摄像镜头及摄像装置的制作方法

文档序号:11142080阅读:424来源:国知局
一个或多个示例性实施方式涉及具有宽视场摄像镜头的紧凑型摄像镜头,以及包括该紧凑型摄像镜头的摄像装置。
背景技术
:使用固体成像设备(例如,电荷耦合设备(CCD)类型图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)类型图像传感器)的摄像装置被广泛使用。这种摄像装置的实例包括数字照相机、摄影机、可互换镜头照相机等。此外,由于使用固体成像设备的摄像装置可容易地小型化,因此使用固体成像设备的摄像装置被用于包括移动电话的小型信息终端。用户需要来自摄像装置的高性能,例如,高分辨能力和宽视场。此外,使用照相机的用户的专业知识在不断地提高。技术实现要素:技术问题随着成像设备的小型化以及分辨率的提高,需要高分辨能力和高性能的摄像镜头。然而,当使用四个或五个摄像透镜时很难提供具有用户所期望的高性能的摄像镜头,并且很难在纤薄的便携式设备中安装具有良好光学特性和像差特性的成像设备。技术方案一个或多个示例性实施方式包括具有宽视场摄像镜头的紧凑型摄像镜头。一个或多个示例性实施方式包括摄像装置,其包括具有宽视场摄像镜头的紧凑型摄像镜头。其他方面将在以下描述中部分地陈述以及将从描述中部分地显而易见,或可通过实施本示例性实施方式习得。根据一个或多个示例性实施方式,摄像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜,第一透镜具有正折射能力或负折射能力并且为弯月形状;第二透镜具有正折射能力;第三透镜具有负折射能力;第四透镜具有正折射能力并且具有凸向像侧的表面;第五透镜具有负折射能力、具有从像侧凹陷的表面,并且包括至少一个非球表面,其中,第一透镜至第五透镜从物侧至像侧顺序地布置并且满足以下数学表达式:<数学表达式>1.0<APE-L5-MAX<6.0(mm)80<FoV<160(度)1.0<EFL/EPD<2.0IND-L5>1.6Vd-L5<30,此处,APE-L5-MAX表示第五透镜的最大有效光圈的直径,FoV表示摄像镜头的视场,EFL表示摄像镜头的有效焦距以及EPD表示摄像镜头的入射光瞳的直径。摄像镜头还包括布置在第一透镜与第三透镜之间位置处的可调光圈。以下数学表达式被满足:<数学表达式>|F1|/EFL>1,此处,F1表示第一透镜的焦距。以下数学表达式被满足:<数学表达式>F2/EFL<5,此处,F2表示第二透镜的焦距。以下数学表达式被满足:<数学表达式>T3/T2<1此处,T2表示第二透镜在光轴上的厚度,以及T3表示第三透镜在光轴上的厚度。以下数学表达式被满足<数学表达式>Vd3/Vd2<1,此处,Vd表示第二透镜的Abbe数,以及Vd3表示第三透镜的Abbe数。以下数学表达式被满足<数学表达式>|R41/R42|>1,此处,R41表示第四透镜的物侧表面的曲率半径,以及R42表示第四透镜像侧表面的曲率半径。第五透镜包括在光轴附近凸向物侧的物侧表面以及在光轴周围从像侧凹陷的像侧表面。第五透镜的像侧表面包括至少一个拐点。第一透镜至第五透镜中的每个包括至少一个非球表面。第一透镜至第五透镜为塑料透镜。以下数学表达式被满足:<数学表达式>IND-L3>1.6Vd-L3<30,此处,IND-L3表示第三透镜的折射系数,以及Vd-L3表示第三透镜的Abbe数。以下数学表达式被满足:<数学表达式>2.0<APE-L5-MAX<4.5(mm)。第一透镜可具有凸向物侧或从像侧凹陷的弯月形状。根据一个或多个示例性实施方式,摄像装置包括摄像镜头和图像传感器,图像传感器用于接收由摄像镜头形成的图像以及将图像转换成电图像信号,其中,摄像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜,第一透镜具有正折射能力或负折射能力并且为弯月形状;第二透镜具有正折射能力;第三透镜具有负折射能力;第四透镜具有正折射能力并且具有凸向像侧的表面;第五透镜具有负折射能力、具有从像侧凹陷的表面并且包括至少一个非球表面,第一透镜至第五透镜从物侧至像侧顺序地布置,并且满足以下数学表达式:<数学表达式>1.0<APE-L5-MAX<6.0(mm)80<FoV<160(度)1.0<EFL/EPD<2.0IND-L5>1.6Vd-L5<30,此处,APE-L5-MAX表示第五透镜的最大有效光圈的直径,FoV表示摄像镜头的视场,EFL表示摄像镜头的有效焦距以及EPD表示摄像镜头的入射光瞳的直径。摄像装置还包括布置在第一透镜与第三透镜之间位置处的可调光圈。以下数学表达式被满足:<数学表达式>|F1|/EFL>1,此处,F1表示第一透镜的焦距。以下数学表达式被满足:<数学表达式>F2/EFL<5,此处,F2表示第二透镜的焦距。有益效果根据实施方式的摄像镜头可应用于使用图像传感器的摄像装置。