CN105739058A

CN105739058A - 影像撷取镜头

Info

Publication number: CN105739058A
Application number: CN201410742324.2A
Authority: CN
Inventors: 陈元琛
Original assignee: Asia Pacific Precision Industry (shenzhen) Co Ltd; AO Ether Corp
Current assignee: Asia Pacific Precision Industry (shenzhen) Co Ltd; AO Ether Corp
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2034-12-08
Also published as: CN105739058B; US10007091B2; US20160161721A1

Abstract

一种影像擷取镜头，从物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜。第一透镜具有屈光力。第二透镜具有屈光力。第三透镜具有正屈光力，并具有面向该影像擷取镜头像侧的凸面。第四透镜具有屈光力。第五透镜具有屈光力。第六透镜具有屈光力。

Description

影像撷取镜头

技术领域

本发明与镜头组有关。

背景技术

近年来，携带型电子产品为方便人们携带与使用，已经逐渐走向小型化与轻量化，其中所需用到的影像撷取镜头也必需随着小型化与轻量化。影像撷取镜头除了小型化与轻量化外，仍需具备良好的光学性能，才能呈现高影像质量。

为了达成上述目的，将非球面塑料透镜使用于影像撷取镜头设计已经成为一种趋势。然而，仅使用非球面塑料透镜进行影像撷取镜头设计仍有其缺点，包含较长的镜头总长和较差的分辨率。因此，关于上述的问题仍有改善空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的镜头无法兼顾较短的镜头总长和较好的分辨率的缺陷，提供一种影像撷取镜头，可兼顾较短的镜头总长和较好的分辨率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种影像撷取镜头，从物侧到像侧依序包含：第一透镜，具有屈光力；第二透镜，具有屈光力；具有正屈光率的第三透镜，该第三透镜的像侧光学面为凸面；第四透镜，具有屈光力，其中该第三透镜及该第四透镜进一步满足以下条件:，-1<f3的/f4的<-0.5，其中，f3是该第三透镜的有效焦距，f4是该第四透镜的有效焦距；具有屈光力的第五透镜以及第六透镜。

实施本发明的影像撷取镜头，具有以下有益效果：具有较短的镜头总长，同时具有较好的分辨率。

为了让本发明的上述内容变得明显易懂，将在下文中特举详细说明。然而，应了解以下提出的详细说明和具体例子，虽然为本发明的较佳实施例，但仅用于举例说明，因为对于所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许修改和润饰。

附图说明

由以下具体实施方式及附图说明可以更了解本发明，然而其只是用以说明本发明，因此并不对本发明造成限制。

图1是依据本发明的影像撷取镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。

图2A是依据本发明的影像撷取镜头的第一实施例的纵向球差图。

图2B和图2C分别是依据本发明的影像撷取镜头的第一实施例的像散场曲及畸变图。

图3是依据本发明的影像撷取镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。

图4A是依据本发明的影像撷取镜头的第二实施例的纵向球差图。

图4B和图4C分别是依据本发明的影像撷取镜头的第二实施例的像散场曲及畸变图。

图5是依据本发明的影像撷取镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。

图6A是依据本发明的影像撷取镜头的第三实施例的纵向球差图。

图6B和图6C分别是依据本发明的影像撷取镜头的第三实施例的像散场曲及畸变图。

图7是依据本发明的影像撷取镜头的第四实施例的透镜配置与光路示意图。

图8A是依据本发明的影像撷取镜头的第四实施例的纵向球差图。

图8B和图8C分别是依据本发明的影像撷取镜头的第四实施例的像散场曲及畸变图。

图9是依据本发明的影像撷取镜头的第五实施例的透镜配置与光路示意图。

图10A是依据本发明的影像撷取镜头的第五实施例的纵向球差图。

图10B和图10C分别是依据本发明的影像撷取镜头的第五实施例的像散场曲及畸变图。

图11是依据本发明的影像撷取镜头的TTL及BFL距离位置示意图。

具体实施方式

目前的发明将依据附图被清楚的描述，其中相同或类似的组件将被标以相同的组件编号。图标应该搭配组件编号来作观看。

透镜第一实施例的详细结构和参数请看图1和表1。表面半径和轴长的单位以毫米表示。透镜的表面从物侧至像侧的编号可参考图示。在表1中，S6、S7、S10、S11、S12和S13是非球面表面，并且被以下公式所描述:

