CN110045490B - 一种成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成像镜头，包括：具有屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；具有正屈折力的第二透镜；具有屈折力的第三透镜；具有负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；具有屈折力的第五透镜，其像侧在靠近光轴处的表面为凸面；具有正屈折力的第六透镜，其物侧表面为凸面。本发明中的成像镜头，通过采用六片具有特定屈折力的镜片，并且第四透镜、第五透镜和第六透镜采用特定的表面形状及其搭配，缩小了镜头在成像面上的主光线入射角。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种成像镜头。
背景技术
镜头是光学成像系统中的重要组成部分，是现在手机等终端的标配之一。近几年，随着移动信息技术的不断发展，手机的需求量不断增加，同时为了追求更佳的成像效果，目前手机上搭载的镜头数量越来越多。
现有技术当中，目前手机用的成像镜头，其成像面上的主光线入射角通常大于30°，限定了图像传感器的选择范围，影响手机拍照图像品质的提升，不能满足人们对手机拍照要求日益提高的需求。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种成像镜头，以解决现有技术当中成像镜头在成像面上的主光线入射角较大的技术问题。
根据本发明实施例当中的一种成像镜头，从物侧到成像面依次包括：
具有屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜；
具有屈折力的第三透镜；
具有负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；
具有屈折力的第五透镜，其像侧在靠近光轴处的表面为凸面；
具有正屈折力的第六透镜，其物侧表面为凸面。
另外，根据本发明实施例中的成像镜头，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
-3<(R7+R8)/(R7-R8)<2
其中，R7表示所述第四透镜物侧表面的曲率半径，R8表示所述第四透镜像侧表面的曲率半径。满足本条件式时，有利于缩短镜头的总长，当超过本条件式的下限值时，不易于成型，对于轴外光线，将会发生高阶像差，性能恶化，当超过本条件式的上限值时，场曲、慧差的修正比较困难。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0<R1/f<0.5
其中，R1表示所述第一透镜物侧表面的曲率半径，f表示所述成像镜头的焦距。当超过本条件式的下限值时，屈折力变大，偏芯敏感度变大；当超过本条件式的上限值时，屈折力变小，不利于维持小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
5<R9/CT10+R10/CT10<10
其中，R9表示所述第五透镜物侧表面的曲率半径，R10表示所述第五透镜像侧表面的曲率半径，CT10表示所述第五透镜的中心厚度。当超过本条件式的下限值时，对于轴外光线，将会发生高阶像差，性能恶化；当超过本条件式的上限值时，场曲、慧差的修正比较困难，偏芯敏感度变大。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0＜CT2/CT1＜2
其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度。满足本条件式可有效地缩短镜头的光学总长，促进镜头小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0<R11/R12<1.5
其中，R11表示所述第六透镜物侧表面的曲率半径，R12表示所述第六透镜像侧表面的曲率半径。当超过本条件式的下限值时，R8的屈折力变大，不利于确保周边性能，偏芯敏感度变大；当超过本条件式的下限值时，场曲的修正比较困难。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
1.5<Td/ImgH<2.5
其中，Td表示所述第一透镜物侧面到所述第六透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH表示所述成像镜头在成像面上的半像高。满足本条件式可有效地缩短镜头的光学总长，促进镜头小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
-2<f6/f5<2
其中，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。当超过本条件式的下限值时，场曲和畸变朝负方向过分增大，较正困难；当超过本条件式的上限值时，场曲和畸变朝正方向过分增大，较正困难。
进一步地，各透镜均为非球面镜片，且非球面镜片的面型表达式为：
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率半径，k为圆锥系数conic，A2i为第2i阶的非球面面型系数。
进一步地，所述成像镜头的主光线入射角小于10°。
本发明中的成像镜头，通过采用六片具有特定屈折力的镜片，并且第四透镜、第五透镜和第六透镜采用特定的表面形状及其搭配，从而缩小了镜头在成像面上的的主光线入射角。
