TWM484126U - 攝像透鏡及包含攝像透鏡的攝像裝置 - Google Patents

Description

攝像透鏡及包含攝像透鏡的攝像裝置

本發明是關於一種在諸如電荷耦合設備(charge coupled device,CCD)以及互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的攝像元件上形成被攝物的光學影像的固定焦點攝像透鏡，且是關於一種攝像裝置，諸如，數位靜態攝影機、具有攝影機之手機、行動資訊終端機(個人數位助理(personaol digital awssistance,PDA))、智慧型電話、平板電腦終端機以及行動遊戲機，其上安裝有攝像透鏡以進行攝影。

隨著個人電腦在家庭中變得普及，能夠將關於拍攝的場景、人物以及其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急速地散播開來。另外，裝設了用於輸入影像的攝影機模組的手機、智慧型電話或平板電腦終端機已日益增加。此等具有攝像功能的裝置使用攝像元件，諸如，CCD以及CMOS。近來，因為攝像元件已小型化，所以亦存在使攝像裝置的整體以及安裝 於其上的攝像透鏡小型化的需求。另外，由於攝像元件中包含的像素的數目亦已增加，因此存在增強攝像透鏡的解析度以及效能的要求。舉例而言，存在對對應於5百萬或更高像素的高解析度的效能且較佳對對應於8百萬或更高像素的高解析度的效能的要求。

為了滿足此等需求，可考慮攝像透鏡由五個或六個相對多的觸目的透鏡構成。舉例而言，美國專利申請公開案第20110249346號(專利文獻1)提議一種由五個透鏡構成的攝像透鏡。專利文獻1中揭露的攝像透鏡實質上由自物側起按次序的五個透鏡組成：具有正折射能力的第一透鏡、具有負折射能力的第二透鏡、具有負折射能力的第三透鏡、具有正折射能力的第四透鏡以及具有負折射能力的第五透鏡。

詳言之，對於在已縮短薄行化的裝置(諸如，手機、智慧型電話或平板電腦終端機)中使用的攝像透鏡，增加越來越多對縮短縮短透鏡的總長度的要求。因此，有必要進一步縮短縮短在專利文獻1中揭露的攝像透鏡的總長度。

本發明已鑒於上文提及的情況來進行，且其目標為提供一種在達成縮短其總長度的同時能夠達成在自中心視角至周邊視角的範圍中的高攝像效能縮短的攝像透鏡。本發明的另一目標為提供一種攝像裝置，其能夠經由安裝於其上的攝像透鏡獲得具有高解析度的所拍攝的影像。

本發明的攝像透鏡為一種攝像透鏡，其實質上由自物側 起按次序的五個透鏡組成：第一透鏡，其具有雙凸面形狀；第二透鏡，其具有負折射能力；第三透鏡，其具有負折射能力且具有凹面朝向物側的彎月形透鏡形狀；第四透鏡，其具有正折射能力；以及第五透鏡，其具有負折射能力，且具有凹面朝向像側且其像側表面具有極值點的非球面形狀，其中滿足以下條件表達式(1)以及(2)：-2<f/f45<0 (1)，以及0<f/f4<0.84 (2)，其中f為整個系統的焦距，f45為第四透鏡以及第五透鏡的複合焦距(composite focal length)，以及f4為第四透鏡的焦距。

根據本發明的攝像透鏡，在總體上由五個透鏡構成的攝像透鏡中，第一至第五透鏡的每一透鏡元件的組態已經最佳化。因此，有可能達成在縮短其總長度的同時具有高解析度效能縮短的透鏡系統。

在本發明的攝像透鏡中，「實質上由五個透鏡組成」的語句意謂本發明的攝像透鏡不僅可包含五個透鏡，而且可包含實質上不具有折射能力的透鏡、光學元件(諸如，光闌以及保護玻璃，其並非透鏡)、機構零件(諸如，透鏡凸緣、透鏡鏡筒、攝像元件以及手震模糊校正機構)以及其類似者。當透鏡包含非球面 表面時，上述透鏡的表面形狀以及折射能力的參考記號在近軸區域中考慮。

