CN101726834A - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成像镜头，其从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片。该成像镜头满足条件式：1＜T/F 1.4；R3/F＞4；S1/S2＞3，其中，T为成像镜头全长，F为成像镜头的有效焦距，R3为该第二镜片物侧表面的曲率半径，S1为第三透镜像侧表面边缘到第三透镜像端表面中心距离之垂直分量，S2为第三透镜像端表面边缘到第三透镜像侧表面中心距离之水平分量。本发明的成像镜头满足条件式：1＜T/F 1.4；R3/F＞4；S1/S2＞3，可在缩小尺寸的同时提高分辨率。

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高成像品质、小尺寸的成像系统。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高分辨率、小尺寸的成像镜头。
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镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片。该成像镜头满足条件式：
1＜T/F1.4；
R3/F＞4；
S1/S2＞3，
其中，T为成像镜头全长，F为成像镜头的有效焦距，R3为该第二镜片物侧表面的曲率半径，S1为第三透镜像侧表面边缘到第三透镜像端表面中心距离之垂直分量，S2为第三透镜像端表面边缘到第三透镜像侧表面中心距离之水平分量。
本发明的成像镜头满足条件式：1＜T/F1.4；R3/F＞4；S1/S2＞3，可在缩小尺寸的同时提高分辨率。
附图说明
图1为本发明实施方式的成像镜头的示意图。
图2为本发明成像镜头的第一实施方式的球差特性曲线图。
图3为本发明成像镜头的第一实施方式的场曲特性曲线图。
图4为本发明成像镜头的第一实施方式的畸变特性曲线图。
图5为本发明成像镜头的第二实施方式的球差特性曲线图。
图6为本发明成像镜头的第二实施方式的场曲特性曲线图。
图7为本发明成像镜头的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，本发明实施方式的成像镜头100从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片10、具有负光焦度的第二镜片20、具有正光焦度的第三镜片30及具有负光焦度的第四镜片40。
成像镜头100成像时，光线自物侧入射成像镜头100，依次经第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40后汇聚(成像)于成像面99。设置CCD或CMOS的感测面(图未示)于成像面99处便可组成成像系统。
为得到高分辨率、小尺寸的成像镜头100，成像镜头100满足条件式：
(1)1＜T/F1.4；
(2)R3/F＞4；
(3)S1/S2＞3。
其中，T为成像镜头全长，F为成像镜头100的有效焦距，R3为该第二镜片20物侧表面的曲率半径，S1为第三透镜30像侧表面边缘到第三透镜30像端表面中心距离之垂直分量，S2为第三透镜30像端表面边缘到第三透镜30像侧表面中心距离之水平分量。
条件式(1)给出成像镜头全长T与成像镜头有效焦距F的关系，以限制成像镜头全长T，得到小尺寸的成像镜头100。具体地，在T/F1.4的情况下，已可得到较短的成像镜头全长，考虑到过分缩短成像镜头全长T，将产生较严重的单色像差，故，另限制T/F＞1，以将单色像差控制在可以修正的范围内。
条件式(2)给出第二镜片20物侧表面的曲率半径R3与成像镜头有效焦距F的关系，以修正单色像差，特别是像散及场曲。另外，较大的曲率半径R3，使得第二镜片20易于制造/组装
条件式(3)给出第三透镜30像侧表面边缘到第三透镜30像端表面中心距离之垂直分量与第三透镜30像端表面边缘到第三透镜30像侧表面中心距离之水平分量需满足的关系，此条件限定了第三镜片30的物侧表面弯曲度，确保了第三镜片30的光焦度在成像镜头100中的比例，可有效降低球差以及畸变。
优选地，成像镜头100还满足关系式：
(4)D23＞D2；
其中，D2为第二镜片20沿光轴方向的厚度(第二镜片20截得光轴的长度)，D23为第二镜片20与第三镜片30的轴上间距(即第二镜片20的像侧表面与第三镜片30的物侧表面截得光轴的长度)。
条件式(4)给出第二镜片20轴上厚度D2与第二镜片20与第三镜片30轴上间距D23的关系，可降低成像镜头100偏心公差。
优选地，第三镜片30还满足条件式：
(5)R5＜R6＜0。
其中，R5及R6分别为该第三镜片30物侧表面的曲率半径及该第三镜片30像侧表面的曲率半径。
条件式(5)给出第三镜片30物侧表面的曲率半径R5与像侧表面的曲率半径R6的关系，以进一步修正场曲。
具体地，成像镜头100还包括设置于第一镜片10与第二镜片20之间的光阑96。光阑96可限制轴外光线进入成像镜头100而产生较严重的畸变及场曲。将光阑96设置于第一镜片10与第二镜片20之间有利于缩短成像镜头全长T。
