JP6302566B2 - スモールフォームファクタ望遠カメラ - Google Patents

Description

本開示は、概してカメラシステムに関し、より詳細には高解像度のスモールフォームファクタ望遠カメラシステムに関する。

スマートフォン及びタブレット又はパッドデバイス等の小型モバイル多目的デバイスの出現によって、高解像度のスモールフォームファクタカメラをデバイス内に組み込むことが必要になった。ただし、従来のカメラ技術の制限によって、そのようなデバイス内で使用されていた従来の小型カメラは、より大きく品質の高いカメラで実現できるものよりも低い解像度及び／又は低い画質で画像をキャプチャする傾向がある。小型パッケージサイズのカメラでより高い解像度を実現するには、一般的に、小さい画素サイズを有する光センサ及び優れたコンパクト撮像レンズシステムを使用する必要がある。技術の進歩は、光センサにおける画素サイズの縮小を実現した。しかしながら、光センサがよりコンパクトかつ強力になるにつれて、改善された画質性能を有するコンパクト撮像レンズシステムに対する需要が高まっている。

本開示の実施形態は、小型パッケージサイズの高解像度望遠カメラを提供してもよい。光センサ及びコンパクト望遠レンズシステムを備えるカメラが説明される。従来のスモールフォームファクタカメラで実現されてきたものよりも大きい画像及び長い有効焦点距離を提供し得る、コンパクト望遠レンズシステムの実施形態が説明される。望遠カメラの実施形態は、小型パッケージサイズで実装されながらもなお、鮮明な高解像度画像をキャプチャしてもよく、これはカメラの実施形態を、携帯電話、スマートフォン、パッド又はタブレットコンピューティングデバイス、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、サブノートブック、及びＵｌｔｒａｂｏｏｋ（登録商標）コンピュータ等の小型及び／又はモバイル多目的デバイスでの使用に好適なものとする。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるような望遠カメラは、従来のより視野の広い小型カメラと共にデバイス内に含まれてもよく、これは例えば、ユーザが、デバイスを使用して画像をキャプチャするときに異なる型のカメラ（望遠又は広視野）を選択することを可能にする。

屈折力を有する５個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムの実施形態が説明される。更に、屈折力を有する４個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムの実施形態が説明される。実施形態では、レンズ素子のうちの少なくとも１つの物体側表面及び像側表面のうちの少なくとも１つは非球形である。

少なくともいくつかの実施形態では、望遠レンズシステムは、レンズシステムの有効焦点距離ｆが７．０ミリメートル（ｍｍ）前後（例えば、６．０〜８．０ｍｍの範囲内）、Ｆ数（焦点比）が約２．４〜約１０．０の範囲内、視野（field of view、ＦＯＶ）が３６度前後、及びレンズシステムの総トラック長（total track length、ＴＴＬ）が約５．２〜約７．０ｍｍの範囲内となるように構成された固定望遠レンズシステムであってもよい。より一般的には、レンズシステムは、望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成されてもよい。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０

本明細書で説明される例示的実施形態では、望遠レンズシステムは、レンズシステムの有効焦点距離ｆが７．０ｍｍ、及びＦ数が２．８となるように構成されてもよい。ただし、焦点距離（及び／又は他のパラメータ）は、他のカメラシステムの適用例に対する光学、撮像、及び／又はパッケージ関連の制約の仕様を満たすように変更又は調節されてもよいことに留意されたい。更に、いくつかの実施形態では、望遠レンズシステムは調節可能であってもよい。例えば、望遠レンズシステムは、調節可能な絞り又は開口絞りを備えてもよい。調節可能な開口絞りを使用すると、Ｆ数（焦点比、又はｆ／＃）は、ある範囲内、例えば２．８〜１０の範囲内で動的に変化し得る。いくつかの実施形態では、レンズシステムは、同じＦＯＶ（例えば３６度）における画質性能が劣化するか、又はより小さいＦＯＶにおいて比較的優れた性能を実現する、より速い焦点比（ｆ／＃＜２．８）で使用されてもよい。

さまざまな実施形態における屈折レンズ素子は、プラスチック材料から構成されてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、屈折レンズ素子は、射出成形された光学用プラスチック材料から構成されてもよい。ただし、他の好適な透明材料が使用されてもよい。また、所与の実施形態では、レンズ素子のうちの異なるレンズ素子が、異なる光学特性、例えば異なるアッベ数及び／又は異なる屈折率を有する材料から構成されてもよいことに留意されたい。

コンパクト望遠レンズシステムの実施形態では、レンズ素子の材料が選択されてもよく、レンズシステムの有効焦点距離の要件を満たすため、並びに色収差及び像面湾曲又はペッツバール和を補正するために、レンズ素子の屈折力分布が計算されてもよい。スモールフォームファクタ望遠カメラにおいて、適切に補正され、均衡の取れた最小の残存収差を生み出し、並びに総トラック長（ＴＴＬ）を低減し、優れた光学性能及び高画像解像度を実現するために、光学収差の単色変動及び色変動が、レンズ素子の曲率半径及び非球形係数又は幾何形状並びに軸方向の離隔距離を調節することによって低減されてもよい。

５個の屈折レンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの一例示的実施形態の断面図である。 図１に示すコンパクト望遠レンズシステムに対する、半視野及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 ５個の屈折レンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの別の例示的実施形態の断面図である。 図３に示すコンパクト望遠レンズシステムに対する、半視野及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 屈折力を有する５個の屈折レンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの別の例示的実施形態の断面図である。 図５に示すコンパクト望遠レンズシステムに対する、半視野及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 屈折力を有する４個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの一例示的実施形態の断面図である。 図７に示し、表４Ａ〜４Ｃで説明するコンパクト望遠レンズシステムの実施形態に対する、半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 図７に示し、表５Ａ〜５Ｃで説明するコンパクト望遠レンズシステムの実施形態に対する、半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 図７に示し、表６Ａ〜６Ｃで説明するコンパクト望遠レンズシステムの実施形態に対する、半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 開口絞りがレンズシステムの第１のレンズ素子における前方頂点の後方に配置された、屈折力を有する５個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの一例示的実施形態の断面図である。 図１１に示すコンパクト望遠レンズシステムに対する、半視野及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 開口絞りが第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に配置された、屈折力を有する５個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムを含むコンパクト望遠カメラの一例示的実施形態の断面図である。 図１３に示すコンパクト望遠レンズシステムに対する、半視野及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す図である。 少なくともいくつかの実施形態に係る、図１、図３、図５、図１１、及び図１３に示すようなカメラを使用して画像をキャプチャする方法の高レベルのフローチャートである。 少なくともいくつかの実施形態に係る、図７に示すようなカメラを使用して画像をキャプチャする方法のフローチャートである。 実施形態において使用され得る例示的なコンピュータシステムを示す図である。

本明細書は、「一実施形態」又は「ある実施形態」に対する参照を含む。「一実施形態では」又は「ある実施形態では」の表現の外観は、必ずしも同じ実施形態を参照しない。特定の機能、構造又は特性は、本開示に整合する任意の好適な方法で組み合わせ得る。

「備える、含む（Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」。この用語はオープンエンドである。特許請求の範囲で用いられているこの用語は、追加の構造又は手順を除外しない。「１つ以上のプロセッサユニット・・・を備える装置」と記載される請求項を検討してみる。このような請求項は、装置が追加の構成要素（例えば、ネットワークインタフェースユニット、グラフィック回路機構など）を含むことを除外しない。

「構成される」。さまざまなユニット、回路、又はその他の構成要素は、タスク又はタスク群を実行する「ように構成される」と記載又は請求される場合がある。このような文脈では、「構成される」は、ユニット／回路／構成要素が、動作中に１つ又は複数のタスクを実行する構造体（例えば、回路）を含むことを示すことによって構造体を暗示するときに使用される。したがって、ユニット／回路／構成要素は、規定のユニット／回路／構成要素が現在動作していない（例えば、オンの状態でない）ときでもタスクを実行するように構成されると言い得る。「構成される」という言葉と共に用いられるユニット／回路／構成要素は、ハードウェア、例えば、回路、動作を実行できるプログラム命令を格納するメモリ、等を含む。ユニット／回路／構成要素が１つ又は複数のタスクを実行するように「構成されている」と記載するのは、そのユニット／回路／構成要素について、米国特許法第１１２条第６段落を発動しないように明示的に意図している。更に、「構成される」は、ソフトウェア及び／又はファームウェア（例えば、ＦＰＧＡ又はソフトウェアを実行する汎用プロセッサ）によって操作され、問題のタスク（単数又は複数）を実行可能な仕方で動作する一般的な構造体（例えば、一般的な回路機構）を含むことができる。また、「構成される」は、１つ以上のタスクを実施又は実行するのに適した装置（例えば、集積回路）を組み立てるように製造工程（例えば、半導体組み立て設備）を構成することも含み得る。

「第１」、「第２」等。本明細書で用いられているこれらの用語は、続く名詞の標識として使用され、いかなるタイプの順序付け（例えば、空間的、時間的又は論理的等）も意味しない。例えば、バッファ回路は、「第１」及び「第２」の値に対する書き込み動作を実行するものとして、本明細書で説明されてもよい。用語「第１」及び「第２」は、必ずしも第１の値が第２の値の前に書き込まれなければならないことを含意していない。

「基づく」。本明細書で使用されるとき、この用語は、判定に影響を及ぼす１つ以上の要因を述べるために使用される。この用語は、判定に影響を及ぼし得る追加の要因を排除しない。即ち、判定はこれらの要因だけに基づくか、又は、少なくとも部分的にこれらの要因に基づき得る。「Ｂに基づきＡを判定する」というフレーズを検討してみる。この場合、ＢはＡの判定に影響を及ぼす要因であるが、このようなフレーズはＡの判定がＣにも基づくことを排除しない。他の例では、ＡはＢだけに基づいて判定されることがあり得る。

光センサ及びコンパクト望遠レンズシステムを含むスモールフォームファクタカメラの実施形態が説明される。カメラにおいて使用されてもよく、より大きい画像を提供し、従来のコンパクトカメラにおいて実現されてきたものよりも長い有効焦点距離を有する、４個又は５個のレンズ素子を備えるコンパクト望遠レンズシステムのさまざまな実施形態が説明される。カメラは、小型パッケージサイズで実装されながらもなお、鮮明な高解像度画像をキャプチャしてもよく、これはカメラの実施形態を、携帯電話、スマートフォン、パッド又はタブレットコンピューティングデバイス、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、サブノートブック、及びＵｌｔｒａｂｏｏｋコンピュータ等の小型及び／又はモバイル多目的デバイスでの使用に好適なものとする。ただし、カメラの態様（例えば、レンズシステム及び光センサ）の規模は、より大きい若しくはより小さいパッケージサイズをカメラに提供するために拡大又は縮小されてもよいことに留意されたい。更に、カメラシステムの実施形態は、スタンドアロンデジタルカメラとして実装されてもよい。静止（単一フレームキャプチャ）カメラの適用例に加えて、カメラシステムの実施形態は、ビデオカメラの適用例における使用に適合されてもよい。

