成像镜头的制作方法

文档序号:16745502发布日期:2019-01-28 13:30阅读:242来源:国知局
成像镜头的制作方法
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,随着具有摄影功能的可携式电子产品的兴起,成像镜头的需求日渐增加。一般成像镜头的感光元件不外乎为感光耦合元件(chargecoupleddevice;ccd)或互补性氧化金属半导体元件(complementarymetal-oxidesemicondutporsensor;cmossensor)两种,且随着半导体制造技术的进步,使得感光元件的像素尺寸缩小,成像镜头逐渐往高像素方向发展,因此对成像质量的要求也日益增加。传统搭载于便携设备上的成像镜头,多采用三片或四片式透镜结构,然而,由于便携设备不断朝像素提升方向发展,并且终端消费者对大光圈的需求不断增加,例如微光与夜拍功能,以及消费者对广视角的需求也逐渐增加,例如前置镜头的自拍功能。但是,设计低长度、大光圈的成像镜头常面临产生更多像差致使周边成像质量随之劣化以及制造困难。因此,如何有效增加光学成像镜头的进光量与增加光学成像镜头的视角,同时能兼顾微型化光学成像镜头的衡平设计,便成为一个相当重要的议题。技术实现要素:有鉴于此,有必要提供一种能解决上述技术问题的成像镜头。一种成像镜头,其包括沿着光轴从物侧到像侧依次排列的第一透镜件、第二透镜件、第三透镜件、第四透镜件、第五透镜件及影像感测器;所述第一透镜件包括朝向物面侧的第一表面与朝向像面侧的第二表面;所述第二透镜件且包括朝向物面侧的第三表面及朝向像面侧的第四表面;所述第三透镜件且包括朝向物面侧的第五表面及朝向像面侧的第六表面;所述第四透镜件且包括朝向物面侧的第七表面及朝向像面侧的第八表面;所述第五透镜件且包括朝向物面侧的第九表面及朝向像面侧的第十表面;所述第六透镜件且包括朝向物面侧的第十一表面及朝向像面侧的第十二表面;所述成像镜头满足以下条件式:8.3<ct34/ct45<15.7;0.12<t2<0.22;0.13<t4<0.21;其中,ct34为所述光轴上所述第六表面与所述第七表面之距离,ct45为所述光轴上所述第八表面与所述第九表面之距离,t2为第二透镜件的第三表面于所述光轴上的位置与第四表面的最大有效半径投影至所述光轴上的位置之距离,t4为第四透镜件的第七表面于所述光轴上的位置至第八表面的最大有效半径投影至所述光轴上的位置之距离。进一步地,所述成像镜头还满足条件式:0.48<ct3/ct2<0.53;其中,ct2为第二透镜件的中心厚度;ct3为第三透镜件的中心厚度。进一步地,所述成像镜头还包括第具负光焦度的六透镜件,所述第六透镜件位于所述第五透镜件的像侧与所述影像感测器之间,所述第六透镜件包括面向物侧的第十一表面及面向像侧的第十二表面,所述成像镜头还满足条件式:0.21<d/t0<0.26;其中,d为第六透镜件的第十二表面的表面最高点在光轴上的投影与成像面在光轴上的位置之间的距离,t0为第一透镜件第一表面至第六透镜件第十二表面在光轴上的距离距离。进一步地,所述成像镜头还满足条件式:0.2<|f1+f2+f4|/|f3+f5+f6|<0.47;其中,f1为第一透镜件的焦距,f2为第二透镜件的焦距,f3为第三透镜件的焦距,f4为第四透镜件的焦距,f5为第五透镜件的焦距,f6为第六透镜件的焦距。进一步地,所述成像镜头满足条件式:l5r1/f5<l4r1/f4<l6r1/f6<0;其中,l4r1为第七表面的曲率半径,l5r1为第九表面的曲率半径,l6r1为第十一表面的曲率半径。进一步地,所述成像镜头还满足条件式:1.26<imh/t0<2.51;其中,imh为所述成像镜头的最大成像圆直径。进一步地,所述成像镜头满足条件式:2.31<l1r1/f1<2.84;-0.67<l2r1/f2<0.72;0.13<l3r1/f3<0.21;-10.2<l4r1/f4<-8.77;-22.3<l5r1/f5<-19.7;及-3.54<l6r1/f6<2.21;其中,l1r1为第一表面的曲率半径,l2r1为第三表面的曲率半径,l3r1为第五表面的曲率半径,l4r1为第七表面的曲率半径,l5r1为第九表面的曲率半径,l6r1为第十一表面的曲率半径。