镜头模块的制作方法

文档序号:16604968发布日期:2019-01-14 20:55阅读:90来源:国知局
镜头模块的制作方法
下面的描述涉及一种具有光学系统的镜头模块,所述光学系统包括多个透镜。
背景技术
:安装在移动通信终端的相机中的传统的镜头模块包括多个透镜。例如,镜头模块可包括六个透镜,以构造具有高分辨率的光学系统。然而,当如上所述利用多个透镜构造具有高分辨率的光学系统时,光学系统的长度(从第一透镜的物方表面至成像面之间的距离)会增大。在这种情况下,难以将镜头模块安装在纤薄的移动通信终端中。因此,期望研发具有长度减小的光学系统的镜头模块。作为参考,第jp2004-044250a号日本专利和第us2014-0118844a1号美国专利申请公布公开了现有技术中的透镜。技术实现要素:提供本
发明内容是为了以简洁的方式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的发明构思选择。本
发明内容并不意在确定所要求保护的主体的关键特征或必要特征,也不意在用于帮助确定所要求保护的主体的范围。根据一个总的方面,一种镜头模块,包括:第一透镜,具有负屈光力;第二透镜,具有正屈光力;第三透镜,具有负屈光力;第四透镜,具有负屈光力;第五透镜,其物方表面凹入;第六透镜,在其像方表面上具有一个或更多个拐点,其中,第一透镜至第六透镜从镜头模块的物方至镜头模块的像方依次设置。第一透镜可具有弯月形状。第二透镜的物方表面可凸出。第二透镜的像方表面可凸出。第三透镜的物方表面和像方表面中的至少一个可凹入。第四透镜可具有弯月形状。第五透镜的像方表面可凸出。第六透镜的物方表面可凸出。第六透镜的像方表面可凹入。第一透镜的屈光力可大于第六透镜的屈光力。根据另一总的方面,一种镜头模块,包括:第一透镜,具有负屈光力;第二透镜,具有正屈光力;第三透镜,其像方表面凹入;第四透镜,具有屈光力;第五透镜,具有正屈光力,其物方表面凹入;第六透镜,具有负屈光力,在其像方表面上具有一个或更多个拐点,其物方表面凸出,其中,第一透镜至第六透镜从镜头模块的物方至镜头模块的像方依次设置。第一透镜可具有弯月形状。第二透镜的物方表面和像方表面可凸出。第三透镜的物方表面可凸出。第四透镜可具有弯月形状。第五透镜的像方表面可凸出。第六透镜的像方表面可凹入。第一透镜的屈光力可大于第六透镜的屈光力。通过下面的具体实施方式、附图和权利要求书,其他特征和方面将是显而易见的。附图说明图1是根据示例的镜头模块的视图。图2a和图2b是示出具有表示图1所示的镜头模块的像差特性的曲线的曲线图。图3是示出图1所示的透镜的特性的表格。图4是代表图1所示的镜头模块的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。图5是根据另一示例的镜头模块的视图。图6a和图6b是示出具有表示图5所示的镜头模块的像差特性的曲线的曲线图。图7是示出图5所示的透镜的特性的表格。图8是代表图5所示的镜头模块的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。图9是根据另一示例的镜头模块的视图。图10a和图10b是示出具有表示图9所示的镜头模块的像差特性的曲线的曲线图。图11是示出图9所示的透镜的特性的表格。图12是代表图9所示的镜头模块的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。图13是根据又一示例的镜头模块的视图。图14a和图14b是示出具有表示图13所示的镜头模块的像差特性的曲线的曲线图。图15是示出图13所示的透镜的特性的表格。图16是代表图13所示的镜头模块的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。在附图和具体实施例方式中,相同的标号指示相同的元件。附图可不必按比例绘制,出于清楚、示出和简洁的目的,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。具体实施方式下面提供具体的描述,以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在此描述的方法、设备和/或系统的各个改变、变形和等同物对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅是示例,且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须按特定顺序进行的操作以外,可以如对本领域普通技术人员来说显而易见的那样改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述。在此描述的特征可以以不同的形式实施,且其构造不限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供在此描述的示例以使本公开将是彻底的完全的,并将本公开的全部范围传递给本领域的普通技术人员。在下面的描述中,第一透镜指的是最靠近物(或对象)的透镜,同时第六透镜指的是最靠近成像面(或图像传感器)的透镜。