專(zhuān)利名稱：攝像透鏡和攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像透鏡和成像裝置。更具體地，本發(fā)明涉及適合于諸如數(shù)字照像機(jī)或配備了相機(jī)的便攜電話裝置的小型成像裝置的成像透鏡和使用該成像透鏡的成像裝置，該小型成像裝置使用固態(tài)成像元件，諸如CCD (電荷耦合器件)或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)。
背景技術(shù)：
一般已知諸如配備了相機(jī)的便攜電話裝置和數(shù)字照像機(jī)的成像裝置，該成像裝置使用大約3-5百萬(wàn)像素固態(tài)成像硬件，諸如CXD或CMOS，并且在其上安裝了大約2. 8的光圈 Fno的成像透鏡?，F(xiàn)在要求這樣的成像裝置在尺寸上更小，并且，要求在那些成像裝置上安裝的成像透鏡具有比以前更小的尺寸和更短的光學(xué)總長(zhǎng)。近些年來(lái)，在諸如配備了相機(jī)的便攜電話裝置的小型成像裝置中，成像元件已經(jīng)變得更小，并且變得能夠處理較大數(shù)量的像素。幾乎等同于數(shù)字照像機(jī)的具有高像素成像元件的模型已經(jīng)變得普遍。因此，要求在小型成像裝置上安裝的成像透鏡具有適合于這樣的高像素固態(tài)成像裝置的高透鏡性能。而且，存在對(duì)于具有更亮的光圈Fno的透鏡的需要，以防止因?yàn)楫?dāng)在暗處拍攝圖像時(shí)引起的噪聲導(dǎo)致的圖像質(zhì)量變差。這樣的小型和高性能成像透鏡的每個(gè)需要具有四透鏡結(jié)構(gòu)或具有更多透鏡的結(jié)構(gòu)(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文件I至5)。引用列表專(zhuān)利文件專(zhuān)利文件I :日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2004-4566專(zhuān)利文件2 :日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2002-365530專(zhuān)利文件3 :日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2006-293324專(zhuān)利文件4 :日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009-294527專(zhuān)利文件5 :日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2010-2643
發(fā)明內(nèi)容
在專(zhuān)利文件I中公開(kāi)的傳統(tǒng)透鏡具有三透鏡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在縮短光學(xué)總長(zhǎng)上是最有益的結(jié)構(gòu)。然而，近些年來(lái)，存在對(duì)于具有高分辨能力和小色(像)差的透鏡的需求，因?yàn)槌上裨婕按罅康南袼?。為了?shí)現(xiàn)該兩個(gè)特征，具有三透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡沒(méi)有足夠的透鏡來(lái)校正像差，并且難以使用這樣的三透鏡結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的光學(xué)性能。在專(zhuān)利文件I中公開(kāi)的傳統(tǒng)透鏡具有四透鏡結(jié)構(gòu)。該傳統(tǒng)透鏡以優(yōu)選的方式來(lái)校正各種像差，但是其光學(xué)總長(zhǎng)太長(zhǎng)，不能實(shí)現(xiàn)小尺寸。而且，在專(zhuān)利文件2中公開(kāi)的透鏡中，第一透鏡的光焦度(power)和第二透鏡的光焦度很強(qiáng)。因?yàn)榈诙哥R的光焦度特別強(qiáng)，所以在制造上的靈敏度很高，導(dǎo)致在生產(chǎn)率上的降低。
而且，在專(zhuān)利文件2中公開(kāi)的透鏡中，存在當(dāng)因?yàn)榈谝煌哥R的強(qiáng)光焦度導(dǎo)致使得光圈Fno更亮?xí)r出現(xiàn)的球面像差和彗形像差(coma aberration)的很大的不利影響，并且，特別難以保持在外圍部分處的高性能。專(zhuān)利文件3中公開(kāi)的傳統(tǒng)透鏡具有四透鏡結(jié)構(gòu)，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透鏡的總長(zhǎng)太大，不能實(shí)現(xiàn)小尺寸。而且，在專(zhuān)利文件3中公開(kāi)的透鏡中，第三透鏡的兩個(gè)表面具有凸形狀。因此，難以使用該透鏡來(lái)校正像差，并且在制造上的靈敏度高。而且，當(dāng)外圍光束被在專(zhuān)利文件3中公開(kāi)的透鏡全反射時(shí)，全反射的外圍光束被另一個(gè)表面進(jìn)一步反射，并且進(jìn)入成像元件。結(jié)果，可能形成幻象，并且顯著地使得圖像質(zhì)量變差。
專(zhuān)利文件4中公開(kāi)的傳統(tǒng)透鏡具有5透鏡結(jié)構(gòu)，并且具有高水平的像差校正能力。然而，透鏡的總長(zhǎng)也太大，不能實(shí)現(xiàn)小尺寸。一般，通過(guò)向具有四透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡加上校正透鏡來(lái)形成專(zhuān)利文件4中公開(kāi)的這個(gè)透鏡。如果光學(xué)總長(zhǎng)縮短，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，不能成功地校正當(dāng)使得光圈Fno更亮?xí)r在第一透鏡中出現(xiàn)的諸如球面像差或彗形像差的像差。專(zhuān)利文件5中公開(kāi)的傳統(tǒng)透鏡有具有高水平的像差校正能力的5透鏡結(jié)構(gòu)。然而，第一透鏡相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的焦距的光焦度弱，并且未實(shí)現(xiàn)在尺寸和高度(厚度)上的有效減小。已經(jīng)根據(jù)上面的情況作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明要提出一種很小和薄的成像透鏡和成像裝置，該成像透鏡實(shí)現(xiàn)高得足以用于具有8百萬(wàn)像素或更多的高像素成像元件的光學(xué)性能。為了解決上面的問(wèn)題，本發(fā)明的一種成像透鏡以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度(refractive power);孔徑光闌；第二透鏡,其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度。成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I)、(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40(2) ^lf31〈I. 50(3)-0. 20<^/^<0. 90其中f :整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距:第一透鏡的焦距f2 :第二透鏡的焦距，以及f3:第三透鏡的焦距。而且，在成像透鏡中，滿足下面的條件表達(dá)式(4)(4) (vc^+vcQ/2_vd3>20其中Vd1 :第一透鏡的阿貝(Abbe)數(shù)Vd2 :第二透鏡的阿貝數(shù)，以及Vd3 :第三透鏡的阿貝數(shù)。在成像透鏡中，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距和第五透鏡的焦距之間的關(guān)系滿足下面的條件表達(dá)式(5)(5)0. 5<|f5|/f<l. 8其中f :整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，以及f5 :第五透鏡的焦距。這個(gè)成像透鏡的基本特征在于，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。
