CN101539657B - 取像镜头 - Google Patents

取像镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN101539657B
CN101539657B CN2008103006396A CN200810300639A CN101539657B CN 101539657 B CN101539657 B CN 101539657B CN 2008103006396 A CN2008103006396 A CN 2008103006396A CN 200810300639 A CN200810300639 A CN 200810300639A CN 101539657 B CN101539657 B CN 101539657B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens piece
sampling image
piece
focal length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008103006396A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101539657A (zh
Inventor
梁国彦
黄俊翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CN2008103006396A priority Critical patent/CN101539657B/zh
Priority to US12/116,052 priority patent/US7605990B2/en
Publication of CN101539657A publication Critical patent/CN101539657A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101539657B publication Critical patent/CN101539657B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/003—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having two lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明提供一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件。所述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面。所述第二透镜件包括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面。所述第一表面向物体一侧凸出，所述第二表面相对成像面呈凹陷构形。所述第三表面相对于物体一侧呈凹陷构形，第四表面朝向成像面一侧凸出。所述第一表面、第二表面、第三表面及第四表面均是非球面。本发明取像镜头采用非球面镜片，不需要设置足够长的空间来复合镜片以矫正像差，如此，可减小镜头的镜片数目，结构紧凑。

Description

取像镜头
技术领域
本发明涉及一种取像镜头，尤其涉及一种小尺寸的取像镜头。
背景技术
随着科技的不断发展，电子产品不断地朝向轻薄短小以及多功能的方向发展，而电子产品中，如数码相机、计算机等已具备取像装置之外，甚至移动电话或个人数字辅助器(PDA)等装置也有加上取像装置的需求；而为了携带方便及符合人性化的需求，取像装置不仅需要具有良好的成像品质，同时也需要较小与较低的成本，同时能有效提升该取像装置的应用性。
而由于传统的球面研磨玻璃镜片的材质选择性较多，且对于修正色差较为有利，已广为业界所使用，但球面研磨玻璃镜片应用在数值孔径(FNumber)较小以及视角(Wide-angle)较大的情况时，球差等像差的修正较困难。而为了改善上述传统的球面研磨玻璃镜片的缺点，目前的取像装置已有使用非球面塑料镜片或使用非球面模造玻璃片，以获得较佳的成像品质，但是上述的光学取像装置的结构，镜头长度过大，使取像装置无法具有较小体积或较低成本，不易满足电子产品轻薄短小的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种尺寸小的取像镜头。
一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件，所述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面，所述第二透镜件包括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面，其特征在于：所述第一表面、第二表面、第三表面及第四表面均是非球面，所述第一透镜件与所述第二透镜件构成的镜片组满足以下关系式：
0.08≤D2/D≤0.14；4≤h2/z2≤12
其中，D为第一表面轴上中心点至第四表面轴上中心点的距离，D2为第二表面轴上中心点至第三表面轴上中心点的距离，h2为第二表面有效径高度，z2为第二表面轴上中心点至第二表面有效径轴上的距离。
相对于现有技术，所述第一透镜件的第一表面与第二表面，及第二透镜件的第三表面及第四表面均为非球面，如此，不需要设置足够长的空间来复合镜片以矫正像差，从而减小了镜头的镜片数目，缩减取像镜头长度。
附图说明
图1是本发明取像镜头的光学结构示意图；
图2是本发明的第一实施方式的球差特性曲线图；
图3是本发明的第一实施方式的场曲特性曲线图；
图4是本发明的第一实施方式的畸变特性曲线图；
图5是本发明的第二实施方式的球差特性曲线图；
图6是本发明的第二实施方式的场曲特性曲线图；
图7是本发明的第二实施方式的畸变特性曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明第一实施方式的取像镜头100的结构示意图。所述取像镜头100，由物侧至像侧依序包括：一个第一透镜件10、一个第二透镜件20及一个影像传感器30，并以同一光轴X依序排列。取像时，光线是先经过第一透镜件10后，再经过第二透镜件20而成像于一个为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补式金属氧化物半导体)的影像传感器30的感测面31上，而获得清晰成像。
所述第一透镜件10包括面对物体一侧的第一表面11及面对成像面一侧的第二表面12。该第一表面11是向物体一侧凸出而第二表面12则相对于成像面凹陷，而使第一透镜件10呈新月型，且第一、第二表面11、12均是非球面。
所述第二透镜件20也具有面对物体一侧的第三表面21及面对成像面一侧的第四表面22。其中第三表面21是相对于物体呈凹陷构形，而第四表面22则朝向成像面一侧凸出，使所述第二透镜件20也呈新月型，且第三、第四表面21、22均是非球面。
