CN111722359A - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成像镜头包括前透镜群及后透镜群。前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力。后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，此第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，此第四透镜包括一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件：13.5mm＜f+f1＜20mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f1为第一透镜的有效焦距。

Description

成像镜头
技术领域
本发明有关于一种成像镜头。
背景技术
现今的成像镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化发展外，随着不同的应用需求，还需具备重量轻及高分辨率，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、重量轻及高分辨率的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种成像镜头，其镜头总长度较短、重量较轻、分辨率较高，但是仍具有良好的光学性能。
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前透镜群及后透镜群。前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力。后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，此第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，此第四透镜包括一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件：13.5mm＜f+f1＜20mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f1为第一透镜的有效焦距。
本发明的成像镜头包括前透镜群及后透镜群。前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力。后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，此第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，此第四透镜包括一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件：9.5mm＜f+f3＜13mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距。
本发明的成像镜头包括前透镜群及后透镜群。前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力。后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，此第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，此第四透镜包括一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件：2mm＜f+f4＜4mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距。
本发明的成像镜头包括前透镜群及后透镜群。前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力。后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，此第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，此第四透镜包括一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下条件：60＜Vd3+Vd4＜80；其中，Vd3为第三透镜的阿贝系数，Vd4为第四透镜的阿贝系数。
其中成像镜头满足以下条件：0.5＜f/TTL＜0.8；其中，f为成像镜头的有效焦距，TTL为第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的间距。
其中成像镜头满足以下条件：0.1＜|f/fF|＜0.6；其中，f为成像镜头的有效焦距，fF为前透镜群的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件：0.2＜|(fR-f)/f|＜1.5；其中，f为成像镜头的有效焦距，fR为后透镜群的有效焦距。
其中成像镜头满足以下条件：0.1＜|fR/fF|＜1.5；其中，fF为前透镜群的有效焦距，fR为后透镜群的有效焦距。
其中前透镜群包括非球面透镜，后透镜群包括非球面透镜。
其中第一透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，第二透镜包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧，第四透镜可更包括一凹面朝向物侧。
其中第一透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第二透镜包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧，第四透镜可更包括一凹面朝向物侧。
本发明的成像镜头可更包括一光圈设置于前透镜群与后透镜群之间，成像镜头为一单焦点镜头。
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、重量较轻、分辨率较高，但是仍具有良好的光学性能。
附图说明
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。
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。
图2A是依据本发明的成像镜头的第一实施例的纵向像差(LongitudinalAberration)图。
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。
图2C是依据本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(Distortion)图。
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。
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。
图4B是依据本发明的成像镜头的第二实施例的场曲图。
图4C是依据本发明的成像镜头的第二实施例的畸变图。
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。
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。
图6B是依据本发明的成像镜头的第三实施例的场曲图。
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
本发明提供一种成像镜头，包括：前透镜群；及后透镜群；其中前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力；其中后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜包括一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列；其中成像镜头满足以下条件：13.5mm＜f+f1＜20mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f1为第一透镜的有效焦距。
本发明提供另一种成像镜头，包括：前透镜群；及后透镜群；其中前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力；其中后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜包括一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列；其中成像镜头满足以下条件：9.5mm＜f+f3＜13mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距。