根据实施方式的摄像镜头可应用于多种类型的摄像装置,例如,数字照相机、可互换镜头照相机、摄像机、移动电话照相机以及小型移动设备照相机。附图说明通过以下与附图结合的示例性实施方式的描述,这些和/或其他方面将变得明显以及更容易理解,其中:图1是示出了根据实施方式的摄像镜头L的图;图2是示出了根据第一实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图3是示出了根据第二实施方式的摄像镜头的图,其中根据第二实施方式的设计数据在下文中示出;图4是示出了根据第二实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图5是示出了根据第三实施方式的摄像镜头的图,其中根据第三实施方式的设计数据在下文中示出;图6是示出了根据第三实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图7是示出了根据第四实施方式的摄像镜头的图,其中根据第四实施方式的设计数据在下文中示出;图8是示出了根据第四实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图9是示出了根据第五实施方式的摄像镜头的图,其中根据第五实施方式的设计数据在下文中示出;图10是示出了根据第五实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图11是示出了根据第六实施方式的摄像镜头的图,其中根据第六实施方式的设计数据在下文中示出;图12是示出了根据第六实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图13是示出了根据第七实施方式的摄像镜头的图,其中根据第七实施方式的设计数据在下文中示出;图14是示出了根据第七实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图15是示出了根据第八实施方式的摄像镜头的图,其中根据第八实施方式的设计数据在下文中示出;图16是示出了根据第八实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图17是示出了根据第九实施方式的摄像镜头的图,其中根据第九实施方式的设计数据在下文中示出;图18是示出了根据第九实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;图19是示出了根据第十实施方式的摄像镜头的图,其中根据第十实施方式的设计数据在下文中示出;图20是示出了根据第十实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图;以及图21是示出了使用根据实施方式的摄像镜头的摄像装置的示例的图。具体实施方式现在将详细参照示例性实施方式,在附图中示出了示例性实施方式的示例,其中,在全文中,相同的附图标记代表相同的元件。就这一点而言,本申请中的示例性实施方式可具有不同的形式,并且不应被理解为限于本文中阐述的描述。相应地,通过参照图,下文描述的示例性实施方式仅仅是为了解释本说明的方面。如本文中所使用的,用语“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任何及所有组合。当诸如“…中的至少一个”的表达用在元件列表之后时,修饰整个元件列表,并不修饰列表中的单个元件。图1是示出了根据实施方式的摄像镜头L的图。摄像镜头L包括:第一透镜L1,其具有负折射能力或正折射能力;第二透镜L2,其具有正折射能力;第三透镜L3,其具有负折射能力;第四透镜L4,其具有正折射能力;以及第五透镜L5,其具有负折射能力,这些透镜从物侧O到像侧I按顺序布置。可调光圈(iris)ST可布置在第一透镜L1的物侧O与第三透镜L3之间的位置处。例如,可调光圈ST可布置在第一透镜L1与第二透镜L2之间。可替代地,可调光圈ST可例如布置在第二透镜L2的物侧表面S3处。可替代地,可调光圈ST可布置在第二透镜L2与第三透镜L3之间。通过将可调光圈ST合并为使得用于通过光的光圈(aperture)的直径可调节,可减小摄像镜头的尺寸。例如,第一透镜L1可为弯月形透镜。第一透镜L1可包括凸向物侧O的物侧表面S1或凸向像侧I的像侧表面S2。第二透镜L2可例如包括凸向像侧I的像侧表面S4。第二透镜L2可以是双凸透镜或弯月形透镜。第三透镜L3可例如包括从像侧I凹陷的像侧表面S。第三透镜L3可以是双凹透镜或弯月形透镜。第四透镜L4可例如包括凸向像侧I的像侧表面S8。第四透镜L4可以是双凸透镜或弯月形透镜。第五透镜L5可包括在光轴附近从像侧I凹陷的像侧表面S10。第五透镜L5的像侧表面S10可包括至少一个拐点。此处,拐点是指曲率半径的符号从(+)变换到(-)或从(-)变换到(+)的点。第五透镜L5的像侧表面S10可具有例如在光轴附近为凹状而远离光轴处为凸状的形状。