CN103048769A - 取像镜头 - Google Patents

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黄海若
王圣安
李安泽
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Abstract

一种取像镜头，该取像镜头具有正光焦度，该取像镜头从物侧至像侧依次包括：一具有负光焦度的第一透镜组、一具有正光焦度的第二透镜组、及一成像面，该取像镜头满足以下条件式：5<D/F<5.3；其中，D为所述取像镜头的总长度；F为所述取像镜头有效焦距。满足上述条件的取像镜头，成像品质好且生产成本低。

Description

取像镜头
技术领域
本发明涉及一种光学技术，尤其涉及一种取像镜头。
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，同时也需要较小与较低的成本，同时能有效提升该取像装置的应用性。
传统的取像装置大多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，但是非球面透镜的成本也相对应较高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成像品质好、生产成本低的取像镜头。
一种取像镜头，该取像镜头具有正光焦度，该取像镜头从物侧至像侧依次包括：一具有负光焦度的第一透镜组、一具有正光焦度的第二透镜组、及一成像面，该取像镜头满足以下条件式：
5<D/F<5.3；
其中，D为所述取像镜头的总长度；F为所述取像镜头有效焦距。
满足上述条件的取像镜头，成像品质好、生产成本低。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的取像镜头的结构示意图；
图2为图1中的取像镜头的球差图；
图3为图1中的取像镜头的场曲图；
图4为图1中的取像镜头的畸变图。
主要元件符号说明
取像镜头 100
第一透镜组 10
第一透镜 11
第二透镜 12
第三透镜 13
光阑 25
第二透镜组 20
第四透镜 21
第五透镜 22
第六透镜 23
滤光片 30
第一表面 S1
第二表面 S2
第三表面 S3
第四表面 S4
第五表面 S5
第六表面 S6
第七表面 S7
第八表面 S8
第九表面 S9
第十表面 S10
第十一表面 S11
第十二表面 S12
第十三表面 S13
成像面 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明第一实施方式所提供的取像镜头100。该取像镜头100从物侧至像侧(近成像面)依次包括：一具有负光焦度的第一透镜组10、一具有正光焦度的第二透镜组20、一滤光片30、及一成像面40。本实施方式中，所述取像镜头100具有正光焦度，其有效焦距为2.9毫米（mm），所述取像镜头的总长度为15mm。
所述第一透镜组10包括一具有负光焦度的第一透镜11、一具有负光焦度的第二透镜12及一具有正光焦度的第三透镜13。本实施方式中，所述第一透镜组10的有效焦距F1为-6.1366mm；所述第一透镜11的焦距F11为-3.685mm；所述第二透镜12的有效焦距F12为-35.695mm；所述第三透镜13的有效焦距F13为8.17585mm。所述第一透镜11从物侧至像侧包括靠近物侧的第一表面S1以及靠近像侧的第二表面S2。所述第二透镜12从物侧至像侧包括靠近物侧的第三表面S3以及靠近像侧的第四表面S4。所述第三透镜13从物侧至像侧包括靠近物侧的第五表面S5以及靠近像侧的第六表面S6。所述第一透镜11与第二透镜12之间间隔设置，以使所述第一透镜11与第二透镜12之间可以设置一遮光片来吸收杂散光，以减少鬼影的产生。
所述第二透镜组20包括一具有正光焦度的第四透镜21、一第五透镜22、及一第六透镜23。所述第五透镜22与第六透镜23相胶合，所述第五透镜22与第六透镜23胶合后具有一正光焦度。本实施方式中，所述第二透镜组20的有效焦距F2为3.9915mm；所述第四透镜21的焦距F21为5.84mm；所述第五透镜22与第六透镜23胶合后的有效焦距F22为11.846mm。所述第四透镜21从物侧至像侧包括靠近物侧的第七表面S7以及靠近像侧的第八表面S8。所述第五透镜22从物侧至像侧包括靠近物侧的第九表面S9以及靠近像侧的第十表面S10。所述第六透镜23从物侧至像侧包括所述第十表面S10以及靠近像侧的第十一表面S11。
所述取像镜头100还包括一设置于第一透镜组10与第二透镜组20之间的光阑25(Aperture stop)，也即，所述第三透镜13与第四透镜14之间设置所述光阑25，限制了经过第一透镜组10的光线进入第二透镜组20的光通量，并让经过第一透镜组10后的光锥更加对称，使取像镜头100的彗差得以修正。本实施方式中，为了更加节省空间，该第四透镜14的第七表面S7上的一外围环状区域涂黑以当作该光阑25。
所述滤光片30从物侧至像侧包括靠近物侧的第十二表面S12以及靠近像侧的第十三表面S13。所述滤光片30用于滤除红外光。
本实施方式的取像镜头100可应用于照相机或摄像机。优选地，所述取像镜头100应用于车载镜头。所述取像镜头100满足以下条件式﹕
（1）5 <D/F <5.3；
其中，D为所述取像镜头100的总长度；F为所述取像镜头100的有效焦距。
满足条件式(1)可使所述取像镜头100与像差之间得到平衡。当D/F大于5.3时，则无法使该取像镜头100的总长度得以缩短，实现系统小型化；并且当D/F小于5时，很难满足在现有的光焦度分配下得到良好的影像品质。
优选地，所述取像镜头100还满足以下条件：
（2）-0.48<F/F1<-0.45；
其中，F为所述取像镜头100有效焦距的有效焦距；F1为第一透镜组10的有效焦距。
满足条件式(2)可以有效限制第一透镜组10的焦距长度。当F/F1小于-0.48时，则使该取像镜头100的有效焦距过长，难以对周边光束场曲进行良好的补正；而当F/F1大于-0.45时，则使该取像镜头100有效焦距过短，则光焦度过大，使所述第二透镜组20无法充分补正横向及纵向色差。
优选地，所述取像镜头100还满足以下条件：
(3)12.1<|F12/F|<12.6
其中，F为所述取像镜头100的有效焦距；F12为第二透镜12的有效焦距。