５個の屈折レンズ素子を備える実施形態及び４個の屈折レンズ素子を備える実施形態を含む、コンパクト望遠レンズシステムのいくつかの例示的実施形態が説明される。図１及び図３は、５個の屈折レンズ素子を備える一例示的実施形態の変形形態を示す。図５は、５個の屈折レンズ素子を備える別の例示的実施形態を示す。図７は、４個の屈折レンズ素子を備える別の一実施形態の実施例を示す。図１１及び図１３は、開口絞りが図１、図３、及び図５の実施形態と異なる位置に配置される、５個の屈折レンズ素子を備える例示的実施形態を示す。ただし、これらの実施例は制限を加えることを意図するものではなく、レンズシステムに対して付与されたさまざまなパラメータに基づく変形形態が可能であり、これらは引き続き類似の結果を実現することに留意されたい。例えば、図７に示す、４個の屈折レンズ素子を備える実施形態の変形形態が説明される。

さまざまな実施形態における屈折レンズ素子は、プラスチック材料から構成されてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、屈折レンズ素子は、射出成形されたプラスチック材料から構成されてもよい。ただし、他の透明材料が使用されてもよい。また、所与の実施形態では、レンズ素子のうちの異なるレンズ素子が、異なる光学特性、例えば異なるアッベ数及び／又は異なる屈折率を有する材料から構成されてもよいことに留意されたい。
スモールフォームファクタ望遠カメラ

図１、図３、図５、図７、図１１、及び図１３のそれぞれにおいて、例示的カメラは少なくとも、コンパクト望遠レンズシステム及び光センサを含んでもよい。光センサは、さまざまな種類の光センサ技術のうちのいずれかにしたがって実装された集積回路（integrated circuit、ＩＣ）技術チップ（単数又は複数）であってもよい。使用され得る光センサ技術の例は、電荷結合デバイス（charge-coupled device、ＣＣＤ）技術及び相補的金属酸化物半導体（complementary metal-oxide-semiconductor、ＣＭＯＳ）技術である。少なくともいくつかの実施形態では、光センサの画素サイズは、１．２マイクロメートル以下であってもよいが、より大きい画素サイズが使用されてもよい。非限定的な一例示的実施形態では、光センサは、１メガピクセルの画像をキャプチャするために、１２８０×７２０ピクセルの画像形式にしたがって製造されてもよい。ただし、他の画素形式、例えば５メガピクセル、１０メガピクセル、又はより大きい若しくはより小さい形式が、実施形態において使用されてもよい。

カメラは、第１のレンズ素子の前方（すなわち、物体側）に配置された前方開口絞り（ＡＳ）も備えてもよい。図１、図３、図５、及び図７は、レンズシステムの前方頂点又はその付近に配置された前方開口絞りを示すが、開口絞りの位置は、第１のレンズ素子により近くても、又はより離れていてもよい。更に、いくつかの実施形態では、開口絞りは望遠レンズシステム内の別の位置に配置されてもよい。例えば、開口絞りは、図１１に示すように、レンズシステムの第１のレンズ素子における前方頂点の後方に配置されるか、又は図１３に示すように、第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に配置されてもよい。

カメラは、必ずしもそうではないが、望遠レンズシステムの最後のレンズ素子と光センサとの間に配置された赤外線（ＩＲ）フィルタも備えてもよい。ＩＲフィルタは、例えば、ガラス材料から構成されてもよい。ただし、他の材料が使用されてもよい。ＩＲフィルタは、望遠レンズシステムの有効焦点距離ｆに影響を与えないことに留意されたい。カメラは、本明細書で図示及び説明されるもの以外の他の構成要素も備えてもよいことに更に留意されたい。

カメラでは、望遠レンズシステムは、光センサの表面又はその付近の像平面（image plane、ＩＰ）において像を形成する。遠方の物体に対する像のサイズは、レンズシステムの有効焦点距離ｆに正比例する。望遠レンズシステムの総トラック長（ＴＴＬ）は、第１の（物体側）レンズ素子の物体側表面における前方頂点と像平面との間の光軸（ＡＸ）上の距離である。望遠レンズシステムの場合、総トラック長（ＴＴＬ）はレンズシステムの有効焦点距離（ｆ）を下回り、焦点距離に対する総トラック長の比率（ＴＴＬ／ｆ）が望遠比となる。望遠レンズシステムとして分類されるためのＴＴＬ／ｆは、１以下である。

少なくともいくつかの実施形態では、望遠レンズシステムは、レンズシステムの有効焦点距離ｆが７．０ミリメートル（ｍｍ）前後（例えば、６．０〜８．０ｍｍの範囲内）、Ｆ数（焦点比、又はｆ／＃）が約２．４〜約１０．０の範囲内、視野（ＦＯＶ）が３６度前後（ただし、より狭いか又はより広いＦＯＶが実現されてもよい）、及びレンズシステムの総トラック長（ＴＴＬ）が約５．２〜約７．０ｍｍの範囲内となるように構成された固定望遠レンズシステムであってもよい。より一般的には、望遠レンズシステムは、望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成されてもよい。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０

本明細書で説明される例示的実施形態（図１、図３、図５、図７、図１１、及び図１３を参照）では、望遠レンズシステムは、レンズシステムの有効焦点距離ｆが基準波長５５５ｎｍにおいて７．０ｍｍとなり、Ｆ数が２．８となるように構成されてもよい。レンズシステムは、規定のカメラシステムの適用例に対する光学、撮像、及び／又はパッケージ関連の制約を満たすために、例えば、焦点距離ｆが７．０ｍｍ及びＦ数が２．８で構成されてもよい。焦点比又はｆ／＃とも呼ばれるＦ数は、Ｄを入射瞳、すなわち有効開口部の直径とする、ｆ／Ｄによって定義されることに留意されたい。一実施例として、ｆ＝７．０ｍｍにおいて、Ｆ数２．８は、２．５ｍｍの有効口径によって実現される。この例示的実施形態はまた、３６度前後の視野（ＦＯＶ）で構成されてもよい。例示的実施形態の総トラック長（ＴＴＬ）は、約５．６ｍｍ〜約６．０ｍｍで変化する。このため望遠比（ＴＴＬ／ｆ）は、約０．８〜約０．８５７の範囲内で変化する。

ただし、焦点距離ｆ、Ｆ数、及び／又は他のパラメータは、他のカメラシステムの適用例に対する光学、撮像、及び／又はパッケージ関連の制約のさまざまな仕様を満たすように変更又は調節されてもよいことに留意されたい。特定のカメラシステムの適用例の要件として指定され得る、かつ／又は異なるカメラシステムの適用例に対して変化し得る、カメラシステムの制約は、限定するものではないが、焦点距離ｆ、有効口径、Ｆ数、視野（ＦＯＶ）、撮像性能要件、及びパッケージの容積又は寸法に関する制約を含む。

いくつかの実施形態では、望遠レンズシステムは調節可能であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書で説明される望遠レンズシステムは、調節可能な絞り（入射瞳）又は開口絞りを備えてもよい。調節可能な開口絞りを使用すると、Ｆ数（焦点比、又はｆ／＃）は、ある範囲内で動的に変化し得る。例えば、レンズシステムがｆ／２．８、所与の焦点距離ｆ及びＦＯＶにおいて適切に補正された場合、焦点比は、開口絞りがこのＦ数の設定値に調節され得ると仮定して、開口絞りを調節することによって、２．８〜１０の（又はこれを上回る）範囲内で変化してもよい。いくつかの実施形態では、レンズシステムは、開口絞りを調節することによって、同じＦＯＶ（例えば３６度）における画質性能が劣化するか、又はより小さいＦＯＶにおいて比較的優れた性能を実現する、より速い焦点比（ｆ／＃＜２．８）で使用されてもよい。

本明細書では、１つ以上の光学パラメータが（例えば、調節可能な開口絞りを使用することによって）動的に変化し得る調節可能なカメラ及びレンズシステムに対する実施例として、さまざまな範囲の値が付与されてもよいが、光学及び他のパラメータに対する値がこれらの範囲内である、固定（調節不可能な）望遠レンズシステムを含むカメラシステムの実施形態が実装されてもよい。

最初に、図１、図３、図１１、及び図１３に示す実施形態を参照すると、カメラ（１００、２００、５００、又は６００）のコンパクト望遠レンズシステム（１１０、２１０、５１０、又は６１０）は、屈折力及びレンズシステムの有効焦点距離ｆを有し、物体側から像側への順序で光軸ＡＸに沿って配列された５個のレンズ素子（図１のレンズシステム１１０における１０１〜１０５、図３のレンズシステム２１０における２０１〜２０５、レンズシステム５１０における５０１〜５０５、レンズシステム６１０における６０１〜６０５）を含んでもよい。
●凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（１０１、２０１、５０１、又は６０１）
●凸形又は凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第２のレンズ素子Ｌ２（１０２、２０２、５０２、又は６０２）
●凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第３のレンズ素子Ｌ３（１０３、２０３、５０３、又は６０３）
●凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子Ｌ４（１０４、２０４、５０４、又は６０４）及び
●凸形の像側表面を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子Ｌ５（１０５、２０５、５０５、又は６０５）。
更に、５個のレンズ素子の物体側表面及び像側表面のうちの少なくとも１つは非球形である。

レンズシステム１１０、２１０、５１０、及び６１０は、望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０ （１）

レンズシステム１１０、２１０、５１０、及び６１０の第１のレンズ素子Ｌ１は、正の屈折力及び長さｆ１を有してもよく、以下の関係を満たしてもよい。
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．４５ （２）

レンズシステム１１０、２１０、５１０、及び６１０の少なくともいくつかの実施形態では、Ｌ１は、頂点の曲率半径Ｒ２及びＲ３を有する両凸の形状であり、かつ以下の条件を満たす形状であってもよい。
−０．３５＜Ｒ２／Ｒ３＜０ （３）
式中、Ｒ２はＬ１の物体側の曲率半径であり、Ｒ３はＬ１の像側の曲率半径である。

レンズシステム１１０、２１０、５１０、及び６１０の第２、第３、及び第４のレンズ素子（Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４）は、負の屈折力及び負の焦点距離ｆ２、ｆ３、及びｆ４をそれぞれ有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
−０．７＜ｆ２／ｆ＜−０．４、及び−５．０＜Ｒ４／Ｒ５＜７．０ （４）
−３．５＜ｆ３／ｆ＜−１．０、及び−１５．０＜Ｒ６／Ｒ７＜０．５ （５）
−０．６＜ｆ４／ｆ＜−０．３、及び−２．０＜Ｒ８／Ｒ９＜−０．５ （６）
式中、
●Ｒ４は第２のレンズ素子Ｌ２の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ５はＬ２の像側表面の曲率半径である。
●Ｒ６は第３のレンズ素子Ｌ３の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ７はＬ３の像側表面の曲率半径である。
●Ｒ８は第４のレンズ素子Ｌ４の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ９はＬ４の像側表面の曲率半径である。

第２のレンズ素子Ｌ２は、負の屈折力を有してもよく、負メニスカスを有するか又は両凹形状であってもよい。Ｌ２が負メニスカスの形状であり、凸形の物体側表面を有する一例示的実施形態が、図１のレンズシステム１１０におけるレンズ素子１０２によって示される。Ｌ２が凹形の物体側表面を有し、両凹の形状である一例示的実施形態が、図３のレンズシステム２１０におけるレンズ素子２０２によって示される。

