CN1248025C - 摄像镜头 - Google Patents

摄像镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN1248025C
CN1248025C CNB031524060A CN03152406A CN1248025C CN 1248025 C CN1248025 C CN 1248025C CN B031524060 A CNB031524060 A CN B031524060A CN 03152406 A CN03152406 A CN 03152406A CN 1248025 C CN1248025 C CN 1248025C
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
aberration
pick
aperture diaphragm
object side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB031524060A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1497289A (zh
Inventor
堂智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Milestone Co Ltd
Original Assignee
Milestone Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Milestone Co Ltd filed Critical Milestone Co Ltd
Publication of CN1497289A publication Critical patent/CN1497289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1248025C publication Critical patent/CN1248025C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/04—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only
    • G02B9/10—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only one + and one - component
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/003—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having two lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

提供了能良好校正各像差、光程长≤6mm且能确保有充分后焦距的摄像镜头。此摄像镜头按照从物体侧的顺序由孔径光阑(S1)、以凹面朝向物体侧的弯月形的具有正折射率的第一透镜(L1)、第二光阑(S2)和以凹面朝向像侧的弯月形的具有负折射率的第二透镜(L2)顺次排列构成。此孔径光阑(S1)构成了入射面。设在第一透镜(L1)与第二透镜(L2)之间的第二光阑(S2)是为了截止射向透镜周边柯伐合金部分等漫反射的光即所谓闪光而插入的。

Description

摄像镜头
技术领域
本发明涉及适合安装到以CCD或CMOS为摄像元件的摄像机上的摄像镜头。
背景技术
安装到以CCD或CMOS为摄像元件的小型摄像机上的镜头需要有短的光程长。作为这种镜头，例如有特开平10-206730号公报中所公开的摄像镜头。
但上述专利文件中公开的摄像镜头从孔径光阑表面到第二透镜的第二表面(像侧的表面)的距离为5.3mm，作为采用CCD或CMOS为摄像元件的小型摄像机上所安装的镜头，光程长过长。另外，在此专利文献公开的摄像镜头组中，孔径光阑插入在第一透镜与第二透镜之间，也就是说在此文献中公开的摄像透镜组内，光阑只设在1面。
周知孔径光阑的位置对于镜头的设计有着极为重要的意义(例如参看近藤文雄：《镜头的设计技术与方法》，光学工业技术协会出版，昭和58年2月1日第2版)具体地说：
(a)与孔径光阑位置共轭的入射光瞳位置和慧差，像散，畸变像差等有关，成为用于求三级像差系数的基础。
(b)从物体侧数起，由第一透镜的物体侧的表面(第一面)沿光轴朝向像侧计算距离为t的位置处设置孔径光阑时，由下式(I)定义的B值若基本为零时则能视为实现了充分低的像差，即夫浪和费(Fraunhofer)条件。
B＝C-St                             (I)
上式中的C与S是与三级像差系数有关的常数。
(c)下式(II)定义的Z值越接近0越可实现像差的良好校正，即Zinken-Sommer条件。
Z＝St2-2Ct+A                          (II)
上式中的C、S、A是与三级像差系数有关的常数。
由此可见，孔径光阑的位置在进行像差的定量论述时起到关键作用，是透镜组的基本的重要结构要素。
但作为上述安装到小型摄像机上的摄像镜头，光程长要求短。除此，在上述安装到小型摄像机上的摄像镜头中，还要求形成的图像的畸变不会为视觉所感知，而且能将各种像差被校正小到足以满足摄像元件集成密度所要求的程度。
在以下的说明中，为简单起见，将“图像的畸变不会为视觉所感知，且将各种像差被校正到足以满足摄像元件集成密度所要求的程度”，有时表示为“良好地校正了各种像差”。同时将良好校正了各种像差的图像称作为“良好的图像”。
发明内容
本发明的目的在于提供能良好校正各种像差、光程长度短且能充分确保后焦距长的摄像镜头。
