CN101762859B

CN101762859B - 成像模组

Info

Publication number: CN101762859B
Application number: CN2008103065430A
Authority: CN
Inventors: 尹淳义; 黄俊翔
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: CN101762859A; US7859771B2; US20100165484A1

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 = \frac{{ch}^{2}}{1 + \sqrt{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 = \sqrt{Y^{2} + Z^{2}}

为从光轴到镜片表面的高度，∑A_ihⁱ表示对A_ihⁱ累加，i为自然数，A_i为第i阶的非球面面型系数。

另外，设定F_No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	-	-

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F_No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

此时成像模组100的焦距F＝5.35mm，视场角2ω＝68°，光圈值F_No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

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，所述第一镜片，第二镜片，第三镜片以及第四镜片的两个表面均为非球面；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为影像感测器的有效感测区域的对角线的尺寸，T为第一镜片物侧表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。