CN103748495A - 成像镜头 - Google Patents

Abstract

根据本发明的示例性实施例，一种成像镜头包括：从物体侧依序为具有负（-）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；具有负（-）折射力的第五镜头；以及具有负（-）折射力的第六镜头；其中，满足0.5<Y6/Y10<0.55的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度的60%的点的高度是Y6，图像传感器的有效区域内的对角的全尺寸是Y10。

Description

成像镜头

技术领域

根据本发明的示例性实施例的教导一般涉及一种成像镜头。

背景技术

近来，在手机用（phone-purpose）相机模块、数码相机（DSC）、便携式摄像机（camcorder）和PC相机（与个人电脑连接的成像设备）的领域的研究工作方兴未艾，这些都与图像提取系统相关联。使得与这样的图像提取系统相关的相机模块获得图像的最重要部件之一是产生图像的成像镜头。

现有的成像模块不能示出令人满意的光学特性或像差特性。因此，需要新力度（power）结构的高分辨率成像镜头。

发明内容

【技术问题】

因此，本发明的实施例可以涉及一种成像镜头，其大体排除由于现有技术的限制和缺点造成的一个或多个上述缺点/问题，并且本发明的目的是提供一种成像镜头。

本发明所要解决的技术问题不局限于上文所述，通过下面的说明，本领域技术人员将清楚地理解目前未提到的任何其它技术问题。

【技术方案】

根据本发明的一个示例性实施例的成像镜头特征在于，从物体侧依次为：具有负（-）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；具有负（-）折射力的第五镜头；以及具有负（-）折射力的第六镜头；其中，满足0.5<Y6/Y10<0.55的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度的60%的点的高度是Y6，图像传感器的有效区域内的对角的全尺寸是Y10。

优选地，但不是必然地，满足0.9<Y/（2*fTAN（u/2）<1.2的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度是Y，以及入射角是u。

优选地，但不是必然地，满足0.9<SD S2/RDY S2<0.95的条件表达式，在该表达式中，第一镜头的上侧表面的半径是SD S2，以及第一镜头的上侧表面的曲率半径是RDY S2。

优选地，但不是必然地，满足-0.5<Y/（fxtanΘd<0的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度是Y，成像镜头的总焦距距离是f，以及光学系统的最大半视角是Θd。

优选地，但不是必然地，第一镜头呈在物体侧表面凸起地形成的弯月形。

优选地，但不是必然地，第二镜头的至少一个表面是非球面的。

优选地，但不是必然地，第三镜头、第四镜头以及第六镜头的物体侧表面和上侧表面全都凸起地形成。

优选地，但不是必然地，第五镜头的物体侧表面和上侧表面全都凹进地形成。

优选地，但不是必然地，第五镜头和第六镜头相互接合。

优选地，但不是必然地，第五镜头和第六镜头分开预定距离。

优选地，但不是必然地，第五镜头和第六镜头形成在一个镜头组中。

根据本发明的另一个示例性实施例的成像镜头特征在于，从物体侧依次为：具有负（-）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；具有负（-）折射力的第五镜头；以及具有负（-）折射力的第六镜头，其中，第五镜头和第六镜头形成镜头组，并且满足0.9<Y/（2*fTAN（u/2）<1.2和-0.5<Y/（fxtanΘd<0的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度是Y，入射角是u，成像镜头的总焦距距离是f，以及光学系统的最大半视角是Θd。

优选地，但不是必然地，满足0.5<Y6/Y10<0.55的条件表达式，在该表达式中，图像形成表面的最高高度的60%的点的高度是Y6，图像传感器的有效区域内的对角的全尺寸是Y10。

优选地，但不是必然地，满足0.9<SD S2/RDY S2<0.95的条件表达式，在该表达式中，第一镜头的上侧表面的半径是SD S2，以及第一镜头的上侧表面的曲率半径是RDY S2。

优选地，但不是必然地，第一镜头呈在物体侧表面凸起地形成的弯月形。

优选地，但不是必然地，第二镜头的至少一个表面是非球面的。

优选地，但不是必然地，第三镜头、第四镜头以及第六镜头的物体侧表面和上侧表面全都凸起地形成。

优选地，但不是必然地，第五镜头的物体侧表面和上侧表面全都凹进地形成。

优选地，但不是必然地，第五镜头和第六镜头相互接合。

优选地，但不是必然地，第五镜头和第六镜头分开预定距离。

【有益效果】

根据本发明的一个示例性实施例的成像镜头具有的有益效果在于，能够提高最高高度并且在图像形成表面的角部不会产生图像遮蔽（隐藏图像）现象，使得使用传感器和算法能够实现图像，而无需畸变校正。