为了实现上述目的，本发明的摄像镜头，具有等于或小于6mm的光程，按照从物体侧开始的顺序，由孔径光阑S1、第一透镜L1、第二光阑S2以及第二透镜L2排列构成。第一透镜L1是凹面朝向物体侧呈弯月形且具有正屈光力的透镜。第二透镜L2是凹面朝向像侧，呈弯月形且具有负屈光力的透镜。
在这种摄像镜头中，第一透镜L1的至少一面为非球面而第二透镜L2也有至少一面为非球面，即整体至少有2个透镜表面为非球面，且满足下述条件。
0.09＜|f1/f2|＜0.37                         (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77                          (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12                       (3)
0.63＜D/f＜0.87                                (4)
式中，
f：整个系统的焦距(由第一与第二透镜组成的透镜组的组合焦距)，
f1：第一透镜的焦距，
f2：第二透镜的焦距，
D：从孔径光阑到第二透镜的第二面(像侧面)的距离(透镜中心长度)
r1：第一透镜L1的物体侧面于光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
r2：第一透镜L1的像侧面于光轴附近的曲率半径(轴上曲率半径)，
本发明的孔径光阑S1设于物体与第一透镜L1之间。换言之，此孔径光阑S1设于第一透镜L1的外侧，即设于第一透镜的第一面(物体侧面)的前侧。此孔径光阑S1构成入射面。设于第一透镜L1与第二透镜L2之间的第二光阑S2，它的插入是用于截止透镜周边缘等部分产生的漫反射光即所谓的闪耀光。
下面说明上述条件式(1)到(4)的意义。
条件式(1)决定了第一透镜L1与第二透镜L2的透镜光学能力分配，当|f1/f2|低于下限值时，第一透镜的透镜光学能力增强而第二透镜的透镜光学能力减弱，第一透镜发生的球差、慧差、畸变像差就难于校正。当|f1/f2|超出上限值时，第一透镜L1的透镜光学能力减弱，这样，为使透镜组的组合焦距f与后焦距(从第二透镜的第二面即像侧的面与光轴的交点到光接收面与光轴交点的距离)bf缩短，就必须加大第二透镜的透镜光学能力。因此由第二透镜L2引起的畸变像差与慧差便难以校正。结果无论是低于下限或超过上限，都不能得到良好的图像。而满足条件式(1)的本发明的摄像镜头可以得到良好的图像。
上述条件式(2)用在以摄像镜头的组合焦距将第一透镜L1的物体侧面的曲率半径r1归一化时规定|r1/f|的值的范围。当|r1/f|降到下限之下时，慧差会增大，将其校正时又会引起畸变像差，于是需要截止通过透镜周边部分的光线，结果使图像变暗。
另一方面，当|r1/f|超过上限，像数与慧差增大且透镜变厚，不能够在广视角范围内获得良好的图像。这就是说，在设定了第一透镜L1的物体侧面的曲率半径r1以满足条件式(2)后，就容易校正摄像镜头的慧差、像数与畸变像差，并即可保持广视角又能实现使摄像镜头的小型化外且能确保图像清晰。
上述条件式(3)规定了第一透镜L1两面的曲率半径r1与r2的比值。当|r1/r2|低于下限，光程长增大或透镜孔径变大同时畸变像差也增大。另一方面，当|r1/r2|超过上限，慧差将增大。这就是说，若进行满足条件(3)的设计，就容易校正摄像镜头的慧差与畸变像差，而且还可实现摄像镜头的小型化。
上述条件式(4)规定了以此透镜组的组合焦距f将从孔径光阑S1与光轴的交点到第二透镜的第二面(像侧的面)与光轴的交点的距离D规一化时的取值范围。此透镜组在实际应用时，将保护玻璃等插入第二透镜L2的后方，D/f的值给出了增设了防护玻璃等光学部件时，本发明摄像镜头整体的光程长(从入射光阑位置到成像面的距离)的大致数值。通过D/f值设定在符合条件式(4)给定的范围，就能使以采用防护玻璃等为前提时的光程长处于实用上允许的长度范围内。
从后述的第一——第四实施例可知，通过满足条件式(1)-(4)给出的四个条件，就能各种像差被良好地校正了，光程长在6mm以下(D≤2.98mm)的适合生产的摄影镜头。
再考察特开平10-206730号公报中所公开的摄像镜头，如上所述公报中公开的摄像镜头中，孔径光阑设定于第一透镜与第二透镜之间。而本发明中的孔径光阑位置设在第一透镜的前侧。因此，在各种像差表现的方面，特开平10-206730号公报中所示的摄像镜头与本发明的显然不同，能够理解到上述文献所公开的透镜组是与本发明的透镜组在结构上不同。
此外，本发明的摄像镜头中所有的组件透镜最好是由塑性材料(通过加热和/或加压能通过产生塑性变形后进行模制的高分子物质且能透过可见光的材料)制成。
附图说明
图1是用于说明本发明摄像镜头结构的示意性剖面图。
图2是用于说明本发明摄像镜头结构第一实施例的示意性剖面图。
图3是图2所示的摄像镜头的畸变像差图。
图4是图2所示的摄像镜头的像散图。
图5是图2所示的摄像镜头的色差/球差图。
图6是用于说明本发明的摄像镜头第二实施例的示意性剖面图。
图7是图6的摄像镜头的畸变像差图。
图8是图6的摄像镜头的像散图。
图9是图6的摄像镜头的色差/球差图。
图10是用于说明本发明摄像镜头第三实施例的示意性剖面图。
图11是图10所示的摄像镜头的畸变像差图。
图12是图10所示的摄像镜头的像散图。
图13是图10所示的摄像镜头的色差/球差图。
图14是用于说明本发明摄像镜头第四实施例的示意性剖面图。
图15是图14所示的摄像镜头的畸变像差图。
图16是图14所示的摄像镜头的像散图。
图17是图14所示的摄像镜头的色差/球差图。
符号说明
L1～L2：第一透镜～第二透镜
ri：第i表面的曲率半径(非球面时为轴上曲率半径)
di：从第i表面到第(i+1)表面的距离
具体实施方式
下面参看附图说明本发明的实施例。这些附图不过是概示以达到部件的形状，大小与布置关系发明的程度，此外，以下说明的数值以及其他条件只是适当的例子，本发明不仅仅局限于这些发明的实施形式的。
实施例
