TW201527791A - 成像鏡片及成像單元 - Google Patents

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TW103143873A
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Daigo Katsuragi
Kenshi Nabeta
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Sony Corp
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Abstract

一種成像鏡片包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力。該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置。下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)其中v4是第四鏡片的阿貝數。

Description

成像鏡片及成像單元 [相關申請案]
本案和2013年12月26日提申的日本專利申請案JP2013-268399號有關,該申請案的全部內容藉此參照被併於本文中。
本發明係有關於一種成像鏡片,其將一物件的光學影像形成在一成像裝置上,譬如CCD(電荷耦合裝置)或CMOS(互補式金氧半導體)上。本發明亦有關於一種成像單元,其設置有該成像鏡片來實施攝像。該成像單元的例子可包括那些被用於數位靜態相機、配備有相機的行動電話、及資訊行動終端裝置上的成像單元。
每年,一種更薄的數位靜態相機(譬如,卡片式相機)都被製造,且減小成像單元的尺寸是所想要的。而且,成像單元的尺寸縮小在行動電話上亦是所想要的,用以減小終端單元本身的厚度或是保留空間來提供多 種功能。因此,對於設置在該成像單元內的成像鏡片的尺寸進一步的減小的需求持續增加。
而且,在減小成像裝置的尺寸的同時,像素 的數量已經因為在該成像裝置(譬如,CCD及CMOS)內的像素間距減小的關係而被增加。因此,對於使用在這些成像單元內的成像鏡片而言需要一更高的效能。
如上文所述,使用在具有更高解析度的成像裝置中的成像鏡片需要高解析能力(resolving power)。然而,該解析能力受限於F數。因為一具有較亮的F數的鏡片可達到較高的解析能量,具備約F2.8的F數的鏡片尚未能達到足夠的效能。因此,需要一具有約F2的亮度的成像鏡片,其適合具有增加的像素數量、更高的解析度、及更小的尺寸的成像裝置。已有一種成像鏡片被提出來作為用於此一應用的成像鏡片,其具有一種五片鏡片的結構,此結構相較於具有三片鏡片結構或四片鏡片結構的鏡片而言可達成更大的孔徑比及更高的效能(參見未審查的專利申請公開案第2009-294527(JP2009-294527A)及美國專利申請公開案第2010/0315723(US 2010/0315723A)號)。
例如,揭示於JP2009-294527A中的該具有五片鏡片結構的成像鏡片(依照從物件側開始的順序)包括:一具有一物件側的表面的第一鏡片,該物件側的表面是一外凸的表面且具有正功率;一具有一影像側的表面的第二鏡片,該影像側的表面在接近光軸處是內凹的表面且在接近該光軸處具有負功率;一具有一影像側的表面的第 三鏡片,該影像側的表面在接近光軸處是一外凸的表面且在接近該光軸處具有正功率;一具有一影像側的表面之非球面的第四鏡片,該影像側的表面在接近該光軸處具有一內凹的形狀及在其周邊部分內具有一外凸的形狀;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正功率。
最近,為了要獲得一適合一具有增加的像素 數量的成像裝置的成像鏡片,開發一種鏡片系統來作為成像鏡片是所想要的,該鏡片系統的總長度減小且在中心視角至周邊視角的範圍內有更高的影像形成效能。揭露於上文所述的JP2009-294527A及US2010/0315723A中的該具有五片鏡片結構的成像鏡片在減小光長度、色像差校正及場曲(field curvature)等效能上仍無有不足之處且仍有改進的空間。
提供一種能夠在精巧化的同時有利地校正各 種像差的成像鏡片及成像單元是所想要的。
依據本發明的一實施例,一種成像鏡片被提 供,其包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能 力。該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置。下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)其中v4是第四鏡片的阿貝數。