在本發明的攝像透鏡中，藉由使用且滿足以下理想的組態，有可能使其光學效能更好。

在本發明的攝像透鏡中，理想的是第二透鏡具有凹面朝向像側。

在本發明的攝像透鏡中，理想的是第四透鏡具有凹面朝向物側的彎月形透鏡形狀。

在本發明的攝像透鏡中，理想的是在第一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。

理想的是本發明的攝像透鏡滿足以下條件表達式(1-1)至(3-2)中的任一者。應注意，作為理想的模式，可滿足條件表達式(1-1)至(3-2)中的任一者，或可滿足其任意組合。

-1.62<f/f45<-0.15 (1-1)，-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)，0.05<f/f4<0.82 (2-1)，0.1<f/f4<0.8 (2-2)，-1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0 (3)，-0.5<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.01 (3-1)，以及-0.1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.03 (3-2)，其中f為整個系統的焦距，f45為第四透鏡以及第五透鏡的複合焦距，f4為第四透鏡的焦距，R3r為第三透鏡的像側表面的近軸曲率半徑，以及 R3f為第三透鏡的物側表面的近軸曲率半徑。

本發明的攝像裝置包含本發明的攝像透鏡。

根據本發明的攝像透鏡，在總體上由五個透鏡構成的攝像透鏡中，每一透鏡元件的組態已經最佳化，且特定言之，適當地形成第五透鏡的形狀。因此，有可能達成在縮短其總長度的同時具有在自中心視角至周邊視角之範圍中的高解析度效能縮短的透鏡系統。

另外，根據本發明的攝像裝置，輸出基於由本發明的具有高攝像效能的攝像透鏡形成的光學影像的攝像信號。因此，有可能獲得具有高解析度的所拍攝的影像。

1‧‧‧攝像裝置

2‧‧‧軸上光線

3‧‧‧最大視角下的光線

100‧‧‧攝像元件

501‧‧‧攝像裝置

541‧‧‧攝影機單元

CG‧‧‧光學構件

D1~D13‧‧‧軸上表面間距

L‧‧‧攝像透鏡

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~R13‧‧‧曲率半徑

R14‧‧‧影像平面

St‧‧‧孔徑光闌

Z1‧‧‧光軸

圖1為說明根據本發明的實施例且對應於實例1的攝像透鏡的第一組態實例的透鏡截面圖。

圖2為說明根據本發明的實施例且對應於實例2的攝像透鏡的第二組態實例的透鏡截面圖。

圖3為說明根據本發明的實施例且對應於實例3的攝像透鏡的第三組態實例的透鏡截面圖。

圖4為說明根據本發明的實施例且對應於實例4的攝像透鏡的第四組態實例的透鏡截面圖。

圖5為說明根據本發明的實施例且對應於實例5的攝像透鏡的第五組態實例的透鏡截面圖。

圖6為說明根據本發明的實施例且對應於實例6的攝像透鏡 的第六組態實例的透鏡截面圖。

圖7為說明根據本發明的實例1的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出橫向色像差。

圖8為說明根據本發明的實例2的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出橫向色像差。

圖9為說明根據本發明的實例3的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出橫向色像差。

圖10為說明根據本發明的實例4的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊面B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出橫橫向色像差。

圖11為說明根據本發明的實例5的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出橫向色像差。

圖12為說明根據本發明的實例6的攝像透鏡的各種像差的像差圖，其中區塊A示出球面像差，區塊B示出正弦條件違規量，區塊C示出像散(像場彎曲)，區塊D示出畸變，且區塊E示出 橫向色像差。

圖13為說明為包含根據本發明的攝像透鏡的手機終端機的攝像裝置的圖。

圖14為說明為包含根據本發明的攝像透鏡的智慧型電話的攝像裝置的圖。

下文將參照隨附圖式詳細描述本發明的實施例。

圖1示出根據本發明的第一實施例的攝像透鏡的第一組態實例。所述組態實例對應於稍後將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6示出對應於根據稍後將描述的第二至第六實施例的攝像透鏡的第二至第六組態實例的截面。第二至第六組態實例對應於稍後將描述的第二至第六數值實例(表3至表12)的透鏡組態。在圖1至圖6中，參考記號Ri表示第i個表面的曲率半徑，其中數字i為當將最靠近物側的透鏡元件的表面視為第一表面時隨著其更靠近像側(攝像側)依序增大的序號。參考記號Di表示在光軸Z1上的在第i個表面與第(i+1)個表面之間的軸上表面間距。由於各別組態實例在組態上基本上類似，因此以下描述將基於圖1中所示出的攝像透鏡的第一組態實例來給出，且亦將在必要時描述圖2至圖6中示出的組態實例。另外，圖1至圖6亦示出來自無限遠的距離處的物件點的軸上光線2以及最大視角下的光線3的光學路徑。

