成像镜头的制作方法

1.本发明有关于一种成像镜头。


背景技术：

2.现今的成像镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化及高分辨率发展外，随着不同的应用需求，还需具备抗环境温度变化的能力，已知的成像镜头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、高分辨率及抗环境温度变化的需求。


技术实现要素：

3.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不能同时满足小型化、高分辨率及抗环境温度变化的需求的缺陷，提供一种成像镜头，其镜头总长度较短、光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化，但是仍具有良好的光学性能。
4.本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜。第一透镜为弯月型透镜具有负屈光力。第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力，且包括一凹面朝向物侧及一凸面朝向像侧。第三透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力，且包括一凸面朝向物侧。第五透镜具有屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
5.其中第一透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，第三透镜包括一凹面朝向物侧及一凸面朝向像侧。
6.其中第四透镜为弯月型透镜，且可更包括一凹面朝向像侧，第五透镜为双凸透镜，且可更包括另一凸面朝向物侧。
7.其中第四透镜为双凸透镜，且可更包括另一凸面朝向像侧，第五透镜为弯月型透镜，且可更包括一凹面朝向物侧。
8.其中第二透镜包括非球面表面，第五透镜包括非球面表面。
9.本发明的成像镜头可更包括光圈，设置于第二透镜与第三透镜之间。
10.其中成像镜头满足以下条件：0.1《ψst/ttl《0.5；其中，ψst为光圈的孔径，ttl为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距。
11.本发明提供另一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜。第一透镜为弯月型透镜具有负屈光力。第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第三透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有屈光力为单一透镜。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
12.其中成像镜头满足以下条件：-3《f1/f《-1.5；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f为成像镜头的有效焦距。
13.其中成像镜头满足以下条件：0.5《et5/t5《1.5；其中，et5为第五透镜的边缘厚度，
t5为第五透镜于该光轴上的厚度。
14.其中成像镜头满足以下条件：0.3《ψ2/ψ3《0.8；其中，ψ2为第二透镜的最大光学有效直径，ψ3为第三透镜的最大光学有效直径。
15.实施本发明的成像镜头，具有以下有益效果：其镜头总长度较短、光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化，但是仍具有良好的光学性能。
附图说明
16.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。
17.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。
18.图2a是依据本发明的成像镜头的第一实施例的纵向像差(longitudinal aberration)图。
19.图2b是依据本发明的成像镜头的第一实施例的场曲(field curvature)图。
20.图2c是依据本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(distortion)图。
21.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。
22.图4a是依据本发明的成像镜头的第二实施例的纵向像差图。
23.图4b是依据本发明的成像镜头的第二实施例的场曲图。
24.图4c是依据本发明的成像镜头的第二实施例的畸变图。
25.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。
26.图6a是依据本发明的成像镜头的第三实施例的纵向像差图。
27.图6b是依据本发明的成像镜头的第三实施例的场曲图。
28.图6c是依据本发明的成像镜头的第三实施例的畸变图。
具体实施方式
29.本发明提供一种成像镜头，包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中第一透镜为弯月型透镜具有负屈光力；其中第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力，且包括一凹面朝向物侧及一凸面朝向像侧；其中第三透镜为弯月型透镜具有正屈光力；其中第四透镜具有正屈光力，且包括一凸面朝向物侧；其中第五透镜具有正屈光力；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
30.本发明提供另一种成像镜头，包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；其中第一透镜为弯月型透镜具有负屈光力；其中第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力；其中第三透镜为弯月型透镜具有正屈光力；其中第四透镜具有正屈光力；其中第五透镜具有屈光力为单一透镜，第五透镜与第四透镜之间包括一空气间隔；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
