TWM484107U

TWM484107U - 成像透鏡及具備成像透鏡的成像裝置

Info

Publication number: TWM484107U
Application number: TW103203879U
Authority: TW
Inventors: Kazuya Yoneyama; Kazumi Koike
Original assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-08-11
Also published as: US20140293450A1; CN203773139U; JP2014197096A; US9235030B2

Description

成像透鏡及具備成像透鏡的成像裝置

本新型創作是關於一種將主體(subject)的光學影像(optical image)形成於諸如電荷耦合器件(charge coupled device，CCD)以及互補金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)的成像器件(imaging device)上的固定焦點成像透鏡(fixed-focus imaging lens)，且是關於一種成像裝置(imaging apparatus)，諸如，數位靜態攝影機(digital still camera)、具有攝影機的手機(cellular phone)、行動資訊終端機(PDA：個人數位助理(Personal Digital Assistance))、智慧型電話(smartphone)、平板終端機(tablet terminal)以及行動競賽機(mobile game machine)，成像透鏡裝配於成像裝置上以執行攝影術(photography)。

近來，隨著個人電腦(personal computer)已在家庭中變得風行，能夠將關於所攝影的場景、人員以及類似者的影像資訊輸入至個人電腦中的數位靜態攝影機已快速地流行。另外，安裝有用於輸入影像的攝影機模組(camera module)的手機、智慧型電話或平板終端機已日益增加。具有成像功能的此裝置使用諸如電荷耦合器件以及互補金氧半導體的成像器件。近來，因為成像器件已小型化，所以亦已需求使成像裝置以及裝配於成像裝置上的成像透鏡的整體小型化。另外，由於成像器件中具備的像素的數目亦已日益增加，故已需求增強成像透鏡的解析度以及效能。舉例而言，已需求對應於5百萬像素或更高的高解析度的效能，且較佳地需求對應於8百萬像素或更高的高解析度的效能。

為了滿足此等需求，可考慮到由五個或六個透鏡構成成像透鏡，此等透鏡為相對大數目個透鏡。舉例而言，國際專利公開案第12/063391號(專利文件1)以及日本未審查專利公開案第2010-282000(專利文件2)提議一種由五個透鏡構成的成像透鏡。專利文件1以及2中揭露的成像透鏡自物件側起按次序實質上由五個透鏡組成：第一透鏡，具有正折射能力(refractive power)；第二透鏡，具有負折射能力；第三透鏡，具有負折射能力；第四透鏡，具有正折射能力；以及第五透鏡，具有負折射能力。

詳言之，對於諸如手機、智慧型電話或平板終端機的厚度已減低的裝置中使用的成像透鏡，對減低透鏡的總長度的需求已日益增加。因此，有必要進一步減低專利文件1以及2中揭露的成像透鏡的總長度。

已鑒於上述情況而作出本新型創作，且本新型創作的目標是提供一種成像透鏡，成像透鏡能夠在自中心視角(central angle of view)至周邊視角(peripheral angle of view)的範圍內達成高成像效能，同時達成成像透鏡的總長度的減低。本新型創作的另一目標是提供一種成像裝置，成像裝置能夠經由裝配於成像裝置上的成像透鏡而以高解析度來獲得所攝影的影像。

本新型創作的成像透鏡為一種自物件側起按次序實質上由五個透鏡組成的成像透鏡：第一透鏡，具有正折射能力，且具有朝向物件側凸起的彎月面形狀(meniscus shape)；第二透鏡，具有負折射能力；第三透鏡，具有負折射能力；第四透鏡，具有正折射能力；以及第五透鏡，具有負折射能力，且具有物件側表面以及影像側表面，物件側表面以及影像側表面具有非球面形狀(aspheric shape)，其中滿足以下條件式(1)以及(2)：0.043<f/f45<0.186 (1)，以及0.961<f/f4<1.785 (2)，其中f為整個系統的複合焦距(composite focal length)，f45為第四透鏡與第五透鏡的複合焦距，且f4為第四透鏡的焦距。

根據本新型創作的成像透鏡，在整體上由五個透鏡構成的成像透鏡中，第一透鏡至第五透鏡的每一透鏡元件的組態被最佳化。因此，有可能達成一種透鏡系統(lens system)，透鏡系統具有高解析度效能，同時減低透鏡系統的總長度。