レンズシステム１１０、２１０、５１０、及び６１０の第５のレンズ素子Ｌ５は、正の屈折力及び正の焦点距離ｆ５を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
０．５＜ｆ５／ｆ＜０．８、及び−１．５＜Ｒ１０／Ｒ１１＜−０．５ （７）
式中、Ｒ１０は第５のレンズ素子Ｌ５の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ１１はＬ５の像側表面の曲率半径である。

図１、図３、図１１、及び図１３に示されるような少なくともいくつかの実施形態では、第１のレンズ素子Ｌ１及び第４のレンズ素子Ｌ４は、アッベ数Ｖ１を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。第２、第３、及び第５のレンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。レンズ素子の材料のアッベ数は、以下の条件を満たしてもよい。
３０＜Ｖ１−Ｖ２＜３５ （８）

ここで、図５に示す実施形態を参照すると、カメラ３００のコンパクト望遠レンズシステム３１０は、屈折力及びレンズシステムの有効焦点距離ｆを有し、物体側から像側への順序で光軸ＡＸに沿って配列された５個のレンズ素子（３０１〜３０５）を含んでもよい。
●凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（３０１）
●凸形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第２のレンズ素子Ｌ２（３０２）
●凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第３のレンズ素子Ｌ３（３０３）
●凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子Ｌ４（３０４）及び
●凸形の像側表面を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子Ｌ５（３０５）
更に、５個のレンズ素子の物体側表面及び像側表面のうちの少なくとも１つは非球形である。

レンズシステム３１０は、望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０ （１）

図５のレンズシステム３１０は、少なくとも以下の態様において、図１及び図３のレンズシステム１１０及び２１０と異なる。レンズシステム３１０の第３のレンズ素子Ｌ３（３０３）は、正の屈折力又は正の焦点距離ｆ３を有する。正のレンズ素子Ｌ３は、頂点の曲率半径Ｒ６及びＲ７を有し、以下の条件を満たす。
Ｒ６＜Ｒ７、及び０＜Ｒ６／Ｒ７＜１．０ （９）
式中、Ｒ６は第３のレンズ素子Ｌ３の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ７はＬ３の像側表面の曲率半径である。レンズ素子Ｌ３は正メニスカスの形状であり、凸形の物体側表面を有する。

レンズシステム３１０では、第１のレンズ素子Ｌ１（３０１）は正の屈折力及び長さｆ１を有してもよく、以下の関係を満たしてもよい。
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．４５ （２）

少なくともいくつかの実施形態では、Ｌ１は、頂点の曲率半径Ｒ２及びＲ３を有する両凸の形状であり、かつ以下の条件を満たす形状であってもよい。
−０．３５＜Ｒ２／Ｒ３＜０ （３）
式中、Ｒ２はＬ１の物体側の曲率半径であり、Ｒ３はＬ１の像側の曲率半径である。

レンズシステム３１０では、第２のレンズ素子Ｌ２（３０２）は負の屈折力及び負の焦点距離ｆ２、並びに物体側表面の曲率半径Ｒ４及び像側表面の曲率半径Ｒ５を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
−０．７＜ｆ２／ｆ＜−０．４、及び０＜Ｒ４／Ｒ５＜６．０ （１０）

レンズシステム３１０では、第４のレンズ素子Ｌ４（３０４）は負の屈折力及び負の焦点距離ｆ４を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
−０．６＜ｆ４／ｆ＜−０．３、及び−３．０＜Ｒ８／Ｒ９＜０ （１１）
式中、Ｒ８はレンズ素子Ｌ４の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ９はＬ４の像側表面の曲率半径である。

レンズシステム３１０では、第５のレンズ素子Ｌ５（３０５）は正の屈折力及び正の焦点距離ｆ５を有してもよく、凸形の像側表面を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
０．７５＜ｆ５／ｆ＜１．２及び−１＜Ｒ１０／Ｒ１１＜０ （１２）
式中、Ｒ１０は第５のレンズ素子Ｌ５の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ１１はＬ５の像側表面の曲率半径である。

レンズシステム３１０の少なくともいくつかの実施形態では、第１のレンズ素子Ｌ１及び第４のレンズ素子Ｌ４は、アッベ数Ｖ１を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。第２、第３、及び第５のレンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。レンズ素子の材料のアッベ数は、以下の条件を満たしてもよい。
３０＜Ｖ１−Ｖ２＜３５ （８）

ここで、図７に示す実施形態を参照すると、カメラ４００のコンパクト望遠レンズシステム４１０は、屈折力及びレンズシステムの有効焦点距離ｆを有し、物体側から像側への順序で光軸ＡＸに沿って配列された４個のレンズ素子（４０１〜４０４）を含んでもよい。
●凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（４０１）
●負の屈折力を有する第２のレンズ素子Ｌ２（４０２）
●負の屈折力を有する第３のレンズ素子Ｌ３（４０３）及び
●凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第４のレンズ素子Ｌ４（４０４）
更に、４個のレンズ素子の物体側表面及び像側表面のうちの少なくとも１つは非球形である。

レンズシステム４１０は、望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０ （１）

レンズシステム４１０では、第１のレンズ素子Ｌ１（４０１）は正の屈折力及び長さｆ１を有してもよく、以下の関係を満たしてもよい。
０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．４５ （２）

レンズシステム４１０の少なくともいくつかの実施形態では、Ｌ１は、頂点の曲率半径Ｒ２及びＲ３を有する両凸の形状であり、以下の条件を満たしてもよい。
−０．３５＜Ｒ２／Ｒ３＜０ （３）
式中、Ｒ２はＬ１の物体側の曲率半径であり、Ｒ３はＬ１の像側の曲率半径である。

レンズシステム４１０では、第２のレンズ素子Ｌ２（４０２）は負の屈折力及び負の焦点距離ｆ２を有してもよく、物体側表面の曲率半径Ｒ４及び像側表面の曲率半径Ｒ５を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
−０．７＜ｆ２／ｆ＜−０．４、及び０＜Ｒ４／Ｒ５＜６．０ （１０）

少なくともいくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ２は、凸形の物体側の曲率半径Ｒ４及び凹形の像側の曲率半径Ｒ５を有してもよい。

レンズシステム４１０では、第３のレンズ素子Ｌ３（４０３）は負の屈折力及び負の焦点距離ｆ３を有してもよく、物体側表面の曲率半径Ｒ６及び像側表面の曲率半径Ｒ７を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
−０．７＜ｆ３／ｆ＜−０．４、及び−５００＜Ｒ６／Ｒ７＜２０ （１３）

さまざまな実施形態では、素子Ｌ３は、凹形又は凸形の物体側の曲率半径Ｒ６及び凹形の像側の曲率半径Ｒ７を有してもよい。少なくともいくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ２及びＬ３は、軸方向距離Ｔ５だけ離間されてもよい。

レンズシステム４１０では、第４のレンズ素子Ｌ４（４０４）は正の屈折力及び正の焦点距離ｆ４を有してもよく、以下の条件を満たしてもよい。
０．８＜ｆ４／ｆ＜１．５、及び０．０＜Ｒ８／Ｒ９＜１．０ （１４）
式中、Ｒ８はレンズ素子Ｌ４の物体側表面の曲率半径であり、Ｒ９はＬ４の像側表面の曲率半径である。

レンズシステム４１０の少なくともいくつかの実施形態では、第１のレンズ素子Ｌ１及び第３のレンズ素子Ｌ３は、アッベ数Ｖ１を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。第２のレンズ素子Ｌ２及び第４のレンズ素子Ｌ４は、アッベ数Ｖ２を有する材料（例えば、プラスチック材料）から構成されてもよい。レンズ素子の材料のアッベ数は、以下の条件を満たす。
３０＜Ｖ１−Ｖ２＜３５ （８）

レンズシステム４１０の少なくともいくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ１及びＬ２は、Ｌ１及びＬ２の組み合わせが正の屈折力又は正の焦点距離ｆ１２のエアスペースダブレットレンズＬ１２と見なされ得るように、近接して配列されてもよい。レンズシステム４１０の少なくともいくつかの実施形態では、レンズ素子Ｌ３及びＬ４は、Ｌ３及びＬ４の組み合わせが負の屈折力又は負の焦点距離ｆ３４を有するダブレットレンズＬ３４と見なされ得るように、近接して配列されてもよい。Ｌ１２とＬ３４との間の軸方向の離隔距離が、Ｔ５によって付与されてもよい。
コンパクト望遠レンズシステム

以下では、図１〜図１０に関連するスモールフォームファクタ望遠カメラにおいて使用され得るコンパクト望遠レンズシステムのさまざまな実施形態の更なる詳細を提供する。

図１は、コンパクト望遠レンズシステム１１０を含むコンパクト望遠カメラ１００の一例示的実施形態の断面図である。レンズシステム１１０は、屈折力を有する５個のレンズ素子（１０１〜１０５）を備える。カメラ１００の光軸ＡＸに沿って物体側から像側（図面では左から右）に、開口絞りＡＳ、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ１を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（１０１）、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ２を有し、負の屈折力を有する第２のレンズ素子Ｌ２（１０２）、凹形の物体側表面及び焦点距離ｆ３を有し、負の屈折力を有する第３のレンズ素子Ｌ３（１０３）、凹形の物体側表面及び焦点距離ｆ４を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子Ｌ４（１０４）、及び凸形像側表面及び焦点距離ｆ５を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子Ｌ５（１０５）が配列される。レンズシステム１１０は、光センサ１２０の表面において像平面を形成する。いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）フィルタは第５のレンズ素子Ｌ５と光センサ１２０との間に配置されてもよい。

レンズシステム１１０の有効焦点距離は、ｆとして付与される。コンパクト望遠レンズシステム１１０の総トラック長（ＴＴＬ）は、光軸ＡＸ上の第１のレンズ素子Ｌ１の物体側表面と像平面との間の距離である。レンズシステム１１０は、レンズシステム１１０の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０

レンズ素子Ｌ１の前側表面に配置され得る開口絞りＡＳは、レンズシステム１１０の入射瞳口径を決定する。レンズシステム１１０の焦点比又はＦ数ｆ＃は、レンズシステム１１０の有効焦点距離ｆを入射瞳直径によって除算したものとして定義される。ＩＲフィルタは、光センサを破損させるか又はこれに悪影響を与え得る赤外線放射をブロックするように作用してもよく、ｆに影響を与えないように構成されてもよい。

表１Ａ〜１Ｃは、図１に示すカメラ１００及びレンズシステム１１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表１Ａ〜１Ｃは、レンズシステム１１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表１Ａ〜１Ｃを参照すると、レンズシステム１１０の実施形態は、基準波長を５５５ナノメートル（ｎｍ）とする４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルの可視領域における適用例に対応する。表１Ａに示すレンズシステム１１０の有効焦点距離ｆは、５５５ｎｍにおけるものである。表１Ａ〜１Ｃの光学処方箋は、３６度の視野（ＦＯＶ）（１８度の半ＦＯＶ）を対象として含む７ミリメートル（ｍｍ）の有効焦点距離ｆに対して、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルにおいて、ｆ／２．８で高画質性能を提供する。表１Ａ〜１Ｃに示す光学処方箋を使用する、図１に示すコンパクトレンズシステム１１０は、５．７ｍｍの総トラック長（ＴＴＬ）及び０．８１４の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）を有する。

