CN211698384U - 成像镜头、取像模组及电子装置 - Google Patents
成像镜头、取像模组及电子装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种成像镜头、取像模组及电子装置。成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有正屈折力的第一透镜;具有负屈折力的第二透镜;具有屈折力的第三透镜;具有正屈折力的第四透镜;具有负屈折力的第五透镜,第五透镜的物侧面近轴区域为凹面,像侧面近轴区域为凹面;以及光阑,光阑设于第五透镜的物侧。上述成像镜头能够在具备高解像能力的同时兼顾小型化,且成本较低,适于批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,特别是涉及一种成像镜头、取像模组及电子装置。
背景技术
随着科学技术的发展,传统的成像镜头通常采用六片以上的透镜来获得较高的解像能力。但是,增加透镜数量会影响镜头的小型化,与手机的便携式电子设备的轻薄化设计理念相冲突,同时也会增加镜头的生产成本。
传统的缩短镜头总长的方案通常包括:
(1)减少透镜数量。该方法可直接地缩短镜头总长,但是无法保证镜头的高解像能力。
(2)通过光阑前置(即设于第一透镜的物侧)来缩短镜头总长。该方法虽然也有利于实现镜头的小型化,但是容易增加镜头的敏感度,进而增加了加工难度,使得生产良率降低,成本变高。
发明内容
基于此,有必要针对传统的成像镜头较难兼顾小型化、低成本以及高解像能力的问题,提供一种改进的成像镜头。
一种成像镜头,所述成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有正屈折力的第一透镜;具有负屈折力的第二透镜;具有屈折力的第三透镜;具有正屈折力的第四透镜;具有负屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面近轴区域为凹面,像侧面近轴区域为凹面;以及光阑,所述光阑设于所述第五透镜的物侧;
所述成像镜头满足下列关系式:0<sag S5/ct3<2;其中,sag S5表示所述第三透镜的物侧面矢高,ct3表示所述第三透镜在光轴上的厚度。
上述成像镜头,通过光阑前置以有效缩短镜头总长,并通过选取合适数量的透镜以及合理分配各透镜的屈折力、面型和各透镜的有效焦距,以增强所述成像镜头的成像解析能力并降低镜头的敏感度。同时,通过控制第三透镜的物侧面矢高和第三透镜在光轴上的厚度满足上述关系,有利于在保证高解像能力的同时降低鬼影产生的风险,进而提高成像质量;而当二者比值超出范围时,第三透镜的物侧面矢高过大,会使得第三透镜的物侧面过弯,从而增加了透镜的加工难度,并且容易降低镜头的成像解析能力。
在其中一个实施例中,所述第一透镜至所述第五透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面,且所述第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个表面包含至少一个反曲点。
通过将透镜表面设置为非球面,提高透镜设计的灵活性,并有效地校正像差,提高成像镜头的成像质量。同时,在第五透镜的物侧面和/或像侧面上设置反曲点,有利于修正离轴像差,同时也可以有效地压制离轴视场的光线入射至感光元件上的角度,使入射光线有效的传递至感光元件的像素单元上,进而提升感光元件边缘位置像素单元的感光性能,提升画面的解析度。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:0<f1/f<2;其中,f1表示所述第一透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
通过控制第一透镜的有效焦距和成像镜头的有效焦距满足上述关系,有利于在校正镜头像差和畸变的同时,缩短镜头总长,保持镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:-15<f2/f<0;其中,f2表示所述第二透镜的有效焦距。
通过控制第二透镜的有效焦距和成像镜头的有效焦距满足上述关系,可以为镜头提供负的屈折力,从而有利于降低镜头的敏感度,结合光阑前置保证镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:0<f12/f<2;其中,f12表示所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距。
通过控制第一透镜和第二透镜的组合焦距与成像镜头的有效焦距满足上述关系,可以使第一透镜和第二透镜整体为镜头提供负的屈折力,以降低镜头的敏感度,保证镜头的小型化;同时还可以校正镜头像差,提升成像质量。
在其中一个实施例中,所述第一透镜和所述第二透镜胶合,所述成像镜头满足下列关系式:R12>0;其中R12表示所述第一透镜和所述第二透镜的胶合面于光轴处的曲率半径。
将第一透镜和第二透镜胶合,可以使成像镜头的整体结构更为紧凑,降低镜片在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率;同时,还可以通过控制胶合面于光轴处的曲率半径满足上述关系,来控制胶合面的弯曲程度,从而进一步降低鬼影的产生几率。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:0<ct1/∑D<2;其中,ct1表示所述第一透镜在光轴上的厚度,∑D表示所述第一透镜至所述第五透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。
通过控制第一透镜在光轴上的厚度和各相邻透镜间的空气间隔之和满足上述关系,有利于降低镜头的敏感度,并进一步缩短镜头总长,降低制备成本。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:2<TTL/(ct1-ct2)<8;其中,TTL表示所述第一透镜的物侧面至所述成像镜头的成像面在光轴上的距离,ct2表示所述第二透镜在光轴上的厚度。
在满足上述关系的条件下,可以采用较厚的第一透镜与较薄的第二透镜胶合,从而减小镜头的敏感度,并进一步缩短镜头总长,降低制备成本。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:0<(Nd2-Nd1)*100<18;其中,Nd1表示所述第一透镜的d光折射率,Nd2表示所述第二透镜的d光折射率。
通过控制第一透镜的d光折射率和第二透镜的d光折射率满足上述关系,有利于校正镜头的轴外色差,从而提高镜头的成像分辨率,保证图像清晰度。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:Nd3-Nd5>0;其中,Nd3表示所述第三透镜的d光折射率,Nd5表示所述第五透镜的d光折射率。
