CN102109662A - 取像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种取像镜头，其包括多个透镜，所述多个透镜从物侧到像侧依次为具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜以及具有正光焦度的第六透镜。每一所述透镜均包括一个朝向物侧的物侧面以及一个朝向像侧的像侧面，其中该取像镜头满足条件式：(1)ND2＞1.8；(2)VD2＜25其中，ND2为第二透镜的折射率，VD2为第二透镜的色散系数。本发明的取像镜头通过条件式(1)及(2)限制了整个取像透镜的厚度以及弯曲度，从而减小了取像镜头整体长度。

Description

取像镜头
技术领域
本发明涉及成像技术，特别涉及一种取像镜头。
背景技术
随着科技的不断发展，电子产品不断地朝向轻薄短小以及多功能的方向发展，而电子产品中，如数码相机、计算机等已具备取像装置之外，甚至移动电话或个人数字辅助器(PDA)等装置也具有加上取像装置的需求；而为了携带方便及符合人性化的需求，取像装置不仅需要具有良好的成像品质，同时也需要较低的成本，以有效提升该取像装置的应用性。
由于传统的球面研磨玻璃透镜的材质选择性较多，且玻璃材质的透镜对于修正色差较为有利，已广为业界所使用，但球面研磨玻璃透镜应用在数值孔径(F Number)较小以及视角(Wide-angle)较大的情况时，球差等像差的修正较困难。而为了改善上述传统的球面研磨玻璃透镜的缺点，目前的取像装置已有使用非球面塑料透镜或使用非球面模造玻璃片，以获得较佳的成像品质，但是目前上述的光学取像装置的结构一般需要利用较多透镜组合才能获得较佳的光学特性，从而导致整个光学取像装置长度过大，使取像装置无法具有较小体积及较低成本，不易满足电子产品轻薄短小的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种尺寸小的取像镜头。
一种取像镜头，其包括多个透镜，所述多个透镜从物侧到像侧依次为负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜以及具有正光焦度的第六透镜。每一所述透镜均包括一个朝向物侧的物侧面以及一个朝向像侧的像侧面，其中该取像镜头满足条件式：
(1)ND2＞1.8；
(2)VD2＜25；
其中，ND2为第二透镜的折射率，VD2为第二透镜的色散系数。
本发明的取像镜头通过条件式(1)及(2)限制了整个取像透镜的厚度以及弯曲度，从而减小了取像镜头整体长度。
附图说明
图1是本发明取像镜头的光学结构示意图；
图2是图1中取像镜头在近焦端时的纵象差曲线图；
图3是图1中取像镜头在近焦端时的横向色差曲线图；
图4是图1中取像镜头在近焦端时的场曲曲线图；
图5是图1中取像镜头在近焦端时的畸变曲线图；
图6是图1中取像镜头在远焦端时的纵象差曲线图；
图7是图1中取像镜头在远焦端时的横向色差曲线图；
图8是图1中取像镜头在远焦端时的场曲曲线图；
图9是图1中取像镜头在远焦端时的畸变曲线图。
主要元件符号说明
  取像镜头   100
  第一透镜   110
  第二透镜   120
  第三透镜   130
  第四透镜   140
  第五透镜   150
  第六透镜   160
  玻璃盖板   170
  成像面   180
  光阑   190
具体实施方式
请参阅图1为本发明较佳实施方式的取像镜头100的结构示意图。该取像镜头100从物侧到像侧依次包括具有负光焦度的第一透镜110、具有正光焦度的第二透镜120、具有负光焦度的第三透镜130、具有正光焦度的第四透镜140、具有负光焦度的第五透镜150以及具有正光焦度的第六透镜160。
所述第一透镜110面对物侧的物侧面为第一表面S1，面对像侧的像侧面为第二表面S2。所述第一表面S1呈朝向物侧略微凸起的球面，第二表面S2呈相对于像侧凹陷的非球面。
所述第二透镜120面对物侧的物侧面为第三表面S3，面对像侧的像侧面为第四表面S4。所述第三表面S3呈朝向物侧凸出的非球面，第四表面S4呈相对于像侧凹陷的非球面。所述第一透镜110及第二透镜构成了具有负光焦度的第一镜群G1。
所述第三透镜130面对物侧的物侧面为第五表面S5，面对像侧的像侧面为第六表面S6。所述第五表面S5呈朝向物侧凸出的非球面，第六表面S6呈朝向像侧凸出的非球面。
所述第四透镜140面对物侧的物侧面为第七表面S7，面对像侧的像侧面为第八表面S8。所述第七表面S7呈朝向物侧凸起的球面，第八表面S8朝向像侧凸出的球面。
所述第五透镜150面对物侧的物侧面为第九表面S9，面对像侧的像侧面为第十表面S10。所述第九表面S9呈相对物侧凹陷的的球面，第十表面S10呈相对像侧凹陷的球面。其中，第三透镜130、第四透镜140及第五透镜150相互胶合，构成了具有正光焦度的第二镜群G2。
