CN101762859A - 成像模组 - Google Patents

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Abstract

一种成像模组，其包括一成像镜头以及一与所述成像镜头对正设置的影像感测器。所述成像镜头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。该成像模组满足条件式：D/T≥1.1；-3.5＜R2/F1＜-1.5；-2.5＜R3/F2＜-0.5；1.5＜|R7/F4|＜3.5。其中，D为影像感测器的最大有效像素元的尺寸，T为第一镜片物侧面至所述影像感测器的感测面的距离。R2为第一镜片像侧表面的曲率半径，F1为第一镜片的焦距。R3为所述第二镜片物侧表面的曲率半径，F2为第二镜片的焦距。R7为所述第四镜片物侧表面的曲率半径，F4为第四镜片的焦距。该成像模组可以在缩小总体尺寸的同时提高成像品质。

Description

成像模组
技术领域
本发明涉及成像技术，特别涉及一种成像模组。
背景技术
近年来，随着半导体技术的发展，应用于成像模组的影像感测器，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，成像模组既需提高分辨率、缩小尺寸，又要尽量消除像差的影响，以适应成像模组高成像品质、小尺寸的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种小尺寸、高成像品质的成像模组。
一种成像模组，其包括一成像镜头以及一与所述成像镜头对正设置的影像感测器。所述成像镜头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。该成像模组满足条件式：
D/T≥1.1；
-3.5＜R2/F1＜-1.5；
-2.5＜R3/F2＜-0.5；
1.5＜|R7/F4|＜3.5。
其中，D为影像感测器的最大有效像素元的尺寸，T为第一镜片物侧面至所述影像感测器的感测面的距离。R2为第一镜片像侧表面的曲率半径，F1为第一镜片的焦距。R3为所述第二镜片物侧表面的曲率半径，F2为第二镜片的焦距。R7为所述第四镜片物侧表面的曲率半径，F4为第四镜片的焦距。
本发明的成像模组满足条件式：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。
附图说明
图1为本发明实施方式的成像模组的示意图。
图2为本发明成像模组的第一实施方式的场曲特性曲线图。
图3为本发明成像模组的第一实施方式的畸变特性曲线图。
图4为本发明成像模组的第一实施方式的球差特性曲线图。
图5为本发明成像模组的第二实施方式的场曲特性曲线图。
图6为本发明成像模组的第二实施方式的畸变特性曲线图。
图7为本发明成像模组的第二实施方式的球差特性曲线图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施方式的成像模组100包括一成像镜头10以及一与所述成像镜头10对正设置的影像感测器20。所述成像镜头10从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片101、具有负光焦度的第二镜片102、具有正光焦度的第三镜片103及具有负光焦度的第四镜片104。
所述第一镜片101、第二镜片102、第三镜片103、第四镜片104分别具有一像侧表面S1、S3、S5、S7，以及一物侧表面S2、S4、S6、S8。所述影像感测器20具有一感测面S11。
成像模组100成像时，光线自物侧入射成像模组100，依次经第一镜片101、第二镜片102、第三镜片103及第四镜片104后会聚(成像)于影像感测器20的感测区域。
为得到高分辨率、小尺寸的成像模组100，成像模组100满足条件式：
(1)D/T≥1.1；
(2)-3.5＜R2/F1＜-1.5；
(3)-2.5＜R3/F2＜-0.5；
(4)1.5＜|R7/F4|＜3.5。
其中，D为影像感测器20的有效感测区域的对角线的尺寸，T为第一镜片物侧表面S1至所述影像感测器20的感测面S11的距离，R2为第一镜片101像侧表面S2的曲率半径，F1为第一镜片101的焦距，R3为所述第二镜片102物侧表面S3的曲率半径，F2为第二镜片102的焦距，R7为所述第四镜片104物侧表面S7的曲率半径，F4为第四镜片104的焦距。
条件式(1)给出第一镜片101物侧表面S1至所述影像感测器20的感测面S11的距离T与影像感测器20的有效感测区域对角线的尺寸的关系，以限制成像模组100的总体长度，得到小尺寸的成像模组100。
条件式(2)给出第一镜片101像侧表面S1的曲率半径R2与其焦距F1的关系，以确保第一镜片101光焦度在成像模组100中的比例，缩短成像模组100的整体长度，且可修正球面像差及畸变像差。
条件式(3)给出第二镜片102物侧表面S3的曲率半径R3与其焦距之间的关系，以确保第一镜片101光焦度在成像模组100中的比例，缩短成像模组100的整体长度，且可修正球面像差及像散像差。
条件式(4)给出第四镜片104物侧表面S7的曲率半径R7与其焦距之间的关系，以修正畸变像差及像散像差。优选地，成像模组100还满足关系式：
(5)n2＞1.58；
其中，n2为第二镜片102的折射率。
条件式(5)给出第二镜片102的折射率范围，以确保光线可以经过具有负光焦度且高折射率的第二镜片102，以使得成像范围尽量接近影响感测器20有效感测区域的边缘处，即提升场高高度。
另一方面，为修正色差，还限定成像模组100满足关系式：
(6)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101及第二镜片102的阿贝数。
可以理解，为节约成本，本实施方式的第一镜片101、第二镜片102、第三镜片103及第四镜片104均采用塑料材料制成。
另外，成像模组100还包括设置于第一镜片101与第二镜102之间的光阑30。光阑30可限制轴外光线进入成像模组100而产生较严重的畸变及场曲。将光阑30设置于第一镜片101与第二镜片102之间有利于缩短成像模组100的总体长度。
更加具体地，成像模组100成像时，光线还可能经过设置于成像模组100像侧的用于保护影像感测器20的保护玻璃40。所述保护玻璃具有一像侧表面S9以及一物侧表面S10。
本实施方式中，所述第一镜片101、第二镜片102、第三镜片103及第四镜片104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 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，
Figure G2008103065430D0000032
为从光轴到镜片表面的高度，∑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。
另外，设定FNo为成像镜模组10的光圈数，2ω为成像模组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模组100满足表1及表2所列的条件。
表1
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   Vd
  S1   2.191319   1.069028   1.531131   55.7539