在成像透鏡中，如果將光學(xué)總長(zhǎng)縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結(jié)果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當(dāng)尺寸增大并且光圈變大時(shí)變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補(bǔ)，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數(shù)量增加二個(gè)。利用在成像透鏡中的該布置，通過(guò)第二透鏡來(lái)抑制已經(jīng)在第一透鏡中出現(xiàn)的球面像差和彗形像差，并且也可以通過(guò)兩個(gè)新形成的校正平面來(lái)校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡和第二透鏡中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡抵消。在成像透鏡中，在分離的第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置孔徑光闌。因此，可以比在孔徑光闌比第一透鏡更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于在光學(xué)靈敏度上的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。對(duì)于成像透鏡指定的條件表達(dá)式(I)是用于指定在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)中相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第一透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果超過(guò)由條件表達(dá)式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太大，并且離軸(off-axis)像差校正，特別是像散(astigmatism)和場(chǎng)曲校正(fieldcurvaturecorrection)變得困難。結(jié)果,減小了在制造時(shí)的裝配的容易度。另一方面，如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不能縮短光學(xué)總長(zhǎng)，并且可能降低緊湊度。根據(jù)這一點(diǎn)，滿足條件表達(dá)式(I)是在成像透鏡中縮短光學(xué)全長(zhǎng)中的必要條件。對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(2)涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當(dāng)功率分配。絕對(duì)值被用作第三透鏡的焦距，因?yàn)榈谌哥R具有負(fù)光焦度。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(2)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(2)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執(zhí)行適當(dāng)?shù)南?achromatizing)。結(jié)果，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在其中存在強(qiáng)電源的成像環(huán)境中，滲色(colorbleeding)(雜散光(flare))出現(xiàn),不利地影響圖像質(zhì)量。
因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(2)，使得成像透鏡比傳統(tǒng)透鏡更薄，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(3)是涉及向第一透鏡和第二透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由這個(gè)條件表達(dá)式(3)限定的下限值，則第二透鏡的光焦度變得太弱，并且在第一透鏡上承擔(dān)了大比例的負(fù)載。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且校正球面像差和離軸彗形像差變得困難。這也阻礙了利用第三透鏡消色，并且因此，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(3)限定的上限值，則第二透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，在制造上的靈敏度變得更高，并且在制造時(shí)降低了裝配的容易度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(3)，使得在優(yōu)化對(duì)于第一透鏡和第二透鏡的光焦度分配的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。 對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(4)限定了在d線單波長(zhǎng)處的第一至第三透鏡的阿貝數(shù)。阿貝數(shù)落在由條件表達(dá)式(4 )限定的范圍內(nèi)的這樣的玻璃材料用于第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的每個(gè)，使得可以執(zhí)行良好的色(像)差校正，而不在每個(gè)透鏡的光焦度上有大的增大。如果在成像透鏡中未達(dá)到由條件表達(dá)式(4)限定的下限值，則滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖像質(zhì)量。如果滿足條件表達(dá)式(4)，則每個(gè)透鏡的光焦度不變得很強(qiáng)。因此，可以在周?chē)鷧^(qū)域中抑制彗形像差和場(chǎng)曲的出現(xiàn)，而且，可以有效地抑制在制造上的靈敏度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(4)，使得可以執(zhí)行良好的色(像)差校正，并且，在周?chē)鷧^(qū)域中抑制彗形像差和場(chǎng)曲的出現(xiàn)，以降低在制造上的靈敏度。