CN101566720B - 取像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种取像镜头，其自物端到像端依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有负光焦度；其中，所述第三透镜及第一透镜分别满足以下条件式：D1/D2＜1.6，R2/F1＞1.8，其中，D1为第三透镜像端表面有效径端点到第三透镜中心轴线的垂直距离，D2为第三透镜像端表面朝向于像端的最高点到所述有效径端点在所述第三透镜中心轴线上的垂直投影的距离，R2为第一透镜像端表面的曲率半径，F1为第一透镜的焦距。本发明取像镜头可有效降低主光线出射角以达到出射角小的要求，并且可达到矫正像差提高品质的目的。

Description

取像镜头
技术领域
本发明涉及一种取像镜头。
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，取像装置需要具有良好的成像品质。
由于一些影像传感器的主光线入射角比较小，而取像镜头的主光线出射角较大，就会使得取像镜头的出射光线无法全部进入影像传感器的感测区域，造成一部分光线损失，对成像效果造成一定影响。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有较小出射角的取像镜头。
一种取像镜头，其自物端到像端依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜具有正光焦度型，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有负光焦度；其中，所述第三透镜及第一透镜满足以下条件式：
D1/D2＜1.6
R2/F1＞1.8
其中，D1为第三透镜像端表面有效径端点到第三透镜中心轴线的垂直距离，D2为第三透镜像端表面朝向于像端的最高点到所述有效径端点在所述第三透镜中心轴线上的垂直投影的距离，R2为第一透镜像端表面的曲率半径，F1为第一透镜的焦距。
相对于现有技术，满足上述条件的取像镜头，通过降低主光线出射角以达到出射角小的要求，并可减小像差。
附图说明
图1是本发明取像镜头的光学结构示意图；
图2是本发明取像镜头的第一实施方式的球差特性曲线图；
图3是本发明取像镜头的第一实施方式的场曲特性曲线图；
图4是本发明取像镜头的第一实施方式的畸变特性曲线图；
图5是本发明取像镜头的第二实施方式的球差特性曲线图；
图6是本发明取像镜头的第二实施方式的场曲特性曲线图；
图7是本发明取像镜头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，为本发明取像镜头100的结构示意图。所述取像镜头100，由物端至像端依次包括：一个第一透镜10、一个第二透镜20、一个第三透镜30、一个第四透镜40及一个影像传感器50，并以同一光轴X依序排列。取像时，光线是先经过第一透镜10后，再依次经过第二透镜20，第三透镜30，第四透镜40而成像于影像传感器50的感测面51上，而获得清晰成像，其中影像传感器50为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补式金属氧化物半导体)。
所述第一透镜10具有正光焦度并且呈凹面在像端的新月型，其包括朝向物端的物端表面11及朝向像端的像端表面12。
所述第二透镜20具有负光焦度并且呈双凹型，其包括朝向物端的物端表面21及朝向像端的像端表面22。
所述第三透镜30具有正光焦度并且呈双凸型，其包括朝向物端的物端表面31及朝向像端的像端表面32。
所述第四透镜40具有负光焦度并且呈凹面在像端的新月型，其包括朝向物端的物端表面41及朝向像端的像端表面42。
本发明取像镜头100的第三透镜30与第一透镜10分别满足以下条件式：
D1/D2＜1.6    (1)
R2/F1＞1.8    (2)
条件式(1)限制第三透镜30的像端表面32，用以使取像镜头100拥有较小的主光线出射角，以满足主光线入射角小的影像传感器50的要求并减小像差；条件式(2)限制第一透镜10是为更好的保证取像镜头100的成像品质。其中，D1为第三透镜30像端表面32有效径端点到第三透镜30中心轴线的垂直距离，D2为第三透镜30像端表面32朝向于像端的最高点到所述有效径端点在所述第三透镜30中心轴线上的垂直投影的距离，R2为第一透镜10像端表面12的曲率半径，F1为第一透镜10的焦距。
为了更好的消除取像镜头100的色差，提高取像镜头100的成像品质，该取像镜头100进一步满足以下条件式：
R3＜0        (3)
R7＞R8       (4)
R7/F＞0.5    (5)
Vd1＞50      (6)
Vd2＜32      (7)
其中，R3为第二透镜20物端表面21的曲率半径，R7为第四透镜40物端表面41的曲率半径，R8为第四透镜40像端表面42的曲率半径，F为取像镜头100的总焦距，Vd1为第一透镜10的阿贝数，Vd2为第二透镜20的阿贝数。
其中，所述第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30及第四透镜40的表面均为非球面，并满足非球面的面型公式：
Z = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半径，h为镜片高度，K为圆锥定数(Coin Constant)，Ai为i次的非球面系数(i-th order Aspherical Coefficient)。
以下列举二较佳实施方式，并分别说明：
第一实施方式
下列表(一)中分别列有由物端依序编号的光学面号码(Surface#)、在光轴上各光学面的曲率半径(R)、从物端到像端光轴上各面与后一光学表面之间距(D)、与镜片材质的折射率(nd)和阿贝数(Vd)。
表(一)
Figure GDA00000204579500041
非球面系数表列如下：
表(二)
Figure GDA00000204579500042
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435.8nm)，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(-0.03mm，0.03mm)范围内。图3中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图4中的畸变率控制在(0％，1％)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。
第二实施方式
下列表(一)中分别列有由物端依序编号的光学面号码(Surface#)、在光轴上各光学面的曲率半径(R)、从物端到像端光轴上各面与后一光学表面之间距(D)、与镜片材质的折射率(nd)和阿贝数(Vd)。
表(三)
非球面系数表列如下：
表(四)
Figure GDA00000204579500052
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(-0.02mm，0.02mm)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％，1％)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。
所述取像镜头从物端到像端依次包括一个正光焦度的第一透镜、一个负光焦度的第二透镜、一个正光焦度的第三透镜及一个负光焦度的第四透镜，在满足一定的条件下可有效降低主光线出射角以达到出射角小的要求，并且可达到矫正像差提高品质的目的。
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 (6)

1.一种取像镜头，其自物端到像端依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，其特征在于：所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有负光焦度；其中，所述第三透镜及第一透镜满足以下关系式：
D1/D2＜1.6
R2/F1＞1.8
其中，D1为第三透镜像端表面有效径端点到第三透镜中心轴线的垂直距离，D2为第三透镜像端表面朝向于像端的最高点到所述有效径端点在所述第三透镜中心轴线上的垂直投影的距离，R2为第一透镜像端表面的曲率半径，F1为第一透镜的焦距。
2.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第二透镜满足以下公式：
R3＜0
其中，R3为第二透镜物端表面的曲率半径。
3.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第四透镜满足以下公式：
R7＞R8
R7/F＞0.5
其中，R7为第四透镜物端表面的曲率半径，R8为第四透镜像端表面的曲率半径，F为取像镜头的总焦距。
4.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述第一透镜与所述第二透镜满足以下公式：
Vd1＞50
Vd2＜32
其中，Vd1为第一透镜的阿贝数，Vd2为第二透镜的阿贝数。
5.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述的第一透镜呈凹面在像端的新月型，所述的第二透镜呈双凹型，所述的第三透镜呈双凸型，所述的第四透镜呈凹面在像端的新月型。
6.如权利要求1所述的取像镜头，其特征在于：所述的第一、第二、第三及第四透镜表面均为非球面。
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