TW201333522A - 成像鏡片及成像設備 - Google Patents

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Abstract

一種成像鏡片依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力的第一鏡片；一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面；一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力；一被形成彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面；及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力，該成像鏡片滿足下面的條件式(a)，3.0≦f3/f4≦30.0(a)，其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。

Description

成像鏡片及成像設備
本發明技術上係關於一種成像鏡片及使用此成像鏡片的成像設備。更明確地，本發明技術上係關於一種具有約F2.0之大直徑成相鏡片，其適用於一小尺寸的成像設備，譬如一使用固態成像元件之配備相機的行動電話。
使用固態成像元件(譬如，CCD(電荷耦合裝置)及CMOS(互補式金氧半導體))之配備相機的行動電話及數位式靜態相機在這之前就已存在。在此等成像設備中，對於縮小尺寸存在者愈來愈大的需求，且對於具有小的尺寸及短的總長度的成像鏡片亦存在者需求。更甚者，在最近幾年，小型的設備(譬如，配備相機的行動電話)的尺寸已被縮小且成像元件的畫素密度已變得更高，使得包含八百萬畫素或更高之高畫素密度的成像元件的型號亦已廣為流形。因此，已要求包含在此等成像裝備及設備內的成像鏡片要具有能夠和具有高畫素密度的固態成巷元件相應的高鏡片效能。
同時，在該成像設備中，已被要求要有一具有更大直徑的微小鏡片，用以防止靈敏度的降低及導因於元件間距(cell pitch)窄化之成像元件的雜訊的增加。一用四個鏡片所製成的成像鏡片經常被用作為此一小型化且高效能的成像鏡片(例如，參見日本專利公開案第2009-265245號 及2010-049113號)。
依據描述於上文中之習知技術的鏡片是用四個鏡片製成的成像鏡片其相當於目前具有高畫素密度的成像元件且藉由在限制總光學長度的同時達到補償各式像差的一良好的平衡來確保小尺寸及高光學效能。然而，這些成像鏡片是在約F2.8下被最適化且當這些成像鏡片的直徑被加大至約F2.0時，軸像差的球面像差、離軸(off-axis)像差的彗形像差、及像場彎曲(field curvature)的補償會不足，這使得確保必要的光學效能變得很困難。再者，進一步抑制軸色像差是必要的，用以進一步改善光學效能，但在上文所描述的習知技術中要在抑制總光學長度下補償軸色像差是很困難的，而且要確保加大直徑所需之高解析度效能亦很困難。
有鑑於以上所述的情況，本發明被構想出來用以提供一種便宜的成像鏡片，其具有和具有高畫素密度及小型尺寸及大直徑的成像元件相同之絕佳的光學效能。
依據本發明的第一實施例，一種成像鏡片被提供，其依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力(positive refractive power)的第一鏡片；一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面；一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力；一被形成彎月形 狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面；及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力，該成像鏡片滿足下面的條件式(a)， 其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。因此，一種具有和具有高畫素密度及小型尺寸及大直徑的成像元件相同之絕佳的光學效能的便宜的成像鏡片可被達成。
又，依據本發明的第一實施例，該成像鏡片進一步滿足下面的條件式(b)、(c)、(d)及(e)：νd1>50 (b)；νd2<30 (c)；νd3>50 (d)；及νd4>50 (e)其中νd1是第一鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd2是第二鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd3是第三鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，及νd4是第四鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數。因此，一種具有和具有高畫素密度及小型尺寸及大直徑的成像元件相同之絕佳的光學效能的便宜的成像鏡片可被達成。