图1是本发明的摄像镜头的结构图。按照从物体侧到像侧的顺序，分别是第一与第二透镜，分别以L1与L2表示。摄像面(固体摄像元件的光接收面)以10表示，分隔摄像面与透镜组的防护玻璃记为12，而构成第二光阑S2的两个平面从像侧到物体侧顺次以14与16表示，构成孔径光阑S1的光阑面记为18。
此图中所示的ri(i＝1，2，3，......9)与di(i＝1，2，3，......9)等参数的具体数值由下面的表1-4中给出。脚标1，2，......，9按照从物体侧向像侧的顺序对应于各透镜的表面序号或透镜的厚度或透镜表面间隔添附。具体地说，
ri为第i表面的曲率半径(非球面时为轴上曲率半径)。
di为从第i表面到第(i+1)表面的距离。
Ni为由第i表面与第(i+1)表面组成的透镜的媒质的折射率。
υi为由第i表面与第(i+1)表面组成的透镜的媒质的色散。
光程长是从d1到d9的加和值。
后焦距bf为d7+d8+d9。
此外，D＝d1+d2+d3+d4+d5+d6。
非球面数据与表1-4中各个右栏中的表面序号一起示明。由于第二光阑S2的r3与r4以及防护玻璃的r7与r8是平面的故以曲率半径∞表示。
本发明所用的非球面由下式给定。
Z＝ch2/{1+[1-(1+k)c2h2]+1/2}+A0h4+B0h6+C0h8+D0h10
式中
Z：距表面顶点切平面的深度
c：光轴附近表面的曲率
h：距光轴的高度
k：圆锥常数
A0：4次非球面系数
B0：6次非球面系数
C0：8次非球面系数
D0：10次非球面系数
本说明书表1-4内，在示明非球面系数的数值表达式中，“e-1”代表“10-1”。作为焦距f示明的值则是由第一和第二透镜组成的透镜组的组合焦距。
下面参看图2-17分别说明第一-第四实施例。
图2、6、10与14分别示明透镜结构的示意性剖面图与点列图，表示相对于一定入射高度的像面上点像的布散的程度。在这些图中，点列图是以摄像面(固体摄像元件的光接收面)10右侧上下朝向的细长矩形所围的区域表示，而在此摄像面10上投射的点像的布散程度则以对应的圆的大小描绘。图3、图7、图11与图15中，表示畸变像差曲线；图4、图8、图12与图16表示像散曲线；图5、图9、图13与图17表示色差/球差曲线。
畸变像差曲线表明相对于光轴的距离(在纵轴上以像面内距光轴的最大距离为100的百分率表示)的像差量(以横轴的百分率表示上正切条件的不满足量)。像散曲线与畸变像差曲线相同，相对于离光轴的距离将像差量于横轴(以mm为单位)上表示。对于，像差量以子午面(meridional)和弧矢面(sagittal plane)的像差量(mm单位)表示。色差/球差曲线则是相对于入射高度h(F数)将相应像差量于横轴(以mm为单位)表示。在色差/球差曲线中，表明了相对于C线(波长656.3nm的光)、d线(波长587.6nm的光)、e线(波长546.1nm的光)、F线(波长486.1nm的光)与g线(波长435.84nm的光)的像差值。折射率指的是对d线(587.6nm的光)的折射率。
下面汇总给出有关第一实施例(表1)、第二实施例(表2)、第三实施例(表3)与第四实施例(表4)元件透镜的曲率半径(mm)、透镜表面间隔(mm)、透镜材料的折射率、透镜材料的阿贝数、焦距、孔径光阑与非球面系数。
第一实施例
  曲率半径(ri)(单位：mm)   间隔(di)(单位：mm)   折射率(Ni)  阿贝数(υi)                                    非球面系数
  k   A0   B0   C0   D0
  r1＝-15.3122   d1＝0.1300   0.3088e+3   -0.2737e-1   0.1308e0   -0.6038e0   0.5411e0
  r2＝-1.5519   d2＝1.6000   N2＝1.53  υ2＝56.0   1.740e0   0.2747e-1   -0.4643e-1   0.6315e-1   -0.2187e-1
  r3＝∞   d3＝0
  r4＝∞   d4＝0.0500
  r5＝3.5240   d5＝0.2500   0.1183e+1   -0.2305e-1   0.9359e-2   -0.1240e-2   -0.9924e-4
  r6＝2.3577   d6＝0.800   N6＝1.53  υ6＝56.0   0.2350e0   0.1247e-1   -0.3995e-1   0.2641e-1   -0.5894e-2
  r7＝∞   d7＝0.800
  r8＝∞   d8＝1.0500   N8＝1.52  (护罩玻璃)
  r9＝∞   d9＝0.8145
近轴数据：焦距f＝3.296mm
孔径光阑Fno＝2.80
第二实施例
  曲率半径(ri)(单位：mm)   间隔(di)(单位：mm)   折射率(Ni)  阿贝数(υi)                                     非球面系数
  k   A0   B0   C0   D0
  r1＝-4.9982   d1＝0.1000   0.2088e+2   -0.2700e-1   -0.8479e-2   -0.1668e0   0.1490e0
  r2＝-1.6179   d2＝1.3000   N2＝1.53  υ2＝56.0   0.1066e0   -0.2228e-1   0.7325e-2   -0.3840e-2   -0.1272e-2
  r3＝∞   d3＝0
  r4＝∞   d4＝0.0500
  r5＝2.0396   d5＝0.1500   0.6279e-1   -0.3664e-1   0.2669e-2   -0.3176e-2   0.1428e-2
  r6＝1.6019   d6＝0.8000   N6＝1.53  υ6＝56.0   -0.2613e0   0.2194e-1   -0.7339e-1   0.4147e-1   -0.8256e-2
