CN112462485B - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜。第一透镜具有负屈光力且包括一凹面朝向像侧。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有正屈光力。第六透镜具有负屈光力。第七透镜具有屈光力。第八透镜具有屈光力。第九透镜为弯月型透镜且包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧。第一、二、三、四、五、六、七、八及九透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

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，除了不断朝向大光圈、高分辨率发展外，随着不同的应用需求，还需具备抗环境温度变化的能力，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，才能同时满足大光圈、高分辨率及抗环境温度变化的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中成像镜头无法同时满足大光圈、高分辨率及抗环境温度变化的需求的缺陷，提供一种成像镜头，其光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化，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，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜。第一透镜具有负屈光力且包括一凹面朝向像侧。第二透镜具有负屈光力。第三透镜具有正屈光力。第四透镜具有正屈光力。第五透镜具有正屈光力。第六透镜具有负屈光力。第七透镜具有屈光力。第八透镜具有屈光力。第九透镜为弯月型透镜且包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
其中第三透镜包括一凸面朝向像侧，第六透镜包括一凹面朝向物侧。
其中第一透镜可更包括一凹面朝向物侧，第二透镜包括一凹面朝向物侧，第四透镜为弯月型透镜。
其中第二透镜包括一凸面朝向像侧，第三透镜包括一凸面朝向物侧，第四透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，第五透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第六透镜包括一凹面朝向像侧，第七透镜具有正屈光力，此第七透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第八透镜具有正屈光力，此第八透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第九透镜为弯月型透镜具有负屈光力，此第九透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧。
其中第二透镜为弯月型透镜，第四透镜为弯月型透镜，第七透镜具有正屈光力，此第七透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第八透镜具有负屈光力，此第八透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，第九透镜为弯月型透镜具有正屈光力，此第九透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧。
其中第七透镜包括一凹面朝向像侧，第八透镜具有正屈光力，此第八透镜包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧，第九透镜为弯月型透镜具有正屈光力，此第九透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，成像镜头可更包括第十透镜设置于第六透镜与第七透镜之间，此第十透镜为弯月型透镜具有负屈光力，第十透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧。
其中成像镜头满足以下条件：1＜f1234/f＜2.1；-1.2＜f7/f8＜0.7；其中，f为成像镜头的有效焦距，f1234为第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜的组合有效焦距，f7为第七透镜的有效焦距，f8为第八透镜的有效焦距。
其中第五透镜与第六透镜胶合或第七透镜与第八透镜胶合。
其中成像镜头满足以下条件：0.2＜f/TTL＜0.35；7.5＜T9/T1＜14；1.3＜A/IH＜2.1；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，T1为第一透镜于光轴上的厚度，T9为第九透镜于光轴上的厚度，A为光圈的直径，IH为成像镜头的最大像高。
条件：0.2＜f/TTL＜0.35，可助成像镜头达到小型化。条件：1＜f1234/f＜2.1，可平衡成像镜头的前段透镜的屈光力分布，以有效控制成像镜头视场大小，且使分辨率显著提升。条件：-1.2＜f7/f8＜0.7，可使修正像差的功能较佳。
实施本发明的成像镜头，具有以下有益效果：其光圈值较小、分辨率较高、抗环境温度变化，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场曲(Field Curvature)图。
图2B是依据本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(Distortion)图。
图2C是依据本发明的成像镜头的第一实施例的横向色差(Lateral Color)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场曲图。
图4B是依据本发明的成像镜头的第二实施例的畸变图。
图4C是依据本发明的成像镜头的第二实施例的横向色差图。
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场曲图。
图6B是依据本发明的成像镜头的第三实施例的畸变图。
图6C是依据本发明的成像镜头的第三实施例的横向色差图。
具体实施方式
本发明提供一种成像镜头，包括：第一透镜具有负屈光力，此第一透镜包括一凹面朝向像侧；第二透镜具有负屈光力；第三透镜具有正屈光力；第四透镜具有正屈光力；第五透镜具有正屈光力；第六透镜具有负屈光力；第七透镜具有屈光力；第八透镜具有屈光力；及第九透镜为弯月型透镜，此第九透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜及第九透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
