成像镜头的制作方法

文档序号:14722186发布日期:2018-06-17 20:05阅读:142来源:国知局

本发明有关于一种成像镜头。



背景技术:

现今的消费型数字相机的发展趋势是不断朝向小型化发展,使得可交换镜头数字单眼相机也需往小型化发展。已知的数字单眼相机的成像镜头体积较大,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,才能同时满足小型化、大光圈、高分辨率的需求。



技术实现要素:

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体积较大的缺陷,提供一种成像镜头,其镜头总长度短小、光圈较大、具备高分辨率,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,沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光圈及第二透镜群。第一透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜及第二透镜,第一透镜具有负屈光力,第二透镜具有正屈光力。第二透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜,第三透镜具有负屈光力且包括凹面,此凹面朝向物侧,第四透镜具有正屈光力,第五透镜具有负屈光力,第六透镜具有正屈光力。成像镜头满足以下条件:0.23≤f/TL≤0.45,其中f为成像镜头的有效焦距,TL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离。

其中第一透镜群满足以下条件:|f/f1|≤1;其中,f为成像镜头的有效焦距,f1为第一透镜群的有效焦距。

其中第二透镜群满足以下条件:|(f2-f)/f|≤0.093;其中,f2为第二透镜群的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。

其中第一透镜群及第二透镜群满足以下条件:0.04≤|f2/f1|≤1;其中,f1为第一透镜群的有效焦距,f2为第二透镜群的有效焦距。

其中第一透镜群至少包括非球面透镜,第二透镜群至少包括非球面透镜。

其中第二透镜群至少包括二凸透镜。

其中于近距离对焦时第二透镜群沿着光轴方向移动。

其中于近距离对焦时第五透镜及第六透镜一起群沿着光轴方向移动。

本发明的成像镜头沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜群、光圈及第二透镜群。第一透镜群由第一透镜组成,此第一透镜具有负屈光力。第二透镜群沿着光轴从物侧至像侧依序包括第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜,第三透镜具有负屈光力且包括凹面,此凹面朝向物侧,第四透镜具有正屈光力,第五透镜具有负屈光力,第六透镜具有正屈光力。成像镜头满足以下条件:0.23≤f/TL≤0.45,其中f为成像镜头的有效焦距,TL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离。

其中第一透镜群满足以下条件:|f/f1|≤1;其中,f为成像镜头的有效焦距,f1为第一透镜群的有效焦距。

其中第二透镜群满足以下条件:|(f2-f)/f|≤0.093;其中,f2为第二透镜群的有效焦距,f为成像镜头的有效焦距。

其中第一透镜群及第二透镜群满足以下条件:0.04≤|f2/f1|≤1;其中,f1为第一透镜群的有效焦距,f2为第二透镜群的有效焦距。

其中第一透镜为非球面透镜,第二透镜群至少包括非球面透镜。

其中第二透镜群至少包括二凸透镜。

其中于近距离对焦时第二透镜群沿着光轴方向移动。

其中于近距离对焦时第五透镜及第六透镜一起群沿着光轴方向移动。

实施本发明的变焦镜头,具有以下有益效果:镜头总长度短小、光圈较大、具备高分辨率,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示意图。

图2A是图1的成像镜头的纵向像差图。

图2B是图1的成像镜头的场曲图。

图2C是图1的成像镜头的畸变图。

图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。

图4A是图3的成像镜头的纵向像差图。

图4B是图3的成像镜头的场曲图。

图4C是图3的成像镜头的畸变图。

图5是依据本发明的成像镜头的第三实施例的透镜配置示意图。

图6A是图5的成像镜头的纵向像差图。

图6B是图5的成像镜头的场曲图。

图6C是图5的成像镜头的畸变图。

具体实施方式

请参阅图1,图1是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置示意图。成像时,来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。成像镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜群G11、光圈ST1及第二透镜群G12。第一透镜群G11沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第一透镜L11及第二透镜L12。第一透镜L11为凸凹透镜具有负屈光力,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凹面,物侧面S11为球面表面,像侧面S12为非球面表面。第二透镜L12为凸凹透镜具有正屈光力,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面,物侧面S13与像侧面S14皆为球面表面。第二透镜群G12沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15及第六透镜L16。第三透镜L13为凹凸透镜具有负屈光力,其物侧面S16为凹面,像侧面S17为凸面,物侧面S16为球面表面,像侧面S17为非球面表面。第四透镜L14为凹凸透镜具有正屈光力,其物侧面S18为凹面,像侧面S19为凸面,物侧面S18为球面表面,像侧面S19为球面表面。第五透镜L15为凹凸透镜具有负屈光力,其物侧面S110为凹面,像侧面S111为凸面,物侧面S110与像侧面S111皆为球面表面。第六透镜L16为凹凸透镜具有正屈光力,其物侧面S112为凹面,像侧面S113为凸面,物侧面S112为非球面表面,像侧面S113为非球面表面。成像镜头1于近距离对焦时,第五透镜L15及第六透镜L16一起沿着光轴OA1的方向移动。