通过控制第三透镜的d光折射率和第五透镜的d光折射率满足上述关系,有利于校正镜头的轴外色差,从而提高镜头的成像分辨率,保证图像清晰度。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:Vd1-Vd2>30;其中,Vd1表示所述第一透镜的d光阿贝数,Vd2表示所述第二透镜的d光阿贝数。
通过控制第一透镜的d光阿贝数和第二透镜的d光阿贝数满足上述关系,有利于选取合适的透镜材料进行搭配,从而减小色差,使镜头具备良好的成像质量。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0<(RS5-RS6)/(RS5+RS6)<7;其中,RS5表示所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS6表示所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
通过控制第三透镜两个表面的曲率半径的比值满足上述关系式的上限,有利于抑制像散的产生;而满足关系式的下限时,使入射光线有效的传递至感光元件的像素单元上,从而提高感光元件边缘位置像素单元的感光性能,提升画面的解析度。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0<ct4/(ct3+ct5)<2.5;其中,ct4表示所述第四透镜在光轴上的厚度,ct5表示所述第五透镜在光轴上的厚度。
通过控制第三、第四和第五透镜在光轴上的厚度满足上述关系,有利于调整厚度参数以合理分配镜头的屈折力,从而降低镜头的敏感度,提高生产良率;同时也有利于通过调整厚度参数以进一步缩短镜头总长,实现镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:0<f4/f<1.5;其中,f4表示所述第四透镜的有效焦距。
通过控制第四透镜的有效焦距和成像镜头的有效焦距满足上述关系,可以为镜头提供合理的正屈折力,从而降低镜头的敏感度,提高生产良率,保证镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:FNO<2;其中,FNO表示所述成像镜头的光圈数。
通过控制镜头的光圈数满足上述关系,可以使镜头具备较大光圈,从而增加镜头的进光量,达到突出被摄物体、提升画面亮度的效果。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
(FOV*f)/ImgH≥90°;其中,FOV表示所述成像镜头的对角线方向视场角,ImgH表示成像镜头的成像面上有效像素区域对角线方向长度的一半。
通过控制成像镜头的对角线方向视场角、该视场角的对应像高以及镜头的有效焦距满足上述关系,可以保证镜头具备高像素特性,并将拍摄焦距和畸变设置在合理范围内,从而获得较佳的广角拍摄效果。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:|α1-α2|<10;
其中,α1表示所述第一透镜的热膨胀系数,α2表示所述第二透镜的热膨胀系数,热膨胀系数的单位为10-6/℃。
通过控制第一透镜的热膨胀系数和第二透镜的热膨胀系数满足上述关系,有利于在第一透镜和第二透镜胶合时,避免两透镜之间的热膨胀差异过大而脱胶;同时也有利于降低镜头的温度敏感度,使得镜头在高低温环境下,均能表现出较高的解像能力,从而保证成像质量。
本申请还提供一种取像模组。
一种取像模组,包括如前所述的成像镜头以及感光元件,所述感光元件设于所述成像镜头的像侧。
上述取像模组,利用前述的成像镜头能够拍摄得到清晰明亮的图像,同时取像模组还具有小型化、轻量化的结构特点,方便适配至如手机、平板以及车载镜头等尺寸受限的装置。
本申请还提供一种电子装置。
一种电子装置,包括壳体以及如前所述的取像模组,所述取像模组安装在所述壳体上。
上述电子装置,利用前述的取像模组能够拍摄得到明亮且分辨率高的图像,同时该电子装置还具有轻薄化的结构特点,满足如手机、平板等移动设备的应用需求。
附图说明
图1示出了本申请实施例1的成像镜头的结构示意图;
图2分别示出了实施例1的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图3示出了本申请实施例2的成像镜头的结构示意图;
图4分别示出了实施例2的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图5示出了本申请实施例3的成像镜头的结构示意图;
图6分别示出了实施例3的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图7示出了本申请实施例4的成像镜头的结构示意图;
图8分别示出了实施例4的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图9示出了本申请实施例5的成像镜头的结构示意图;
图10分别示出了实施例5的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图11示出了本申请实施例6的成像镜头的结构示意图;
图12分别示出了实施例6的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
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优选实施方式。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方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”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”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
为了便于说明,附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
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。
以下将对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