レンズシステム１１０の５個のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５は、表１Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。表１Ｂに示すように、レンズシステム１１０の少なくともいくつかの実施形態では、２つの種類のプラスチック材料がレンズ素子に使用されてもよい。レンズ素子Ｌ１及びＬ４は、５６．１のアッベ数Ｖ１を有する同じプラスチック材料から構成されてもよく、レンズ素子Ｌ２及びＬ３は、２３．３のアッベ数Ｖ２を有する別のプラスチック材料から構成されてもよい。正の屈折力を有するレンズ素子Ｌ５は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有するプラスチック材料から形成される。レンズシステム１１０内のレンズ素子に対してこれら２つのプラスチック材料を適用することによって、可視スペクトル領域におけるレンズシステム１１０の色収差が最適化及び補正され得る。レンズ素子材料は選択されてもよく、レンズ素子の屈折力分布は、有効焦点距離ｆ及び像面湾曲又はペッツバール和の補正に適合するように計算されてもよい。適切に補正され、均衡の取れた最小の残存収差を生み出すために、光学収差の単色及び色変動が、表１Ｃに示すように、レンズ素子の曲率半径及び非球形係数又は幾何形状並びに軸方向の離隔距離を調節することによって低減されてもよい。図２は、図１に示され、表１Ａ〜１Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム１１０に対する、半視野（ＨＦＯＶ＝１８度）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表１Ａ〜１Ｃの光学処方箋は、第２のレンズ素子Ｌ２が負の屈折力又は負の焦点距離ｆ２及び凸形の物体側表面を有する、屈折力及び有効焦点距離ｆを有する５個のレンズ素子を備える、図１に示すコンパクト望遠レンズシステム１１０の一例示的実施形態を説明するものである。更に、レンズシステム１１０のレンズ素子Ｌ２は、負メニスカスの形状であり、Ｒ４＞Ｒ５、及びＲ４／Ｒ５＞１．０である正の曲率半径Ｒ４及びＲ５を有する。

表１Ａ〜１Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム１１０の例示的実施形態では、レンズ素子の屈折力は、ｆ１＝２．７１３ｍｍ、ｆ２＝−３．８６２ｍｍ、ｆ３＝−２１．５２１ｍｍ、ｆ４＝−３．１７６ｍｍ、及びｆ５＝４．８９８ｍｍとなるように分布する。レンズ素子Ｌ１は曲率半径Ｒ２／Ｒ３＝−０．１７２を有する両凸レンズであり、Ｌ２は曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝５．７７２を有する。レンズ素子Ｌ３及びＬ４はどちらも、それぞれ曲率半径Ｒ６／Ｒ７＝−１４．５６４及びＲ８／Ｒ９＝−１．５７８を有する両凹の形状である。レンズ素子Ｌ５は、曲率半径Ｒ１０／Ｒ１１＝−０．６０４を有する両凸の形状である。例示的実施形態のレンズシステム１１０におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表１Ｃに示される。レンズシステム１１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表１Ａ〜１Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム１１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表１Ａに示すように５．７ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ１００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図３は、コンパクト望遠レンズシステム２１０を含むコンパクト望遠カメラ２００の一例示的実施形態の断面図である。レンズシステム２１０は、屈折力を有する５個のレンズ素子（２０１〜２０５）を備える。レンズシステム２１０は図１のレンズシステム１１０の変形形態と見なされてもよく、２つのレンズシステム２１０及び１１０の要素は類似してもよい。ただし、レンズシステム２１０では、第２のレンズ素子Ｌ２（２０２）は負の屈折力又は負の焦点距離ｆ２を有し、凹形の物体側表面を有する。

表２Ａ〜２Ｃは、図３に示すカメラ２００及びレンズシステム２１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表１Ａ〜１Ｃは、レンズシステム２１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表２Ａ〜２Ｃの光学処方箋は、５５５ｎｍの波長において７ｍｍの有効焦点距離ｆ、ｆ／２．８の焦点比、３６度のＦＯＶ、５．７ｍｍのＴＴＬ、及び０．８１４のＴＴＬ／ｆを有するレンズシステム２１０に対するものである。レンズシステム２１０は、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを含む可視スペクトルのために設計されたコンパクト撮像レンズシステムである。

レンズシステム２１０のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５は、表２Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズシステム２１０のこの例示的実施形態では、レンズ材料の選択肢は、表１Ａ〜１Ｃに示す、レンズシステム１１０に対する光学処方箋におけるものと同じである。レンズシステム２１０を参照すると、レンズ素子Ｌ１及びＬ４は、アッベ数Ｖ１＝５６．１を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有するプラスチック材料から構成されてもよい。

表２Ａ〜２Ｃで規定されるレンズシステム２１０は、レンズシステム１１０及び表１Ａ〜１Ｃに関連して説明されるように光学収差を補正するように構成される。図４は、図３に示され、表２Ａ〜２Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム２１０に対する、物体の軸上（０度における）視野点から１８度における軸外視野点までの半視野（ＨＦＯＶ＝１８度）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表２Ａ〜２Ｃの光学処方箋は、屈折力及び有効焦点距離ｆを有し、第２のレンズ素子Ｌ２が負の屈折力又は負の焦点距離ｆ２及び凹形の物体側表面を有する５個のレンズ素子を備える、図３に示すコンパクト望遠レンズシステム２１０の一例示的実施形態を説明するものである。更に、レンズ素子Ｌ２は両凹の形状であり、負の曲率半径Ｒ４及び正の曲率半径Ｒ５（すなわち、Ｒ４＜０、Ｒ５＞０、及びＲ４／Ｒ５＜０）を有する。

表２Ａ〜２Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム２１０の例示的実施形態では、焦点距離に関連するレンズ素子の屈折力分布は、ｆ１＝２．６９７ｍｍ、ｆ２＝−４．４４６ｍｍ、ｆ３＝−１２．４６６ｍｍ、ｆ４＝−２．６８４ｍｍ、及びｆ５＝４．０５３ｍｍとなる。レンズ素子Ｌ１は、曲率半径Ｒ２／Ｒ３＝−０．１８３を有する両凸レンズである。レンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４は、曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝−４．４９４、Ｒ６／Ｒ７＝−０．６０６、及びＲ８／Ｒ９＝−１．２０をそれぞれ有する両凹の形状である。レンズ素子Ｌ５は、Ｒ１０／Ｒ１１＝−１．１２６を有する両凸の形状である。例示的実施形態のレンズシステム２１０におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表２Ｃに示される。レンズシステム２１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表２Ａ〜２Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム２１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表２Ａに示すように５．７ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ２００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図５は、コンパクト望遠レンズシステム３１０を含むコンパクト望遠カメラ３００の一例示的実施形態の断面図である。レンズシステム３１０は、屈折力を有する５個のレンズ素子（３０１〜３０５）を備える。カメラ３００の光軸ＡＸに沿って物体側から像側（図面では左から右）に、開口絞りＡＳ、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ１を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（３０１）、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ２を有し、負の屈折力を有する第２のレンズ素子Ｌ２（３０２）、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ３を有し、正の屈折力を有する第３のレンズ素子Ｌ３（３０３）、凹形の物体側表面及び焦点距離ｆ４を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子Ｌ４（３０４）、及び凸形像側表面及び焦点距離ｆ５を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子Ｌ５（３０５）が配列される。レンズシステム３１０は、光センサ３２０の表面において像平面を形成する。いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）フィルタは第５のレンズ素子Ｌ５と光センサ３２０との間に配置されてもよい。

レンズシステム３１０の有効焦点距離は、ｆとして付与される。コンパクト望遠レンズシステム１１０の総トラック長（ＴＴＬ）は、光軸ＡＸ上の第１のレンズ素子Ｌ１の物体側表面と像平面との間の距離である。レンズシステム３１０は、レンズシステム３１０の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０

レンズ素子Ｌ１の前方表面に配置され得る開口絞りＡＳは、レンズシステム３１０の入射瞳口径を決定する。レンズシステム３１０の焦点比又はＦ数ｆ＃は、レンズシステム３１０の有効焦点距離ｆを入射瞳直径によって除算したものとして定義される。ＩＲフィルタは、光センサを破損させるか又はこれに悪影響を与え得る赤外線放射をブロックするように作用してもよく、ｆに影響を与えないように構成されてもよい。

表３Ａ〜３Ｃは、図５に示すカメラ３００及びレンズシステム３１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表３Ａ〜３Ｃは、レンズシステム３１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表３Ａ〜３Ｃを参照すると、レンズシステム３１０の実施形態は、基準波長を５５５ｎｍとする４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルの可視領域における適用例に対応する。表３Ａに示すレンズシステム３１０の有効焦点距離ｆは、５５５ｎｍにおける公称値である。表３Ａ〜３Ｃの光学処方箋は、３６度の視野（ＦＯＶ）を対象として含む７ミリメートル（ｍｍ）の有効焦点距離ｆに対して、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルにおいて、ｆ／２．８で高画質性能を提供する。表３Ａ〜３Ｃに示す光学処方箋を使用する、図５に示す、焦点距離が７ｍｍのコンパクトレンズシステム３１０は、５．６ｍｍの総トラック長（ＴＴＬ）及び０．８０の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）を有する。

レンズシステム３１０の５個のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５は、表３Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。表３Ｂに示すように、レンズシステム３１０の少なくともいくつかの実施形態では、２つの種類のプラスチック材料がレンズ素子に使用されてもよい。レンズ素子Ｌ１及びＬ４は、アッベ数Ｖ１＝５６．１を有する同じプラスチック材料から構成されてもよく、レンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有する別のプラスチック材料から構成されてもよい。

表３Ａ〜３Ｃで規定されるレンズシステム３１０は、レンズシステム１１０及び表１Ａ〜１Ｃに関連して説明されるように光学収差を補正するように構成される。図６は、図５に示され、表３Ａ〜３Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム３１０に対する、０〜１８度の半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表３Ａ〜３Ｃの光学処方箋は、負の屈折力又は負の焦点距離ｆ２を有する第２のレンズ素子Ｌ２が凸形の物体側表面を有し、正の屈折力又は正の焦点距離ｆ３を有する第３のレンズ素子Ｌ３が凸形の物体側表面を有する、屈折力及び有効焦点距離ｆを有する５個のレンズ素子を備える、図５に示すコンパクト望遠レンズシステム３１０の一例示的実施形態を説明するものである。更に、この実施形態では、レンズ素子Ｌ２は負メニスカスの形状であり、Ｒ４＞Ｒ５及びＲ４／Ｒ５＞１．０である正の曲率半径Ｒ４及びＲ５を有する。レンズ素子Ｌ３は正メニスカスの形状であり、Ｒ６＜Ｒ７及び０＜Ｒ６／Ｒ７＜１．０である正の曲率半径Ｒ６及びＲ７を有する。

