CN114185149A - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜具有负屈光力且包括一凹面朝向像侧。第二透镜具有正屈光力且包括一凸面朝向物侧。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有负屈光力。第五透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第六透镜具有正屈光力且包括一凹面朝向像侧。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沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第三透镜与第四透镜之间包括空气间隔。

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，除了不断朝向大光圈发展外，随着不同的应用需求，还需具备高分辨率及抗环境温度变化的特性，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，才能同时满足大光圈、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，针对现有技术中的成像镜头无法同时满足大光圈、高分辨率及抗环境温度变化的需求的缺陷，提供一种成像镜头，其光圈值较小、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，提供一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜具有负屈光力且包括一凹面朝向像侧。第二透镜具有正屈光力且包括一凸面朝向物侧。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有负屈光力。第五透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第六透镜具有正屈光力且包括一凹面朝向像侧。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沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第三透镜与第四透镜之间包括空气间隔。
其中第一透镜可更包括另一凹面朝向物侧，第二透镜可更包括另一凸面朝向像侧，第三透镜为双凸透镜且包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜为双凹透镜且包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧，第五透镜包括一凹面朝向物侧及一凸面朝向像侧，第六透镜可更包括一凸面朝向物侧。
其中第一透镜可更包括一凸面朝向物侧，第二透镜可更包括一凹面朝向像侧，第三透镜为双凸透镜且包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜为双凹透镜且包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧，第五透镜包括一凹面朝向物侧及一凸面朝向像侧，第六透镜可更包括一凸面朝向物侧。
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、第二透镜以及第三透镜包括至少一玻璃球面透镜，第四透镜、第五透镜以及第六透镜包括至少一玻璃球面透镜。
其中成像镜头满足以下条件：120＜Vd1+Vd3＜140；其中，Vd1为第一透镜的阿贝系数，Vd3为第三透镜的阿贝系数。
其中成像镜头满足以下条件：0.4＜(f3+f4)/f＜0.62；其中，f3为第三透镜的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距，f为成像镜头的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件：-7＜R22/R21＜48；其中，R21为第二透镜的物侧面的曲率半径，R22为第二透镜的像侧面的曲率半径。
其中成像镜头满足以下条件：6mm＜f4+f6＜12mm；其中，f4为第四透镜的有效焦距，f6为第六透镜的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件：3.9＜TTL/BFL＜6；其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距，BFL为第六透镜的像侧面至成像面于光轴上的间距。
其中成像镜头满足以下条件：0.05＜f123/f456＜0.22；其中，f123为第一透镜、第二透镜及第三透镜的组合有效焦距，f456为第四透镜、第五透镜及第六透镜的组合有效焦距。
实施本发明的成像镜头，具有以下有益效果：其光圈值较小、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是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。
图2A是依据本发明的成像镜头的第一实施例的场曲(Field Curvature)图。
图2B是依据本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(Distortion)图。
图2C是依据本发明的成像镜头的第一实施例的调变转换函数(ModulationTransfer Function)图。
图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。
图4A是依据本发明的成像镜头的第二实施例的场曲图。
图4B是依据本发明的成像镜头的第二实施例的畸变图。
图4C是依据本发明的成像镜头的第二实施例的调变转换函数图。
图5是依据本发明的成像镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。
图6A系依据本发明的成像镜头的第三实施例的场曲图。
图6B是依据本发明的成像镜头的第三实施例的畸变图。
图6C是依据本发明的成像镜头的第三实施例的调变转换函数图。
图7是依据本发明的成像镜头的第四实施例的透镜配置示意图。
图8A是依据本发明的成像镜头的第四实施例的纵向像差(LongitudinalAberration)图
图8B是依据本发明的成像镜头的第四实施例的场曲图。
图8C是依据本发明的成像镜头的第四实施例的畸变图。
图8D是依据本发明的成像镜头的第四实施例的横向色差(Lateral Color)图。
图8E是依据本发明的成像镜头的第四实施例的相对照度(RelativeIllumination)图。