根據本發明的實施例的攝像透鏡L適合於在使用諸如CCD以及CMOS的攝像元件的各種攝像裝置中使用。特別是，攝 像透鏡L適合於在相對小型行動終端機裝置(諸如，數位靜態攝影機、具有攝影機的手機、智慧型電話、平板電腦終端機以及PDA)中使用。攝像透鏡L沿著光軸Z1包含第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4以及第五透鏡L5(自物側起按此次序)。

圖13為說明手機終端機(其為根據本發明的實施例的攝像裝置1)的示意圖。根據本發明的實施例的攝像裝置1包含根據本發明實施例的攝像透鏡L以及攝像元件100(參照圖1)，諸如，CCD，其基於由攝像透鏡L形成的光學影像輸出攝像信號。攝像元件100配置於攝像透鏡L的影像形成表面(影像平面R14)處。

圖14為說明智慧型電話(其為根據本發明的實施例的攝像裝置501)的示意圖。根據本發明的實施例的攝像裝置501包含攝影機單元541，其包含根據本發明實施例的攝像透鏡L以及攝像元件100(參照圖1)，諸如，CCD，其基於由攝像透鏡L形成的光學影像輸出攝像信號。攝像元件100配置於攝像透鏡L的影像形成表面(影像平面R14)處。

可基於其上安裝了攝像透鏡的攝影機的組態將各種光學構件CG配置於第五透鏡L5與攝像元件100之間。舉例而言，可配置平板型光學構件，諸如，用於保護攝像表面的保護玻璃以及紅外線截止濾光器(Infrared-red cut filter)。在此狀況下，舉例而言，已塗覆具有濾光器(諸如，紅外線截止濾光器以及ND濾光器)的效果的塗層的平板型保護玻璃或具有相同效果的材料可用作光學構件CG。

或者，可藉由將塗層塗覆至第五透鏡L5或其類似者而 不使用光學構件CG來對第五透鏡L5或其類似者給予類似於光學構件CG的效果。藉此，有可能減少組件的數目，以及縮短總長度。

另外，理想的是攝像透鏡L包含孔徑光闌St。根據圖1中示出的第一實施例的攝像透鏡為孔徑光闌St配置於第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的組態實例，且根據圖2至圖6中示出的第二至第六實施例的攝像透鏡為孔徑光闌St配置於第二透鏡L2與第三透鏡L3之間的組態實例。

在攝像透鏡L中，第一透鏡L1具有正折射能力，且在光軸附近具有雙凸面形狀。藉此，有可能對第一透鏡L1提供充分折射能力，而不使第一透鏡L1的每一表面的曲率半徑的絕對值小於所必要的絕對值，且因此，有可能適當地縮短總透鏡長度，同時良好地校正球面像差以及像散。如在第一至第六實施例中所示出，當第一透鏡L1的物側表面的曲率半徑的絕對值經設定為小於第一透鏡L1的像側表面的曲率半徑的絕對值時，有可能更適當地縮短總長度。另外，藉由按非球面形狀形成第一透鏡L1，有可能更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。另外，理想的是第二透鏡L2在光軸附近具有凹面朝向像側。在此狀況下，有可能良好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，且因此變得易於縮短總長度。

第三透鏡L3具有負折射能力。另外，第三透鏡L3具有在光軸附近凹面朝向物側的彎月形透鏡形狀。藉此，與第三透鏡L3具有在光軸附近凹面朝向像側的彎月形透鏡形狀的狀況相比較，有可能按良好的平衡校正球面像差，同時抑制在整個螢幕區 中的像散以及彗形像差的出現。

另外，理想的是將第三透鏡L3的焦距的絕對值|f3|設定至第一透鏡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，有可能更適當地減少第三透鏡L3的表面的形狀的改變對整個系統的焦距f的效果，且因此，可靈活地設計第三透鏡L3以具有適合於校正各種像差的表面的形狀。