依據本發明的一實施例,一種成像單元被提供,其包括:一成像鏡片;及一成像裝置,其被建構來根據該成像鏡片所形成的一光學影像來輸出一成像訊號。該成像鏡片包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力。該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置。下面的條件式被滿足,ν4<40......(1)其中v4是第四鏡片的阿貝數。
在依據本發明的實施例的該成像鏡片或該成像單元中,該五鏡片式結構係被作成一個整體,且各別鏡片的組態都被最佳化。
根據依據本發明的該成像鏡片或該成像單元,該五鏡片式結構係被作成一個整體,且各別鏡片的組態都被最佳化。因此,可在達成精巧化的同時有利地校正各種像差。
應指出的是,本發明的功效並不侷限於上文 所述的功效且可以是本案中所揭示的任何功效。
應瞭解的是,上文的一般性描述及下面的詳 細描述這兩者是示範性的,且是被提供來進一步說明所請發明的技術。
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‧‧‧影像平面
Z1‧‧‧光軸
f‧‧‧焦距
201‧‧‧殼體
202‧‧‧顯示區域
203‧‧‧前相機區域
204‧‧‧主相機區域
205‧‧‧相機閃光燈
101‧‧‧成像裝置
1‧‧‧成像鏡片
2‧‧‧成像鏡片
3‧‧‧成像鏡片
4‧‧‧成像鏡片
5‧‧‧成像鏡片
6‧‧‧成像鏡片
SG‧‧‧密封玻璃
附圖被包括來提供對本發明的進一步瞭解,且被包含來構成此說明書的一部分。該等圖式例示實施例,它們和說明書一起用來說明技術的原理。
圖1是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第一結構例。
圖2是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例1中,特定的數值被施用至圖1中的該成像鏡片。
圖3是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第二結構例。
圖4是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例2中,特定的數值被施用至圖3中的該成像鏡片。
圖5是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第三結構例。
圖6是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例3中,特定的數值被施用至圖5中的該成像鏡 片。
圖7是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第四結構例。
圖8是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例4中,特定的數值被施用至圖7中的該成像鏡片。
圖9是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第五結構例。
圖10是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例5中,特定的數值被施用至圖9中的該成像鏡片。
圖11是一鏡片剖面圖,其例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第六結構例。
圖12是一像差圖,其例示在數值例子中的各種像差,在該數值例6中,特定的數值被施用至圖11中的該成像鏡片。
圖13是一前視圖,其例示一成像單元的結構例。
圖14是一後視圖,其例示該成像單元的結構例。
本發明的一些實施例參照圖式被詳細地描述於下文中。該描述係以下面的順序被提供。
1.鏡片的基本結構
2.功能及效果
3.應用至成像單元的例子
4.鏡片的數值例
5.其它實施例。
[1.鏡片的基本結構]
圖1例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第一結構例。圖3例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第二結構例。圖5例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第三結構例。圖7例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第四結構例。圖9例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第五結構例。圖11例示依據本發明的一實施例的成像鏡片的第六結構例。描述係於其後的數值例被提供,在數值例中,特定的數值被施用至前述的結構例。在圖1等圖式中,符號IMG代表影像平面,及符號Z1代表光軸。一光學元件可被設置在該成像鏡片和該成像平面IMG之間。光學元件的例子可包括一用來保護該成像裝置的密封玻璃SG,及各種光學濾光鏡。