图8F是依据本发明的成像镜头的第四实施例的调变转换函数图。
图8G是依据本发明的成像镜头的第四实施例的离焦调变转换函数(ThroughFocus Modulation Transfer Function)图。
具体实施方式
本发明提供一种成像镜头，包括：第一透镜具有负屈光力，此第一透镜包括一凹面朝向像侧；第二透镜具有正屈光力，此第二透镜包括一凸面朝向物侧；第三透镜具有正屈光力；第四透镜具负有屈光力；第五透镜具有正屈光力，此第五透镜为弯月型透镜；及第六透镜具有正屈光力，此第六透镜包括一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列；其中第三透镜与第四透镜之间包括空气间隔。
前述成像镜头的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜中，任二相邻的透镜间于光轴上皆可具有空气间隔；也就是说，成像镜头可具有六片单一非胶合的透镜。由于胶合透镜的制程较非胶合透镜复杂，特别在两透镜的胶合面需拥有高准度的曲面，以便达到两透镜胶合时的高密合度，且在胶合的过程中，也可能因偏位而造成密合度不佳，影响整体光学成像质量。因此，本发明成像镜头中，任二相邻的透镜间于光轴上皆可具有空气间隔，可有效避免胶合透镜所产生的问题。
请参阅底下表一、表三、表五及表七，其中表一、表三、表五及表七分别为依据本发明的成像镜头的第一实施例至第四实施例的各透镜的相关参数表。
图1、3、5、7分别为本发明的成像镜头的第一、二、三、四实施例的透镜配置示意图，其中第一透镜L11、L21、L31、L41具有负屈光力，由玻璃材质制成，其像侧面S12、S22、S32、S42为凹面，物侧面S11、S21、S31、S41与像侧面S12、S22、S32、S42皆为球面表面。
第二透镜L12、L22、L32、L42具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S13、S23、S33、S43为凸面，物侧面S13、S23、S33、S43与像侧面S14、S24、S34、S44皆为球面表面。
第三透镜L13、L23、L33、L43为双凸透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S15、S25、S35、S45为凸面，像侧面S16、S26、S36、S46为凸面，物侧面S15、S25、S35、S45与像侧面S16、S26、S36、S46皆为球面表面。
第四透镜L14、L24、L34、L44为双凹透镜具有负屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S18、S28、S38、S48为凹面，像侧面S19、S29、S39、S49为凹面，物侧面S18、S28、S38、S48与像侧面S19、S29、S39、S49皆为球面表面。
第五透镜L15、L25、L35、L45为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S110、S210、S310、S410为凹面，像侧面S111、S211、S311、S411为凸面，物侧面S110、S210、S310、S410与像侧面S111、S211、S311、S411皆为球面表面。
第六透镜L16、L26、L36、L46为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S112、S212、S312、S412为凸面，像侧面S113、S213、S313、S413为凹面，物侧面S112、S212、S312、S412与像侧面S113、S213、S313、S413皆为球面表面。
另外，成像镜头1、2、3、4至少满足底下其中一条件：
120＜Vd1+Vd3＜140 (1)
0.4＜(f3+f4)/f＜0.62 (2)
-7＜R22/R21＜48 (3)
6mm＜f4+f6＜12mm (4)
3.9＜TTL/BFL＜6 (5)
0.05＜f123/f456＜0.22 (6)
其中，Vd1为第一实施例至第四实施例中，第一透镜L11、L21、L31、L41的阿贝系数，Vd3为第一实施例至第四实施例中，第三透镜L13、L23、L33、L43的阿贝系数，f3为第一实施例至第四实施例中，第三透镜L13、L23、L33、L43的有效焦距，f4为第一实施例至第四实施例中，第四透镜L14、L24、L34、L44的有效焦距，f6为第一实施例至第四实施例中，第六透镜L16、L26、L36、L46的有效焦距，f为第一实施例至第四实施例中，成像镜头1、2、3、4的有效焦距，f123为第一实施例至第四实施例中，第一透镜L11、L21、L31、L41、第二透镜L12、L22、L32、L42及第三透镜L13、L23、L33、L43的组合有效焦距，f456为第一实施例至第四实施例中，第四透镜L14、L24、L34、L44、第五透镜L15、L25、L35、L45及第六透镜L16、L26、L36、L46的组合有效焦距，R21为第一实施例至第四实施例中，第二透镜L12、L22、L32、L42的物侧面S13、S23、S33、S43的曲率半径，R22为第一实施例至第四实施例中，第二透镜L12、L22、L32、L42的像侧面S14、S24、S34、S44的曲率半径，TTL为第一实施例至第四实施例中，第一透镜L11、L21、L31、L41的物侧面S11、S21、S31、S41分别至成像面IMA1、IMA2、IMA3、IMA4于光轴OA1、OA2、OA3、OA4上的间距，BFL为第一实施例至第四实施例中，第六透镜L16、L26、L36、L46的像侧面S113、S213、S313、S413分别至成像面IMA1、IMA2、IMA3、IMA4于光轴OA1、OA2、OA3、OA4上的间距。使得成像镜头1、2、3、4能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差、有效的修正色差。
当满足条件(1)：120＜Vd1+Vd3＜140时，可有效降低色差，提升成像质量。
当满足条件(2)：0.4＜(f3+f4)/f＜0.62时，可有效降低加工敏感度，提升质量。
当满足条件(3)：-7＜R22/R21＜48时，可有效降低第二透镜的敏感度，提升质量。
当满足条件(5)：3.9＜TTL/BFL＜6时，可有较长后焦距，有利于成像镜头的组装。
现详细说明本发明的成像镜头的第一实施例。请参阅图1，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、滤光片OF1及保护玻璃CG1。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
第一透镜L11为双凹透镜，其物侧面S11为凹面；