第四透鏡L4在光軸附近具有正折射能力。如在第一至第六實施例中所示出，理想的是第四透鏡L4具有在光軸附近凹面朝向物側的彎月形透鏡形狀。藉此，與第四透鏡L4的每一表面在光軸附近都是朝向像側的凹面的狀況相比較，有可能進一步減小入射至第四透鏡L4的每一表面上的光線的入射角，且因此，有可能按良好的平衡校正球面像差，同時抑制像散以及彗形像差的出現。

第五透鏡L5在光軸附近具有負折射能力。藉由使最靠近攝像透鏡的像側配置的第五透鏡L5具有負折射能力，有可能適當地縮短總長度。另外，由於具有負折射能力的第五透鏡L5配置於具有正折射能力的第四透鏡L4的像側，因此有可能適當地校正橫向色像差以及像場彎曲。

另外，第五透鏡L5在光軸附近具有凹面朝向像側，且具有其像側表面具有極值點的非球面形狀。因此，當藉由應用第五透鏡L5的像側表面的在光軸附近的表面形狀的負折射能力獲得縮短總長度的效果時，有可能藉由在徑向方向上應用在第五透鏡L5的像側表面的極值點外的表面形狀的正折射能力來抑制在正方向上的畸變(畸變像差)的發生。另外，藉由使第五透鏡L5 具有在光軸附近凹面朝向像側的非球面形狀且在像側表面上具有極值點，有可能良好地校正像場彎曲，且因此有可能在自中心視角至周邊視角的範圍中達成高解析度效能。為了達成此效果，第五透鏡L5的像側表面的極值點可在第五透鏡L5的徑向方向上配置於第五透鏡L5的像側表面與具有最大視角的主光線的交叉點的內部的任意位置處。

應注意，在本發明描述中，「極值點」意謂當藉由(r,fx(r))表示在有效直徑內的透鏡表面上的點時函數fx(r)處於最大值或最小值的點。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在距離r處之位置的函數為fx(r)。本發明描述的各別實施例的所有極值點為切平面垂直於光軸所處之極值點。

另外，藉由使第五透鏡L5具有朝向像側的凹面且使第五透鏡L5的像側表面具有具至少一極值點的非球面形狀(特別是在攝像區的周邊部分中)，有可能防止穿過光學系統且入射至攝像表面(攝像元件)上的光線的入射角變大。應注意，本文中描述的攝像區的周邊部分意謂在徑向方向上在高度的約50%之外。此處，高度為具有最大視角的主光線與表面的交叉點距光軸的高度。

根據攝像透鏡L，在總體上由五個透鏡構成的攝像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5的每一透鏡元件的組態已經最佳化。因此，有可能達成在縮短其總長度的同時具有高解析度效能的透鏡系統。

在攝像透鏡L中，為了增強其效能，理想的是第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一透鏡的至少一表面形成為非球面表面。

另外，理想的是構成攝像透鏡L的透鏡L1至L5中的每一者不形成為膠合透鏡，而形成為單一透鏡。原因在於：與透鏡L1至L5中的任一者形成為膠合透鏡的狀況相比較，由於非球面表面的數目增加，因此在每一透鏡的設計中的自由度增強了，且有可能適當地達成其總長度的縮短。

另外，舉例而言，如在根據第一至第六實施例的攝像透鏡中，當攝像透鏡L中的第一透鏡L1至第五透鏡L5的每一透鏡組態經設定使得總視角等於或大於60度時，可將攝像透鏡L適當地應用於常常在拍攝特寫中使用的手機終端機以及其類似者。

接下來，將詳細描述如上文所示出般構成的攝像透鏡L的條件表達式的效果以及優勢。應注意，攝像透鏡L滿足稍後將描述的條件表達式(1)以及(2)。另外，關於稍後將描述的除條件表達式(1)以及(2)(條件表達式(1-1)至(3-2))以外的條件表達式，理想的是攝像透鏡L滿足條件表達式中的任一者或任意組合。理想的是根據攝像透鏡L所需的因素來適當選擇欲滿足的條件表達式。

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

-2<f/f45<0 (1)