请参阅底下表一、表三、表四、表六及表七，其中表一、表三及表六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的相关参数表，表四及表七分别为表三及表六中非球面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，其中第一透镜L11、L21、L31为双凹透镜具有负屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S11、S21、S31为凹面，像侧面S12、S22、S32为凹面，物侧面S11、S21、S31与像侧面S12、S22、S32皆为球面表面。
第二透镜L12、L22、L32为弯月型透镜具有负屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S13、S23、S33为凹面，像侧面S14、S24、S34为凸面，物侧面S13、S23、S33与像侧面S14、S24、S34皆为球面表面。
第三透镜L13、L23、L33为双凸透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S15、S25、S35为凸面，像侧面S16、S26、S36为凸面，物侧面S15、S25、S35与像侧面S16、S26、S36皆为球面表面。
第四透镜L14、L24、L34为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S17、S27、S37为凸面，像侧面S18、S28、S38为凹面，物侧面S17、S27、S37与像侧面S18、S28、S38皆为球面表面。
第五透镜L15、L25、L35为双凸透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S110、S210、S310为凸面，像侧面S111、S211、S311为凸面，物侧面S110、S210、S310与像侧面S111、S211、S311皆为球面表面。
第六透镜L16、L26、L36为双凹透镜具有负屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S111、S211、S311为凹面，像侧面S112、S212、S312为凹面，物侧面S111、S211、S311与像侧面S112、S212、S312皆为球面表面。
第七透镜L17、L27、L37具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S113、S213、S314为凸面，物侧面S113、S213、S314与像侧面S114、S214、S315皆为球面表面。
第八透镜L18、L28、L38由玻璃材质制成，其物侧面S115、S215、S316为凸面，物侧面S115、S215、S316与像侧面S116、S216、S317皆为球面表面。
第九透镜L19、L29、L39由玻璃材质制成，其物侧面S117、S217、S318为凸面，像侧面S118、S218、S319为凹面。
上述第五透镜L15、L25、L35分别与第六透镜L16、L26、L36胶合。
另外，成像镜头1、2、3至少满足底下其中一条件：
0.2＜f/TTL＜0.35 (1)
7.5＜T9/T1＜14 (2)
1＜f1234/f＜2.1 (3)
-1.2＜f7/f8＜0.7 (4)
1.3＜A/IH＜2.1 (5)
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，f7为第一实施例至第三实施例中，第七透镜L17、L27、L37的有效焦距，f8为第一实施例至第三实施例中，第八透镜L18、L28、L38的有效焦距，f1234为第一实施例至第三实施例中，第一透镜L11、L21、L31、第二透镜L12、L22、L32、第三透镜L13、L23、L33及第四透镜L14、L24、L34的组合有效焦距，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，T1为第一实施例至第三实施例中，第一透镜L11、L21、L31于光轴OA1、OA2、OA3上的厚度，T9为第一实施例至第三实施例中，第九透镜L19、L29、L39于光轴OA1、OA2、OA3上的厚度，A为第一实施例至第三实施例中，光圈ST1、ST2、ST3的直径，IH为第一实施例至第三实施例中，成像镜头1、2、3的最大像高。使得成像镜头1、2、3能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化。
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第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第四透镜L14、光圈ST1、第五透镜L15、第六透镜L16、第七透镜L17、第八透镜L18、第九透镜L19、滤光片OF1及保护玻璃CG1。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。根据【具体实施方式】第一至十二段落，其中：
第七透镜L17为双凸透镜，其像侧面S114为凸面；
第八透镜L18为双凸透镜具有正屈光力，其像侧面S116为凸面；
第九透镜L19具有负屈光力，其物侧面S117与像侧面S118皆为球面表面；
滤光片OF1其物侧面S119与像侧面S120皆为平面；
保护玻璃CG1其物侧面S121与像侧面S122皆为平面。
利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(5)其中一条件的设计，使得成像镜头1能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化。
其中，若条件(1)f/TTL的数值小于0.2，则难以达到成像镜头小型化的目的。因此，f/TTL的数值至少须大于0.2，所以最佳效果范围为0.2＜f/TTL＜0.35，符合该范围则具有最佳成像镜头小型化的条件。
表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表。
表一
Figure BDA0002194011350000061
表二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(5)的计算值，由表二可知，第一实施例的成像镜头1皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
表二
