CN101369045A - 镜头*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镜头***，其从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜及一个负光焦度的第三透镜。所述镜头***满足条件式(1)0.25＜R1F/F＜0.5；(2)R2F＜R2R＜0和(3)0＜R1F＜R1R，其中R1F：第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；R1R：第一透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2R：第二透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2F：第二透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F：镜头***的有效焦距。

Description

镜头***
技术领域
本发明涉及一种镜头***，尤其涉及适用于手机、PC照相机等的***元件的镜头***。
背景技术
近年来，随着多媒体的发展，对搭载在手提电脑和可视电话以及手机等上使用了CCD(Charged Coupled Device)或CMOSS(Complementary Metal Oxide SSemiconductor)等固体成像器件的摄像元件的需求越来越大。而这种需求增大的本身又要求镜头***更进一步的小型化。
另一方面，由于这些固体成像器件如CCD或者CMOSS的工艺技术提高，已经制作出每个像素只有几个微米大小的成像器件，使得***小型化的同时提高了对摄像镜头的分辨率的要求。因此，提供一种具低高度、光学性能优良且成像质量好的镜头***是现今***元件的发展方向。所述低高度是指从镜头的第一面到成像面的距离(即成像***的总长)要短。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种适用于手机、PC照相机等上的一种低高度且成像质量较好的镜头***。
一种镜头***，其从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜及一个负光焦度的第三透镜。所述镜头***满足条件式(1)0.25<R1F/F<0.5；(2)R2F<R2R<0和(3)0<R1F<R1R，其中R1F：第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；R1R：第一透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2R：第二透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2F：第二透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F：镜头***的有效焦距。
满足上述条件的镜头***，具有一较小的高度，且具有较好的成像质量，从而满足镜头***小型化及成像质量高的要求，适用于手机、PC照相机等小型成像***中。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种镜头***示意图。
图2是本发明实施例1的镜头***的球差图。
图3是本发明实施例1的镜头***的场曲图。
图4是本发明实施例1的镜头***的畸变图。
图5是本发明实施例2的镜头***的球差图。
图6是本发明实施例2的镜头***的场曲图。
图7是本发明实施例2的镜头***的畸变图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为一种可用于手机、PC照相机等便携式电子装置上的镜头***100。该镜头***100从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜10、一个正光焦度的第二透镜20及一个负光焦度的第三透镜30。
当该镜头***100用于成像时，来自被摄物的光线从物侧方向入射所述镜头***100并依次经过所述第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30，最终会聚到一个成像面40上，通过将CCD或CMOSS等影像感测装置置于所述成像面40处，即可获取该被摄物的像。
为了实现整个镜头***100的低高度及具有较好的成像质量，该镜头***100满足以下条件式：
(1)0.25<R1F/F<0.5；
(2)R2F<R2R<0；和
(3)0<R1F<R1R，
其中R1F：第一透镜10靠近物侧的表面的曲率半径；R1R：第一透镜10靠近像侧的表面的曲率半径；R2R：第二透镜20靠近像侧的表面的曲率半径；R2F：第二透镜20靠近物侧的表面的曲率半径；F：镜头***100的有效焦距。条件式(1)可以使镜头***100满足低高度且具有一较好的成像质量，若R1F/F大于0.5则无法满足镜头***100低高度的要求，若R1F/F小于0.25则不利于后续对第一透镜10所产生的场曲及球差的修正。条件式(2)是为了使第二透镜20的两表面与第一透镜10的两表面反向设置，以平衡第一透镜10正光焦度所产生的色差、球差及彗差。条件式(3)是为了使第一透镜10达到正光焦度，以平衡第三透镜30之负光焦度像差，并有效降低镜头***100的长度。所述第一透镜10为一个新月型透镜，且具有一面向物侧的凸面。优选地，所述第一透镜10的两个表面均为非球面。所述第二透镜20也为一个新月型透镜，且具有一面向像侧的凸面。优选地，所述第二透镜20的两个表面均为非球面。
较佳的，第一透镜10还满足条件式：
(4)0.3<(R1R-R1F)/(R1F+R1R)，
条件式(4)用于限定第一透镜10两表面曲率半径之间的关系，以便于修正镜头***100的畸变与像散像差。
更优选的，镜头***100还满足条件式：
(5)R3F>0；
(6)0.7<F1/F<1.5，
其中R3F：第三透镜30靠近物侧的表面的曲率半径；F1：第一透镜10的有效焦距。条件式(5)及条件式(6)中0.7<F1/F是为了使得主光线入射像平面的角度小于25度，并且修正畸变。条件式(6)是为了修正多种像差，尤其是球差，并以使镜头***100达到低高度的要求。若所述F1/F大于1.5，则第一透镜10的光焦度会较小，对于畸变的修正将会变的困难。所述第三透镜30为一个新月型透镜，且具有一面向物侧的凸面。优选地，所述第三透镜30的两个表面均为非球面。
为了更好的消除镜头***100的色差，尤其是倍率色差，第二透镜20所用材料的Abbe数v2应该满足如下条件式：
(7)45<v2<60。
所述镜头***100还包括一个光阑(Aperture stop)50及一滤光片60。该光阑50位于第一透镜10与第二透镜20之间，以限制经过第一透镜10的光线进入第二透镜20的光通量，并让经过第一透镜10后的光锥能更加对称，使镜头***100的彗差得以修正。优选地，所述光阑50设于第一透镜10靠近像侧的表面上，从而可减少镜头***100的元件数量，降低镜头***100组装的复杂度。实际操作时，可以直接将第一透镜10的靠近像侧的表面上一***环状区域涂黑以当作光阑50。所述滤光片60位于第三透镜30与成像面40之间，主要用于滤除进入镜头***100光线中的位于红外波段的光线。
可以理解的是，本发明的镜头***100的第一透镜10、第二透镜20及第三透镜30都采用塑料制成以降低成本，并且易于实现量产。
下面请参照图2至图7，以具体实施例来详细说明本发明的镜头***100。
以下每个实施例中，第一透镜10的两个表面、第二透镜20的两个表面及第三透镜30的两个表面均采用非球面。
非球面面型表达式如下：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + &Sigma; A i h i
其中， h = Y 2 + Z 2 为从光轴到透镜表面的高度，k是二次曲面系数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
FNo：F数；2ω：视场角。
实施例1
该镜头***100各光学元件满足表1和表2的条件，且其FNo＝3.2；2ω＝67°。
表1
 
