CN103608712A - 成像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成像镜头，该成像镜头包括：从物体侧依序为具有正（+）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；以及具有负（-）折射力的第五镜头，其中光圈被***在第一镜头和第二镜头之间，并且该成像镜头满足20<V2<30和50<V3、V4、V5<60的条件表达式，其中第二镜头的阿贝系数是V2，第三镜头的阿贝系数是V3，第四镜头的阿贝系数是V4，以及第五镜头的阿贝系数是V5。

Description

成像镜头

技术领域

根据本发明的示例性实施例的教导一般涉及一种成像镜头。

背景技术

近来，在手机用（phone-purpose）相机模块、数码相机（DSC）、便携式摄像机（camcorder）和PC相机（与个人电脑连接的成像设备）的领域的研究工作方兴未艾，这些都与图像提取***相关联。使得与这样的图像提取***相关的相机模块获得图像的最重要部件之一是产生图像的成像镜头。

先前，有过通过使用5块镜头构建高分辨率成像镜头的尝试。5块镜头的每一个由具有正（+）折射力的镜头和具有负（-）折射力的镜头组成。例如，成像镜头被构建成从物体侧开始依次为PNNPN（+--+-）、PNPNN（+-+--）或PPNPN（++-+-）的结构。然而，这种构架的成像模块不能示出令人满意的光学特性或像差特性。因此，需要新力度（power）结构的高分辨率成像镜头。

发明内容

【技术问题】

因此，本发明的实施例可以涉及一种成像镜头，其大体排除由于现有技术的限制和缺点造成的一个或多个上述缺点/问题，并且本发明的目的是提供一种被配置为修正像差并实现清晰图像的成像镜头。

本发明所要解决的技术问题不局限于上文所述，通过下面的说明，本领域技术人员将清楚地理解目前未提到的任何其它技术问题。

【技术方案】

在本发明的一个概述性方案中，提供一种成像镜头，该成像镜头包括：从物体侧依次为具有正（+）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；以及具有负（-）折射力的第五镜头；其中光圈被***在第一镜头和第二镜头之间，并且该成像镜头满足20<V2<30和50<V3、V4、V5<60的条件表达式，其中第二镜头的阿贝系数是V2，第三镜头的阿贝系数是V3，第四镜头的阿贝系数是V4，以及第五镜头的阿贝系数是V5。

优选地，但不是必然地，第一镜头的物体侧表面凸起地形成。

优选地，但不是必然地，第二镜头在上侧表面呈凹面形。

优选地，但不是必然地，第三镜头、第四镜头以及第五镜头分别呈在上侧表面凸起地形成的弯月形。

优选地，但不是必然地，来自第一镜头、第二镜头、第三镜头、第四镜头以及第五镜头的任何一个镜头或多个镜头呈非球面形。

优选地，但不是必然地，该成像镜头满足0.5<f1/f<1.5的条件表达式，其中f是成像镜头的总焦距，以及f1是第一镜头的焦距。

优选地，但不是必然地，成像镜头满足0.5<∑T/f<1.5的条件表达式，其中f是成像镜头的总焦距，以及∑T是从第一镜头的物体侧表面到成像表面的距离。

优选地，但不是必然地，成像镜头满足1.6<N2<1.7的条件表达式，其中N2是第二镜头的折射率。

【有益效果】

根据本发明的成像镜头具有的有益效果在于，通过在第一镜头与第二镜头之间***单独的光圈来修正像差并实现清晰图像，以及通过构建具有包括第一镜头、第二镜头、第三镜头、第四镜头以及第五镜头的5块镜头的成像镜头，能够降低闪光。

附图说明

图1为示出根据本发明的相机模块镜头的构造图。

图2为根据本发明的示例性实施例的测量彗形像差的视图。

图3为示出根据本发明的示例性实施例的像差的视图。

具体实施方式

以下说明不旨在将本发明限制于这里公开的形式。因而，改进和变型与下列教导相应，并且相关技术的技能和知识落在本发明的范围内。本文描述的实施例还旨在说明已知是用于实践本发明的模式，并使本领域其它技术人员在这种或其它实施例中使用本发明，并具有本发明的特定应用或用途需要的各种变型。