另外,为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能,第一实施例中的成像镜头1需满足底下四条件:

0.23≤f1/TL1≤0.45(1)

|f1/f11|≤1(2)

|(f12-f1)/f1|≤0.093(3)

0.04≤|f12/f11|≤1(4)

其中,f1为成像镜头1的有效焦距,TL1为第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的距离,f11为第一透镜群G11的有效焦距,f12为第二透镜群G12的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST1的设计,使得成像镜头1能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表,表一数据显示本实施例的成像镜头1的有效焦距等于14.3mm、光圈值等于2.45、镜头总长度等于43.96mm。

表一

表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:

z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12

其中:

c:曲率;

h:透镜表面任一点至光轴的垂直距离;

k:圆锥系数;

A~E:非球面系数。

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表,其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A~E为非球面系数。

表二

第一实施例的成像镜头1,其有效焦距f1=14.3mm,第一透镜L11的物侧面S11至成像面IMA1于光轴OA1上的距离TL1=43.96mm,第一透镜群G11的有效焦距f11=-47.38mm,第二透镜群G12的有效焦距f12=14.5mm,由上述数据可得到f1/TL1=0.36、|f1/f11|=0.30、|(f12-f1)/f1|=0.014、|f12/f11|=0.31,皆能满足上述条件(1)至条件(4)的要求。

另外,第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求,这可从图2A至2C看出。图2A所示的,是第一实施例的成像镜头1的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图2B所示的,是第一实施例的成像镜头1的场曲(FieldCurvature)图。图2C所示的,是第一实施例的成像镜头1的畸变(Distortion)图。

由图2A可看出,第一实施例的成像镜头1对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.01mm至0.03mm之间。由图2B可看出,第一实施例的成像镜头1对波长为0.588μm的光线,于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.08㎜至0.04㎜之间。由图2C可看出,第一实施例的成像镜头1对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-9%至0%之间。显见第一实施例的成像镜头1的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正,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。成像时,来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。成像镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜群G21、光圈ST2及第二透镜群G22。第一透镜群G21沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第一透镜L21及第二透镜L22。第一透镜L21为凸凹透镜具有负屈光力,其物侧面S21为凸面,像侧面S22为凹面,物侧面S21为球面表面,像侧面S22为非球面表面。第二透镜L22为凸凹透镜具有正屈光力,其物侧面S23为凸面,像侧面S24为凹面,物侧面S23与像侧面S24皆为球面表面。第二透镜群G22沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25及第六透镜L26。第三透镜L23为双凹透镜具有负屈光力,其物侧面S26为非球面表面,像侧面S27为球面表面。第四透镜L24为双凸透镜具有正屈光力,其物侧面S28与像侧面S29皆为球面表面。第五透镜L25为凹凸透镜具有负屈光力,其物侧面S210为凹面,像侧面S211为凸面,物侧面S210与像侧面S211皆为球面表面。第六透镜L26为凹凸透镜具有正屈光力,其物侧面S212为凹面,像侧面S213为凸面,物侧面S212与像侧面S213皆为非球面表面。成像镜头2于近距离对焦时,第二透镜群G22沿着光轴OA2的方向移动。

另外,为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能,第二实施例中的成像镜头2需满足底下四条件:

0.23≤f2/TL2≤0.45(5)

|f2/f21|≤1(6)

|(f22-f2)/f2|≤0.093(7)

0.04≤|f22/f21|≤1(8)

其中,f2为成像镜头2的有效焦距,TL2为第一透镜L21的物侧面S21至成像面IMA2于光轴OA2上的距离,f21为第一透镜群G21的有效焦距,f22为第二透镜群G22的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST2的设计,使得成像镜头2能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表,表三数据显示本实施例的成像镜头2的有效焦距等于14.31mm、光圈值等于2.45、镜头总长度等于44.88mm。

表三

表三中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:

z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12

其中:

c:曲率;

h:透镜表面任一点至光轴的垂直距离;

k:圆锥系数;

A~E:非球面系数。

表四为表三中各个透镜的非球面表面的相关参数表,其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A~E为非球面系数。

表四

第二实施例的成像镜头2,其有效焦距f2=14.31mm,第一透镜L21的物侧面S21至成像面IMA2于光轴OA2上的距离TL2=44.88mm,第一透镜群G21的有效焦距f21=-85mm,第二透镜群G22的有效焦距f22=15.4mm,由上述数据可得到f2/TL2=0.32、|f2/f21|=0.17、|(f22-f2)/f2|=0.076、|f22/f21|=0.18,皆能满足上述条件(5)至条件(8)的要求。

