CN101571621B - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

一种成像镜头，其从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜，具有负光焦度的第三透镜以及一感测元件，该成像镜头满足下述条件式：D/TTL＞1.23，0.3＜G1R1/F1＜0.4其中，D为感测元件的最大有效像素元的尺寸；TTL为第一透镜靠近物侧的表面到成像面之间距离；G1R1为第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F1为第一透镜的焦距。本发明成像镜头可具有较好的成像品质以及较小尺寸。

Description

成像镜头
技术领域
本发明涉及成像技术，特别涉及一种成像镜头。
背景技术
近年来，随着半导体技术的发展，应用于成像系统的影像感测器，如电荷耦合器(Charge Coupled Device，CCD)或补充性半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)装置，在提高像素的同时，朝小型化方向发展，以此满足消费者对成像系统的成像品质及便携性的要求。
对应地，成像镜头需提高分辨率、缩小尺寸，以配合影像感测器组成成像品质较好、尺寸小的成像系统。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成像品质较好、尺寸小的成像镜头。
一种成像镜头，其从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜，具有负光焦度的第三透镜以及一感测元件，其特征在于，该成像镜头满足条件式：
D/TTL＞1.23
0.3＜G1R1/F1＜0.4
其中，D为感测元件的最大有效像素元的尺寸；TTL为第一透镜靠近物侧的表面到成像面之间距离；G1R1为第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F1为第一透镜的焦距。
条件D/TTL＞1.23，限制了成像镜头全长；0.3＜G1R1/F1＜0.4保证了成像透镜100的总长与球差及慧差之间的平衡，以保证该成像镜头具有较好的成像品质及小型化的优点。
附图说明
图1为本发明成像镜头较佳实施方式的系统构成示意图。
图2为本发明成像镜头第一实施方式的球差特性曲线图。
图3为本发明成像镜头第一实施方式的场曲特性曲线图。
图4为本发明成像镜头第一实施方式的畸变特性曲线图。
图5为本发明成像镜头第二实施方式的球差特性曲线图。
图6为本发明成像镜头第二实施方式的场曲特性曲线图。
图7为本发明成像镜头第二实施方式的畸变特性曲线图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施方式成像镜头100从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一透镜10、具有正光焦度的第二透镜20、具有负光焦度的第三透镜30以及一个感测元件210。
成像时，光线自物侧射入成像镜头100，依次经第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30后汇聚于成像平面200上。设置感测元件210如CCD或CMOS的感测面(未图示)于成像平面200处便可组成一成像系统。
为减小成像镜头100的长度且具有较好的成像品质，成像镜头100应满足以下条件：
(1)D/TTL＞1.23
(2)0.3＜G1R1/F1＜0.4
其中，D为感测元件210的最大有效像素元的尺寸；TTL为第一透镜10靠近物侧的表面到成像面200之间距离；G1R1为第一透镜10靠近物侧的表面的曲率半径；F1为第一透镜10的焦距。
条件(1)限制了成像镜头100的总体长度。条件(2)保证了成像镜头100的总长与球差及慧差之间的平衡，以保证该成像镜头100具有较好的成像品质。
优选地，成像镜头100还满足条件式：
(3)0.8＜G1R2/F1＜1.2
条件(3)给出第一透镜10靠近像侧的表面的曲率半径G1R2与第一透镜10的焦距F1之间的关系，可进一步保证整个成像镜头100的总长与球差及慧差之间的平衡，此外可进一步缩短成像镜头整体长度，并降低制造成本。满足G1R2/F1＜1.2可缩短成像镜头100全长，满足0.8＜G1R2，可防止第一透镜10的像侧表面过曲导致透镜不易研磨，增加制造成本。
(4)-0.1＜G2R2/F2＜G2R1/F2＜-0.02
条件(4)给出第二透镜20靠近物侧的表面的曲率半径G2R1以及靠近像侧的表面的曲率半径G2R2与第二透镜20的焦距F2之间的关系，可进一步保证整个成像镜头100的总长与球差及慧差之间的平衡，此外可进一步缩短成像镜头100全长，并降低制造成本。
(5)G3R1/F3＜-1.5
(6)-1＜G3R2/F3＜-0.5
条件(5)和条件(6)分别给出了第三透镜30靠近物侧的表面的曲率半径G3R1以及靠近像侧的表面的曲率半径G3R2与第二透镜30的焦距F3之间的关系，可进一步保证整个成像镜头100的总长与球差及慧差之间的平衡，提高整个成像镜头100的成像品质。
另一方面，为修正色差，还限定成像镜头100满足关系式：
(7)Vd1＞52
(8)Vd2＜23。
其中，条件(7)中Vd1为d光(波长为587.6纳米，下同)在第一透镜10的阿贝数(abbenumber)；条件(8)中Vd2为d光在第二透镜20的阿贝数。
可以理解，为抑制杂散光对该成像镜头100成像品质的影响，在第一透镜10物侧可设置一个光圈40以屏蔽杂散光。
