲得高解析的拍攝圖像。
下面，對本新型創作的實施方式的攝像鏡頭的具體數值實施例進行說明。以下，匯總說明多個數值實施例。
下述的表1及表2表示與圖1所示的攝像鏡頭的構成對應的具體的透鏡資料。尤其是，表1中表示其基本的透鏡資料，表2中表示與非球面相關的資料。表1中所示的透鏡資料的面編號Si的欄，表示針對實施例1的攝像鏡頭以將最靠物體側的透鏡要素的面作為第1個(根據實施方式而將孔徑光闌St作為第1個)，且隨著朝向像側而依序增加的方式附上符號的第i個面的編號。曲率半徑Ri的欄，與圖1中附上的符號Ri對應而表示自物體側第i個面的曲率半徑的值(mm)。至於面間隔Di的欄，亦同樣地表示自物體側第i個面Si與第i+1個面Si+1在光軸上的間隔(mm)。Ndj的欄表示自物體側第j個光學要素相對於d線(587.56nm)的折射率的值。νdj的欄表示自物體側第j個光學要素相對於d線的阿貝數的值。又，表1中，作為諸資料而分別表示有整個系統的焦點距離f(mm)、及後焦點(back focus)Bf(mm)。再者，上述後焦點Bf表示進行空氣換算所得的值，至於透鏡總長TL，使用對後焦點Bf進行空氣換算而得的值。
該實施例1的攝像鏡頭中，第1透鏡L1至第5透鏡L5的兩面均為非球面形狀。表1的基本透鏡資料中，作為該等非球面的曲率半徑而表示有光軸附近的曲率半徑(近軸曲率半徑)的數值。
表2中表示實施例1的攝像鏡頭的非球面資料。作為非球面資料而表示的數值中，記號“E”表示其後續的數值是以10為底數的“冪指數”，且表示以將該10為底數的指數函數表示的數值乘以“E”之前的數值。例如，若為「1.0E-02」，則表示「1.0×10-2 」。
作為非球面資料，記述有藉由以下的式(A)表示的非球面形狀的式中的各係數Ai、K的值。更詳細而言，Z表示自位於距光軸有高度h的位置的非球面上的點下放至非球面的頂點的切平面(與光軸垂直的平面)的垂線的長度(mm)。
Z=C．h2 /{1+(1-K．C2 ．h2 )1/2 }+ΣAi．hi ......(A)
其中，
Z：非球面的深度(mm)
h：光軸至透鏡面的距離(高度)(mm)
C：近軸曲率=1/R
(R：近軸曲率半徑)
Ai：第i次(i為3以上的整數)的非球面係數
K：非球面係數
與以上的實施例1的攝像鏡頭同樣地，將與圖2所示的攝像鏡頭的構成對應的具體的透鏡資料作為實施例2來示於表3及表4中。又同樣地，將與圖3~圖9所示的攝像鏡頭的構成對應 的具體的透鏡資料作為實施例3至實施例9來示於表5~表18中。該等實施例1~實施例9的攝像鏡頭中，第1透鏡L1至第5透鏡L5的兩面均為非球面形狀。
圖10(A)~圖10(D)分別表示實施例1的攝像鏡頭的球面像差、像散、畸變(distortion)(畸變像差)、倍率色像差(倍率的色像差)圖。在表示球面像差、像散(像面彎曲)、畸變(畸變像差)的各像差圖中，表示以d線(波長587.56nm)為基準波長的像差。在球面像差圖、倍率色像差圖中，亦表示有F線(波長486.1nm)、C線(波長656.27nm)的像差。又，在球面像差圖中，亦表示有g線(波長435.83nm)的像差。在像散圖中，實線表示弧矢(sagittal)方向(S)的像差，虛線表示正切(tangential)方向(T)的像差。又，分別是Fno.表示光圈數，ω表示半場角。
同樣地，將關於實施例2的攝像鏡頭的諸像差示於圖11(A)~圖11(D)中。同樣地，將關於實施例3至實施例9的攝像鏡頭的諸像差示於圖12(A)~圖12(D)至圖18(A)~圖18(D)中。
又，表19中，針對各實施例1~實施例9分別匯總表示與本新型創作的各條件式(1)~(5)相關的值。
如自以上的各數值資料及各像差圖所得知般，各實施例中，可實現總長的縮短化、寬場角化、及高成像性能。
再者，本新型創作的攝像鏡頭並不限定於上述實施方式及各實施例，可以各種變形來實施。例如，各透鏡成分的曲率半 徑、面間隔、折射率、阿貝數、非球面係數的值等並不限定於上述各數值實施例中所示的值，可取其他值。
又，上述各實施例中均以如下情況為前提進行記載，即以定焦點使用，但亦可設為能進行聚焦調整的構成。例如亦可設為將透鏡系統整體拉出、或使一部分透鏡在光軸上移動而可進行自動聚焦(auto focus)的構成。
100‧‧‧攝像元件
CG‧‧‧光學構件
L1‧‧‧第1透鏡
L2‧‧‧第2透鏡
L3‧‧‧第3透鏡
L4‧‧‧第4透鏡
L5‧‧‧第5透鏡
St‧‧‧孔徑光闌
Z1‧‧‧光軸
R1~R14‧‧‧曲率半徑
D1~D13‧‧‧面間隔

Claims (34)

  1. 一種攝像鏡頭，實質上包含5個透鏡，自物體側依序包括：第1透鏡，具有正折射力；第2透鏡，具有負折射力；第3透鏡，具有負折射力；第4透鏡，具有負折射力；以及第5透鏡，具有負折射力，且上述第5透鏡的像側的面具有反曲點；且上述第1透鏡至上述第5透鏡均為單透鏡，且滿足以下的條件式：1.5<Nd2<1.8，νd4<35，其中Nd2為上述第2透鏡相對於d線的折射率，νd4為上述第4透鏡的與d線相關的阿貝數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的攝像鏡頭，其進而滿足以下的條件式：1<f/f1<1.7，其中f為整個系統的焦點距離，f1為上述第1透鏡的焦點距離。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第5透鏡使凹面朝向像側。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，進而滿 足以下的條件式：-0.85<f/f2<0，其中f2為上述第2透鏡的焦點距離。