CN108121050B - 成像镜头 - Google Patents

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CN108121050B CN201611064383.4A CN201611064383A CN108121050B CN 108121050 B CN108121050 B CN 108121050B CN 201611064383 A CN201611064383 A CN 201611064383A CN 108121050 B CN108121050 B CN 108121050B
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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、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为新月型透镜具有负屈光力。第二透镜为新月型透镜具有负屈光力。第三透镜、第四透镜及第六透镜为双凸透镜具有正屈光力。第五透镜为双凹透镜具有负屈光力。成像镜头满足以下条件：6<FEFL/BEFL<10，其中，FEFL为第一透镜、第二透镜及第三透镜的组合有效焦距，BEFL为第四透镜、第五透镜及第六透镜的组合有效焦距。

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
现今的成像镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化与大画角发展外，随着不同的应用需求，还需同时具备大光圈与抗环境温度变化的能力，现有的成像镜头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、大画角、大光圈及抗环境温度变化的需求。
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不能同时具备大光圈与抗环境温度变化的能力的缺陷，提供一种成像镜头，其光圈值较小，且具有抗环境温度变化的能力。
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、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为新月型透镜具有负屈光力。第二透镜为新月型透镜具有负屈光力。第三透镜、第四透镜及第六透镜为双凸透镜具有正屈光力。第五透镜为双凹透镜具有负屈光力。成像镜头满足以下条件：6<FEFL/BEFL<10，其中，FEFL为第一透镜、第二透镜及第三透镜的组合有效焦距，BEFL为第四透镜、第五透镜及第六透镜的组合有效焦距。
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、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为新月型透镜具有负屈光力。第二透镜为新月型透镜具有负屈光力。第三透镜、第四透镜及第六透镜为双凸透镜具有正屈光力。第五透镜为双凹透镜具有负屈光力。成像镜头满足以下条件：175<FOV/f<190；其中，FOV为成像镜头的全画角，此全画角的单位为度，f为成像镜头的有效焦距，此有效焦距的单位为mm。
其中成像镜头满足以下条件：HFOV≥175度；VFOV≥115度；其中，HFOV为成像镜头的水平画角，VFOV为成像镜头的垂直画角。
其中成像镜头满足以下条件：175<FOV/f<190；其中，FOV为成像镜头的全画角，此全画角的单位为度，f为成像镜头的有效焦距，此有效焦距的单位为mm。
其中成像镜头满足以下条件：1<TTL/D1<1.5；其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距，D1为第一透镜的有效直径。
其中成像镜头满足以下条件：Vd2-Vd3<5；其中，Vd2为第二透镜的阿贝系数，Vd3为第三透镜的阿贝系数。
其中第二透镜可更包括反曲点。
其中第二透镜、第三透镜、第五透镜及第六透镜由塑料材质制成。
其中第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜至少有一面为非球面表面或两个面皆为非球面表面。
本发明的成像镜头可更包括光圈，设置于第三透镜与第四透镜之间。
其中第一透镜的凸面朝向物侧凹面朝向像侧，第二透镜的凸面朝向物侧凹面朝向像侧。
实施本发明的成像镜头，具有以下有益效果：镜头总长度短小、画角较大、光圈值较小、抗环境温度变化，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。成像镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、光圈ST1、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16及滤光片OF1。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。
第一透镜L11为新月型透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凹面，物侧面S11与像侧面S12皆为球面表面。
第二透镜L12为新月型透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S13为凸面且具有二反曲点，像侧面S14为凹面，物侧面S13与像侧面S14皆为非球面表面。
第三透镜L13为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S15为凸面，像侧面S16为凸面，物侧面S15与像侧面S16皆为非球面表面。
第四透镜L14为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S18为凸面，像侧面S19为凸面，物侧面S18与像侧面S19皆为非球面表面。
第五透镜L15为双凹透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S110为凹面，像侧面S111为凹面，物侧面S110与像侧面S111皆为非球面表面。
