成像镜头转让专利

申请号 : CN200710201438.6

文献号 : CN101373256B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 林群翎

申请人 : 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司鸿海精密工业股份有限公司

摘要 :

本发明提供一种成像镜头,其从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片。成像镜头满足条件式:1<T/F<1.29;R3/F>15;R7>0,R6<0。其中,T为成像镜头全长,F为成像镜头的有效焦距,R3,R6及R7分别为第二镜片物侧表面的曲率半径、第三镜片像侧表面的曲率半径及第四镜片物侧表面的曲率半径。成像镜头满足条件式:1<T/F<1.29,缩短成像镜头全长。满足条件式:R3/F>15,修正单色像差。满足条件式:R7>0,R6<0修正畸变及场曲。因此,可在尺寸缩小同时提高分辨率。

权利要求 :

1.一种成像镜头,其从物侧到像侧依次包括:具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片;其特征在于,该成像镜头满足条件式:

1<T/F<1.29;

R3/F>15;

R7>0,R6<0;

其中,T为成像镜头全长,F为成像镜头的有效焦距,R3,R6及R7分别为该第二镜片物侧表面的曲率半径、该第三镜片像侧表面的曲率半径及该第四镜片物侧表面的曲率半径。

2.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头还满足条件式:D1>D12;

其中,D1为第一镜片轴上厚度,D12为第一镜片与第二镜片的轴上间距。

3.如权利要求1所述的成像镜头,其转征在于,该成像镜头还满足条件式:0.5<R7/F<1。

4.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头还满足条件式:R7>R8>0;

其中,R8为第四镜片像侧表面的曲率半径。

5.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头还包括设置于该第一镜片物侧的光阑。

6.如权利要求5所述的成像镜头,其特征在于,该光阑为涂布于该第一镜片物侧表面外圈的不透光材料。

7.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头还满足条件式:vd1>55;vd2<35;

其中,vd1,vd2分别为波长为587.6纳米的光线在该第一镜片及第二镜片的阿贝数。

8.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片采用塑料材料制成。

9.如权利要求1所述的成像镜头、其特征在于,该第一镜片、第二镜片、第三镜片及第四镜片的两个表面均采用非球面。

10.如权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,该成像镜头进一步包括设置于该第四镜片像侧的红外滤光片。

说明书 :

技术领域

本发明涉及成像技术,特别涉及一种成像镜头。

背景技术

近年来,随着半导体技术的发展,应用于成像系统的影像感测器,如电荷耦合器(Charge Coupled Device,CCD)或补充性半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)装置,在提高像素的同时,朝小型化方向发展,以此满足消费者对成像系统的成像品质及便携性的要求。
对应地,成像镜头需提高分辨率、缩小尺寸,以配合影像感测器组成高成像品质、小尺寸的成像系统。

发明内容

有鉴于此,有必要提供一种高分辨率、小尺寸的成像镜头。
一种成像镜头,其从物侧到像侧依次包括:具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片及具有负光焦度的第四镜片。该成像镜头满足条件式:
1<T/F<1.29;
R3/F>15;
R7>0,R6<0。
其中,T为成像镜头全长(成像镜头第一个光学面到成像面的距离),F为成像镜头的有效焦距,R3,R6及R7分别为该第二镜片物侧表面的曲率半径、该第三镜片像侧表面的曲率半径及该第四镜片物侧表面的曲率半径。
条件式:1<T/F<1.29用于限制成像镜头全长以得到较小尺寸的成像镜头。条件式:R3/F>15用于修正单色像差,特别是球差(spherical aberration)。条件式:R7>0,R6<0用于进一步修正畸变(distortion)及场曲(field curvature)。综前,可得到高分辨率、小尺寸的成像镜头。

附图说明

图1为本发明实施例的成像镜头的系统构成示意图。
图2为本发明实施例1的成像镜头的球差特性曲线图。
图3为本发明实施例1的成像镜头的场曲特性曲线图。
图4为本发明实施例1的成像镜头的畸变特性曲线图。
图5为本发明实施例2的成像镜头的球差特性曲线图。
图6为本发明实施例2的成像镜头的场曲特性曲线图。
图7为本发明实施例2的成像镜头的畸变特性曲线图。