附图说明
图1a为本发明第一实施例中的成像镜头的结构示意图；
图1b为本发明第一实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图；
图1c为本发明第一实施例中的成像镜头的横向色差曲线图；
图1d为本发明第一实施例中的成像镜头的场曲和畸变曲线图；
图2a为本发明第二实施例中的成像镜头的结构示意图；
图2b为本发明第二实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图；
图2c为本发明第二实施例中的成像镜头的横向色差曲线图；
图2d为本发明第二实施例中的成像镜头的场曲和畸变曲线图；
图3a为本发明第三实施例中的成像镜头的结构示意图；
图3b为本发明第三实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图；
图3c为本发明第三实施例中的成像镜头的横向色差曲线图；
图3d为本发明第三实施例中的成像镜头的场曲和畸变曲线图；
图4a为本发明第四实施例中的成像镜头的结构示意图；
图4b为本发明第四实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图；
图4c为本发明第四实施例中的成像镜头的横向色差曲线图；
图4d为本发明第四实施例中的成像镜头的场曲和畸变曲线图；
图5a为本发明第五实施例中的成像镜头的结构示意图；
图5b为本发明第五实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图；
图5c为本发明第五实施例中的成像镜头的横向色差曲线图；
图5d为本发明第五实施例中的成像镜头的场曲和畸变曲线图；
主要元件符号说明：
| 光阑 | 1 | 第一透镜 | 2 |
| 第二透镜 | 3 | 第三透镜 | 4 |
| 第四透镜 | 5 | 第五透镜 | 6 |
| 第六透镜 | 7 | 平板玻璃 | 8 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请参阅图1a，所示为本发明第一实施例中的成像镜头，从物侧到成像面依次包括光阑1、具有屈折力的第一透镜2、具有正屈折力的第二透镜3、具有屈折力的第三透镜4、具有负屈折力的第四透镜5、具有屈折力的第五透镜6、具有正屈折力的第六透镜7、以及平板玻璃8。其中，第一透镜2的物侧表面为凸面，第四透镜5的物侧表面为凹面，像侧表面为凸面，第五透镜6的像侧在靠近光轴处的表面为凸面，第六透镜7的物侧表面为凸面。
在本实施例当中，第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5以及第六透镜7均为非球面镜片，且非球面镜片的面型表达式为：
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率半径，k为圆锥系数conic，A2i为第2i阶的非球面面型系数，∑A2ih2i＝A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16，A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16的值见下文表格所示。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
-3.0<(R7+R8)/(R7-R8)<2……………(1)
其中，R7表示所述第四透镜物侧表面的曲率半径，R8表示所述第四透镜像侧表面的曲率半径。满足条件式(1)时，有利于缩短镜头的总长，当超过条件式(1)的下限值时，不易于成型，对于轴外光线，将会发生高阶像差，性能恶化，当超过条件式(1)的上限值时，场曲、慧差的修正比较困难。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0<R1/f<0.5……………(2)
其中，R1表示所述第一透镜物侧表面的曲率半径，f表示所述成像镜头的焦距。当超过条件式(2)的下限值时，屈折力变大，偏芯敏感度变大；当超过本条件式(2)的上限值时，屈折力变小，不利于维持小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
5<R9/CT10+R10/CT10<10……………(3)
其中，R9表示所述第五透镜物侧表面的曲率半径，R10表示所述第五透镜像侧表面的曲率半径，CT10表示所述第五透镜的中心厚度。当超过条件式(3)的下限值时，对于轴外光线，将会发生高阶像差，性能恶化；当超过条件式(3)的上限值时，场曲、慧差的修正比较困难，偏芯敏感度变大。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0＜CT2/CT1＜2……………(4)
其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度。满足条件式(4)可有效地缩短镜头的光学总长，促进镜头小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
0<R11/R12<1.5……………(5)
其中，R11表示所述第六透镜物侧表面的曲率半径，R12表示所述第六透镜像侧表面的曲率半径。当超过本条件式的下限值时，R8的屈折力变大，不利于确保周边性能，偏芯敏感度变大；当超过条件式(5)的下限值时，场曲的修正比较困难。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