條件表達式(1)定義整個系統的焦距f對第四透鏡L4以及第五透鏡L5的複合焦距f45的比率的理想的數值範圍。藉由抑制第四透鏡L4以及第五透鏡L5的負複合折射能力使得f/f45大於條件表達式(1)的下限，從而不必使由第一透鏡L1至第三透鏡L3構成的第一透鏡群組的正折射能力比所必要的正折射能力 強，且有可能抑制高階球面像差以及彗形像差的發生。因此，有可能適當地達成總長度的縮短以及高解析度效能。另外，其在縮短總長度以確保第四透鏡L4以及第五透鏡L5的負複合折射能力使得f/f45小於條件表達式(1)的上限中為有利的。為了進一步增強效果，更理想的是滿足條件表達式(1-1)，且甚至更理想的是滿足條件表達式(1-2)。

-1.62<f/f45<-0.15 (1-1)

-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)

另外，整個系統的焦距f以及第四透鏡L4的焦距f4滿足以下條件表達式(2)。

0<f/f4<0.84 (2)

條件表達式(2)定義整個系統的焦距f對第四透鏡L4的焦距f4的比率的理想的數值範圍。藉由確保第四透鏡L4的折射能力使得f/f4大於條件表達式(2)的下限，第四透鏡L4的正折射能力不會相對於整個系統的折射能力而言變得過弱，且因此，有可能適當地校正橫向色像差。藉由維持第四透鏡L4的折射能力使得f/f4小於條件表達式(2)的上限，第四透鏡L4的正折射能力不會相對於整個系統的折射能力而言變得過強，且有可能平衡地設定配置於第四透鏡L4的像側的第五透鏡L5的負折射能力，以便在校正各種像差中為有利的。因此，有可能良好地校正橫向色像差、像散、彗形像差以及畸變。為了進一步增強效果，更理想的是滿足條件表達式(2-1)，且甚至更理想的是滿足條件表達式(2-2)。

0.05<f/f4<0.82 (2-1)

0.1<f/f4<0.8 (2-2)

理想的是第三透鏡L3的物側表面的近軸曲率半徑R3f以及第三透鏡L3的像側表面的近軸曲率半徑R3r滿足以下條件表達式(3)。

-0.1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0 (3)

條件表達式(3)定義以下兩者中的每一者：第三透鏡L3的物側表面的近軸曲率半徑R3f的理想的數值範圍，以及第三透鏡L3的像側表面的近軸曲率半徑R3r的理想的數值範圍。藉由設定第三透鏡L3的物側表面的近軸曲率半徑R3f以及第三透鏡L3的像側表面的近軸曲率半徑R3r使得(R3f-R3r)/(R3f+R3r)大於條件表達式(3)的下限，有可能抑制球面像差的發生。藉由設定第三透鏡L3的物側表面的近軸曲率半徑R3f以及第三透鏡L3的像側表面的近軸曲率半徑R3r使得(R3f-R3r)/(R3f+R3r)小於條件表達式(3)的上限，有可能按良好的平衡校正球面像差、像散以及彗形像差。為了進一步增強此效果，更理想的是滿足以下條件表達式(3-1)，且甚至更理想的是滿足條件表達式(3-2)。

-0.5<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.01 (3-1)

-0.1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.03 (3-2)

如上所述，根據本發明的實施例的攝像透鏡，在總體上由五個透鏡構成的攝像透鏡中，每一透鏡元件的組態已經最佳化。因此，有可能達成在縮短其總長度的同時具有高解析度效能的透鏡系統。

前述攝像透鏡實質上由自物側起按次序的以下各者組成：第一透鏡，其具有正折射能力；第二透鏡，其具有負折射能 力；第三透鏡，其具有負折射能力；第四透鏡，其具有正折射能力；以及第五透鏡，其具有負折射能力。此外，透鏡由包含第一至第三透鏡且具有正折射能力的第一透鏡群組以及包含第四透鏡以及第五透鏡且具有負折射能力的第二透鏡群組構成。因此，藉由使整個攝像透鏡具有具正折射能力的第一透鏡群組以及具負折射能力的第二透鏡群組自物側起按次序配置的攝遠型組態，有可能適當地縮短總長度。另外，在攝像透鏡中，藉由滿足條件表達式(1)以及(2)且適當地設定第四透鏡L4以及第五透鏡L5的折射能力，進一步增強了縮短總長度的效果。舉例而言，假定光軸上自第一透鏡L1的物側表面至影像平面的距離(攝像透鏡的總長度)為L且整個系統的焦距為f，則在第一至第六實施例中，指示總透鏡長度對整個系統的焦距f的比率的攝遠比L/f為約1.01至1.025。