第六透镜L16为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S112为凸面，像侧面S113为凸面，物侧面S112与像侧面S113皆为非球面表面。
滤光片OF1其物侧面S114与像侧面S115皆为平面。
另外，第一实施例中的成像镜头1满足底下任一条件：
6<FEFL1/BEFL1<10 (1)
HFOV1≥175度 (2)
VFOV1≥115度 (3)
175<FOV1/f1<190 (4)
1<TTL1/D11<1.5 (5)
Vd12-Vd13<5 (6)
其中，FEFL1为第一透镜L11、第二透镜L12及第三透镜L13的组合有效焦距，BEFL1为第四透镜L14、第五透镜L15及第六透镜L16的组合有效焦距，满足条件：5<FEFL1/BEFL1<10，可降低温度变化对成像质量的影响。HFOV1为成像镜头1的水平画角。VFOV1为成像镜头1的垂直画角。FOV1为成像镜头1的全画角，此全画角的单位为度，f1为成像镜头1的有效焦距，此有效焦距的单位为mm，满足条件：175<FOV1/f1<190，可抑制画面畸变。TTL1为第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的间距，此间距的单位为mm，D11为第一透镜L11的有效直径，满足条件：1<TTL1/D11<1.5，可抑制画面畸变。Vd12为第二透镜L12的阿贝系数，Vd13为第三透镜L13的阿贝系数，满足条件：Vd12-Vd13<5，可抑制周边色差。
利用上述透镜、光圈及满足条件(1)至条件(6)的设计，使得成像镜头1能有效的缩短镜头总长度、缩小光圈值、增大画角、有效的修正像差、降低温度变化对成像质量的影响。
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，第一实施例的成像镜头1的有效焦距等于1.029mm、光圈值等于2.016、镜头总长度等于13.5mm。
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
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～D：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～D为非球面系数。
表二
第一实施例的成像镜头1，其第一透镜L11、第二透镜L12及第三透镜L13的组合有效焦距FEFL1＝22.619mm，第四透镜L14、第五透镜L15及第六透镜L16的组合有效焦距BEFL1＝3.107mm，水平画角HFOV1＝180.1度，垂直画角VFOV1＝120度，全画角FOV＝189度，成像镜头1的有效焦距f1＝1.029mm，第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的间距TTL1＝13.5mm，第一透镜L11的有效直径D11＝10.454mm，第二透镜L12的阿贝系数Vd12＝25.6，第三透镜L13的阿贝系数Vd13＝23.3，由上述数据可得到FEFL1/BEFL1＝7.280、HFOV1＝180.1、VFOV1＝120、FOV1/f1＝183.673、TTL1/D11＝1.291、Vd12-Vd13＝2.3，皆能满足上述条件(1)至条件(6)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至图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(Longitudinal Aberration)图。图2B所示的，是第一实施例的成像镜头1的场曲(Field Curvature)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0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.03mm至0.015mm之间。
由图2B可看出，第一实施例的成像镜头1对波长为0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.05㎜至0.035㎜之间。
由图2C(图中的6条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，第一实施例的成像镜头1对波长为0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的畸变介于-100％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。成像镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、光圈ST2、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26及滤光片OF2。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。
第一透镜L21为新月型透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S21为凸面，像侧面S22为凹面，物侧面S21与像侧面S22皆为球面表面。
第二透镜L22为新月型透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S23为凸面且具有二反曲点，像侧面S24为凹面，物侧面S23与像侧面S24皆为非球面表面。
第三透镜L23为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S25为凸面，像侧面S26为凸面，物侧面S25与像侧面S26皆为非球面表面。
第四透镜L24为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S28为凸面，像侧面S29为凸面，物侧面S28与像侧面S29皆为非球面表面。
第五透镜L25为双凹透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S210为凹面，像侧面S211为凹面，物侧面S210与像侧面S211皆为非球面表面。