1.5<Td/ImgH<2.5……………(6)
其中，Td表示所述第一透镜物侧面到所述第六透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH表示所述成像镜头在成像面上的半像高。满足条件式(6)可有效地缩短镜头的光学总长，促进镜头小型化。
进一步地，所述成像镜头满足条件式：
-2<f6/f5<2……………(7)
其中，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。当超过条件式(7)的下限值时，场曲和畸变朝负方向过分增大，较正困难；当超过条件式(7)的上限值时，场曲和畸变朝正方向过分增大，较正困难。
请参阅表1-1，所示为本实施例当中的成像镜头中各个镜片的相关参数。
表1-1：
请参阅表1-2，所示为本实施例中的成像镜头的各非球面的面型系数。
表1-2：
请查阅图1b、1c、1d，所示为在本实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图、横向色差曲线图、场曲和畸变曲线图，由1b至1d可以看出，轴上点球差色差、横向色差、场曲及畸变都被良好校正。
综上，本实施例当中的成像镜头，通过采用六片具有特定屈折力的镜片，并且第四透镜5、第五透镜6和第六透镜7采用特定的表面形状及其搭配，并使成像镜头满足上述关系式(1)-(7)，从而缩小镜头在成像面上的的主光线入射角。此外，成像镜头各透镜均采用非球面镜片，采用非球面镜片有以下几个优点：
1.使系统具有更好的成像质量；
2.使系统更为紧凑；
3.使系统总长更短。
实施例2
请参阅图2a，所示为本发明第二实施例当中的成像镜头，本实施例当中的成像镜头与第一实施例当的成像镜头的不同之处在于，本实施例当中的成像镜头采用以下表2-1和表2-2所示的镜片参数。
请参阅表2-1，所示为本实施例当中的成像镜头中各个镜片的相关参数。
表2-1：
请参阅表2-2，所示为本实施例中的成像镜头的各非球面的面型系数。
表2-2：
请查阅图2b、2c、2d，所示为在本实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图、横向色差曲线图、场曲和畸变曲线图，由2b至2d可以看出，轴上点球差色差、横向色差、场曲及畸变都被良好校正。
实施例3
请参阅图3a，所示为本发明第三实施例当中的成像镜头，本实施例当中的成像镜头与第一实施例当的成像镜头的不同之处在于，光阑1布置在第一透镜2和第二透镜3之间，并且本实施例当中的成像镜头采用以下表3-1和表3-2所示的镜片参数。
请参阅表3-1，所示为本实施例当中的成像镜头中各个镜片的相关参数。
表3-1：
请参阅表3-2，所示为本实施例中的成像镜头的各非球面的面型系数。
表3-2：
请查阅图3b、3c、3d，所示为在本实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图、横向色差曲线图、场曲和畸变曲线图，由3b至3d可以看出，轴上点球差色差、横向色差、场曲及畸变都被良好校正。
实施例4
请参阅图4a，所示为本发明第四实施例当中的成像镜头，本实施例当中的成像镜头与第一实施例当的成像镜头的不同之处在于，光阑1布置在第一透镜2和第二透镜3之间，并且本实施例当中的成像镜头采用以下表4-1和表4-2所示的镜片参数。
请参阅表4-1，所示为本实施例当中的成像镜头中各个镜片的相关参数。
表4-1：
| 表面序号 | 表面名称 | r | d | nd | Vd |
| 1 | 物 | — | — | ||
| 2 | 第一透镜物侧面 | 1.474 | 0.634 | ||
| 3 | 第一透镜像侧面 | 0.912 | 0.664 | 1.544 | 55.951 |
| 4 | 光阑 | — | -0.004 | ||
| 5 | 第二透镜物侧面 | 9.527 | 0.565 | 1.544 | 55.951 |
| 6 | 第二透镜像侧面 | -3.219 | 0.494 | ||
| 7 | 第三透镜物侧面 | 4.887 | 0.935 | 1.544 | 55.951 |
| 8 | 第三透镜像侧面 | -3.605 | 0.184 | ||
| 9 | 第四透镜物侧面 | -1.572 | 0.332 | 1.640 | 23.529 |
| 10 | 第四透镜像侧面 | -5.462 | 1.193 | ||
| 11 | 第五透镜物侧面 | 11.395 | 0.966 | 1.544 | 55.951 |
| 12 | 第五透镜像侧面 | -3.022 | 0.060 | ||
| 13 | 第六透镜物侧面 | 2.023 | 0.971 | 1.544 | 55.951 |
| 14 | 第六透镜像侧面 | 1.530 | 0.600 | ||
| 15 | 平板玻璃物侧面 | — | 0.435 | 1.517 | 64.198 |
| 16 | 平板玻璃像侧面 | — | 0.400 | ||
| 17 | 像面 | — | — |
请参阅表4-2，所示为本实施例中的成像镜头的各非球面的面型系数。
表4-2：
请查阅图4b、4c、4d，所示为在本实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图、横向色差曲线图、场曲和畸变曲线图，由4b至4d可以看出，轴上点球差色差、横向色差、场曲及畸变都被良好校正。
实施例5