进一步地,所述成像镜头满足条件式:30<vd3-vd2<50;30<vd6-vd5<50;及70<vd1+vd4<90,其中,vd1为第一透镜件的阿贝数,vd2为第二透镜件的阿贝数,vd3为第三透镜件之阿贝数,vd4为第四透镜件的阿贝数,vd5为第五透镜件之阿贝数,vd6为第六透镜件之阿贝数。进一步地,所述成像镜头满足条件式:78°<2ω<90°,其中,2ω为成像镜头的全视场角度。进一步地,所述第一透镜件具有正光焦度,所述第二透镜件具有正光焦度,所述第三透镜件具有负光焦度,所述第四透镜件具有正光焦度,所述第五透镜件具有负光焦度,所述第六透镜件具有负光焦度。与现有技术相比较,本发明提供的成像镜头,通过优化第四透镜件和第五透镜件的屈光力的分配比率,可以有效修正成像镜头的畸变,从而减少成像效果损失,如此,可具备更大的收光以及更佳的光路调节能力,以提升成像质量。附图说明图1为本发明第一实施方式的成像镜头的示意图。图2为图1提供的成像镜头包括的第二透镜件的结构图。图3为图1提供的成像镜头包括的第四透镜件的结构图。图4为图1的成像镜头的球差特性曲线图。图5为图1的成像镜头的场曲特性曲线图。图6为图1的成像镜头的畸变(distortion)特性曲线图。图7为本发明第二实施方式的成像镜头的示意图。图8为图7的成像镜头的球差特性曲线图。图9为图7的成像镜头的场曲特性曲线图。图10为图7的成像镜头的畸变特性曲线图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式下面将结合附图及实施例对本技术方案提供的成像镜头作进一步的详细说明。第一实施例请参阅图1,图1为本发明第一实施方式提供的成像镜头100。所述成像镜头100包括沿着光轴上从物侧到像侧依次排列的具正光焦度的第一透镜件10、具正光焦度的第二透镜件20、具负光焦度的第三透镜件30、具正光焦度的第四透镜件40、具负光焦度的第五透镜件50、具负光焦度的第六透镜件60、滤光片70及影像感测器80。具有正光焦度的透镜件是对光束汇聚;具负光焦度的透镜件,是对光束进行发散,主要用于接收较大角度范围入射的光线,并修正部分球面像差。所述成像镜头100还包括光阑(aperturestop)101,所述光阑101设置在所述第一透镜件10的物侧。所述滤光片70位于第六透镜件60和影像感测器80之间,其主要用于滤除进入成像镜头100光线中的位于红外波段的光线。第一透镜件10、光阑101、第二透镜件20、第三透镜件30、第四透镜件40、第五透镜件50、第六透镜件60和滤光片70位于一镜筒内,而镜筒通过螺纹螺接在一镜座内。所述第一透镜件10包括面向物侧的第一表面s1及面向像侧的第二表面s2;所述第二透镜件20包括面向物侧的第三表面s3及面向像侧的第四表面s4;所述第三透镜件30包括面向物侧的第五表面s5及面向像侧的第六表面s6;所述第四透镜件40包括面向物侧的第七表面s7及面向像侧的第八表面s8;所述第五透镜件50包括面向物侧的第九表面s9及面向像侧的第十表面s10;所述第六透镜件60包括面向物侧的第十一表面s11及面向像侧的第十二表面s12。所述第一表面s1相对物侧面近光轴处为凸面,所述第二表面s2相对像侧面近光轴处为凹面,且离轴至少含一反曲点。所述第三表面s3相对物侧面近光轴处为凹面,所述第四表面s4相对像侧面近光轴处为凸面。所述第五表面s5相对物面侧近光轴处为凹面,所述第六表面s6相对像侧面近光轴处为凹面。所述第七表面s7相对物侧面近光轴处为凹面,所述第八表面s8相对像侧面为凸面。所述第九表面s9相对物侧面近光轴处为凸面,且离轴至少含一反曲点,所述第十表面s10相对像侧面近光轴处为凹面,且离轴至少含一反曲点。所述第十一表面s11相对物侧面近光轴处为凸面,且离轴至少含一反曲点,所述第十二表面s12相对像侧面近光轴处为凹面,且离轴至少含一反曲点。