表３Ａ〜３Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム３１０の例示的実施形態では、焦点距離に関連するレンズ素子の屈折力分布は、ｆ１＝２．７６２ｍｍ、ｆ２＝−３．５１１ｍｍ、ｆ３＝８２．２８６ｍｍ、ｆ４＝−３．２６２ｍｍ、及びｆ５＝５．７５９ｍｍである。レンズ素子Ｌ１及びＬ５はどちらも、Ｒ２／Ｒ３＝−０．２０６及びＲ１０／Ｒ１１＝−０．１４８を有する両凸の形状である。負メニスカスレンズ素子Ｌ２の形状は、曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝３．１５を有する。レンズ素子Ｌ３は正の屈折力を有し、曲率半径Ｒ６／Ｒ７＝０．７３９を有する正メニスカスの形状である。レンズ素子Ｌ４は、曲率半径Ｒ８／Ｒ９＝−２．７７５を有する両凹の形状である。例示的実施形態のレンズシステム３１０におけるコンパクト撮像システムの表面に対する非球形係数が、表３Ｃに示される。レンズシステム３１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表３Ａ〜３Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム３１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表３Ａに示すように５．６ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ３００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図７は、図１、図３、及び図５に示す５個のレンズ素子ではなく、屈折力を有する４個のレンズ素子（４０１〜４０４）を備えるコンパクト望遠レンズシステム４１０を含むコンパクト望遠カメラ４００の一例示的実施形態の断面図である。カメラ４００の光軸ＡＸに沿って物体側から像側（図面では左から右）に、開口絞りＡＳ、凸形の物体側表面及び焦点距離ｆ１を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子Ｌ１（４０１）、負の屈折力及び焦点距離ｆ２を有する第２のレンズ素子Ｌ２（４０２）、負の屈折力及び焦点距離ｆ３を有する第３のレンズ素子Ｌ３（４０３）、及び正の屈折力及び焦点距離ｆ４を有する第４のレンズ素子Ｌ４（４０４）が配列される。レンズシステム４１０は、光センサ４２０の表面において像平面を形成する。いくつかの実施形態では、赤外線（ＩＲ）フィルタは第５のレンズ素子Ｌ５と光センサ４２０との間に配置されてもよい。

レンズシステム４１０の有効焦点距離は、ｆとして付与される。コンパクト望遠レンズシステム４１０の総トラック長（ＴＴＬ）は、光軸ＡＸ上の第１のレンズ素子Ｌ１の物体側表面と像平面との間の距離である。レンズシステム４１０は、レンズシステム４１０の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）が以下の関係を満たすように構成される。
０．７４＜ＴＴＬ／ｆ＜１．０

レンズ素子Ｌ１の前方表面に配置され得る開口絞りＡＳは、レンズシステム４１０の入射瞳口径を決定する。レンズシステム４１０の焦点比又はＦ数ｆ＃は、レンズシステム４１０の有効焦点距離ｆを入射瞳直径によって除算したものとして定義される。ＩＲフィルタは、光センサを破損させるか又はこれに悪影響を与え得る赤外線放射をブロックするように作用してもよく、ｆに影響を与えないように構成されてもよい。

表４Ａ〜４Ｃは、図７に示すカメラ４００及びレンズシステム４１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表４Ａ〜４Ｃは、レンズシステム４１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表４Ａ〜４Ｃを参照すると、レンズシステム４１０の実施形態は、基準波長を５５５ｎｍとする４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルの可視領域における適用例に対応する。表４Ａに示す７ｍｍの有効焦点距離ｆは、５５５ｎｍにおける公称値である。表４Ａ〜４Ｃの光学処方箋は、３６度の視野（ＦＯＶ）を対象として含むレンズシステム４１０に対して、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍのスペクトルにおいて、ｆ／２．８で高画質性能を提供する。表４Ａ〜４Ｃに示す光学処方箋を使用する、図７に示すコンパクトレンズシステム４１０は、５．７ｍｍの総トラック長（ＴＴＬ）及び０．８１４の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）を有する。

レンズシステム４１０の４個のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４は、表４Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。表４Ｂに示すように、少なくともいくつかの実施形態では、２つの種類のプラスチック材料がレンズ素子に使用されてもよい。レンズ素子Ｌ１及びＬ３は、アッベ数Ｖ１＝５６．１を有する同じプラスチック材料から構成されてもよく、レンズ素子Ｌ２及びＬ４は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有する別のプラスチック材料から構成されてもよい。

表４Ａ〜４Ｃで規定されるレンズシステム４１０は、レンズシステム１１０及び表１Ａ〜１Ｃに関連して説明されるように光学収差を補正するように構成される。図８は、図７に示され、表４Ａ〜４Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム４１０に対する、０〜１８度の半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表４Ａ〜４Ｃの光学処方箋は、負の屈折力又は負の焦点距離ｆ２を有する第２のレンズ素子Ｌ２が凸形の物体側表面を有し、負の屈折力又は負の焦点距離ｆ３を有する第３のレンズ素子Ｌ３が凹形の物体側表面を有し、正の力又は正の焦点距離ｆ４を有する第４のレンズ素子Ｌ４が凸形の物体側表面を有する、屈折力及び有効焦点距離ｆを有する４個のレンズ素子を備える、図７に示すコンパクト望遠レンズシステム４１０の一例示的実施形態を説明するものである。更に、特定の実施形態では、レンズ素子Ｌ１は両凸の形状であり、レンズ素子Ｌ２は負メニスカスの形状であり、Ｒ４＞Ｒ５及びＲ４／Ｒ５＞１．０である正の曲率半径Ｒ４及びＲ５を有する。レンズ素子Ｌ３は両凹の形状であり、レンズ素子Ｌ４は正メニスカスの形状であり、Ｒ８＜Ｒ９及び０＜Ｒ８／Ｒ９＜１．０である正の曲率半径Ｒ８及びＲ９を有する。

表４Ａ〜４Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム４１０の例示的実施形態では、焦点距離に関連するレンズ素子の屈折力分布は、ｆ１＝２．９１１ｍｍ、ｆ２＝−４．１５２ｍｍ、ｆ３＝−４．４０９３ｍｍ、及びｆ４＝７．２８７ｍｍである。レンズ素子Ｌ１及びＬ２は、Ｌ１及びＬ２の組み合わせが正の屈折力又は正の焦点距離ｆ１２のエアスペースダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。レンズ素子Ｌ３及びＬ４も、Ｌ３及びＬ４の組み合わせが負の屈折力及び負の焦点距離ｆ３４を有するダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。表４Ａ〜４Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム４１０の例示的実施形態では、ｆ１２＝５．８０ｍｍ、及びｆ３４＝−８．８７ｍｍであり、２つのエアスペースダブレットがＴ５＝２．３３２７ｍｍの軸方向距離で離隔される。レンズ素子Ｌ１は、曲率半径Ｒ２／Ｒ３＝−０．１９６を有する両凸の形状である。負メニスカスレンズ素子Ｌ２は、曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝２．７２６を有する。そのような曲率半径の構成を使用すると、Ｌ１及びＬ２の組み合わせは、ガウスタイプのエアスペースダブレットとなる。レンズ素子Ｌ３は、曲率半径Ｒ６／Ｒ７＝−３１４．０４５を有する両凹の形状である。レンズ素子Ｌ４は、曲率半径Ｒ８／Ｒ９＝０．４７９を有する。レンズシステム４１０のこの例示的実施形態におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表４Ｃに示される。レンズシステム４１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表４Ａ〜４Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム４１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表４Ａに示すように５．７ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ４００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

表５Ａ〜５Ｃは、図７に示すカメラ４００及びレンズシステム４１０の代替的な一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表５Ａ〜５Ｃは、レンズシステム４１０に対する代替的な光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表５Ａ〜５Ｃを参照すると、図７に示す、４個のレンズ素子を有するコンパクト望遠レンズシステム４１０の一実施形態は、７ｍｍの有効焦点距離ｆ、ｆ／２．６、３６度のＦＯＶ、５．８５ｍｍのＴＴＬ、及びＴＴＬ／ｆ＝０．８３６を使用して説明される。表５Ａ〜５Ｃの光学処方箋は、負の力及び焦点距離を有するレンズ素子Ｌ２及びＬ３がどちらも凸形の物体表面を有する、レンズシステム４１０の一実施形態を説明するものである。この特定の実施形態では、Ｌ２及びＬ３はどちらも、光軸ＡＸに近接する負メニスカスの形状である。レンズ素子Ｌ３は、Ｒ６＞Ｒ７及びＲ６／Ｒ７＞１．０である正の曲率半径Ｒ６及びＲ７を有する。図９は、図７に示され、表５Ａ〜５Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム４１０に対する、０〜１８度の半視野（ＨＦＯＶ）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表５Ａ〜５Ｃの光学処方箋は、焦点距離に関連するレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４の屈折力分布がｆ１＝２．９３６ｍｍ、ｆ２＝−４．０２５ｍｍ、ｆ３＝−４．１０１ｍｍ、及びｆ４＝６．７９８ｍｍである、屈折力及び有効焦点距離ｆを有する４個のレンズ素子を備える、図７に示すコンパクト望遠レンズシステム４１０の一例示的実施形態を説明するものである。レンズ素子Ｌ１及びＬ２は、Ｌ１及びＬ２の組み合わせが正の屈折力又は正の焦点距離ｆ１２のエアスペースダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。レンズ素子Ｌ３及びＬ４も、Ｌ３及びＬ４の組み合わせが負の屈折力及び負の焦点距離ｆ３４を有するダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。表５Ａ〜５Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム４１０の例示的実施形態では、ｆ１２＝５．９２２ｍｍ、及びｆ３４＝−９．７０ｍｍであり、２つのエアスペースダブレットがＴ５＝２．２３７６ｍｍの軸方向距離で離隔される。レンズ素子Ｌ１は、Ｒ２／Ｒ３＝−０．２２５を有する両凸の形状である。負メニスカスレンズ素子Ｌ２は、曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝３．７８２を有する。そのような曲率半径の構成を使用すると、Ｌ１及びＬ２の組み合わせは、ガウスタイプのエアスペースダブレットとなる。レンズ素子Ｌ３は、曲率半径Ｒ６／Ｒ７＝１５．６２５を有する負メニスカスの形状である。レンズ素子Ｌ４は、頂点の曲率半径Ｒ８／Ｒ９＝０．４６２を有する。レンズシステム４１０のこの例示的実施形態におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表５Ｃに示される。レンズシステム４１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表５Ａ〜５Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム４１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表５Ａに示すように５．８５ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ４００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

表６Ａ〜６Ｃは、図７に示すカメラ４００及びレンズシステム４１０の別の代替的な例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表６Ａ〜６Ｃは、レンズシステム４１０に対する別の代替的な光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。

表６Ａ〜６Ｃを参照すると、図７に示す、４個のレンズ素子を有するコンパクト望遠レンズシステム４１０の一実施形態は、７ｍｍの有効焦点距離ｆ、ｆ／２．５、３６度のＦＯＶ、５．９ｍｍのＴＴＬ、及び０．８４２の望遠比（ＴＴＬ／ｆ）を使用して説明される。表６Ａ〜６Ｃの光学処方箋は、正のレンズ素子Ｌ１が両凸の形状であり、負のレンズ素子Ｌ２及びＬ３がどちらも凸形の物体側表面を有し、かつメニスカスの形状であり、正のレンズ素子Ｌ４が凸形の物体側表面を有し、かつ正メニスカスの形状である、レンズシステム４１０の一実施形態を説明するものである。図１０は、図７に示され、表６Ａ〜６Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム４１０に対する、０〜１８度の半視野ＨＦＯＶ及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

