TWM479425U - 攝影透鏡以及具備攝影透鏡的攝影裝置 - Google Patents

攝影透鏡以及具備攝影透鏡的攝影裝置 Download PDF

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Hideo Kanda
Michio Cho
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Description

攝影透鏡以及具備攝影透鏡的攝影裝置
本創作是有關於使被攝體的光學像成像於電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等攝影元件上的固定焦点的攝影透鏡、以及搭載該攝影透鏡進行拍攝的數位靜態相機(digital still camera)或具有相機的行動電話機以及個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、智慧型電話(smartphone)、平板(tablet)型終端、及可攜式遊戲機等攝影裝置。
隨著個人電腦(personal computer)向一般家庭等的普及，可將拍攝的風景或人物像等圖像資訊輸入至個人電腦的數位靜態相機正在快速地普及。又，在行動電話、智慧型電話或平板型終端中亦大多搭載有圖像輸入用的相機模組(camera module)。在此種具有攝影功能的機器中使用電荷耦合器件或互補金屬氧化物半導體等作為攝影元件。近年來，該等攝影元件越來越高畫素 化，伴隨此要求攝影透鏡的高解析化、高性能化。尤其，在智慧型電話中該傾向顯著，近年來搭載在智慧型電話上的攝影透鏡的5片式構成成為主流。作為5片式構成的上述領域的攝影透鏡，例如提出有下述專利文獻1~專利文獻3所記載者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：美國專利第8179613號說明書
專利文獻2：中國實用新型第202110325號說明書
專利文獻3：中國專利申請公開第101710207號說明書
近年來，攝影元件亦越來越小型(compact)化，對攝影機器整體及搭載在其上的攝影透鏡亦要求小型性。進而，對搭載在如行動電話、智慧型電話、平板型終端等般越來越薄型化的裝置上的攝影透鏡，縮短透鏡總長的要求日益提高。為滿足上述要求，上述專利文獻1~專利文獻3記載的5片式構成的攝影透鏡需要使總長進一步縮短化。
本創作是鑒於上述問題而完成的，其目的在於提供一種攝影透鏡、以及搭載該攝影透鏡而可獲得高解析的攝影圖像的攝影裝置，該攝影透鏡可實現總長的縮短化，並且可實現能應對高畫素化的高成像性能。
本創作的攝影透鏡自物體側起實質上依序包含5個透鏡，所述5個透鏡包含：第1透鏡，為雙凸形狀；第2透鏡，為 雙凹形狀；第3透鏡，具有正折射力，且為凸面朝向像側的凹凸透鏡形狀；第4透鏡，具有正折射力，且為凸面朝向像側的凹凸透鏡形狀；以及第5透鏡，具有負折射力，凹面朝向像側，且在像側的面具有至少1個反曲點，且攝影透鏡滿足下述條件式：0<f/f3<0.6 (1)
0.12<D7/f<0.3 (2)
其中，設為：
f：整個系統的焦點距離
f3：第3透鏡的焦點距離
D7：第3透鏡與第4透鏡的光軸上的間隔。
本創作的攝影透鏡，較佳為滿足以下的條件式(1-1)至條件式(8-1)中的任一項。再者，作為較佳形態，可為滿足條件式(1-1)至條件式(8-1)中的任一項者，或者亦可為滿足任意組合者。
0<f/f3<0.5 (1-1)
0<f/f3<0.4 (1-2)
0.13<D7/f<0.25 (2-1)
0.14<D7/f<0.2 (2-2)
1.5<f/f1<3 (3)
1.7<f/f1<2.7 (3-1)
1.85<f/f1<2.5 (3-2)
-5<f/f5<-1 (4)
-4<f/f5<-1.2 (4-1)
0<f1/f3<0.5 (5)
0<f1/f3<0.4 (5-1)
0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<06 (6)
0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.55 (6-1)
0.2<f．tanω/R5r<10 (7)
0.5<f．tanω/R5r<5 (7-1)
-2<f/f2<-0.5 (8)
-1.8<f/f2<-0.7 (8-1)
其中，設為：
f：整個系統的焦點距離
f1：第1透鏡的焦點距離
