摄像镜头及便携式电子装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种摄像镜头，其从物侧至像侧依次包括：正屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面；具有屈折力的第二透镜，其像侧面近轴处为凹面，随着远离光轴，由凹面变为凸面；具有屈折力的第三透镜，其物侧面为凸面；具有正屈折力的第四透镜，其像侧面为凸面；具有屈折力的第五透镜；及具有负屈折力的第六透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。所述摄像镜头满足条件式：f4/CT4<2.5；其中，f4为所述第四透镜的有效焦距；CT4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。本发明的摄像镜头具有尺寸小、成像质量高的优点，适用于便携式电子装置。本发明还提供一种便携式电子装置。
【专利说明】
摄像镜头及便携式电子装置
技术领域
[0001] 本发明设及一种成像技术，特别设及一种摄像镜头及便携式电子装置。
【背景技术】
[0002] 目前成像系统的感光元件包括电荷禪合装置(charge-coupled device,CCD)或互 补性氧化金属半导体元件（complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)图像传感 器，随着半导体制程技术的发展，感光元件的像素尺寸越来越小，成像系统的像素越来越 高，特别是当摄像镜头应用于可穿戴设备等便携式电子装置时。因此，对应地，需要成像镜 头的摄像镜头具有较高分辨率的同时具有较小尺寸。目前，摄像镜头一般包括五片透镜，已 经无法满足高分辨率的要求。为此，可W通过增加摄像镜头的透镜数目来提高分辨率，然 而，如此，不利于摄像镜头的小型化及轻量化。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一 种摄像镜头及便携式电子装置。
[0004] 本发明实施方式的摄像镜头从物侧至像侧依次包括：
[0005] 正屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面；
[0006] 具有屈折力的第二透镜，其像侧面近轴处为凹面，随着远离光轴，由凹面变为凸 面；
[0007] 具有屈折力的第Ξ透镜，其物侧面为凸面；
[000引具有正屈折力的第四透镜，其像侧面为凸面；
[0009] 具有屈折力的第五透镜;及
[0010] 具有负屈折力的第六透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
[0011] 所述摄像镜头满足条件式：
[0012] f4/CT4<2.5；
[0013] 其中，f4为所述第四透镜的有效焦距;CT4为所述第四透镜在光轴上的中屯、厚度。
[0014] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0015] 0.15<CT4/TTL<0.3；
[0016] 其中，CT4为所述第四透镜在光轴上的中屯、厚度，TTL为所述摄像镜头的镜头总长。
[0017] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[001 引 TAN(HF0V)/TTL〉0.25mm-i;
[0019] 其中，HF0V为所述摄像镜头的最大视场角的一半，riL为所述摄像镜头的镜头总 长。
[0020] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0021] -Kf4/f6<-0.2；
[0022] 其中，f6为所述第六透镜的有效焦距。
[0023] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0024] CT3/CT4<0.6；
[0025] 其中，CT3为所述第Ξ透镜在光轴上的中屯、厚度，CT4为所述第四透镜在光轴上的 中屯、厚度。
[0026] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0027] 0.35<fyn<0.9;
[0028] 其中，f为所述摄像镜头的有效焦距;fl为所述第一透镜的有效焦距。
[0029] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0030] 0.45<R1/R5<1.10;
[0031] 其中，R1为所述第一透镜的物侧面的曲率半径;R5为所述第Ξ透镜的物侧面的曲 率半径。
[0032] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0033] TTL/Im巧<1.6;
[0034] 其中，TTL为所述摄像镜头的镜头总长，Im巧为所述摄像镜头的成像面上有效像素 区域对角线长的一半。
[0035] 在某些实施方式中，所述摄像镜头满足条件式：
[0036] (T12巧23)/TTL<0.1;
[0037] 其中，T12为所述第一透镜和所述第二透镜的轴上间隔距离;T23为所述第二透镜 和所述第Ξ透镜的轴上间隔距离;TTL为所述摄像镜头的镜头总长。
[0038] 本发明实施方式的摄像镜头具有尺寸小、成像质量高的优点。
[0039] 本发明实施方式的便携式电子装置包括：
[0040] 成像装置，所述成像装置包括所述摄像镜头，用于调制设备前方物体的景象，投射 于感光器所在的平面处；
[0041] 投影装置，所述投影装置用于将虚拟图像投射于人眼，形成虚拟图像或叠加图像； 及
[0042] 控制装置，所述控制装置用于控制所述成像装置及所述投影装置，实现整个设备 的识别和智能操作。
[0043] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0044] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0045] 图1是实施例1的摄像镜头的示意图；
[0046] 图2是实施例1的摄像镜头的轴上色差图(mm);图3是实施例1的摄像镜头的像散图 (mm);图4是实施例1的摄像镜头的崎变图（％ );图5是实施例1的摄像镜头的倍率色差图（μ m);
[0047] 图6是实施例2的摄像镜头的示意图；
[0048] 图7是实施例2的摄像镜头的轴上色差图(mm);图8是实施例2的摄像镜头的像散图 (mm);图9是实施例2的摄像镜头的崎变图（％ );图10是实施例2的摄像镜头的倍率色差图（μ m);
