CN105759407A - 成像镜头 - Google Patents

Abstract

一种成像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光圈及第二透镜群。第一透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜及第二透镜，第一透镜具有负屈光力，第二透镜具有正屈光力。第二透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜，第三透镜具有负屈光力且包括凹面，此凹面朝向物侧，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有负屈光力，第六透镜具有正屈光力。成像镜头满足以下条件：0.23≤f/TL≤0.45，其中f为成像镜头的有效焦距，TL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离。

Description

成像镜头

技术领域

本发明有关于一种成像镜头。

背景技术

现今的消费型数字相机的发展趋势是不断朝向小型化发展，使得可交换镜头数字单眼相机也需往小型化发展。已知的数字单眼相机的成像镜头体积较大，已经无法满足现今的需求，需要有另一种新架构的成像镜头，才能同时满足小型化、大光圈、高分辨率的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的成像镜头体积较大的缺陷，提供一种成像镜头，其镜头总长度短小、光圈较大、具备高分辨率，但是仍具有良好的光学性能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种成像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光圈及第二透镜群。第一透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜及第二透镜，第一透镜具有负屈光力，第二透镜具有正屈光力。第二透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜，第三透镜具有负屈光力且包括凹面，此凹面朝向物侧，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有负屈光力，第六透镜具有正屈光力。成像镜头满足以下条件：0.23≤f/TL≤0.45，其中f为成像镜头的有效焦距，TL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离。

其中第一透镜群满足以下条件：|f/f₁|≤1；其中，f为成像镜头的有效焦距，f₁为第一透镜群的有效焦距。

其中第二透镜群满足以下条件：|(f₂-f)/f|≤0.093；其中，f₂为第二透镜群的有效焦距，f为成像镜头的有效焦距。

其中第一透镜群及第二透镜群满足以下条件：0.04≤|f₂/f₁|≤1；其中，f₁为第一透镜群的有效焦距，f₂为第二透镜群的有效焦距。

其中第一透镜群至少包括非球面透镜，第二透镜群至少包括非球面透镜。

其中第二透镜群至少包括二凸透镜。

其中于近距离对焦时第二透镜群沿着光轴方向移动。

其中于近距离对焦时第五透镜及第六透镜一起群沿着光轴方向移动。

本发明的成像镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光圈及第二透镜群。第一透镜群由第一透镜组成，此第一透镜具有负屈光力。第二透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜，第三透镜具有负屈光力且包括凹面，此凹面朝向物侧，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有负屈光力，第六透镜具有正屈光力。成像镜头满足以下条件：0.23≤f/TL≤0.45，其中f为成像镜头的有效焦距，TL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离。

其中第一透镜群满足以下条件：|f/f₁|≤1；其中，f为成像镜头的有效焦距，f₁为第一透镜群的有效焦距。

其中第二透镜群满足以下条件：|(f₂-f)/f|≤0.093；其中，f₂为第二透镜群的有效焦距，f为成像镜头的有效焦距。

其中第一透镜群及第二透镜群满足以下条件：0.04≤|f₂/f₁|≤1；其中，f₁为第一透镜群的有效焦距，f₂为第二透镜群的有效焦距。

其中第一透镜为非球面透镜，第二透镜群至少包括非球面透镜。

其中第二透镜群至少包括二凸透镜。

其中于近距离对焦时第二透镜群沿着光轴方向移动。

其中于近距离对焦时第五透镜及第六透镜一起群沿着光轴方向移动。

实施本发明的变焦镜头，具有以下有益效果：镜头总长度短小、光圈较大、具备高分辨率，但是仍具有良好的光学性能。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置示意图。