另外,第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求,这可从图4A至4C看出。图4A所示的,是第二实施例的成像镜头2的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图4B所示的,是第二实施例的成像镜头2的场曲(FieldCurvature)图。图4C所示的,是第二实施例的成像镜头2的畸变(Distortion)图。

由图4A可看出,第二实施例的成像镜头2对波长为0.486μm、0.546μm、0.588μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.04mm至0.01mm之间。由图4B可看出,第二实施例的成像镜头2对波长为0.588μm的光线,于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.09㎜至0.06㎜之间。由图4C可看出,第二实施例的成像镜头2对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-10%至0%之间。显见第二实施例的成像镜头2的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正,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。成像时,来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。成像镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜群G31、光圈ST3及第二透镜群G32。第一透镜群G31沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第一透镜L31及第二透镜L32。第一透镜L31为凸凹透镜具有负屈光力,其物侧面S31为凸面,像侧面S32为凹面,物侧面S31与像侧面S32皆为非球面表面。第二透镜L32为凸凹透镜具有正屈光力,其物侧面S33为凸面,像侧面S34为凹面,物侧面S33与像侧面S34皆为球面表面。第二透镜群G32沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括第三透镜L33、第四透镜L34、第五透镜L35及第六透镜L36。第三透镜L33为凹凸透镜具有负屈光力,其物侧面S36为凹面,像侧面S37为凸面,物侧面S36与像侧面S37皆为球面表面。第四透镜L34为双凸透镜具有正屈光力,其物侧面S38与像侧面S39皆为球面表面。第五透镜L35为双凹透镜具有负屈光力,其物侧面S310与像侧面S311皆为球面表面。第六透镜L36为双凸透镜具有正屈光力,其物侧面S312与像侧面S13皆为非球面表面。成像镜头3于近距离对焦时,第五透镜L35及第六透镜L36一起沿着光轴OA3的方向移动。

另外,为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能,第三实施例中的成像镜头3需满足底下四条件:

0.23≤f3/TL3≤0.45(9)

|f3/f31|≤1(10)

|(f32-f3)/f3|≤0.093(11)

0.04≤|f32/f31|≤1(12)

其中,f3为成像镜头3的有效焦距,TL3为第一透镜L31的物侧面S31至成像面IMA3于光轴OA3上的距离,f31为第一透镜群G31的有效焦距,f32为第二透镜群G32的有效焦距。

利用上述透镜、光圈ST3的设计,使得成像镜头3能缩短镜头总长度、缩小光圈值、有效的修正像差、提升镜头分辨率。

表五为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表,表五数据显示本实施例的成像镜头3的有效焦距等于14.33mm、光圈值等于2.44、镜头总长度等于44.368mm。

表五

表五中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到:

z=ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12

其中:

c:曲率;

h:透镜表面任一点至光轴的垂直距离;

k:圆锥系数;

A~E:非球面系数。

表六为表五中各个透镜的非球面表面的相关参数表,其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A~E为非球面系数。

表六

第三实施例的成像镜头3,其有效焦距f3=14.33mm,第一透镜L31的物侧面S31至成像面IMA3于光轴OA3上的距离TL3=44.368mm,第一透镜群G31的有效焦距f31=-35.03mm,第二透镜群G32的有效焦距f32=14.4mm,由上述数据可得到f3/TL3=0.32、|f3/f31|=0.41、|(f32-f3)/f3|=0.005、|f32/f31|=0.41,皆能满足上述条件(9)至条件(12)的要求。

另外,第三实施例的成像镜头3的光学性能也可达到要求,这可从图6A至6C看出。图6A所示的,是第三实施例的成像镜头3的纵向像差(LongitudinalAberration)图。图6B所示的,是第三实施例的成像镜头3的场曲(FieldCurvature)图。图6C所示的,是第三实施例的成像镜头3的畸变(Distortion)图。

由图6A可看出,第三实施例的成像镜头3对波长为0.486μm、0.588μm、0.656μm的光线所产生的纵向像差值介于-0.01mm至0.06mm之间。由图6B可看出,第三实施例的成像镜头3对波长为0.588μm的光线,于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.07㎜至0.05㎜之间。由图6C可看出,第三实施例的成像镜头3对波长为0.588μm的光线所产生的畸变介于-11%至0%之间。显见第三实施例的成像镜头3的纵向像差、场曲、畸变都能被有效修正,从而得到较佳的光学性能。

上述实施例中,第一透镜群包括第一透镜及第二透镜,然而可以了解到,若第一透镜群改为由第一透镜组成,亦应属本发明的范畴。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,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,仍可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

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