在本新型創作的成像透鏡中，表式「實質上由五個透鏡組成」意謂：本新型創作的成像透鏡可不僅具備五個透鏡，而且具備實質上無折射能力的透鏡、並非透鏡的諸如光闌(stop)以及罩蓋玻璃(cover glass)的光學元件、諸如透鏡凸緣(lens flange)、透鏡鏡筒(lens barrel)、成像器件以及手部搖動模糊校正機構(hand shake blur correction mechanism)的機構部件，以及類似者。當透鏡具備非球面表面時，在近軸區(paraxial region)中考慮透鏡的表面形狀以及折射能力的參考標記(reference sign)。

在本新型創作的成像透鏡中，藉由使用以及滿足以下理想組態，有可能使成像透鏡的光學效能較好。

在本新型創作的成像透鏡中，理想的是，第三透鏡的影像側表面與具有最大視角的主光線之間的交點定位於第三透鏡的影像側表面與光軸之間的交點的物件側上，且第三透鏡的物件側表面與具有最大視角的主光線之間的交點定位於第三透鏡的物件側表面與光軸之間的交點的物件側上。

在本新型創作的成像透鏡中，理想的是，第五透鏡具有朝向物件側凸起的彎月面形狀，且第五透鏡的物件側表面以及影像側表面中的每一者具有含至少一個極值點(extreme point)的非球面形狀。

在本新型創作的成像透鏡中，理想的是，在第一透鏡至第五透鏡的各別焦距的絕對值當中，第三透鏡的焦距的絕對值為最大值。

在本新型創作的成像透鏡中，理想的是，第四透鏡具有朝向影像側凸起的彎月面形狀。

理想的是，本新型創作的成像透鏡更具備孔徑光闌 (aperture stop)，孔徑光闌安置於第二透鏡的物件側表面的物件側上。

理想的是，本新型創作的成像透鏡滿足以下條件式(1-1)至(2-2)中的任一者。應注意，作為理想模式，可滿足條件式(1-1)至(2-2)中的任一者，或可滿足此等條件式的任意組合。

0.053<f/f45<0.178 (1-1) 0.063<f/f45<0.17 (1-2) 1<f/f4<1.681 (2-1) 1<f/f4<1.58 (2-2)，其中f為整個系統的複合焦距，f45為第四透鏡與第五透鏡的複合焦距，且f4為第四透鏡的焦距。

本新型創作的成像裝置具備本新型創作的成像透鏡。

根據本新型創作的成像透鏡，在整體上由五個透鏡構成的成像透鏡中，每一透鏡元件的組態被最佳化，且特別地，第五透鏡的形狀被適當地形成。因此，有可能達成一種透鏡系統，透鏡系統在自中心視角至周邊視角的範圍內具有高解析度效能，同時減低透鏡系統的總長度。