又，依據本發明的第一實施例，該成像鏡片進一步滿足下面的條件式(f)： 0.4<|f1/f2|<1.2 (f)其中f1是第一鏡片的焦距長度，及f2是第二鏡片的焦距長度。因此，可達成確保絕佳的光學效能及抑制總光學長度的效果。
再者，依據本發明的第一實施例，該成像鏡片進一步滿足下面的條件式(g)及(h)：0.2<|f5/f|<1.3 (g)及νd5>50 (h)其中f5是第五鏡片的焦距長度，f是整個鏡片系統(其包括第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片)的焦距長度，且νd5是第五鏡片相關於一d線的阿貝數。因此，可達成確保絕佳的光學效能及抑制總光學長度的效果。
此外，依據本發明的第一實施例，該第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片可由樹脂製成的鏡片來構成。因此，在確保大量製造的同時，因溫度變化而產生的像場彎曲的問題可被抑制。
此外，依據本發明的第二實施例，一種成像設備被提供，其包含：一成像鏡片，其依照從物件側開始的順序包括一具有正折射能力的第一鏡片；一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面；一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力；一被形成為彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一 面向該物件側的內凹表面；及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力；及一成像元件，其被建構來將該成像鏡片形成的光學影像轉變成電子訊號，該成像設備滿足下面的條件式(a)， 其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。因此，一種包括具有和有高畫素密度及小型尺寸及大直徑的成像元件相同之絕佳的光學效能的便宜的成像鏡片的成像設備可被達成。
依據本發明，可獲得一絕佳的效果，其中一成像鏡片可被提供，該成像鏡片具有相當於一有高畫素密度的成像元件的絕佳光學效能且具有小尺寸及大直徑。
發明的這些及其它目的、特徵及優點在下文中關於附圖所示之本發明的最佳模式實施例的詳下說明中將變得更加明顯。
一種依據本發明的一個實施例的成像鏡片其依照從物件側開始的順序包括一具有正折射能力的第一鏡片、一具有負折射能力的第二鏡片、一具有正折射能力的第三鏡片、一具有正折射能力的第四鏡片、及一具有正折射能力的第五鏡片。該第二鏡片是一被形成為彎月(meniscus)形狀的鏡片，其具有一面向影像側的內凹表面。該第三鏡片是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正 折射能力。該第四鏡片是一被形成為彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。第五鏡片是一在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力的鏡片。應指出的是，用來保護該成像元件的密封玻璃被設置在該第二鏡片和一成像平面之間。
依據本發明的一個實施例的該成像鏡片被建構成滿足下面的條件式(a)： 其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。藉由將該成像鏡片設定成滿足條件式(a)，可達成確保絕佳的光學效能及抑制總光學長度的效果。該條件式(a)界定該第三鏡片的焦距長度和該第四鏡片的焦距長度之間的比率並限制折射能力的平衡。如果該比率超出該條件式(a)的上限值的話，補償彗形像差及像場彎曲就會變得很困難。同時，雖然如果該比率落在該條件式的下限值以下的話對於像差補償是有利的，但總光學長度會增加，使得要將用於配備相機的行動電話上之現今的鏡片系統製作得尺寸更小且高度更小會很困難。
讓下面的條件式(a’)在條件式(a)的範圍被滿足以達成減小總光學長度和補償彗形像差及像場彎曲的良好平衡是很合適的。