第二透镜L12为双凸透镜，其像侧面S14为凸面；
滤光片OF1其物侧面S114与像侧面S115皆为平面；
保护玻璃CG1其物侧面S116与像侧面S117皆为平面；
利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(6)其中一条件的设计，使得成像镜头1能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表。
表一
Figure BDA0002681157140000061
Figure BDA0002681157140000071
表二为第一实施例的成像镜头1的相关参数值及其对应条件(1)至条件(6)的计算值，由表二可知，第一实施例的成像镜头1皆能满足条件(1)至条件(6)的要求。
表二
BFL 4.59mm f<sub>123</sub> 6.11mm f<sub>456</sub> 30.22mm
Vd<sub>1</sub>+Vd<sub>3</sub> 132.83 (f<sub>3</sub>+f<sub>4</sub>)/f 0.60 R<sub>22</sub>/R<sub>21</sub> -5.40
f<sub>4</sub>+f<sub>6</sub> 11.44 TTL/BFL 4.42 f<sub>123</sub>/f<sub>456</sub> 0.20
另外，第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，
由图2A可看出，第一实施例的成像镜头1其场曲介于-0.035mm至0.04mm之间。由图2B可看出，第一实施例的成像镜头1其畸变介于-10％至0％之间。由图2C可看出，第一实施例的成像镜头1其调变转换函数值介于0.27至1.0之间。
显见第一实施例的成像镜头1的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也都能满足要求，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、滤光片OF2及保护玻璃CG2。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
第一透镜L21为双凹透镜，其物侧面S21为凹面；
第二透镜L22为双凸透镜，其像侧面S24为凸面；
滤光片OF2其物侧面S214与像侧面S215皆为平面；
保护玻璃CG2其物侧面S216与像侧面S217皆为平面；
利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(1)至条件(6)其中一条件的设计，使得成像镜头2能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表。
表三
Figure BDA0002681157140000081
表四为第二实施例的成像镜头2的相关参数值及其对应条件(1)至条件(6)的计算值，由表四可知，第二实施例的成像镜头2皆能满足条件(1)至条件(6)的要求。
表四
BFL 4.54mm f<sub>123</sub> 6.09mm f<sub>456</sub> 31.19mm
Vd<sub>1</sub>+Vd<sub>3</sub> 125.13 (f<sub>3</sub>+f<sub>4</sub>)/f 0.59 R<sub>22</sub>/R<sub>21</sub> -5.16
f<sub>4</sub>+f<sub>6</sub> 11.33 TTL/BFL 4.52 f<sub>123</sub>/f<sub>456</sub> 0.20
另外，第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求，
由图4A可看出，第二实施例的成像镜头2其场曲介于-0.04mm至0.06mm之间。由图4B可看出，第二实施例的成像镜头2其畸变介于-10％至0％之间。由图4C可看出，第二实施例的成像镜头2其调变转换函数值介于0.54至1.0之间。
显见第二实施例的成像镜头2的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也都能满足要求，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、滤光片OF3及保护玻璃CG3。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
第一透镜L31为双凹透镜，其物侧面S31为凹面；
第二透镜L32为双凸透镜，其像侧面S34为凸面；
滤光片OF3其物侧面S314与像侧面S315皆为平面；
保护玻璃CG3其物侧面S316与像侧面S317皆为平面；
利用上述透镜、光圈ST3及至少满足条件(1)至条件(6)其中一条件的设计，使得成像镜头3能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表五为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表。
表五
Figure BDA0002681157140000091
Figure BDA0002681157140000101
表六为第三实施例的成像镜头3的相关参数值及其对应条件(1)至条件(6)的计算值，由表六可知，第三实施例的成像镜头3皆能满足条件(1)至条件(6)的要求。
表六
BFL 4.71mm f<sub>123</sub> 6.12mm f<sub>456</sub> 30.16mm
Vd<sub>1</sub>+Vd<sub>3</sub> 135.69 (f<sub>3</sub>+f<sub>4</sub>)/f 0.58 R<sub>22</sub>/R<sub>21</sub> -5.13
f<sub>4</sub>+f<sub>6</sub> 11.34 TTL/BFL 4.39 f<sub>123</sub>/f<sub>456</sub> 0.20
另外，第三实施例的成像镜头3的光学性能也可达到要求，由图6A可看出，第三实施例的成像镜头3其场曲介于-0.04mm至0.05mm之间。由图6B可看出，第三实施例的成像镜头3其畸变介于-12％至0％之间。由图6C可看出，第三实施例的成像镜头3其调变转换函数值介于0.52至1.0之间。
显见第三实施例的成像镜头3的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也都能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