依據此實施例的成像鏡片的結構藉由適當地參考例示於圖1等圖式中的結構例而被描述於下文中。然而,本發明的技術並不侷限於被例示的結構例。
依據此實施例的成像鏡片係實質上被建構成五片鏡片,即,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,它們從物件側沿著光軸Z1依序被設置。
該第一鏡片L1具有正折射能力。該第一鏡片 L1具有一物側表面,其較佳地是一外凸表面。
該第二鏡片L2具有接近該光軸的負折射能 力。該第二鏡片L2具有一影像側的表面,其較佳地是一內凹表面。該第二鏡片L2較佳地是一負的凹凸透鏡,其具有一面向該影像側的內凹表面。
該第三鏡片L3具有一物件側的表面,其是一 接近該光軸的外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸具有正折射能力。該第三鏡片L3較佳地具有一非球形表面,其具有凹凸形狀,該凹凸形狀的一接近該光軸的部分不同於一周邊部分。
該第四鏡片L4在接近該光軸處具有正折射能 力和負折射能力中的一者。該第四鏡片L4可具有一非球形表面,其具有凹凸形狀,該凹凸形狀的一接近該光軸的部分不同於一周邊部分。
依據此實施例的該成像鏡片滿足下面和第四鏡片L4有關的條件式(1),ν4<40......(1)其中v4是該第四鏡片L4的阿貝數。
該第五鏡片L5具有接近該光軸的正折射能力。該第五鏡片L5具有一影像側的表面,其較佳地具有一非球面形狀,其具有一反曲點,該反曲點造成一凹凸形狀,其將在從中心部分到周邊部分的方向上的中途點被改變。該第五鏡片L5較佳地除了和該光軸Z1的交會點之外 還可具有一或多個反曲點。更明確地,該第五鏡片L5的影像側的表面較佳地是一非球形表面,其在接近該光軸處具有一內凹形狀且在周邊部分具有一外凸形狀。
除了上文所述之外,依據此實施例的該成像鏡片亦可較佳地滿足預設的條件式,其將於稍後被描述。
[2.功能和效果]
接下來,依據此實施例的該成像鏡片的功能和效果將被描述。依據此實施例的該成像鏡片的該成像鏡片的一較佳的結構將和其功能及效果一起被描述。
應指出的是,描述於本文中的效果只是例子而已。本發明的效果並不侷限於這些被描述的效果且包括其它效果。
根據依據此實施例的該成像鏡片,該等鏡片的每一鏡片被設置成具有適當的折射能力且該等鏡片的每一鏡片的形狀被最佳化以有效率地使用在該整體具有五片鏡片的結構中的該非球形表面。再者,每一鏡片的配置係藉由進一步滿足上文所述的條件式(1)而被適當地設置。這達成了軸上(on-axial)及放大色差的有利校正,這使得在達成精巧化的同時有利地校正各種像差成為可能。
描述於上文中的條件式(1)界定該第四鏡片L4的阿貝數。藉由滿足條件式(1),軸上及軸外(off-axial)色差被有利地校正。當條件式(1)未被滿足時, 一在該軸上色差內的一相對於一參考波長的短波長在一負的方向上被增加,其造成校正不足。
應指出的是,該條件式(1)的數值範圍更佳地可如下面的條件式(1)’地被設定。
ν4<37......(1)'
此外,依據此實施例的該成像鏡片較佳地可滿足下面條件式(2)至(6)的一或多者。
1.0<ΣD/f<1.5......(2)
ΣD是在該光軸上從該第一鏡片L1的物件側的表面的頂點到該影像平面的距離,及f是該成像鏡片的總焦距(focal length)。
描述於上文中的條件式(2)界定沿著該光軸Z1從最物件側的表面到該影像平面的距離和該總焦距f之間的比率。當ΣD/f的數值大於條件式(2)中的上限值時,該成像鏡片在光軸方向上的尺寸即變得極長,這造成縮小尺寸的困難。當ΣD/f的數值小於條件式(2)中的下限值時,該成像鏡片的總焦距f變得非常地大,這讓獲得足夠的視角無法被達成。再者,保持效能及製造該成像鏡片變得很困難。而且,確保該等鏡片的每一鏡片有足夠的厚度或邊緣厚度是不被允許的。
應指出的是,該條件式(2)的數值範圍更佳地可如下面的條件式(2)’地被設定。
1.0<ΣD/f<1.4......(2)'
-1.0<(r31+r32)/(r31-r32)<1.5......(3)
r31是該第三鏡片L3的物件側的表面的中心曲率半 徑,及r32是該第三鏡片L3的影像側的表面的中心曲率半徑。
描述於上文中的條件式(3)界定該第三鏡片 L3的物件側的表面和影像側的表面的中心曲率半徑之間的關係。藉由滿足條件式(3),各種像差可被有利地校正。當(r31+r32)/(r31-r32)的數值小於條件式(3)的下限值時,關於該第三鏡片L3的製造誤差的敏感度會提高,這是所不想要的。當(r31+r32)/(r31-r32)的數值大於條件式(3)的上限值時,慧形像差(coma aberration),場曲(field curvature)的校正會變得困難且像散差會增加,而這是所不想要的。