图2A是图1的成像镜头的纵向像差图。

图2B是图1的成像镜头的场曲图。

图2C是图1的成像镜头的畸变图。

图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。

图4A是图3的成像镜头的纵向像差图。

图4B是图3的成像镜头的场曲图。

图4C是图3的成像镜头的畸变图。

图5是依据本发明的成像镜头的第三实施例的透镜配置示意图。

图6A是图5的成像镜头的纵向像差图。

图6B是图5的成像镜头的场曲图。

图6C是图5的成像镜头的畸变图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。成像镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜群G11、光圈ST1及第二透镜群G12。第一透镜群G11沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11及第二透镜L12。第一透镜L11为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凹面，物侧面S11为球面表面，像侧面S12为非球面表面。第二透镜L12为凸凹透镜具有正屈光力，其物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面，物侧面S13与像侧面S14皆为球面表面。第二透镜群G12沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15及第六透镜L16。第三透镜L13为凹凸透镜具有负屈光力，其物侧面S16为凹面，像侧面S17为凸面，物侧面S16为球面表面，像侧面S17为非球面表面。第四透镜L14为凹凸透镜具有正屈光力，其物侧面S18为凹面，像侧面S19为凸面，物侧面S18为球面表面，像侧面S19为球面表面。第五透镜L15为凹凸透镜具有负屈光力，其物侧面S110为凹面，像侧面S111为凸面，物侧面S110与像侧面S111皆为球面表面。第六透镜L16为凹凸透镜具有正屈光力，其物侧面S112为凹面，像侧面S113为凸面，物侧面S112为非球面表面，像侧面S113为非球面表面。成像镜头1于近距离对焦时，第五透镜L15及第六透镜L16一起沿着光轴OA1的方向移动。

另外，为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能，第一实施例中的成像镜头1需满足底下四条件：

0.23≤f1/TL1≤0.45(1)

|f1/f1₁|≤1(2)

|(f1₂-f1)/f1|≤0.093(3)

0.04≤|f1₂/f1₁|≤1(4)

其中，f1为成像镜头1的有效焦距，TL1为第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的距离，f1₁为第一透镜群G11的有效焦距，f1₂为第二透镜群G12的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST1的设计，使得成像镜头1能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表，表一数据显示本实施例的成像镜头1的有效焦距等于14.3mm、光圈值等于2.45、镜头总长度等于43.96mm。

表一

表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰+Eh¹²

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～E：非球面系数。

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。

表二

第一实施例的成像镜头1，其有效焦距f1＝14.3mm，第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的距离TL1＝43.96mm，第一透镜群G11的有效焦距f1₁＝-47.38mm，第二透镜群G12的有效焦距f1₂＝14.5mm，由上述数据可得到f1/TL1＝0.36、|f1/f1₁|＝0.30、|(f1₂-f1)/f1|＝0.014、|f1₂/f1₁|＝0.31，皆能满足上述条件(1)至条件(4)的要求。

另外，第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至2C看出。图2A所示的，是第一实施例的成像镜头1的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图2B所示的，是第一实施例的成像镜头1的场曲(FieldCurvature)图。图2C所示的，是第一实施例的成像镜头1的畸变(Distortion)图。

由图2A可看出，第一实施例的成像镜头1对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.01mm至0.03mm之间。由图2B可看出，第一实施例的成像镜头1对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.08㎜至0.04㎜之间。由图2C可看出，第一实施例的成像镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-9％至0％之间。显见第一实施例的成像镜头1的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。成像镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜群G21、光圈ST2及第二透镜群G22。第一透镜群G21沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21及第二透镜L22。第一透镜L21为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S21为凸面，像侧面S22为凹面，物侧面S21为球面表面，像侧面S22为非球面表面。第二透镜L22为凸凹透镜具有正屈光力，其物侧面S23为凸面，像侧面S24为凹面，物侧面S23与像侧面S24皆为球面表面。第二透镜群G22沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25及第六透镜L26。第三透镜L23为双凹透镜具有负屈光力，其物侧面S26为非球面表面，像侧面S27为球面表面。第四透镜L24为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S28与像侧面S29皆为球面表面。第五透镜L25为凹凸透镜具有负屈光力，其物侧面S210为凹面，像侧面S211为凸面，物侧面S210与像侧面S211皆为球面表面。第六透镜L26为凹凸透镜具有正屈光力，其物侧面S212为凹面，像侧面S213为凸面，物侧面S212与像侧面S213皆为非球面表面。成像镜头2于近距离对焦时，第二透镜群G22沿着光轴OA2的方向移动。