  r7＝∞   d7＝0.9630
  r8＝∞   d8＝1.0500   N8＝1.52  (护罩玻璃)
  r9＝∞   d9＝1.2159
近轴数据：焦距f＝3.74mm
孔径光阑Fno＝2.80
第三实施例
  曲率半径(ri)(单位：mm)  间隔(di)(单位：mm)   折射率(Ni)  阿贝数(υi)                                    非球面系数
  k   A0   B0   C0   D0
  r1＝-10.1892  d1＝0.0850   0.3485e+2   -0.4651e-1   0.2140e-1   -0.9504e-1   0.5164e-1
  r2＝-1.7455  d2＝1.6000   N2＝1.53  υ2＝56.0   -0.5254e-1   -0.1206e-1   0.8422e-2   -0.3085e-2   -0.9854e-3
  r3＝∞  d3＝0
  r4＝∞  d4＝0.0500
  r5＝2.2687  d5＝0.2500   0.1914e0   -0.3215e-1   0.7814e-2   -0.3069e-2   0.1297e-3
  r6＝1.5926  d6＝0.7800   N6＝1.53  υ6＝56.0   -0.4005e0   0.7101e-2   -0.4901e-1   0.3515e-1   -0.9398e-2
  r7＝∞  d7＝1.1306
  r8＝∞  d8＝1.0500   N8＝1.52  (护罩玻璃)
  r9＝∞  d9＝1.0000
近轴数据：焦距f＝3.912mm
孔径光阑Fno＝2.80
第四实施例
 曲率半径(ri)(单位：mm)   间隔(di)(单位：mm)   折射率(Ni)  阿贝数(υi)                                    非球面系数
  k   A0   B0   C0   D0
 r1＝-167.0550   d1＝0.0750   0.6585e+2   -0.6152e-1   -0.1515e-1   -0.1136e0   0.4456e-1
 r2＝-1.4769   d2＝1.4000   N2＝1.53  υ2＝56.0   -0.9126e-1   -0.1475e-1   0.6474e-2   -0.3766e-2   -0.2370e-2
 r3＝∞   d3＝0
 r4＝∞   d4＝0.0500
 r5＝3.3843   d5＝0   0.7694e-1   -0.2977e-1   -0.6861e-2   -0.9187e-3   0.3984e-2
 r6＝1.7058   d6＝0.7800   N6＝1.53  υ6＝56.0   -0.4174e0   0.1363e-1   -0.6230e-1   0.3515e-1   -0.5201e-2
 r7＝∞   d7＝0.8000
 r8＝∞   d8＝0.7000   N8＝1.493  (护罩玻璃)
 r9＝∞   d9＝1.2658
近轴数据：焦距f＝3.498mm
孔径光阑Fno＝2.80
下面说明各实施例的特征。
第一至第四实施例中，对于凹面朝向物体侧取弯月形而具有正屈光力的第一透镜L1，和凹面朝向像侧而具有负屈光力的第二透镜L2，均采用环烯塑料ZEONEX E48K(ZEONEX是Nippon Zeon公司的注册商标而E48R是其产品号)。
第一透镜L1的两面，第二透镜L2的两面为非球面。这就是说，非球面的个数对各实施例及其比较例都为4面。
第一透镜L1与第二透镜L2的材料ZEONEX E48K的阿贝数为56，但模拟的结果发现，即使这些透镜材料的阿贝数为45-65范围，像差等透镜性能没有实质性的不同。同时，若阿贝数在上述范围内，则本发明的摄像镜头能实现比已有的摄像透镜更好的像差校正，以及光程长≤6mm的目的。
于透镜组和摄像面之间，在第一、第二、和第三实施例中插入了1.05mm厚的防护玻璃，在第四实施例中，插入了0.70mm厚的防护玻璃作为防护玻璃的材料，在第一-第三实施例中采用折射率为1.52的玻璃材料，在第四实施例中采用折射率为1.493的丙烯酸树脂。在计算以下说明的各种像差中是假定了这些玻璃的存在的。具体地说，这些防护玻璃包含表面r7与r8，而表示其厚度的参数d8在第一实施例到第三实施例的3例中为d8＝1.05mm，而在第四实施例中d8＝0.70mm。
第一实施例
(A)整个透镜系统的焦距f＝3.296mm
(B)第一透镜的焦距f1＝3.13mm
(C)第二透镜的焦距f2＝-17.63mm
(D)第一透镜的物体侧曲率半径r1＝-15.3122mm
(E)第一透镜的像侧曲率半径r2＝-1.5519mm
(F)从孔径光阑位置到第二透镜第二面的距离D＝2.83mm。于是
(1)|f1/f2|＝|3.13/-17.63|＝0.1775≈0.18
(2)|r1/f|＝|-15.3122/3.296|＝4.646≈4.65
(3)|r1/r2|＝|-15.3122/-1.5519|＝9.867≈9.87
(4)D/f＝2.83/3.296＝0.8565≈0.86
这样第一实施例的透镜组满足下面所有的条件式(1)-(4)。
0.09＜|f1/f2|＜0.37                     (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77                      (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12                   (3)
0.63＜D/f＜0.87                            (4)
以后提及条件式时均指上述的式(1)至式(4)的4式。