附图说明

图1为示出根据本发明的示例性实施例的相机镜头模块的配置的示意图。

图2为示出根据本发明的示例性实施例的图像形成表面的最高高度的示意图。

图3为示出经由根据本发明的示例性实施例的成像镜头和根据比较示例的成像镜头形成在图像形成表面上的光束的示意性概念图。

具体实施方式

下面的描述不旨在将本发明限制为这里公开的形式。因此，与下面的教导相当的变化和变型，以及相关技术的技能技巧落在本发明的范围之内。这里描述的实施例进一步旨在解释实践本发明的已知模式且使其它本领域技术人员能够以这种或其它实施例利用本发明，并且以本发明的特别应用或使用所需要的各种变型而利用本发明。

通过参照附图的图1-3来最佳地理解所公开的实施例及其优点，类似的附图标记用于各附图的类似和相应的部件。依赖于以下附图和详细说明的审查，所公开的实施例的其它特征和优点将对本领域普通技术人员而言变得清楚。所有这种额外特征和优点旨在被包括在公开的实施例的范围内，并通过附图加以保护。进一步，所示附图仅是示例性的，并不旨在声明或暗示关于实施不同实施例的环境、架构或过程的任何限制。因此，所描述的方案旨在包含落入本发明的范围和新颖理念内的所有这些修改、变型以及改进。

应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括（includes）”和/或“包含（including）”具体描述所述的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或追加。即，术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”、“带有”或其变型用于详细说明书和/或权利要求书，以表示与“包含”类似的方式的非穷举性包含（non-exhaustive inclusion）。

而且，“示例性的”仅意欲表示一示例，而并不意味着最佳。还应理解的是，为了简单和容易理解的目的，本文描述的特征、层和/或元件以相对彼此的特定尺度和/或方位示出，并且实际尺度和/或方位可以与所示的大体不同。即，在附图中，为了清晰起见，层、区域和/或其它元件的尺寸和相对尺寸可以被夸大或减小。全部附图中类似的附图标记指代类似的元件，并且将省略彼此重复的解释。现在，将参考附图具体描述本发明。

诸如“因而”、“然后”、“接下来”、“因此”等词语不旨在限制该过程的顺序；这些词语只是用于通过对方法的说明来指导读者。

应当理解，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一个元件时，其能够直接连接或耦接至其它元件，或者也可以存在插入其间的元件。相反地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一个元件时，则不存在插入其间的元件。

应理解的是，虽然术语第一、第二等在本文可以用于描述各种元件，这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于元件的彼此区分。例如，第一区域/层可被称为第二区域/层，类似地，第二区域/层可被称为第一区域/层，而不会脱离本公开文本的教导。

本文使用的专业术语仅是为了描述特定实施例的目的，不旨在限制概括性的发明概念。除非上下文中清楚地另有表明，否则本文使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。

现在，将参考附图具体描述根据本发明的示例性实施例的成像镜头。

图1为示出根据本发明的示例性实施例的相机镜头模块的配置的示意图。

根据本发明的示例性实施例的相机镜头模块包括成像镜头，该成像镜头包括多个围绕光轴（ZO）的镜头，其中为了说明，对镜头的厚度、尺寸和形状予以夸张，并且仅呈现出球面形状或非球面形状以作为一个示例性实施例，但显然不限于这种形状。参照图1，根据本发明的示例性实施例的相机镜头模块具有从物体侧依次为第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）、第五镜头（50）、第六镜头（60）、滤色镜（70）以及光探测器（90）的布局（layout）构造。

与对象的图像信息对应的光经过第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）、第五镜头（50）、第六镜头（60）以及滤色镜（70），并入射在光探测器（90）上。

即，根据本发明的示例性实施例的成像镜头包括6块镜头，包括第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）、第五镜头（50）以及第六镜头（60）。

因此，根据本发明的示例性实施例的成像镜头能够有利地提高成像镜头的最高高度，从而防止在图像形成表面的角部出现图像遮蔽（隐藏图像）现象。此外，根据本发明的示例性实施例的成像镜头能够使用立体投影方法获得传感器的图像高度，并且实现相对照度（率）和高分辨率。光探测器（90）可以配置有玻璃盖板（80）。

在下文中，在每一个镜头的构造的描述中，“物体侧表面”是指相对于光轴而面对物体侧的镜头的表面，“图像侧表面”是指相对于光轴而面对图像形成表面的镜头的表面，以及“上侧表面”是指相对于光轴而面对拍摄表面的镜头的表面。

在说明书中，“成像”基本上可以指这样的过程：其中成像镜头从视场中的对象接收光，并输出表示该对象的图像（图像信号和图像数据）。然而，如果该成像镜头以预定周期重复产生表示视场中的对象的图像，“成像”可以指将由成像镜头产生的图像中的特定图像存储在存储单元中的过程。换句话说，从某一出发点，“成像”可以指成像镜头以特定期望时机获取图像的过程，该图像表示视场中的对象的内容并且在经受测量处理的状态下具有该内容。