第六透镜L26为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S212为凸面，像侧面S213为凸面，物侧面S212与像侧面S213皆为非球面表面。
滤光片OF2其物侧面S214与像侧面S215皆为平面。
另外，第二实施例中的成像镜头2满足底下任一条件：
6<FEFL2/BEFL2<10 (7)
HFOV2≥175度 (8)
VFOV2≥115度 (9)
175<FOV2/f2<190 (10)
1<TTL2/D21<1.5 (11)
Vd22-Vd23<5 (12)
上述FEFL2、BEFL2、HFOV2、VFOV2、FOV2、f2、TTL2、D21、Vd22及Vd23的定义与第一实施例中FEFL1、BEFL1、HFOV1、VFOV1、FOV1、f1、TTL1、D11、Vd12及Vd13的定义相同，条件(7)至条件(12)的功用也与第一实施例中条件(1)至条件(6)的功用相同，在此皆不加以赘述。
利用上述透镜、光圈及满足条件(7)至条件(12)的设计，使得成像镜头2能有效的缩短镜头总长度、缩小光圈值、增大画角、有效的修正像差、降低温度变化对成像质量的影响。
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，第二实施例的成像镜头2的有效焦距等于1.041mm、光圈值等于2.017、镜头总长度等于13.5mm。
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
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～D：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～D为非球面系数。
表四
第二实施例的成像镜头2，其FEFL2＝27.628mm、BEFL2＝3.172mm、HFOV2＝180.2度、VFOV2＝121.8度、FOV2＝188.6度、f2＝1.041mm、TTL2＝13.5mm、D21＝10.065mm、Vd22＝25.6、Vd23＝23.3，由上述数据可得到FEFL2/BEFL2＝8.710、HFOV2＝180.2、VFOV2＝121.8、FOV2/f2＝181.172、TTL2/D21＝1.341、Vd22-Vd23＝2.3，皆能满足上述条件(7)至条件(12)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至图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(Longitudinal Aberration)图。图4B所示的，是第二实施例的成像镜头2的场曲(Field Curvature)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0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.025mm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0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.06㎜至0.04㎜之间。
由图4C(图中的6条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，第二实施例的成像镜头2对波长为0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的畸变介于-100％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。成像镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33、光圈ST3、第四透镜L34、第五透镜L35、第六透镜L36及滤光片OF3。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。
第一透镜L31为新月型透镜具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S31为凸面，像侧面S32为凹面，物侧面S31与像侧面S32皆为球面表面。
第二透镜L32为新月型透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S33为凸面且具有二反曲点，像侧面S34为凹面，物侧面S33与像侧面S34皆为非球面表面。
第三透镜L33为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S35为凸面，像侧面S36为凸面，物侧面S35与像侧面S36皆为非球面表面。
第四透镜L34为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S38为凸面，像侧面S39为凸面，物侧面S38与像侧面S39皆为非球面表面。
第五透镜L35为双凹透镜具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S310为凹面，像侧面S311为凹面，物侧面S310与像侧面S311皆为非球面表面。
第六透镜L36为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S312为凸面，像侧面S313为凸面，物侧面S312与像侧面S313皆为非球面表面。
滤光片OF3其物侧面S314与像侧面S315皆为平面。
另外，第三实施例中的成像镜头3满足底下任一条件：
6<FEFL3/BEFL3<10 (13)
HFOV3≥175度 (14)
VFOV3≥115度 (15)
175<FOV3/f3<190 (16)
1<TTL3/D31<1.5 (17)
Vd32-Vd33<5 (18)
上述FEFL3、BEFL3、HFOV3、VFOV3、FOV3、f3、TTL3、D31、Vd32及Vd33的定义与第一实施例中FEFL1、BEFL1、HFOV1、VFOV1、FOV1、f1、TTL1、D11、Vd12及Vd13相同，条件(13)至条件(18)的功用也与第一实施例中条件(1)至条件(6)的功用相同，在此皆不加以赘述。