满足条件式(3)可有效限制第二透镜组20的焦距长度。当|F12/F|小于12.1时，则使该取像镜头100的有效焦距过长，所述第一透镜组10造成的球差难以补正；并且当|F12/F|大于12.6时，则使该取像镜头100的有效焦距过短，该取像镜头100的轴向色差将无法充分补偿。
本实施方式中，所述第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜21、第五透镜22及第六透镜23均是球面透镜。由于球面透镜不易在高温造成成像品质的变化，如此，可保证在高温环境下，成像品质仍较佳的特性。
本实施方式中，取像镜头100的各光学元件满足表1及表2的条件，其中i表示从物侧开始的第i个透镜表面；ri表示从物侧开始的第i个透镜表面的曲率半径；Di表示从物侧开始的第i个透镜表面至第i+1个透镜表面间的轴向距离；ni表示从物侧开始的第i个透镜表面的折射率；vi表示从物侧开始的第i个透镜表面的阿贝数。
表 1
表面 透镜 表面 ri(mm) Di(mm) ni vi
S1 球面 32.751 0.8 1.6667 48.43
S2 球面 2.27 1.03 -- --
S3 球面 3.045 1.066 1.583 59.45
S4 球面 2.31 0.384 -- --
S5 球面 17.96 1.03 1.805 25.45
S6 球面 -10.27 1.354 -- --
S7 平面 -11.810 1.654 1.755 52.32
S8 球面 -3.42 0.0446 -- --
S9 球面 11.976 2.159 1.713 53.93
S10 球面 -3.592 0.4 2 19.317
S11 球面 -9.277 3.126 -- --
S12 球面 无穷大 1 1.5168 64.167
S13 球面 无穷大 0.946 -- --
40 平面 无穷大 -- -- --
表 2
F(mm) 2.9
FOV(2w)度 156.2
F number 2.5
对符合上述条件的取像镜头100进行测试时，采样的光线波长分别为436纳米、486纳米、546纳米、588纳米以及656纳米。
所述取像镜头100成像时的像差、场曲以及畸变分别如图2至图4所示。图2中曲线a1-a5分别为波长为436纳米、486纳米、546纳米、588纳米以及656纳米的光线于取像镜头100中的像差曲线（下同）。图3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，其中t1-t5分别为波长为436纳米、486纳米、546纳米、588纳米以及656纳米的光线的子午场曲特性曲线，s1-s5分别为波长为436纳米、486纳米、546纳米、588纳米以及656纳米的光线的弧矢场曲特性曲线。在所述取像镜头100取像时,所述取像镜头100的像差量被控制在-0.1至0.1之间，场曲量被控制在-0.5mm至0.5mm之间，畸变量被控制在-50%至0之间。
所述取像镜头100可缩短变焦行程，并使其光学总长得以缩小，实现系统小型化，且其色差易于补偿，得到良好的成像质量。
另外，本发明的取像镜头100完全利用球面玻璃镜片制成，保证其在高温环境下，成像质量仍较佳的特性。且因未使用非球面，各透镜单品制造较容易，生产成本降低。
虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但是，其并非用以限定本发明，另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化等。当然，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，该取像镜头具有正光焦度，该取像镜头从物侧至像侧依次包括：一具有负光焦度的第一透镜组、一具有正光焦度的第二透镜组、及一成像面，该取像镜头满足以下条件式：
其中，D为所述取像镜头的总长度；F为所述取像镜头有效焦距。
2.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头还满足以下条件：-0.48<F/F1<-0.45；
其中，F为所述取像镜头有效焦距；F1为第一透镜组的有效焦距。
3.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括一具有负光焦度的第一透镜、一具有正光焦度的第二透镜及一具有正光焦度的第三透镜，所述第二透镜组包括一具有负光焦度的第四透镜、一第五透镜、及一第六透镜，所述第五透镜与第六透镜胶合，所述第五透镜与第六透镜胶合的透镜具有正光焦度。
4.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，该变焦透镜系统满足下列条件：
1<|F12/F|<12.6；
其中，F为所述取像镜头有效焦距；F12为第二透镜的有效焦距。
5.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜均是球面透镜。
6.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，所述第一透镜组的有效焦距F1为-6.1366mm；所述第一透镜的焦距F11为-3.685mm；所述第二透镜的有效焦距F12为-35.695mm；所述第三透镜13的有效焦距F13为8.17585mm。
7.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于，所述第二透镜组的有效焦距F2为3.9915mm；所述第四透镜的焦距F21为5.84mm；所述第五透镜与第六透镜胶合后的有效焦距F22为11.846mm。
8.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述第二透镜组与第一透镜组之间还设置有一光阑。
9.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述第二透镜组与成像面之间还设置有一滤光片。
10.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头的有效焦距为2.9mm，所述取像镜头的总长度为15mm。
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