f2：第2透鏡的焦點距離
f3：第3透鏡的焦點距離
f5：第5透鏡的焦點距離
R3f：第3透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑
R3r：第3透鏡的像側的面的近軸曲率半徑
R5r：第5透鏡的像側的面的近軸曲率半徑
D7：第3透鏡與第4透鏡的光軸上的間隔
ω：半視場角。
本創作的攝影透鏡中，較佳為孔徑光闌配置在較第2透鏡的物體側的面更靠物體側。
再者，上述本創作的攝影透鏡中，「實質上包含5片透鏡」是指亦包含如下情況，即本創作的攝影透鏡除5片透鏡以外，實質上還包括不具有屈光力(power)的透鏡、孔徑光闌(aperture stop)或蓋玻璃(cover glass)等透鏡以外的光學要素、透鏡凸緣(lens flange)、透鏡筒(lens barrel)、攝影元件、手震修正機構等機構部分等。
再者，上述本創作的攝影透鏡以及其較佳構成中的透鏡的面形狀、折射力的符號，在針對包含非球面者時，只要未特別限定，則設為在光軸附近(近軸區域)的符號。又，曲率半徑的符號在面形狀向物體側凸出的情形時設為正，且在面形狀向像側凸出的情形時設為負。
本創作的攝影裝置具備本創作的攝影透鏡。
根據本創作的攝影透鏡，在整體上為5片的透鏡構成中，使各透鏡要素的構成最佳化，尤其較佳地構成第1透鏡、第2透鏡、第3透鏡、第4透鏡、第5透鏡的形狀，而以滿足規定的條件式的方式構成，因此可實現使總長縮短化，並且具有高成像性能的透鏡系統。
又，根據本創作的攝影裝置，具備上述本創作的攝影透鏡，因此可使攝影透鏡的光軸方向的裝置尺寸縮短化，且可獲得高解析的攝影圖像。
1、501‧‧‧攝影裝置
2‧‧‧軸上光束
3‧‧‧光束
100‧‧‧攝影元件
541‧‧‧相機部
CG‧‧‧光學構件
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13‧‧‧面間隔
L‧‧‧攝影透鏡
L1‧‧‧第1透鏡
L2‧‧‧第2透鏡
L3‧‧‧第3透鏡
L4‧‧‧第4透鏡
L5‧‧‧第5透鏡
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13‧‧‧曲率半徑
R14‧‧‧像面
St‧‧‧孔徑光闌
Z1‧‧‧光軸
圖1是表示本創作的一實施方式的攝影透鏡的第1構成例的圖，且是與實施例1對應的透鏡剖面圖。
圖2是表示本創作的一實施方式的攝影透鏡的第2構成例的圖，且是與實施例2對應的透鏡剖面圖。
圖3是表示本創作的一實施方式的攝影透鏡的第3構成例的圖，且是與實施例3對應的透鏡剖面圖。
圖4是表示本創作的一實施方式的攝影透鏡的第4構成例的圖，且是與實施例4對應的透鏡剖面圖。
圖5是圖3所示的攝影透鏡的光路圖。
圖6(A)~圖6(D)是表示本創作的實施例1的攝影透鏡的各像差的像差圖，圖6(A)表示球面像差，圖6(B)表示像散，圖6(C)表示畸變像差，圖6(D)表示倍率色像差。
圖7(A)~圖7(D)是表示本創作的實施例2的攝影透鏡的各像差的像差圖，圖7(A)表示球面像差，圖7(B)表示像散，圖7(C)表示畸變像差，圖7(D)表示倍率色像差。
圖8(A)~圖8(D)是表示本創作的實施例3的攝影透鏡的各像差的像差圖，圖8(A)表示球面像差，圖8(B)表示像散， 圖8(C)表示畸變像差，圖8(D)表示倍率色像差。
圖9(A)~圖9(D)是表示本創作的實施例4的攝影透鏡的各像差的像差圖，圖9(A)表示球面像差，圖9(B)表示像散，圖9(C)表示畸變像差，圖9(D)表示倍率色像差。
圖10是表示具備本創作的一實施方式的攝影透鏡的攝影裝置即行動電話終端的圖。
圖11是表示具備本創作的一實施方式的攝影透鏡的攝影裝置即智慧型電話的圖。
以下，參照圖式對本創作的實施方式進行詳細說明。
圖1表示本創作的第1實施方式的攝影透鏡的第1構成例。該構成例對應於下述的第1數值實施例(表1、表2)的透鏡構成。同樣地，將與下述的第2實施方式至第4實施方式的數值實施例(表3~表8)的透鏡構成對應的第2構成例至第4構成例的剖面構成示於圖2~圖4中。圖1~圖4中，符號Ri表示第i(i=1、2、3、...)個面的曲率半徑，符號Di表示第i個面與第i+1個面於光軸Z1上的面間隔。再者，各構成例的基本構成均相同，因此以下基於圖1所示的攝影透鏡的構成例進行說明，根據需要而亦可對圖2~圖4的構成例進行說明。又，圖5是圖3所示的攝影透鏡的光路圖，且表示自位於無限遠的距離的物點起的軸上光束2以及最大視場角(field angle)的光束3的各光路。