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(5)是涉及相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第五透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(5)限定的下限值，則第五透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，適當(dāng)?shù)膱?chǎng)校正(用于實(shí)現(xiàn)從軸至周?chē)鷧^(qū)域的均勻的分辨能力的校正)變得困難。而且，光學(xué)靈敏度變得較高，并且在制造中降低了裝配容易度。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(5)限定的上限值，則第五透鏡的光焦度變得太弱，并且適當(dāng)?shù)南癫钚Ｕ?，特別是場(chǎng)校正(根據(jù)Petzval定律)變得困難。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(5)，使得在優(yōu)化相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)向第五透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。在成像透鏡中，第一透鏡具有面向物體側(cè)的凸表面，并且具有正光焦度。因此，在提高光焦度的同時(shí)，可以使用第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效果。在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面?zhèn)染哂邪急砻?。因此，即使?dāng)離軸光束被凹表面全反射時(shí)，全反射的離軸光束漫射到透鏡外圍部分，并且被防止直接進(jìn)入諸如CCD或CMOS的固態(tài)成像元件。因此，可以防止幻像的形成。在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面?zhèn)壬暇哂邪急砻妫杂行У匦Ｕ龍?chǎng)曲和彗形像差。而且，在成像透鏡中，第四透鏡有具有正光焦度的彎月形狀，以有效地校正像差，特別是場(chǎng)曲和像散。而且，在成像透鏡中，第二透鏡具有面向成像平面?zhèn)鹊耐贡砻?，并且具有正或?fù)光焦度。因此，可以使用第二透鏡和第三透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效果。在成像透鏡中，滿足上述的條件，使得可以減小因?yàn)榛孟窈碗s散光導(dǎo)致的對(duì)比度變差，并且，在使得成像透鏡很小和薄的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。本發(fā)明的成像裝置包括成像透鏡和將由成像透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的成像元件。成像透鏡以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度。成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I)、(2)和(3)
(1)0. 80<^/ 1. 40(2) f/|f31〈I. 50(3)-0. 20<^/^<0. 90其中f :整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距:第一透鏡的焦距f2 :第二透鏡的焦距，以及f3:第三透鏡的焦距。在這個(gè)成像裝置中的成像透鏡的基本特征在于，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在成像透鏡中，如果將光學(xué)總長(zhǎng)縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結(jié)果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當(dāng)尺寸增大并且光圈變大時(shí)變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補(bǔ)，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數(shù)量增加二個(gè)。利用在成像透鏡中的該布置，通過(guò)第二透鏡來(lái)抑制已經(jīng)在第一透鏡中出現(xiàn)的球面像差和彗形像差，并且也可以通過(guò)兩個(gè)新形成的校正平面來(lái)校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡和第二透鏡中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡抵消。在成像透鏡中，在分離的第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置孔徑光闌。因此，可以比在孔徑光闌比第一透鏡更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于在光學(xué)靈敏度上的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。對(duì)于成像透鏡指定的條件表達(dá)式(I)是用于指定在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)中相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第一透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果超過(guò)由條件表達(dá)式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太大，并且離軸像差校正，特別是像散和場(chǎng)曲校正變得困難。結(jié)果，減小了在制造時(shí)的裝配的容易度。另一方面，如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不能縮短光學(xué)總長(zhǎng)，并且可能降低緊湊度。根據(jù)這一點(diǎn)，滿足條件表達(dá)式(I)是在成像透鏡中縮短光學(xué)全長(zhǎng)中的必要條件。對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(2)涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當(dāng)?shù)墓β史峙?。絕對(duì)值被用作第三透鏡的焦距，因?yàn)榈谌哥R具有負(fù)光焦度。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(2)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(2)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執(zhí)行適當(dāng)?shù)南＝Y(jié)果，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在其中存在強(qiáng)電源的成像環(huán)境中，滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖 像質(zhì)量。