本发明取像镜头100中，第一透镜件10与第二透镜件20满足以下条件：
0.08≤D2/D≤0.14
4≤h2/z2≤12
0.9≤|f/R4|≤4
|f2/f|≥1
1≤f2)2/|f1·f|≤35
Vd1≥Vd2
其中，D为第一表面11轴上中心点至第四表面22轴上中心点的距离。D2为第二表面12轴上中心点至第三表面21轴上中心点的距离，h2为第二表面12有效径高度，z2为第二表面12轴上中心点至第二表面12有效径轴上的距离。f为取像镜头100的总焦距，R4为第二透镜件20的第四表面22的曲率半径。f1第一透镜件10的焦距，f2为第二透镜件20的焦距。Vd1为第一透镜件10的阿贝数，Vd2为第二透镜件20的阿贝数。
以下列举二较佳实施方式，并分别说明：
第一实施方式
该取像镜头100的各光学元件满足表(一)及表(二)的条件。
表(一)
  光学面号码   型态   曲率半径  (mm)   厚度(mm)   折射率   阿贝数   Conic
  第一表面11   Asphere   0.4145524   0.3806479   1.54   57   0.1893867
  第二表面12   Asphere   0.6970902   0.02   -3.726891
  第三表面21   Asphere   -1.034463   0.608531   1.53   56   1.387306
  第四表面22   Asphere   -0.8721797   0.33   0
非球面系数表列如下：
表(二)
  第一表面11   第二表面12   第三表面21   第四表面22
  K   -0.042094813   4.8935102   -5.2832623   0.037529823
  A   -6.1256551   -113.85723   91.881544   -3.5780867
  B   128.46245   5839.857   -4077.6428   20.74005
  C   -1250.1452   -82659.547   54990.237   -66.536418
  D   4499.8393   -94031.715   -239637.48   57.609519
其中，非球面的面型可用以下公式表示：
z = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10
其中，z是镜片高度为h的点距光轴的距离值，c是曲率半径，h为镜片高度，K为圆锥定数(Coin Constant)，A为四次的非球面系数(4 th orderAspherical Coefficient)B为六次的非球面系数(6 th order AsphericalCoefficient)，C为八次的非球面系数(8 th order Aspherical Coefficient)，D为十次的非球面系数(10 th order Aspherical Coefficient)。
该第一实施方式的取像镜头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(波长值435.8纳米(nm))，d线(波长值587.6nm)，c线(波长值656.3nm)而观察到的球差值。总体而言，第一实施方式的取像镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生的球差值在(-0.05毫米(mm)，0.05毫米)范围内。图3中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.05m，0.05mm)范围内。图4中的畸变率控制在(-0.5％，0.5％)范围内。由此可见，取像镜头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
所述第一透镜件10与第二透镜件20均可由非球面塑料镜片构成，本实施方式的第一透镜件10的材质为PC(聚碳酸脂)塑料，第二透镜件20的材质为PMMA(二甲基丙烯酸树脂)压克力树脂材料。
第一实施方式
该取像镜头100的各光学元件满足表(三)及表(四)的条件。
表(三)
  光学面号码   型态   曲率半徑  (mm)   厚度(mm)   折射率   阿貝數   Conic
  第一表面11   Asphere   0.7970448   0.8035436   1.53   56   0.1031263
  第二表面12   Asphere   1.60569   0.05   4.795724
  第三表面21   Asphere   -1.735905   1.58   1.585   30   0
  第四表面22   Asphere   -4.580861   0.4   8.902471
非球面系数表列如下：
表(四)
  第一表面11   第二表面12   第三表面21   第四表面22
  K   -0.016862187   0.14043024   -0.51925091   -0.031811554
  A   -0.049616401   1.1730983   0.74135122   -0.079401959
  B   -0.0096566605   -8.19901   -9.5613108   0.074084977
  C   0.20665549   59.756401   21.364254   -0.036191291
  D   -0.51702176   -45.913889   -22.509886   0.0062738537
该第二实施方式中的取像镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图5到图7所示。图5中，分别针对f线(波长值435.8nm)，d线(波长值587.6nm)，c线(波长值656.3nm)而观察到的球差值。总体而言，第二实施方式的取像镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生的球差值在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图6中的S(子午场曲值)和T(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(-0.5％，0.5％)范围内。由此可见，取像镜头100的像差、场曲、畸变都能被很好的校正。
而本实施方式中，第一透镜件10材质为PC(聚碳酸脂)塑料，第二透镜件20为BK7玻璃。
所述第一透镜件及第二透镜件为新月型结构，且第一透镜件的第一表面与第二表面，及第二透镜件的第三表面及第四表面均为非球面，如此，不需要设置足够长的空间来复合镜片以矫正像差，减小了镜头的镜片数目，从而缩减取像镜头长度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，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。

Claims (10)