本創作的實施方式的攝影透鏡為適用於使用有電荷耦 合器件或互補金屬氧化物半導體等攝影元件的各種攝影機器、尤其是比較小型的可攜終端機器例如數位靜態相機、具有相機的行動電話、智慧型電話、平板型終端以及個人數位助理等者。
圖10中表示本創作的實施方式的攝影裝置1即行動電話終端的概觀圖。本創作的實施方式的攝影裝置1包括如下部分而構成，即包括：本實施方式的攝影透鏡L；以及電荷耦合器件等攝影元件100(參照圖1)，其輸出與藉由該攝影透鏡L而形成的光學像對應的攝影訊號。攝影元件100配置在該攝影透鏡L的成像面(像面R14)上。
圖11中表示本創作的實施方式的攝影裝置501即智慧型電話的概觀圖。本創作的實施方式的攝影裝置501包括相機部541而構成，該相機部541包括：本實施方式的攝影透鏡L；以及電荷耦合器件等攝影元件100(參照圖1)，其輸出與藉由該攝影透鏡L而形成的光學像對應的攝影訊號。攝影元件100配置在該攝影透鏡L的成像面(像面R14)上。
如圖1所示，該攝影透鏡L沿光軸Z1而自物體側依序包括第1透鏡L1、第2透鏡L2、第3透鏡L3、第4透鏡L4、以及第5透鏡L5。圖1~圖3分別所示的第1構成例至第3構成例的攝影透鏡中，光學構件CG的像側的面與攝影元件100的成像面(像面R14)一致。
在第5透鏡L5與攝影元件100之間，亦可根據安裝透鏡的相機側的構成而配置有各種光學構件CG。例如亦可配置有攝 影面保護用的蓋玻璃或紅外線截止濾光器(cut filter)等平板狀的光學構件。該情形時，作為光學構件CG，例如亦可使用對平板狀的蓋玻璃實施具有紅外線截止濾光器或中密度濾光器(neutral density filter)等濾光器效果的塗敷而得者。
又，亦可不使用光學構件CG，而是對第5透鏡L5實施塗敷等使之具有與光學構件CG同等的效果。由此，可實現零件件數的削減與總長的縮短化。
又，該攝影透鏡L較佳為包括孔徑光闌St，該孔徑光闌St配置在較第2透鏡L2的物體側的面更靠物體側。如此，藉由將孔徑光闌St配置在較第2透鏡L2的物體側的面更靠物體側，而尤其是在成像區域的周邊部中，可抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大。又，攝影透鏡L中，更佳為孔徑光闌St在光軸方向上配置在較第1透鏡L1的像側的面更靠物體側。藉由如此般將孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的像側的面更靠物體側，可更佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大，從而實現更高的光學性能。
再者，孔徑光闌St「配置在較第2透鏡的物體側的面更靠物體側」，是指光軸方向上的孔徑光闌的位置，位於與軸上邊緣光線和第2透鏡L2的物體側的面的交點相同的位置或較其更靠物體側，孔徑光闌St「配置在較第1透鏡的像側的面更靠物體側」，是指光軸方向上的孔徑光闌的位置，位於與軸上邊緣光線和第1透鏡L1的像側的面的交點相同的位置或較其更靠物體側。
又，本實施方式中，孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的物體側的面的面頂點更靠像側，但並不限定於此，孔徑光闌St亦可配置在較第1透鏡L1的物體側的面的面頂點更靠物體側。在孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的物體側的面的面頂點更靠物體側的情形時，與孔徑光闌St配置在較第1透鏡L1的物體側的面的面頂點更靠像側的情形時相比，自確保周邊光量的觀點考慮稍有不利，但在成像區域的周邊部，可更佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大。再者，圖1~圖5所示的孔徑光闌St不一定為表示大小或形狀者，而是表示光軸Z上的位置者。
該攝影透鏡L中，第1透鏡L1在光軸附近為雙凸形狀。藉由使第1透鏡L1在光軸附近為雙凸形狀，而可將折射力分散於第1透鏡L1的各面，因此可確保正折射力，並且可抑制第1透鏡L1的各面的折射力過強，可實現總長的縮短化，並且有利於修正以球面像差為代表的各像差。
第2透鏡L2在光軸附近為雙凹形狀。藉由第2透鏡L2在光軸附近具有負折射力，而可良好地修正色像差。藉由使第2透鏡L2在光軸附近為雙凹形狀，而有利於修正色像差，並且有利於防止過度修正球面像差。