此外,每个透镜的第一表面指的是各个透镜的最靠近物(或对象)的表面,每个透镜的第二表面指的是各个透镜的最靠近成像面(或图像传感器)的表面。此外,在本说明书中,透镜的曲率半径、厚度、oal(从第一透镜的第一表面到成像面的光轴距离)、sl、imght(像高)和bfl(后焦长)、光学系统的总焦距以及每个透镜的焦距都以毫米(mm)为单位。此外,透镜的厚度、透镜之间的间隔、oal和sl是基于透镜的光轴而测量的距离。此外,在对透镜的形状的描述中,透镜的一个表面凸出的描述意思是相应的表面的光轴部分(例如,中央部分)是凸出的,且透镜的一个表面凹入的描述意思是相应的表面的光轴部分(例如,中央部分)是凹入的。因此,虽然描述了透镜的一个表面凸出,但是该透镜的边缘部分可凹入。类似的,虽然描述透镜的一个表面凹入,但是该透镜的边缘部分可凸出。镜头模块可包括光学系统,该光学系统包括多个透镜。作为示例,镜头模块的光学系统可包括具有屈光力的六个透镜。然而,镜头模块并不限于仅包括六个透镜。例如,镜头模块可包括不具有屈光力的其他组件。作为示例,镜头模块可包括被构造为控制光量的光阑。作为另一示例,镜头模块还可包括被构造成过滤红外光的红外截止滤光器。作为另一示例,镜头模块还可包括被构造成将对象(物)的通过光学系统入射于其上的图像转换成电信号的图像传感器(即,成像器件)。作为另一示例,镜头模块还可包括被构造成调节透镜之间的间隔的间隔保持构件。第一透镜至第六透镜可由具有与空气的折射率不同的折射率的材料形成。例如,第一透镜至第六透镜可由塑料或玻璃形成。第一透镜至第六透镜中的至少一个可具有非球面表面形状。作为示例,第一透镜至第六透镜中仅第六透镜可具有非球面表面形状。作为另一示例,第一透镜至第六透镜中的所有透镜的至少一个表面可以是非球面的。这里,每个透镜的非球面表面可由下面的等式1表示。【等式1】在等式1中,c是相应透镜的曲率半径的倒数,k是圆锥曲线常数,r是从非球面表面上的某点沿与光轴垂直的方向到光轴的距离。此外,常数a到j依次称为4阶非球面系数至20阶非球面系数。此外,z是非球面表面上处在距离r处的某点与切平面(所述切平面与透镜的所述非球面表面的顶点相交)之间的距离。构成镜头模块的光学系统可具有大约78度或更大的宽视角(fov)。因此,根据示例的镜头模块可容易地拍摄宽的背景或物。下面,将描述构成镜头模块的主要组件。第一透镜可具有屈光力。例如,第一透镜可具有负屈光力。第一透镜可具有弯月形状。作为示例,第一透镜可具有其第一表面(物方表面)突出且第二表面(像方表面)凹入的弯月形状。作为另一示例,第一透镜可具有其第一表面凹入且第二表面突出的弯月形状。第一透镜可具有非球面表面。例如,第一透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。第一透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第一透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。第二透镜可具有屈光力。例如,第二透镜可有正屈光力。第二透镜的两个表面可凸出。例如,第二透镜的第一表面可凸出,且第二透镜的第二表面可凸出。第二透镜可具有非球面表面。例如,第二透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。第二透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第二透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。第三透镜可具有屈光力。例如,第三透镜可有负屈光力。第三透镜的至少一个表面可凹入。作为示例,第三透镜的第一表面可凸出,且其第二表面可凹入。作为另一示例,第三透镜的第一表面和第二表面可凹入。第三透镜可具有非球面表面。例如,第三透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。第三透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第三透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。第三透镜可由具有高的折射率的材料形成。例如,第三透镜可由具有1.60或更大的折射率的材料形成(在这种情况下,第三透镜可具有30或更小的阿贝数)。由这样的材料形成的第三透镜甚至在具有小的曲率的情况下也可容易地折射光。因此,由这种材料形成的第一透镜可容易地制造,且根据制造公差而有益于降低缺陷率。此外,由这种材料形成的第三透镜可减小透镜之间的距离,因而在最小化镜头模块方面是有益的。第四透镜可具有屈光力。例如,第四透镜可有正屈光力或负屈光力。第四透镜可具有弯月形状。作为示例,第四透镜可具有其第一表面凸出且第二表面凹入的弯月形状。作为另一示例,第四透镜可具有第一表面凹入且第二表面凸出的弯月形状。第四透镜可具有非球面表面。例如,第四透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。