CN109407264A - 薄型镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄型镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。第一透镜具有正屈光力且包括凸面朝向像侧。第二透镜具有正屈光力且包括凹面朝向像侧。第三透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧及凸面朝向像侧。第四透镜具有正屈光力。其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

Description

薄型镜头
技术领域
本发明有关于一种薄型镜头。
背景技术
现今的薄型镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化与高分辨率发展外，随着不同的应用需求，还需具备抗环境温度变化的能力，现有的薄型镜头已经无法满足现今的需求，需要有另一种新架构的薄型镜头，才能同时满足小型化、高分辨率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，针对现有技术中的薄型镜头的上述缺陷，提供一种薄型镜头，其镜头总长度短小、分辨率较高、抗环境温度变化，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，提供一种薄型镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜。第一透镜具有正屈光力且包括凸面朝向像侧。第二透镜具有正屈光力且包括凹面朝向像侧。第三透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧及凸面朝向像侧。第四透镜具有正屈光力。其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
本发明的薄型镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光圈及第四透镜。第一透镜具有正屈光力且包括凸面朝向像侧。第二透镜具有正屈光力且包括凸面朝向物侧及凹面朝向像侧。第三透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧及凸面朝向像侧。第四透镜具有正屈光力。其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、光圈及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
其中第一透镜可更包括凸面朝向物侧，其中薄型镜头满足以下条件：f234>0；其中，f234为第二透镜、第三透镜及第四透镜的组合的有效焦距。
本发明的薄型镜头可更包括光圈设置于第三透镜与第四透镜之间。
其中第一透镜可更包括凸面朝向物侧。
其中第四透镜包括凸面朝向物侧及凹面朝向像侧。
其中薄型镜头满足以下条件：0.3＜SL/TTL＜0.8；其中，SL为光圈至成像面于光轴上的间距，TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距。
其中薄型镜头满足以下条件：0＜f234/f4＜1；其中，f234为第二透镜、第三透镜及第四透镜的组合的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距。
其中薄型镜头满足以下条件：0＜(f1+f3)/(f2+f4)＜10；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距。
其中薄型镜头满足以下条件：R12/f1<0；其中，R12为第一透镜的像侧面的曲率半径，f1为第一透镜的有效焦距。
其中薄型镜头满足以下条件：0<f234<30；其中，f234为第二透镜、第三透镜及第四透镜的组合的有效焦距。
其中薄型镜头满足以下条件：0.3＜SL/TTL＜0.65；其中，SL为光圈至成像面于光轴上的间距，TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距。
其中薄型镜头满足以下条件：-30<R12/f1<0；其中，R12为第一透镜的像侧面的曲率半径，f1为第一透镜的有效焦距。
实施本发明的薄型镜头，具有以下有益效果：其镜头总长度短小、分辨率较高、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是依据本发明的薄型镜头的第一实施例的透镜配置示意图。
图2A是依据本发明的薄型镜头的第一实施例的场曲(Field Curvature)图。
图2B是依据本发明的薄型镜头的第一实施例的畸变(Distortion)图。
图 2C是依据本发明的薄型镜头的第一实施例的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。
图3是依据本发明的薄型镜头的第二实施例的透镜配置示意图。
图4A是依据本发明的薄型镜头的第二实施例的场曲(Field Curvature)图。
图4B是依据本发明的薄型镜头的第二实施例的畸变(Distortion)图。
图 4C是依据本发明的薄型镜头的第二实施例的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是依据本发明的薄型镜头的第一实施例的透镜配置示意图。薄型镜头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为双凸透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面，物侧面S11与像侧面S12皆为球面表面。
第二透镜L12为弯月型透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，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。
第三透镜L13为弯月型透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S15为凹面，像侧面S16为凸面，物侧面S15与像侧面S16皆为球面表面。
第四透镜L14为弯月型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为凹面，物侧面S18与像侧面S19皆为球面表面。
滤光片OF1其物侧面S110与像侧面S111皆为平面。
另外，第一实施例中的薄型镜头1至少满足底下其中一条件：
其中，f11为第一透镜L11的有效焦距，f12为第二透镜L12的有效焦距，f13为第三透镜L13的有效焦距，f14为第四透镜L14的有效焦距，f1234为第二透镜L12、第三透镜L13及第四透镜L14的组合的有效焦距，SL1为光圈ST1至成像面IMA1于光轴OA1上的间距，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，R112为第一透镜L11的像侧面S12的曲率半径。
利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(8)其中一条件的设计，使得薄型镜头1能有效的缩短镜头总长度、修正像差、提升分辨率、抗环境温度变化。
表一为图1中薄型镜头1的各透镜的相关参数表，表一数据显示，第一实施例的薄型镜头1的有效焦距等于9.021mm、光圈值等于5.6、镜头总长度等于13.7974mm、视场等于29度。
表一
表二为条件(1)至条件(8)中各参数值及条件(1)至条件(8)的计算值，由表二可知，第一实施例的薄型镜头1皆能满足条件(1)至条件(8)的要求。
表二
另外，第一实施例的薄型镜头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，是第一实施例的薄型镜头1的场曲(Field Curvature)图。图2B所示的，是第一实施例的薄型镜头1的畸变(Distortion)图。图2C所示的，是第一实施例的薄型镜头1的调变转换函数(Modulation Transfer Function)图。