另外，根據本新型創作的成像裝置，輸出基於藉由本新型創作的成像透鏡而形成的光學影像的成像信號，成像透鏡具有高成像效能。因此，有可能以高解析度來獲得所攝影的影像。

1‧‧‧成像裝置

2‧‧‧軸上光線

3‧‧‧光線

100‧‧‧成像器件

501‧‧‧成像裝置

541‧‧‧攝影機單元

A‧‧‧區段

B‧‧‧區段

C‧‧‧區段

D‧‧‧區段

CG‧‧‧光學構件

D1‧‧‧軸上表面間隔

D2‧‧‧軸上表面間隔

D3‧‧‧軸上表面間隔

D4‧‧‧軸上表面間隔

D5‧‧‧軸上表面間隔

D6‧‧‧軸上表面間隔

D7‧‧‧軸上表面間隔

D8‧‧‧軸上表面間隔

D9‧‧‧軸上表面間隔

D10‧‧‧軸上表面間隔

D11‧‧‧軸上表面間隔

D12‧‧‧軸上表面間隔

D13‧‧‧軸上表面間隔

L‧‧‧成像透鏡

L1‧‧‧第一透鏡

L2‧‧‧第二透鏡

L3‧‧‧第三透鏡

L4‧‧‧第四透鏡

L5‧‧‧第五透鏡

R1‧‧‧曲率半徑

R2‧‧‧曲率半徑

R3‧‧‧曲率半徑

R4‧‧‧曲率半徑

R5‧‧‧曲率半徑

R6‧‧‧曲率半徑

R7‧‧‧曲率半徑

R8‧‧‧曲率半徑

R9‧‧‧曲率半徑

R10‧‧‧曲率半徑

R11‧‧‧曲率半徑

R12‧‧‧曲率半徑

R13‧‧‧曲率半徑

R14‧‧‧影像平面

St‧‧‧孔徑光闌

Z1‧‧‧光軸

圖1為說明根據本新型創作的實施例且對應於實例1的成像透鏡的第一組態實例的透鏡橫截面圖。

圖2為說明根據本新型創作的實施例且對應於實例2的成像透鏡的第二組態實例的透鏡橫截面圖。

圖3為說明根據本新型創作的實施例且對應於實例3的成像透鏡的第三組態實例的透鏡橫截面圖。

圖4為說明根據本新型創作的實施例且對應於實例4的成像透鏡的第四組態實例的透鏡橫截面圖。

圖5為說明根據本新型創作的實施例且對應於實例5的成像透鏡的第五組態實例的透鏡橫截面圖。

圖6為說明根據本新型創作的實例1的成像透鏡的各種像差的像差圖，其中區段A展示球面像差，區段B展示像散性(場曲率)，區段C展示失真，且區段D展示橫向色像差。

圖7為說明根據本新型創作的實例2的成像透鏡的各種像差的像差圖，其中區段A展示球面像差，區段B展示像散性(場曲率)，區段C展示失真，且區段D展示橫向色像差。

圖8為說明根據本新型創作的實例3的成像透鏡的各種像差的像差圖，其中區段A展示球面像差，區段B展示像散性(場曲率)，區段C展示失真，且區段D展示橫向色像差。

圖9為說明根據本新型創作的實例4的成像透鏡的各種像差的像差圖，其中區段A展示球面像差，區段B展示像散性(場曲率)，區段C展示失真，且區段D展示橫向色像差。

圖10為說明根據本新型創作的實例5的成像透鏡的各種像差的像差圖，其中區段A展示球面像差，區段B展示像散性(場曲率)，區段C展示失真，且區段D展示橫向色像差。

圖11為說明成像裝置的圖解，成像裝置為具備根據本新型創作的成像透鏡的手機終端機。

圖12為說明成像裝置的圖解，成像裝置為具備根據本新型創作的成像透鏡的智慧型電話。

在下文中，將參看隨附圖式來詳細地描述本新型創作的實施例。

圖1展示根據本新型創作的第一實施例的成像透鏡的第一組態實例。組態實例對應於稍後待描述的第一數值實例(表1以及表2)的透鏡組態。同樣地，圖2至圖5展示對應於根據稍後待描述的第二實施例至第五實施例的成像透鏡的第二組態實例至第五組態實例的橫截面。第二組態實例至第五組態實例對應於稍後待描述的第二數值實例至第五數值實例(表3至表10)的透鏡組態。在圖1至圖5中，參考標記Ri表示第i表面的曲率半徑，其中當最靠近物件側的透鏡元件的表面被認為是第一表面時，編號i為隨著第i表面愈來愈靠近影像側(成像側)而順序地增加的順序編號。參考標記Di表示第i表面與第(i+1)表面之間的在光軸Z1上的軸上表面間隔。由於各別組態實例在組態方面基本相似，故將基於圖1所展示的成像透鏡的第一組態實例來給出以下描述，且在必要時亦將描述圖2至圖5所展示的組態實例。另外，圖1至圖5亦展示來自無窮遠的物點的軸上光線2以及處於最大視角的光線3的光徑。

根據本新型創作的實施例的成像透鏡L適於用於使用諸如電荷耦合器件以及互補金氧半導體的成像器件的各種種類的成像裝置中。特別地，成像透鏡L適於用於尺寸相對小的行動終端機裝置中，例如，數位靜態攝影機、具有攝影機的手機、智慧型電話、平板終端機以及個人數位助理。沿著光軸Z1，此成像透鏡L自物件側起按如下次序具備第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4以及第五透鏡L5。

圖11為說明手機終端機的示意圖，手機終端機為根據本新型創作的實施例的成像裝置1。根據本新型創作的實施例的成像裝置1具備根據本實施例的成像透鏡L以及諸如電荷耦合器件的成像器件100(參看圖1)，成像器件100基於藉由成像透鏡L而形成的光學影像來輸出成像信號。成像器件100安置於成像透鏡L的影像形成表面(影像平面R14)處。