第3透鏡L3在光軸附近具有正折射力，且在光軸附近為使凸面朝向像側的凹凸透鏡。藉由使第3透鏡L3在光軸附近為使凸面朝向像側的凹凸透鏡，而有利於抑制像散的產生。又，藉 由具有正折射力，而有利於修正球面像差。又，藉由使第3透鏡L3在光軸附近為使凸面朝向像側的形狀，而第3透鏡L3的物體側的面的凸面成為對應於第2透鏡L2的像側的面的凹面的形狀，因此可縮短第2透鏡L2與第3透鏡L3的光軸上的距離，從而可使總長縮短化。
第4透鏡L4在光軸附近具有正折射力，且在光軸附近為使凸面朝向像側的凹凸透鏡。藉由使第4透鏡L4在光軸附近為使凸面朝向像側的凹凸透鏡，而有利於修正像散。又，藉由具有正折射力，尤其在中間視場角可抑制通過光學系統的光線向攝影元件100的入射角變大。
第5透鏡L5在光軸附近具有負折射力。藉由第5透鏡L5在光軸附近具有負折射力，而有利於總長的縮短化以及像面彎曲的修正。又，第5透鏡L5的像側的面在光軸附近使凹面朝向像側，且在有效直徑內具有至少1個反曲點。與第5透鏡L5的像側的面相關的「具有反曲點」是指，在包含有效直徑內的光軸Z1的透鏡剖面中考慮包含像側的面的曲線時，具有該曲線自凸形狀切換為凹形狀(或自凹形狀切換為凸形狀)的點。反曲點的位置只要在第5透鏡L5的像側的面的有效直徑內，則可配置在自光軸Z1至半徑方向外側的任意位置。藉由將第5透鏡L5的像側的面設為在光軸附近使凹面朝向像側、且在有效直徑內具有至少1個反曲點的形狀，而有利於修正像面彎曲，並且使周邊光線向像面的入射角變小。
又，第5透鏡L5較佳為如圖1~圖3分別所示的第1構成例至第3構成例般在光軸附近設為雙凹形狀。藉由使第5透鏡L5在光軸附近為雙凹形狀，而可抑制第5透鏡L5的各面的曲率的絕對值過大，並且可使第5透鏡L5的負折射力充分強，可有效縮短總長。又，藉由使第5透鏡L5在光軸附近為雙凹形狀，而可較佳地修正像面彎曲。
又，第5透鏡L5較佳為如圖4所示的第4構成例般設為使凹面朝向像側的凹凸透鏡形狀。藉由使第5透鏡L5為使凹面朝向像側的凹凸透鏡形狀，而可良好地修正各像差，並且實現總長的縮短。
如以上所說明，根據本創作的實施方式的攝影透鏡，在整體上為5片的透鏡構成中，使各透鏡要素的構成最佳化，尤其較佳地構成第1透鏡L1至第5透鏡L5的各片透鏡的形狀，因此可實現使總長縮短化，並且具有高成像性能的透鏡系統。
又，藉由適當地滿足較佳條件而可實現更高的成像性能。又，根據本實施方式的攝影裝置，輸出與藉由本實施方式的高性能的攝影透鏡而形成的光學像對應的攝影訊號，因此可自中心視場角至周邊視場角獲得高解析的攝影圖像。
該攝影透鏡L為實現高性能化，較佳為在第1透鏡L1至第5透鏡L5的各片透鏡的至少其中一面使用非球面。
又，構成上述攝影透鏡L的第1透鏡L1至第5透鏡L5較佳為不為接合透鏡而為單透鏡。與使第1透鏡L1至第5透鏡 L5中的任一者為接合透鏡的情形相比，面數變多，藉此又可使非球面數變多，因此各透鏡的設計自由度變高，可較佳地實現總長的縮短化。
又，在如例如圖5所示的例般以總視場角成為60度以上的方式，設定上述攝影透鏡L的第1透鏡L1至第5透鏡L5的各透鏡構成的情形時，可將攝影透鏡L較佳地應用於近距離拍攝的機會多的行動電話終端等。
其次，對與以上述方式構成的攝影透鏡L的條件式相關的作用及效果更詳細地進行說明。
首先，分別較佳為第3透鏡L3的焦點距離f3以及整個系統的焦點距離f滿足以下的條件式(1)，且整個系統的焦點距離f以及第3透鏡L3與第4透鏡L4於光軸上的間隔D7滿足以下的條件式(2)。
0<f/f3<0.6 (1)
0.12<D7/f<0.3 (2)
條件式(1)為規定整個系統的焦點距離f相對於第3透鏡L3的焦點距離f3的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(1)的下限以下的方式確保第3透鏡L3的折射力，藉此可較佳地實現總長的縮短化。以不成為條件式(1)的上限以上的方式抑制第3透鏡L3的折射力，藉此可良好地修正球面像差。
藉由以滿足條件式(1)的方式構成，而可縮短透鏡系統整體的長度，並且良好地修正球面像差。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(1-1)，進而更佳為滿足條件式(1-2)。
0<f/f3<0.5 (1-1)
0<f/f3<0.4 (1-2)
條件式(2)為規定第3透鏡L3與第4透鏡L4的光軸上的間隔D7相對於整個系統的焦點距離f的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(2)的下限以下的方式，確保相對於整個系統的焦點距離f的第3透鏡L3與第4透鏡L4於光軸上的間隔D7，藉此可較佳地抑制在使總長縮短化的情形時易於產生的畸變像差。以不成為條件式(2)的上限以上的方式，維持相對於整個系統的焦點距離f的第3透鏡L3與第4透鏡L4於光軸上的間隔D7，藉此可良好地修正像散。