通过参照附图的图1-3来最佳地理解所公开的实施例及其优点，类似的附图标记用于各附图类似和相应的部件。依赖于以下附图和详细说明的审查，所公开的实施例的其它特征和优点将对本领域普通技术人员而言变得清楚。所有这种额外特征和优点旨在被包括在公开的实施例的范围内，并由附图加以保护。进一步，所示附图仅是示例性的，并不旨在声明或暗示关于实施不同实施例的环境、架构或过程的任何限制。因此，所描述的方案旨在包含落入本发明的范围和新颖理念内的所有这种修改、变型以及改进。

应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括（includes）”和/或“包含（including）”具体描述所述的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或追加。即，术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”、“带有”或其变型用于详细说明书和/或权利要求书，以表示与“包含”类似的方式的非穷举性包含（non-exhaustive inclusion）。

而且，“示例性的”仅意欲表示一示例，而并不意味着最佳。还应理解的是，为了简单和容易理解的目的，本文描述的特征、层和/或元件以相对彼此的特定尺度和/或方位示出，并且实际尺度和/或方位可以与所示的大体不同。即，在附图中，为了清晰起见，层、区域和/或其它元件的尺寸和相对尺寸可以被夸大或减小。全部附图中类似的附图标记指代类似的元件，并且将省略彼此重复的解释。现在，将参考附图具体描述本发明。

诸如“因而”、“然后”、“接下来”、“因此”等词语不旨在限制该过程的顺序；这些词语简单地用于通过对方法的说明来引导读者。

应当理解，当元件被称为“连接”或“耦接”至另一个元件时，其能够直接连接或耦接至其它元件，或者也可以存在***其间的元件。相反地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一个元件时，则不存在***其间的元件。

应理解的是，虽然术语第一、第二等在本文可以用于描述各种元件，这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于元件的彼此区分。例如，第一区域/层可被称为第二区域/层，类似地，第二区域/层可被称为第一区域/层，而不会脱离本公开文本的教导。

本文使用的专业术语仅是为了描述特定实施例的目的，不旨在限制概括性的发明概念。除非上下文中清楚地另有表明，否则本文使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。

现在，将参考附图具体描述根据本发明的示例性实施例的成像镜头。

图1为示出根据本发明的示例性实施例的成像镜头的构造图。

由多个镜头组成的成像镜头针对光轴（ZO）而布置，为了说明，在图1中，每一个镜头的厚度、尺寸和形状被夸大绘制，并且球面形状或非球面形状仅作为一个示例性实施例而被提出，但显然不限于该形状。

参照图1，根据本发明的相机镜头模块包括，从物体侧依次为第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）、第五镜头（50）、滤色镜（60）以及光探测器（70）。

与对象的图像信息对应的光经过第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）、第五镜头（50）以及滤色镜（60）入射在光探测器（70）上。

根据本发明的成像镜头包括五块镜头，包括第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）以及第五镜头（50），使得根据本发明的成像镜头具有的有益效果在于，通过在第一镜头和第二镜头之间***单独的光圈来修正像差并实现清晰图像，以及通过构建具有包括第一镜头、第二镜头、第三镜头、第四镜头以及第五镜头的5块镜头的成像镜头，能够减少闪烁（flare）。

在下文中，在每一个镜头的构造的描述中，“物体侧表面”是指相对于光轴而面对物体侧的镜头的表面，“图像侧表面”是指相对于光轴而面对成像表面的镜头的表面。并且“上侧表面”是指相对于光轴而面对拍摄表面的镜头的表面。

在说明书中，“成像”基本上可以指这样的过程：其中成像镜头从视场中的对象接收光，并输出表示该对象的图像（图像信号和图像数据）。然而，如果该成像镜头以预定周期反复地产生表示视场中的对象的图像，“成像”可以指将由成像镜头产生的图像中的特定图像存储在存储单元中的过程。换句话说，从特定立场来说，“成像”可以指这样的过程：其中成像镜头以特定期望时机获取表明视场中的对象的内容的图像，并且该图像在经受测量过程的状态下具有该内容。