表６Ａ〜６Ｃの光学処方箋は、焦点距離に関連するレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、及びＬ４の屈折力分布がｆ１＝２．９３２ｍｍ、ｆ２＝−３．８７２ｍｍ、ｆ３＝−４．２５０ｍｍ、及びｆ４＝６．６６８ｍｍである、屈折力及び有効焦点距離ｆを有する４個のレンズ素子を備える、図７に示すコンパクト望遠レンズシステム４１０の一例示的実施形態を説明するものである。レンズ素子Ｌ１及びＬ２は、Ｌ１及びＬ２の組み合わせが正の屈折力又は正の焦点距離ｆ１２のエアスペースダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。レンズ素子Ｌ３及びＬ４も、Ｌ３及びＬ４の組み合わせが負の屈折力及び負の焦点距離ｆ３４を有するダブレットレンズと見なされ得るように、近接して離間される。表６Ａ〜６Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム４１０の例示的実施形態では、ｆ１２＝６．０６３ｍｍ、及びｆ３４＝−１０．７４４ｍｍであり、２つのエアスペースダブレットがＴ５＝２．２０９６ｍｍの軸方向距離で離隔される。レンズ素子Ｌ１は曲率半径Ｒ２／Ｒ３＝−０．２５８を有する両凸の形状であり、負メニスカスレンズ素子Ｌ２は曲率半径Ｒ４／Ｒ５＝３．９３６を有する。そのような曲率半径の構成を使用すると、Ｌ１及びＬ２の組み合わせは、ガウスタイプのエアスペースダブレットとなる。表６Ａ〜６Ｃの光学処方箋によって説明されるレンズシステム４１０の例示的実施形態では、レンズ素子Ｌ３は、曲率半径Ｒ６／Ｒ７＝５．７５０を有する負メニスカスの形状である。レンズ素子Ｌ４は、頂点の曲率半径Ｒ８／Ｒ９＝０．４７０を有する。レンズシステム４１０のこの例示的実施形態におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表６Ｃに示される。レンズシステム４１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表５Ａ〜５Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム４１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表６Ａに示すように５．９ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ４００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図１１は、コンパクト望遠レンズシステム５１０を含むコンパクト望遠カメラ５００の一例示的実施形態の断面図である。レンズシステム５１０は、屈折力を有する５個のレンズ素子（５０１〜５０５）を備える。レンズシステム５１０は図１及び図３のレンズシステム１１０若しくは２１０又は図５のレンズシステム３１０の変形形態と見なされてもよく、レンズシステムの要素は類似してもよい。ただし、レンズシステム５１０では、開口絞りは、図１、図３、及び図５に示すようなレンズシステムの前方頂点又はその前方ではなく、レンズシステム５１０の第１のレンズ素子５０１における前方頂点の後方に配置される。

表７Ａ〜７Ｃは、図１１に示すカメラ５００及びレンズシステム５１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表７Ａ〜７Ｃは、レンズシステム５１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。表７Ａ〜７Ｃの光学処方箋は、５５５ｎｍの波長において７ｍｍの有効焦点距離ｆ、ｆ／２．８の焦点比、３６度のＦＯＶ、６．０ｍｍのＴＴＬ、及び０．８５７のＴＴＬ／ｆを有するレンズシステム５１０に対するものである。レンズシステム５１０は、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを含む可視スペクトルのために設計されたコンパクト撮像レンズシステムである。

レンズシステム５１０の５個のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５は、表７Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズシステム５１０を参照すると、レンズ素子Ｌ１及びＬ４は、アッベ数Ｖ１＝５６．１を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有するプラスチック材料から構成されてもよい。

表７Ａ〜７Ｃで規定されるレンズシステム５１０は、レンズシステム１１０及び表１Ａ〜１Ｃに関連して説明されるように光学収差を補正するように構成される。図１２は、図１１に示され、表７Ａ〜７Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム５１０に対する、物体の軸上（０度における）視野点から１８度における軸外視野点までの半視野（ＨＦＯＶ＝１８度）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

例示的実施形態のレンズシステム５１０におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表７Ｃに示される。レンズシステム５１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表７Ａ〜７Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム５１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表７Ａに示すように６．０ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ５００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図１３は、コンパクト望遠レンズシステム６１０を含むコンパクト望遠カメラ６００の一例示的実施形態の断面図である。レンズシステム６１０は、屈折力を有する５個のレンズ素子（６０１〜６０５）を備える。レンズシステム６１０は、それぞれ図１、図３、及び図５のレンズシステム１１０、２１０、若しくは３１０又は図１１のレンズシステム５１０の変形形態と見なされてもよく、レンズシステムの要素は類似してもよい。ただし、レンズシステム６１０では、開口絞りは、図１、図３、図５、及び図１１に示すような第１のレンズ素子又はその前方ではなく、レンズシステム６１０の第１のレンズ素子６０１と第２のレンズ素子６０２との間に配置される。

表８Ａ〜８Ｃは、図１３に示すカメラ６００及びレンズシステム６１０の一例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表８Ａ〜８Ｃは、レンズシステム６１０に対する光学処方箋を提供するものとして参照されてもよい。表８Ａ〜８Ｃの光学処方箋は、５５５ｎｍの波長において７ｍｍの有効焦点距離ｆ、ｆ／２．８の焦点比、３６度のＦＯＶ、６．０ｍｍのＴＴＬ、及び０．８５７のＴＴＬ／ｆを有するレンズシステム６１０に対するものである。レンズシステム６１０は、４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを含む可視スペクトルのために設計されたコンパクト撮像レンズシステムである。

レンズシステム６１０のレンズ素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５は、表８Ｂに示す屈折率及びアッベ数を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズシステム６１０を参照すると、レンズ素子Ｌ１及びＬ４は、アッベ数Ｖ１＝５６．１を有するプラスチック材料から構成されてもよい。レンズ素子Ｌ２、Ｌ３、及びＬ５は、アッベ数Ｖ２＝２３．３を有するプラスチック材料から構成されてもよい。

表８Ａ〜８Ｃで規定されるレンズシステム６１０は、レンズシステム１１０及び表１Ａ〜１Ｃに関連して説明されるように光学収差を補正するように構成される。図１４は、図１３に示され、表８Ａ〜８Ｃで説明されるコンパクト望遠レンズシステム６１０に対する、物体の軸上（０度における）視野点から１８度における軸外視野点までの半視野（ＨＦＯＶ＝１８度）及び４７０ｎｍ〜６５０ｎｍを範囲とする可視スペクトル帯域における多色光線収差曲線のプロットを示す。

例示的実施形態のレンズシステム６１０におけるレンズ素子の表面に対する非球形係数が、表８Ｃに示される。レンズシステム６１０をレンズ素子の力分布の配置にしたがって構成し、曲率半径及び非球形係数を表８Ａ〜８Ｃに示すように調節することによって、レンズシステム６１０の総トラック長（ＴＴＬ）が（例えば、表８Ａに示すように６．０ｍｍまで）低減されてもよく、かつシステムの収差が、スモールフォームファクタ望遠カメラ６００において高画質解像度の光学性能が得られるように効果的に補正されてもよい。

図１５は、少なくともいくつかの実施形態に係る、図１、図３、図５、図１１、及び図１３に示すような５個のレンズ素子を備える望遠レンズシステムを有するカメラを使用して画像をキャプチャする方法の高レベルのフローチャートである。１１００に示すように、カメラの前方における物体視野からの光は、カメラの第１のレンズ素子において、開口絞りを通じて受光される。いくつかの実施形態では、開口絞りは、図１、図３、及び図５に示すように、レンズシステムの前方頂点か、又は前方頂点と物体平面との間に配置されてもよい。代替として、開口絞りは、図１１及び図１３に示すように、レンズシステムの前方頂点の後方、例えば、図１１に示すように第１のレンズ素子に配置されるか、又は図１３に示すように第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に配置されてもよい。１１０２に示すように、第１のレンズ素子は、光を第２のレンズ素子に向かって屈折させる。１１０４に示すように、光はその後、第２のレンズ素子によって、第３のレンズ素子に向かって屈折される。１１０６に示すように、光はその後、第３のレンズ素子によって、第４のレンズ素子に向かって屈折される。１１０８に示すように、光はその後、第４のレンズ素子によって、第５のレンズ素子に向かって屈折される。１１１０に示すように、光は、光センサの表面又はその付近における像平面に像を形成するために、第５のレンズ素子によって屈折される。１１１２に示すように、画像は光センサによってキャプチャされる。図示されないが、いくつかの実施形態では、光は、例えば第５のレンズ素子と光センサとの間に配置され得る赤外線フィルタを通過してもよい。

いくつかの実施形態では、５個のレンズ素子は、図１に示すように、かつ表１Ａ〜１Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。代替として、５個のレンズ素子は、図３に示すように、かつ表２Ａ〜２Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。更に別の代替として、５個のレンズ素子は、図５に示すように、かつ表３Ａ〜３Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。更に別の代替として、５個のレンズ素子は、図１１に示すように、かつ表７Ａ〜７Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。更に別の代替として、５個のレンズ素子は、図１３に示すように、かつ表８Ａ〜８Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。ただし、類似の光学的な結果が実現される限り、表１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｃ、３Ａ〜３Ｃ、７Ａ〜７Ｃ、及び８Ａ〜８Ｃで提供される実施例の変形形態が可能であることに留意されたい。

図１６は、少なくともいくつかの実施形態に係る、図７に示すような４個のレンズ素子を備える望遠レンズシステムを有するカメラを使用して画像をキャプチャする方法の高レベルのフローチャートである。１２００に示すように、カメラの前方における物体視野からの光は、カメラの第１のレンズ素子において、開口絞りを通じて受光される。図７は、レンズシステムの前方頂点に配置された開口絞りを示すが、いくつかの実施形態では、開口絞りの位置は、第１のレンズ素子により近くても、又はより離れていてもよい。更に、いくつかの実施形態では、開口絞りは望遠レンズシステム内の別の位置に配置されてもよい。単なる一実施例として、開口絞りは、第１のレンズ素子と第２のレンズ素子との間に配置されてもよい。

１２０２に示すように、第１のレンズ素子は、光を第２のレンズ素子に向かって屈折させる。１２０４に示すように、光はその後、第２のレンズ素子によって、第３のレンズ素子に向かって屈折される。１２０６に示すように、光はその後、第３のレンズ素子によって、第４のレンズ素子に向かって屈折される。１２０８に示すように、光は、光センサの表面又はその付近における像平面に像を形成するために、第４のレンズ素子によって屈折される。１２１０に示すように、画像は光センサによってキャプチャされる。図示されないが、いくつかの実施形態では、光は、例えば第４のレンズ素子と光センサとの間に配置され得る赤外線フィルタを通過してもよい。

いくつかの実施形態では、４個のレンズ素子は、図７に示すように、かつ表４Ａ〜４Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。代替として、４個のレンズ素子は、図７に示すように、かつ表５Ａ〜５Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。更に別の代替として、４個のレンズ素子は、図７に示すように、かつ表６Ａ〜６Ｃで提供される光学処方箋にしたがって構成されてもよい。ただし、類似の光学的な結果が実現される限り、表４Ａ〜４Ｃ、５Ａ〜５Ｃ、及び６Ａ〜６Ｃで提供される実施例の変形形態が可能であることに留意されたい。
例示的なレンズシステムの表