另外，为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能，第二实施例中的成像镜头2需满足底下四条件：

0.23≤f2/TL2≤0.45(5)

|f2/f2₁|≤1(6)

|(f2₂-f2)/f2|≤0.093(7)

0.04≤|f2₂/f2₁|≤1(8)

其中，f2为成像镜头2的有效焦距，TL2为第一透镜L21的物侧面S21至成像面IMA2于光轴OA2上的距离，f2₁为第一透镜群G21的有效焦距，f2₂为第二透镜群G22的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST2的设计，使得成像镜头2能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表，表三数据显示本实施例的成像镜头2的有效焦距等于14.31mm、光圈值等于2.45、镜头总长度等于44.88mm。

表三

表三中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰+Eh¹²

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～E：非球面系数。

表四为表三中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。

表四

第二实施例的成像镜头2，其有效焦距f2＝14.31mm，第一透镜L21的物侧面S21至成像面IMA2于光轴OA2上的距离TL2＝44.88mm，第一透镜群G21的有效焦距f2₁＝-85mm，第二透镜群G22的有效焦距f2₂＝15.4mm，由上述数据可得到f2/TL2＝0.32、|f2/f2₁|＝0.17、|(f2₂-f2)/f2|＝0.076、|f2₂/f2₁|＝0.18，皆能满足上述条件(5)至条件(8)的要求。

另外，第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求，这可从图4A至4C看出。图4A所示的，是第二实施例的成像镜头2的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图4B所示的，是第二实施例的成像镜头2的场曲(FieldCurvature)图。图4C所示的，是第二实施例的成像镜头2的畸变(Distortion)图。

由图4A可看出，第二实施例的成像镜头2对波长为0.486μm、0.546μm、0.588μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.04mm至0.01mm之间。由图4B可看出，第二实施例的成像镜头2对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.09㎜至0.06㎜之间。由图4C可看出，第二实施例的成像镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-10％至0％之间。显见第二实施例的成像镜头2的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图5，图5是依据本发明的成像镜头的第三实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。成像镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜群G31、光圈ST3及第二透镜群G32。第一透镜群G31沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31及第二透镜L32。第一透镜L31为凸凹透镜具有负屈光力，其物侧面S31为凸面，像侧面S32为凹面，物侧面S31与像侧面S32皆为非球面表面。第二透镜L32为凸凹透镜具有正屈光力，其物侧面S33为凸面，像侧面S34为凹面，物侧面S33与像侧面S34皆为球面表面。第二透镜群G32沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第三透镜L33、第四透镜L34、第五透镜L35及第六透镜L36。第三透镜L33为凹凸透镜具有负屈光力，其物侧面S36为凹面，像侧面S37为凸面，物侧面S36与像侧面S37皆为球面表面。第四透镜L34为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S38与像侧面S39皆为球面表面。第五透镜L35为双凹透镜具有负屈光力，其物侧面S310与像侧面S311皆为球面表面。第六透镜L36为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S312与像侧面S13皆为非球面表面。成像镜头3于近距离对焦时，第五透镜L35及第六透镜L36一起沿着光轴OA3的方向移动。

另外，为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能，第三实施例中的成像镜头3需满足底下四条件：

0.23≤f3/TL3≤0.45(9)

|f3/f3₁|≤1(10)

|(f3₂-f3)/f3|≤0.093(11)

0.04≤|f3₂/f3₁|≤1(12)