藉由以滿足條件式(2)的方式構成，而可縮短透鏡系統整體的長度，並且可良好地修正像散。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(2-1)，進而更佳為滿足條件式(2-2)。
0.13<D7/f<0.25 (2-1)
0.14<D7/f<0.2 (2-2)
又，第1透鏡L1的焦點距離f1以及整個系統的焦點距離f，較佳為滿足以下的條件式(3)。
1.5<f/f1<3 (3)
條件式(3)為規定整個系統的焦點距離f相對於第1透鏡L1的焦點距離f1的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(3)的下限以下的方式確保第1透鏡L1的折射力，藉此第1透鏡L1的折射力相對於整個系統的折射力不會變得過弱，可較佳地實現總長的縮短化。以不成為條件式(3)的上限以上的方式抑制第1透鏡L1的折射力，藉此第1透鏡L1的折射力相對於整個系統的折射力不會變得過強，可良好地修正球面像差。
藉由以滿足條件式(3)的方式構成，而可良好地修正球面像差，並且可較佳地使透鏡系統整體的長度縮短化。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(3-1)，進而更佳為滿足條件式(3-2)。
1.7<f/f1<2.7 (3-1)
1.85<f/f1<2.5 (3-2)
又，第5透鏡L5的焦點距離f5以及整個系統的焦點距離f，較佳為滿足以下的條件式(4)。
-5<f/f5<-1 (4)
條件式(4)為規定整個系統的焦點距離f相對於第5透鏡L5的焦點距離f5的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(4)的下限以下的方式抑制第5透鏡L5的折射力，藉此第5透鏡L5的折射力相對於整個系統的折射力不會變得過強，在中間視場角可較佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大。以不成為條件式(4)的上限以上的方式確保第5透鏡L5的折射力，藉此有利於總長的縮短化，第5透鏡L5的折射力相對於整個系統的折射力不會變得過弱，可良好地修正像面彎曲。
藉由以滿足條件式(4)的方式構成，而在中間視場角可較佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大，並且可較佳地修正像面彎曲。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(4-1)，進而更佳為滿足條件式(4-2)。
-4<f/f5<-1.2 (4-1)
-3.5<f/f5<-1.3 (4-2)
又，第3透鏡L3的焦點距離f3以及第1透鏡L1的焦點距離f1，較佳為滿足以下的條件式(5)。
0<f1/f3<0.5 (5)
條件式(5)為規定第1透鏡L1的焦點距離f1相對於第3透鏡L3的焦點距離f3的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(5)的下限以下的方式確保第1透鏡L1的正折射力，藉此第1透鏡L1的正折射力相對於第3透鏡L3的正折射力不會變得過弱，有利於總長的縮短化。又以不成為條件式(5)的上限以上的方式抑制第1透鏡L1的正折射力，藉此第1透鏡L1的正折射力相對於第3透鏡L3的正折射力不會變得過強，有利於修正球面像差。
藉由以滿足條件式(5)的方式構成，而可良好地修正球面像差，並且可較佳地使透鏡系統整體的長度縮短化。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(5-1)，進而更佳為滿足條件式(5-2)。
0<f1/f3<0.4 (5-1)
0<f1/f3<0.3 (5-2)
又，第3透鏡L3的物體側的面的近軸曲率半徑R3f以及第3透鏡L3的像側的面的近軸曲率半徑R3r，較佳為滿足以下的條件式(6)。
0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.6 (6)