请参阅图5a，所示为本发明第五实施例当中的成像镜头，本实施例当中的成像镜头与第一实施例当的成像镜头的不同之处在于，本实施例当中的成像镜头采用以下表5-1和表5-2所示的镜片参数。
请参阅表5-1，所示为本实施例当中的成像镜头中各个镜片的相关参数。
表5-1：
请参阅表5-2，所示为本实施例中的成像镜头的各非球面的面型系数。
表5-2：
请查阅图5b、5c、5d，所示为在本实施例中的成像镜头的轴上点球差色差曲线图、横向色差曲线图、场曲和畸变曲线图，由5b至5d可以看出，轴上点球差色差、横向色差、场曲及畸变都被良好校正。
请参阅表6，所示为上述五个实施例中各自对应的光学特性及每个条件式对应的数值，光学特性包括系统焦距f、光圈数F#、光学总长TTL、及主光线入射角CRA。
表6：
| 光学特性或条件式 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| f(mm) | 3.860 | 3.847 | 3.877 | 3.880 | 2.7439 |
| F# | 2.415 | 2.434 | 2.551 | 2.205 | 2.49 |
| TTL(mm) | 6.147 | 6.154 | 6.345 | 8.430 | 4.332 |
| CRA | <8.301° | <8.338° | <8.846° | <8.262° | <7.6° |
| (R<sub>7</sub>+R<sub>8</sub>)/(R<sub>7</sub>-R<sub>8</sub>) | -1.470 | -1.266 | -1.825 | -1.808 | -1.318 |
| R<sub>1</sub>/f | 0.334 | 0.343 | 0.325 | 0.380 | 0.292 |
| R<sub>9</sub>/CT<sub>10</sub>+R<sub>10</sub>/CT<sub>10</sub> | 4.168 | 4.258 | 5.745 | 8.666 | -1.959 |
| CT<sub>2</sub>/CT<sub>1</sub> | 1.620 | 1.510 | 1.491 | 0.891 | 1.658 |
| R<sub>11</sub>/R<sub>12</sub> | 0.106 | 0.122 | 0.329 | 1.322 | -0.147 |
| Td/ImgH | 1.595 | 1.577 | 1.527 | 2.079 | 1.043 |
| f<sub>6</sub>/f<sub>5</sub> | 0.866 | 0.722 | 1.078 | -0.121 | 0.856 |
综合上述实施例，成像镜头的主光线入射角CRA均达到了小于10°，相比于现有技术，缩小了镜头在成像面上的主光线入射角。此外，以上各实施例中的成像镜头均可运用在手机、平板等终端上。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种成像镜头，其特征在于，从物侧到成像面依次包括：
具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜；
具有负屈折力的第四透镜，其物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；
具有正屈折力的第五透镜，其像侧在靠近光轴处的表面为凸面；
具有正屈折力的第六透镜，其物侧表面为凸面；
所述成像镜头满足条件式：
0<R11/R12<1.5
其中，R11表示所述第六透镜物侧表面的曲率半径，R12表示所述第六透镜像侧表面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
-3.0<(R7+R8)/(R7-R8)<2
其中，R7表示所述第四透镜物侧表面的曲率半径，R8表示所述第四透镜像侧表面的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
0<R1/f<0.5
其中，R1表示所述第一透镜物侧表面的曲率半径，f表示所述成像镜头的焦距。
4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
5<R9/CT10+R10/CT10<10
其中，R9表示所述第五透镜物侧表面的曲率半径，R10表示所述第五透镜像侧表面的曲率半径，CT10表示所述第五透镜的中心厚度。
5.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
0＜CT2/CT1＜2
其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度。
6.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
1.5<Td/ImgH<2.5
其中，Td表示所述第一透镜物侧面到所述第六透镜像侧面在光轴上的距离，ImgH表示所述成像镜头在成像面上的半像高。
7.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足条件式：
-2<f6/f5<2
其中，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距。
8.根据权利要求1-7任一项所述的成像镜头，其特征在于，各透镜均为非球面镜片。
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