此外，依據本發明的一個實施例的成像鏡片被建構成 滿足下面的條件式(b)、(c)、(d)、及(e)：νd1>50...條件式(b)；νd2<30...條件式(c)；νd3>50...條件式(d)；及νd4>50...條件式(e)其中νd1是第一鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd2是第二鏡片相關於一d線的阿貝數，νd3是第三鏡片相關於一d線的阿貝數，及νd4是第四鏡片相關於一d線的阿貝數。藉由將該成像鏡片設定成滿足這些件式，即可實現一種具有和具有高畫素密度及小型尺寸及大直徑的成像元件相同之絕佳的光學效能的便宜的成像鏡片。這些條件式是用來成功地補償該鏡片系統所造成的色像差的條件。在這些條件式界定的數值沒有被滿足的情況中，很難補償提高具有F2.0或更小之鏡片直徑所需的軸向色像差。
此外，依據本發明的一個實施例的成像鏡片被建構成滿足下面的條件式(f)：0.4<|f1/f2|<1.2...條件式(f)其中f1是第一鏡片的焦距長度，及f2是第二鏡片的焦距長度。藉由將該成像鏡片設定成滿足條件式(f)，即可實現確保絕佳的光學效能及抑制總光學長度的效果。條件式(f)界定第一鏡片的焦距長度和第二鏡片的焦距長度之間的比率並限制折射能力平衡。雖然如果該比率超過該條件式(f)的上限值之上的話對於像差補償是有利的， 但總光學長度會增加，因而使得實現當今鏡片系統所需之縮小尺寸變得很困難。同時，如果該比率落在該條件式的下限值以下的話，則補償該軸向色相差變得很困難。
讓下面的條件式(f’)在條件式(f)的範圍被滿足以達成減小總光學長度和補償軸向色像差的良好平衡是很合適的。
0.5<|f1/f2|<1.0...條件式(f’)
此外，依據本發明的一個實施例的成像鏡片被建構成滿足下面的條件式(g)及(h)：0.2<|f5/f|<1.3...條件式(g)；及νd5>50...條件式(h)
其中f5是第五鏡片的焦距長度，f是整個鏡片系統的焦距長度。此外，νd5是第五鏡片相關於一d線的阿貝數。藉由將該成像鏡片設定成滿足條件式(g)及(h)，即可實現確保絕佳的光學效能及抑制總光學長度的效果。該條件式(g)界定該第五鏡片的焦距長度和整個鏡片系統的焦距長度之間的比率並限制第五鏡片的折射能力。雖然如果該比率超出該條件式(g)的上限值的話對於像差補償是有利的，但總光學長度會增加，使得要實現當今鏡片系統所需之縮小尺寸會變得很困難。同時，雖然如果該比率落在該條件式的下限值以下的話對於尺寸的減小是有利的，但將很難達到在離中心一中間影像高度處產生的像場彎曲的一良好平衡的補償。此外，該條件式(h)界定該第五鏡片相關於一d線的阿貝數且是用來成功地補償該 鏡片系統所造成的色像差的條件。在該條件式所界定的數值沒有被滿足的情況中，很難達到該軸向色像差補償和放大率的色像差補償的一良好的平衡。
再者，在依據本發明的一個實施例的成像鏡片中，第一鏡片至第五鏡片的所有鏡片都是用樹脂製成的鏡片所構成。所有這些鏡片都是用便宜的樹脂製成的鏡片所構成，使得在確保大量製造的同時，因溫度變化而產生的像場彎曲的問題可被抑制。
在本文中，包括第一鏡片至第五鏡片等五個鏡片的成像鏡片將被描述，但其可進一步包括一實質上沒有鏡片功率的鏡片。而且，在此例子中，其對於整個成像鏡片系統的效能沒有影響。
依據本發明的一個實施例的成像鏡片藉由採用此一功率配置來改善色像差且可藉由使用具有高適應性之高階非球面鏡片(特別是第三鏡片至第五鏡片)來達成彗形像差及像場彎曲的良好平衡的補償。
在下文中，用來實施本發明的實施例(其在下文中被稱為實施例)將被描述。應指出的是，這些描述將依照下面的順序被提供。
1.第一實施例(數值實例1)
2.第二實施例(數值實例2)
3.第三實施例(數值實例3)
4.第四實施例(數值實例4)
5.第五實施例(數值實例5)
6.應用例(成像設備)。
應指出的是，在下面的各個表格及說明中及類此者中出現的符號的意義係如下所述。亦即，“Fno”是一開放式的F數值(F數)。“f”是整個鏡片系統的焦距長度。“2ω”是視野(view)的對角線角度。“Si”是從物件側算起的第i個表面。“Ri”是該表面Si的曲率半徑。“di”是介於從物件側算起的該第i個表面和第i+1個表面之間的表面距離。“ni”是在該第i個鏡片的一d線(波長：587.6奈米)的折射係數。“νi”是在該第i個鏡片的該d線處的阿貝數。此外，“∞”代表該表面是一平的表面，及“ASP”代表該表面是一非球形表面。
此外，在使用於該等實施例中的成像鏡片中，一鏡片表面是由一非球形表面所組成。假設該非球形表面的深度是用“Z”來表示且從該光軸算起的高度是用“Y”來表示的話，則該非球形的形狀是由下面的式子來界定：Z=(Y2/R)/(1+(1-(1+κ)(Y/R)2)1/2)+AY3+BY4+CY5+DY6+EY7+FY8+GY9+HY10+IY11+JY12+LY13+MY14+NY15+PY16其中R是曲率半徑及κ是二次曲線常數。此外，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N及P分別是第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五及第十六非球形表面係數。