[0049] 图11是实施例3的摄像镜头的示意图；
[0050] 图12是实施例3的摄像镜头的轴上色差图(mm);图13是实施例3的摄像镜头的像散 图(mm);图14是实施例3的摄像镜头的崎变图（％);图15是实施例3的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0051] 图16是实施例4的摄像镜头的示意图；
[0052] 图17是实施例4的摄像镜头的轴上色差图(mm);图18是实施例4的摄像镜头的像散 图(mm);图19是实施例4的摄像镜头的崎变图（％ );图20是实施例4的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0053] 图21是实施例5的摄像镜头的示意图；
[0054] 图22是实施例的5摄像镜头的轴上色差图(mm);图23是实施例5的摄像镜头的像散 图(mm);图24是实施例5的摄像镜头的崎变图（％ );图25是实施例5的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0055] 图26是实施例6的摄像镜头的示意图；
[0056] 图27是实施例6的摄像镜头的轴上色差图(mm);图28是实施例6的摄像镜头的像散 图(mm);图29是实施例6的摄像镜头的崎变图（％ );图30是实施例6的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0057] 图31是实施例7的摄像镜头的示意图；
[0058] 图32是实施例7的摄像镜头的轴上色差图(mm);图33是实施例7的摄像镜头的像散 图(mm);图34是实施例7的摄像镜头的崎变图（％ );图35是实施例7的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0059] 图36是实施例8的摄像镜头的示意图；
[0060] 图37是实施例8的摄像镜头的轴上色差图(mm);图38是实施例8的摄像镜头的像散 图(mm);图39是实施例8的摄像镜头的崎变图（％ );图40是实施例8的摄像镜头的倍率色差 图（皿）；
[0061] 图41是实施例9的摄像镜头的示意图；
[0062] 图42是实施例9的摄像镜头的轴上色差图(mm);图43是实施例9的摄像镜头的像散 图(mm);图44是实施例9的摄像镜头的崎变图（％ );图45是实施例9的摄像镜头的倍率色差 图(皿）
[0063] 图46是实施例10的摄像镜头的示意图；
[0064] 图47是实施例10的摄像镜头的轴上色差图(mm);图48是实施例10的摄像镜头的像 散图(mm);图49是实施例10的摄像镜头的崎变图（％);图50是实施例10的摄像镜头的倍率 色差图（皿）；
[0065] 图51是本发明实施方式的便携式电子装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0066] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0067] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度'、"上"、"TV'前"、"后V'左"、"狂'、"竖直"、"水甲V'顶'、"底'、"内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为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、W特 定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于 描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在 本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个W上，除非另有明确具体的限定。
[0068] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或一体地连接； 可W是机械连接，也可W是电连接或可W相互通讯;可W是直接相连，也可W通过中间媒介 间接相连，可W是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技 术人员而言，可W根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0069] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下" 可W包括第一和第二特征直接接触，也可W包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它 们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面'包括第一特 征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在 第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度小于第二特征。
[0070] 下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了 简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并 且目的不在于限制本发明。此外，本发明可W在不同例子中重复参考数字和/或参考字母， 运种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的 关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可W 意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0071] 请参阅图1，本发明实施方式的摄像镜头从物侧到像侧依次包括正屈折力的第一 透镜L1、具有屈折力的第二透镜L2、具有屈折力的第Ξ透镜L3、具有正屈折力的第四透镜 L4、具有屈折力的第五透镜L5、具有负屈折力的第六透镜L6。