31.请参阅底下表一、表二、表四、表五、表七及表八，其中表一、表四及表七分别为依据本发明的成像镜头的第一实施例至第三实施例的各透镜的相关参数表，表二、表五及表八分别为表一、表四及表七中非球面透镜的非球面表面的相关参数表。
32.图1、3、5分别为本发明的成像镜头的第一、二、三实施例的透镜配置示意图，其中第一透镜l11、l21、l31为弯月型透镜具有负屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面s11、s21、
s31为凸面，像侧面s12、s22、s32为凹面，物侧面s11、s21、s31与像侧面s12、s22、s32皆为球面表面。
33.第二透镜l12、l22、l32为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面s13、s23、s33为凹面，像侧面s14、s24、s34为凸面，物侧面s13、s23、s33与像侧面s14、s24、s34皆为非球面表面。
34.第三透镜l13、l23、l33为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面s16、s26、s36为凹面，像侧面s17、s27、s37为凸面，物侧面s16、s26、s36与像侧面s17、s27、s37皆为球面表面。
35.第四透镜l14、l24、l34具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面s18、s28、s38为凸面，物侧面s18、s28、s38与像侧面s19、s29、s39皆为球面表面。
36.第五透镜l15、l25、l35具有正屈光力，由玻璃材质制成，其像侧面s111、s211、s311为凸面，物侧面s110、s210、s310与像侧面s111、s211、s311皆为非球面表面。
37.另外，成像镜头1、2、3至少满足以下其中一条件：
[0038]-3《f1/f《-1.5；
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(1)
[0039]
0.5《et5/t5《1.5；
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(2)
[0040]
0.3《ψ2/ψ3《0.8；
ꢀꢀꢀ
(3)
[0041]
0.1《ψst/ttl《0.5；
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(4)
[0042]
其中，f1为第一实施例至第三实施例中，第一透镜l11、l21、l31的有效焦距，f为第一实施例至第三实施例中，成像镜头1、2、3的有效焦距，et5为第一实施例至第三实施例中，第五透镜l15、l25、l35的边缘厚度，t5为第一实施例至第三实施例中，第五透镜l15、l25、l35于光轴oa1、oa2、oa3上的厚度，ψ2为第一实施例至第三实施例中，第二透镜l12、l22、l32的最大光学有效直径，ψ3为第一实施例至第三实施例中，第三透镜l13、l23、l33的最大光学有效直径，ψst为第一实施例至第三实施例中，光圈st1、st2、st3的孔径，ttl为第一实施例至第三实施例中，第一透镜l11、l21、l31的物侧面s11、s21、s31分别至成像面ima1、ima2、ima3于光轴oa1、oa2、oa3上的间距。使得成像镜头1、2、3能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。
[0043]
当满足条件(1)：-3《f1/f《-1.5时，可有效增加视场。
[0044]
当满足条件(2)：0.5《et5/t5《1.5时，可有效增强加工性。
[0045]
当满足条件(3)：0.3《ψ2/ψ3《0.8时，可有效增大成像范围。
[0046]
当满足条件(4)：0.1《ψst/ttl《0.5时，可有效缩小光圈值。
[0047]
全玻璃透镜的设计，能有效的抗环境温度变化，使成像镜头于高温或低温环境下仍具有良好的光学性能，长时间使用后较不易劣化仍具有良好的光学性能。
[0048]
现详细说明本发明的成像镜头的第一实施例。请参阅图1，成像镜头1沿着光轴oa1从物侧至像侧依序包括第一透镜l11、第二透镜l12、光圈st1、第三透镜l13、第四透镜l14、第五透镜l15、滤光片of1及保护玻璃cg1。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima1上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
[0049]
第四透镜l14为弯月型透镜，其像侧面s19为凹面；第五透镜l15为双凸透镜，其物侧面s110为凸面；
[0050]
滤光片of1其物侧面s112与像侧面s113皆为平面；
[0051]
保护玻璃cg1其物侧面s114与像侧面s115皆为平面；
[0052]
利用上述透镜、光圈st1及至少满足条件(1)至条件(4)其中一条件的设计，使得成像镜头1能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。
[0053]
表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表。
[0054]
表一
[0055][0056][0057]
表一中非球面透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：
[0058]
z＝ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]
1/2
}+ah4+bh6+ch8[0059]
其中：
[0060]
c：曲率；
[0061]
h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；
[0062]
k：圆锥系数；
[0063]
a～c：非球面系数。
[0064]
表二为表一中非球面透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(conic constant)、a～c为非球面系数。
[0065]
表二
[0066]
[0067]
表三为第一实施例的成像镜头1的相关参数值及其对应条件(1)至条件(4)的计算值，由表三可知，第一实施例的成像镜头1皆能满足条件(1)至条件(4)的要求。