第一镜头（10）具有负（-）折射力，并且呈在物体侧表面（S1）处凸起地形成的弯月形。第二镜头（20）具有负（-）折射力，并且具有呈非球面形状的至少一个表面。第三镜头（30）、第四镜头（40）以及第六镜头（60）具有正（+）折射力，并且凸起地形成在物体侧表面和上侧表面。第五镜头具有负（-）折射力，并且凹进地形成在物体侧表面和上侧表面。此外，第五镜头和第六镜头（50、60）可以形成镜头组，可以被接合在一起或分开预定距离。

作为参考，图1的'S1'是物体侧表面，'S2'是第一镜头（10）的上侧表面，'S3'是第二镜头（20）的物体侧表面，'S4'是第二镜头（20）的物体侧表面，'S5'是第三镜头（30）的物体侧表面，'S6'是第三镜头（30）的物体侧表面，'S7'是第四镜头（40）的物体侧表面，'S8'是第四镜头（40）的上侧表面，'S9'是第五镜头（50）的物体侧表面，'S10'是第五镜头（50）的上侧表面，'S11'和'S12'分别为第六镜头（60）的物体侧表面和上侧表面，以及'S13'和'S14'分别为滤色镜（70）的物体侧表面和上侧表面。

滤色镜（70）可以是选自红外滤色镜和玻璃盖板的任一光学滤色镜。如果应用红外滤色镜，则滤色镜（70）阻挡从外部光发出的辐射热传递到光探测器（90）。而且，红外滤色镜传输可见光，反射红外线并将其输出到外部。光探测器（90）是图像传感器，例如，CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）等。

因为后述的条件表达式和示例性实施例是提高相互作用效果的优选实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不必包括以下的条件。例如，仅通过满足后述的条件表达式的一些条件，本发明的镜头构造（构架）可以具有提高的相互作用效果。

[条件表达式1]0.9<SD S2/RDY S2<0.95

[条件表达式2]-0.5<Y/（fxtanΘd<0

[条件表达式3]0.5<Y6/Y10<0.55

[条件表达式4]0.9<Y/（2*fTAN（u/2）<1.2

其中，SD S2：第一镜头的上侧表面的半径，

RDY S2：第一镜头的上侧表面的曲率半径，

Y：图像形成表面的最高高度，

f：成像镜头的总焦距距离

Θd：光学系统的最大半视角，

Y6：最高高度的60%的区域的高度

Y10：图像传感器的有效（active）区域内的对角的全尺寸，以及

u：入射角。

条件表达式1限定第一镜头（10）的获得的可使用性（workabilityobtainment），条件表达式2和4限定立体投影条件，以及条件表达式3限定有关消除畸变的条件。

而且，最高高度由形成在图像形成表面上的图像的高度限定，其中单位是mm。

在下文中，将参考具体的示例性实施例来描述本发明的作用和效果。从已知方程1获得后文示例性实施例中提及的非球面，并且在二次常数（Conicconstant）k和非球面系数A、B、C、D、E、F中采用的ˋE和其后的数字ˊ表示10次方。例如，E+01是指101，E-02是指10-2。

【方程1】

$z=\frac{c{Y}^2}{1+\sqrt{1-(1+K)}{c}^2{Y}^2}+{\mathrm{AY}}^4+{\mathrm{BY}}^4+{\mathrm{CY}}^4+{\mathrm{DY}}^4+{\mathrm{EY}}^4+{\mathrm{FY}}^4+...$

其中，z：从镜头的顶点到光轴方向的距离，c：镜头的基本曲率，Y：朝向垂直于光轴的方向的距离，K：二次常数，以及A、B、C、D、E、F：非球面系数

[示例性实施例]

下面的表1示出与前述条件表达式匹配的示例性实施例。

【表1】

	示例性实施例
		Θd（FOV/2）	98
TTL	18
		Y	2.24
F	1.02

参照表1，最大半视角'Θd'是98，从第一光学镜头到图像形成表面的距离'TTL'是18mm，图像形成表面的最高高度‘Y’是图像形成表面的对角的值的一半2.24mm如图2所示，并且成像镜头的总焦距距离'f'是1.02。

下面的表2示出比表1的示例性实施例更详细的示例性实施例。

【表2】

在上面的表2和下面的表3中靠近表面编号而续写的符号*表示非球面。下面的表3示出在表2的示例性实施中的每一个镜头的非球面系数的值。

【表3】

【具体实施方式】

图3为示出经由根据本发明的示例性实施例的成像镜头和根据比较实例的成像镜头形成在图像形成表面上的光束的示意性概念图。

如上文提及的，根据本发明的示例性实施例的成像镜头具有的优点在于，能够提高最高高度并且在图像形成表面的角部不会产生图像遮蔽（隐藏图像）现象，使得使用传感器和算法能够实现图像，而无需畸变校正。