z = \frac{{ch}^{2}}{1 + {[1 - (k - 1) c^{2} h^{2}]}^{1 / 2}} + A h^{4} + B h^{6} + C h^{8} + D h^{10} + E h^{12} + F h^{14} + G h^{16}

其中:Z是表面垂度；c是曲率；k是常数；h从透镜表面至光轴的垂直距离，并且A,B,C,D,E,F和G是非球面系数，可由表2得知。

图1是目前发明影像撷取镜头10第一实施例的透镜排列和光路图。影像撷取镜头10包有有光圈(S1)、第一透镜组件L11、第二透镜组件L12、第三透镜组件L13、第四透镜组件L14、第五透镜组件L15、第六透镜组件L16和滤光片OF1，上述这些组件依序沿着光轴OA1从物侧至像侧排列。影像感测组件11是位于OF1和像侧之间。第一透镜组件L11是由玻璃制成。第一透镜组件L11是凸凹透镜有正屈光率，第一透镜组件L11面向影像撷取镜头10物侧是一凸面S2，并且第一透镜组件L11面向影像撷取镜头10像侧是凹面S3。第二透镜组件L12是由塑料制成，第二透镜组件L12是凸凹透镜有负屈光率，第二透镜组件L12面向影像撷取镜头10物侧是凸面S4，第二透镜组件L12面向影像撷取镜头10像侧是凹面S5。第三透镜组件L13是由塑料制成。第三透镜组件L13是凸凸透镜有正屈光率，第三透镜组件L13面向影像撷取镜头10物侧是凸面S6，第三透镜组件L13面向影像撷取镜头10像侧是凸面S7。凸面S6和S7是非球面表面，第三透镜组件L13的凸面S6且有至少一反曲点位于光轴和第三透镜组件L13的边缘之间。第四透镜组件L14由塑料制成，第四透镜组件是凹凸透镜有负屈光率，第四透镜组件L14面向影像撷取镜头10物侧是凹面S8，第四透镜组件L14面向影像撷取镜头10像侧是凸面S9。第五透镜组件L15由塑料制成，第五透镜组件是凹凸透镜有正屈光率，第五透镜组件L15面向影像撷取镜头10物侧是凹面S10，第五透镜组件L15面向影像撷取镜头10像侧是凸面S11，凹面S10和凸面S11是非球面表面。第六透镜组件L16是由塑料制成，第六透镜组件L16是凹凹透镜具有负屈光率，第六透镜组件L16面向影像撷取镜头10物侧是凹面S12，第六透镜组件L16面向影像撷取镜头10像侧是凹面S13，凹面S12和S13是非球面表面。凹面S13有至少一反曲点位于光轴和第六透镜组件L16的边缘之间。

滤光片OF1是由玻璃制成。滤光片OF1的表面S14和S15是平面表面。影像感测装置11包含有影像感测组件(未图标)。

目前发明影像撷取镜头10第一实施例的光学说明可在表1中得知,包含有焦长，F号码，总轴长，每一透镜表面的曲率半径，每一透镜的厚度，每一透镜的屈光度和阿贝系数。

表1

表2

V1是该第一透镜组件的阿贝数，并且N1是该第一透镜组件对于d光线的屈光率，其中该d光线是波长587.6nm的光线，TTL是该第一透镜组件面向该影像撷取镜头物侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，并具BFL是该第六透镜组件面向该影像撷取镜头像侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，请参考图11，f是该影像撷取镜头的焦长,并且f6是该第六透镜组件的焦长，f3是该第三透镜组件的焦长，f4是该第四透镜组件的焦长。影像撷取镜头10有F＝4.290mm，BFL＝1.081mm,TTL＝5.433mm,f3＝7.846mm,f4＝-9.497mm,f6＝-3.062mm,V1＝55.066,且N1＝1.666，这些数值在表1可得知，至于BFL，0.23+0.145+0.705637＝1.081。表1中的各种数值可完成满足以下公式:

20<V1/N1<35…(1)

0.15<BFL/TTL<0.25…(2)

-2<f/f6<-0.5…(3)

-1<f3/f4<-0.5…(4)

藉由上述透镜和光圈的排列，影像撷取镜头10可以满足图2A、2B和2C中光学表现的要求，图2A为目前影像撷取镜头10实施例轴向球形色差，图2B为影像撷取镜头10的散光磁场曲线，并且图2C为影像撷取镜头10的失真率。

目前实施例的轴向球形色差的范围在-0.1mm至0.1mm之间，对应于波长范围在0.436μm至0.656μm之间，可从图2A得知。目前实施例水平方向和径向方向的散光磁场曲线的范围在–0.1mmto0.1mm之间，可从图2B得知。目前实施例的失真率不超过±2％.，也可从图2C得知。目前实施例的影像撷取镜头10的轴向球形色差、散光磁场曲线和失真率可以被有效修正且可得到更好的光学表现。

若V1/N1的数值大于35，第一透镜组件的屈光度将会小于1.666，并且会在缩短影像撷取镜头10的总长上变成困难的。若V1/N1的数值小于20，第一透镜组件的屈光度会大于1.666，并且会在缩短影像撷取镜头10的总长上变成困难的。

透镜第二实施例的详细结构和参数请看图3和表3。表面半径和轴长的单位以mm(毫米)表示。透镜的表面从物侧至像侧的编号可参考图示。在表3中，S6、S7、S10、S11、S12和S13是非球面表面，并且被以下公式所描述:

z = \frac{{ch}^{2}}{1 + {[1 - (k - 1) c^{2} h^{2}]}^{1 / 2}} + A h^{4} + B h^{6} + C h^{8} + D h^{10} + E h^{12} + F h^{14} + G h^{16}

其中:Z是表面垂度；c是每一透镜的曲率；k是常数；h从透镜表面至光轴的垂直距离，并且A,B,C,D,E,F和G是非球面系数，可由表4得知。

图3是目前发明影像撷取镜头20第二实施例的透镜排列和光路图。影像撷取镜头20包有有光圈S2(STO)、第一透镜组件L21、第二透镜组件L22、第三透镜组件L23、第四透镜组件L24、第五透镜组件L25、第六透镜组件L16和滤光片(OF2)，上述这些组件依序沿着光轴(OA2)从物侧至像侧排列。影像感测组件(21)是位于OF2和像侧之间。第一透镜组件L21是由玻璃制成。第一透镜组件L21是凸凹透镜有正屈光率，第一透镜组件L21面向影像撷取镜头20物侧是凸面S22，并且第一透镜组件L21面向影像撷取镜头20像侧是凹面S23。第二透镜组件L22是由塑料制成，第二透镜组件L22是凸凹透镜有负屈光率，第二透镜组件L22面向影像撷取镜头20物侧是凸面S24，第二透镜组件L22面向影像撷取镜头20像侧是凹面S25。第三透镜组件L23是由塑料制成。第三透镜组件L23是凹凸透镜有正屈光率，第三透镜组件L23面向影像撷取镜头20物侧是凹面S26，第三透镜组件L23面向影像撷取镜头20像侧是凸面S27。凹面S26和凸面S27是非球面表面。第四透镜组件L24由塑料制成，第四透镜组件是凹凸透镜有负屈光率，第四透镜组件L24面向影像撷取镜头20物侧是凹面S28，第四透镜组件L24面向影像撷取镜头20像侧是凸面S29。第五透镜组件L25由塑料制成，第五透镜组件是凹凸透镜有正屈光率，第五透镜组件L25面向影像撷取镜头20物侧是凹面S210，第五透镜组件L25面向影像撷取镜头20像侧是凸面S211，凹面S210和凸面S211是非球面表面。第六透镜组件L16是由塑料制成，第六透镜组件L26是凹凹透镜具有负屈光率，第六透镜组件L26面向影像撷取镜头20物侧是凹面S212，第六透镜组件L16面向影像撷取镜头20像侧是凹面S213，凹面S212和S213是非球面表面。凹面S213有至少一反曲点位于光轴和第六透镜组件L26的边缘之间。