孔径光阑S1如表1所示，设于从第一透镜的第一面(物体侧的面)的前侧0.13mm(d1＝0.13mm)的位置处。此外，孔径光阑(F数)为2.8，组合焦距f为3.296mm。
图2示明光线追踪结果以及摄像面上点像布散的点列图。如图所示，仅仅在最接近图像周边部分的位置处的点像P才有若干布散，基本上在整个摄像面都能得到良好的点像。
光程长在5.495mm与6mm之间，且能确保后焦距为2.665mm。
图3示明了畸变像差曲线20，图4示明了像散曲线(相对于子午面的像差曲线22和弧矢面的像差曲线24)、图5示明了色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线26、相对于d线的像差曲线28，相对于e线的像差曲线30，相对于F线的像差曲线32和相对于g线的像差曲线34)。图3与图4的像差曲线的纵轴表示像高，100％、85％、80％、70％、50％与30％分别对应2.3mm、1.9mm、1.8mm、1.6mm、1.1mm与0.68mm。在第一实施例中，像高2.3mm换算为主光线入射到透镜组前与光轴形成的角度时相当于36°。图5的像差曲线的纵轴表示入射高度h(F数)，最大对应于F2.8，横轴表示像差的大小。
畸变像差在100％(像高2.3mm)的位置处的像差量的绝对值最大达3.9％，而在像高2.3mm以下的范围，像差量的绝对值在3.9％以内。
像散在像高100％(像高2.3mm)的位置处的弧矢面中的像差量的绝对值最大达0.14mm，而在像高2.3mm以下的范围内，像差量的绝对值在0.14mm以内。
色差/球差在光轴上相对于g线的像差量的绝对值最大达0.18mm，像差量的绝对值在0.18mm以内。
第二实施例
(A)整个透镜系统的焦距f＝3.74mm
(B)第一透镜的焦距f1＝3.98mm
(C)第二透镜的焦距f2＝-38.88mm
(D)第一透镜的物体侧曲率半径r1＝-4.9982mm
(E)第一透镜的像侧曲率半径r2＝-1.6179mm
(F)从孔径光阑位置到第二透镜第二面的距离D＝2.40mm。于是
(1)|f1/f2|＝|3.98/-38.38|＝0.104≈0.10
(2)|r1/f|＝|-4.9982/3.74|＝0.1336≈1.34
(3)|r1/r2|＝|-4.9982/-1.6179|＝3.089≈3.09
(4)D/f＝2.40/3.74＝0.6417≈0.64
这样第二实施例的透镜组满足下面所有的条件式(1)-(4)。
0.09＜|f1/f2|＜0.37                   (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77                    (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12                 (3)
0.63＜D/f＜0.87                          (4)
孔径光阑S1如表2所示，设于从第一透镜的第一面(物体侧的面)的前侧0.10mm(d1＝0.10mm)的位置处。此外，孔径光阑(F数)为2.8，组合焦距f为3.740mm。
图6示明光线追踪结果以及摄像面上点像布散的点列图。如图所示，仅仅在最接近图像周边部分的位置处的点像P才有若干布散，基本上是在整个摄像面都能得到良好的点像。
光程长在5.629mm与6mm之间，且能确保后焦距为3.229mm。
图7示明了的畸变像差曲线36，图8示明了像散曲线(相对于子午面的像差曲线38和弧矢面的像差曲线40)、图9示明了色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线42、相对于d线的像差曲线44，相对于e线的像差曲线46，相对于f线的像差曲线48和相对于g线的像差曲线50)。图7与图8的像差曲线的纵轴表示像高，100％、85％、80％、70％、50％与30％分别对应2.3mm、1.9mm、1.8mm、1.6mm、1.1mm与0.68mm。在第二实施例中，像高2.3mm换算为主光线入射到透镜组前与光轴形成的角度时相当于32°。横轴表示像差的大小，图9的像差曲线的纵轴表示入射高度h(F数)，最大对应于F2.8。
畸变像差在80％(像高1.8mm)的位置处的像差量的绝对值最大达0.6％，而在像高2.3mm以下的范围，像差量的绝对值在0.6％以内。
像散在像高100％(像高2.3mm)的位置处，子午面中像差量的绝对值最大达0.17mm，而在像高2.3mm以下的范围内，像差量的绝对值在0.17mm以内。
色差/球差在光轴上相对于g线的像差量的绝对值最大达0.15mm，像差量的绝对值在0.15mm以内。
第三实施例
(A)整个透镜系统的焦距f＝3.912mm
(B)第一透镜的焦距f1＝3.73mm
(C)第二透镜的焦距f2＝-16.80mm
(D)第一透镜的物体侧曲率半径r1＝-10.1892mm
(E)第一透镜的像侧曲率半径r2＝-1.7455mm
(F)从孔径光阑位置到第二透镜第二面的距离D＝2.765mm。于是
(1)|f1/f2|＝|3.73/-16.80|＝0.222≈0.22
(2)|r1/f|＝|-10.1892/3.912|＝2.605≈2.61
(3)|r1/r2|＝|-10.1892/-1.7455|＝5.8374≈5.84
(4)D/f＝2.765/3.912＝0.7068≈0.71
这样第三实施例的透镜组满足下面所有的条件式(1)-(4)。
0.09＜|f1/f2|＜0.37                (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77            (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12         (3)
0.63＜D/f＜0.87                  (4)