请一并参阅图1、图3、图5、图7、图9和图11,本申请实施例提供一种可兼顾高像素以及小型化的成像镜头。具体的,该成像镜头包括五片具有屈折力的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。该五片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列,成像镜头的成像面位于第五透镜的像侧。
第一透镜具有正屈折力,有利于在校正镜头像差、畸变的同时缩短镜头焦距,保证镜头的小型化。
第二透镜具有负屈折力,有利于与第一透镜配合以校正镜头色差,减小镜头的偏心敏感度,并进一步修正像差,提升镜头的成像解析能力。进一步的,可以将第一透镜的像侧面和第二透镜的物侧面胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头的整体结构更为紧凑,降低镜片在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
如本领域技术人员已知的,在光线转折处的离散透镜,容易因加工误差和/或组立误差造成敏感,而胶合透镜的使用可有效地降低镜头的敏感度。在本申请中使用胶合透镜,不仅能够有效地降低镜头的敏感度、缩短镜头的整体长度,还能够分担镜头的整体色差、像差的矫正,提高成像镜头的解像能力。除此之外,胶合透镜还具有光能量损失小、横向和轴向分辨率高的优点。进一步的,胶合透镜可包括一枚具有正屈折力的透镜和一枚具有负屈折力的透镜,如第一透镜具有正屈折力,则第二透镜具有负屈折力。
第三透镜具有屈折力,有利于进一步修正镜头像差,并使光线平稳过渡至第四透镜。
第四透镜具有正屈折力,有利于降低镜头的敏感度,保证镜头的小型化。
第五透镜具有负屈折力,且其物侧面近轴区域为凹面,其像侧面近轴区域均为凹面,从而可以校正中心视场的球差,实现清晰成像。
成像镜头中还设置有光阑,光阑设于第五透镜的物侧,以更好地控制入射光束的大小。进一步的,可以将光阑前置,以缩短镜头总长。具体的,光阑包括孔径光阑和视场光阑。优选的,光阑为孔径光阑。孔径光阑可位于透镜的表面上(例如物侧面和像侧面),并与透镜形成作用关系,例如,通过在透镜的表面涂覆阻光涂层以在该表面形成孔径光阑;或通过夹持件固定夹持透镜的表面,位于该表面的夹持件结构能够限制轴上物点成像光束的宽度,从而在该表面上形成孔径光阑。
除此之外,成像镜头还满足下列关系式:0<sag S5/ct3<2;其中,sag S5表示第三透镜的物侧面矢高,ct3表示第三透镜在光轴上的厚度。sag S5/ct3可以是0.5、0.6、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.5或1.8。在满足上述关系式的条件下,既有利于保证镜头高解像能力,还可以降低鬼影产生的风险,进而提高成像质量;而当sag S5/ct3小于等于0时,第三透镜的物侧面为凸面,容易使光线聚焦而无法过渡至第四透镜并最终会聚至成像面;而当sag S5/ct3大于等于2时,第三透镜的物侧面矢高过大,容易导致第三透镜的物侧面过弯,从而增加透镜的加工难度,降低镜头的成像解析能力。
当上述成像镜头用于成像时,被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入成像镜头,并依次穿过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜,最终汇聚到成像面上。
上述成像镜头,通过选取合适数量的透镜以及合理分配各透镜的屈折力、面型和各透镜的有效焦距,以增强所述成像镜头的成像解析能力并降低镜头的敏感度,进而结合光阑前置进一步缩短镜头总长,实现镜头的小型化、轻量化。
在示例性实施方式中,第一透镜至第五透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面。通过上述方式,可以提高透镜设计的灵活性,并有效地校正像差,提高成像镜头的成像质量。在另一些实施方式中,成像镜头的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是,上述实施方式仅是对本申请的一些实施方式的举例,在一些实施方式中,成像镜头中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。
另外,第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个表面包含至少一个反曲点。通过在第五透镜的物侧面和/或像侧面上设置反曲点,有利于修正离轴像差,同时也可以有效地压制离轴视场的光线入射至感光元件上的角度,使入射光线有效的传递至感光元件的像素单元上,进而提升感光元件边缘位置像素单元的感光性能,提升画面的解析度。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:0<f1/f<2;其中,f1表示第一透镜的有效焦距,f表示成像镜头的有效焦距。f1/f可以是0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、1.0、1.05、1.1、1.2、1.5或1.8。在满足上述关系的条件下,有利于合理配置第一透镜的屈折力大小,从而在校正镜头像差和畸变的同时,缩短镜头总长,保持镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:-15<f2/f<0;其中,f2表示第二透镜的有效焦距。f2/f可以是-14.5、-10、-6、-3.5、-3.2、-3、-2.8、-2.6、-2.4、-2.2或-2。在满足上述关系的条件下,可以为镜头提供负的屈折力,并通过调整第二透镜的负屈折力大小,降低镜头的敏感度,结合光阑前置保证镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:0<f12/f<2;其中,f12表示第一透镜和第二透镜的组合焦距。f12/f可以是0.5、1、1.04、1.08、1.12、1.16、1.2、1.5或1.8。在满足上述关系的条件下,可以使第一透镜和第二透镜整体为镜头提供负的屈折力,以降低镜头的敏感度,保证镜头的小型化;同时还可以校正镜头像差,提升成像质量。