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(2)，使得成像透鏡比傳統(tǒng)透鏡更薄，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(3)是涉及向第一透鏡和第二透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由這個(gè)條件表達(dá)式(3)限定的下限值，則第二透鏡的光焦度變得太弱，并且在第一透鏡上承擔(dān)了大比例負(fù)載。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且校正球面像差和離軸彗形像差變得困難。這也阻礙了利用第三透鏡消色，并且因此，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(3)限定的上限值，則第二透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，在制造上的靈敏度變得更高，并且在制造時(shí)降低了裝配的容易度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(3)，使得在優(yōu)化對(duì)于第一透鏡和第二透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。根據(jù)本發(fā)明，一種成像透鏡以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度。成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I)、
(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40(2) f/|f31〈I. 50(3)-0. 20<^/^<0. 90其中f:整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距:第一透鏡的焦距f2 :第二透鏡的焦距，以及f3:第三透鏡的焦距。這個(gè)成像透鏡的基本特征在于，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在成像透鏡中，如果將光學(xué)總長(zhǎng)縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結(jié)果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當(dāng)尺寸增大并且光圈變大時(shí)變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補(bǔ)，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數(shù)量增加二個(gè)。利用在成像透鏡中的該布置，通過(guò)第二透鏡來(lái)限制已經(jīng)在第一透鏡中出現(xiàn)的球面 像差和彗形像差，并且也可以通過(guò)兩個(gè)新形成的校正平面來(lái)校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡和第二透鏡中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡抵消。在成像透鏡中，在分離的第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置孔徑光闌。因此，可以比在孔徑光闌比第一透鏡更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于在光學(xué)靈敏度上的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。對(duì)于成像透鏡指定的條件表達(dá)式(I)是用于指定在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)中相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第一透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果超過(guò)由條件表達(dá)式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太大，并且離軸像差校正，特別是像散和場(chǎng)曲校正變得困難。結(jié)果，減小了在制造時(shí)的裝配的容易度。另一方面，如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不能縮短光學(xué)總長(zhǎng)，并且可能降低緊湊度。根據(jù)這一點(diǎn)，滿足條件表達(dá)式(I)是在成像透鏡中縮短光學(xué)全長(zhǎng)的必要條件。對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(2)涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當(dāng)功率分配。絕對(duì)值被用作第三透鏡的焦距，因?yàn)榈谌哥R具有負(fù)光焦度。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(2)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(2)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執(zhí)行適當(dāng)?shù)南＝Y(jié)果，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在其中存在強(qiáng)電源的成像環(huán)境中，滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖
像質(zhì)量。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(2)，使得成像透鏡比傳統(tǒng)透鏡更薄，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(3)是涉及向第一透鏡和第二透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由這個(gè)條件表達(dá)式(3)限定的下限值，則第二透鏡的光焦度變得太弱，并且在第一透鏡上承擔(dān)了大比例的負(fù)載。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且校正球面像差和離軸彗形像差變得困難。這也阻礙了利用第三透鏡消色，并且因此，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(3)限定的上限值，則第二透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，在制造上的靈敏度變得更高，并且在制造時(shí)降低了裝配的容易度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(3)，使得在優(yōu)化對(duì)于第一透鏡和第二透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。