應指出的是,該條件式(3)的數值範圍更佳 地可如下面的條件式(3)’地被設定。
-0.7<(r31+r32)/(r31-r32)<1.2......(3)'
-0.625<f/f4<0.1......(4)
f4是第四鏡片的焦距。
描述於上文中的條件式(4)界定該第四鏡片L4和整個鏡片系統之間的折射能力的分佈。藉由滿足條件式(4),可達成光長度的減小及像差的有利校正。當f/f4小於條件式(4)的低限值時,該第四鏡片L4的折射能力會被降低。這是所不想要的,因為在該光學系統的總長度被作得更短的時候確保遠心度(telecentricity)會變得困難。當f/f4大於條件式(4)的高限值時,該第四鏡片L4的折射能力會被提高。因此,慧形像差被增加,這讓像差校正變得困難。
應指出的是,該條件式(4)的數值範圍更佳地可如下面的條件式(4)’地被設定。
-0.57<f/f4<0.03......(4)'
-2.1<f2/f1<-1.2......(5)
f1是第一鏡片L1的焦距,f2是第二鏡片L2的焦距。
描述於上文中的條件式(5)界定該第一鏡片L1和第二鏡片L2的折射能力的分佈。藉由滿足條件式(5),軸上色差及球形像差可被校正。當f2/f1的數值小於條件式(5)的低限值時,該第二鏡片L2的折射能力被提高,這會造成軸上色差將相對於該參考波長被過度校正。而且,該球形像差在一環形部分被過度校正。因此,保持該軸上色差及該球形像差穩定會變得困難。在另一方面,f2/f1的數值大於條件式(5)的高限值時,該第二鏡片L2的折射能力被降低,這會造成軸上色差相對於該參考波長校正不足。而且,該球形像差在一環形部分會校正不足。因此,保持該軸上色差及該球形像差穩定會變得困難,這讓達成有利的影像形成效能變得困難。
應指出的是,該條件式(5)的數值範圍更佳地可如下面的條件式(5)’地被設定。
-1.9<f2/f1<-1.3......(5)'
0.2<r51/f<0.5......(6)
r51是第五鏡片L5的物件側的表面的中心曲率半徑。
描述於上文中的條件式(6)界定該第五鏡片L5和整個鏡片系統之間的折射能力的分佈。當r51/f小於 條件式(6)的低限值時,該第五鏡片L5的中心曲率半徑會變小,且該第五鏡片L5的折射能力會提高。因此,可降低軸外主要光線的最大離開角度,但場曲,失真等等的校正變得困難。當r51/f大於條件式(6)的高限值時,該第五鏡片L5的近軸(paraxial)曲率半徑被變大,且光線相對於該第五鏡片L5的入射角因而被變大。這讓校正慧形像差、放大色差等等變得容易,但增加上述的該離軸主要光線的最大離開角度,這讓將被造成的明暗現象(shading phenomenon)更容易。
應指出的是,該條件式(6)的數值範圍更佳地可如下面的條件式(6)’地被設定。
0.23<r51/f<0.45......(6)'
此外,在依據此實施例的該成像鏡片中,藉由讓該最影像側的表面(該第五鏡片L5的影像側的表面)成為在接近該光軸處有內凹的形狀及在周邊部分具有外凸的形狀的非球形表面,離開該第五鏡片L5的光線相對於該影像表面IMG的入射角被抑制。
[3.應用至成像單元的例子]
圖13及14例示一其上被施加了依據此實施例的成像鏡片的成像單元的結構例。此結構例是一包括成像單元的行動終端設備(譬如,一行動資訊終端設備或一行動電話終端設備)的例子。該行動終端設備包括一大致矩形的殼體201。該殼體201的一前表面側(圖13)設有 一顯示區域202、一前相機區域203等等。該殼體201的一後表面側(圖14)設有一主相機區域204、一相機閃光燈205等等。
該顯示區域202例如可以是一觸控面板,其 允許各種操作藉由感測相對於該觸控面板的表面的接觸狀態來實施。因此,該顯示區域202具有顯示各種資訊的功能及允許使用者實施各種輸入操作的輸入功能。該顯示區域202顯示各種資料,譬如操作狀態,前相機區域203或主相機區域204所拍攝的影像。
依據此實施例的該成像鏡片例如可被用作為 一用於圖13及14所例示的行動終端設備內的成像單元(前相機區域203或主相機區域204)的相機模組的鏡片。當依據此實施例的該成像鏡片被用作為一相機模組的鏡片時,一根據該成像鏡片形成的光學影像輸出一成像訊號(影像訊號)的成像裝置101,譬如CCD(電荷耦合裝置)或CMOS(互補式金氧半導體),被配置在圖1所例示的該成像鏡片的影像平面IMG的周圍。在此例子中,如圖1等等所示,一光元件(譬如,用來保護該成像裝置的密封玻璃SG)及各種光學濾光片可被設置在該第五鏡片L5和該影像平面IMG之間。
應指出的是,依據此實施例的該成像鏡片並 不侷限於被應用在上述的行動終端設備,而是可被用作為用於其它電子設備(譬如,數位靜態相機或數位攝影機)的成像鏡片。除此之外,依據此實施例的該成像鏡片可被 應用在使用固態成像裝置(譬如,CCD或CMOS)的一般的小型成像單元上。此等一般的小型成像單元的例子包括光學感測器、可攜式模組相機、及網路攝影機。
[例子] [4.鏡片的數值例]