即，参照图3，经由根据本发明的示例性实施例的成像镜头以及根据现有比较示例的具有不同的光学系统的成像镜头而形成在图像形成表面上的光束（A）未形成在图像形成表面（100）的整个区域上，并且在图像形成表面（100）的外围区域（110，阴影区域）产生图像遮蔽（隐藏图像）现象，

然后通过传感器和算法校正该现象。

此时，即使根据比较示例的成像镜头在镜头的形状和配置方面与根据本发明的示例性实施例的成像镜头相同，根据比较示例的成像镜头也不能满足上述条件表达式1至4。而且，根据比较示例的成像镜头的数目如此巨大，使得在本文中没有必要进一步说明。

同时，如前述提到的，根据本发明的示例性实施例的成像镜头是能够提高最高高度的光学镜头，如图3的'B'中所示，光束被形成为覆盖图像形成表面的整个区域，从而防止图像遮蔽（隐藏图像）现象的产生。

本发明的前述描述被提供以使任何本领域技术人员能够做出或使用本发明。针对发明的各种改型对于本领域技术人员而言将是显而易见的，这里所限定的普遍原理可以被用于其它改型而不会偏离本发明的精神和范围。因此，本发明不旨在限制这里描述的示例，而是被赋予与这里所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

【工业适用性】

如从前述内容明显看出的，根据本发明的示例性实施例的成像镜头具有的工业实用性在于，能够提高最高高度并且在图像形成表面的角部不会产生图像遮蔽（隐藏图像）现象，使得使用传感器和算法能够实现图像而无需畸变校正。

Claims (20)

1.一种成像镜头，所述成像镜头包括：从物体侧依序为具有负（-）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；具有负（-）折射力的第五镜头；以及具有负（-）折射力的第六镜头，其中，满足0.5<Y6/Y10<0.55的条件表达式，在所述表达式中，图像形成表面的最高高度的60%的点的高度是Y6，图像传感器的有效区域内的对角的全尺寸是Y10。

2.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，满足0.9<Y/（2*fTAN（u/2）<1.2的条件表达式，在所述表达式中，图像形成表面的最高高度是Y，以及入射角是u。

3.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，满足0.9<SD S2/RDY S2<0.95的条件表达式，在所述表达式中，所述第一镜头的上侧表面的半径是SD S2，以及所述第一镜头的所述上侧表面的曲率半径是RDY S2。

4.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，满足-0.5<Y/（fxtanΘd<0的条件表达式，在所述表达式中，图像形成表面的最高高度是Y，所述成像镜头的总焦距距离是f，以及光学系统的最大半视角是Θd。

5.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一镜头呈在物体侧表面凸起地形成的弯月形。

6.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第二镜头的至少一个表面是非球面的。

7.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第三镜头、所述第四镜头以及所述第六镜头的物体侧表面和上侧表面全都凸起地形成。

8.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第五镜头的物体侧表面和上侧表面全都凹进地形成。

9.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第五镜头和所述第六镜头相互接合。

10.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第五镜头和所述第六镜头分开预定距离。

11.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第五镜头和所述第六镜头形成在一个镜头组中。

12.一种成像镜头，所述成像镜头包括：从物体侧依序为具有负（-）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；具有负（-）折射力的第五镜头；以及具有负（-）折射力的第六镜头；其中，所述第五镜头和所述第六镜头形成镜头组，并且满足0.9<Y/（2*fTAN（u/2）<1.2和-0.5<Y/（fxtanΘd<0的条件表达式，其中图像形成表面的最高高度是Y，入射角是u，所述成像镜头的总焦距距离是f，以及光学系统的最大半视角是Θd。

13.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，满足0.5<Y6/Y10<0.55的条件表达式，在所述表达式中，图像形成表面的最高高度的60%的点的高度是Y6，图像传感器的有效区域内的对角的全尺寸是Y10。

14.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，满足0.9<SD S2/RDYS2<0.95的条件表达式，在所述表达式中，所述第一镜头的上侧表面的半径是SD S2，以及所述第一镜头的所述上侧表面的曲率半径是RDY S2。

15.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第一镜头呈在物体侧表面凸起地形成的弯月形。

16.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第二镜头的至少一个表面是非球面的。

17.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第三镜头、所述第四镜头以及所述第六镜头的物体侧表面和上侧表面全都凸起地形成。

18.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第五镜头的物体侧表面和上侧表面全都凹进地形成。

19.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第五镜头和所述第六镜头相互接合。

20.根据权利要求12所述的成像镜头，其中，所述第五镜头和所述第六镜头分开预定距离。

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