具体实施方式

请参阅图1,本发明实施例的成像镜头100从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片10、具有负光焦度的第二镜片20、具有正光焦度的第三镜片30及具有负光焦度的第四镜片40。
成像镜头100成像时,光线自物侧入射成像镜头100,依次经第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40后汇聚(成像)于成像面99。设置CCD或CMOS的感测面(图未示)于成像面99处便可组成成像系统。
为得到高分辨率、小尺寸的成像镜头100,成像镜头100满足条件式:
(1)1<T/F<1.29;
(2)R3/F>15;
(3)R7>0,R6<0。
其中,T为成像镜头全长,F为成像镜头有效焦距,R3,R6及R7分别为算二镜片20物侧表面的曲率半径、第三镜片30像侧表面的曲率半径及第四镜片40物侧表面的曲率半径。
条件式(1)给出成像镜头全长T与成像镜头有效焦距F的关系,以限制成像镜头全长T,得到小尺寸的成像镜头100。具体地,在T/F<1.29的情况下,已可得到较短的成像镜头全长,考虑到过分缩短成像镜头全长T,将产生较严重的单色像差,故,另限制T/F>1,以控制单色像差在可以修正的范围内。
条件式(2)给出第二镜片20物侧表面的曲率半径R3与成像镜头有效焦距F的关系,以修正单色像差,特别是球差。另外,较大的曲率半径R3,使得第二镜片20易于制造/组装(镜片表面曲率小,易于制造/组装),成像镜头全长T进一步缩短变得可能(镜片表面曲率小,利于缩短第一镜片10与第二镜片20间距)。
条件式(3)给出第三镜片30像侧表面的曲率半径R6及第四镜片40物侧表面的曲率半径R7需满足的关系,以进一步修正条件式(2)未能完全修正的畸变(distortion)及场曲(fieldcurvature)。
优选地,成像镜头100还满足关系式:
(4)D1>D12。
其中,D1为第一镜片10轴上厚度(第一镜片10截得光轴的长度),D12为第一镜片10与第二镜片20的轴上间距(第一镜片10与第二镜片20相对两个表面截得光轴的长度)。
条件式(4)给出第一镜片10轴上厚度D1与第一镜片10与第二镜片20轴上间距D12的关系,条件式(2)使得轴上间距D12缩短变得可能,条件式(4)对此进行限制,以缩短成像镜头全长T。
较优地,第四镜片40满足条件式:
(5)0.5<R7/F<1。
条件式(5)给出第四镜片40物侧表面的曲率半径R7与成像镜头有效焦距F的关系,用于在确保畸变及场曲正确修正的前提下,对成像镜头全长T进一步限制。具体地,R7/F<1,有利于缩短成像镜头全长T。然而,R7/F过小,则可能导致畸变及场曲修正过度,故,另限制0.5<R7/F。
更加优选地,第四镜片40还满足条件式:
(6)R7>R8>0。
其中,R8为第四镜片40像侧表面的曲率半径。
条件式(6)给出第四镜片40物侧表面的曲率半径R7与像侧表面的曲率半径R8的关系,以进一步修正场曲。另外,较大的曲率半径R7使得第四镜片40易于制造/组装,成像镜头全长T进一步缩短变得可能。
具体地,成像镜头100还包括设置于第一镜片10物侧的光阑96(aperture stop)。光阑96可限制轴外光线进入成像镜头100而产生较严重的畸变及场曲。将光阑96设置于第一镜片10物侧有利于缩短成像镜头全长T。为节约成本,缩短成像镜头全长T,可采用不透光材料涂布第一镜片10物侧表面外圈,充当光阑96。可以理解,光阑96如此设置还有利于缩短成像镜头全长。
另一方面,为修正色差(chromatic aberration),还限定成像镜头100满足关系式:
(7)vd1>55;vd2<35。
其中,vd1,vd2分别为d光(波长为587.6纳米,下同)在第一镜片10及第二镜片20的阿贝数(abbe number)。
可以理解,为节约成本,实施例的第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40采用塑料材料制成(如射出成型,利于量产)。
更加具体地,成像镜头100成像时,光线还可能经过设置于成像镜头100像侧的红外滤光片98(infrared cut filter)及用于保护影像感测器的保护玻璃97(cover glass)。
以下结合图2至图7,以具体实施例进一步说明成像镜头100。具体实施例中,第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30及第四镜片40的两个表面都采用非球面。
以镜片表面中心为原点,光轴为x轴,镜片表面的非球面面型表达式为:
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中,c为镜面表面中心的曲率,k是二次曲面系数,为从光轴到镜片表面的高度,∑Aihi表示对Aihi累加,i为自然数,Ai为第i阶的非球面面型系数。
另外,约定FNo为成像镜头100的光圈数,2ω为成像镜头100的视场角。R为对应表面的曲率半径,D为对应表面到后一个表面(像侧)的轴上距离(两个表面截得光轴的长度),Nd为对应镜片(滤光片)对d光的折射率(下同),vd为d光在对应镜片(滤光片)的阿贝数(下同)。
实施例1
实施例1的成像镜头100满足表1及表2所列的条件,且F=3.88毫米(millimeter,mm),FNo=2.83,2ω=64.34°。
表1
    表面     R(mm)     D(mm)     Nd     vd     第一镜片物侧表面     1.818128     0.8278386     1.53     1.53     第一镜片像侧表面     -3.7951     0.1     -     -     第二镜片物侧表面     84.63214     0.42     56     56     第二镜片像侧表面     1.849785     0.4590938     -     -     第三镜片物侧表面     -3.738917     0.8128965     1.621     1.5231     第三镜片像侧表面     -1.252325     0.1     -     -     第四镜片物侧表面     2.22937     0.515     31     55     第四镜片像侧表面     0.9878145     0.2794997     -     -     红外滤光片物侧表面     无穷大     0.3     1.53     1.5168     红外滤光片像侧表面     无穷大     0.55     -     -     保护玻璃物侧表面     无穷大     0.55     56     64.167336     保护玻璃像侧表面     无穷大     0.05     -     -     成像面     无穷大     -     -     -
表2