圖12為說明智慧型電話的示意圖，智慧型電話為根據本新型創作的實施例的成像裝置501。根據本新型創作的實施例的成像裝置501具備攝影機單元(camera unit)541，攝影機單元541具備根據本實施例的成像透鏡L以及諸如電荷耦合器件的成像器件100(參看圖1)，成像器件100基於藉由成像透鏡L而形成的光學影像來輸出成像信號。成像器件100安置於成像透鏡L的影像形成表面(影像平面R14)處。

各種光學構件(optical member)CG可基於裝配有成像透鏡的攝影機的組態而安置於第五透鏡L5與成像器件100之間。舉例而言，可安置平板狀光學構件(flat-plate-shaped optical member)，諸如，用於保護成像表面(imaging surface)以及紅外線切割濾波器(infrared-ray cut filter)的罩蓋玻璃。舉例而言，在此狀況下，已被塗覆具有諸如紅外線切割濾波器及ND濾波器的濾波器的效應的塗層的平板狀罩蓋玻璃或者具有相同效應的材料可用作光學構件CG。

替代地，可藉由在不使用光學構件CG的情況下將塗層塗覆至第五透鏡L5或類似者而向第五透鏡L5或類似者給出相似於光學構件CG的效應。藉此，有可能縮減組件的數目且縮減總長度。

另外，理想的是，成像透鏡L具備孔徑光闌St，孔徑光闌St安置於第二透鏡L2的物件側表面的物件側上。由於孔徑光闌St以此方式安置於第二透鏡L2的物件側表面的物件側上，特別是在成像區域的周邊部分中，故有可能防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角變大。為了進一步增強此效應，更理想的是，孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的物件側表面的物件側上。此處，表式「安置於第二透鏡L2的物件側表面的物件側上」意謂：孔徑光闌在光軸方向上的位置相同於軸上邊緣光線與第二透鏡L2的物件側表面之間的交點，或位於交點的物件側上。同樣地，表式「安置於第一透鏡L1的物件側表面的物件側上」意謂：孔徑光闌在光軸方向上的位置相同於軸上邊緣光線與第一透鏡L1的物件側表面之間的交點，或位於交點的物件側上。

此外，當孔徑光闌St在光軸中安置於第一透鏡L1的物件側表面的物件側上時，理想的是，孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的表面的頂點的影像側上。當孔徑光闌St以此方式安置於第一透鏡L1的表面的頂點的影像側上時，有可能縮減具備孔徑光闌 St的成像透鏡的總長度。根據第一實施例至第五實施例(參看圖1至圖5)的成像透鏡為如下組態實例：孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的物件側表面的物件側上，且孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的表面的頂點的影像側上。然而，本新型創作不限於此等實施例，且孔徑光闌St可安置於第一透鏡L1的表面的頂點的物件側上。與孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的表面的頂點的影像側上的狀況相比較，孔徑光闌St安置於第一透鏡L1的表面的頂點的物件側上的配置在保全周邊光量方面稍微不利。然而，此配置可以更理想的方式防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角在成像區域的周邊部分中變大。應注意，本文所展示的孔徑光闌St未必表示孔徑光闌St的大小或形狀，而是展示孔徑光闌St在光軸Z1上的位置。

在成像透鏡L中，第一透鏡L1在光軸附近具有正折射能力，且具有在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀。藉由以在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀來形成第一透鏡L1，可將第一透鏡L1的後側主點(rear side principal point)的位置設定為靠近物件側，且因此有可能適當地縮減總長度。另外，如第一實施例至第五實施例所展示，藉由以非球面形狀來形成第一透鏡L1，有可能適當地校正球面像差。

第二透鏡L2在光軸附近具有負折射能力。因此，有可能令人滿意地校正在光線穿過第一透鏡L1時造成的球面像差以及縱向色像差。另外，如第一實施例至第五實施例所展示，理想的是，第二透鏡L2在光軸附近朝向影像側凹入。在此狀況下，有可能適當地縮減總長度。此外，如第一實施例至第三實施例所展示，第二透鏡L2可在光軸附近具有雙凹入形狀；且如第四實施例以及第五實施例所展示，第二透鏡L2可具有在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀。當以在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀來形成第二透鏡L2時，可將第二透鏡L2的後側主點的位置設定為靠近物件側，且因此有可能更適當地縮減總長度。