條件式(6)為規定與第3透鏡L3的物體側的面的近軸曲率 半徑R3f及第3透鏡L3的像側的面的近軸曲率半徑R3r相關的較佳數值範圍者。分別以不成為條件式(6)的下限以下的方式，設定第3透鏡L3的物體側、像側的面的近軸曲率半徑，藉此有利於總長的縮短化。分別以不成為條件式(6)的上限以上的方式，設定第3透鏡L3的物體側、像側的面的近軸曲率半徑，藉此可良好地修正球面像差。
藉由以滿足條件式(6)的方式構成，而可良好地修正球面像差，並且可較佳地使透鏡系統整體的長度縮短化。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(6-1)，進而更佳為滿足條件式(6-2)。
0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.55 (6-1)
0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.5 (6-2)
又，整個系統的焦點距離f、半視場角ω、第5透鏡的像側的面的近軸曲率半徑R5r，較佳為滿足以下的條件式(7)。
0.2<f．tanω/R5r<10 (7)
條件式(7)為規定近軸像高(f．tanω)相對於第5透鏡L5的像側的面的近軸曲率半徑R5r的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(7)的下限以下的方式，設定近軸像高(f．tanω)以及第5 透鏡L5的像側的面的近軸曲率半徑R5r，藉此攝影透鏡的最靠像側的面即第5透鏡L5的像側的面的近軸曲率半徑R5r的絕對值相對於近軸像高(f．tanω)不會變得過大，可實現總長的縮短化，並且較佳地修正像面彎曲。又，以不成為條件式(7)的上限以上的方式，設定近軸像高(f．tanω)以及第5透鏡L5的像側的面的近軸曲率半徑R5r，藉此攝影透鏡的最靠像側的面即第5透鏡L5的像側的面的近軸曲率半徑R5r的絕對值相對於近軸像高(f．tanω)不會變得過小，在中間視場角可抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大。
藉由以滿足條件式(7)的方式構成，而在中間視場角可較佳地抑制通過光學系統的光線向成像面(攝影元件)的入射角變大，並且實現總長的縮短化，且較佳地修正像面彎曲。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(7-1)，進而更佳為滿足條件式(7-2)。
0.5<f．tanω/R5r<5 (7-1)
1<f．tanω/R5r<3 (7-2)
又，第2透鏡L2的焦點距離f2以及整個系統的焦點距離f，較佳為滿足以下的條件式(8)。
-2<f/f2<-0.5 (8)
條件式(8)為規定整個系統的焦點距離f相對於第2透鏡L2的焦點距離f2的比的較佳數值範圍者。以不成為條件式(8)的下限以下的方式確保第2透鏡L2的折射力，藉此第2透鏡L2的折射力相對於整個系統的正折射力不會變得過強，可使總長縮短化。以不成為條件式(8)的上限以上的方式抑制第2透鏡L2的折射力，藉此第2透鏡L2的折射力相對於整個系統的折射力不會變得過弱，有利於修正軸上色像差。
藉由以滿足條件式(8)的方式構成，而可使總長縮短化，並且可較佳地修正軸上色像差。為進一步提高該效果，更佳為滿足條件式(8-1)，進而更佳為滿足條件式(8-2)。
-1.8<f/f2<-0.7 (8-1)
-1.6<f/f2<-1 (8-2)
下面，對本創作的實施方式的攝影透鏡的具體數值實施例進行說明。以下，匯總說明多個數值實施例。
下述的表1以及表2表示與圖1所示的攝影透鏡的構成對應的具體的透鏡資料。表1中表示其基本的透鏡資料，表2中表示與非球面相關的資料。表1中所示的透鏡資料的面編號Si的欄，表示針對實施例1的攝影透鏡將孔徑光闌St的面作為第1個，且將最靠近物體側的透鏡面(第1透鏡L1的物體側的面)作為第 2個，其後以隨著朝向像側而依序增加的方式附上符號的第i個面的編號。曲率半徑Ri的欄中表示第i個面的曲率半徑的值(mm)，此對應於圖1中所附的符號Ri。面間隔Di的欄中亦同樣地表示自物體側起第i個面Si與第i+1個面Si+1於光軸上的間隔(mm)。Ndj的欄中表示自物體側起第j個光學要素相對於d線(587.56nm)的折射率的值。νdj的欄中表示自物體側起第j個光學要素相對於d線的阿貝數的值。再者，曲率半徑的符號在為使凸面朝向物體側的面形狀的情形時為正，且在為使凸面朝向像側的面形狀的情形時為負。