第五透镜L5可包括在光轴周围凸向物侧O的物侧表面S9。第五透镜L5的物侧表面S9可包括至少一个拐点。物体的图像可通过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜,然后可入射到像平面IMG上。像平面IMG可以是成像设备表面或图像传感器的表面。至少一个滤光器P可布置在第五透镜L5与像平面或图像传感器IMG之间。滤光器可例如包括低通滤波器、红外截止滤波器以及盖玻璃中的至少一个。如果将红外截止滤波器布置为滤光器,则可传播可见光射线以及可将红外射线发射到外部,从而防止红外射线入射到成像表面。然而,摄像镜头可配置成无滤光器。第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5可包括至少一个非球面透镜。例如,第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5中的每一个可包括至少一个非球表面。例如,第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5中的每一个可以是双非球面透镜。因此,可实现紧凑且高分辨率的摄像镜头。第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5中的至少一个可以是塑料透镜。例如,第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5可以是塑料透镜。由于第一透镜至第五透镜L1、L2、L3、L4以及L5中的至少一个形成为塑料透镜,可降低整体制造成本以及可容易地形成非球表面。根据实施方式的摄像镜头L可满足以下数学表达式。1.0<APE-L5-MAX<6.0(mm)<表达式1>80<FoV<160(度)<1表达式2>1.0<EFL/EPD<2.0<表达式3>此处,APE-L5-MAX表示第五透镜的最大有效光圈的直径,FoV表示摄像镜头的视场,EFL表示摄像镜头的有效焦距以及EPD表示摄像镜头的入射光瞳(entrancepupil)的直径。摄像镜头的有效光圈可代表光传播通过透镜的区域的尺寸。当摄像镜头满足数学表达式1时,可使摄像镜头小型化。数学表达式2示出了视场,其中,根据实施方式的摄像镜头可具有宽视场。当摄像镜头满足表达式3时,可实现明亮的摄像镜头。根据实施方式的摄像镜头L可满足以下表达式。IND-L5>1.6<表达式4>Vd-L5<30<表达式5>此处,IND-L5表示第五透镜的折射系数以及Vd-L5表示第五透镜的Abbe数。当第五透镜满足表达式4和表达式5时,可容易地校正色差,并且因此可形成高分辨率图像。根据实施方式的摄像镜头可满足以下表达式。2.0<APE-L5-MAX<4.5(mm)<表达式6>当摄像镜头满足表达式6时,可使摄像镜头小型化。根据实施方式的摄像镜头可满足以下表达式。|F1|/EFL>1<表达式7>此处,F1表示第一透镜的焦距。当摄像镜头满足表达式7时,第一透镜L1的折射能力增加,从而减小场曲率以及增加环境光。摄像镜头L可满足以下表达式。F2/EFL<5<表达式8>此处,F1表示第二透镜的焦距。当摄像镜头满足表达式8时,可使摄像镜头小型化。摄像镜头L可满足以下表达式。T3/T2<1<表达式9>此处,T2表示第二透镜在光轴上的厚度,而T3表示第三透镜在光轴上的厚度。摄像镜头L可满足以下表达式。Vd3/Vd2<1<表达式10>此处,Vd2表示第二透镜的Abbe数,而Vd3表示第三透镜的Abbe数。由于第二透镜具有比第三透镜的Abbe数大的Abbe数,因此可容易地校正色差。摄像镜头L可满足以下表达式。|R41/R42|>1<表达式11>此处,R41表示第四透镜的物侧表面的曲率半径,而R42表示第四透镜的像侧表面的曲率半径。由于第四透镜的物侧表面的曲率半径大于第四透镜的像侧表面的曲率半径,因此可减少像散场曲线(astigmaticfieldcurve)。摄像镜头L可满足以下表达式。IND-L3>1.6<表达式12>Vd-L3<30<表达式13>此处,IND-L3表示第三透镜的折射系数,以及Vd-L3表示第三透镜的Abbe数。同时,以下将限定由根据实施方式的摄像镜头所使用的非球表面。非球表面的形状可如以下示出的表达式14来限定,其中,光轴方向为x轴,垂直于光轴方向的方向为y轴,以及光传播方向沿光轴的正方向。此处,x表示在光轴方向上离透镜顶点的距离,y表示在垂直于光轴的方向上的距离,K表示圆锥常数,An表示非球面系数以及C表示透镜顶点处曲率半径的倒数。如下文所示,摄像镜头基于根据发明构思的示例性实施方式的多种设计来实现。在以下实施方式中,透镜表面标记S1、S2、S3...以及Sn是从物侧O到像侧I顺序地布置的。此外,EFL表示摄像镜头的焦距,FoV表示摄像镜头的视场,R表示摄像透镜的曲率半径,Dn表示摄像透镜的厚度或透镜之间的空隙,Nd表示摄像透镜的折射系数以及Vd表示摄像透镜的Abbe数。