所述第一表面s1、第二表面s2、第三表面s3、第四表面s4、第五表面s5、第六表面s6、第七表面s7、第八表面s8、第九表面s9、第十表面s10、第十一表面s11及第十二表面s12均为非球面,达成成像质量与制造性兼顾之大光圈低长度六片式广角塑料镜头。所述成像镜头100成像时,光线自物侧入射成像镜头100,依次经第一透镜件10、第二透镜件20、第三透镜件30、第四透镜件40、第五透镜件50、第六透镜件60与滤光片70后汇聚(成像)于影像感测器80。所述成像镜头100满足非球面的面型公式:其中,z代表非球面表面凹陷度,r是曲率半径,h为表面离轴半高,k为圆锥定数(coinconstant),a、b、c、d、e、f、g为非球面之各阶系数(i-thorderasphericalcoefficient)。通过将表1、表2、(请参阅下文)的数据代入上述表达式(a),可获得本发明第一实施方式的成像镜头100中各透镜表面的非球面形状。表1中,l1、l2、l3、l4、l5、l6分别代表第一透镜件10、第二透镜件20、第三透镜件30、第四透镜件40、第五透镜件50及第六透镜件60。其中,“obj”代表物方或物端、“ima”代表影像感测器所在的成像平面、“sto”代表孔径光阑(aperturestop)、“f/no”代表光圈值、“air”代表空气、“ir”代表红外截止滤光片。表1表2非球面系数s1s2s3s4s5s6a4-1.80-e3-0.0326-0.0326-0.0204-0.158-0.148a6-0.0296-7.86-e3-0.0182-0.05919.10e-40.0421a80.0238-0.0403-0.02000.03310.0106-0.0259a10-0.0320.0124.51e-3-0.01630.01510.0155非球面系数s7s8s9s10s11s12a40.1540.0353-0.109-0.0807-0.0115-0.0594a6-0.05040.02610.01870.01250.01670.0107a83.14e-3-9.68e-3-5.96e-3-2.69e-33.29e-4-9.06e-4a10-1.22e-34.74e-48.93e-42.72e-4-1.34e-42.06e-5在本实施方式中,所述成像镜头100还满足条件式:(1)8.3<ct34/ct45<15.7;其中,ct34为光轴上第三透镜件30像侧面距离所述第四透镜件40物侧面之距离,ct45为光轴上第四透镜件40像侧面距离第五透镜件50物侧面之距离。ct34与ct45的比例不同会影响第四透镜件40和第五透镜件50的镜片曲率以及屈折力,进而影响第四透镜件40和第五透镜件50的动力分布,透镜的动力与透镜焦距成反比,主要影响各镜片在整体光学系统在公差上的贡献。而动力分布不同则会导致设计在公差上表现。满足此条件的成像镜头100,是为了优化第四透镜件40和第五透镜件50的屈光力的分配比率,可以有效修正成像镜头的畸变,从而减少成像效果损失。还满足条件式(2)0.12<t2<0.22;其中,t2为第二透镜件20的第三表面于光轴上的位置与第四表面的最大有效半径投影至光轴上的位置之距离,请参阅图2。t2主要是限制第二透镜的第三表面与第四表面的相对曲率范围与距离,除了影响镜片屈折力外,提高单个透镜件的成型制造性。还满足条件式(3)0.13<t4<0.21;其中,t4为第四透镜件第七表面光轴上位置至第八表面最大有效半径投影至光轴上位置之距离,请参阅图3。主要是限制第四透镜第七表面与第八表面的相对曲率范围与距离,除了影响镜片屈折力外,提高单个透镜件的成型制造性。还满足条件式(4)0.48<ct3/ct2<0.53,其中,ct2为第二透镜件20的中心厚度(或者称作为第二透镜件20于光轴上的厚度);ct3为第三透镜件30的中心厚度,通过合理配置第二透镜件20与第三透镜件30的厚度,主要限制在此低长度的范围,限制第二透镜件20与第三透镜件30的厚度权重分布,搭配两透镜之材料分配,可得到良好的轴上色差。