與此對比，在專利文獻1中揭露的透鏡系統中，由第四透鏡以及第五透鏡構成的第二透鏡群組的折射能力未得到適當設定，且因此總透鏡長度未得到充分地縮短。舉例而言，在專利文獻1中揭露的透鏡系統的攝遠比L/f為約1.027。

藉由滿足適當理想的條件，有可能達成較高攝像效能。此外，根據實施例的攝像裝置，輸出基於由根據實施例的高效能攝像透鏡形成的光學影像的攝像信號。因此，有可能獲得具有在自中心視角至周邊視角的範圍中的高解析度的所拍攝的影像。

接下來，將描述根據本發明的實施例的攝像透鏡的具體數值實例。在下文中，將一起描述多個數值實例。

稍後將給出的表1以及表2示出對應於圖1中示出的攝 像透鏡的組態的特定透鏡資料。特別是，表1示出基本透鏡資料，且表2示出關於非球面表面的資料。在表1中示出的透鏡資料中，表面編號Si的欄示出在實例1的攝像透鏡中的第i個表面的表面編號。最靠近物側的透鏡元件的表面為第一表面(孔徑光闌St為第一個)，且表面編號朝向像側依序增大。曲率半徑Ri的欄示出距物側的第i個表面的曲率半徑的值(毫米)以對應於圖1中的參考記號Ri。同樣地，軸上表面間距Di的欄示出在光軸上的自物側起的第i個表面Si與第(i+1)個表面Si+1之間的在光軸上的間距(毫米)。Ndj的欄示出針對d-線(587.56奈米)的自物側起的第j個光學元件的折射率的值。νdj的欄示出針對d-線的自物側起的第j個光學元件的阿貝(Abbe)數的值。

在根據實例1的攝像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一者的兩個表面為非球面。在表1中示出的基本透鏡資料中，將此等非球面表面的曲率半徑表示為在光軸附近的曲率半徑(近軸曲率半徑)的數值。

表2示出根據實例1的攝像透鏡系統中的非球面表面資料。在表示為非球面表面資料的數值中，參考記號「E」意謂：在此之後的數值為具有底數為10的「指數」，且藉由指數函數表達的具有底數為10的此數值乘以在「E」之前的數值。舉例而言，此情形意謂「1.0E-02」為「1.0×10^-2 」。

關於非球面表面資料，示出在藉由以下表達式(A)表示的非球面表面表達式中的係數Ai以及KA的值。具體言之，Z表示在距光軸的高度h處的非球面表面上的點至與非球面表面的頂點接觸的平面(所述平面垂直於光軸)的垂直長度(毫米)。

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(毫米)，h為自光軸至透鏡表面的距離(高度)(毫米)，C為近軸曲率=1/R(R：近軸曲率半徑)，Ai為第i階非球面表面係數(i為等於或大於3的整數)，以及KA為非球面表面係數。

如在根據上文提及的實例1的攝像透鏡中，表3至表12示出具體透鏡資料(如實例2至6)，其對應於在圖2至圖6中示出的攝像透鏡的組態。在根據實例1至6的攝像透鏡中，第一透鏡L1至第五透鏡L5中的每一者的兩個表面為非球面。

圖7，區塊A至區塊E分別示出實例1的攝像透鏡中的球面像差、正弦條件違規量、像散(像場彎曲)、畸變(畸變像差)以及橫向色像差(放大的色像差)。說明球面像差、正弦條件違規量、像散(像場彎曲)以及畸變(畸變像差)的每一像差圖是針對d-線(587.56奈米的波長)為參考波長的像差。球面像差圖的圖以及橫向色像差圖的圖亦示出針對F-線(486.1奈米的波長)以及C-線(656.27奈米的波長)的像差。球面像差的圖亦示出針對g-線(435.83奈米的波長)的像差。在像散的圖中，實線表示在弧矢方向(S)上的像差，且虛線表示在切向方向(T)上的像差。Fno.表示F數，且ω表示半視角。