第一镜头（10）具有正（+）折射力，并且在物体侧表面（S1）处凸起地形成。第二镜头（20）具有负（-）折射力，并且在上侧表面（S4）凹进地形成。而且，单独的光圈被***在第一镜头和第二镜头（10、20）之间。另外，第三镜头和第四镜头（30、40）具有正（+）折射力，并且第五镜头（50）具有负（-）折射力。如所示，第三镜头（30）呈在上侧表面（S6）凸起地形成的弯月形，第四镜头（40）呈在上侧表面（S8）凸起地形成的弯月形，并且第五镜头（50）呈在上侧表面（S19）凸起地形成的弯月形。

作为参考，图1的'S2'是第一镜头（10）的上侧表面，'S3'是第二镜头（20）的物体侧表面，'S5'是第三镜头（30）的上侧表面，'S7'是第四镜头（40）的物体侧表面，'S9'是第五镜头（50）的物体侧表面，并且'S11'和'S12'分别是滤色镜（60）的物体侧表面和上侧表面。

而且，第一镜头至第五镜头（10、20、30、40、50）的一个或多个镜头可以形成有非球面形状。滤色镜（60）可以是选自红外滤色镜和玻璃盖板的任一光学滤色镜。如果应用红外滤色镜，则滤色镜（60）阻挡从外部光线发出的辐射热传递到光探测器（70）。而且，红外滤色镜传输可见光，反射红外线并将其输出到外部。

光探测器（70）是图像传感器，例如，CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）等。

第一镜头（10）、第二镜头（20）、第三镜头（30）、第四镜头（40）以及第五镜头（50）分别使用如后文示例性实施例中描述的非球面镜头，以尽可能地提高镜头的分辨率，并具有优良的像差特性。

而且，本发明的成像镜头形成有***在第一镜头（10）与第二镜头（20）之间的光圈以减少闪烁并确定稳定的CRA（主光线角）曲线，并且当与传感器结合时实现高图像质量。

因为后述的条件表达式和示例性实施例是提高相互作用效果的优选实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不必包括以下的条件。例如，仅通过满足后述的条件表达式的一些条件，本发明的镜头构造（构架）可以具有提高的相互作用效果。

[条件表达式1]0.5<f1/f<1.5

[条件表达式2]0.5<∑T/f<1.5

[条件表达式3]1.6<N2<1.7

[条件表达式4]20<V2<30

[条件表达式5]50<V3、V4、V5<60

其中，f：成像镜头的总焦距

f1：第一镜头的焦距

∑T：从第一镜头的物体侧表面到成像表面的距离

N2：第二镜头的折射率

V2、V3、V4、V5：第二镜头至第五镜头的阿贝系数

条件表达式1具体描述第一镜头（10）的折射力，根据该条件表达式1，第一镜头（10）的折射力具有适当的球面像差补偿和适当的色差。条件表达式2具体描述整个光学***的光轴方向的尺度，并且条件表达式2是针对超小镜头的条件以及针对适当的像差补偿的条件。

条件表达式3具体描述第二镜头（20）的折射率，条件表达式4具体描述第二镜头（20）的阿贝系数，并且条件表达式5具体描述第三镜头、第四镜头以及第五镜头（30、40、50）的阿贝系数。对每一个镜头的阿贝系数的具体描述是针对更好的色差补偿的条件。

在下文中，将参考具体的示例性实施例来描述本发明的作用和效果。从已知方程1获得后文示例性实施例中提及的非球面，并且在二次常数（Conicconstant）k和非球面系数A、B、C、D、E、F中采用的ˋE和其后的数字ˊ表示10次方。例如，E+01是指101，E-02是指10-2。

【方程1】

$z=\frac{{\mathrm{cY}}^2}{1+\sqrt{1-(1+K)c^2{Y}^2}}+{\mathrm{AY}}^4+B{Y}^4+{\mathrm{CY}}^4+{\mathrm{DY}}^4{\mathrm{EY}}^4+F{Y}^4+...$

其中，z：从镜头的顶点到光轴方向的距离，c：镜头的基本曲率，Y：朝向垂直于光轴的方向的距离，K：二次常数，以及A、B、C、D、E、F：非球面系数

[示例性实施例]

下面的表1示出与前述条件表达式匹配的示例性实施例。

[表1]