根據(jù)本發(fā)明，一種成像裝置包括成像透鏡和將由成像透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的成像元件。成像透鏡以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度。成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I )、(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40(2) f/|f31〈I. 50(3)-0. 20<^/^<0. 90其中 f:整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距:第一透鏡的焦距f2 :第二透鏡的焦距，以及f3:第三透鏡的焦距。在這個(gè)成像裝置中的成像透鏡的基本特征在于，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在這個(gè)成像裝置中的成像透鏡的基本特征在于，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在成像透鏡中，如果將光學(xué)總長(zhǎng)縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結(jié)果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當(dāng)尺寸增大并且光圈變大時(shí)變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補(bǔ)，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數(shù)量增加二個(gè)。利用在成像透鏡中的該布置，通過(guò)第二透鏡來(lái)抑制已經(jīng)在第一透鏡中出現(xiàn)的球面像差和彗形像差，并且也可以通過(guò)兩個(gè)新形成的校正平面來(lái)校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡和第二透鏡中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡抵消。在成像裝置的成像透鏡中，在分離的第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置孔徑光闌。因此，可以比在孔徑光闌比第一透鏡更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于在光學(xué)靈敏度上的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。對(duì)于成像透鏡指定的條件表達(dá)式(I)是用于指定在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)中相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第一透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果超過(guò)由條件表達(dá)式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太大，并且離軸像差校正，特別是像散和場(chǎng)曲校正變得困難。結(jié)果，減小了在制造時(shí)的裝配的容易度。另一方面，如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不能縮短光學(xué)總長(zhǎng)，并且可能降低緊湊度。根據(jù)這一點(diǎn)，滿足條件表達(dá)式(I)是在成像透鏡中縮短光學(xué)全長(zhǎng)的必要條件。對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(2 )涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當(dāng)?shù)墓饨苟确峙洹＝^對(duì)值被用作第三透鏡的焦距，因?yàn)榈谌哥R具有負(fù)光焦度。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(2)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(2)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執(zhí)行適當(dāng)?shù)南＝Y(jié)果，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在其中存在強(qiáng)電源的成像環(huán)境中，滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖 像質(zhì)量。因此，在成像裝置中的成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(2)，使得成像透鏡比傳統(tǒng)透鏡更薄，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(3)是涉及向第一透鏡和第二透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由這個(gè)條件表達(dá)式(3)限定的下限值，則第二透鏡的光焦度變得太弱，并且在第一透鏡上承擔(dān)了大比例的負(fù)載。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且校正球面像差和離軸彗形像差變得困難。這也阻礙了利用第三透鏡消色，并且因此，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(3)限定的上限值，則第二透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，在制造上的靈敏度變得更高，并且在制造時(shí)降低了裝配的容易度。因此，在成像裝置中的成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(3)，使得在優(yōu)化對(duì)于第一透鏡和第二透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。