其中，f3为成像镜头3的有效焦距，TL3为第一透镜L31的物侧面S31至成像面IMA3于光轴OA3上的距离，f3₁为第一透镜群G31的有效焦距，f3₂为第二透镜群G32的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST3的设计，使得成像镜头3能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表五为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表，表五数据显示本实施例的成像镜头3的有效焦距等于14.33mm、光圈值等于2.44、镜头总长度等于44.368mm。

表五

表五中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰+Eh¹²

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～E：非球面系数。

表六为表五中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。

表六

第三实施例的成像镜头3，其有效焦距f3＝14.33mm，第一透镜L31的物侧面S31至成像面IMA3于光轴OA3上的距离TL3＝44.368mm，第一透镜群G31的有效焦距f3₁＝-35.03mm，第二透镜群G32的有效焦距f3₂＝14.4mm，由上述数据可得到f3/TL3＝0.32、|f3/f3₁|＝0.41、|(f3₂-f3)/f3|＝0.005、|f3₂/f3₁|＝0.41，皆能满足上述条件(9)至条件(12)的要求。

另外，第三实施例的成像镜头3的光学性能也可达到要求，这可从图6A至6C看出。图6A所示的，是第三实施例的成像镜头3的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图6B所示的，是第三实施例的成像镜头3的场曲(FieldCurvature)图。图6C所示的，是第三实施例的成像镜头3的畸变(Distortion)图。

由图6A可看出，第三实施例的成像镜头3对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.01mm至0.06mm之间。由图6B可看出，第三实施例的成像镜头3对波长为0.588μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.07㎜至0.05㎜之间。由图6C可看出，第三实施例的成像镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-11％至0％之间。显见第三实施例的成像镜头3的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

上述实施例中，第一透镜群包括第一透镜及第二透镜，然而可以了解到，若第一透镜群改为由第一透镜组成，亦应属本发明的范畴。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种成像镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：

第一透镜群，该第一透镜群沿着该光轴从该物侧至该像侧依序包括第一透镜以及第二透镜，该第一透镜具有负屈光力，该第二透镜具有正屈光力；

光圈；以及

第二透镜群，该第二透镜群沿着该光轴从该物侧至该像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，该第三透镜具有负屈光力且包括凹面，该凹面朝向该物侧，该第四透镜具有正屈光力，该第五透镜具有负屈光力，该第六透镜具有正屈光力；

该成像镜头满足以下条件：

0.23≤f/TL≤0.45

其中，f为该成像镜头的有效焦距，TL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的距离。

2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜群满足以下条件：

|f/f₁|≤1

其中，f为该成像镜头的有效焦距，f₁为该第一透镜群的有效焦距。

3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第二透镜群满足以下条件：

|(f₂-f)/f|≤0.093

其中，f₂为该第二透镜群的有效焦距，f为该成像镜头的有效焦距。

4.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜群以及该第二透镜群满足以下条件：

0.04≤|f₂/f₁|≤1

其中，f₁为该第一透镜群的有效焦距，f₂为该第二透镜群的有效焦距。

5.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜群至少包括非球面透镜，该第二透镜群至少包括非球面透镜。

6.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该第二透镜群至少包括二凸透镜。

7.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，于近距离对焦时该第二透镜群沿着该光轴方向移动。

8.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，于近距离对焦时该第五透镜以及该第六透镜一起沿着该光轴方向移动。

9.一种成像镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：

第一透镜群，该第一透镜群由第一透镜组成，该第一透镜具有负屈光力；

光圈；以及

第二透镜群，该第二透镜群沿着该光轴从该物侧至该像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，该第三透镜具有负屈光力且包括凹面，该凹面朝向该物侧，该第四透镜具有正屈光力，该第五透镜具有负屈光力，该第六透镜具有正屈光力；

该成像镜头满足以下条件：

0.23≤f/TL≤0.45

其中，f为该成像镜头的有效焦距，TL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的距离。

10.如权利要求9所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜为非球面透镜，该第二透镜群至少包括非球面透镜。