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成像镜片组的制作方法

2022-06-08 18:43:54 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光学成像设备技术领域,具体而言,涉及一种成像镜片组。


背景技术:

2.随着科技的不断发展,手机摄像领域的竞争日益激烈,尤其在高端旗舰机型的成像镜片组上,手机厂商除了有更大像面、更大孔径的需求外,对成像镜片组色差的要求也越来越高,同时需要保证良好的成像品质,同时还需要成像镜片组整体尺寸不能过大,以便于应用在超薄的电子产品上,这无疑是对于成像镜片组的设计提出了更高的难度挑战。
3.也就是说,现有技术中的成像镜片组存在大像面、大孔径和良好色差表现难以同时兼顾的问题。


技术实现要素:

4.本发明的主要目的在于提供一种成像镜片组,以解决现有技术中的成像镜片组存在大像面、大孔径和良好色差表现难以同时兼顾的问题。
5.为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种成像镜片组,由物体侧至成像侧依次包括:具有正光焦度的第一镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;具有负光焦度的第二镜片,其物体侧面凸面,成像侧面为凹面;具有正光焦度的第三镜片,其物体侧面为凹面,成像侧面为凸面;具有正光焦度的第四镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凸面;具有负光焦度的第五镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;并且第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,以及,第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足:ttl/imgh《1.3;第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间满足:70《(v1 v3 v5)/3《85。
6.进一步地,第一镜片的有效焦距f1、第三镜片的有效焦距f3与第四镜片的有效焦距f4之间满足:0.9《f3/(f1 f4)《1.3。
7.进一步地,第二镜片的有效焦距f2与第五镜片的有效焦距f5之间满足:2.1《f2/f5《2.6。
8.进一步地,第一镜片的物体侧面的曲率半径r1、第一镜片的成像侧面的曲率半径r2、第二镜片的物体侧面的曲率半径r3与第二镜片的成像侧面的曲率半径r4之间满足:0.8《(r1 r2)/(r3 r4)《1.2。
9.进一步地,第三镜片的物体侧面的曲率半径r5与第三镜片的成像侧面的曲率半径r6之间满足:5.0《r5/r6《5.6。
10.进一步地,第四镜片的物体侧面的曲率半径r7与第四镜片的成像侧面的曲率半径r8之间满足:1.6《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。
11.进一步地,第五镜片的物体侧面的曲率半径r9与第五镜片的成像侧面的曲率半径r10之间满足:3.2《r9/r10《4.2。
12.进一步地,第一镜片、第二镜片、第三镜片的合成焦距f123、第一镜片的中心厚度
ct1、第二镜片的中心厚度ct2与第三镜片的中心厚度ct3之间满足:3.2《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.8。
13.进一步地,第四镜片和第五镜片的合成焦距f45、第四镜片的物体侧面和光轴的交点至第四镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag41、第四镜片的成像侧面和光轴的交点至第四镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag42、第五镜片的物体侧面和光轴的交点至第五镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag51与第五镜片的成像侧面和光轴的交点至第五镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag52之间满足:2.8《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.4。
14.进一步地,第三镜片与第四镜片在光轴上的空气间隔t34、第四镜片与第五镜片在光轴上的空气间隔t45、第四镜片的中心厚度ct4与第五镜片的中心厚度ct5之间满足:1.4《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.8。
15.进一步地,第二镜片的边缘厚度et2、第三镜片的边缘厚度et3、第五镜片的边缘厚度et5与第四镜片的边缘厚度et4之间满足:1.2《(et4 et5)/(et2 et3)《1.6。
16.根据本发明的另一方面,提供了一种成像镜片组,由物体侧至成像侧依次包括:具有正光焦度的第一镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;具有负光焦度的第二镜片,其物体侧面凸面,成像侧面为凹面;具有正光焦度的第三镜片,其物体侧面为凹面,成像侧面为凸面;具有正光焦度的第四镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凸面;具有负光焦度的第五镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;并且第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,以及,第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间满足:70《(v1 v3 v5)/3《85;第三镜片与第四镜片在光轴上的空气间隔t34、第四镜片与第五镜片在光轴上的空气间隔t45、第四镜片的中心厚度ct4与第五镜片的中心厚度ct5之间满足:1.4《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.8。