第三透鏡L3在光軸附近具有負折射能力。另外，如第一實施例所展示，第三透鏡L3可在光軸附近具有雙凹入形狀；如第二實施例以及第四實施例所展示，第三透鏡L3可具有在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀；且如第三實施例以及第五實施例所展示，第三透鏡L3可具有在光軸附近朝向影像側凸起的彎月面形狀。當第三透鏡L3具有在光軸附近朝向影像側凹入的彎月面形狀時，可將第三透鏡L3的後側主點的位置更適當地設定為靠近物件側，且因此有可能適當地縮減總長度。

另外，理想的是，將第三透鏡L3的焦距的絕對值| f3 |設定為第一透鏡L1至第五透鏡L5的焦距的絕對值| f1 |至| f5 |當中的最大值。在此狀況下，有可能更適當地縮減第三透鏡L3的表面的形狀改變對整個系統的焦距f的影響，且因此，第三透鏡L3可經靈活地設計成具有適於校正各種像差的表面的形狀。

另外，如第一實施例至第五實施例所展示，理想的是，第三透鏡L3的影像側表面具有非球面形狀，第三透鏡L3的影像側表面與具有最大視角的主光線之間的交點定位於第三透鏡L3的影像側表面與光軸之間的交點的物件側上，且第三透鏡L3的物件側表面與具有最大視角的主光線之間的交點定位於第三透鏡L3的物件側表面與光軸之間的交點的物件側上。在此狀況下，有可能適當地校正球面像差以及像散性，且有可能在自中心視角至周邊視角的範圍內達成高解析度效能。

另外，如第一實施例、第二實施例以及第四實施例所展示，當第三透鏡L3經形成為在光軸附近朝向影像側凹入時，藉由使第三透鏡L3的影像側表面具有含至少一個極值點的非球面形狀，第三透鏡L3的影像側表面與具有最大視角的主光線之間的交點可定位於第三透鏡L3的影像側表面與光軸之間的交點的物件側上，且第三透鏡L3的影像側表面的極值點可在第三透鏡L3的徑向方向上安置於第三透鏡L3的影像側表面與具有最大視角的主光線之間的交點內部的任意位置處。

另外，如第二實施例以及第四實施例所展示，當第三透鏡L3經形成以在光軸附近朝向物件側凸起時，藉由使第三透鏡L3的物件側表面具有含至少一個極值點的非球面形狀，第三透鏡L3的物件側表面與具有最大視角的主光線之間的交點可定位於第三透鏡L3的物件側表面與光軸之間的交點的物件側上，且第三透鏡L3的物件側表面的極值點可在第三透鏡L3的徑向方向上安置於第三透鏡L3的物件側表面與具有最大視角的主光線之間的交點內部的任意位置處。

在成像透鏡中，第一透鏡L1在光軸附近具有正折射能力，且第二透鏡L2以及第三透鏡L3在光軸附近具有負折射能力。因此，可使由第一透鏡L1至第三透鏡L3形成的透鏡群組(在下文中被稱作第一透鏡群組(first lens group))具有攝遠型組態(telephoto type configuration)。在此組態中，具有正折射能力的第一透鏡L1安置於物件側上，且具有負折射能力的第二透鏡L2以及第三透鏡L3安置於影像側上。因此，可將由第一透鏡L1至第三透鏡L3形成的第一透鏡群組的後側主點的位置設定為靠近物件側，且因此有可能適當地縮減總長度。

第四透鏡L4在光軸附近具有正折射能力。另外，如第一實施例至第四實施例所展示，理想的是，第四透鏡L4具有在光軸附近朝向影像側凸起的彎月面形狀。藉此，與第四透鏡L4在光軸附近朝向影像側凹入的狀況相比較，有可能減低光入射至第四透鏡L4的物件側表面上的入射角，且有可能抑制各種像差的發生。因此，有可能適當地校正傾向於由總長度縮減造成的失真(失真像差)、橫向色像差以及像散性。

第五透鏡L5在光軸附近具有負折射能力。如上文所描述，藉由使第四透鏡L4在光軸附近具有正折射能力且使第五透鏡L5在光軸附近具有負折射能力，可使由第四透鏡L4以及第五透鏡L5形成的透鏡群組(在下文中被稱作第二透鏡群組(second lens group))具有攝遠型組態。因此，可將第二透鏡群組的後側主點的位置設定為靠近物件側，且因此有可能適當地縮減總長度。