ST表示光圈,以及*表示非球表面。<第一实施方式>图1是示出了根据第一实施方式的摄像镜头的图,其中根据第一实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.678mm;F数=1.95;FoV=93度表1[表1]以下示出了根据第一实施方式的非球面系数。表2[表2]图2是示出了根据第一实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。像散场曲线包括正切场曲率(tangentialfieldcurvature)(T)和弧矢场曲率(sagittalfieldcurvature)(S)。<第二实施方式>图3是示出了根据第二实施方式的摄像镜头的图,其中根据第二实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.655mm;F数=1.95;FoV=93度表3[表3]以下示出了根据第二实施方式的非球面系数。表4[表4]图4是示出了根据第二实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第三实施方式>图5是示出了根据第三实施方式的摄像镜头的图,其中根据第三实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.612mm;F数=1.94FoV=93度表5[表5]以下示出了根据第三实施方式的非球面系数。表6[表6]图6是示出了根据第三实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第四实施方式>图7是示出了根据第四实施方式的摄像镜头的图,其中根据第四实施方式的设计数据如下所示。EFL=1.777mm;F数=1.95;FoV=88度表7[表7]以下示出了根据第四实施方式的非球面系数。表8[表8]透镜表面RKA1A2A3A4A5A6S1*-5.036-5.25E+01-6.82E-026.25E-021.72E-01-1.37E+001.24E+002.47E-01S2*-1.605-2.11E+011.54E-01-3.72E-01-1.30E+002.65E+00-2.68E-01-4.77E-01S4*-20.210-3.91E+016.49E-01-2.25E+00-4.03E+001.35E+01-2.11E+00-7.30E-07S5*-1.5011.11E-012.53E-02-2.53E+008.93E+00-1.13E+01-1.75E+015.44E+01S6*-500.0009.90E+01-3.64E-013.19E-026.77E-019.58E+00-2.49E+011.79E+01S7*2.2414.87E+00-3.24E-013.06E-012.65E-02-7.04E-012.74E+00-2.94E+00S8*-2.6417.91E+001.26E-022.55E-01-1.10E+002.67E+00-2.45E+001.25E+00S9*-0.594-7.42E-017.84E-01-1.07E+001.08E+006.40E-02-9.58E-018.29E-01S10*1.254-2.21E+01-1.04E-01-1.17E-011.59E-01-4.96E-02-1.85E-021.08E-02S11*0.466-3.97E+00-2.11E-011.98E-01-1.58E-018.05E-02-2.35E-022.92E-03图8是示出了根据第四实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第五实施方式>图9是示出了根据第五实施方式的摄像镜头的图,其中根据第五实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.68mm;F数=1.95;FoV=93度表9[表9]以下示出了根据第五实施方式的非球面系数。表10[表10]S1*8.5827.25E+011.15E-01-1.47E-014.22E-01-9.58E-011.01E+00-4.36E-01S2*25.9649.90E+012.54E-01-5.64E-02-1.57E+005.28E+00-8.23E+004.67E+00S4*5.477-3.93E+01-8.85E-024.82E-01-5.69E+006.72E+00-2.11E+004.00E-04S5*-1.416-1.39E+01-2.92E-01-2.96E+001.51E+01-2.14E+01-2.02E+015.44E+01S6*65.883-9.90E+01-4.79E-01-1.78E+008.45E+00-2.54E+00-1.94