滤光片OF2是由玻璃材质制成。滤光片OF2的表面S214和表面S215是平面表面。影像感测装置21包含有影像感测组件(未图标)。

表3显示第二实施例中的影像撷取镜头20的光学规格设置，包括焦距，F-number，总光轴长度，面数，每一个透镜表面的曲率半径，每个透镜的厚度，每个透镜的每个透镜的阿贝数。

表3

表4

影像撷取镜头20，由表3上可以看到，f＝4.488mm,BFL＝1.074mm,TTL＝5.680mm,f3＝12.056mm,f4＝-12.463mm,f6＝-2.784mm,V1＝55.066,且N1＝1.666。而BFL,0.2+0.145+0.729133＝1.074。计算数值完全满足以下要求：

20<V1/N1<35…(1)

0.15<BFL/TTL<0.25…(2)

-2<f/f6<-0.5…(3)

-1<f3/f4<-0.5…(4)

从本实施例，影像撷取镜头20的镜头与光圈STO的排列，能满足光学性质上的要求，如图4A、4B和4C所示。

其中，图4A为了本实施例的影像撷取镜头10的纵向球面像差，图4B为本实施例与图1影像撷取镜头10的散光场曲线。图4C显示出本实施例的影像撷取镜头10的失真。如果V1/N1的值大于35，则第一透镜组件的折射率将变成小于1.666，并且它会变得难以缩短影像擷取镜头的全长。如果V1/N1的值小于20，所述第一透镜组件的折射率会变得大于1.666，并且它会变得难以缩短摄像镜头的全长。

图4A为的纵向球面像差，在波长范围介于的0.436μm到0.656μm为-0.1mm到0.1mm。从图4B是水平与垂直astigmatic场曲线介于-0.1mm到0.1mm。也可以从图4C中看出，在本实施例中的失真不超过±2％。

很显然，纵向球面像差，astigmatic场曲线和本实施例的影像撷取镜头10的变形可以有效地被校正，从而获得更好的光学性能。

图5、图6A-6C、表5、表6说明本第三实施例。由表5上看到，f＝4.262mm,BFL＝1.033mm,TTL＝5.431mm,f3＝5.106mm,f4＝-6.511mm,f6＝-4.299mm,V1＝57.333,且N1＝1.658,R5＝8.468mm。而BFL,0.25+0.145+0.638283＝1.033。计算数值完全满足以下要求：

20<V1/N1<35…(1)

0.15<BFL/TTL<0.25…(2)

-2<f/f6<-0.5…(3)

-1<f3/f4<-0.5…(4)

-0.01<1/R5<0.2…(5)从本实施例，影像撷取镜头30的镜头与光圈STO的排列，能满足光学性质上的要求，如图6A、6B、6C所示。由于第三个实施例的描述类似于第一和第二实施例，所以省略了第三实施例的说明。影像撷取镜头30具有六片镜片。

在一个实施例中，第七透镜组件能够从第六透镜组件与像侧间加入。

表5

表6

图7、图8A-8C、表7、表8说明本第四实施例。由表7上看到，f＝4.276mm,BFL＝1.039mm,TTL＝5.281mm,f3＝9.022mm,f4＝-10.572mm,f6＝-2.417mm,V1＝55.066,且N1＝1.666,R5＝30.000mm而BFL,0.213869+0.145+0.680262＝1.039。计算数值完全满足以下要求：