第四透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第四透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。第五透镜可具有屈光力。例如,第五透镜可有正屈光力。第五透镜可朝向像方凸出。例如,第五透镜的第一表面可凹入,且其第二表面可凸出。第五透镜可具有非球面表面。例如,第五透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。此外,第五透镜可具有包括拐点的非球面表面形状。例如,一个或更多个拐点可形成在第五透镜的像方表面上。第五透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第五透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。第六透镜可具有屈光力。例如,第六透镜可有负屈光力。第六透镜可具有其物方表面凸出的弯月形状。作为示例,第六透镜的第一表面可凸出,且第六透镜的第二表面可凹入。第六透镜可具有非球面表面。例如,第六透镜的第一表面和第二表面可以是非球面的。此外,第六透镜可具有包括拐点的非球面表面形状。例如,一个或更多个拐点可形成在第六透镜的物方表面和像方表面上。具有拐点的第六透镜的第一表面可在光轴的中央凸出,可在光轴的附近凹入,并可在其边缘处再次凸出。此外,第六透镜的第二表面可在光轴的中央凹入,并在其边缘处变成凸出。第六透镜可由具有高的透光率和优异的可加工性的材料形成。例如,第六透镜可由塑料或玻璃形成,但并不限于这些材料。图像传感器可例如实现大约13兆像素的高分辨率。例如,构成图像传感器的像素的单位尺寸可以是大约1.12μm或更小。镜头模块可具有宽视角。例如,镜头模块的光学系统可具有大约78度或更大的视角。此外,镜头模块可具有相对短的长度(ttl)。例如,构成镜头模块的光学系统的总长度(从第一透镜的物方表面至成像面的距离)可以是大约5.10mm或更小。如上构造的镜头模块的光学系统可满足下面的条件表达式1:【条件表达式1】-10<v1–v2<10。在条件表达式1中,v1是第一透镜的阿贝数,v2是第二透镜的阿贝数。此外,镜头模块的光学系统可满足下面的条件表达式2:【条件表达式2】0.6<f5/f。在条件表达式2中,f是包括第一透镜至第六透镜的光学系统的总焦距,f5是第五透镜的焦距。条件表达式2可以是校正像差并实现高分辨率的必要条件。例如,在未满足条件表达式2的情况下,第五透镜的屈光力可能会过高,因而光学系统的像差校正效果不明显,并且难以实现光学系统的高分辨率。反之,在满足条件表达式2的情况下,可容易地校正光学系统的像差并实现光学系统的高分辨率。将参照图1描述根据第一示例的镜头模块100。镜头模块100包括光学系统,该光学系统包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150和第六透镜160。此外,镜头模块100还包括红外截止滤光器70和图像传感器80。此外,镜头模块100还包括光阑st。例如,光阑st可设置在对象(物)和第一透镜110之间(如图1所示),或者可设置在第一透镜110与第二透镜120之间。在本示例中,第一透镜110具有负屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第二透镜120具有正屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凸出。第三透镜130具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第四透镜140具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第五透镜150具有正屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第六透镜160具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。此外,一个或更多个拐点形成在第六透镜160的物方表面和像方表面中的每个上。在图1的示例中,如上所述,第一透镜110、第三透镜130、第四透镜140和第六透镜160均具有负屈光力。在这些透镜中,第一透镜110可具有最大的屈光力,且第六透镜160可具有最小的屈光力。在图1的示例中,条件表达式1中的v1-v2的值是0,且条件表达式2中的f5/f的值是0.620。图2a和图2b是具有表示镜头模块100的像差特性的曲线的曲线图。图3是表示构成镜头模块的透镜110、120、130、140、150和160的特性的表格。在图3中,表面no.1和no.2分别指示第一透镜110的第一表面(物方表面)和第二表面(像方表面),表面no.3和no.4分别指示第二透镜120的第一表面和第二表面。类似地,表面no.5至no.12分别指示第三透镜130至第六透镜160的第一表面和第二表面。此外,表面no.13和no.14分别指示红外截止滤光器70的第一表面和第二表面。图4是表示构成镜头模块100的透镜110、120、130、140、150和160的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。