由图2A可看出，第一实施例的薄型镜头1对波长为0.810μm、0.830μm、0.850μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.01㎜至0.045㎜之间。
由图2B(图中的3条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，第一实施例的薄型镜头1对波长为0.810μm、0.830μm、0.850μm的光线所产生的畸变介于-0.7％至0％之间。
由图2C可看出，第一实施例的薄型镜头1对波长范围介于0.810μm至0.850μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向，视场高度分别为1.3608mm、1.8144mm、2.2680mm、2.4000mm，空间频率介于0lp/mm至200lp/mm，其调变转换函数值介于0.0至1.0之间。
显见第一实施例的薄型镜头1的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
请参阅图3，图3是依据本发明的薄型镜头的第二实施例的透镜配置示意图。薄型镜头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为双凸透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S21为凸面，像侧面S22为凸面，物侧面S21与像侧面S22皆为非球面表面。
第二透镜L22为弯月型透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S23为凸面，像侧面S24为凹面，物侧面S23与像侧面S24皆为非球面表面。
第三透镜L23为弯月型透镜具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S25为凹面，像侧面S26为凸面，物侧面S25与像侧面S26皆为球面表面。
第四透镜L24为弯月型透镜具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S28为凸面，像侧面S29为凹面，物侧面S28与像侧面S29皆为非球面表面。
滤光片OF2其物侧面S210与像侧面S211皆为平面。
另外，第二实施例中的薄型镜头2至少满足底下其中一条件：
上述f21、f22、f23、f24、f2234、SL2、TTL2及R212的定义与第一实施例中f11、f12、f13、f14、f1234、SL1、TTL1及R112的定义相同，在此皆不加以赘述。
利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(9)至条件(16)其中一条件的设计，使得薄型镜头2能有效的缩短镜头总长度、修正像差、提升分辨率、抗环境温度变化。
表三为图3中薄型镜头2的各透镜的相关参数表，表三数据显示，第二实施例的薄型镜头2的有效焦距等于9.673mm、光圈值等于3.6、镜头总长度等于13.7974mm、视场等于27度。
表三
表三中各个透镜之非球面表面凹陷度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
表五为条件(9)至条件(18)中各参数值及条件(9)至条件(18)的计算值，由表五可知，第二实施例的薄型镜头2皆能满足条件(9)至条件(18)的要求。
表五
另外，第二实施例的薄型镜头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，是第二实施例的薄型镜头2的场曲(Field Curvature)图。图4B所示的，是第二实施例的薄型镜头2的畸变(Distortion)图。图4C所示的，是第二实施例的薄型镜头2的调变转换函数(Modulation Transfer Function)图。
由图4A可看出，第二实施例的薄型镜头2对波长为0.810μm、0.830μm、0.850μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.02㎜至0.08㎜之间。
由图4B(图中的3条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，第二实施例的薄型镜头2对波长为0.810μm、0.830μm、0.850μm的光线所产生的畸变介于0％至0.5％之间。
由图4C可看出，第二实施例的薄型镜头2对波长范围介于0.810μm至0.850μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向，视场高度分别为1.3608mm、1.8144mm、2.2680mm、2.4000mm，空间频率介于0lp/mm至200lp/mm，其调变转换函数值介于0.03至1.0之间。
显见第二实施例的薄型镜头2的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
上述实施例中第三透镜皆由玻璃材质制成，然而可以了解到，若第三透镜改由塑料材质制成，亦应属本发明的范畴。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，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，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种薄型镜头，其特征在于，包括：
第一透镜具有正屈光力，该第一透镜包括凸面朝向像侧；
第二透镜具有正屈光力，该第二透镜包括凹面朝向该像侧；
第三透镜具有正屈光力，该第三透镜包括凹面朝向物侧以及凸面朝向该像侧；以及
第四透镜具有正屈光力；
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜沿着光轴从该物侧至该像侧依序排列。
2.根据权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第二透镜包括凸面朝向物侧，该薄型镜头更包括光圈设置于该第三透镜与该第四透镜之间。
3.如权利要求2所述的薄型镜头，其特征在于，该第一透镜更包括凸面朝向该物侧，该薄型镜头满足以下条件：
f234>0；
其中，f234为该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜的组合的有效焦距。
4.如权利要求1所述的薄型镜头，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。
5.如权利要求1所述的薄型镜头，其特征在于，该第一透镜更包括凸面朝向该物侧。
6.如权利要求1至5中任一项所述的薄型镜头，其特征在于，该第四透镜包括凸面朝向该物侧以及凹面朝向该像侧。
7.如权利要求2至4中任一项所述的薄型镜头，其特征在于，该薄型镜头满足以下条件：
0.3＜SL/TTL＜0.8；
其中，SL为该光圈至成像面于该光轴上的间距，TTL为该第一透镜的物侧面至该成像面于该光轴上的间距。
8.如权利要求1至5中任一项所述的薄型镜头，其特征在于，该薄型镜头满足以下条件：
0＜f234/f4＜1；
其中，f234为该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜的组合的有效焦距，f4为该第四透镜的有效焦距。
9.如权利要求1至5中任一项所述的薄型镜头，其特征在于，该薄型镜头满足以下条件：
0＜(f1+f3)/(f2+f4)＜10；
其中，f1为该第一透镜的有效焦距，f2为该第二透镜的有效焦距，f3为该第三透镜的有效焦距，f4为该第四透镜的有效焦距。
10.如权利要求1至5中任一项所述的薄型镜头，其特征在于，该薄型镜头满足以下条件：
R12/f1<0；
其中，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径，f1为该第一透镜的有效焦距。
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