1.第一實施例 [鏡片組態]
圖1是一顯示依據本發明的第一實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式。依據本發明的第一實施例的該鏡片依照從一物件側至一影像表面IMG的順序包括一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4、及一第五鏡片L5。該第一鏡片L1是一具有正折射能力的鏡片。該第二鏡片L2是一被形成為彎月(meniscus)形狀的鏡片，其具有負折射能力且具有一面向該影像側的內凹表面。該第三鏡片L3是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4是一被形成彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。該第五鏡片L5是一在接近光軸處具有負折射能力且在周邊部分具有正折射能力的鏡片。該彎月形狀是一種兩個表面都是彎曲於同一方向上的曲面且每一表面都具有相同的曲率符號的形狀。此外，一孔隙(aperture)(STO)被設置在該第一鏡片L1和該第二鏡片L2之間且一密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該影像表面IMG之間。
[鏡片的規格]
表1顯示數值實例1的鏡片資料，其中特定的數值被應用至依據第一實施例的成像鏡片上。
依據本發明的第一實施例的該成像鏡片的表面如上文所述地具有非球面形狀。表2顯示該等表面的每一者的二次曲線常數κ及每一階的非球面係數。在表2中，“E-xx”代表以10為底的指數形式的表示。例如，“E-01”表示“10-1”。
此外，在依據第一實施例的成像鏡片中，開放式F值Fno是“2.07”，焦距長度f是“3.69”及視野的對角線角度為“75.8°”。
[鏡片的像差]
圖2是為依據本發明的第一實施例的成像鏡片的像差圖。圖2A顯示球面像差圖、圖2B顯示像散圖、圖2C顯示失真像差圖。在該球面像差圖中，實線代表在d線(波長：587.6奈米)的數值、虛線代表在c線(波長：656.3奈米)的數值、及單點鏈線代表在g線(波長：435.8奈米)的數值。此外，在像散圖中，實線S代表在一箭頭形(sagittal)影像表面上的數值，及虛線M代表在一南北向(meridional)影像表面上的數值。
從這些像差圖中可以知道的是，依據第一實施例的成像鏡片具有多種被適當地補償的像差及絕佳的成像效能。
2.第二實施例 [鏡片組態]
圖3是一顯示依據本發明的第二實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式。依據本發明的第二實施例的該鏡片依照從一物件側至一影像表面IMG的順序包括一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4、及一第五鏡片L5。該第一鏡片L1是一具有正折射能力的鏡片。該第二鏡片L2是一被形成為彎月形狀的鏡片，其具有負折射能力且具有一面向該影像側的內凹表面。該第三鏡片L3是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4是一被形成彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。該第五鏡片L5是一在接近光軸處具有 負折射能力且在周邊部分具有正折射能力的鏡片。此外，一孔隙(aperture)(STO)被設置在該第一鏡片L1的物件側上且一密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該影像表面IMG之間。
[鏡片的規格]
表3顯示數值實例2的鏡片資料，其中特定的數值被應用至依據第二實施例的成像鏡片上。
依據本發明的第二實施例的該成像鏡片的表面如上文所述地具有非球面形狀。表4顯示該等表面的每一者的二次曲線常數κ及每一階的非球面係數。
此外，在依據第二實施例的成像鏡片中，開放式F值 Fno是“1.96”，焦距長度f是“3.80”及視野的對角線角度為“74.1°”。
[鏡片的像差]
圖4是為依據本發明的第二實施例的成像鏡片的像差圖。圖4A顯示球面像差圖、圖4B顯示像散圖、圖4C顯示失真像差圖。應指出的是，在各像差圖中的線的種類與描述於第一實施例中的線的種類相同。
從這些像差圖中可以知道的是，依據第二實施例的成像鏡片具有多種被適當地補償的像差及絕佳的成像效能。
3.第三實施例 [鏡片組態]