可以有效修正成像镜头100的畸变,从而减少成像效果损失。还满足条件式(5)0.21<d/t0<0.26,d为第六透镜件第十二表面的表面最高点在光轴上的投影与成像面在光轴上的位置之间的距离,t0为第一透镜件第一表面至第六透镜件第十二表面在光轴上的距离距离,请参见图1中标注的t0与d。条件(5)目的为限制透镜镜间分布以达成镜间公差优化目的。还满足条件式(6)0.2<|f1+f2+f4|/|f3+f5+f6|<0.47,可限制透镜动力(power)分布,使此六片非球面透镜动力分布适当,进而降低偏心敏感度。其中,f1为第一透镜件10的焦距,f2为第二透镜件20的焦距,f3为第三透镜件30的焦距,f4为第四透镜件40的焦距,f5为第五透镜件50的焦距,f6为第六透镜件60的焦距。还满足条件式(7)l5r1/f5<l4r1/f4<l6r1/f6<0。其中,l4r1为第七表面的曲率半径,l5r1为第九表面的曲率半径,l6r1为第十一表面的曲率半径。此条件式是为了进一步限制成像镜头100的动力分布,使第四、五与第六透镜件分担动力,以提升第一、二以及第三透镜件偏心制造产生的公差。还满足条件式(8)1.26<imh/t0<2.51,其中,imh为此成像镜头100最大成像圆直径,目的为限制此成像镜头成像高度与透镜总长度关系,以保证镜头的小型化,从而更有利于镜头的使用环境。还满足条件式(9)2.31<l1r1/f1<2.84;(10)-0.67<l2r1/f2<0.72;(11)0.13<l3r1/f3<0.21;(12)-10.2<l4r1/f4<-8.77;(13)-22.3<l5r1/f5<-19.7;及(14)-3.54<l6r1/f6<2.21。其中,l1r1为第一表面的曲率半径,l2r1为第三表面的曲率半径,l3r1为第五表面的曲率半径,l4r1为第七表面的曲率半径,l5r1为第九表面的曲率半径,l6r1为第十一表面的曲率半径。条件式(9)~(14)是为了有效修正成像镜头的畸变,减少成像效果损失。成像镜头100还满足条件式(15)~(17),条件式(15)~(17)是透过材料配置来有效消除成像镜头的色差,以达到更好的影像质量,其第一、第二、第三、第四、第五以及第六透镜件还需满足以下条件:(15)30<vd3-vd2<50;(16)30<vd6-vd5<50;且(17)70<vd1+vd4<90。其中,vd1为第一透镜件的阿贝数(abbenumber),vd2为第二透镜件的阿贝数,vd3为第三透镜件之阿贝数,vd4为第四透镜件的阿贝数,vd5为第五透镜件之阿贝数,vd6为第六透镜件之阿贝数。另外,成像镜头100的全视场角度2ω满足条件式:(18)78°<2ω<90°及(19)f/no<2.21。在本实施方式中,成像镜头100的整体焦距f、光圈值f/no、全视场角度2ω、成像镜头100最大成像圆直径imh、第十二表面s12距离影像感测器80的距离d、第一至第六透镜件的焦距f1、f2、f3、f4、f5、f6;第二透镜件20在光轴上的厚度值ct2、第三透镜件30在光轴上的厚度值ct3、第三透镜件30与第四透镜件40的镜间距离ct34、第四透镜件40与第五透镜件50的镜间距离ct45、第一透镜件10的第一表面s1与第六透镜件60的第十二表面s12于光轴上的距离t0、t2、t4等值的一个优选参数如下表3所示。表3f(mm)f/no2ωimh(mm)d(mm)f1f2f3f44.102.281.377.0260.94.714.89-5.3321.79f5f6ct2(mm)ct3(mm)ct34(mm)ct45(mm)t0(mm)t2(mm)t4(mm)-56.70-8.870.480.230.530.064.170.210.14请参阅图4-6,图4-6所示分别为第一实施方式的成像镜头100的球差特性曲线、场曲特性曲线、与畸变图线。由图4所示,曲线g,f,e,d及c分别为g光(波长为470纳米,下同)、f光(波长为510纳米,下同)、e光(波长为555纳米,下同)、d光(波长为610纳米)及c光(波长为650纳米,下同)经成像镜头100产生的球差特性曲线(下同)。