同樣地，圖8的區塊A至區塊E至圖12的區塊A至區 塊E示出實例2至6的攝像透鏡的各種像差。

表13一起示出根據本發明的實例1至6的條件表達式(1)以及(3)的值。在表13中，Fno.為F數，f為整個系統的焦距，Bf為光軸上自透鏡的最靠近像側的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的物側表面至影像平面的距離，且2ω為總視角。Bf為空氣換算長度，亦即，表示藉由空氣來換算光學構件CG的厚度而計算的值。同樣地，L的後焦距部分使用空氣換算長度。如可自表13看出，所有實例1至6滿足條件表達式(1)以及(3)。

應注意，各種表示出四捨五入至預定小數位的數值。關於數值的單位，「度」用於角度，且「毫米」用於長度。然而，那些單位僅為實例，且可使用其他適當單位，此情形是由於光學系統甚至在按比例擴大或按比例縮小時仍具有相同的光學效能。

如可自上文提及的數值資料以及像差圖看出，在每一實例中，達成高攝像效能，同時縮短總長度。

本發明的攝像透鏡不限於上文提及的實施例以及實例，且可經修改至各種形式。舉例而言，透鏡元件的曲率半徑、軸上表面間距、折射率、阿貝數、非球面表面係數以及其類似者的值不限於在數值實例中示出的值，且可具有不同值。

另外，在所有實例中的每一者的描述中，前提為：使用具有固定焦點的攝像透鏡，但有可能採用焦點可調整的組態。舉例而言，可按以下方式構成攝像透鏡：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，有可能進行自動調焦。另外，在按光軸附近具有彎月形透鏡形狀所形成的每一透鏡中，本發明 的攝像透鏡可構成將在光軸附近的彎月形透鏡形狀的具有大絕對值之曲率半徑的表面設定為平坦的。換言之，按在光軸附近的彎月形透鏡形狀形成的透鏡可為平凸透鏡或平凹透鏡，其具有彎月形透鏡形狀的大絕對值之曲率半徑的表面為平坦的。

[表9]實例5

2‧‧‧軸上光線

3‧‧‧最大視角下的光線

100‧‧‧攝像元件

CG‧‧‧光學構件

D1~D13‧‧‧軸上表面間距

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~R13‧‧‧曲率半徑

R14‧‧‧影像平面

St‧‧‧孔徑光闌

Z1‧‧‧光軸

Claims (12)

1. 一種攝像透鏡，其實質上由自物側起按次序的五個透鏡組成：第一透鏡，其具有雙凸面形狀；第二透鏡，其具有負折射能力；第三透鏡，其具有負折射能力且具有凹面朝向所述物側的彎月形透鏡形狀；第四透鏡，其具有正折射能力；以及第五透鏡，其具有負折射能力，且具有朝向像側凹入且其像側表面具有極值點的非球面形狀，其中滿足以下條件表達式(1)以及(2)：-2<f/f45<0 (1) 0<f/f4<0.84 (2)，其中f為整個系統的焦距，f45為所述第四透鏡以及所述第五透鏡的複合焦距，以及f4為所述第四透鏡的焦距。
2. 如申請專利範圍第1項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：-1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0 (3)，其中R3r為所述第三透鏡的像側表面的近軸曲率半徑，以及R3f為所述第三透鏡的物側表面的近軸曲率半徑。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中所述第二透鏡具有凹面朝向所述像側。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中所 述第四透鏡具有凹面朝向所述物側的彎月形透鏡形狀。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中在所述第一透鏡至所述第五透鏡的各別焦距的絕對值當中，所述第三透鏡的所述焦距的所述絕對值為最大值。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：-1.62<f/f45<-0.15 (1-1)。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：0.05<f/f4<0.82 (2-1)。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：-0.5<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.01 (3-1)，其中R3r為所述第三透鏡的像側表面的近軸曲率半徑，以及R3f為所述第三透鏡的物側表面的近軸曲率半徑。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：-1.3<f/f45<-0.3 (1-2)。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：0.1<f/f4<0.8 (2-2)。
11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝像透鏡，其中進一步滿足以下條件表達式：-0.1<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<-0.03 (3-2)，其中 R3r為所述第三透鏡的像側表面的近軸曲率半徑，以及R3f為所述第三透鏡的物側表面的近軸曲率半徑。
12. 一種攝像裝置，其包括：如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的攝像透鏡。