圖I是示出在第一數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖2示出指示在第一數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖3是示出在第二數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖4示出指示在第二數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖5是示出在第三數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖6示出指示在第三數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖7是示出在第四數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖8示出指示在第四數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖9是示出在第五數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖10示出指示在第五數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖11是示出在第六數(shù)值示例中的成像透鏡的結(jié)構(gòu)的示意截面圖。圖12示出指示在第六數(shù)值示例中的像差的特征曲線。圖13是示出其上安裝了本發(fā)明的成像裝置的便攜電話裝置的外觀的示意透視圖。圖14是示出其上安裝了本發(fā)明的成像裝置的便攜電話裝置的外觀的示意透視圖。圖15是示出便攜電話裝置的電路配置的示意框圖。
具體實(shí)施例方式下面是用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明。以下面的順序來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。I.實(shí)施例2.根據(jù)該實(shí)施例的數(shù)值示例(第一至第六數(shù)值示例)3.成像裝置和便攜電話裝置的結(jié)構(gòu) 4.其他實(shí)施例〈I.實(shí)施例〉[1-1.成像透鏡的結(jié)構(gòu)]在本發(fā)明的成像透鏡中，以從物體側(cè)起的下述順序來(lái)提供第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，并且，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在該成像透鏡中，如果將光學(xué)總長(zhǎng)縮短以減小尺寸，則具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡的曲率半徑變得更小，并且，光焦度增大。結(jié)果，球面像差校正變得困難。而且，在成像透鏡中，如果使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)較高的圖像質(zhì)量，則彗形像差校正變得困難。為了有效地校正當(dāng)尺寸增大并且光圈變大時(shí)變得更大的球面像差和彗形像差，具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡在成像透鏡中被劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡和第二透鏡)彼此以光焦度互補(bǔ)，而與劃分之前相比較，像差校正平面的數(shù)量增加二個(gè)。利用在成像透鏡中的該布置，通過(guò)第二透鏡來(lái)抑制已經(jīng)在第一透鏡中出現(xiàn)的球面像差和彗形像差，并且也可以通過(guò)兩個(gè)新形成的校正平面來(lái)校正其他像差。雖然在成像透鏡中分離，但是第一透鏡和第二透鏡彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡和第二透鏡中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡抵消。在成像透鏡中，在分離的第一透鏡和第二透鏡之間設(shè)置孔徑光闌。因此，可以比在孔徑光闌比第一透鏡更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于光學(xué)靈敏度的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。而且，在該成像透鏡中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式(I)、(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40(2) f/|f31〈I. 50(3)-0. 20<^/^<0. 90其中f:整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距:第一透鏡的焦距f2 :第二透鏡的焦距，以及
f3:第三透鏡的焦距。對(duì)于成像透鏡指定的條件表達(dá)式(I)是用于指定在這樣的透鏡結(jié)構(gòu)中相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第一透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果超過(guò)由條件表達(dá)式(I)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太大，并且離軸像差校正，特別是像散和場(chǎng)曲校正變得困難。結(jié)果，減小了在制造時(shí)的裝配的容易度。另一方面，如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(I)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不能縮短光學(xué)總長(zhǎng)，并且可能降低緊湊度。根據(jù)這一點(diǎn)，滿足條件表達(dá)式(I)是在成像透鏡中縮短光學(xué)全長(zhǎng)的必要條件。對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(2 )涉及向第一透鏡和第三透鏡的適當(dāng)?shù)墓饨苟确峙?。絕對(duì)值被用作第三透鏡的焦距，因?yàn)榈谌哥R具有負(fù)光焦度。
如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(2)限定的下限值，則第一透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且像差校正變得困難。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(2)限定的上限值，則第一透鏡的光焦度變得太弱，不允許第一透鏡和第三透鏡執(zhí)行適當(dāng)?shù)南?。結(jié)果，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在其中存在強(qiáng)電源的成像環(huán)境中，滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖
像質(zhì)量。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(2)，使得成像透鏡比傳統(tǒng)透鏡更薄，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(3)是涉及向第一透鏡和第二透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由這個(gè)條件表達(dá)式(3)限定的下限值，則第二透鏡的光焦度變得太弱，并且在第一透鏡上承擔(dān)了大比例的負(fù)載。結(jié)果，球面像差和離軸彗形像差出現(xiàn)增加，并且校正球面像差和離軸彗形像差變得困難。這也阻礙了利用第三透鏡消色，并且因此，不能保持對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(3)限定的上限值，則第二透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，在制造上的靈敏度變得更高，并且在制造時(shí)降低了裝配的容易度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(3)，使得在優(yōu)化對(duì)于第一透鏡和第二透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。而且，在這個(gè)成像透鏡中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式(4)(4) (vc^+vcQ/2_vd3>20其中vd1:第一透鏡的阿貝數(shù)Vd2 :第二透鏡的阿貝數(shù)，以及Vd3 :第三透鏡的阿貝數(shù)。條件表達(dá)式(4)限定了在d線單波長(zhǎng)處的第一至第三透鏡的阿貝數(shù)。阿貝數(shù)落在由條件表達(dá)式(4)限定的范圍內(nèi)的這樣的玻璃材料用于成像透鏡中的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的每一個(gè)，使得可以執(zhí)行良好的色(像)差校正，而不在每個(gè)透鏡的光焦度上有大的增大。如果在成像透鏡中未達(dá)到由條件表達(dá)式(4)限定的下限值，則滲色(雜散光)出現(xiàn)，不利地影響圖像質(zhì)量。如果滿足條件表達(dá)式(4)，則每個(gè)透鏡的光焦度不變得很強(qiáng)。因此，可以在周?chē)鷧^(qū)域中抑制彗形像差和場(chǎng)曲的出現(xiàn)，而且，可以有效地抑制在制造上的靈敏度。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(4)，使得可以執(zhí)行良好的色(像)差校正，并且在周?chē)鷧^(qū)域中抑制彗形像差和場(chǎng)曲的出現(xiàn)，以降低在制造上的靈敏度。而且，在成像透鏡中，在整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距和第五透鏡的焦距之間的關(guān)系滿足下面的條件表達(dá)式(5)(5)0. 5<|f5|/f<l. 8其中f :整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，以及f5 :第五透鏡的焦距。
對(duì)于這個(gè)成像透鏡指定的條件表達(dá)式(5 )是涉及相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)的光焦度向第五透鏡的適當(dāng)光焦度分配的條件表達(dá)式。如果未達(dá)到由條件表達(dá)式(5)限定的下限值，則第五透鏡的光焦度變得太強(qiáng)。結(jié)果，適當(dāng)?shù)膱?chǎng)校正(用于實(shí)現(xiàn)從軸至周?chē)鷧^(qū)域的均勻的分辨能力的校正)變得困難。而且，光學(xué)靈敏度變得較高，并且在制造中降低了裝配容易度。另一方面，如果超過(guò)由條件表達(dá)式(5)限定的上限值，則第五透鏡的光焦度變得太弱，并且適當(dāng)?shù)南癫钚Ｕ?，特別是場(chǎng)校正(根據(jù)Petzval定律)變得困難。因此，在成像透鏡中，滿足條件表達(dá)式(5)，使得在優(yōu)化相對(duì)于整個(gè)透鏡系統(tǒng)向第五透鏡的光焦度分配的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能。在成像透鏡中，第一透鏡具有面向物體側(cè)的凸表面，并且具有正光焦度。因此，在提高光焦度的同時(shí)，可以使用第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效果。在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面?zhèn)染哂邪急砻妗Ｒ虼?，即使?dāng)離軸光束被凹表面全反射時(shí)，全反射的離軸光束漫射到透鏡外圍部分，并且被防止直接進(jìn)入諸如CCD或CMOS的固態(tài)成像元件。因此可以防止幻像的形成。在成像透鏡中，第三透鏡在成像平面?zhèn)壬暇哂邪急砻?，以有效地校正?chǎng)曲和彗形像差。而且，在成像透鏡中，第四透鏡有具有正光焦度的彎月形狀，以有效地校正像差，特別是場(chǎng)曲和像散。而且，在成像透鏡中，第二透鏡具有面向成像平面?zhèn)鹊耐贡砻?，并且具有正或?fù)光焦度。因此，可以使用第二透鏡和第三透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效果。而且，在成像透鏡中，第五透鏡具有在光軸附近的負(fù)光焦度。并且因此在校正像差，特別是場(chǎng)曲上有效。第五透鏡也在外圍部分處具有凸表面，并且因此在校正像散和畸變中有效。在變焦透鏡中，滿足上述的條件，使得可以減小因?yàn)榛孟窈碗s散光導(dǎo)致的對(duì)比度變差，并且，在使得成像透鏡很小和薄的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高像素成像元件足夠高的光學(xué)性能?！?.根據(jù)實(shí)施例的數(shù)值示例〉現(xiàn)在參見(jiàn)附圖和表格，描述了向本發(fā)明的成像透鏡應(yīng)用具體數(shù)值的數(shù)值示例。要在數(shù)值示例中使用的符號(hào)的含義如下?！癋no”表示F數(shù)，“f ”表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距?！? ω ”表示在相對(duì)角處的全場(chǎng)角度，“Si”表示從物體側(cè)計(jì)數(shù)的第i個(gè)平面的平面編號(hào)?！癛i”表示第i平面的曲率半徑，“di”表示從物體側(cè)計(jì)數(shù)的第i平面和第(i+Ι)平面之間的在軸平面間隔，“ni”表示在d線處(在波長(zhǎng)587. 6nm處)的第i透鏡的折射率，并且“vi”表示在d線處(在波長(zhǎng)587. 6nm處)的第i透鏡的阿貝數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，相對(duì)于曲率半徑的“⑴”指示主平面是平坦平面。在各個(gè)數(shù)值示例中使用的成像透鏡的一些具有非球面透鏡表面。當(dāng)“Z”表示非球面的深度、“Y”表示從光軸起的高度、“R”表示曲率半徑，“K”表示圓錐曲線常數(shù)，并且“Ai”表示第i (i是3或更大的整數(shù))階的非球面系數(shù)時(shí)，通過(guò)下面的數(shù)學(xué)公式I來(lái)限定非球面形狀。[2-1.第一數(shù)值示例]在圖I中，附圖標(biāo)號(hào)I指示在第一數(shù)值示例中的整個(gè)成像透鏡。以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡G1，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡G2，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡G3，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡G4，其具有正光焦度；以及，第五透鏡G5，其具有負(fù)光焦度。