[0072] 第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2;第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4;且 物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面;第Ξ透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6,且物侧面S5为凸 面;第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8;第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10;第六透 镜L6具有物侧面S11及像侧面S12。
[0073] 摄像时，光线进入摄像镜头，并经过具有物侧面S13及像表面S14的滤光片L7后成 像于成像面S15。
[0074] 在某些实施方式中，物侧面S1为凸面;像侧面S4近轴处为凹面，随着远离光轴，由 凹面变为凸面;物侧面S5为凸面;像侧面S8为凸面;物侧面S11为凸面，像侧面S12为凹面，且 摄像镜头满足条件式：
[00巧]f4/CT4<2.5;
[0076] 其中，f 4为第四透镜L4的有效焦距;CT4为第四透镜L4在光轴上的中屯、厚度。
[0077] 满足上述配置可W有效减小第四透镜L4的尺寸的同时较好地校正摄像镜头的崎 变，因此，摄像镜头具有较小的尺寸同时具有较高的成像质量。
[0078] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足条件式：
[0079] 0.15<CT4/TTL<0.3；
[0080] 其中，TTL为摄像镜头的镜头总长，在某些实施方式中为第一透镜L1的物侧面S1至 成像面S15的轴上距离。
[0081] 满足上面的条件式可W保证第四透镜L4形状均匀，易于制造，从而提高摄像镜头 的工艺性，降低成本。
[0082] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足条件式：
[0083] TAN(HF0V)/TTL〉0.25mm-i;
[0084] 其中，HF0V为摄像镜头的最大视场角的一半。
[0085] 如此，满足上面的条件式可W在扩大摄像镜头的视场角的同时有效控制摄像镜头 的尺寸，从而得到大视角小尺寸的摄像镜头。
[0086] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0087] -Kf4/f6<-0.2；
[0088] 其中，f6为第六透镜L6的有效焦距。
[0089] 满足上面的条件式，可W使第四透镜L4及第六透镜L6形状均匀，易于制造，从而提 高摄像镜头的工艺性，降低成本。
[0090] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0091] CT3/CT4<0.6；
[0092] 其中，CT3为第Ξ透镜L3在光轴上的中屯、厚度。
[0093] 满足上面的条件式有利于修正摄像镜头的像差，提升摄像镜头的成像质量。
[0094] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0095] 0.35<fyn<0.9;
[0096] 其中，f为摄像镜头的有效焦距;fl为第一透镜L1的有效焦距。
[0097] 满足上面的条件式使得光线角度平缓，降低摄像镜头的公差敏感度，提高摄像镜 头的成像质量，同时提升视场角。
[0098] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0099] 0.45<R1/R5<1.10;
[0100] 其中，R1为第一透镜L1的物侧面S1的曲率半径;R5为第Ξ透镜L3的物侧面S5的曲 率半径。
[0101] 满足上面的条件式可W调整各视场入射图像传感器的入射角度，有效避免全反 射，而且使得第一透镜L1及第Ξ透镜L3的形状分配合理，曲线平滑，易于加工，从而降低摄 像镜头的成本。
[0102] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0103] TTL/Im巧<1.6;
[0104] 其中，Im巧为成像面S15上有效像素区域对角线长的一半。
[0105] 满足上面的条件式通过控制摄像镜头的镜头总长与成像区域的关系来限制镜头 体积，有利于摄像镜头的小型化。
[0106] 在某些实施方式中，摄像镜头还满足下面的条件式：
[0107] (T12巧23)/TTL<0.1;
[0108] 其中，T12为第一透镜L1和第二透镜L2的轴上间隔距离;T23为第二透镜L2和第Ξ 透镜L3的轴上间隔距离。
[0109] 满足上面的条件式使得第一透镜L1、第二透镜L2及第Ξ透镜L3之间的间距分配合 理，易于组装，从而降低成本。
[0110] 在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第Ξ透镜L3、第四透镜L4、第五透镜 L5及第六透镜L6可W采用塑料透镜，并且都为非球面透镜，如此可W降低成本而且保证成 像质量，又可W缩小尺寸。
[0111] 非球面的面型由W下公式决定：
[0112]
[0113] 其中，h是非球面上任一点到光轴的高度，C是顶点曲率，k是锥形常数，Ai是非球面 第i-th阶的修正系数。
[0114] 实施例1
[0115] 实施例1中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0116] 表1
[0117]
[0123] 实施例2
[0124] 实施例2中，摄像镜头满足下面表格的条件： [01巧]表4
[0126]
[0132] 实施例3
[0133] 实施例3中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0134] 表7
[0135] _
[013 引
[0141] 实施例4
[0142] 实施例4中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0143] 表10
[0144]
[0150] 实施例5
[0151] 实施例5中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0152] 表13
[0153]
[0157]表15
[015 引
[0159] 实施例6
[0160] 实施例6中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0161] 表 16
[0162]
[0163]表17
[0164]
[0167] 实施例7
[0168] 实施例7中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0169] 表 19