17.进一步地,第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足:ttl/imgh《1.3;第一镜片的有效焦距f1、第三镜片的有效焦距f3与第四镜片的有效焦距f4之间满足:0.9《f3/(f1 f4)《1.3。
18.进一步地,第二镜片的有效焦距f2与第五镜片的有效焦距f5之间满足:2.1《f2/f5《2.6。
19.进一步地,第一镜片的物体侧面的曲率半径r1、第一镜片的成像侧面的曲率半径r2、第二镜片的物体侧面的曲率半径r3与第二镜片的成像侧面的曲率半径r4之间满足:0.8《(r1 r2)/(r3 r4)《1.2。
20.进一步地,第三镜片的物体侧面的曲率半径r5与第三镜片的成像侧面的曲率半径r6之间满足:5.0《r5/r6《5.6。
21.进一步地,第四镜片的物体侧面的曲率半径r7与第四镜片的成像侧面的曲率半径r8之间满足:1.6《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。
22.进一步地,第五镜片的物体侧面的曲率半径r9与第五镜片的成像侧面的曲率半径r10之间满足:3.2《r9/r10《4.2。
23.进一步地,第一镜片、第二镜片、第三镜片的合成焦距f123、第一镜片的中心厚度ct1、第二镜片的中心厚度ct2与第三镜片的中心厚度ct3之间满足:3.2《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.8。
24.进一步地,第四镜片和第五镜片的合成焦距f45、第四镜片的物体侧面和光轴的交点至第四镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag41、第四镜片的成像侧面和光轴的交点至第四镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag42、第五镜片的物体侧面和光轴的交点至第五镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag51与第五镜片的成像侧面和光轴的交点至第五镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag52之间满足:2.8《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.4。
25.进一步地,第二镜片的边缘厚度et2、第三镜片的边缘厚度et3、第五镜片的边缘厚度et5与所述第四镜片的边缘厚度et4之间满足:1.2《(et4 et5)/(et2 et3)《1.6。
26.应用本发明的技术方案,成像镜片组由物体侧至成像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片和具有负光焦度的第五镜片;第一镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;第二镜片的物体侧面凸面,成像侧面为凹面;第三镜片的物体侧面为凹面,成像侧面为凸面;第四镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凸面;第五镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;并且第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,以及,第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足:ttl/imgh《1.3;第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间满足:70《(v1 v3 v5)/3《85。
27.通过合理约束各镜片的光焦度和面型,有利于光线的平稳过渡,同时有利于保证成像镜片组大像面和大孔径的特点,有利于保证成像镜片组具有良好的成像品质。第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,这样能利用玻璃材料高阿贝数的特点实现良好的色边表现,从而达到更佳的成像效果。通过约束第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间的比值,有利于实现成像镜片组的超薄特性和小型化的特点,使得本技术的成像镜片组能够应用在超薄的电子产品上。通过合理约束第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间的关系式,有利于合理控制系统的色散程度,提升成像镜片组矫正色差的能力,以实现较佳的成像效果。
附图说明
28.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
29.图1示出了本发明的例子一的成像镜片组的结构示意图;
30.图2至图5分别示出了图1中的成像镜片组的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
31.图6示出了本发明的例子二的成像镜片组的结构示意图;
32.图7至图10分别示出了图6中的成像镜片组的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
33.图11示出了本发明的例子三的成像镜片组的结构示意图;
34.图12至图15分别示出了图11中的成像镜片组的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
35.图16示出了本发明的例子四的成像镜片组的结构示意图;
36.图17至图20分别示出了图16中的成像镜片组的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线;
37.图21示出了本发明的例子五的成像镜片组的结构示意图;
38.图22至图25分别示出了图21中的成像镜片组的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线以及倍率色差曲线。
39.其中,上述附图包括以下附图标记:
40.sto、光阑;e1、第一镜片;s1、第一镜片的物体侧面;s2、第一镜片的成像侧面;e2、第二镜片;s3、第二镜片的物体侧面;s4、第二镜片的成像侧面;e3、第三镜片;s5、第三镜片的物体侧面;s6、第三镜片的成像侧面;e4、第四镜片;s7、第四镜片的物体侧面;s8、第四镜片的成像侧面;e5、第五镜片;s9、第五镜片的物体侧面;s10、第五镜片的成像侧面;e6、滤光片;s11、滤光片的物体侧面;s12、滤光片的成像侧面;s13、成像面。
具体实施方式
41.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
42.需要指出的是,除非另有指明,本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
43.在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
44.应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本技术的教导的情况下,下文中讨论的第一镜片也可被称作第二镜片或第三镜片。
45.在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了镜片的厚度、尺寸和形状。具体来讲,附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
46.在本文中,近轴区域是指光轴附近的区域。若镜片表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该镜片表面至少于近轴区域为凸面;若镜片表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该镜片表面至少于近轴区域为凹面。每个镜片靠近物体侧的表面成为该镜片的物体侧面,每个镜片靠近成像侧的表面称为该镜片的成像侧面。在近轴区域的面形的判断可依据该领域中通常知识者的判断方式,以r值,(r指近轴区域的曲率半径,通常指光学软件中的镜片数据库(lens data)上的r值)正负判断凹凸。以物体侧面来说,当r值为正时,判定为凸面,当r值为负时,判定为凹面;以成像侧面来说,当r值为正时,判定为凹面,当r值为负时,判定为凸面。
47.为了解决现有技术中的成像镜片组存在大像面、大孔径和良好色差表现难以同时兼顾的问题,本发明提供了一种成像镜片组。
48.实施例一
49.如图1至图25所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依次包括具有正光焦度的第一镜片、具有负光焦度的第二镜片、具有正光焦度的第三镜片、具有正光焦度的第四镜片和具有负光焦度的第五镜片;第一镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;第二镜片的物体侧面凸面,成像侧面为凹面;第三镜片的物体侧面为凹面,成像侧面为凸面;第四镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凸面;第五镜片的物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;并且第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,以及,第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足:ttl/imgh《1.3;第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间满足:70《(v1 v3 v5)/3《85。
50.优选地,74《(v1 v3 v5)/3《77。
51.通过合理约束各镜片的光焦度和面型,有利于光线的平稳过渡,同时有利于保证成像镜片组大像面和大孔径的特点,有利于保证成像镜片组具有良好的成像品质。第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,这样能利用玻璃材料高阿贝数的特点实现良好的色边表现,从而达到更佳的成像效果。通过约束第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间的比值,有利于实现成像镜片组的超薄特性和小型化的特点,使得本技术的成像镜片组能够应用在超薄的电子产品上。通过合理约束第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间的关系式,有利于合理控制系统的色散程度,提升成像镜片组矫正色差的能力,以实现较佳的成像效果。
52.在本实施例中,第一镜片的有效焦距f1、第三镜片的有效焦距f3与第四镜片的有效焦距f4之间满足:0.9《f3/(f1 f4)《1.3。满足此条件式,能有效约束三片镜片对整个光学系统像差的贡献量,从而提高成像镜片组的成像质量。优选地,1.0《f3/(f1 f4)《1.2。
53.在本实施例中,第二镜片的有效焦距f2与第五镜片的有效焦距f5之间满足:2.1《f2/f5《2.6。满足此条件式,能够有效降低第二镜片和第五镜片的光学敏感度,更有利于实现批量化生产。优选地,2.3《f2/f5《2.5。
54.在本实施例中,第一镜片的物体侧面的曲率半径r1、第一镜片的成像侧面的曲率半径r2、第二镜片的物体侧面的曲率半径r3与第二镜片的成像侧面的曲率半径r4之间满足:0.8《(r1 r2)/(r3 r4)《1.2。满足此条件式,使成像镜片组能较好地实现光路偏折,能够较好的平衡自身产生的高级球差。优选地,0.9《(r1 r2)/(r3 r4)《1.1。
55.在本实施例中,第三镜片的物体侧面的曲率半径r5与第三镜片的成像侧面的曲率半径r6之间满足:5.0《r5/r6《5.6。满足此条件式,能够有效的平衡成像镜片组产生的轴上像差。优选地,5.2《r5/r6《5.5。
56.在本实施例中,第四镜片的物体侧面的曲率半径r7与第四镜片的成像侧面的曲率半径r8之间满足:1.6《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。满足此条件式,使成像镜片组能较好地实现光路偏折,同时保证第四镜片具有良好的可加工特性,降低系统敏感度。优选地,1.8《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。
57.在本实施例中,第五镜片的物体侧面的曲率半径r9与第五镜片的成像侧面的曲率半径r10之间满足:3.2《r9/r10《4.2。满足此条件式,能够有效的平衡成像镜片组产生的轴上像差。优选地,3.4《r9/r10《4.0。