在整個(gè)鏡頭系統(tǒng)中，正光焦度是向前的。在成像透鏡I中，在第五透鏡G5和成像元件的成像平面MG之間設(shè)置用于保護(hù)成像平面IMG的密封玻璃SG。在這個(gè)成像透鏡I中，將具有四透鏡結(jié)構(gòu)的第一透鏡(未示出)劃分為二。兩個(gè)分透鏡(第一透鏡Gl和第二透鏡G2)以光焦度彼此互補(bǔ)，而像差校正平面的數(shù)量比劃分前增加了二個(gè)。利用在成像透鏡I中的該布置，第一透鏡Gl和第二透鏡G2以光焦度彼此互補(bǔ)。因此，可以抑制在第一透鏡Gl的曲率半徑上的減小，并且也可以抑制在光焦度上的增大。因此，可以執(zhí)行球面像差校正。而且，即使使得透鏡光圈更大并且使得Fno更小(更亮)以實(shí)現(xiàn)更高的圖像質(zhì)量，也可以執(zhí)行彗形像差校正。雖然在成像透鏡I中分離，但是第一透鏡Gl和第二透鏡G2彼此很接近，使得已經(jīng)在第一透鏡Gl和第二透鏡G2中出現(xiàn)的色(像)差可以被第三透鏡G3抵消。在成像透鏡I中，在分離的第一透鏡Gl和第二透鏡G2之間設(shè)置孔徑光闌ST0。因此，可以比在孔徑光闌STO比第一透鏡Gl更接近物體側(cè)的情況更有效地校正畸變。這也有助于光學(xué)靈敏度的降低，并且裝配在制造過(guò)程中變得更容易。在成像透鏡I中，第一透鏡Gl具有面向物體側(cè)的凸表面，并且具有正光焦度。因此，在提高光焦度的同時(shí)，可以使用第一透鏡G1、第二透鏡G2和第三透鏡G3來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效
果O在成像透鏡I中，第三透鏡G3在成像平面?zhèn)壬暇哂邪急砻妗Ｒ虼?，即使?dāng)離軸光束被凹表面全反射時(shí)，全反射的離軸光束漫射到透鏡外圍部分，并且被防止直接進(jìn)入諸如CCD或CMOS的固態(tài)成像元件的成像表面IMG。因此，可以防止幻像的形成。在成像透鏡I中，第三透鏡G3在成像平面?zhèn)壬暇哂邪急砻?，以有效地校正?chǎng)曲和彗形像差。而且，在成像透鏡中，第四透鏡G4有具有正光焦度的彎月形狀，以有效地校正像差，特別是場(chǎng)曲和像散。而且，在成像透鏡I中，第二透鏡G2具有面向成像平面?zhèn)鹊耐贡砻?，并且具有正或?fù)光焦度。因此，可以使用第二透鏡G2和第三透鏡G3來(lái)實(shí)現(xiàn)消色效果。而且，在成像透鏡I中，第五透鏡G5具有在光軸附近的負(fù)光焦度。并且因此在校正像差，特別是場(chǎng)曲上有效。第五透鏡G5也在外圍部分處具有凸表面，并且因此在校正像散和畸變中有效。在下面，表I示出與F數(shù)Fno、整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距f和場(chǎng)角2ω相結(jié)合的、當(dāng)向根據(jù)實(shí)施例的第一數(shù)值示例的成像透鏡I應(yīng)用特定數(shù)值時(shí)獲得的透鏡數(shù)據(jù)。在表I中，⑴的每個(gè)曲率半徑Ri表示平面是平坦平面。
權(quán)利要求
1.一種成像透鏡，以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度，所述成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I )、(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40， ^fVIf31〈I. 50，以及(3)-0.20<^/^<0. 90， 其中 f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距， f表示所述第一透鏡的焦距， f2表示所述第二透鏡的焦距，以及 f3表示所述第三透鏡的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像透鏡，其中，滿足下面的條件表達(dá)式(4)(4)(Vd^Vd2) /2-vd3>20其中 Vd1表示所述第一透鏡的阿貝數(shù) Vd2表示所述第二透鏡的阿貝數(shù)，以及 Vd3表示所述第三透鏡的阿貝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的成像透鏡，其中，整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距和第五透鏡的焦距之間的關(guān)系滿足下面的條件表達(dá)式(5)(5)0.5<|f5|/f<l. 8其中 f表示所述整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，以及 f5表示所述第五透鏡的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3的任何一項(xiàng)所述的成像透鏡，其中，所述第一透鏡具有面向物體側(cè)的凸表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3的任何一項(xiàng)所述的成像透鏡，其中，所述第三透鏡具有面向成像平面?zhèn)鹊陌急砻妗?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I至3的任何一項(xiàng)所述的成像透鏡，其中，所述第二透鏡具有面向成像平面?zhèn)鹊耐贡砻妗?br> 7.一種成像裝置，包括成像透鏡和被配置為將由所述成像透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的成像元件， 其中，所述成像透鏡以從物體側(cè)起的下述順序包括第一透鏡，其具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，其具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，其具有負(fù)光焦度；第四透鏡，其具有正光焦度；以及，第五透鏡，其具有負(fù)光焦度。所述成像透鏡滿足下面的條件表達(dá)式(I )、(2)和(3)(1)0. 80<^/ 1. 40， ^fVIf31〈I. 50，以及(3)-0. 20<^/^<0. 90，其中 f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，fi表示所述第一透鏡的焦距，f2表示所述第二透鏡的焦距，以及f3表示所述第三透鏡的焦距。
全文摘要
公開(kāi)了攝像透鏡和攝像裝置，它們具有支持高分辨率攝像元件的滿意光學(xué)性能，并且高度微型化和重量輕。該攝像裝置以從物體側(cè)起的順序由下述部分配置第一透鏡，具有正光焦度；孔徑光闌；第二透鏡，具有正或負(fù)光焦度；第三透鏡，具有負(fù)光焦度；第四透鏡，具有正光焦度；以及，第五透鏡，具有負(fù)光焦度，滿足下面的條件公式(1、2、3)(1)0.80<f1/f<1.40；(2)f1/|f3|<1.50；以及(3)-0.20<f1/f2<0.90；其中，f是整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，f1是第一透鏡的焦距，f2是第二透鏡的焦距，并且f3是第三透鏡的焦距。
文檔編號(hào)G02B13/00GK102959449SQ20118003088
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者岡野英曉 申請(qǐng)人:索尼公司