圖5是一顯示依據本發明的第三實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式。依據本發明的第三實施例的該鏡片依照從一物件側至一影像表面IMG的順序包括一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4、及一第五鏡片L5。該第一鏡片L1是一具有正折射能力的鏡片。該第二鏡片L2是一被形成為彎月形狀的鏡片，其具有負折射能力且具有一面向該影像側的內凹表面。該第三鏡片L3是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4是一被形成彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。該第五鏡片L5是一在接近光軸處具有 負折射能力且在周邊部分具有正折射能力的鏡片。此外，一孔隙(STO)被設置在該第一鏡片L1的物件側上且一密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該影像表面IMG之間。
[鏡片的規格]
表5顯示數值實例3的鏡片資料，其中特定的數值被應用至依據第三實施例的成像鏡片上。
依據本發明的第三實施例的該成像鏡片的表面如上文所述地具有非球面形狀。表6顯示該等表面的每一者的二次曲線常數κ及每一階的非球面係數。
此外，在依據第三實施例的成像鏡片中，開放式F值 Fno是“2.06”，焦距長度f是“3.60”及視野的對角線角度為“75.6°”。
[鏡片的像差]
圖6是為依據本發明的第三實施例的成像鏡片的像差圖。圖6A顯示球面像差圖、圖6B顯示像散圖、圖6C顯示失真像差圖。應指出的是，在各像差圖中的線的種類與描述於第一實施例中的線的種類相同。
從這些像差圖中可以知道的是，依據第三實施例的成像鏡片具有多種被適當地補償的像差及絕佳的成像效能。
4.第四實施例 [鏡片組態]
圖7是一顯示依據本發明的第四實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式。依據本發明的第四實施例的該鏡片依照從一物件側至一影像表面IMG的順序包括一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4、及一第五鏡片L5。該第一鏡片L1是一具有正折射能力的鏡片。該第二鏡片L2是一被形成為彎月形狀的鏡片，其具有負折射能力且具有一面向該影像側的內凹表面。該第三鏡片L3是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4是一被形成彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。該第五鏡片L5是一在接近光軸處具有 負折射能力且在周邊部分具有正折射能力的鏡片。此外，一孔隙(STO)被設置在該第一鏡片L1的物件側上且一密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該影像表面IMG之間。
[鏡片的規格]
表7顯示數值實例4的鏡片資料，其中特定的數值被應用至依據第四實施例的成像鏡片上。
依據本發明的第四實施例的該成像鏡片的表面如上文所述地具有非球面形狀。表8顯示該等表面的每一者的二次曲線常數κ及每一階的非球面係數。
此外，在依據第四實施例的成像鏡片中，開放式F值 Fno是“1.97”，焦距長度f是“3.83”及視野的對角線角度為“73.8°”。
[鏡片的像差]
圖8是為依據本發明的第四實施例的成像鏡片的像差圖。圖8A顯示球面像差圖、圖8B顯示像散圖、圖8C顯示失真像差圖。應指出的是，在各像差圖中的線的種類與描述於第一實施例中的線的種類相同。
從這些像差圖中可以知道的是，依據第四實施例的成像鏡片具有多種被適當地補償的像差及絕佳的成像效能。
5.第五實施例 [鏡片組態]
圖9是一顯示依據本發明的第五實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式。依據本發明的第五實施例的該鏡片依照從一物件側至一影像表面IMG的順序包括一第一鏡片L1、一第二鏡片L2、一第三鏡片L3、一第四鏡片L4、及一第五鏡片L5。該第一鏡片L1是一具有正折射能力的鏡片。該第二鏡片L2是一被形成為彎月形狀的鏡片，其具有負折射能力且具有一面向該影像側的內凹表面。該第三鏡片L3是一被形成為雙凸形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4是一被形成彎月形狀的鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面。該第五鏡片L5是一在接近光軸處具有 負折射能力且在周邊部分具有正折射能力的鏡片。此外，一孔隙(STO)被設置在該第一鏡片L1的物件側上且一密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該影像表面IMG之間。