另一方面，为修正色差，还限定成像镜头100满足关系式：
(7)vd1＞55；vd2＜35。
其中，vd1，vd2分别为d光(波长为587.6纳米，下同)在第一镜片10及第二镜片20的阿贝数。
可以理解，为节约成本，本实施方式的第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40均采用塑料材料制成。
更加具体地，成像镜头100成像时，光线还可能经过设置于成像镜头100像侧的用于保护影像感测器的保护玻璃97。
本实施方式中，所述第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40中的两个表面都采用非球面。具体的，以镜片表面中心为原点，光轴为x轴，镜片表面的非球面面型表达式为：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 1 h 1 + Σ A 1 h i
其中，c为镜面表面中心的曲率，k是二次曲面系数，为从光轴到镜片表面的高度，表示对Aihi累加，i为自然数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
另外，设定FNo为成像镜头100的光圈数，2ω为成像镜头100的视场角。R为对应表面的曲率半径，D为对应表面到后一个表面(像侧)的轴上距离(两个表面截得光轴的长度)，Nd为对应镜片对d光的折射率，vd为d光在对应镜片(滤光片)的阿贝数。
第一实施方式
本发明第一实施方式的成像镜头100满足表1及表2所列的条件。其中，F＝3.79毫米(millimeter，mm)，FNo＝2.8，2ω＝61.69°。
表1
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   vd
  第一镜片物侧表面   1.658952   0.749282   1.54347   56.8
  第一镜片像侧表面   26.26115   0.05   -   -
  第二镜片物侧表面   22.155492   0.3   1.63191   23.4152
  第二镜片像侧表面   2.715659   0.664055   -   -
  第三镜片物侧表面   -2.431692   0.913386   1.531131   55.7539
  第三镜片像侧表面   -0.75269   0.19304   -   -
  第四镜片物侧表面   7.240204   0.381895   1.531131   55.7539
  第四镜片像侧表面   0.922396   1.196289   -   -
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   vd
  保护玻璃物侧表面   无穷大   0.3   1.5168   64.167
  保护玻璃像侧表面   无穷大   0.1    -   -
  成像面   无穷大   -    -   -
表2
Figure G2008103049298D0000041
Figure G2008103049298D0000051
本发明成像镜头100的第一实施方式的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图2、图3及图4所示。图2中，曲线g，d及c分别为g光(波长为435.8纳米，下同)、d光及c光(波长为656.3纳米，下同)于成像镜头100的球差特性曲线(下同)。可见，本实施方式的成像镜头100对可见光(400-700纳米)产生的球差被控制在-0.03mm～0.03mm间。图3中，曲线t及s为子午场曲特性曲线及弧矢场曲特性曲线(下同)。可见，子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.03mm～0.03mm间。图4中，曲线dis为畸变特性曲线(下同)。可见，畸变量被控制在-2％～2％间。综前，尽管成像镜头100缩小尺寸的，其产生的球差、场曲及畸变却被控制或修正在较小的范围内。
第二实施方式
本实施方式的成像镜头100满足表3及表4所列的条件，且F＝3.7mm，FNo＝2.8，2ω＝62.85°。
表3
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   vd
  第一镜片物侧表面   1.649467   0.752476   1.54347   56.8
  第一镜片像侧表面   16.212359   0.05   -   -
  第二镜片物侧表面   17.444596   0.3   1.631911   23.4152
  第二镜片像侧表面   2.508603   0.516722   -   -
  第三镜片物侧表面   -3.793685   1.130888   1.531131   55.7539