在示例性实施方式中,第一透镜和第二透镜胶合时,成像镜头满足下列关系式:R12>0;其中R12表示第一透镜和第二透镜的胶合面于光轴处的曲率半径。具体的该胶合面于光轴处的曲率半径可以用第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径表示,也可以用第二透镜的物侧面于光轴处的曲率半径表示,本申请对此不做限制。R12可以是4mm、7mm、10mm、13mm、15mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm或23mm。通过控制胶合面于光轴处的曲率半径满足上述关系,可以控制胶合面的弯曲程度,从而进一步降低鬼影的产生几率。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:0<ct1/∑D<2;其中,ct1表示第一透镜在光轴上的厚度,∑D表示第一透镜至第五透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。ct1/∑D可以是0.5、1、1.1、1.12、1.15、1.18、1.21、1.25、1.3、1.35、1.4、1.5、1.6或1.8。在满足上述关系的条件下,有利于降低镜头的敏感度,并进一步缩短镜头总长,降低制备成本。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:2<TTL/(ct1-ct2)<8;其中,TTL表示第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离,ct2表示第二透镜在光轴上的厚度。TTL/(ct1-ct2)可以是3、4、4.5、5、5.5、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.8、7或7.5。在满足上述关系的条件下,有利于采用较厚的第一透镜与较薄的第二透镜胶合,从而减小镜头的敏感度,并进一步缩短镜头总长,降低制备成本。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:0<(Nd2-Nd1)*100<18;其中,Nd1表示第一透镜的d光折射率,Nd2表示第二透镜的d光折射率。具体的,d光指波长为587.56nm的光线。(Nd2-Nd1)*100可以是5、10、11、12、12.5、12.6、13、13.2、13.5、13.8、14或14.5。在满足上述关系的条件下,有利于校正镜头的轴外色差,从而提高镜头的成像分辨率,保证图像清晰度。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:Nd3-Nd5>0;其中,Nd3表示第三透镜的d光折射率,Nd5表示第五透镜的d光折射率。Nd3-Nd5可以是0.05、0.1、0.12、0.14、0.16、0.18或0.2。在满足上述关系的条件下,有利于校正镜头的轴外色差,从而提高镜头的成像分辨率,保证图像清晰度。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:Vd1-Vd2>30;其中,Vd1表示第一透镜的d光阿贝数,Vd2表示第二透镜的d光阿贝数。Vd1-Vd2可以是32、34、36、36.1、36.3、36.5、36.7、36.9或37。在满足上述关系的条件下,有利于选取合适的透镜材料进行搭配,从而减小色差,使镜头具备良好的成像质量。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0<(RS5-RS6)/(RS5+RS6)<7;其中,RS5表示第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS6表示第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。(RS5-RS6)/(RS5+RS6)可以是0.5、0.9、1.1、1.3、1.5、1.8、2.3、3、4、5、6或6.5。当上述比值满足关系式的上限时,有利于抑制像散的产生;当上述比值满足关系式的下限时,则有利于减小边缘视角的主光线入射角,使入射光线有效的传递至感光元件的像素单元上,从而提高感光元件边缘位置像素单元的感光性能,提升画面的解析度。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0<ct4/(ct3+ct5)<2.5;其中,ct4表示第四透镜在光轴上的厚度,ct5表示第五透镜在光轴上的厚度。ct4/(ct3+ct5)可以是0.5、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、2、2.2或2.4。在满足上述关系的条件下,有利于调整厚度参数以合理分配镜头的屈折力,从而降低镜头的敏感度,提高生产良率;同时也有利于通过调整透镜的厚度参数来进一步缩短镜头总长,实现镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:0<f4/f<1.5;其中,f4表示第四透镜的有效焦距。f4/f可以是0.4、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.6、0.8、1.0、1.2或1.4。在满足上述关系的条件下,可以为镜头提供合理的正屈折力,从而降低镜头的敏感度,提高生产良率,保证镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:FNO<2;其中,FNO表示成像镜头的光圈数。FNO可以是1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或1.95。通过控制镜头的光圈数满足上述关系,可以使镜头具备较大光圈,从而增加镜头的进光量,实现突出被摄物体、提升画面亮度的效果。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:(FOV*f)/ImgH≥90°;其中,FOV表示成像镜头的对角线方向视场角,ImgH表示成像镜头的成像面上有效像素区域对角线方向长度的一半,即对角线方向的半像高。(FOV*f)/ImgH可以是92°、94°、95°、95.3°、95.4°、95.5°、95.8°、96°或96.5°。在满足上述关系的条件下,可以保证镜头具备高像素特性,并将拍摄焦距和畸变设置在合理范围内,从而获得较佳的广角拍摄效果。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:|α1-α2|<10;其中,α1表示第一透镜的热膨胀系数,α2表示第二透镜的热膨胀系数,热膨胀系数的单位为10-6/℃。|α1-α2|可以是2、4、4.5、5、5.5、6、7、8或9。通过控制第一透镜的热膨胀系数和第二透镜的热膨胀系数满足上述关系,有利于在第一透镜和第二透镜胶合时,避免两透镜之间的热膨胀差异过大而脱胶;同时也有利于降低镜头的温度敏感度,使得镜头在高低温环境下,均能表现出较高的解像能力,从而保证成像质量。
在示例性实施方式中,成像镜头中各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料,塑料材质的透镜能够减少成像镜头的重量并降低生产成本,而玻璃材质的透镜可使成像镜头具备较好的温度耐受特性以及优良的光学性能。需要注意的是,成像镜头中各透镜的材质也可以玻璃和塑料的任意组合,并不一定要是均为玻璃或均为塑料。