Figure BDA0002194011350000071
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的场曲图。图2B所示的，是第一实施例的成像镜头1的畸变图。图2C所示的，是第一实施例的成像镜头1的横向色差图。
由图2A可看出，第一实施例的成像镜头1其场曲介于-0.015mm至0.02mm之间。
由图2B可看出，第一实施例的成像镜头1其畸变介于-9％至0％之间。
由图2C可看出，第一实施例的成像镜头1其横向色差介于-0.1μm至1.5μm之间。
显见第一实施例的成像镜头1的场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，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第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、第四透镜L24、光圈ST2、第五透镜L25、第六透镜L26、第七透镜L27、第八透镜L28、第九透镜L29、滤光片OF2及保护玻璃CG2。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。根据【具体实施方式】第一至十二段落，其中：
第七透镜L27为双凸透镜，其像侧面S214为凸面；
第八透镜L28为弯月型透镜具有负屈光力，其像侧面S216为凹面；
第九透镜L29具有正屈光力，其物侧面S217与像侧面S218皆为非球面表面；
滤光片OF2其物侧面S219与像侧面S220皆为平面；
保护玻璃CG2其物侧面S221与像侧面S222皆为平面。
利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(1)至条件(5)其中一条件的设计，使得成像镜头2能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化。
其中，若条件(3)f1234/f的数值小于1，则会导致成像镜头的性能较差、分辨率较低。因此，f1234/f的数值至少须大于1，所以最佳效果范围为1＜f1234/f＜2.1，符合该范围可使成像镜头的性能、分辨率提升。
表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表。
表三
Figure BDA0002194011350000081
表三中非球面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
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～D：非球面系数。
表四为表三中非球面透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～D为非球面系数。
表四
Figure BDA0002194011350000091
表五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(5)的计算值，由表五可知，第二实施例的成像镜头2皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
表五
Figure BDA0002194011350000092
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的场曲图。图4B所示的，是第二实施例的成像镜头2的畸变图。图4C所示的，是第二实施例的成像镜头2的横向色差图。
由图4A可看出，第二实施例的成像镜头2其场曲介于-0.01mm至0.03mm之间。
由图4B可看出，第二实施例的成像镜头2其畸变介于-9％至0％之间。
由图4C可看出，第二实施例的成像镜头2其横向色差介于-0.5μm至1.1μm之间。
显见第二实施例的成像镜头2的场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，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第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33、第四透镜L34、光圈ST3、第五透镜L35、第六透镜L36、第十透镜L310、第七透镜L37、第八透镜L38、第九透镜L39、滤光片OF3及保护玻璃CG3。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA3上。根据【具体实施方式】第一至十二段落，其中：
第十透镜L310为弯月型透镜具有负屈光力，其物侧面S313为凸面，像侧面S314为凹面，物侧面S313与像侧面S314皆为球面表面；
第七透镜L37为弯月型透镜，其像侧面S315为凹面；
上述第十透镜L310与第七透镜L37胶合；
第八透镜L38为双凸透镜具有正屈光力，其像侧面S317为凸面；
第九透镜L39具有正屈光力，其物侧面S318与像侧面S319皆为非球面表面；
滤光片OF3其物侧面S320与像侧面S321皆为平面；
保护玻璃CG3其物侧面S322与像侧面S323皆为平面。
利用上述透镜、光圈ST3及至少满足条件(1)至条件(5)其中一条件的设计，使得成像镜头3能有效的缩小光圈值、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化。
若条件(4)f7/f8的数值大于0.7，则使修正像差的功能欠佳。因此，f7/f8的数值至少须小于0.7，所以最佳效果范围为-1.2＜f7/f8＜0.7，符合该范围则具有最佳修正像差条件且有助于降低成像镜头组装的敏感度。
表六为图5中成像镜头3的各透镜的相关参数表。
表六
Figure BDA0002194011350000101
Figure BDA0002194011350000111
表六中非球面透镜的非球面表面凹陷度z的定义，与第二实施例中表三的非球面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。
表七为表六中非球面透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～D为非球面系数。
表七
Figure BDA0002194011350000112
表八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(5)的计算值，由表八可知，第三实施例的成像镜头3皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
表八
Figure BDA0002194011350000113