[鏡片的規格]
表9顯示數值實例5的鏡片資料，其中特定的數值被應用至依據第五實施例的成像鏡片上。
依據本發明的第五實施例的該成像鏡片的表面如上文所述地具有非球面形狀。表10顯示該等表面的每一者的二次曲線常數κ及每一階的非球面係數。
此外，在依據第五實施例的成像鏡片中，開放式F值 Fno是“1.97”，焦距長度f是“3.83”及視野的對角線角度為“73.9°”。
[鏡片的像差]
圖10是為依據本發明的第五實施例的成像鏡片的像差圖。圖10A顯示球面像差圖、圖10B顯示像散圖、圖10C顯示失真像差圖。應指出的是，在各像差圖中的線的種類與描述於第一實施例中的線的種類相同。
從這些像差圖中可以知道的是，依據第五實施例的成像鏡片具有多種被適當地補償的像差及絕佳的成像效能。
[條件式的總結]
表11顯示在依據第一至第五實施例的數值實例1至5中焦距長度的各個數值。
表12顯示的數值係使用在數值實例1-5中的焦距長度來計算對應於條件式(a)至(h)的數值而獲得的。從表12可清楚地得知的是，條件式(a)至(h)可被數值實例1至5中獲得的數值滿足。
6.應用例 [成像設備的組態]
圖11是一顯示依據本發明的第一實施例至第五實施例的成像鏡片被應用至一成像設備100的例子的圖式。成像設備100包括一光學系統110，其具有一如第一實施例至第五實施例所描述的成像鏡片111、及一成像元件112，其被建構來將該成像鏡片111形成的光學影像轉變成電子訊號。例如，CCD感測器、COMS感測器或類此者可被用作為該成像元件112。
該光學系統110是用一相機控制器120來予以控制。該相機控制器120藉由控制該光學系統110來捕捉靜態畫面或動態畫面。此外，該相機控制器120使用壓縮方法，譬如JPEG(聯合圖像專家小組)及MPEG(動態影像專家小組)，將捕捉獲得的影像資料編碼並經由匯流排101將該影像資料傳送至CPU(中央處理單元)131、顯示控制器150、通信控制器170、記憶卡界面190、及類此者。
該成像設備100包括作為處理設備的該CPU 131，其透過匯流排101控制整個成像設備100。該CPU 131使用RAM(隨機存取記憶體)132作為工作資料區。被該CPU 131執行的程式係儲存在ROM(唯讀記憶體)133內。
該CPU 131將該相機控制器120提供的影像資料暫時儲存在該RAM 132內。此外，該CPU 131在需要的時候可經由該記憶卡界面190將該影像資料儲存在一記憶卡191中或經由該顯示控制器150將該影像資料輸出至液晶顯示面板142。
該成像設備100包括一操作鍵141、該液晶顯示面板142、一揚聲器143、及一麥克風144以作為使用者界面。該成像設備100包括該顯示控制器150以作為該液晶顯示面板142的控制器。當該動態畫面或該靜態畫面根據儲存在該RAM 132及該記憶卡191內的該影像資料而被顯示在該液晶顯示面板142上時，該相機控制器120對該影像資料進行解碼處理，然後該影像資料經由該顯示控制器150被輸出至該液晶顯示面板142上。
該成像設備100包括音訊編解碼器160，用以對從該麥克風144輸入的音訊實施編碼處理及在該音訊被輸出至該揚聲器143時實施該音訊的解碼處理。
該成像設備100包括該通信控制器170，用以實施和其它設備的通信。該通信控制器170經由天線(未示出)利用介於其它設備和該通信控制器170之間的電波來實施傳送/接收。在音訊通信模式中，該通信控制器170對被接收到的該音訊資料實施預定的處理，然後經由該音訊編解碼器160將該音訊資料輸出至該揚聲器143。
該成像設備100包括一用來實施紅外線通信的紅線通信單元181及一用來連接該紅外線通信單元181的紅外線界面180。因此，該成像設備100與具有紅外線通信功能的其它電子設備實施通信。
該成像設備100包括該記憶卡界面190且可存取該記憶卡191。
在該成像設備100中，因為包括在該成像設備內的該成像鏡片111如上文所述地被建構成可在抑制總光學長度的同時可達成尺寸的減小及直徑的增加，所以當該成像設備100被包括在必需所小尺寸的電子設備(譬如，行動電話)中時是特別有利的。
應指出的是，上述的實施例是用來體現發明的例子，且在該等實施例中的內容和申請專利範圍內的特定內容具有對應關係。相類似地，在申請專利範圍內的特定內容和本發明的該等實施例中被標註相同名稱的內容彼此之間具 有對應關係。然而，本發明並不侷限於這些實施例，該等實施例的各式修改可在不偏離本發明的精義下在本發明的範圍內被體現。
本發明可如下所述地被建構。