在示例性实施方式中,成像镜头还包括红外滤光片。红外滤光片设于第五透镜的像侧,用于过滤入射光线,具体用于隔绝红外光,防止红外光被感光元件吸收,从而避免红外光对正常影像的色彩与清晰度造成影响,提高成像镜头的成像品质。
进一步的,成像镜头还可以包括保护玻璃。保护玻璃设于红外滤光片的像侧,可在生产感光芯片时即覆盖至感光元件,从而避免感光元件在存放或运送途中发生破坏、沾染落尘等问题。
本申请的上述实施方式的成像镜头可采用多片镜片,例如上文所述的五片。通过合理分配各透镜焦距、屈折力、面型、厚度以及各透镜之间的轴上间距等,可以保证上述成像镜头的总长较小、重量较轻且具备较高的成像分辨率,同时还具备较大的光圈(FNO可以为1.4)以及较大的视场角,从而更好地满足如车载辅助系统的镜头、手机、平板等轻量化电子设备的应用需求。然而,本领域的技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成成像镜头的透镜数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的成像镜头的具体实施例。在下述实施例中,若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。此处近轴区域是指光轴附近的区域。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。
实施例1
以下参照图1至图2描述本申请实施例1的成像镜头100。
图1示出了实施例1的成像镜头100的结构示意图。如图1所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S6于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,有利于修正像差、解决像面歪曲的问题,也能够使透镜在较小、较薄且较平的情况下实现优良的光学成像效果,进而使成像镜头100具备小型化特性。
第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料,可以方便透镜面型的注塑成型,从而有利于降低生产成本;同时,塑料材质的透镜还能减少成像镜头100的重量,实现轻量化。
第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。具体的,滤光片110的材质为玻璃。滤光片110可以属于成像镜头100的一部分,与各透镜一同装配。
表1示出了实施例1的成像镜头100的透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。另外,以第一透镜L1为例,第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜在光轴上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一透镜的物侧面在光轴上的距离;光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一透镜的物侧面顶点(顶点指透镜与光轴的交点)于光轴上的距离,我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴的正方向,当该值为负时,表明光阑ST0设置于该透镜的物侧面顶点的右侧,若光阑STO厚度为正值时,光阑在该透镜物侧面顶点的左侧。表1的参考波长为587.56nm。
表1
透镜中的非球面面型由以下公式限定:
其中,x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为非球面的近轴曲率,c=1/R(即,近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数;Ai是非球面的第i阶系数。下表2给出了可用于实施例1中透镜非球面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表2
本实施例成像镜头100的成像面S13上有效像素区域的对角线长度的一半ImgH为2.91mm。结合表1和表2中的数据可知,实施例1中的成像镜头100满足:
sag S5/ct3=0.896,其中,sag S5表示第三透镜L3的物侧面S5矢高,ct3表示第三透镜L3在光轴上的厚度;
f1/f=0.79,其中,f1表示第一透镜L1的有效焦距,f表示成像镜头100的有效焦距;
f2/f=-2.33,其中,f2表示第二透镜L2的有效焦距;
f12/f=1.05,其中,f12表示第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距;
R12=21.77mm,其中,R12表示第一透镜L1和第二透镜L2的胶合面于光轴处的曲率半径;
ct1/∑D=1.12,其中,ct1表示第一透镜L1在光轴上的厚度,∑D表示第一透镜L1至第五透镜L5的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和;
TTL/(ct1-ct2)=6.86,其中,TTL表示第一透镜L1的物侧面S1至成像镜头100的成像面S13在光轴上的距离,ct2表示第二透镜L2在光轴上的厚度;
(Nd2-Nd1)*100=12.6,其中,Nd1表示第一透镜L1的d光折射率,Nd2表示第二透镜L2的d光折射率;
Nd3-Nd5=0.14,其中,Nd3表示第三透镜L3的d光折射率,Nd5表示第五透镜L5的d光折射率;
Vd1-Vd2=36.7,其中,Vd1表示第一透镜L1的d光阿贝数,Vd2表示第二透镜L2的d光阿贝数;
(RS5-RS6)/(RS5+RS6)=2.389,其中,RS5表示第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径,RS6表示第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径;
ct4/(ct3+ct5)=1.691,其中,ct4表示第四透镜L4在光轴上的厚度,ct5表示第五透镜L5在光轴上的厚度;
f4/f=0.53,其中,f4表示第四透镜L4的有效焦距;
FNO=1.95,其中,FNO表示成像镜头100的光圈数;
(FOV*f)/ImgH=95.588°,其中,FOV表示成像镜头100的对角线方向视场角,ImgH表示成像镜头100的成像面S13上有效像素区域的对角线方向长度的一半;
|α1-α2|=4.5,其中,α1表示第一透镜L1的热膨胀系数,α2表示第二透镜L2的热膨胀系数,热膨胀系数的单位为10-6/℃。