20<V1/N1<35…(1)

0.15<BFL/TTL<0.25…(2)

-2<f/f6<-0.5…(3)

-1<f3/f4<-0.5…(4)

-0.01<1/R5<0.2…(5)

从本实施例，影像撷取镜头40的镜头与光圈STO的排列，能满足光学性质上的要求，如图8A和8B所示。由于第四个实施例的描述类似于第一和第二实施例，所以省略了第四实施例的说明。影像撷取镜头40具有六片镜片。

表7

表8

图9、图10A-10C、表9、表10说明本第五实施例。由表9上看到，f＝4.394mm,BFL＝1.149mm,TTL＝5.280mm,f3＝8.137mm,f4＝-10.673mm,f6＝-2.410mm,V1＝55.418,和N1＝1.669,R5＝13.375805mm而BFL,0.198183+0.145+0.805775＝1.149。计算数值完全满足以下要求：

20<V1/N1<35…(1)

0.15<BFL/TTL<0.25…(2)

-2<f/f6<-0.5…(3)

-1<f3/f4<-0.5…(4)

-0.01<1/R5<0.2…(5)

从本实施例，影像撷取镜头50的镜头与光圈STO的排列，能满足光学性质上的要求，如图10A、10B和图10C所示。由于第五个实施例的描述类似于第一和第二实施例，所以省略了第五实施例的说明。影像撷取镜头50具有六片镜片。

表9

表10

影像撷取镜头满足以下条件：20<V1/N1<35，因此影像撷取镜头能缩短总光轴长度。该第三透镜具有一个面对像侧的凸面且影像撷取镜头满足条件：-1<f3/f4<-0.5,0.15<BFL/TTL<0.25and-2<f/f6<-0.5.因此，该影像撷取镜头能有效的改善像差和改善分辨率。

上述本发明进行的描述，可以在许多方面进行变更。这样的变更不被视为脱离本发明的精神和范围，并且这样的修改对本技术领域人员是显而易见的且被包括在权利要求书的范围内。

Claims

1.一种影像撷取镜头，其特征在于，从物侧至像侧沿着光轴依序包括:

第一透镜组件具有屈光率；

第二透镜组件具有屈光率；

第三透镜组件具有正屈光率，该第三透镜组件有凸面面向该影像撷取镜头的像侧；

第四透镜组件具有屈光率；其中-1<f3/f4<-0.5,f3是该第三透镜组件的焦长，并且f4是该第四透镜组件的焦长；

第五透镜组件具有屈光率；

第六透镜组件具有屈光率。

2.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，-0.01<1/R5<0.2,R5是和该第三透镜组件的凸面相反的一面的曲率半径。

3.如权利要求2所述的影像撷取镜头，其特征在于，和该第三透镜组件的凸面相反的一面包含有凹面。

4.如权利要求3所述的影像撷取镜头，其特征在于，和该第三透镜组件的凸面相反的一面具有至少一反曲点。

5.如权利要求3所述的影像撷取镜头，其特征在于，和该第三透镜组件的凸面相反的一面具有位于在该光轴和该第三透镜边缘之间的反曲点。

6.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第一透镜组件是凸凹透镜，该第二透镜组件是凸凹透镜，该四透镜组件是凹凸透镜,并且该第六透镜组件是凹凹透镜。

7.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第一透镜组件的屈光率为正,该第二透镜组件的屈光率为负,该第四透镜组件的屈光率为负,该第五透镜组件的屈光率为正，并且该第六透镜组件的屈光率为负。

8.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，20<V1/N1<35,V1是该第一透镜组件的阿贝数，并且N1是该第一透镜组件对于d光线的屈光率，其中该d光线是波长587.6nm的光线。