  第三镜片像侧表面   -0.783557   0.312653   -   -
  第四镜片物侧表面   -13.739935   0.346831   1.531131   55.7539
  第四镜片像侧表面   1.064485   1.0   -   -
  保护玻璃物侧表面   无穷大   0.3   1.5168   64.167
  保护玻璃像侧表面   无穷大   0.1    -   -
  成像面   无穷大    -    -   -
表4
  表面   表面非球面面型参数
  第一镜片物侧表面   k＝-0.642103；A4＝0.029013；A6＝0.048436；A8＝-0.11167；A10＝0.169316；A12＝-0.108157
  第一镜片像侧表面   k＝0；A4＝0.0085050557；A6＝-0.041365；A8＝-0.089503；A10＝-0.271382；A12＝0.434857
  第二镜片物侧表面   k＝0；A4＝-0.044795；A6＝-0.251415；A8＝0.160935；A10＝-0.417486；A12＝-0.023541
  表面   表面非球面面型参数
  第二镜片像侧表面   k＝1.284971；A4＝0.027151；A6＝-0.071455；A8＝-0.057546；A10＝0.174025；A12＝0.123373
  第三镜片物侧表面   k＝-3.177398；A4＝-0.046025；A6＝0.029007；A8＝-0.063572；A10＝0.076952；A12＝-0.024273
  第三镜片像侧表面   k＝-2.973783；A4＝-0.18842；A6＝0.10073；A8＝-0.063354；A10＝0.015902；A12＝0.003685201
  第四镜片物侧表面   k＝0；A4＝-0.054677；A6＝0.020108；A8＝-0.003179381；A10＝-0.000981；A12＝0.00003168462
  第四镜片像侧表面   k＝-7.772631；A4＝-0.068916；A6＝0.025789；A8＝-0.006742341；A10＝0.000702；A12＝-0.00004912166
本发明的成像镜头100第二实施方式的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图6、图7及图8所示。图6中，可见光产生的球差被控制在-0.03mm～0.03mm间。图7中，子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.03mm～0.03mm间。图8中，畸变量被控制在-2％～2％间。综前，尽管成像镜头100缩小尺寸的，其产生的球差、场曲及畸变却被控制或修正在较小的范围内。
本发明的成像镜头满足条件式：1＜T/F1.4，可缩短成像镜头全长；满足条件式：R3/F＞4，可修正像散及场曲；满足条件式：S1/S2＞3，可降低畸变及球差。因此，可在缩小尺寸的同时提高分辨率。
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镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片；其特征在于，该成像镜头满足条件式：
1＜T/F1.4；
R3/F＞4；
S1/S2＞3；
其中，T为成像镜头全长，F为成像镜头的有效焦距，R3为该第二镜片物侧表面的曲率半径，S1为第三透镜像侧表面边缘到第三透镜像端表面中心距离之垂直分量，S2为第三透镜像端表面边缘到第三透镜像侧表面中心距离之水平分量。
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：
D23＞D2；
其中，D23为第二镜片的像侧表面与第三镜片物侧表面之间的轴上间距，D2为第二镜片沿光轴方向的厚度。
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：
R5＜R6＜0；
其中，R5及R6分别为该第三镜片物侧表面的曲率半径及该第三镜片像侧表面的曲率半径。
4.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头还包括一设置于该第一镜片与该第二镜片之间的光阑。
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＞55；vd2＜35；
其中，vd1，vd2分别为波长为587.6纳米的光线在该第一镜片及第二镜片的阿贝数。
6.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片采用塑料材料制成。
7.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片的均为非球面镜片。
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Open date: 20100609