另外，第五透鏡L5的影像側表面以及物件側表面經形成為非球面。如第一實施例至第五實施例所展示，理想的是，第五透鏡L5具有在光軸附近朝向影像側凹入的非球面形狀，且在影像側表面上具有至少一個極值點。藉此，有可能在自中心視角至周邊視角的範圍內令人滿意地校正場曲率且達成高解析度效能，同時在正方向上抑制失真的發生。第五透鏡L5的影像側表面的極值點可在第五透鏡L5的徑向方向上安置於第五透鏡L5的影像側表面與具有最大視角的主光線之間的交點內部的任意位置處。

應注意，在本描述中，「極值點」意謂當由(r,fx(r))表示透鏡表面上的點時函數fx(r)處於最大值或最小值時的點。此處，在垂直於光軸的方向上距光軸的距離為r(r>0)，且表示在光軸方向上處於距離r的位置的函數為fx(r)。本描述的各別實施例的所有極值點為切平面垂直於光軸時的極值點。

另外，藉由使第五透鏡L5朝向影像側凹入且使第五透鏡L5的影像側表面具有含至少一個極值點的非球面形狀，特別是在成像區域的周邊部分中，有可能防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角變大。應注意，本文所描述的成像區域的周邊部分意謂在徑向方向上約50%的高度的外部。此處，高度為具有最大視角的主光線與表面之間的交點距光軸的高度。

此外，理想的是，第五透鏡L5具有在光軸附近朝向物件側凸起的彎月面形狀，且第五透鏡L5的物件側表面以及影像側表面中的每一者具有含至少一個極值點的非球面形狀。藉此，有可能將第五透鏡L5的後側主點的位置設定為靠近物件側，且因此適當地縮減總長度，同時防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角變大，特別是在成像區域的周邊部分中。

根據成像透鏡L，在整體上由五個透鏡構成的成像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5的每一透鏡元件的組態被最佳化。因此，有可能達成一種透鏡系統，透鏡系統具有高解析度效能，同時減低透鏡系統的總長度。

在成像透鏡L中，為了增強成像透鏡L的效能，理想的是，將第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一透鏡的至少一個表面形成為非球面表面。

另外，理想的是，構成成像透鏡L的透鏡L1至L5中的每一者不被形成為黏合透鏡(cemented lens)，而是形成為單透鏡(single lens)。原因為：與透鏡L1至L5中的任一者經形成為黏合透鏡的狀況相比較，由於非球面表面的數目增加，故在每一透鏡的設計方面的自由度得以增強，且有可能適當地達成透鏡的總長度縮減。

另外，舉例而言，如在根據第一實施例至第五實施例的成像透鏡中，當將成像透鏡L的第一透鏡L1至第五透鏡L5的每一透鏡組態設定成使得總視角等於或大於60度時，可將成像透鏡L適當地應用至常常用於特寫拍攝(close-up shot)的手機終端機以及類似者。

緊接著，將詳細地描述如上文所描述而組態的成像透鏡L的條件式的效應以及優點。

首先，整個系統的焦距f以及第四透鏡L4與第五透鏡L5的複合焦距f45滿足以下條件式(1)。

0.043<f/f45<0.186 (1)

條件式(1)定義整個系統的焦距f對第四透鏡L4與第五透鏡L5的複合焦距f45的比率的理想數值範圍。藉由維持第四透鏡L4與第五透鏡L5的正複合折射能力，使得f/f45大於條件式(1)的下限，特別是在中間視角下，有可能更適當地防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角變大。此外，有可能適當地校正失真(失真像差)以及橫向色像差。另外，在縮減總長度方面有利的是維持第四透鏡L4與第五透鏡L5的正複合折射能力，使得f/f45小於條件式(1)的上限。為了進一步增強效應，理想的是滿足條件式(1-1)，且更理想的是滿足條件式(1-2)。

0.053<f/f45<0.178 (1-1)

0.063<f/f45<0.17 (1-2)

整個系統的焦距f以及第四透鏡L4的焦距f4滿足以下條件式(2)。

0.961<f/f4<1.785 (2)