图2分别示出了实施例1的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为555nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm以及650nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图2可知,实施例1给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例2
以下参照图3至图4描述本申请实施例2的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了本申请实施例2的成像镜头100的结构示意图。
如图3所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S6于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,且第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料。第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表3示出了实施例2的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表3的参考波长为587.56nm。表4示出了可用于实施例2中透镜非球面S1-S10的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表5示出了实施例2中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表3
表4
表5
图4分别示出了实施例2的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为555nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm以及650nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图4可知,实施例2给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例3
以下参照图5至图6描述本申请实施例3的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了本申请实施例3的成像镜头100的结构示意图。
如图5所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S6于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,且第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料。第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表6示出了实施例3的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表6的参考波长为587.56nm。表7示出了可用于实施例3中透镜非球面S1-S10的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表8示出了实施例3中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表6
表7
表8
图6分别示出了实施例3的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为555nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm以及650nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图6可知,实施例3给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例4
以下参照图7至图8描述本申请实施例4的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了本申请实施例4的成像镜头100的结构示意图。
如图7所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S6于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,且第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料。第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表9示出了实施例4的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表9的参考波长为587.56nm。表10示出了可用于实施例4中透镜非球面S1-S10的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表11示出了实施例4中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表9
表10
表11
图8分别示出了实施例4的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为555nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm以及650nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为555nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图8可知,实施例4给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例5
以下参照图9至图10描述本申请实施例5的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图9示出了本申请实施例5的成像镜头100的结构示意图。