孔径光阑S1如表3所示，设于从第一透镜的第一面(物体侧的面)的前侧0.085mm(d1＝0.085mm)的位置处。此外，孔径光阑(F数)为2.8，组合焦距f为3.912mm。
图10示明光线追踪结果以及摄像面上点像布散的点列图。如图所示，仅仅在最接近图像周边部分的位置处的点像P才有若干布散，基本上是在整个摄像面都能得到良好的点像。光程长在5.946mm与6mm之间，且能确保后焦距为3.181mm。
图11示明了畸变像差曲线52，图12示明了像散曲线(相对于子午面的像差曲线34和弧矢面的像差曲线56)、图13示明了色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线58、相对于d线的像差曲线60，相对于e线的像差曲线62，相对于f线的像差曲线64和相对于g线的像差曲线66)。图11与图12的像差曲线的纵轴表示像高，100％、85％、80％、70％、50％与30％分别对应2.3mm、1.9mm、1.8mm、1.6mm、1.1mm与0.68mm。在第三实施例中，像高2.3mm换算为主光线入射到透镜组前与光轴形成的角度时相当于30°。图13的像差曲线的纵轴表示入射高度h(F数)，最大对应于F2.8，横轴表示像差的大小。
畸变像差在100％(像高2.3mm)的位置处的像差量的绝对值最大达1.5％，而在像高2.3mm以下的范围，像差量的绝对值在1.5％以内。
像散在像高100％(像高2.3mm)的位置处，弧矢面中像差量的绝对值最大达0.08mm，而在像高2.3mm以下的范围内，像差量的绝对值在0.08mm以内。
色差/球差在光轴上相对于g线的像差量的绝对值最大达0.10mm，像差量的绝对值在0.10mm以内。
第四实施例
(A)整个透镜系统的焦距f＝3.498mm
(B)第一透镜的焦距f1＝2.80mm
(C)第二透镜的焦距f2＝-7.73mm
(D)第一透镜的物体侧曲率半径r1＝-167.055mm
(E)第一透镜的像侧曲率半径r2＝-1.4769mm
(F)从孔径光阑位置到第二透镜第二面的距离D＝2.305mm。于是
(1)|f1/f2|＝|2.80/-7.73|＝0.362≈0.36
(2)|r1/f|＝|-167.055/3.498|＝47.757≈47.76
(3)|r1/r2|＝|-167.055/-1.4769|＝113.112≈113.11
(4)D/f＝2.305/3.498＝0.6589≈0.66
这样第四实施例的透镜组满足下面所有的条件式(1)-(4)。
0.09＜|f1/f2|＜0.37                 (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77                  (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12               (3)
0.63＜D/f＜0.87                        (4)
孔径光阑S1如表4所示，设于从第一透镜的第一面(物体侧的面)的前侧0.075mm(d1＝0.075mm)的位置处。此外，孔径光阑(F数)为2.8，组合焦距f为3.498mm。
图14示明光线追踪结果以及摄像面上点像布散的点列图。如图所示，仅仅在最接近图像周边部分的位置处的点像P才有若干布散，基本上是在整个摄像面都能得到良好的点像。光程长在5.071mm与6mm之间，且能确保后焦距也达到2.766mm。
图15示明了畸变像差曲线68，图16示明了的像散曲线(相对于子午面的像差曲线70和弧矢面的像差曲线72)、图17示明了色差/球差曲线(相对于C线的像差曲线74、相对于d线的像差曲线76，相对于e线的像差曲线78，相对于F线的像差曲线80和相对于g线的像差曲线82)。图15与图16的像差曲线的纵轴表示像高，100％、85％、80％、70％、50％与30％分别对应2.3mm、1.9mm、1.6mm、1.1mm与0.68mm。在第四实施例中，像高2.3mm换算为主光线入射到透镜组前与光轴形成的角度时相当于32°。图17的像差曲线的纵轴表示入射高度h(F数)，最大对应于F2.8，横轴表示像差的大小。
畸变像差在100％(像高2.3mm)位置处的像差量的绝对值最大达3.2％，而在像高2.3mm以下的范围，像差量的绝对值在3.2％以内。
像散在像高100％(像高2.3mm)位置处，子午面中像差量的绝对值最大达0.22mm，而在像高2.3mm以下的范围内，像差量的绝对值在0.22mm以内。
色差/球差在光轴上相对于g线的像差量的绝对值最大达0.17mm，像差量的绝对值在0.17mm以内。
可知对以上任一实施例的摄像镜头，在作为安装到以CCD或CMOS作为摄像元件的小型摄像机中的镜头时，都能确保其必要的性能。
因此，从上述本发明摄像镜头的说明可知，通过设计构成摄像镜头的各个结构透镜使满足条件式(1)-(4)，就能解决本发明拟解决的课题。也即可以获得能良好校正各种像差，有充分的后焦距且能有短的光程长的摄像镜头。
此外，上述实施例中第一透镜与第二透镜采用的是ZEONEX E48R塑性材料。但除实施例中描述的以外的塑性材料，甚或不是塑性材料，只要是满足实施例等中说明的各条件的材料，即便是玻璃材料，显然也是可以采用的。
如上所述，本发明能够实现所有效利用塑料透镜、可良好校正各种像差且光程长≤6mm的适合用于小型CCD摄像机的摄像镜头。
本发明的摄像镜头不仅有短的光程长而且还能保证有充分的后焦距。
根据以上所述，本发明的摄像镜头除能作为便携式电话机中内置的摄像机用镜头外，还可以适合用于PDA(个人数字助理)中内置的摄像机用镜头，具备图像识别功能的玩具中内置的摄像机用镜头，监控用摄像机与安全用摄像机用的镜头。

Claims (7)

1.一种摄像镜头，具有等于或小于6mm的光程，它按照从物体侧开始的顺序，由孔径光阑(S1)、第一透镜(L1)、第二光阑(S2)以及第二透镜(L2)排列构成，第一透镜(L1)是凹面朝向物体侧呈弯月形且具有正屈光力的透镜，第二透镜(L2)是凹面朝向像侧，呈弯月形且具有负屈光力的透镜，