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的场曲图。图6B所示的，是第三实施例的成像镜头3的畸变图。图6C所示的，是第三实施例的成像镜头3的横向色差图。
由图6A可看出，第三实施例的成像镜头3其场曲介于-0.015mm至0.025mm之间。
由图6B可看出，第三实施例的成像镜头3其畸变介于-9％至0％之间。
由图6C可看出，第三实施例的成像镜头3其横向色差介于0μm至2.2μm之间。
显见第三实施例的成像镜头3的场曲、畸变、横向色差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。
本发明符合的条件以0.2＜f/TTL＜0.35、1＜f1234/f＜2.1、-1.2＜f7/f8＜0.7为中心，本发明实施例的数值也落入其余条件的范围内。条件0.2＜f/TTL＜0.35，可助于成像镜头达到小型化。条件1＜f1234/f＜2.1，可使分辨率显著提升。公式-1.2＜f7/f8＜0.7，可使修正像差的功能较佳。
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 (9)

1.一种成像镜头，其特征在于，包括：
第一透镜具有负屈光力，该第一透镜包括一凹面朝向像侧；
第二透镜具有负屈光力；
第三透镜具有正屈光力；
第四透镜具有正屈光力；
第五透镜具有正屈光力；
第六透镜具有负屈光力；
第七透镜具有正屈光力；
第八透镜具有屈光力；以及
第九透镜为弯月型透镜，该第九透镜包括一凸面朝向物侧以及一凹面朝向该像侧；
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜、该第八透镜以及该第九透镜沿着光轴从该物侧至该像侧依序排列；
该成像镜头还包括光圈，且满足以下条件中的至少一者：
0.2＜f/TTL＜0.35；
7.5＜T9/T1＜14；
1.3＜A/IH＜2.1；
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，T1为该第一透镜于该光轴上的厚度，T9为该第九透镜于该光轴上的厚度，A为该光圈的直径，IH为该成像镜头的最大像高。
2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于：
该第三透镜包括一凸面朝向该像侧；以及
该第六透镜包括一凹面朝向该物侧。
3.如权利要求2所述的成像镜头，其特征在于：
该第一透镜更包括一凹面朝向该物侧；
该第二透镜包括一凹面朝向该物侧；以及
该第四透镜为弯月型透镜。
4.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于：
该第二透镜包括一凸面朝向该像侧；
该第三透镜包括一凸面朝向该物侧；
该第四透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧；
该第五透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；
该第六透镜包括一凹面朝向该像侧；
该第七透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；
该第八透镜具有正屈光力，该第八透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；以及
该第九透镜为弯月型透镜具有负屈光力，该第九透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧。
5.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于：
该第二透镜为弯月型透镜；
该第四透镜为弯月型透镜；
该第七透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；
该第八透镜具有负屈光力，该第八透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧；以及
该第九透镜为弯月型透镜具有正屈光力，该第九透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧。
6.如权利要求1至3项任一项所述的成像镜头，其特征在于：
该第七透镜包括一凹面朝向该像侧；
该第八透镜具有正屈光力，该第八透镜包括一凸面朝向该物侧以及另一凸面朝向该像侧；以及
该第九透镜为弯月型透镜具有正屈光力，该第九透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧；
该成像镜头更包括第十透镜设置于该第六透镜与该第七透镜之间，该第十透镜为弯月型透镜具有负屈光力，该第十透镜包括一凸面朝向该物侧以及一凹面朝向该像侧。
7.如权利要求1至3中任一项所述的成像镜头，其特征在于：该成像镜头至少满足以下其中一条件：
1＜f1234/f＜2.1；
-1.2＜f7/f8＜0.7；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f1234为该第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的组合有效焦距，f7为该第七透镜的有效焦距，f8为该第八透镜的有效焦距。
8.如权利要求6所述的成像镜头，其特征在于：该第五透镜与该第六透镜胶合或该第七透镜与该第八透镜胶合。
9.一种成像镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧具有屈光力的透镜有九片：
第一透镜具有负屈光力，该第一透镜包括一凹面朝向像侧；
第二透镜具有负屈光力；
第三透镜具有正屈光力；
第四透镜具有正屈光力；
第五透镜具有正屈光力；
第六透镜具有负屈光力；
第七透镜具有正屈光力；
第八透镜具有屈光力；以及
第九透镜为弯月型透镜，该第九透镜包括一凸面朝向物侧以及一凹面朝向该像侧；
其中该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜、该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜、该第八透镜以及该第九透镜沿着光轴从该物侧至该像侧依序排列；
该成像镜头满足以下条件：
1＜f1234/f＜2.1；
-1.2＜f7/f8＜0.7；
其中，f为该成像镜头的有效焦距，f1234为该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜的组合有效焦距，f7为该第七透镜的有效焦距，f8为该第八透镜的有效焦距。
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