镜头***100            曲率半径(mm)   厚度(mm)       折射率     阿贝数       直径(mm)  
第一透镜10靠物侧表面     1.142824     0.663186      1.54      56           -          
第一透镜10靠像侧表面     2.897551     0.04947936   1.54     56           -          
光阑50                   无穷大         0.6687439     -           -             -          
第二透镜20靠物侧表面     -1.20516       0.8278974     1.53     56           -          
第二透镜20靠像侧表面     -0.81768       0.1           1.53     56           -          
第三透镜30靠物侧表面     14.01444     0.5215678     1.53     56           -          
第三透镜30靠像侧表面     1.369028     0.15          1.53     56           -          
滤光片60靠物侧表面       无穷大         0.3           1.5168   64.16734   -          
滤光片60靠像侧表面       无穷大         0.41415       1.5168   64.16734   -          
表2
 
表面 第一透镜10面向物侧表面             第一透镜10面向像侧表面 第二透镜20面向物侧表面 第二透镜20面向像侧表面 第二透镜30面向物侧表面 第三透镜30面向像侧表面
非球面系数     A2＝0.5734409 A2＝10.20508 A2＝0.6121418 A2＝-0.4656288 A2＝-6687.413 A2＝-10.4658
A4＝-0.038082182          A4＝-0.01524513               A4＝-0.19334272               A4＝0.095586872               A4＝-0.24715107             A4＝-0.16668525              
A6＝0.026617946           A6＝0.17622633                A6＝-0.71128885               A6＝0.003293142              A6＝0.1682316 A6＝0.076842457              
A8＝-0.27003972           A8＝-1.138302 A8＝0.46720762               A8＝-0.005742851              A8＝-0.044751581            A8＝-0.028162178             
A10＝0.47036051           A10＝1.8438515                A10＝-1.3879106               A10＝0.17914532              A10＝0.004060038            A10＝0.005731356             
A12＝-0.45196263          A12＝2.6236165                A12＝0.32719325               A12＝0.26183762               A12＝0.000101029            A12＝-0.000483753            
该实施例1的镜头***100中，其球差、场曲及畸变分别如图2到图4所示。图2中，分别针对f线(λ值435.8nm)，d线(λ值587.6nm)，c线(λ值656.3nm)而观察到的球差值。总体而言，实施例1的镜头***100对可见光产生的球差值在(-0.04mm，0.04mm)范围内。图3中的子午场曲值和弧矢场曲值均控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图4中的畸变率控制在(-5％，5％)范围内。由此可见，镜头***100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
实施例2
该镜头***100各光学元件满足表3和表4的条件，且其FNo＝3.2；2ω＝65.12°。
表3
 