條件式(2)定義整個系統的焦距f對第四透鏡L4的焦距f4的比率的理想數值範圍。藉由保全第四透鏡L4的正折射能力，使得f/f4大於條件式(2)的下限，第四透鏡L4的正折射能力相對於整個系統的折射能力不變得過度地弱，且因此，特別是在中間視角下，有可能更適當地防止穿過光學系統且入射至成像表面(成像器件)上的光線的入射角變大。此外，有可能適當地校正失真(失真像差)以及橫向色像差。藉由維持第四透鏡L4的正折射能力，使得f/f4小於條件式(2)的上限，第四透鏡L4的正折射能力相對於整個系統的折射能力不變得過度地強，且因此有可能適當地校正球面像差以及像散性。為了進一步增強效應，理想的是滿足條件式(2-1)，且更理想的是滿足條件式(2-2)。

1<f/f4<1.681 (2-1)

1<f/f4<1.58 (2-2)

如上文所描述，根據本新型創作的實施例的成像透鏡，在整體上由五個透鏡構成的成像透鏡中，每一透鏡元件的組態被最佳化。因此，有可能達成一種透鏡系統，透鏡系統具有高解析度效能，同時減低透鏡系統的總長度。

如在上述成像透鏡中，專利文件1或專利文件2中揭露的透鏡系統自物件側起按次序亦實質上由以下各者組成：第一透鏡，具有正折射能力；第二透鏡，具有負折射能力；第三透鏡，具有負折射能力；第四透鏡，具有正折射能力；以及第五透鏡，具有負折射能力，且透鏡系統是由具備第一透鏡至第三透鏡的攝遠型第一透鏡群組以及具備第四透鏡與第五透鏡的攝遠型第二透鏡群組構成。然而，在專利文件1或專利文件2中揭露的透鏡系統中，第五透鏡的負折射能力過度地強，且因此，為了在折射能力方面達成平衡，藉由保全第四透鏡的中心厚度而使第四透鏡的折射能力強。出於此原因，由第四透鏡以及第五透鏡構成的第二透鏡群組的軸上長度未足夠地縮減。舉例而言，假定光軸上自第一透鏡的物件側表面至影像平面的距離(成像透鏡的總長度)為L，且整個系統的焦距為f，則在專利文件1中比率L/f為約1.24，且在專利文件2中比率L/f為約1.17至1.26。

與此對比，根據成像透鏡L，如條件式(1)以及(2)所展示，由第四透鏡L4與第五透鏡L5構成的第二透鏡群組的折射能力以及第四透鏡L4的折射能力經適當地設定成相對於整個透鏡的折射能力不變得過度地強。因此，為了保全第四透鏡L4的折射能力，沒有必要增加第四透鏡L4的中心厚度，且有可能在光軸方向上縮減第二透鏡群組的長度。結果，有可能更適當地達成總長度縮減。舉例而言，在第一實施例至第五實施例中，上述L/f為約1.12至1.15。

藉由適當地滿足理想條件，有可能達成較高成像效能。此外，根據實施例的成像裝置，輸出基於光學影像的成像信號，光學影像是藉由根據實施例的高效能成像透鏡而形成。因此，有可能在自中心視角至周邊視角的範圍內以高解析度來獲得所攝影的影像。

緊接著，將描述根據本新型創作的實施例的成像透鏡的特定數值實例。在下文中，將集體地描述多個數值實例。

稍後將給出的表1以及表2展示對應於圖1所展示的成像透鏡的組態的特定透鏡資料。具體而言，表1展示基本透鏡資料，且表2展示關於非球面表面的資料。在表1所展示的透鏡資料中，表面編號Si的行展示實例1的成像透鏡中的第i表面的表面編號。最靠近物件側的透鏡元件的表面為第一表面(孔徑光闌St為第一表面)，且表面編號朝向影像側順序地增加。曲率半徑Ri的行展示自物件側起以對應於圖1中的參考標記Ri的第i表面的曲率半徑的值(mm)。同樣地，軸上表面間隔Di的行展示自物件側起光軸上的第i表面Si與第(i+1)表面Si+1之間的在光軸上的空間(mm)。Ndj的行展示自物件側起第j光學元件針對d線(587.56nm)的折射率的值。vdj的行展示自物件側起第j光學元件針對d線的阿貝(Abbe)數的值。