如图9所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有正屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S6于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,且第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料。第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表12示出了实施例5的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表12的参考波长为587.56nm。表13示出了可用于实施例5中透镜非球面S1-S10的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表14示出了实施例5中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表12
表13
表14
图10分别示出了实施例5的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为479.99nm、486.13nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为546.07nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为546.07nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图10可知,实施例5给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例6
以下参照图11至图12描述本申请实施例6的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图11示出了本申请实施例6的成像镜头100的结构示意图。
如图11所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和成像面S13。
第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为非球面,其中物侧面S1于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S2于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面S3和像侧面S4均为非球面,其中物侧面S3于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S4于光轴处为凹面,于圆周处为凹面。
第一透镜L1的像侧面S2和第二透镜L2的物侧面S3胶合形成胶合透镜,从而使成像镜头100的整体结构更为紧凑,降低透镜在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
第三透镜L3具有正屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为非球面,其中物侧面S5于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S6于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为非球面,其中物侧面S7于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S8于光轴为凸面,于圆周处为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为非球面,其中物侧面S9于光轴处为凹面,于圆周处为凸面,像侧面S10于光轴处为凹面,于圆周处为凸面。
将第一透镜L1至第五透镜L5的物侧面和像侧面均设置为非球面,且第一透镜L1至第五透镜L5的材质均为塑料。第一透镜L1的物侧还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量,同时,还可以进一步缩短成像镜头100的总长,实现小型化。成像镜头100还包括设于第五透镜L5像侧且具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片110。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像色彩失真。
表15示出了实施例6的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表15的参考波长为587.56nm。表16示出了可用于实施例6中透镜非球面S1-S10的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表17示出了实施例6中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表15
表16
表17
图12分别示出了实施例6的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图,成像镜头100的参考波长为546.07nm。其中纵向球差曲线图示出了波长为479.99nm、486.13nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了波长为546.07nm的光线经由成像镜头100后的子午像面弯曲(T)和弧矢像面弯曲(S);畸变曲线图示出了波长为546.07nm的光线经由成像镜头100在不同像高情况下的畸变率。根据图12可知,实施例6给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
本申请还提供一种取像模组,包括如前文所述的成像镜头100;以及感光元件,感光元件设于成像镜头100的像侧,感光元件的感光表面与成像面S13重合。具体的,感光元件可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD,Charge-coupled Device)图像传感器。
上述取像模组利用前述的成像镜头100能够拍摄得到清晰明亮的图像,同时取像模组还具有小型化、轻量化的结构特点。取像模组可应用于手机、汽车、监控、医疗等领域。具体可作为手机摄像头、平板摄像头、车载摄像头等。
本申请还提供一种电子装置,包括壳体以及如前文所述的取像模组,取像模组安装在壳体上。具体的,取像模组设置在壳体内并从壳体暴露以获取图像,壳体可以给取像模组提供防尘、防水防摔等保护,壳体上开设有与取像模组对应的孔,以使光线从孔中穿入或穿出壳体。