实施例1的成像镜头100的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图2、图3及图4所示。图2中,曲线g,d及c分别为g光(波长为435.8纳米,下同)、d光及c光(波长为656.3纳米,下同)于成像镜头100的球差特性曲线(下同)。可见,实施例1的成像镜头100对可见光(400-700纳米)产生的球差被控制在-0.03mm~0.03mm间。图3中,曲线t及s为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线(下同)。可见,子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.03mm~0.03mm间。图4中,曲线dis为畸变特性曲线(下同)。可见,畸变量被控制在-2%~2%间。综前,尽管成像镜头100尺寸缩小,其产生的球差、场曲及畸变却被控制(修正)在较小的范围内。
实施例2
实施例2的成像镜头100满足表3及表4所列的条件,且F=4mm,FNo=2.83,2ω=62.78°。
表3


表4
  表面   表面非球面面型参数   第一镜片物侧   表面   k=-0.3361029;A4=-0.008063887;A6=-0.032207101;A8=0.017305872;   A10=-0.054943848   第一镜片像侧   表面   k=-43.05209;A4=-0.10187049;A6=-0.14561382 A8=;0.2551684;   A10=-0.18919689   第二镜片物侧   表面   k=7979.142;A4=-0.025710951;A6=-0.30978399;A8=0.47361255;   A10=-0.25752608   第二镜片像侧   表面   k=0.2349351;A4=-0.001481595;A6=-0.11972324;A8=0.1391097;   A10=-0.049031954   第三镜片物侧   表面   k=-11.44333;A4=0.034197274;A6=-0.088036075;A8=0.04703408;   A10=-0.02147164   第三镜片像侧   表面   k=-4.29671;A4=-0.08720955;A6=0.045472193;A8=-0.022745709;   A10=0.009350425   第四镜片物侧   表面   k=-8.304533;A4=-0.13151434;A6=0.032815582;A8=-0.000926807;   A10=-0.000249353   第四镜片像侧   表面   k=-5.285415;A4=-0.087299428;A6=0.020602218;A8=-0.004611341;   A10=0.000458899
实施例2的成像镜头100的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图5、图6及图7所示。图5中,可见光产生的球差被控制在-0.03mm~0.03mm间。图6中,子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.03mm~0.03mm间。图7中,畸变量被控制在-2%~2%间。综前,尽管成像镜头100尺寸缩小,其产生的球差、场曲及畸变却被控制(修正)在较小的范围内。
本发明的成像镜头满足条件式:1<T/F<1.29,缩短成像镜头全长。满足条件式:R3/F>15,修正单色像差。满足条件式:R7>0,R6<0修正畸变及场曲。因此,可在尺寸缩小同时提高分辨率。
应该指出,上述实施例仅为本发明的较佳实施方式,本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。