[0170]
[0176]
[0177] 实施例8
[0178] 实施例8中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0179] 表22
[0180]
[0183]
[0186] 实施例9
[0187] 实施例9中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[018引 表25
[0189]
[0195] 实施例10
[0196] 实施例10中，摄像镜头满足下面表格的条件：
[0197] 表28
[019 引
[0207] 请参阅图51，本发明实施方式的摄像镜头由于具有高成像质量及小尺寸等优点， 因此可W应用于便携式电子装置。
[0208] 便携式电子装置可W包括控制装置1、成像装置2及投影装置3。控制装置1用于控 制便携式电子装置，例如控制成像装置2成像及控制投影装置3投影，也可W控制成像装置2 及投影装置3之间的配合，例如，控制投影装置3同步播放成像装置2形成的图像。
[0209] 成像装置2包括本发明实施方式的摄像镜头及图像传感器。摄像镜头用于光学成 像，图像传感器用于将摄像镜头的光学成像转换成电子图像。
[0210] 投影装置3包括有空间光调制器(sptial li曲t modulato;r,SLM)及投影镜头，SLM 用于调制电子图像为光学图像，投影镜头用于投射光学图像W放大光学图像。
[0211] 本实施方式中，便携式电子装置可W是可穿戴设备，例如为多媒体眼镜。在多媒体 眼镜的实施方式中，控制装置1可W设置在镜架上，而成像装置可W设置在加框上并向前设 置拍摄前方的场景，而投影装置3同样可W设置在镜框上并朝后设置，如此可W将光学图像 投射使用者的眼球上。
[0212] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施方式"、"一些实施方式"、"示意性实施 方式"、"示例"、"具体示例"或"一些示例"等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具 体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、 结构、材料或者特点可W在任何的一个或多个实施方式或示例中W合适的方式结合。
[0213] 尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可W理解:在 不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可W对运些实施方式进行多种变化、修改、替换和变 型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种摄像镜头，其特征在于，从物侧至像侧依次包括： 正屈折力的第一透镜，其物侧面为凸面； 具有屈折力的第二透镜，其像侧面近轴处为凹面，随着远离光轴，由凹面变为凸面； 具有屈折力的第三透镜，其物侧面为凸面； 具有正屈折力的第四透镜，其像侧面为凸面； 具有屈折力的第五透镜;及 具有负屈折力的第六透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面； 所述摄像镜头满足条件式:f4/CT4〈2.5;其中，f4为所述第四透镜的有效焦距;CT4为所 述第四透镜在光轴上的中心厚度。2. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式： 0.15〈CT4/TTL〈0.3;其中，CT4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度，TTL为所述摄像镜 头的镜头总长。3. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式:TAN(HFOV)/ TTL>0.25mm 1;其中，HF0V为所述摄像镜头的最大视场角的一半，TTL为所述摄像镜头的镜头 总长。4. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式:-I〈f4/f6〈- 0.2;其中，f 6为所述第六透镜的有效焦距。5. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式：CT3/CT4〈 0.6;其中，CT3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度，CT4为所述第四透镜在光轴上的中心 厚度。6. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式:0.35〈f/fl〈 〇. 9;其中，f为所述摄像镜头的有效焦距;Π 为所述第一透镜的有效焦距。7. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式:0.45〈R1/R5〈 1.10;其中，R1为所述第一透镜的物侧面的曲率半径;R5为所述第三透镜的物侧面的曲率半 径。8. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式:TTL/ImgH〈 1.6;其中，TTL为所述摄像镜头的镜头总长，ImgH为所述摄像镜头的成像面上有效像素区域 对角线长的一半。9. 如权利要求1所述的摄像镜头，其特征在于，所述摄像镜头满足条件式：（T12+T23)/ 1'扎〈0.1;其中，1'12为所述第一透镜和所述第二透镜的轴上间隔距离汀23为所述第二透镜 和所述第三透镜的轴上间隔距离;TTL为所述摄像镜头的镜头总长。10. -种便携式电子装置，其特征在于包括： 成像装置，所述成像装置包括如权利要求1-9任意一项所述的摄像镜头，所述成像装置 用于成像； 投影装置，所述投影装置用于投影;及 控制装置，所述控制装置用于控制所述成像装置及所述投影装置。11. 如权利要求10所述的便携式电子装置，其特征在于，所述电子装置包括多媒体眼 镜，所述多媒体眼镜包括镜架及镜框； 所述控制装置设置在所述镜架上； 所述成像装置设置在所述镜框上且向前设置，用于拍摄所述多媒体眼镜的使用者前方 的场景； 所述投影装置设置在所述镜框上且向后设置，用于投影到所述使用者的眼睛上。
【文档编号】G02B13/00GK105824102SQ201610206643
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】卢建龙
【申请人】浙江舜宇光学有限公司