可见,第一实施方式的成像镜头100对可见光(400-700纳米)产生的球差被控制在-0.02mm~0.02mm间。图5为场曲特性曲线图。其中,曲线t及s分别为子午场曲(tangentialfieldcurvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittalfieldcurvature)特性曲线。由图5可看出该成像镜头100的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在0~0.01mm范围内。图6示出的曲线为成像镜头100的畸变特性曲线,可见,畸变量被控制在0~2%间。第二实施例请参阅图7,第二实施方式提供的成像镜头200与第一实施例提供的成像镜头100结构基本相同,其不同之处在于,所述成像镜头100的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数与第一实施例不同。通过将表4、表5的资料代入上述表达式(a),可获知本发明第二实施方式的成像镜头200中各透镜表面的非球面形状。表4表5非球面系数s1s2s3s4s5s6a4-1.70e-3-0.0301-0.0308-0.0197-0.1563-0.1491a6-0.0286-3.64e-3-0.0180-0.05788.18e-40.0413a80.0259-0.0363-0.01810.03480.0157-0.0264a10-0.02790.01228.27e-3-0.01330.01460.0146非球面系数s7s8s9s10s11s12a40.1540.0358-0.109-0.0809-0.115-0.0586a6-0.04960.02620.01940.01250.01680.0106a83.45e-3-9.54e-3-5.84e-3-2.67e-33.38e-4-9.20e-4a10-1.10e-35.6e-48.4e-42.95e-4-1.31e-42.03e-5在本实施方式中,成像镜头100的整体焦距f、光圈值f/no、全视场角度2ω、成像镜头100最大成像圆直径imh等值的一个优选参数如下表6所示。表6图8-10所示分别为第二实施方式的成像镜头200的球差特性曲线、场曲特性曲线、与畸变图线。图8中,曲线g,f,e,d及c分别为g光(波长为470纳米,下同)、f光(波长为510纳米,下同)、e光(波长为555纳米,下同)、d光(波长为610纳米)及c光(波长为650纳米,下同)经成像镜头200产生的球差特性曲线(下同)。可见,第二实施方式的成像镜头200对可见光(400-700纳米)产生的球差被控制在-0.02mm~0.02mm间。图9为场曲特性曲线图。其中,曲线t及s分别为子午场曲(tangentialfieldcurvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittalfieldcurvature)特性曲线。由图8可看出该成像镜头100的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在0~0.01mm范围内。进一步地,图10示出的曲线为成像镜头200的畸变(distortion)特性曲线,可见,上述5种光线的畸变量被控制在0%~2%间。综上所述,本发明提供的成像镜头,通过优化第四透镜件40和第五透镜件50的屈光力的分配比率,可以有效修正成像镜头100的畸变,从而减少成像效果损失,如此,可具备更大的收光以及更佳的光路调节能力,以提升成像质量。应该指出,上述实施方式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。当前第1页12
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