接下來,依據此實施例的該成像鏡片的特定數值例將被描述。此描述係以數值例來提供,其中特定的數值被施加至例示於圖1、3、5、7、9及11中的個別構造例的成像鏡片1、2、3、4、5及6。
應指出的是,在下面的表及描述中的符號所代表的意義係如下所述。“Si”代表從最物件側算起的第i個表面。“Ri”代表第i個表面的近軸(paraxial)曲率半徑的數值(mm)。“Di”代表在光軸上介於第i個表面和第(i+1)個表面之間的間距的數值(mm)。“Ndi”代表一具有該第i個表面的光學構件的材料的該(具有587.6nm的波長)的d-線的折射係數的數值。“vdi”代表該具有該第i個表面的光學構件的材料的d-線的阿貝數的數值。在“Ri”的數值中的“∞”代表該相關的表面是一平的表面、一虛擬的表面、或一光欄表面(孔徑光欄)。在“Si”中的“STO”代表該相關的表面是該孔徑光欄。“f”代表該鏡片系統的總焦距。“Fno”代表一F數。“ω”代表半視角。
使用於各數值例中的鏡片的一些鏡片具有一 被形成為非球形表面的鏡片表面。在“Si”中的“ASP”代表相關的表面是非球形表面。該非球形表面是由下面的式子來界定。應指出的是,在顯示稍後描述的非球形表面係數的各個表中的“E-i”代表一以10為底的指數表示(即,“10-i”)。例如,“0.12345E-05”代表“0.12345x10-5”。
Z=C.h2/{1+(1-K.C2.h2)1/2}+ΣAn.hn......(A)
n是3或更大的整數,Z是該非球形表面的深度,C是近軸曲率(其以1/R來表示),h是從該光軸到該鏡片表面的距離,K是偏心度(二階非球形表面係數),及An是第n階非球形面係數。
[各個數值例共同的結構]
被施加至下面的各個數值例的成像鏡片1,2,3,4,5及6的每一鏡片具有一滿足上述的鏡片基本結構的結構。成像鏡片1,2,3,4,5及6的每一鏡片實質上是由五片鏡片構成,即從物件側被依序地設置的第一鏡片L1、第二鏡片L2、第三鏡片L3、第四鏡片L4、及第五鏡片L5。該第五鏡片L5的該影像側的表面是一非球形表面,其在接近該光軸處具有一內凹的形狀及在周邊部分具有一外凸的形狀。該密封玻璃SG被設置在該第五鏡片L5和該成像平面IMG之間。一孔徑光欄St被設置在接近該第一鏡片L1的前側處。
[數值例1]
在示於圖1的該成像鏡片1中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片1的數值例1的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表1中。在該成像鏡片1中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表2中。
在上面的數值例1中的各種像差被示於圖2 中。圖2顯示球形像差、像散(場曲)、及失真,等作為各種像差。它的每一像差圖顯示使用該d-線(587.56nm)作為參考波長的限差。該球形像差圖亦顯示相關於g-線 (435.84nm)及C-線(656.27nm)的像差。在像散(astigmatism)的像差圖中,“S”代表在一縱切的影像平面上的像差的數值,及“T”代表在一正切的影像平面上的像差的數值。這亦適用於下面其它數值例的像差圖中。
從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[數值例2]
在示於圖3的該成像鏡片2中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片2的數值例2的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表3中。在該成像鏡片2中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表4中。
在上面的數值例2中的各種像差被示於圖4 中。從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[數值例3]
在示於圖5的該成像鏡片3中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片3的數值例3的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表5中。在該成像鏡片3中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表6中。
在上面的數值例3中的各種像差被示於圖6 中。從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[數值例4]