镜头***100            曲率半径(mm)   厚度(mm)       折射率     阿贝数       直径(mm)  
第一透镜10靠物侧表面     0.956381     0.7045857     1.54     56           -          
第一透镜10靠像侧表面     1.847207     0.5423625     1.54     56           -          
第二透镜20靠物侧表面     -1.2           0.8836055     1.53     56           -          
第二透镜20靠像侧表面     -0.96075       0.1           1.53     56           -          
第三透镜30靠物侧表面     -11.7461     0.7269722     1.53     56           -          
第三透镜30靠像侧表面     2.645506     0.1           1.53     56           -          
滤光片60靠物侧表面       无穷大         0.3           1.5168   64.16734   -          
滤光片60靠像侧表面       无穷大         0.2800699     1.5168   64.16734   -          
表4
 
表面 第一透镜10面向物侧表面             第一透镜10面向像侧表面 第二透镜20面向物侧表面 第二透镜20面向像侧表面 第二透镜30面向物侧表面 第三透镜30面向像侧表面
非球面系数     A2＝0.358382 A2＝9.366716 A2＝1.925198 A2＝-0.6564744 A2＝-103.1109 A2＝-16.08475
       A4＝-0.03347        A4＝-0.02345   A4＝-0.19579   A4＝-0.02902   A4＝-0.15472     A4＝-0.11998    
A6＝0.074825              A6＝0.11491001              A6＝-0.0830489              A6＝0.03712748              A6＝0．12202466                A6＝0．03396535               
       A8＝-0.39767        A8＝-1.50566   A8＝-0.94961   A8＝-0.06658   A8＝0.0393      A8＝-0.00901    
 
A10＝0.761948             A10＝2.34376315             A10＝0.813157 A10＝-0.01564 A10＝0.005499 A10＝0.001856
A12＝-0.73374             A12＝3.133353 A12＝-1.46362 A12＝0.053667 A12＝-0.00025 A12＝-0.00021
针对f线(λ值435.8nm)，d线(λ值587.6nm)，c线(λ值656.3nm)而观察到的球差值。总体而言，实施例2的镜头***100对可见光产生的球差值在(-0.04mm，0.04mm)范围内。图6中的子午场曲值和弧矢场曲值均控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图7中的畸变率控制在(-5％，5％)范围内。由此可见，镜头***100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
所述镜头***从物侧到成像面依次包括包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜及一个负光焦度的第三透镜，在满足一定的条件式下可有效降低整个镜头***的高度，并具有较好的成像质量。并且该***可在大视场(视场角在60度以上)情况下，实现畸变在2％以内，有效校正各种像差、色差，提高成像质量，并可实现低成本量产。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种镜头***，其从物侧到像侧方向依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个正光焦度的第二透镜及一个负光焦度的第三透镜，其特征在于，该镜头***满足条件式(1)0.25<R1F/F<0.5；(2)R2F<R2R<0和(3)0<R1F<R1R，其中R1F：第一透镜靠近物侧的表面的曲率半径；R1R：第一透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2R：第二透镜靠近像侧的表面的曲率半径；R2F：第二透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F：镜头***的有效焦距。
2.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***满足条件式(4)0.3<(R1R-R1F)/(R1F+R1R)。
3.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***还满足条件式(5)R3F>0和(6)0.7<F1/F<1.5，其中R3F：第三透镜靠近物侧的表面的曲率半径；F1：第一透镜的有效焦距。
4.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***满足条件式(7)45<v2<60，其中v2：第二透镜的Abbe数。
5.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***还包括一个光阑，该光阑位于第一透镜与第二透镜之间。
6.如权利要求5所述的镜头***，其特征在于，所述光阑设于第一透镜靠近像侧的表面上。
7.如权利要求6所述的镜头***，其特征在于，所述光阑为在第一透镜的靠近像侧的表面上一***环状区域涂黑层。
8.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述镜头***还包括一滤光片，该滤光片位于所述第三透镜与该镜头***的成像面之间。
9.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的各表面均为非球面。
10.如权利要求1所述的镜头***，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜皆由塑料制成。
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