再者，在表1的框外上部，作為各資料而分別表示有整個系統的焦點距離f(mm)、後焦點(back focus)Bf(mm)、光圈值(f-number)Fno.、總視場角2ω(°)、及透鏡總長TL(mm)。再者，後焦點Bf表示進行空氣換算所得的值。透鏡總長TL為自第1透鏡L1的物體側的面至像面的光軸上的距離，且表示對後焦點Bf進行空氣換算而得的值。
該實施例1的攝影透鏡中，第1透鏡L1至第5透鏡L5的兩面均為非球面形狀。表1的基本透鏡資料中，作為該等非球面的曲率半徑而表示光軸附近的曲率半徑(近軸曲率半徑)的數值。
表2中表示實施例1的攝影透鏡的非球面資料。作為非球面資料而表示的數值中，記號“E”表示其後續的數值是以10為底數的“冪指數”，且表示將以該10為底數的指數函數表示的 數值乘以“E”之前的數值。例如，若為「1.0E-02」，則表示「1.0×10-2」。
作為非球面資料，記述有藉由以下的式(A)表示的非球面形狀的式中的各係數An、K的值。更詳細而言，Z表示自位於距光軸為高度h的位置的非球面上的點下放至非球面頂點所切的且與光軸垂直的平面的垂線的長度(mm)。
Z=C．h2/{1+(1-K．C2．h2)1/2}+ΣAn．hn......(A)
其中，
Z：非球面的深度(mm)
h：自光軸至透鏡面的距離(高度)(mm)
C：近軸曲率=l/R
(R：近軸曲率半徑)
An：第n次(n為3以上的整數)的非球面係數
K：非球面係數
與以上的實施例1的攝影透鏡同樣地，將與圖2所示的攝影透鏡的構成對應的具體的透鏡資料作為實施例2來示於表3以及表4中。又同樣地，將與圖3以及圖4所示的攝影透鏡的構成對應的具體的透鏡資料分別作為實施例3、實施例4來示於表5~表8中。該等實施例1至實施例4的攝影透鏡中，第1透鏡L1至第5透鏡L5的兩面均為非球面形狀。
圖6(A)~圖6(D)分別表示實施例1的攝影透鏡的球面像差圖、像散圖、畸變像差(畸變(distortion))圖、倍率色 像差(倍率的色像差)圖。在表示球面像差、像散、畸變像差的各像差圖中，表示以d線(波長587.56nm)為基準波長的像差。在球面像差圖、倍率色像差圖中，亦表示有關於F線(波長486.1nm)、C線(波長656.27nm)、g線(波長435.83nm)的像差。在像散圖中，實線表示弧矢(sagittal)方向(S)的像差，虛線表示切線(tangential)方向(T)的像差。又，分別是Fno.表示光圈值，ω表示半視場角。
同樣地，將關於實施例2至實施例4的攝影透鏡的各像差示於圖7(A)~圖7(D)至圖9(A)~圖9(D)。圖6(A)~圖6(D)至圖9(A)~圖9(D)所示的像差圖均為物體距離為無限遠時的像差圖。
又，表9中針對各實施例1~實施例4分別匯總表示與本創作的各條件式(1)~條件式(8)相關的值。
如自以上的各數值資料以及各像差圖得知般，實施例1~實施例4的攝影透鏡中，透鏡總長TL與整個系統的焦點距離f的比即TL/f處於1.01~1.03的範圍，可使總長縮短化，並且可良好地修正各像差而實現高成像性能。
再者，本創作的攝影透鏡並不限定於上述實施方式以及各實施例，可實施各種變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔、折射率、阿貝數、非球面係數的值等並不限定於上述各數值實施例所示的值，可取其他值。
又，上述各實施例中均以使用固定焦点為前提進行記 載，但亦可設為能進行聚焦調整的構成。例如亦可設為將透鏡系統整體拉出、或使一部分透鏡在光軸上移動而可進行自動聚焦(auto focus)的構成。
100‧‧‧攝影元件
CG‧‧‧光學構件
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12‧‧‧面間隔
L1‧‧‧第1透鏡
L2‧‧‧第2透鏡
L3‧‧‧第3透鏡
L4‧‧‧第4透鏡
L5‧‧‧第5透鏡
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、 R13‧‧‧曲率半徑
R14‧‧‧像面
St‧‧‧孔徑光闌
Z1‧‧‧光軸

Claims (20)