利用上述透镜、光圈及满足条件(13)至条件(18)的设计，使得成像镜头3能有效的缩短镜头总长度、缩小光圈值、增大画角、有效的修正像差、降低温度变化对成像质量的影响。
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，第三实施例的成像镜头3的有效焦距等于1.046mm、光圈值等于2.016、镜头总长度等于13.5mm。
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
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～D：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～D为非球面系数。
表六
第三实施例的成像镜头3，其FEFL3＝24.682mm、BEFL3＝3.155mm、HFOV3＝180.2度、VFOV3＝120.0度、FOV3＝188.6度、f3＝1.046mm、TTL3＝13.5mm、D31＝10.452mm、Vd32＝25.6、Vd33＝23.3，由上述数据可得到FEFL3/BEFL3＝7.823、HFOV3＝180.2、VFOV3＝120.0、FOV3/f3＝180.306、TTL3/D31＝1.291、Vd32-Vd33＝2.3，皆能满足上述条件(13)至条件(18)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，这可从第6A至图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(Longitudinal Aberration)图。图6B所示的，是第三实施例的成像镜头3的场曲(Field Curvature)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0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.035mm至0.015mm之间。
由图6B可看出，第三实施例的成像镜头3对波长为0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.06㎜至0.04㎜之间。
由图6C(图中的6条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，第三实施例的成像镜头3对波长为0.455μm、0.502μm、0.614μm、0.558μm、0.661μm、0.950μm的光线所产生的畸变介于-100％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。

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由以下透镜组成：
第一透镜，该第一透镜为新月型透镜具有负屈光力；
第二透镜，该第二透镜为新月型透镜具有负屈光力；
第三透镜，该第三透镜为双凸透镜具有正屈光力；
第四透镜，该第四透镜为双凸透镜具有正屈光力；
第五透镜，该第五透镜为双凹透镜具有负屈光力；以及
第六透镜，该第六透镜为双凸透镜具有正屈光力；
其中该成像镜头满足以下条件：
6＜FEFL/BEFL＜10
其中，FEFL为该第一透镜、该第二透镜以及该第三透镜的组合有效焦距，BEFL为该第四透镜、该第五透镜以及该第六透镜的组合有效焦距。
2.一种成像镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序由以下透镜组成：
第一透镜，该第一透镜为新月型透镜具有负屈光力；
第二透镜，该第二透镜为新月型透镜具有负屈光力；
第三透镜，该第三透镜为双凸透镜具有正屈光力；
第四透镜，该第四透镜为双凸透镜具有正屈光力；
第五透镜，该第五透镜为双凹透镜具有负屈光力；以及
第六透镜，该第六透镜为双凸透镜具有正屈光力；
其中该成像镜头满足以下条件：
175＜FOV/f＜190
HFOV≥175度
VFOV≥115度；
其中，FOV为该成像镜头的全画角，该全画角的单位为度，f为该成像镜头的有效焦距，该有效焦距的单位为mm；HFOV为该成像镜头的水平画角；VFOV为该成像镜头的垂直画角。
3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
HFOV≥175度
VFOV≥115度；
其中，HFOV为该成像镜头的水平画角；VFOV为该成像镜头的垂直画角。
4.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
1＜TTL/D1＜1.5
其中，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的间距，D1为该第一透镜的有效直径。
5.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
Vd2-Vd3＜5
其中，Vd2为该第二透镜的阿贝系数，Vd3为该第三透镜的阿贝系数。
6.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该第二透镜更包括反曲点。
7.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜、该第五透镜以及该第六透镜由塑料材质制成。
8.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜以及该第六透镜至少有一面为非球面表面或两个面皆为非球面表面。
9.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，更包括光圈，设置于该第三透镜与该第四透镜之间。
10.如权利要求1或2所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧，该第二透镜的凸面朝向该物侧凹面朝向该像侧。
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