	示例性实施例
		f	4.13
f1	2.56
		f2	-3.64
f3	9.73
		f4	10.25
f5	-5.79
		│f2/f1│	1.42
∑T	4.7
		∑T/f	1.138

参照表1，须注意，f1/f是0.619，与条件表达式1匹配，以及∑T/f是1.138，与条件表达式2匹配。

下面的表2示出比表1的示例性实施例更详细的示例性实施例。

[表2]

在上面的表2和下面的表3中靠近表面编号而续写的符号*表示非球面。下面的表3示出在表2的示例性实施中的每一个镜头的非球面系数的值。

[表3]

【具体实施方式】

作为测量彗形像差的图，图2为示出根据本发明的示例性实施例的彗形像差的图，其中基于视场高度测量每一个波长的切向像差（tangentialaberration）和径向像差（sagittal aberration）。在图2中，由于曲线从正轴和负轴趋近X轴，这表示彗形像差修正功能是良好的。在示出的像差图中，因为几乎所有场中的图像值均接近X轴，彗形像差修正功能示出了优异的形状。

图3为示出根据本发明的示例性实施例的像差的图。即，图3为从左侧依序测量纵向球面像差、像散场曲线和畸变的图。在图3中，Y轴指图像的尺寸，而X轴指焦距（单位：mm）和畸变度（单位：%）。在图3中，由于曲线趋近Y轴，这表示像差修正功能是良好的。在示出的像差图表中，因为几乎所有场中的图像值均呈现出接近Y轴，纵向球面像差、像散场曲线和畸变都示出了优异的形状。

即，纵向球面像差的范围是-0.007㎜～+0.008㎜，像散场曲线的范围是-0.018㎜～+0.004㎜，以及畸变的范围是0.00㎜～+1.00㎜，使得根据本发明的成像镜头能够修正纵向球面像差、像散场曲线和畸变的特性，从而根据本发明的成像镜头具有优良的镜头特性。

提供本发明的在前描述以使任何本领域技术人员能够做出或使用本发明。针对发明的各种改型对于本领域技术人员而言将是显而易见的，这里所限定的普遍原理可以被用于其它改型而不会偏离本发明的精神和范围。因此，本发明不旨在限制这里描述的示例，而是被赋予与这里所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

【工业实用性】

如从前述内容明显看出的，根据本发明的示例性实施例的成像镜头具有的工业实用性在于，通过在第一镜头和第二镜头之间***单独的光圈来修正像差并实现清晰图像，以及通过构建具有包括第一镜头、第二镜头、第三镜头、第四镜头以及第五镜头的5块镜头的成像镜头，能够减少闪烁。

Claims (8)

1.一种成像镜头，所述成像镜头包括：从物体侧依序为具有正（+）折射力的第一镜头；具有负（-）折射力的第二镜头；具有正（+）折射力的第三镜头；具有正（+）折射力的第四镜头；以及具有负（-）折射力的第五镜头；其中光圈被***在所述第一镜头和所述第二镜头之间，并且所述成像镜头满足20<V2<30和50<V3、V4、V5<60的条件表达式，其中第二镜头的阿贝系数是V2，第三镜头的阿贝系数是V3，第四镜头的阿贝系数是V4，以及第五镜头的阿贝系数是V5。

2.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一镜头的物体侧表面凸起地形成。

3.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第二镜头在上侧表面处呈凹面形。

4.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第三镜头、所述第四镜头以及所述第五镜头分别呈在上侧表面凸起地形成的弯月形。

5.根据权利要求4所述的成像镜头，其中，来自所述第一镜头、所述第二镜头、所述第三镜头、所述第四镜头以及所述第五镜头的任何一个镜头或多个镜头呈非球面形。

6.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足0.5<f1/f<1.5的条件表达式，其中f是所述成像镜头的总焦距，以及f1是所述第一镜头的焦距。

7.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足0.5<∑T/f<1.5的条件表达式，其中f是所述成像镜头的总焦距，以及∑T是从所述第一镜头的物体侧表面到成像表面的距离。

8.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足1.6<N2<1.7的条件表达式，其中N2是所述第二镜头的折射率。

Images