(1)一種成像鏡片，其依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力的第一鏡片；一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面；一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力；一被形成彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面；及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力，該成像鏡片滿足下面的條件式(a)，，其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。
(2)依據第(1)項的該成像鏡片，其進一步滿足下面的條件式(b)、(c)、(d)及(e)：νd1>50 (b)；νd2<30 (c)；νd3>50 (d)；及 νd4>50 (e)
其中νd1是第一鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd2是第二鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd3是第三鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，及νd4是第四鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數。
(3)依據第(1)或(2)項的該成像鏡片進一步滿足下面的條件式(f)：0.4<|f1/f2|<1.2 (f)
其中f1是第一鏡片的焦距長度，及f2是第二鏡片的焦距長度。
(4)依據第(1)至(3)項中任一項的該成像鏡片進一步滿足下面的條件式(g)及(h)：0.2<|f5/f|<1.3 (g)；及νd5>50 (h)
其中f5是第五鏡片的焦距長度，f是包括第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片在內的整個鏡片系統的焦距長度，及 νd5是第五鏡片相關於一d線的阿貝數。
(5)依據第(1)至(4)項中任一項的該成像鏡片，其中該第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片是用樹脂製成的鏡片構成。
(6)依據第(1)至(5)項中任一項的該成像鏡片，其更包含一實質上沒有鏡片功率的鏡片。
(7)一種成像設備，其包含：一成像鏡片，其依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力的第一鏡片，一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面，一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力，一被形成為彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面，及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力；及一成像元件，其被建構來將該成像鏡片形成的光學影像轉變成電子訊號，該成像設備滿足下面的條件式(a)，
其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。
(8)依據第(7)項中任一項的該成像鏡片，其更包含一實質上沒有鏡片功率的鏡片。
本發明包含與揭示在2011年11月18日提申之日本專利申請案JP 2011-252706號中的內容相關連的發明內容，該申請案的全部內容藉此參照被併於本文中。
L1‧‧‧第一鏡片
L2‧‧‧第二鏡片
L3‧‧‧第三鏡片
L4‧‧‧第四鏡片
L5‧‧‧第五鏡片
IMG‧‧‧影像表面
STO‧‧‧間隙
SG‧‧‧密封玻璃
k‧‧‧二次曲線常數
f‧‧‧焦距長度
f1‧‧‧第一鏡片的焦距長度
f2‧‧‧第二鏡片的焦距長度
f3‧‧‧第三鏡片的焦距長度
f4‧‧‧第四鏡片的焦距長度
f5‧‧‧第五鏡片的焦距長度
100‧‧‧成像設備
110‧‧‧光學系統
111‧‧‧成像鏡片
112‧‧‧成像元件
120‧‧‧相機控制器
131‧‧‧中央處理單元(CPU)
150‧‧‧顯示控制器
170‧‧‧通信控制器
190‧‧‧記憶卡界面
101‧‧‧匯流排
132‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
133‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
191‧‧‧記憶卡
142‧‧‧液晶顯示面板
160‧‧‧音訊編解碼器
144‧‧‧麥克風
143‧‧‧揚聲器
180‧‧‧紅外線界面
181‧‧‧紅外線通信單元