在示於圖7的該成像鏡片4中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片4的數值例4的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表7中。在該成像鏡片4中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表8中。
在上面的數值例4中的各種像差被示於圖8 中。從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[數值例5]
在示於圖9的該成像鏡片5中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片5的數值例5的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表9中。在該成像鏡片5中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表10中。
在上面的數值例5中的各種像差被示於圖10 中。從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[數值例6]
在示於圖11的該成像鏡片6中,該第一鏡片L1具有正折射能力,且一物件側的表面,其為一外凸表面。該第二鏡片L2在接近該光軸處具有負折射能力,且具有一影像側的表面,其為一內凹表面。該第三鏡片L3具有一物件側的表面,它在接近該光軸處是一外凸表面。而且,該第三鏡片L3在接近該光軸處具有正折射能力。該第四鏡片L4在接近該光軸處具有負折射能力。該第五鏡片L5在接近該光軸處具有正折射能力。
特定的數值被施加至該成像鏡片6的數值例6的鏡片數據和該鏡片系統的總焦距f的數值、F數、及半視角ω一起被示於表11中。在該成像鏡片6中,第一鏡片L1至第五鏡片L5的每一鏡片的兩個表面都被形成為非球形表面。在這些非球形表面中的非球形表面係數A3至A20的數值和係數K的數值一起被示於表12中。
在上面的數值例6中的各種像差被示於圖12 中。從上面的各像差圖可清楚地看出的是,在達成小型化的同時,各種像差被有利地校正,且絕佳的光學效能可因而被達成。
[在各例子中的其它數值數據]
表13顯示和描述於上文中用於各個數值例的各條件式相關的數值的一覽表。如可從表13中見到的,在各數值例中的數值是在用於各條件式的數值範圍之內。而且,表14顯示鏡片L1至L5各鏡片的焦距f1至f5的數值的一覽表。
[5.其它實施例]
本發明的技術並不侷限於上面的實施例及例子,且可被不同地修改。
例如,描述於上面的各數值例中的每一區段的形狀及數值只是用來體現本發明的技術的例子。本發明 的技術的技術範圍不應被侷限性地建構於此之上。
此外,在上面的實施例及例子中係以實質上五片鏡片所建構的結構來進行描述。然而,亦可採用一種進一步包括一實質上沒有折射能力的鏡片的結構。
再者,從上文中所描述的本發明的範例實施例及修改中可至少獲得下列的結構。
[1]一種成像鏡片包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力。該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置。下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)
其中v4是第四鏡片的阿貝數。
[2]一種如[1]所述的成像鏡片,其中下面的條件式(2)被滿足,1.0<ΣD/f<1.5......(2)
其中ΣD是在該光軸上從該第一鏡片的物件側的表面的頂點到該影像平面的距離,及f是該成像鏡片的總焦距(focal length)。
[3]一種如[1]或[2]所述的成像鏡片,其中下面的條件式(2)’被滿足, 1.0<ΣD/f<1.4......(2)'。
[4]一種如[1]至[3]的任一項所述的成像鏡片,其中下面的條件式(3)被滿足,-1.0<(r31+r32)/(r31-r32)<1.5......(3)
其中r31是該第三鏡片的物件側的表面的中心曲率半徑,及r32是該第三鏡片的影像側的表面的中心曲率半徑。
[5]一種如[1]至[4]的任一項所述的成像鏡片,其中下面的條件式(4)被滿足,-0.625<f/f4<0.1......(4)
其中f4是第四鏡片的焦距。
[6]一種如[1]至[5]的任一項所述的成像鏡片,其中下面的條件式(5)被滿足,-2.1<f2/f1<-1.2......(5)
其中f1是第一鏡片的焦距,f2是第二鏡片的焦距。
[7]一種如[1]至[6]的任一項所述的成像鏡片,其中下面的條件式(6)被滿足,0.2<r51/f<0.5......(6)
其中r51是第五鏡片的物件側的表面的中心曲率半徑。
[8]一種如[1]至[7]的任一項所述的成像鏡片,其中該第五鏡片具有一影像側的表面,其為一非球形表面,其在接近該光軸處具有一內凹形狀且在周邊部分具有外凸形狀。