E+011.84E+01S7*1.6552.86E+00-6.55E-016.81E-01-4.64E-01-6.38E-013.16E+00-3.70E+00S8*-3.6781.48E+011.09E-012.43E-01-9.59E-012.13E+00-1.26E+00-2.36E-02S9*-0.567-7.17E-016.39E-01-6.30E-016.94E-01-1.36E-01-5.80E-018.17E-01S10*2.493-8.44E+011.08E-02-7.85E-026.93E-031.35E-02-2.73E-037.30E-04S11*0.613-5.64E+00-1.29E-011.33E-01-1.14E-015.42E-02-1.44E-021.67E-03图10是示出了根据第五实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第六实施方式>图11是示出了根据第六实施方式的摄像镜头的图,其中根据第六实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.542mm;F数=1.8;FoV=96度表11[表11]以下示出了根据第六实施方式的非球面系数。表12[表12]图12是示出了根据第六实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第七实施方式>图13是示出了根据第七实施方式的摄像镜头的图,其中根据第七实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.593mm;F数=1.7FoV=95度表13[表13]以下示出了根据第七实施方式的非球面系数。表14[表14]图14是示出了根据第七实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第八实施方式>图15是示出了根据第八实施方式的摄像镜头的图,其中根据第八实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.458mm;F数=1.95FoV=100度表15[表15]以下示出了根据第八实施方式的非球面系数。表16[表16]图16是示出了根据第八实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第九实施方式>图17是示出了根据第九实施方式的摄像镜头的图,其中根据第九实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.332mm;F数=1.95;FoV=105度表17[表17]以下示出了根据第九实施方式的非球面系数。表18[表18]图18是示出了根据第九实施方式的摄像镜头的纵向球差、像散场曲线以及畸变的图。<第十实施方式>图19是示出了根据第十实施方式的摄像镜头的图,其中根据第十实施方式的设计数据如以下所示。EFL=1.6485;Fno=1.95;FOV=89表19[表19]以下示出了根据第十实施方式的非球面系数。表20[表20]根据实施方式的摄像镜头可包括五个透镜,以及通过根据该五个透镜各自折射能力配置透镜可减少摄像镜头的畸变,以及可实现紧凑型光学系统,该系统中摄像镜头的整个长度减小。此外,根据实施方式的摄像镜头可捕获高分辨率的图像以及可具有宽视场。此外,根据实施方式的摄像镜头可以是明亮的。以下的表21示出根据第一实施方式至第十实施方式的透镜满足表达式1至表达式11。表21[表21]根据实施方式的摄像镜头可被应用于使用图像传感器的摄像装置。根据实施方式的摄像镜头可被应用于多种类型的摄像装置,例如,数字照相机、可互换镜头照相机、摄像机、移动电话照相机以及小型移动设备照相机。图21是示出了使用根据实施方式的摄像镜头的摄像装置100的示例的图。虽然图21示出了摄像装置100被应用于移动电话的示例,但本发明不限于此。摄像装置100包括摄像镜头L以及图像传感器110,图像传感器110用于接收由摄像镜头L形成的图像以及将图像转换成电图像信号。参照图1至图20的上文描述的镜头中的任何一个可被用作摄像镜头L。通过将摄像镜头合并入摄像装置(例如,数字照相机和移动电话)中,可获得具有宽视场和优秀图像捕获能力的摄像装置。应理解的是,本文所述的示例性实施方式应当仅以描述性含义理解,而并非出于限制性的目的。每个示例性实施方式内的特征或方面的描述应当通常被理解为可用于其他示例性实施方式中的其他类似特征或方面。虽然已经参照图描述了一个或多个示例性实施方式,但是本领域的普通技术人员将理解的是,在不背离由所附权利要求所限定的精神和范围的情况下,可在形式和细节方面作多种修改。当前第1页1 2 3 
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