圖1是一顯示依據本發明的第一實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式；圖2為依據本發明的第一實施例之成像鏡片的鏡片的像差圖；圖3是一顯示依據本發明的第二實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式；圖4為依據本發明的第二實施例之成像鏡片的鏡片的像差圖；圖5是一顯示依據本發明的第三實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式；圖6為依據本發明的第三實施例之成像鏡片的鏡片的像差圖；圖7是一顯示依據本發明的第四實施例之成像鏡片的鏡片組態的圖式；圖8為依據本發明的第四實施例之成像鏡片的鏡片的像差圖；圖9是一顯示依據本發明的第五實施例之成像鏡片的 鏡片組態的圖式；圖10為依據本發明的第五實施例之成像鏡片的鏡片的像差圖；及圖11是一顯示依據本發明的第一實施例至第五實施例的成像鏡片被應用至一成像設備的例子的圖式。
L1‧‧‧第一鏡片
L2‧‧‧第二鏡片
L3‧‧‧第三鏡片
L4‧‧‧第四鏡片
L5‧‧‧第五鏡片
IMG‧‧‧影像表面
STO‧‧‧間隙
SG‧‧‧密封玻璃

Claims (6)

  1. 一種成像鏡片，其依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力的第一鏡片；一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面；一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力；一被形成彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面；及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力，該成像鏡片滿足下面的條件式(a)，，其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。
  2. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片，其進一步滿足下面的條件式(b)、(c)、(d)及(e)：νd1>50 (b)；νd2<30 (c)；νd3>50 (d)；及νd4>50 (e)其中νd1是第一鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數， νd2是第二鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，νd3是第三鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數，及νd4是第四鏡片相關於一d線(波長587.6奈米)的阿貝數。
  3. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片，其進一步滿足下面的條件式(f)，0.4<|f1/f2|<1.2 (f)其中f1是第一鏡片的焦距長度，及f2是第二鏡片的焦距長度。
  4. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片，其進一步滿足下面的條件式(g)及(h)，0.2<|f5/f|<1.3 (g)；及νd5>50 (h)其中f5是第五鏡片的焦距長度，f是包括第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片在內的整個鏡片系統的焦距長度，及νd5是第五鏡片相關於一d線的阿貝數。
  5. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片，其中該第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、及第五鏡片是用樹脂製成的鏡片構成。
  6. 一種成像設備，其包含：一成像鏡片，其依照從物件側開始的順序包括：一具有正折射能力的第一鏡片，一被形成為彎月(meniscus)形狀的第二鏡片，其具有負折射能力且具有一面向影像側的內凹表面，一被形成為雙凸形狀的第三鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力，一被形成為彎月形狀的第四鏡片，其在接近光軸處具有正折射能力且具有一面向該物件側的內凹表面，及一第五鏡片，其在接近光軸處具有負折射能力及在周邊部分具有正折射能力；及一成像元件，其被建構來將該成像鏡片形成的光學影像轉變成電子訊號，該成像設備滿足下面的條件式(a)， 其中f3為第三鏡片的焦距長度，及f4為第四鏡片的焦距長度。
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