以下结合图2至图7，以具体实施方式进一步说明成像镜头100。具体实施方式中，第一透镜10，第二透镜20及第三透镜30的物侧及像侧的两个表面都采用非球面。以透镜表面中心为原点，光轴为x轴，透镜表面的非球面面型表达式为：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中，c为镜面表面中心的曲率，k是二次曲面系数， h = Y 2 + Z 2 为从光轴到透镜表面的高度，∑Aihi表示对Aihi累加，i为自然数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
以下列举二较佳实施方式，并分别说明：
第一实施方式
该成像镜头100的各光学元件满足表1及表2的条件。
下列表1中分别列有由物侧至相侧的光表学面、各光学表面的球面形态、在光轴上各光学面的曲率半径(R)、从物端到像端光轴上各面与后一光学表面之间距(D)、与镜片材质的折射率(nd)和阿贝数(Vd)。
表1
  光学表面   球面型态   R   D   nd   Vd
  第一透镜物侧   非球面   0.98   0.61   1.53   56
  第一透镜像侧   非球面   2.26   0.07
  第二透镜物侧   非球面   -1.17   0.37   1.585   30
  第二透镜像侧   非球面   -1.24   0.96
  第三透镜物侧   非球面   -10.00   0.38   1.53   56
  第三透镜像侧   非球面   3.84   0.35
非球面系数列表如下：
表2
  非球面系数   第一透镜物侧G1R1   第一透镜像侧G1R2   第二透镜物侧G2R1   第二透镜像侧G2R2   第三透镜物侧G3R1   第三透镜像侧G3R2
  A4   -0.0297   0.0148   -0.1782   0.0095   -0.1613   -0.1443
  A6   -0.0035   0.0169   0.0473   0.0339   0.0872   0.0538
  A8   -0.0282   -0.1359   -1.2170   0.3717   -0.0180   -0.0152
  A10   -0.0333   0.6288   8.1281   0.0818   0.0015   0.0021
  A12   -0.0211   0.0210   -15.8921   -0.3195   -3.4E-05   -0.0001
第二实施方式
该成像镜头100的各光学元件满足表3及表4的条件。
下列表3中分别列有由物侧至相侧的光表学面、各光学表面的球面形态、在光轴上各光学面的曲率半径(R)、从物端到像端光轴上各面与后一光学表面之间距(D)、与镜片材质的折射率(nd)和阿贝数(Vd)。
表3
  光学表面   球面型态   R   D   nd   Vd
  第一透镜物侧   非球面   0.98   0.59   1.543   56.8
  第一透镜像侧   非球面   2.05   0.08
  第二透镜物侧   非球面   -1.22   0.38   1.585   30
  第二透镜像侧   非球面   -1.26   1.05
  第三透镜物侧   非球面   -10.00   0.32   1.515   57
  第三透镜像侧   非球面   4.05   0.35
非球面系数列表如下：
表4
Figure G20081U1324320080428D000041
Figure G20081U1324320080428D000051
本发明的成像镜头满足条件式：D/TTL＞1.23，限制了成像镜头100的整体长度；0.3＜G1R1/F1＜0.4保证了成像透镜100的总长与球差及慧差之间的平衡，以保证该成像镜头100具有较好的成像品质。
应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种成像镜头，其从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜，具有负光焦度的第三透镜以及一感测元件，其特征在于，该成像镜头满足条件式：
D/TTL＞1.23
0.3＜G1R1/F1＜0.4
其中，D为感测元件的最大有效像素元的尺寸；TTL为第一透镜靠近物侧的表面到成像面之间距离；G1R1为第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F1为第一透镜的焦距。
2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还满足条件式：
0.8＜G1R2/F1＜1.2
其中，G1R2为第一透镜靠近像侧的表面的曲率半径。
3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还满足条件式：
-0.1＜G2R2/F2＜G2R1/F2＜-0.02
其中，G2R1第二透镜靠近物侧的表面的曲率半径，G2R2第二透镜靠近像侧的表面的曲率半径，F2为第二透镜的焦距。
4.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还满足条件式：
G3R1/F3＜-1.5
-1＜G3R2/F3＜-0.5
其中，G3R1第三透镜靠近物侧的表面的曲率半径，G3R2第三透镜靠近像侧的表面的曲率半径，F3为第二透镜的焦距。
5.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还满足条件式：
Vd1＞52
Vd2＜23
其中，Vd1为第一透镜的阿贝数，Vd2为第二透镜的阿贝数。
6.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还包括设置于该第一透镜物侧的光圈。
7.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜的像侧以及物侧表面均为非球面。
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