[9]一種如[1]至[8]的任一項所述的成像鏡片,其中該第一鏡片具有一物件側的表面,其為一外凸表面,及該第二鏡片具有一影像側的表面,其為一內凹表面。
[10]一種如[1]至[9]的任一項所述的成像鏡片,其更包含一實質沒有折射能力的鏡片。
[11]一種成像單元,其包含:一成像鏡片;及一成像裝置,其被建構來根據該成像鏡片所形成的一光學影像來輸出一成像訊號,該成像鏡片包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力,該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置,其中下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)
其中v4是第四鏡片的阿貝數。
[12]一種如[11]所述的成像單元,其中該成像鏡片更包含一實質沒有折射能力的鏡片。
熟習此技藝者應瞭解的是,各種修改、組合、此組合、及改變可根據設計要求及其它原因發生,只要它們是在申請專利範圍所界定的範圍或其等效物的範圍內即可。
1‧‧‧成像鏡片
101‧‧‧成像裝置
Z1‧‧‧光軸
St‧‧‧孔徑光欄
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
SG‧‧‧密封玻璃
IMG‧‧‧影像平面

Claims (10)

  1. 一種成像鏡片,包含:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力,該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置,其中下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)其中v4是第四鏡片的阿貝數。
  2. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中下面的條件式(2)被滿足,1.0<ΣD/f<1.5......(2)其中ΣD是在該光軸上從該第一鏡片的物件側的表面的頂點到該影像平面的距離,及f是該成像鏡片的總焦距(focal length)。
  3. 如申請專利範圍第2項之成像鏡片,其中下面的條件式(2)’被滿足,1.0<ΣD/f<1.4......(2)'。
  4. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中下面的條 件式(3)被滿足,-1.0<(r31+r32)/(r31-r32)<1.5......(3)其中r31是該第三鏡片的物件側的表面的中心曲率半徑,及r32是該第三鏡片的影像側的表面的中心曲率半徑。
  5. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中下面的條件式(4)被滿足,-0.625<f/f4<0.1......(4)其中f4是第四鏡片的焦距。
  6. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中下面的條件式(5)被滿足,-2.1<f2/f1<-1.2......(5)其中f1是第一鏡片的焦距,f2是第二鏡片的焦距。
  7. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中下面的條件式(6)被滿足,0.2<r51/f<0.5......(6)其中r51是第五鏡片的物件側的表面的中心曲率半徑。
  8. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中該第五鏡片具有一影像側的表面,其為一非球形表面,其在接近該光軸處具有一內凹形狀且在周邊部分具有外凸形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項之成像鏡片,其中該第一鏡片具有一物件側的表面,其為一外凸表面,及 該第二鏡片具有一影像側的表面,其為一內凹表面。
  10. 一種成像單元,其包含:一成像鏡片;及一成像裝置,其被建構來根據該成像鏡片所形成的一光學影像來輸出一成像訊號,該成像鏡片包括:一第一鏡片,其具有正折射能力;一第二鏡片,其在接近光軸處具有負折射能力;一第三鏡片,其具有一物件側的表面,該表面在接近該光軸處是一外凸表面,該第三鏡片在接近該光軸處具有正折射能力;一第四鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力及負折射能力中的一者;及一第五鏡片,其在接近該光軸處具有正折射能力,該第一至第五鏡片係從物件側依序被設置,其中下面的條件式(1)被滿足,ν4<40......(1)其中v4是第四鏡片的阿貝數。
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