在这种摄像镜头中，第一透镜(L1)的至少一面为非球面而第二透镜(L2)也有至少一面为非球面，即整体至少有2个透镜表面为非球面，且满足下述条件，
0.09＜|f1/f2|＜0.37        (1)
1.33＜|r1/f|＜47.77         (2)
3.08＜|r1/r2|＜113.12      (3)
0.63＜D/f＜0.87              (4)
式中，
f：整个系统的焦距，
f1：第一透镜的焦距，
f2：第二透镜的焦距，
D：从孔径光阑到第二透镜的像侧面的距离，
r1：第一透镜(L1)的物体侧面于光轴附近的曲率半径，
r2：第一透镜(L1)的像侧面于光轴附近的曲率半径。
2.根据权利要求1所述摄像镜头中构成此摄像镜头的透镜完全由塑性材料形成。
3.根据权利要求1所述摄像镜头中构成此摄像头的上述第一透镜(L1)、第二透镜(L2)是由阿贝数为45～65范围的材料形成。
4.根据权利要求2所述摄像镜头中构成此摄像头的上述第一透镜(L1)、第二透镜(L2)是由环烯类塑料形成。
5.根据权利要求1所述摄像镜头中能进行像差校正使像高2.3mm以下的畸变像差在3.9％以内。
6.根据权利要求1所述摄像镜头中能进行像差校正使像高2.3mm以下的像散在0.22mm以内。
7.根据权利要求1所述摄像镜头中能进行像差校正使光轴上的对应于g线的光的球差在0.18mm以内。
CNB031524060A 2002-07-31 2003-07-30 摄像镜头 Expired - Fee Related CN1248025C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP222675/2002 2002-07-31
JP2002222675A JP3396683B1 (ja) 2002-07-31 2002-07-31 撮像用レンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1497289A CN1497289A (zh) 2004-05-19
CN1248025C true CN1248025C (zh) 2006-03-29

Family

ID=19196109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031524060A Expired - Fee Related CN1248025C (zh) 2002-07-31 2003-07-30 摄像镜头

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6833968B2 (zh)
EP (1) EP1387198B1 (zh)
JP (1) JP3396683B1 (zh)
KR (1) KR100553388B1 (zh)
CN (1) CN1248025C (zh)
DE (1) DE60300843T2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI820692B (zh) * 2022-04-29 2023-11-01 大立光電股份有限公司 投射透鏡系統、投射裝置及電子裝置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004059361A1 (ja) * 2002-12-26 2004-07-15 Sekinos Co., Ltd. 撮像用レンズ
KR101012697B1 (ko) * 2003-06-20 2011-02-09 삼성테크윈 주식회사 결상 광학계
JP2005037764A (ja) 2003-07-17 2005-02-10 Olympus Corp 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
CN100462771C (zh) * 2004-09-08 2009-02-18 清华大学 微型摄像镜头系统
JP3659966B1 (ja) * 2005-01-21 2005-06-15 マイルストーン株式会社 撮像レンズ
JP5007536B2 (ja) 2006-08-02 2012-08-22 ソニー株式会社 撮像レンズ系及び撮像装置
KR100869626B1 (ko) 2007-05-21 2008-11-21 엘지이노텍 주식회사 촬상 소자용 렌즈 시스템
JP5090874B2 (ja) 2007-11-28 2012-12-05 株式会社エンプラス 撮像レンズ
JP4732480B2 (ja) 2008-04-04 2011-07-27 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用対物光学系
CN101571621B (zh) * 2008-04-28 2011-03-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 成像镜头
JP5097086B2 (ja) * 2008-11-13 2012-12-12 パナソニック株式会社 結像光学系及びそれを用いた撮像装置
KR101091240B1 (ko) 2009-01-05 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 촬상 렌즈
US20110176227A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-21 Fei-Hsin Tsai Single focus wide-angle lens module
TWI607254B (zh) * 2015-09-25 2017-12-01 先進光電科技股份有限公司 光學成像系統