在图4中,表格的第一列中的数字1至12指示第一透镜110至第六透镜160的表面序号。将参照图5描述根据第二示例的镜头模块200。镜头模块200包括光学系统,该光学系统包括第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250和第六透镜260。此外,镜头模块200还包括红外截止滤光器70、图像传感器80和光阑st。例如,光阑st可设置在物和第一透镜210之间(如图5所示),或者可设置在第一透镜210与第二透镜220之间。在本示例中,第一透镜210具有负屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第二透镜220具有正屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凸出。第三透镜230具有负屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凹入。第四透镜240具有负屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第五透镜250具有正屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第六透镜260具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。此外,一个或更多个拐点形成在第六透镜260的物方表面和像方表面中的每个上。在图5的示例中,如上所述,第一透镜210、第三透镜230、第四透镜240和第六透镜260均具有负屈光力。在这些透镜中,第一透镜210可具有最大的屈光力,且第六透镜260可具有最小的屈光力。在图5的示例中,条件表达式1中的v1-v2的值是0,且条件表达式2中的f5/f的值是0.721。图6a和图6b是具有表示镜头模块200的像差特性的曲线的曲线图。图7是表示构成镜头模块200的透镜210、220、230、240、250和260的特性的表格。在图7中,表面no.1和no.2分别指示第一透镜210的第一表面(物方表面)和第二表面(像方表面),表面no.3和no.4分别指示第二透镜220的第一表面和第二表面。类似地,表面no.5至no.12分别指示第三透镜230至第六透镜260的第一表面和第二表面。此外,表面no.13和no.14分别指示红外截止滤光器70的第一表面和第二表面。图8是表示构成镜头模块200的透镜210、220、230、240、250和260的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。在图8中,表格的第一列中的数字1至12指示第一透镜210至第六透镜260的表面序号。将参照图9描述根据另一示例的镜头模块300。镜头模块300包括光学系统,该光学系统包括第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350和第六透镜360。此外,镜头模块300还包括红外截止滤光器70、图像传感器80和光阑st。例如,光阑st可设置在物和第一透镜310之间(如图9所示),或者可设置在第一透镜310与第二透镜320之间。在本示例中,第一透镜310具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第二透镜320具有正屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凸出。第三透镜330具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第四透镜340具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第五透镜350具有正屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第六透镜360具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。此外,一个或更多个拐点形成在第六透镜360的物方表面和像方表面中的每个上。在图9的示例中,如上所述,第一透镜310、第三透镜330、第四透镜340和第六透镜360均具有负屈光力。在这些透镜中,第一透镜310可具有最大的屈光力,且第六透镜360可具有最小的屈光力。在图9的示例中,条件表达式1中的v1-v2的值是0,且条件表达式2中的f5/f的值是0.625。图10a和图10b是具有表示镜头模块300的像差特性的曲线的曲线图。图11是表示构成镜头模块300的透镜310、320、330、340、350和360的特性的表格。在图11中,表面no.1和no.2分别指示第一透镜310的第一表面(物方表面)和第二表面(像方表面),表面no.3和no.4分别指示第二透镜320的第一表面和第二表面。类似地,表面no.5至no.12分别指示第三透镜330至第六透镜360的第一表面和第二表面。此外,表面no.13和no.14分别指示红外截止滤光器70的第一表面和第二表面。