请参阅图7，图7是依据本发明的成像镜头的第四实施例的透镜配置示意图。成像镜头4沿着光轴OA4从物侧至像侧依序包括第一透镜L41、第二透镜L42、第三透镜L43、光圈ST4、第四透镜L44、第五透镜L45、第六透镜L46、滤光片OF4及保护玻璃CG4。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA4上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
第一透镜L41为弯月型透镜，其物侧面S41为凸面；
第二透镜L42为弯月型透镜，其像侧面S44为凹面；
滤光片OF4其物侧面S414与像侧面S415皆为平面；
保护玻璃CG4其物侧面S416与像侧面S417皆为平面；
利用上述透镜、光圈ST4及至少满足条件(1)至条件(6)其中一条件的设计，使得成像镜头4能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差、有效的修正色差。
表七为图7中成像镜头4的各透镜的相关参数表。
表七
Figure BDA0002681157140000111
表八为第四实施例的成像镜头4的相关参数值及其对应条件(1)至条件(6)的计算值，由表八可知，第四实施例的成像镜头4皆能满足条件(1)至条件(6)的要求。
表八
BFL 5.32mm f<sub>123</sub> 7.06mm f<sub>456</sub> 124.82mm
Vd<sub>1</sub>+Vd<sub>3</sub> 129.59 (f<sub>3</sub>+f<sub>4</sub>)/f 0.49 R<sub>22</sub>/R<sub>21</sub> 47.70
f<sub>4</sub>+f<sub>6</sub> 6.21 TTL/BFL 3.95 f<sub>123</sub>/f<sub>456</sub> 0.06
另外，第四实施例的成像镜头4的光学性能也可达到要求，由图8A可看出，第四实施例的成像镜头4其纵向像差介于-0.01mm至0.035mm之间。由图8B可看出，第四实施例的成像镜头4其场曲介于-0.025mm至0.035mm之间。由图8C可看出，第四实施例的成像镜头4其畸变介于-2％至0％之间。由图8D可看出，第四实施例的成像镜头4其横向色差介于-1.0μm至2.5μm之间。由图8E可看出，第四实施例的成像镜头4其相对照度介于0.85至1.0之间。由图8F可看出，第四实施例的成像镜头4其调变转换函数值介于0.51至1.0之间。由图8G可看出，第四实施例的成像镜头4，当焦点偏移介于-0.05mm至0.05mm之间其调变转换函数值介于0.0至0.90之间。
显见第四实施例的成像镜头4的纵向像差、场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，相对照度、镜头分辨率、焦深也都能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
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)

1.一种成像镜头，其特征在于，包括：
第一透镜具有负屈光力，该第一透镜包括一凹面朝向像侧；
第二透镜具有正屈光力，该第二透镜包括一凸面朝向物侧；
第三透镜具有正屈光力；
第四透镜具有负屈光力；
第五透镜具有正屈光力，该第五透镜为弯月型透镜；以及
第六透镜具有正屈光力，该第六透镜包括一凹面朝向该像侧；
其中该第一透镜、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沿着光轴从该物侧至该像侧依序排列；
其中该第三透镜与该第四透镜之间包括空气间隔。
2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于：
该第一透镜更包括另一凹面朝向该物侧；以及
该第二透镜更包括另一凸面朝向该像侧。
3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于：
该第一透镜更包括一凸面朝向该物侧；以及
该第二透镜更包括一凹面朝向该像侧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该第三透镜为双凸透镜且包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧。
5.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该第四透镜为双凹透镜且包括一凹面朝向该物侧以及另一凹面朝向该像侧。
6.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该第五透镜包括一凹面朝向该物侧以及一凸面朝向该像侧。
7.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该第六透镜更包括一凸面朝向该物侧。
8.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，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。
9.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜以及该第三透镜包括至少一玻璃球面透镜，该第四透镜、该第五透镜以及该第六透镜包括至少一玻璃球面透镜。
10.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件中的至少一项：
0.4＜(f3+f4)/f＜0.62；
6mm＜f4+f6＜12mm；
0.05＜f123/f456＜0.22；
3.9＜TTL/BFL＜6；
-7＜R22/R21＜48；
120＜Vd1+Vd3＜140；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f3为该第三透镜的有效焦距，f4为该第四透镜的有效焦距，f6为该第六透镜的有效焦距，f123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，f456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，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的间距，BFL为该第六透镜的像侧面至该成像面于该光轴上的间距，R21为该第二透镜的物侧面的曲率半径，R22为该第二透镜的像侧面的曲率半径，Vd1为该第一透镜的阿贝系数，Vd3为该第三透镜的阿贝系数。
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