本发明提供另一种成像镜头，包括：前透镜群；及后透镜群；其中前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力；其中后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜包括一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列；其中成像镜头满足以下条件：2mm＜f+f4＜4mm；其中，f为成像镜头的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距。
本发明提供另一种成像镜头，包括：前透镜群；及后透镜群；其中前透镜群包括第一透镜具有正屈光力及第二透镜具有负屈光力；其中后透镜群包括第三透镜具有正屈光力及第四透镜具有负屈光力，第三透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第四透镜包括一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列；其中成像镜头满足以下条件：60＜Vd3+Vd4＜80；其中，Vd3为第三透镜的阿贝系数，Vd4为第四透镜的阿贝系数。
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之相关参数表，表二、表五及表八分别为表一、表四及表七中各个透镜的非球面表面的相关参数表。
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，前透镜群LG1F、LG2F、LG3F分别包括第一透镜L11、L21、L31及第二透镜L12、L22、L32，后透镜群LG1R、LG2R、LG3R分别包括第三透镜L13、L23、L33及第四透镜L14、L24、L34。
第一透镜L11、L21、L31具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S11、S21、S31与像侧面S12、S22、S32皆为非球面表面。
第二透镜L12、L22、L32具有负屈光力由塑料材质制成，其物侧面S13、S23、S33与像侧面S14、S24、S34皆为非球面表面。
第三透镜L13、L23、L33具有正屈光力由塑料材质制成，其物侧面S16、S26、S36为凸面，像侧面S17、S27、S37为凸面。
第四透镜L14、L24、L34具有负屈光力由塑料材质制成，其像侧面S19、S29、S39为凹面，物侧面S18、S28、S38与像侧面S19、S29、S39皆为非球面表面。
另外，成像镜头1、2、3至少满足底下其中一条件：
13.5mm＜f+f1＜20mm (1)
9.5mm＜f+f3＜13mm (2)
2mm＜f+f4＜4mm (3)
60＜Vd3+Vd4＜80 (4)
0.5＜f/TTL＜0.8 (5)
0.1＜|f/fF|＜0.6 (6)
0.2＜|(fR-f)/f|＜1.5 (7)
0.1＜|fR/fF|＜1.5 (8)
其中，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。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。f3为第一实施例至第三实施例中，第三透镜L13、L23、L33的有效焦距。f4为第一实施例至第三实施例中，第四透镜L14、L24、L34的有效焦距。Vd3为第一实施例至第三实施例中，第三透镜L13、L23、L33的阿贝系数。Vd4为第一实施例至第三实施例中，第四透镜L14、L24、L34的阿贝系数。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。fF为第一实施例至第三实施例中，前透镜群LG1F、LG2F、LG3F的有效焦距。fR为第一实施例至第三实施例中，后透镜群LG1R、LG2R、LG3R的有效焦距。使得成像镜头1、2、3能有效的缩短镜头总长度、有效减轻重量、有效的提升分辨率、有效的修正色差、有效的修正像差。
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前透镜群LG1F、一光圈ST1及后透镜群LG1R。前透镜群LG1F包括第一透镜L11及第二透镜L12。后透镜群LG1R包括第三透镜L13及第四透镜L14。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。其中，成像镜头1为一单焦点镜头，前透镜群LG1F、光圈ST1及后透镜群LG1R皆适于沿着光轴OA1移动，以进行对焦。根据【实施方式】第一至十段落，其中：
第一透镜L11可更为弯月型透镜，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凹面；第二透镜L12可更为双凹透镜，其物侧面S13为凹面，像侧面S14为凹面；第三透镜L13可更为双凸透镜，其物侧面S16与像侧面S17皆为为球面表面；第四透镜L14可更为双凹透镜，其物侧面S18为凹面；
利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(8)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、有效减轻重量、有效的提升分辨率、有效的修正色差、有效的修正像差。
表一为图1中成像镜头1的各透镜之相关参数表。
表一
Figure BDA0002002428550000061
Figure BDA0002002428550000071
表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：
z＝ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12
其中：
c：曲率；
h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；
k：圆锥系数；
A～E：非球面系数。
表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。
表二
Figure BDA0002002428550000072
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(8)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(8)的要求。
表三
Figure BDA0002002428550000073
Figure BDA0002002428550000081
另外，第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至图2C看出。图2A所示的，是第一实施例的成像镜头1的纵向像差图。图2B所示的，是第一实施例的成像镜头1的场曲图。图2C所示的，是第一实施例的成像镜头1的畸变图。
由图2A可看出，第一实施例的成像镜头1其纵向像差介于-0.002mm至0.002mm之间。
由图2B可看出，第一实施例的成像镜头1其场曲介于-0.015mm至0.005mm之间。
由图2C可看出，第一实施例的成像镜头1其畸变介于0％至2.1％之间。
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。
请参阅图3，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。成像镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括前透镜群LG2F、光圈ST2及后透镜群LG2R。前透镜群LG2F包括第一透镜L21及第二透镜L22。后透镜群LG2R包括第三透镜L23及第四透镜L24。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。其中，成像镜头2为一单焦点镜头，前透镜群LG2F、光圈ST2及后透镜群LG2R皆适于沿着光轴OA2移动，以进行对焦。根据【实施方式】第一至十段落，其中：
第一透镜L21可更为双凸透镜，其物侧面S21为凸面，像侧面S22为凸面；第二透镜L22可更为双凹透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第二透镜L12相同，在此皆不加以赘述；第三透镜L23可更为双凸透镜，其物侧面S26与像侧面S27皆为为非球面表面；第四透镜L24可更为双凹透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第四透镜L14相同，在此皆不加以赘述；
利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(1)至条件(8)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、有效减轻重量、有效的提升分辨率、有效的修正色差、有效的修正像差。
表四为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表。
表四
Figure BDA0002002428550000091
表四中各个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各个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。
表五为表四中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。