图12是表示构成镜头模块300的透镜310、320、330、340、350和360的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。在图12中,表格的第一列中的数字1至12指示第一透镜310至第六透镜360的表面序号。将参照图13描述根据第四示例的镜头模块400。镜头模块400包括光学系统,该光学系统包括第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450和第六透镜460。此外,镜头模块400还包括红外截止滤光器70、图像传感器80和光阑st。例如,光阑st可设置在物和第一透镜410之间(如图13所示),或者可设置在第一透镜410与第二透镜420之间。在本示例中,第一透镜410具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第二透镜420具有正屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凸出。第三透镜430具有负屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凹入。第四透镜440具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。第五透镜450具有正屈光力,其物方表面凹入且其像方表面凸出。第六透镜460具有负屈光力,其物方表面凸出且其像方表面凹入。此外,一个或更多个拐点形成在第六透镜460的物方表面和像方表面中的每个上。在本示例中,如上所述,第一透镜410、第三透镜430、第四透镜440和第六透镜460均具有负屈光力。在这些透镜中,第一透镜410可具有最大的屈光力,且第六透镜460可具有最小的屈光力。在图13的示例中,条件表达式1中的v1-v2的值是0,且条件表达式2中的f5/f的值是0.7310。图14a和图14b是具有表示镜头模块的像差特性的曲线的曲线图。图15是表示构成镜头模块400的透镜410、420、430、440、450和460的特性的表格。在图15中,表面no.1和no.2分别指示第一透镜410的第一表面(物方表面)和第二表面(像方表面),表面no.3和no.4分别指示第二透镜420的第一表面和第二表面。类似地,表面no.5至no.12分别指示第三透镜430至第六透镜460的第一表面和第二表面。此外,表面no.13和no.14分别指示红外截止滤光器70的第一表面和第二表面。图16是表示构成镜头模块400的透镜410至460的圆锥曲线常数和非球面系数的表格。在图16中,表格的第一列中的数字1至12指示第一透镜410至第六透镜460的表面序号。【表1】标注镜头模块100镜头模块200镜头模块300镜头模块400f(efl)3.48702.83903.45102.9860f1-102.18-17.90-200.00-200.00f22.35401.69602.50102.2680f3-3.9030-2.9500-4.0470-3.1190f4-240.778-162.12327.04317.429f52.16302.04602.15802.1830f6-2.0470-2.1810-1.9820-2.3980ttl5.07274.59504.92754.6015fov78.71690.42279.30087.531以上的表1表示根据在此公开的示例的镜头模块100-400的光学特性。镜头模块可具有大约2.70至大约3.60的总焦距(f)。第一透镜的焦距(f1)可确定处于大约-210至大约-16.0的范围内。第二透镜的焦距(f2)可确定处于大约1.5至大约2.70的范围内。第三透镜的焦距(f3)可确定处于大约-5.0至大约-2.0的范围内。第四透镜的焦距(f4)可确定处于大约-250至大约30.0的范围内。第五透镜的焦距(f5)可确定处于大约1.80至大约2.40的范围内。第六透镜的焦距(f6)可确定处于大约-3.0至大约-1.50的范围内。光学系统的总焦距可确定处于大约4.40至大约5.20的范围内。镜头模块的视角(fov)可处于大约77.0至大约93.0的范围内。如上所阐述的,根据所公开的示例,光学系统可具有高分辨率。虽然本公开包括特定的示例,但是本领域普通技术人员将理解,在不脱离由权利要求书及其等同物的精神和范围的情况下,可对这些示例在形式和细节上进行各种改变。在此描述的示例仅被认为是描述含义,而不是限制性的目的。每个示例中的特征或方面的描述应被理解为能够应用到其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序来执行所描述的技术,和/或如果按照不同的方式组合、和/或通过其他的组件或他们的等同物替换或增添所描述的系统中的组件、构造、装置或电路,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而由权利要求书及其等同物限定,权利要求书及其等同物范围内的所有变型应被理解为被包括在本公开中。当前第1页12
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