1.一种取像镜头，其自被摄物体一侧到成像面一侧依次包括第一透镜件及第二透镜件，所述第一透镜件包括面向物体一侧的第一表面及面向成像面一侧的第二表面，所述第二透镜件包括面对物体一侧的第三表面及面对成像面一侧的第四表面，其特征在于：所述第一表面、第二表面、第三表面及第四表面均是非球面，所述第一透镜件与所述第二透镜件构成的镜片组满足以下关系式：
0.08≤D2/D≤0.14；4≤h2/z2≤12
其中，D为第一表面轴上中心点至第四表面轴上中心点的距离，D2为第二表面轴上中心点至第三表面轴上中心点的距离，h2为第二表面有效径高度，z2为第二表面轴上中心点至第二表面有效径轴上的距离。
2.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式：
0.9≤|f/R4|≤4；Vd1≥Vd2
其中，R4为第二透镜件靠近成像面的曲率半径，f为取像镜头的总焦距。
3.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式：
|f2/f|≥1
其中，f2为第二透镜件的焦距，f为取像镜头的总焦距。
4.如权利要求3所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件与所述第二透镜件进一步满足以下公式：
1≤(f2)2/|f1·f|≤35
其中，f1为第一透镜件的焦距，f2为第二透镜件的焦距，f为取像镜头的总焦距。
5.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件与所述第二透镜件满足以下公式：
Vd1≥Vd2
其中，Vd1为第一透镜件的阿贝数，Vd2为第二透镜件的阿贝数。
6.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一表面向物体一侧凸出，所述第二表面相对成像面呈凹陷构形，所述第三表面相对于物体一侧呈凹陷构形，第四表面是朝向成像面一侧凸出。
7.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述非球面的面型满足以下公式：
z = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + D h 10
其中，z是镜片高度为h的点距光轴的距离值，c是曲率半径，h为镜片高度，K为圆锥定数，A为四次的非球面系数，B为六次的非球面系数，C为八次的非球面系数，D为十次的非球面系数。
8.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件与第二透镜件由非球面塑料镜片构成。
9.如权利要求8所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件的材质为聚碳酸脂塑料，所述第二透镜件的材质为二甲基丙烯酸树脂材料做成。
10.如权利要求8所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜件材质为聚碳酸脂塑料，所述第二透镜件为玻璃构成。
CN2008103006396A 2008-03-20 2008-03-20 取像镜头 Expired - Fee Related CN101539657B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008103006396A CN101539657B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 取像镜头
US12/116,052 US7605990B2 (en) 2008-03-20 2008-05-06 Lens system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008103006396A CN101539657B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 取像镜头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101539657A CN101539657A (zh) 2009-09-23
CN101539657B true CN101539657B (zh) 2010-11-10

Family

ID=41088646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008103006396A Expired - Fee Related CN101539657B (zh) 2008-03-20 2008-03-20 取像镜头

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7605990B2 (zh)
CN (1) CN101539657B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009064746A2 (en) * 2007-11-12 2009-05-22 Cornell University Multi-path, multi-magnification, non-confocal fluorescence emission endoscopy apparatus and methods
US20100270479A1 (en) * 2007-11-12 2010-10-28 Cornell University Non-imaging, weakly focused fluorescence emission apparatus and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1362629A (zh) * 2000-12-26 2002-08-07 松下电工株式会社 广角镜头
CN1412592A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 里程碑株式会社 成像透镜
CN1696758A (zh) * 2004-05-15 2005-11-16 清华大学 摄像镜头***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5000247B2 (ja) * 2006-09-25 2012-08-15 富士フイルム株式会社 撮像レンズ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1362629A (zh) * 2000-12-26 2002-08-07 松下电工株式会社 广角镜头
CN1412592A (zh) * 2001-10-12 2003-04-23 里程碑株式会社 成像透镜
CN1696758A (zh) * 2004-05-15 2005-11-16 清华大学 摄像镜头***

Also Published As

Publication number Publication date
CN101539657A (zh) 2009-09-23
US7605990B2 (en) 2009-10-20
US20090237808A1 (en) 2009-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202126531U (zh) 取像用光学镜片组
CN202149966U (zh) 影像拾取镜组
CN102955223B (zh) 影像镜头
CN102540423B (zh) 成像用光学***
CN103513404B (zh) 光学影像镜片***组
CN202041705U (zh) 取像用光学***
CN201926811U (zh) 光学摄影镜头组
CN202583582U (zh) 取像***
CN102692694B (zh) 摄影用光学镜头组
CN202110325U (zh) 光学取像镜头组
CN202330845U (zh) 影像拾取光学镜片组
CN103576294A (zh) 广视角光学镜头组
CN103529538A (zh) 影像***镜组
CN102914853A (zh) 影像拾取光学透镜组
CN103913815A (zh) 光学结像镜头
CN201903684U (zh) 光学取像透镜组
CN102621671A (zh) 透镜***
CN102566009A (zh) 广视角光学镜组
CN201035206Y (zh) 二镜片式光学取像镜头
CN102854607A (zh) 光学影像撷取镜组
CN102540405A (zh) 光学取像透镜组
CN102455493A (zh) 变焦镜头
CN101726835B (zh) 取像镜头
CN102466866A (zh) 光学摄像镜组
CN101833161B (zh) 取像镜头

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101110

Termination date: 20140320