  1. 一種攝影透鏡，自物體側起實質上依序包含5個透鏡，所述5個透鏡包含：第1透鏡，為雙凸形狀；第2透鏡，為雙凹形狀；第3透鏡，具有正折射力，且為凸面朝向像側的凹凸透鏡形狀；第4透鏡，具有正折射力，且為凸面朝向上述像側的凹凸透鏡形狀；以及第5透鏡，具有負折射力，凹面朝向上述像側，且在上述像側的面具有至少1個反曲點；且所述攝影透鏡滿足下述條件式：0<f/f3<0.6 (1) 0.12<D7/f<0.3 (2)其中，設為：f：整個系統的焦點距離f3：上述第3透鏡的焦點距離D7：上述第3透鏡與上述第4透鏡的光軸上的間隔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式： 1.5<f/f1<3 (3)其中，設為：f1：上述第1透鏡的焦點距離。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：-5<f/f5<-1 (4)其中，設為：f5：上述第5透鏡的焦點距離。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0<f1/f3<0.5 (5)其中，設為：f1：上述第1透鏡的焦點距離。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.6 (6) 其中，設為R3f：上述第3透鏡的上述物體側的面的近軸曲率半徑R3r：上述第3透鏡的上述像側的面的近軸曲率半徑。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0.2<f．tanω/R5r<10 (7)其中，設為：ω：半視場角R5r：上述第5透鏡的上述像側的面的近軸曲率半徑。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：-2<f/f2<-0.5 (8)其中，設為：f2：上述第2透鏡的焦點距離。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其包括配置在較上述第2透鏡的上述物體側的面更靠上述物體側的孔徑光闌。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而 滿足以下的條件式：0<f/f3<0.5 (1-1)。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0.13<D7/f<0.25 (2-1)。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：1.7<f/f1<2.7 (3-1)其中，設為：f1：上述第1透鏡的焦點距離。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：-4<f/f5<-1.2 (4-1)其中，設為： f5：上述第5透鏡的焦點距離。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0<f1/f3<0.4 (5-1)其中，設為：f1：上述第1透鏡的焦點距離。
  14. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0<(R3f-R3r)/(R3f+R3r)<0.55 (6-1)其中，設為：R3f：上述第3透鏡的上述物體側的面的近軸曲率半徑R3r：上述第3透鏡的上述像側的面的近軸曲率半徑。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0.5<f．tanω/R5r<5 (7-1)其中，設為： ω：半視場角R5r：上述第5透鏡的上述像側的面的近軸曲率半徑。
  16. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：-1.8<f/f2<-0.7 (8-1)其中，設為：f2：上述第2透鏡的焦點距離。
  17. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0<f/f3<0.4 (1-2)。
  18. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式：0.14<D7/f<0.2 (2-2)。
  19. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的攝影透鏡，其進而滿足以下的條件式： 1.85<f/f1<2.5 (3-2)其中，設為：f1：上述第1透鏡的焦點距離。
  20. 一種攝影裝置，其包括如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的攝影透鏡。
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