上述电子装置,利用前述的取像模组能够拍摄得到明亮且分辨率较高的图像,同时该电子装置还具有轻薄化的结构特点,满足如手机、平板等移动设备的应用需求。
另一些实施方式中,所使用到的“电子装置”还可包括,但不限于被设置成经由有线线路连接和/或经由无线接口接收或发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的电子装置可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括,但不限于卫星或蜂窝电话;可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system,PCS)终端;可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(globalpositioning system,GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant,PDA);以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (19)
1.一种成像镜头,其特征在于,所述成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有正屈折力的第一透镜;
具有负屈折力的第二透镜;
具有屈折力的第三透镜;
具有正屈折力的第四透镜;
具有负屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面近轴区域为凹面,像侧面近轴区域为凹面;以及,
光阑,所述光阑设于所述第五透镜的物侧;
所述成像镜头满足下列关系式:
0<sag S5/ct3<2;
其中,sag S5表示所述第三透镜的物侧面矢高,ct3表示所述第三透镜在光轴上的厚度。
2.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第五透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面,且所述第五透镜的物侧面和像侧面中至少一个表面包含至少一个反曲点。
3.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<f1/f<2;
其中,f1表示所述第一透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
4.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
-15<f2/f<0;
其中,f2表示所述第二透镜的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<f12/f<2;
其中,f12表示所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距。
6.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜胶合,所述成像镜头满足下列关系式:
R12>0;
其中R12表示所述第一透镜和所述第二透镜的胶合面于光轴处的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<ct1/∑D<2;
其中,ct1表示所述第一透镜在光轴上的厚度,∑D表示所述第一透镜至所述第五透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。
8.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
2<TTL/(ct1-ct2)<8;
其中,TTL表示所述第一透镜的物侧面至所述成像镜头的成像面在光轴上的距离,ct2表示所述第二透镜在光轴上的厚度。
9.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<(Nd2-Nd1)*100<18;
其中,Nd1表示所述第一透镜的d光折射率,Nd2表示所述第二透镜的d光折射率。
10.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
Nd3-Nd5>0;
其中,Nd3表示所述第三透镜的d光折射率,Nd5表示所述第五透镜的d光折射率。
11.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
Vd1-Vd2>30;
其中,Vd1表示所述第一透镜的d光阿贝数,Vd2表示所述第二透镜的d光阿贝数。
12.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<(RS5-RS6)/(RS5+RS6)<7;
其中,RS5表示所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,RS6表示所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
13.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<ct4/(ct3+ct5)<2.5;
其中,ct4表示所述第四透镜在光轴上的厚度,ct5表示所述第五透镜在光轴上的厚度。
14.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0<f4/f<1.5;其中,f4表示所述第四透镜的有效焦距。
15.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
FNO<2;其中,FNO表示所述成像镜头的光圈数。
16.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
(FOV*f)/ImgH≥90°;
其中,FOV表示所述成像镜头的对角线方向视场角,ImgH表示所述成像镜头的成像面上有效像素区域对角线方向长度的一半。
17.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
|α1-α2|<10;
其中,α1表示所述第一透镜的热膨胀系数,α2表示所述第二透镜的热膨胀系数,热膨胀系数的单位为10-6/℃。
18.一种取像模组,其特征在于,包括如权利要求1-17任一项所述的成像镜头以及感光元件,所述感光元件设于所述成像镜头的像侧。
19.一种电子装置,其特征在于,包括壳体以及如权利要求18所述的取像模组,所述取像模组安装在所述壳体上。
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