所述第六透镜160面对物侧的物侧面为第十一表面S11，面对像侧的像侧面为第十二表面S12。所述第十一表面S11呈朝向物侧凸出的球面，第十二表面S12呈朝向像侧凸出的球面。所述第六透镜160构成了第三镜群G3。
所述第二镜群G2，可在所述第一镜群G1及第三镜群G3之间移动，从而可改变该取像镜头100的焦距。而改变所述第三镜群G3的位置可使取像镜头100对被拍摄物进行对焦从而清晰成像。
为得到减小整个取像镜头100的长度，取像镜头100满足条件式：
(1)ND2＞1.8
(2)VD2＜25
其中，ND2为第二透镜120的折射率，VD2为第二透镜120的色散系数。上述条件对第二透镜120的光学特性进行了限制，从而得到具有较低像差及色散的取像镜头100，同时可减小透镜的厚度。优选地，所述第二透镜120的折射率ND2为2，色散系数VD2为19.32。
较优地，取像镜头100满足条件式：
(3)18＜VD1-VD2＜25
其中，VD1s为第一透镜的色散系数。上述条件对第一透镜110与第二透镜120之间的色散系数差值进行限制，从而增加第一透镜110与第二透镜120之间色散的协调性，从而第一镜群G1整体色散控制在较低水平。优选地所述第一透镜110与第二透镜120之间的色散系数的差值为21.4
(4)ND3＞1.5
(5)VD3＞55
ND3为第三透镜130的折射率，VD3为第三透镜130的色散系数。上述条件对第三透镜130的光学特性进行了限制，从而得到具有较低像差。同时可使第三透镜130厚度减小，从而有效的减小整个取像镜头100的尺寸。优选地，所述第三透镜130的折射率ND3为1.58313，色散系数ND3为59.46。
此外，为了有效的校正取像镜头100的像差，该取像镜头100还包括一个设置于第二透镜120及第三透镜130之间，也即第一镜群G1与第二镜群G2之间的光阑(aperture stop)190。所述光阑1970的光瞳值可以变化。优先地，所述光阑170的光瞳可以在3.5mm到4.15mm之间变化。
取像镜头100成像时，光线自物侧入射，依次经第一至六透镜110~160并成像于成像面180上。在该成像面180处设置光感测组件如CCD或者CMOS等便可获取经由取像镜头100透射的光线并将其获得的光线转化为电子影像信号。为了保护设置在成像面180处的光感测组件，在所述第六透镜160与所述成像面180之间还设置有玻璃盖板170。该玻璃盖板190包括一个物侧表面S13以及一个像侧表面S14。
以下结合附表进一步说明取像镜头100。R为对应表面的曲率半径，D为对应表面到后一个表面(往像侧方向)的轴上距离(两个表面截得光轴的长度)，Nd为对应透镜对d光的折射率，Vd为d光在对应透镜的阿贝数。
实施方式一
实施方式一的取像镜头100满足表1所列的条件。
表1
Figure G200910312283220091225D000041
Figure G200910312283220091225D000051
其中S2~S6为非球面，其非球面系数表列如下：
表2
  光学表面   S2   S3   S4   S5   S6
  K   -0.6510099   -0.8177137   -10.4332   -0.661778   -2.057115
  a   0   0   0   0   0
  b   0.000216836   -0.000373802   -0.000399111   -0.001466747   -0.000161975
  c   -6.12854E-06   -2.02464E-05   -7.35292E-06   7.39447E-05   -0.000127184
  d   -1.5004E-07   8.74661E-07   2.59102E-07   -6.14474E-05   1.3541E-05
  e   3.58865E-08   7.74053E-09   1.97463E-08   5.74569E-06   -1.11903E-05
  f   -4.265E-10   -1.42295E-10   -5.88397E-10   -5.83261E-07   9.4444E-07
其中，非球面的面型可用以下公式表示：
X = CY 2 1 + 1 - ( k + 1 ) C 2 Y 2 + a Y 2 + bY 4 + cY 6 + dY 8 + e Y 10 + f Y 12
其中，X表示以光轴为零点，Y为变量的函数特性曲线。C是曲率半径，Y为透镜边缘偏离光轴的距离，K为圆锥定数(Coin Constant)，a、b、c、d、e、f为非球面透镜系数。