以下の表は、図１〜図１４に関連して本明細書で説明されるような望遠レンズシステム及びカメラの例示的実施形態のさまざまな光学及び物理パラメータの例示的な値を提供する。表１Ａ〜１Ｃは、図１に示すような５個のレンズ素子を備えるレンズシステム１１０の一例示的実施形態に対応する。表２Ａ〜２Ｃは、図３に示すような５個のレンズ素子を備えるレンズシステム２１０の一例示的実施形態に対応する。表３Ａ〜３Ｃは、図５に示すような５個のレンズ素子を備えるレンズシステム３１０の一例示的実施形態に対応する。表４Ａ〜４Ｃ、５Ａ〜５Ｃ、及び６Ａ〜６Ｃは、図７に示すような４個のレンズ素子を備えるレンズシステム４１０の３つの異なる例示的実施形態に対応する。表７Ａ〜７Ｃは、図１１に示すような５個のレンズ素子を備えるレンズシステム５１０の一例示的実施形態に対応する。表８Ａ〜８Ｃは、図１３に示すような５個のレンズ素子を備えるレンズシステム５１０の一例示的実施形態に対応する。

表における全ての寸法は、特に指定がない限りミリメートルである。「Ｓ＃」は表面番号を意味する。正の半径は、湾曲の中心が表面の右側にあることを示す。負の半径は、湾曲の中心が表面の左側にあることを示す。「ＩＮＦ」は（光学において使用される）無限を意味する。「ＡＳＰ」は非球形表面を示し、「ＦＬＡＴ」は平坦な表面を示す。厚み（又は離隔距離）は、次の表面までの軸方向の距離である。設計波長は、撮像光学システムのスペクトル帯域における波長を表す。

レンズ素子及びＩＲフィルタの材料については、ヘリウムｄ線波長における屈折率Ｎ_d、並びにｄ線及び水素のＣ及びＦ線に対するアッベ数Ｖ_dが提供される。アッベ数Ｖ_dは、以下の式によって定義されてもよい。
Ｖ_d＝（Ｎ_d−１）／（Ｎ_F−Ｎ_C）
式中、Ｎ_F及びＮ_Cは、それぞれ水素のＦ及びＣ線における材料の屈折率の値である。

非球形係数の表（表１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃ、７Ｃ、及び８Ｃ）を参照すると、非球形表面を説明する非球形式は、以下のように提供されてもよい。
式中、Ｚはｚ軸に平行な表面のたるみ（これらの例示的実施形態では、軸及び光軸（ＡＸ）は一致する）、ｒは頂点からの半径距離、ｃは頂点における表面の曲率（表面の曲率半径の逆数）、Ｋは円錐定数、並びにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨは非球形係数である。表において、「Ｅ」は指数表現（１０のべき乗）を示す。

以下の表で、望遠レンズシステムのさまざまな実施形態におけるさまざまなパラメータに対して提供される値は、例として提供されるものであり、制限を加えることを意図するものではないことに留意されたい。例えば、例示的実施形態におけるレンズ素子のうちの１つ以上の表面のうちの１つ以上のパラメータ、並びに素子を構成する材料のパラメータは、レンズシステムに対して引き続き類似の性能を提供する限り、異なる値を付与されてもよい。特に、表におけるいくつかの値は、本明細書で説明されるような望遠レンズシステムの一実施形態を使用するカメラのより大きい又はより小さい実装に合わせて増加又は低減され得ることに留意されたい。

表に示す、望遠レンズシステムのさまざまな実施形態における素子の表面番号（Ｓ＃）は、物体平面における第１の表面０から像平面における最後の表面までが示されることに更に留意されたい。素子の番号及び位置は実施形態によって変化し得るため、いくつかの素子に対応する表面番号（単数又は複数）は、異なる表において変化し得る。例えば、最初の６個の表のセットでは、開口絞りは表面１であり、第１のレンズ素子（Ｌ１）は表面２及び３を有する。ただし、表７Ａ〜７Ｃ及び表８Ａ〜８Ｃでは、開口絞りの位置は異なるため、表における表面番号は異なる。例えば、表７Ｂ及び７Ｃでは、第１のレンズ素子（Ｌ１）は表面４及び５を有し、表８Ａ及び８Ｂでは、第１のレンズ素子（Ｌ１）は表面１及び２を有する（更に開口絞りは表面３である）。特に、本文書においてレンズ素子（Ｌ＃）の表面の曲率半径（Ｒ＃）が参照される場合、使用される参照（Ｒ＃）（例えば、レンズ素子Ｌ１の表面に対するＲ２及びＲ３）は、全ての例示的実施形態に対して同じであり、かつ表において提供されるレンズ素子の表面番号と対応し得るが、必ずしも対応しないことに留意されたい。
例示的なコンピューティングデバイス

図１７は、図１〜図１６に示すようなカメラの実施形態を含むか又はホストし得る、コンピュータシステム２０００と呼ばれる例示的なコンピューティングデバイスを示す。更に、コンピュータシステム２０００は、カメラの動作を制御する方法及び／又はカメラを使用してキャプチャされた画像の画像処理を実行する方法を実施してもよい。異なる実施形態では、コンピュータシステム２０００は、限定するものではないが、パーソナルコンピュータシステム、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、ノートブック、タブレット若しくはパッドデバイス、スレート、若しくはネットブックコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ハンドヘルドコンピュータ、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、カメラ、セットトップボックス、モバイルデバイス、無線電話、スマートフォン、消費者デバイス、ビデオゲームコンソール、ハンドヘルドビデオゲームデバイス、アプリケーションサーバ、記憶デバイス、テレビ、ビデオ録画デバイス、スイッチ、モデム、ルータ等の周辺デバイス、又は概して任意の種類のコンピューティングデバイス若しくは電子デバイスを含む、さまざまな種類のデバイスのうちの任意のものであってもよい。

図示される実施形態では、コンピュータシステム２０００は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース２０３０を介してシステムメモリ２０２０に結合される１つ以上のプロセッサ２０１０を含む。コンピュータシステム２０００は、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０に結合されたネットワークインタフェース２０４０、並びにカーソル制御デバイス２０６０、キーボード２０７０、及びディスプレイ（単数又は複数）２０８０等の１つ以上の入力／出力デバイス２０５０を更に含む。コンピュータシステム２０００は、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０にも結合され得る１つ以上のカメラ２０９０、例えば図１〜図１６に関連して上記で説明されたような１つ以上の望遠カメラも含んでもよく、又は図１〜図１６に関連して上記で説明されたような１つ以上の望遠カメラと共に従来の広視野カメラ等の１つ以上の他のカメラも含んでもよい。

さまざまな実施形態では、コンピュータシステム２０００は、１つのプロセッサ２０１０を含む単一プロセッサシステム、又はいくつかのプロセッサ２０１０（例えば、２つ、４つ、８つ、若しくは別の好適な個数）を含む多重プロセッサシステムであってもよい。プロセッサ２０１０は、命令を実行する能力を有する任意の好適なプロセッサであってもよい。例えば、さまざまな実施形態では、プロセッサ２０１０は、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＳＰＡＲＣ（登録商標）、若しくはＭＩＰＳ（登録商標） ＩＳＡ、又は任意の他の好適なＩＳＡ等の、種々の命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ：instruction set architecture）の任意のものを実現する汎用プロセッサ又は組み込みプロセッサであってもよい。多重プロセッサシステムでは、プロセッサ２０１０の各々は、必須のことではないが、同じＩＳＡを共通に実装してもよい。

システムメモリ２０２０は、プロセッサ２０１０によってアクセス可能なプログラム命令２０２２及び／又はデータ２０３２を記憶するように構成されてもよい。さまざまな実施形態では、システムメモリ２０２０は、スタティック・ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ：static random access memory）、シンクロナス・ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：synchronous dynamic RAM）、不揮発性／フラッシュ型メモリ、又は任意のその他の種類のメモリ等の、任意の好適なメモリ技術を用いて実装されてもよい。図示される実施形態では、プログラム命令２０２２は、カメラ２０９０の動作を制御するため、並びに一体型カメラ２０９０を使用して画像をキャプチャ及び処理するためのさまざまなインタフェース、方法、及び／若しくはデータ、又は他の方法若しくはデータ、例えばカメラ２０９０を使用してキャプチャされた画像をキャプチャ、表示、処理、及び記憶するためのインタフェース及び方法を実施するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、プログラム命令及び／若しくはデータは、異なる種類のコンピュータアクセス可能媒体上、又はシステムメモリ２０２０若しくはコンピュータシステム２０００から分離した同様の媒体上で受信、送信又は記憶されてもよい。

一実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０は、プロセッサ２０１０と、システムメモリ２０２０と、ネットワークインタフェース２０４０、又は入力／出力デバイス２０５０などのその他の周辺インタフェースを含む、デバイス内の任意の周辺デバイスとの間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０は、１つの構成要素（例えば、システムメモリ２０２０）からのデータ信号を別の構成要素（例えば、プロセッサ２０１０）による利用に適した形式に変換するために、任意の必要なプロトコル、タイミング又はその他のデータ変換を実行してもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０は、例えば、周辺装置相互接続（ＰＣＩ：Peripheral Component Interconnect）バス規格又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）規格のバリアントなどの、さまざまな種類の周辺バスを通じて取り付けられるデバイスのためのサポートを含んでもよい。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０の機能は、例えばノースブリッジ及びサウスブリッジ等の２つ以上の分離した構成要素に分割されてもよい。また、いくつかの実施形態では、システムメモリ２０２０へのインタフェース等の、Ｉ／Ｏインタフェース２０３０の機能性の一部又は全てはプロセッサ２０１０内に直接組み込まれてもよい。

ネットワークインタフェース２０４０は、コンピュータシステム２０００と、ネットワーク２０８５に取り付けられた他のデバイス（例えば、キャリアデバイス又はエージェントデバイス）との間、又はコンピュータシステム２０００のノード間でデータが交換されることを可能にするように構成されてもよい。さまざまな実施形態では、ネットワーク２０８５は、限定するものではないが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、イーサネット（登録商標）若しくは社内ネットワーク）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット）、無線データネットワーク、何らかの他の電子データネットワーク、又はこれらのうちのいずれかの組み合わせを含む、１つ以上のネットワークを含んでもよい。さまざまな実施形態では、ネットワークインタフェース２０４０は、任意の好適な種類のイーサネットネットワーク等の一般的な有線若しくは無線データネットワークを介した通信、例えば、アナログ音声ネットワーク若しくはデジタルファイバ通信ネットワーク等の通信／電話ネットワーク、ファイバチャネルＳＡＮ等のストレージエリアネットワーク、又は任意の他の好適な種類のネットワーク及び／若しくはプロトコルを介した通信をサポートしてもよい。