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中孔徑光闌配置在較上述第2透鏡的物體側的面更靠物體側。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第1透鏡為使凸面朝向物體側的凹凸形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第2透鏡使凹面朝向像側。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第2透鏡為凹凸形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第4透鏡使凹面朝向像側。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的攝像鏡頭，其中上述第4透鏡為凹凸形狀。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述第5透鏡為使凹面朝向像側的凹凸形狀。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，其中上述孔徑光闌配置在較上述第1透鏡的物體側的面更靠物體側。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：1.05<f/f1<1.5。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：1.1<f/f1<1.4。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：-9<f234/f<-1.15，其中f234為上述第2透鏡、上述第3透鏡及上述第4透鏡的合成焦點距離。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：-8<f234/f<-1.16。
  17. 一種攝像鏡頭，實質上包含5個透鏡，自物體側依序包括：第1透鏡，具有正折射力；第2透鏡，具有負折射力；第3透鏡，具有負折射力；第4透鏡，具有負折射力；以及第5透鏡，具有負折射力，且像側的面具有反曲點；且上述第1透鏡至上述第5透鏡均為單透鏡，且滿足以下的條件式：1.5<Nd2<1.8，-10<f234/f<-1.15，其中 Nd2為上述第2透鏡相對於d線的折射率，f234為上述第2透鏡、上述第3透鏡及上述第4透鏡的合成焦點距離，f為整個系統的焦點距離。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：νd4<35，其中νd4為上述第4透鏡的與d線相關的阿貝數。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：1<f/f1<1.7，其中f為整個系統的焦點距離，f1為上述第1透鏡的焦點距離。
  20. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述第5透鏡使凹面朝向像側。
  21. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：-0.85<f/f2<0，其中f2為上述第2透鏡的焦點距離。
  22. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中孔徑光闌配置在較上述第2透鏡的物體側的面更靠物體側。
  23. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中 上述第1透鏡為使凸面朝向物體側的凹凸形狀。
  24. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述第2透鏡使凹面朝向像側。
  25. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述第2透鏡為凹凸形狀。
  26. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述第4透鏡使凹面朝向像側。
  27. 如申請專利範圍26項所述的攝像鏡頭，其中上述第4透鏡為凹凸形狀。
  28. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述第5透鏡為使凹面朝向像側的凹凸形狀。
  29. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其中上述孔徑光闌配置在較上述第1透鏡的物體側的面更靠物體側。
  30. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：1.05<f/f1<1.5。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：1.1<f/f1<1.4。
  32. 如申請專利範圍第17項或第19項所述的攝像鏡頭，其進而滿足以下的條件式：-9<f234/f<-1.15，其中 f234為上述第2透鏡、上述第3透鏡及上述第4透鏡的合成焦點距離。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的攝像鏡頭，進而滿足以下的條件式：-8<f234/f<-1.16。
  34. 一種攝像裝置，包括申請專利範圍第1、2、18及19項中的任一項所述的攝像鏡頭。
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