由于从表1中可以看出，所述第二镜群G2中的第三透镜L130及L150与第一镜群G1中的第二透镜L120及第三镜群G3中的第六透镜L160之间的距离D4及D10可变，从而实现取像镜头在远焦以及近焦之间调节，在D4及D10变化的过程中整个镜头的焦距f，光圈值FNO，视场角ω均会发生变化，以下通过表3为例来说明在取像镜头100在近焦端Wide f＝5.15mm，及远焦端Tele f＝19.6对应物距为无穷远时的对应参数。
表3
  f   IRIS   FNO.   2ω   D4   D10
  5.15mm   φ3.5   3.05   80.8？   11.82mm   1.1mm
  19.6mm   φ4.15   5.9   23.1？   2.83mm   18mm
取像镜头100在近焦端以及远焦端的纵向象差特性曲线、横向色差特性曲线、场曲特性曲线及畸变特性曲线分别如图2~9所示。图2、3及图6、7中，特性曲线a，a1，b，b1，c，c1分别代表波长为436纳米，546纳米及656纳米的光线在取像镜头分别处于远焦端及近焦端时经过取像镜头100产生的纵象差特性曲线及横向色差特性曲线。可见，无论在近焦端以还是远焦端，所述取像镜头100对可见光(400-700纳米)产生的纵象差被控制在-0.25mm~0.25mm间，而横向色差则被控制在-0.5~0.5um之间。
图4及图8中，a，a1，b，b1，c，c1分别代表波长为436纳米，546纳米及656纳米的光线在取像镜头分别处于远焦端及近焦端时经过取像镜头100产生的子午场曲t(tangentialfield curvature)特性曲线及弧矢场曲s(sagittal field curvature)特性曲线(下同)。可见，无论在近焦端以还是远焦端，所述取像镜头100的子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.1mm~0.1mm间。图5及图9中，特性曲线为畸变特性曲线(下同)。可见，镜头的最大畸变量控制在-10％~0％。由此可见，取像镜头100的纵象差、横向色差、场曲及畸变均可被控制在较低的水平，从而提高了透镜的成像品质。
应该指出，上述实施例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 (10)

1.一种取像镜头，其包括多个透镜，所述多个透镜从物侧到像侧依次为负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜以及具有正光焦度的第六透镜，每一所述透镜均包括一个朝向物侧的物侧面以及一个朝向像侧的像侧面，其中该取像镜头满足条件式：
(1)ND2＞1.8；
(2)VD2＜25；
其中，ND2为第二透镜的折射率，VD2为第二透镜的色散系数。
2.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，第二透镜120的折射率ND2为2，色散系数VD2为19.32。
3.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，该取像镜头还满足条件式：
(3)18＜VD1-VD2＜25
其中，其中，VD1s为第一透镜的色散系数。
4.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，VD1-VD2的值为21.4。
5.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，该取像镜头还满足条件式：
(4)ND3＞1.5
(5)VD3＞55
ND3为第三透镜130的折射率，VD3为第三透镜130的色散系数。
6.如权利要求5所述的取像镜头，其特征在于，所述第三透镜的折射率ND3为1.58313，色散系数ND3为59.46。
7.如权利要求1至6任意一项所述的取像镜头，其特征在于，所述第一透镜及第二透镜构了具有负光焦度的第一镜群，所述的第三透镜、第四透镜及第五透镜相互胶合构成了具有正光焦度的第二镜群，所述的第六透镜为第三镜群，第二镜群可在第一镜群与第三镜群之间移动。
8.如权利要求7所述的取像镜头，其特征在于，该取像镜头进一步包括一个设置于该第一镜群与第二镜群之间的光瞳值可变的光阑。
9.如权利要求8所述的取像镜头，其特征在于，所述光瞳值落在3.5mm到4.15mm之间。
10.如权利要求9所述的取像镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面为球面且物侧面为非球面，所述第二透镜及第三透镜的像侧面及物侧面均为非球面，所述第四透镜、第五透镜及第六透镜的像侧面及物侧面均为球面。
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