在根據實例1的成像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一者的兩個表面皆為非球面。在表1所展示的基本透鏡資料中，此等非球面表面的曲率半徑被表示為接近光軸的曲率半徑(近軸曲率半徑)的數值。

表2展示根據實例1的成像透鏡系統中的非球面表面資料。在被表示為非球面表面資料的數值中，參考標記「E」意謂：在「E」之後的數值為具有為10的基數的「指數(exponential)」，且具有為10的基數且由指數函數表達的此數值乘以在「E」之前的數值。舉例而言，此意謂：「1.0E-02」為「1.0×10^-2 」。

作為非球面表面資料，展示由以下表式(A)表示的非球面表面表式中的係數Ai以及KA的值。具體而言，Z表示自非球面表面上處於距光軸的高度h的點至與非球面表面的頂點接觸的平面的垂線的長度(mm)(此平面垂直於光軸)。

Z=C．h² /{1+(1-KA．C² ．h² )^1/2 }+ΣAi．hⁱ (A)

此處，Z為非球面表面的深度(mm)，h為自光軸至透鏡表面的距離(高度)(mm)，C為近軸曲率=1/R

(R：近軸曲率半徑)，Ai為i階非球面表面係數(i為等於或大於3的整數)，且KA為非球面表面係數。

以相似於根據上述實例1的成像透鏡的方式，表3至表10將特定透鏡資料展示為實例2至實例5，特定透鏡資料對應於圖2至圖5所展示的成像透鏡的組態。在根據實例1至實例5的成像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一者的兩個表面皆為非球面。

圖6的區段A至區段D分別展示實例1的成像透鏡中的球面像差、像散性(場曲率)、失真(失真像差)以及橫向色像差(放大色像差)。說明球面像差、像散性(場曲率)以及失真(失真像差)的每一像差圖展示針對作為參考波長的d線(587.56nm的波長)的像差。球面像差圖的圖解以及橫向色像差圖的圖解亦展示針對F線(486.1nm的波長)以及C線(656.27nm的波長)的像差。球面像差的圖解亦展示針對g線(435.83nm的波長)的像差。在像散性的圖解中，實線指示在矢狀方向(S)上的像差，且虛線指示在切線方向(T)上的像差。Fno.指示F數，且ω指示半視角。

同樣地，圖6的區段A至區段D直至圖10的區段A至區段D展示實例2至實例5的成像透鏡的各種像差。

表11集體地展示根據本新型創作的實例1至實例5的條件式(1)以及(2)的值。在表11中，Fno.為F數，f為整個系統的焦距，Bf為光軸上自最靠近影像側的透鏡的影像側表面至影像平面的距離(Bf對應於後焦距)，L為光軸上自第一透鏡L1的物件側表面至影像平面的距離，且2ω為總視角。Bf為空氣轉換長度(air conversion length)，亦即，指示藉由對光學構件PP的厚度進行空氣轉換而計算的值。同樣地，L的後焦距部分使用空氣轉換長度。自表11可看出，所有實例1至實例5滿足條件式(1)以及(2)。

應注意，各別表展示被捨入至預定小數位數的數值。關於數值的單位，「°」是用於角度，且「mm」是用於長度。然而，彼等單位僅僅為實例，且由於光學系統即使在被按比例增大或按比例縮小時亦具有相同光學效能，故可使用其他適當單位。

自上述數值資料以及像差圖可看出，在每一實例中，達成高成像效能，同時縮減總長度。

本新型創作的成像透鏡不限於上述實施例以及實例，且可被修改至各種形式。舉例而言，透鏡元件的曲率半徑、軸上表面間隔、折射率、阿貝數、非球面表面係數以及類似者的值不限於數值實例中展示的值，且可具有不同值。

另外，在所有實例中的每一者的描述中，前提是，使用具有固定焦點的成像透鏡，但可有可能採用焦點是可調整的組態。舉例而言，成像透鏡可經組態成使得藉由延伸整個透鏡系統或藉由在光軸上移動一些透鏡而使自動調焦成為可能。另外，本新型創作的成像透鏡可經組態成使得：在光軸附近以彎月面形狀而形成的每一透鏡中，將在光軸附近具有彎月面形狀的曲率半徑的大絕對值的表面設定為平坦。換言之，在光軸附近以彎月面形狀而形成的透鏡可為平凸透鏡或平凹透鏡，此透鏡的具有彎月面形狀的曲率半徑的大絕對值的表面平坦。