いくつかの実施形態では、入力／出力デバイス２０５０は、１つ以上の表示端末、キーボード、キーパッド、タッチパッド、スキャニングデバイス、音声若しくは光学的認識デバイス、又はコンピュータシステム２０００によるデータの入力若しくはアクセスに適した任意の他のデバイスを含んでもよい。複数の入力／出力デバイス２０５０はコンピュータシステム２０００内に存在してもよいか、又はコンピュータシステム２０００のさまざまなノード上に分散してもよい。いくつかの実施形態では、同様の入力／出力デバイスはコンピュータシステム２０００から分離していてもよく、ネットワークインタフェース２０４０を通じるなど、有線又は無線接続を通じてコンピュータシステム２０００の１つ以上のノードと対話してもよい。

図１７に示すように、メモリ２０２０は、限定するものではないが、カメラ２０９０を制御するための画像処理ソフトウェア及びインタフェースソフトウェアを含む、一体型カメラ２０９０をサポートするための任意の要素及び動作を実行するために、プロセッサによって実行可能であり得る、プログラム命令２０２２を含んでもよい。少なくともいくつかの実施形態では、カメラ２０９０によってキャプチャされた画像は、メモリ２０２０に記憶されてもよい。更に、カメラ２０９０によってキャプチャされた画像のメタデータは、メモリ２０２０に記憶されてもよい。

当業者は、コンピュータシステム２０００は単なる例示にすぎず、実施形態の範囲に制限を加えることを意図していないことを理解するであろう。特に、コンピュータシステム及びデバイスは、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネット装置、ＰＤＡ、無線電話、ページャ、ビデオ又はスチルカメラなどを含む、示された機能を実行し得るハードウェア又はソフトウェアの任意の組み合わせを含んでもよい。コンピュータシステム２０００はまた、図示されない他のデバイスに接続されてもよく、又はその代わりにスタンドアロンシステムとして動作してもよい。加えて、図示された構成要素によって提供されている機能性は、いくつかの実施形態では、より少ない構成要素に組み合わせられるか、又は追加の構成要素に分散されてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、図示されている構成要素のうちのいくつかの機能性は提供されなくてもよく、及び／又は他の追加の機能性が利用可能であってもよい。

当業者はまた、さまざまな項目は、使用されている間にメモリ内、又は記憶装置上に記憶されるように示されているが、これらの項目又はそれらの部分はメモリ管理及びデータ完全性の目的のためにメモリと他の記憶デバイスとの間で転送されてもよいことを理解するであろう。代替として、他の実施形態では、ソフトウェア構成要素の一部又は全ては、別のデバイス上のメモリ内で実行し、コンピュータ間通信を介して、図示されているコンピュータシステム２０００と通信してもよい。システム構成要素又はデータ構造のいくつか又は全てはまた、以上においてさまざまな例が説明された、適当なドライブによって読み取られるべきコンピュータアクセス可能媒体又は携帯型物品上に（例えば、命令又は構造化データ）として記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータシステム２０００から分離したコンピュータアクセス可能媒体上に記憶された命令は、伝送媒体、又はネットワーク及び／又は無線リンクなどの通信媒体を介して伝達される、電気信号、電磁信号、又はデジタル信号などの信号を介してコンピュータシステム２０００へ伝送されてもよい。さまざまな実施形態は、上述の説明にしたがってコンピュータアクセス可能媒体上に実装される命令及び／又はデータを受信、送信、又は記憶することを更に含んでもよい。一般的に言えば、コンピュータアクセス可能媒体は、磁気媒体若しくは光媒体、例えば、ディスク若しくはＤＶＤ／ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ（例えばＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ、ＲＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）、ＲＯＭ等の揮発性若しくは不揮発性媒体等の、非一時的コンピュータ可読記憶媒体又はメモリ媒体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータアクセス可能媒体は、ネットワーク及び／若しくは無線リンク等の通信媒体を介して伝達される、電気信号、電磁信号、若しくはデジタル信号等の伝送媒体又は信号を含んでもよい。

異なる実施形態では、本明細書で説明される方法はソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせの形態で実装されてもよい。更に、方法のブロックの順序は変更されてもよく、さまざまな要素の追加、再順序付け、組み合わせ、省略、修正等が行われてもよい。本開示の利益を得る当業者にとって明白であるような、さまざまな修正及び変更が行われてもよい。本明細書で説明されるさまざまな実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。多くの変形、修正、追加、及び改善が可能である。そのため、単一の事例として本明細書で説明した構成要素について、複数の事例を提供することができる。種々の構成要素、動作及びデータストアの間の境界は、任意のものであり、規定の動作は、特定の例示的な構成の文脈において示されている。機能の他の割り当てが想定され、以下の特許請求の範囲に含まれる。最終的に、例示的な構成において個別構成要素として提示した構造及び機能は、組み合わせた構造又は構成要素として実装され得る。これらの変形、修正、追加、及び改善、並びに他の変形、修正、追加、及び改善は、以下の特許請求の範囲で定義されるような、実施形態の範囲内に包含することができる。

Claims (10)

1. カメラであって、
   光センサであって、前記光センサの表面上に投影された光をキャプチャするように構成される、光センサと、
   前記カメラの前方にある物体視野からの光を屈折させて、前記光センサの前記表面における像平面にシーンの像を形成するように構成される望遠レンズシステムであって、前記カメラの光軸に沿って配列された複数の屈折レンズ素子を備え、前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの表面が非球形である、望遠レンズシステムと、を備え、
   前記望遠レンズシステムは有効焦点距離ｆを有し、前記望遠レンズシステムの総トラック長（ＴＴＬ）は６．０ミリメートル以下であり、前記望遠レンズシステムの望遠比（ＴＴＬ／ｆ）は０．７４〜１．０の範囲内であり、
   前記望遠レンズシステムの前記有効焦点距離ｆは６．０ミリメートル〜８．０ミリメートルの範囲内であり、前記望遠レンズシステムの焦点比は２．４〜１０．０の範囲内であり、
   前記複数のレンズ素子は、前記光軸に沿って前記望遠レンズシステムの物体側から前記レンズシステムの像側への順序で、
   凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子と、
   負の屈折力を有する第２のレンズ素子と、
   凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第３のレンズ素子と、
   凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子と、
   凸形の像側表面を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子と、からなり、
   前記第１のレンズ素子は両凸レンズであり、前記第１のレンズ素子の焦点距離ｆ１は条件０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．４５を満たす、カメラ。
2. 前記望遠レンズシステムの前記有効焦点距離ｆは７．０ミリメートルであり、前記望遠レンズシステムの焦点比は２．８である、請求項１に記載のカメラ。
3. 前記望遠レンズシステムは、前記望遠レンズシステムの物体側の第１のレンズ素子の前方頂点と、前記望遠レンズシステムの像側の第２のレンズ素子との間に配置された開口絞りを更に含む、請求項１に記載のカメラ。
4. 前記開口絞りは、２．４〜１０の範囲内の焦点比を提供するように調節可能である、請求項３に記載のカメラ。
5. 前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも２つは第１のプラスチック材料から構成され、前記複数のレンズ素子のうちの他の少なくとも２つは、前記第１のプラスチック材料と異なる光学特性を有する第２のプラスチック材料から構成される、請求項１に記載のカメラ。
6. 前記第３のレンズ素子及び前記第４のレンズ素子のうちの少なくとも１つが両凹レンズである、請求項１に記載のカメラ。
7. カメラであって、
   光センサであって、前記光センサの表面上に投影された光をキャプチャするように構成される、光センサと、
   前記カメラの前方にある物体視野からの光を屈折させて、前記光センサの前記表面における像平面にシーンの像を形成するように構成される望遠レンズシステムであって、前記カメラの光軸に沿って配列された複数の屈折レンズ素子を備え、前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの表面が非球形である、望遠レンズシステムと、を備え、
   前記望遠レンズシステムは有効焦点距離ｆを有し、前記望遠レンズシステムの総トラック長（ＴＴＬ）は６．０ミリメートル以下であり、前記望遠レンズシステムの望遠比（ＴＴＬ／ｆ）は０．７４〜１．０の範囲内であり、
   前記望遠レンズシステムの前記有効焦点距離ｆは６．０ミリメートル〜８．０ミリメートルの範囲内であり、前記望遠レンズシステムの焦点比は２．４〜１０．０の範囲内であり、
   前記複数のレンズ素子は、前記光軸に沿って前記望遠レンズシステムの物体側から前記望遠レンズシステムの像側への順序で、
   凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子と、
   凸形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第２のレンズ素子と、
   凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第３のレンズ素子と、
   凹形の物体側表面を有し、負の屈折力を有する第４のレンズ素子と、
   凸形の像側表面を有し、正の屈折力を有する第５のレンズ素子と、からなり、
   前記第５のレンズ素子は、正の焦点距離ｆ５、頂点の曲率半径Ｒ１０及びＲ１１を有し、条件（０．７５＜ｆ５／ｆ＜１．２）及び（−１＜Ｒ１０／Ｒ１１＜０）を満たす、カメラ。
8. カメラであって、
   光センサであって、前記光センサの表面上に投影された光をキャプチャするように構成される、光センサと、
   前記カメラの前方にある物体視野からの光を屈折させて、前記光センサの前記表面における像平面にシーンの像を形成するように構成される望遠レンズシステムであって、前記カメラの光軸に沿って配列された複数の屈折レンズ素子を備え、前記複数のレンズ素子のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの表面が非球形である、望遠レンズシステムと、を備え、
   前記望遠レンズシステムは有効焦点距離ｆを有し、前記望遠レンズシステムの総トラック長（ＴＴＬ）は６．０ミリメートル以下であり、前記望遠レンズシステムの望遠比（ＴＴＬ／ｆ）は０．７４〜１．０の範囲内であり、
   前記望遠レンズシステムの前記有効焦点距離ｆは６．０ミリメートル〜８．０ミリメートルの範囲内であり、前記望遠レンズシステムの焦点比は２．４〜１０．０の範囲内であり、
   前記複数のレンズ素子は、前記光軸に沿って前記望遠レンズシステムの物体側から前記望遠レンズシステムの像側への順序で、
   凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第１のレンズ素子と、
   負の屈折力を有する第２のレンズ素子と、
   負の屈折力を有する第３のレンズ素子と、
   凸形の物体側表面を有し、正の屈折力を有する第４のレンズ素子と、からなり、
   前記第３のレンズ素子は、焦点距離ｆ３、曲率半径Ｒ６及びＲ７を有し、条件（−０．７＜ｆ３／ｆ＜−０．４）及び（−５００＜Ｒ６／Ｒ７＜２０）を満たし、
   前記第４のレンズ素子は、焦点距離ｆ４、曲率半径Ｒ８及びＲ９を有し、条件（０．８＜ｆ４／ｆ＜１．５）及び（０．０＜Ｒ８／Ｒ９＜１．０）を満たす、カメラ。
9. 前記第１のレンズ素子及び前記第２のレンズ素子は、関係０．７５＜ｆ１２／ｆ＜１．０を満たす、正の屈折力及び焦点距離ｆ１２のガウスダブレットを形成し、前記第３のレンズ素子及び前記第４のレンズ素子は、関係−２．０＜ｆ３４／ｆ＜−１．０を満たす、負の屈折力及び焦点距離ｆ３４のエアスペースダブレットを形成する、請求項８に記載のカメラ。
10. 前記第２のレンズ素子は凸形の物体側表面を有する、請求項８に記載のカメラ。