  S2   -9.30189   0.03   -   -
  S3   9.870309   0.3   1.631911   23.4152
  S4   2.900839   0.926426   -   -
  S5   -2.39165   1.172785   1.54347   56.8
  S6   -1.26949   0.03   -   -
  S7   11.26586   0.848696   1.514612   57.2
  S8   1.613242   1.56052   -   -
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   Vd
  S9   无穷大   0.55   1.5168   64.167
  S10   无穷大   0.15   -   -
  S11   无穷大   -   -   -
表2
  表面 表面非球面面型参数
  S1 k＝-0.4883；A4＝-0.00011；A6＝0.001507；A8＝-0.00888；A10＝0.005736；A12＝-0.00282
  S2 k＝43.08576；A4＝0.020692；A6＝-0.06393；A8＝0.0393；A10＝-0.01441；A12＝0.002432
  S3 k＝-49.2982；A4＝0.028161；A6＝-0.04916；A8＝0.01995；A10＝-0.00188；A12＝0.000501
  S4 k＝0.678874；A4＝0.012905；A6＝0.011324A8＝-0.01302；A10＝0.008676；A12＝-0.00064
  S5 k＝-6.54626；A4＝-0.06647；A6＝0.011167；A8＝-0.00459；A10＝0.007833；A12＝-0.00291
  S6 k＝-1.18536；A4＝0.044177；A6＝-0.02335；A8＝0.003699；A10＝0.001794；A12＝-0.00044
  S7 k＝-1157.86；A4＝-0.03476；A6＝0.005819A8＝-0.00012；A10＝-0.00013；A12＝0.000009.03
  S8 k＝-8.30334；A4＝-0.03358；A6＝0.006455；A8＝-0.00113；A10＝0.000106；A12＝-0.000004.75
此时成像模组100的焦距F＝5.38mm，视场角2ω＝66°，光圈值FNo设为2.2。
请参阅图2、图3及图4，分别为本发明成像模组100的第一实施方式的场曲特性曲线、畸变特性曲线及球差特性曲线。图2中，曲线t及s分别为子午场曲特性曲线及弧矢场曲特性曲线。图4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)于成像模组100的球差特性曲线(下同)。可见，本实施方式的成像模组场曲量被控制在-0.04mm～0.05mm之间，畸变量被控制在0～4％之间，球差量被控制在-0.02mm～0.03mm之间。综前，尽管成像模组100的尺寸有所缩小，但其产生的球差、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
本实施方式的成像模组100满足表3及表4所列的条件，
表3
  表面   R(mm)   D(mm)   Nd   vd
  S1   2.191319   1.069028   1.531131   55.7539
  S2   -9.30189   0.03   -   -
  S3   9.870309   0.3   1.631911   23.4152
  S4   2.900839   0.926426   -   -
  S5   -2.39165   1.172785   1.54347   56.8
  S6   -1.26949   0.03   -   -
  S7   11.26586   0.848696   1.514612   57.2
  S8   1.613242   1.56052   -   -
  S9   无穷大   0.55   1.5168   64.167
  S10   无穷大   0.15   -   -
  S11   无穷大   -   -   -
表4
Figure G2008103065430D0000051
Figure G2008103065430D0000061
此时成像模组100的焦距F＝5.35mm，视场角2ω＝68°，光圈值FNo设为2.3。
请参阅图5、图6及图7，分别为本发明成像模组100的第二实施方式的场曲特性曲线、畸变特性曲线及球差特性曲线。图5中，曲线t及s分别为子午场曲特性曲线及弧矢场曲特性曲线。图7中，曲线g，d及c分别为g光、d光及c光于成像模组100的球差特性曲线。可见，本实施方式的成像模组场曲量被控制在-0.05mm～0.05mm之间，畸变量被控制在0～2％之间，球差量被控制在-0.03mm～0.03mm之间。综前，尽管成像模组100的尺寸有所缩小，但其产生的球差、场曲及畸变却被控制或修正在较小的范围内。
本发明的成像模组满足条件式：D/T≥1.1，，-3.5＜R2/F1＜-1.5，-2.5＜R3/F2＜-0.5，-2.5＜R3/F2＜-0.5，可有效缩成像模组的总体长度，并能有效降低球面像差、畸变像差及场曲像差。因此，可在缩小尺寸的同时提高成像质量。
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 (6)

1.一种成像模组，其包括一成像镜头以及一与所述成像镜头对正设置的影像感测器，所述成像镜头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，该成像模组满足条件式：
D/T≥1.1；
-3.5＜R2/F1＜-1.5；
-2.5＜R3/F2＜-0.5；
1.5＜|R7/F4|＜3.5；
其中，D为影像感测器的最大有效像素元的尺寸，T为第一镜片物侧面至所述影像感测器的感测面的距离，R2为第一镜片像侧表面的曲率半径，F1为第一镜片的焦距，R3为所述第二镜片物侧表面的曲率半径，F2为第二镜片的焦距，R7为所述第四镜片物侧表面的曲率半径，F4为第四镜片的焦距。
2.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，该成像模组还满足条件式：
n2＞1.58；
其中，n2为第二镜片的折射率。
3.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，该成像模组还包括一设置于该第一镜片与该第二镜片之间的光阑。
4.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，该成像模组还满足条件式：
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。
5.如权利要求1所述的成像模组，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。
6.如权利要求1所述的成像模组，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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