[0068]
表三
[0069]
et50.589mmt51.060mmψ23.749mmψ37.017mmψst3.742mm
ꢀꢀ
f1/f-2.099et5/t50.556ψ2/ψ30.534ψst/ttl0.243
ꢀꢀꢀꢀ
[0070]
另外，第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，由图2a可看出，第一实施例的成像镜头1其纵向像差介于-0.001mm至0.015mm之间。由图2b可看出，第一实施例的成像镜头1其场曲介于-0.04mm至0.05mm之间。由图2c可看出，第一实施例的成像镜头1其畸变介于-70％至0％之间。
[0071]
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。
[0072]
请参阅图3，成像镜头2沿着光轴oa2从物侧至像侧依序包括第一透镜l21、第二透镜l22、光圈st2、第三透镜l23、第四透镜l24、第五透镜l25、滤光片of2及保护玻璃cg2。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima2上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
[0073]
第四透镜l24为弯月型透镜，其像侧面s29为凹面；第五透镜l25为双凸透镜，其物侧面s210为凸面；
[0074]
滤光片of2其物侧面s212与像侧面s213皆为平面；
[0075]
保护玻璃cg2其物侧面s214与像侧面s215皆为平面；
[0076]
利用上述透镜、光圈st2及至少满足条件(1)至条件(4)其中一条件的设计，使得成像镜头2能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。
[0077]
表四为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表。
[0078]
表四
[0079][0080][0081]
表四中非球面透镜的非球面表面凹陷度z的定义，与第一实施例中表一的非球面透镜的非球面表面凹陷度z的定义相同，在此皆不加以赘述。
[0082]
表五为表四中非球面透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(conic constant)、a～c为非球面系数。
[0083]
表五
[0084][0085]
表六为第二实施例的成像镜头2的相关参数值及其对应条件(1)至条件(4)的计算值，由表六可知，第二实施例的成像镜头2皆能满足条件(1)至条件(4)的要求。
[0086]
表六
[0087]
et51.529mmt52.106mmψ23.742mmψ36.998mmψst3.742mm
ꢀꢀ
f1/f-1.887et5/t50.726ψ2/ψ30.535ψst/ttl0.246
ꢀꢀꢀꢀ
[0088]
另外，第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求，由图4a可看出，第二实施例的成像镜头2其纵向像差介于-0.01mm至0.04mm之间。由图4b可看出，第二实施例的成像镜头2其场曲介于-0.04mm至0.05mm之间。由图4c可看出，第二实施例的成像镜头2其畸变介于-70％至0％之间。
[0089]
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。
[0090]
请参阅图5，成像镜头3沿着光轴oa3从物侧至像侧依序包括第一透镜l31、第二透镜l32、光圈st3、第三透镜l33、第四透镜l34、第五透镜l35、滤光片of3及保护玻璃cg3。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima3上。根据【具体实施方式】第一至八段落，其中：
[0091]
第四透镜l34为双凸透镜，其像侧面s39为凸面；第五透镜l35为弯月型透镜，其物侧面s310为凹面；
[0092]
滤光片of3其物侧面s312与像侧面s313皆为平面；
[0093]
保护玻璃cg3其物侧面s314与像侧面s315皆为平面；
[0094]
利用上述透镜、光圈st3及至少满足条件(1)至条件(4)其中一条件的设计，使得成像镜头3能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。
[0095]
表七为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表。
[0096]
表七
[0097][0098]
表七中非球面透镜的非球面表面凹陷度z的定义，与第一实施例中表一的非球面透镜的非球面表面凹陷度z的定义相同，在此皆不加以赘述。
[0099]
表八为表七中非球面透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(conic constant)、a～c为非球面系数。
[0100]
表八
[0101][0102][0103]
表九为第三实施例的成像镜头3的相关参数值及其对应条件(1)至条件(4)的计算值，由表九可知，第三实施例的成像镜头3皆能满足条件(1)至条件(4)的要求。
[0104]
表九
[0105]
et51.268mmt51.089mmψ23.755mmψ36.721mmψst3.759mm
ꢀꢀ
f1/f-1.749et5/t51.164ψ2/ψ30.559ψst/ttl0.249
ꢀꢀꢀꢀ
[0106]
另外，第三实施例的成像镜头3的光学性能也可达到要求，由图6a可看出，第三实施例的成像镜头3其纵向像差介于-0.001mm至0.045mm之间。由图6b可看出，第三实施例的成像镜头3其场曲介于-0.03mm至0.07mm之间。由图6c可看出，第三实施例的成像镜头3其畸变介于-70％至0％之间。
[0107]
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。
[0108]
虽然本发明已以实施方式揭露如上，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，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。