CN106932883B (zh) * 2015-12-30 2020-02-18 信泰光学(深圳)有限公司 光学镜头
CN105759404B (zh) 2016-05-04 2020-06-16 北京疯景科技有限公司 一种镜头和成像装置
KR20180068585A (ko) 2016-12-14 2018-06-22 삼성전자주식회사 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 이용한 이미지 형성 방법
JP7135298B2 (ja) * 2017-10-27 2022-09-13 株式会社リコー 投射光学系、画像投射装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2063178A (en) * 1934-01-30 1936-12-08 Zeiss Carl Fa Photographic objective
JP3104227B2 (ja) 1989-08-18 2000-10-30 株式会社ニコン ズームレンズ
JP2661467B2 (ja) * 1992-06-09 1997-10-08 キヤノン株式会社 画像読取レンズ
JPH0720375A (ja) 1993-06-29 1995-01-24 Asahi Glass Co Ltd 光ディスク用対物レンズ
JP3506391B2 (ja) * 1993-12-15 2004-03-15 富士写真光機株式会社 ２枚玉による結像レンズ
JPH09197273A (ja) 1996-01-19 1997-07-31 Minolta Co Ltd ズームレンズ
JPH10206726A (ja) 1997-01-22 1998-08-07 Minolta Co Ltd 単焦点レンズ系
JP3725276B2 (ja) * 1997-01-23 2005-12-07 フジノン株式会社 結像レンズ
JPH11133297A (ja) 1997-11-04 1999-05-21 Fuji Photo Film Co Ltd フーリエ変換レンズ
JP2000292696A (ja) 1999-04-12 2000-10-20 Enplas Corp 撮像装置及びアタッチメントレンズ
US6809890B2 (en) * 2001-10-12 2004-10-26 Milestone Co., Ltd. Method for manufacturing silicon wafer and silicon wafer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI820692B (zh) * 2022-04-29 2023-11-01 大立光電股份有限公司 投射透鏡系統、投射裝置及電子裝置

Also Published As

Publication number Publication date
DE60300843D1 (de) 2005-07-21
CN1497289A (zh) 2004-05-19
US20040027478A1 (en) 2004-02-12
EP1387198A1 (en) 2004-02-04
US6833968B2 (en) 2004-12-21
EP1387198B1 (en) 2005-06-15
KR100553388B1 (ko) 2006-02-20
KR20040012473A (ko) 2004-02-11
JP3396683B1 (ja) 2003-04-14
DE60300843T2 (de) 2006-05-18
JP2004062014A (ja) 2004-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1248025C (zh) 摄像镜头
CN1171108C (zh) 摄像透镜
CN1271439C (zh) 成像透镜
CN1103058C (zh) 投影电视透镜系统及使用该系统的投影电视机
CN1306304C (zh) 成像透镜
CN100346189C (zh) 图像拾取透镜
CN1693935A (zh) 变焦透镜
CN1721905A (zh) 小型的大口径广角镜头及配备其的相机
CN1825155A (zh) 广角摄像透镜
CN1260593C (zh) 变倍透镜系统以及具有该变倍透镜系统的投影仪
CN101029957A (zh) 摄像透镜
CN1326553A (zh) 使用衍射光学表面的彩色校正投影透镜
CN1369724A (zh) 摄影透镜系统
CN1825154A (zh) 变焦镜头和信息装置
CN1924616A (zh) 光学系统和包括该光学系统的图像拾取设备
CN1250995C (zh) 变焦镜头及摄影装置
CN101046549A (zh) 投射用变焦透镜及投影型显示装置
CN1851519A (zh) 摄像透镜、摄像装置及便携式终端
CN1991433A (zh) 变焦透镜系统和包含该变焦透镜系统的摄像设备
CN1700050A (zh) 变焦透镜系统和包括变焦透镜系统的图像拾取装置
CN1591075A (zh) 变焦透镜系统
CN1641396A (zh) 成像透镜
CN1664643A (zh) 变焦透镜
CN1550816A (zh) 变焦镜头系统
CN1550815A (zh) 变焦透镜系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Chiba, Japan

Patentee after: Milestone Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Milestone Co., Ltd.

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060329

Termination date: 20120730