9.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，0.15<BFL/TTL<0.25,TTL是该第一透镜组件面向该影像撷取镜头物侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，并具BFL是该第六透镜组件面向该影像撷取镜头像侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离。

10.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，-2<f/f6<-0.5,f是该影像撷取镜头的焦长,并且f6是该第六透镜组件的焦长。

11.如权利要求1所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第三透镜组件,该第五透镜组件和该第六透镜组件的至少一透镜组件具有至少一非球面表面。

12.一种影像撷取镜头，其特征在于，从物侧至像侧沿着光轴依序包括:

第一透镜组件具有正屈光率，并且有凸面面向该影像撷取镜头的物侧，其中20<V1/N1<35,V1是该第一透镜组件的阿贝数，并且N1是该第一透镜组件对于d光线的屈光率，其中该d光线是波长587.6nm的光线；

第二透镜组件具有屈光率；

第三透镜组件具有屈光率；

第四透镜组件具有屈光率，其中有凹面面向该影像撷取镜头的物侧，和该凹面的相反面是凸面；

第五透镜组件具有正屈光率；

第六透镜组件具有负屈光率，其中有凹面面向该影像撷取镜头的像侧，并且该凹面有至少一反曲点，该第六透镜组件有至少一非球面表面。

13.如权利要求12项所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第一透镜组件是由玻璃制成，并且和该第一透镜组件该凸面的相反面是一表面。

14.如权利要求12项所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第六透镜组件的该凹面在光轴和该第六透镜组件边缘之间有反曲点。

15.如权利要求12项所述的影像撷取镜头，其特征在于，更包含:光圈在该影像撷取镜头的物侧端和该第一透镜组件之间。

16.一种影像撷取镜头，其特征在于，从物侧至像侧沿着光轴依序包括:

第一透镜组件具有正屈光率；

第二透镜组件具有屈光率；

第三透镜组件具有屈光率；

第四透镜组件具有屈光率；

第五透镜组件具有屈光率；并且

第六透镜组件具有屈光率；其中

20<V1/N1<35,

0.15<BFL/TTL<0.25,

-2<f/f6<-0.5,

-1<f3/f4<-0.5,

V1是该第一透镜组件的阿贝数，并且N1是该第一透镜组件对于d光线的屈光率，其中该d光线是波长587.6nm的光线，TTL是该第一透镜组件面向该影像撷取镜头物侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，并具BFL是该第六透镜组件面向该影像撷取镜头像侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，f是该影像撷取镜头的焦长,并且f6是该第六透镜组件的焦长，f3是该第三透镜组件的焦长，f4是该第四透镜组件的焦长。

17.一种影像撷取镜头，其特征在于，从物侧至像侧沿着光轴依序包括:

第一透镜组件具有屈光率；

第二透镜组件具有屈光率；

第三透镜组件具有正屈光率，并且有凸面面向该影像撷取镜头的像侧，并且有凹面相反于该凸面，该凹面在该光轴和该第三透镜组件边缘之间有反曲点；

第四透镜组件具有屈光率；

第五透镜组件具有屈光率；

第六透镜组件具有屈光率，其中

0.15<BFL/TTL<0.25,

TTL是该第一透镜组件面向该影像撷取镜头物侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离，并具BFL是该第六透镜组件面向该影像撷取镜头像侧的面，从该面沿光轴至影像感测组件的距离。

18.如权利要求17项所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第二透镜组件的凹面面向该影像撷取镜头的像侧，该第二透镜组件的该凹面是在该第三透镜组件的该凹面左侧，该第四透镜组件的凹面面向该影像撷取镜头的物侧，并且该第四透镜组件的该凹面是在该第三透镜组件的该凸面的右侧。

19.如权利要求18项所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第三透镜的该凹面有二反曲点。

20.如权利要求19项所述的影像撷取镜头，其特征在于，该第六透镜组件面向该影像撷取镜头像侧的面有反曲点位于该光轴和该第六透镜组件的边缘之间。