表五
Figure BDA0002002428550000092
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(8)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(8)的要求。
表六
f<sub>F</sub> -736mm f<sub>R</sub> 6.398mm
f+f<sub>1</sub> 19.79mm f+f<sub>3</sub> 12.64mm f+f<sub>4</sub> 2.15mm
Vd<sub>3</sub>+Vd<sub>4</sub> 75 f/TTL 0.68 |ff<sub>F</sub>| 0.01
|(f<sub>R</sub>-f)/f| 0.13 |f<sub>R</sub>f<sub>F</sub>| 0.00869
另外，第二实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求，这可从图4A至图4C看出。图4A所示的，是第二实施例的成像镜头2的纵向像差图。图4B所示的，是第二实施例的成像镜头2的场曲图。图4C所示的，是第二实施例的成像镜头2的畸变图。
由图4A可看出，第二实施例的成像镜头2其纵向像差介于-0.005mm至0.02mm之间。
由图4B可看出，第二实施例的成像镜头2其场曲介于-0.015mm至0.00mm之间。
由图4C可看出，第二实施例的成像镜头2其畸变介于0％至2.8％之间。
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。
请参阅图5，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。成像镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括前透镜群LG3F、光圈ST3及后透镜群LG3R。前透镜群LG3F包括第一透镜L31及第二透镜L32。后透镜群LG3R包括第三透镜L33及第四透镜L34。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。其中，成像镜头3为一单焦点镜头，前透镜群LG3F、光圈ST3及后透镜群LG3R皆适于沿着光轴OA3移动，以进行对焦。根据【实施方式】第一至十段落，其中：
第一透镜L31可更为双凸透镜，其物侧面S31为凸面，像侧面S32为凸面；第二透镜L32可更为双凹透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第二透镜L12相同，在此皆不加以赘述；第三透镜L33可更为双凸透镜，其物侧面S36与像侧面S37皆为为非球面表面；第四透镜L34可更为双凹透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第四透镜L14相同，在此皆不加以赘述；
利用上述透镜、光圈ST3及至少满足条件(1)至条件(8)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、有效减轻重量、有效的提升分辨率、有效的修正色差、有效的修正像差。
表七为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表。
表七
Figure BDA0002002428550000111
表七中各个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各个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。
表八为表七中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～E为非球面系数。
表八
Figure BDA0002002428550000112
Figure BDA0002002428550000121
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(8)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(8)的要求。
表九
f<sub>F</sub> 12.678mm f<sub>R</sub> 14.389mm
f+f<sub>1</sub> 13.57mm f+f<sub>3</sub> 9.83mm f+f<sub>4</sub> 3.78mm
Vd<sub>3</sub>+Vd<sub>4</sub> 70 f/TTL 0.59 |ff<sub>F</sub>| 0.51
|(f<sub>R</sub>-f)/f| 1.22 |f<sub>R</sub>/f|<sub>F</sub> 1.13
另外，第三实施例的成像镜头3的光学性能也可达到要求，这可从图6A至图6C看出。图6A所示的，是第三实施例的成像镜头3的纵向像差图。图6B所示的，是第三实施例的成像镜头3的场曲图。图6C所示的，是第三实施例的成像镜头3的畸变图。
由图6A可看出，第三实施例的成像镜头3其纵向像差介于-0.006mm至0.010mm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0.005mm之间。
由图6C可看出，第三实施例的成像镜头3其畸变介于0％至3.5％之间。
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。
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。

Claims (10)

1.一种成像镜头，其特征在于，包括：
前透镜群；以及
后透镜群；
其中该前透镜群包括第一透镜具有正屈光力以及第二透镜具有负屈光力；
其中该后透镜群包括第三透镜具有正屈光力以及第四透镜具有负屈光力，该第三透镜包括一凸面朝向物侧以及另一凸面朝向像侧，该第四透镜包括一凹面朝向该像侧；
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜沿着光轴从该物侧至该像侧依序排列；
其中该成像镜头满足以下条件：
13.5mm＜f+f1＜20mm；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f1为该第一透镜的有效焦距。
2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
9.5mm＜f+f3＜13mm；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f3为该第三透镜的有效焦距。
3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
2mm＜f+f4＜4mm；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f4为该第四透镜的有效焦距。
4.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
60＜Vd3+Vd4＜80；
其中，Vd3为该第三透镜的阿贝系数，Vd4为该第四透镜的阿贝系数。
5.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
0.5＜f/TTL＜0.8；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，TTL为该第一透镜的物侧面至成像面于该光轴上的间距。
6.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该成像镜头满足以下条件：
0.1＜|f/fF|＜0.6；
0.2＜|(fR-f)/f|＜1.5；
0.1＜|fR/fF|＜1.5；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，fF为该前透镜群的有效焦距，fR为该后透镜群的有效焦距。
7.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于，该前透镜群包括非球面透镜，该后透镜群包括非球面透镜。
8.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于：
该第一透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧；
该第二透镜包括一凹面朝向该物侧以及另一凹面朝向该像侧；以及
该第四透镜更包括一凹面朝向该物侧。
9.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于：
该第一透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；
该第二透镜包括一凹面朝向该物侧以及另一凹面朝向该像侧；以及
该第四透镜更包括一凹面朝向该物侧。
10.如权利要求1至4中任一项所述的成像镜头，其特征在于，更包括一光圈设置于该前透镜群与该后透镜群之间，且该成像镜头为一单焦点镜头。
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