58.在本实施例中,第一镜片、第二镜片、第三镜片的合成焦距f123、第一镜片的中心
厚度ct1、第二镜片的中心厚度ct2与第三镜片的中心厚度ct3之间满足:3.2《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.8。满足此条件式,可降低前面几片镜片的敏感度,保证加工性的同时提升良率。优选地,3.4《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.7。
59.在本实施例中,第四镜片和第五镜片的合成焦距f45、第四镜片的物体侧面和光轴的交点至第四镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag41、第四镜片的成像侧面和光轴的交点至第四镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag42、第五镜片的物体侧面和光轴的交点至第五镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag51与第五镜片的成像侧面和光轴的交点至第五镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag52之间满足:2.8《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.4。满足此条件式,有利于保证第四镜片、第五镜片的加工、成型以及组装,以便获得良好的成像质量。不合理的比值则可能导致成型面型调试困难,组装后容易变形明显,进而成像质量无法确保。优选地,2.9《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.3。
60.在本实施例中,第三镜片与第四镜片在光轴上的空气间隔t34、第四镜片与第五镜片在光轴上的空气间隔t45、第四镜片的中心厚度ct4与第五镜片的中心厚度ct5之间满足:1.4《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.8。满足此条件式,来控制成像镜片组各视场的场曲贡献量在合理的范围内,平衡其它镜片的产生的场曲量,有效提升解像力。优选地,1.5《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.7。
61.在本实施例中,第二镜片的边缘厚度et2、第三镜片的边缘厚度et3、第五镜片的边缘厚度et5与第四镜片的边缘厚度et4之间满足:1.2《(et4 et5)/(et2 et3)《1.6。满足此条件式,通过控制第二镜片至第五镜片的边缘厚度,来合理控制镜片形状过渡的均匀性和后续成型装配的可靠性;同时也能合理限制入射光线的范围,减小轴外像差,有利于降低系统敏感度。优选地,1.3《(et4 et5)/(et2 et3)《1.5。
62.实施例二
63.如图1至图25所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依次包括:具有正光焦度的第一镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;具有负光焦度的第二镜片,其物体侧面凸面,成像侧面为凹面;具有正光焦度的第三镜片,其物体侧面为凹面,成像侧面为凸面;具有正光焦度的第四镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凸面;具有负光焦度的第五镜片,其物体侧面为凸面,成像侧面为凹面;并且第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,以及,第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间满足:70《(v1 v3 v5)/3《85;第三镜片与第四镜片在光轴上的空气间隔t34、第四镜片与第五镜片在光轴上的空气间隔t45、第四镜片的中心厚度ct4与第五镜片的中心厚度ct5之间满足:1.4《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.8。
64.优选地,74《(v1 v3 v5)/3《77。
65.优选地,1.5《(t34 t45)/(ct4 ct5)《1.7。
66.通过合理约束各镜片的光焦度和面型,有利于光线的平稳过渡,同时有利于保证成像镜片组大像面和大孔径的特点,有利于保证成像镜片组具有良好的成像品质。第一镜片至第五镜片中至少有3枚镜片是玻璃材质,这样能利用玻璃材料高阿贝数的特点实现良好的色边表现,从而达到更佳的成像效果。通过合理约束第一镜片的阿贝数v1、第三镜片的阿贝数v3与第五镜片的阿贝数v5之间的关系式,有利于合理控制系统的色散程度,提升成
像镜片组矫正色差的能力,以实现较佳的成像效果。通过约束第三镜片与第四镜片在光轴上的空气间隔t34、第四镜片与第五镜片在光轴上的空气间隔t45、第四镜片的中心厚度ct4与第五镜片的中心厚度ct5之间的关系式,来控制成像镜片组各视场的场曲贡献量在合理的范围内,平衡其它镜片的产生的场曲量,有效提升解像力。
67.在本实施例中,第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间满足:ttl/imgh《1.3。通过约束第一镜片的物体侧面至成像面的轴上距离ttl与成像面上有效像素区域对角线长的一半imgh之间的比值,有利于实现成像镜片组的超薄特性和小型化的特点,使得本技术的成像镜片组能够应用在超薄的电子产品上。
68.在本实施例中,第一镜片的有效焦距f1、第三镜片的有效焦距f3与第四镜片的有效焦距f4之间满足:0.9《f3/(f1 f4)《1.3。满足此条件式,能有效约束三片镜片对整个光学系统像差的贡献量,从而提高成像镜片组的成像质量。优选地,1.0《f3/(f1 f4)《1.2。
69.在本实施例中,第二镜片的有效焦距f2与第五镜片的有效焦距f5之间满足:2.1《f2/f5《2.6。满足此条件式,能够有效降低第二镜片和第五镜片的光学敏感度,更有利于实现批量化生产。优选地,2.3《f2/f5《2.5。
70.在本实施例中,第一镜片的物体侧面的曲率半径r1、第一镜片的成像侧面的曲率半径r2、第二镜片的物体侧面的曲率半径r3与第二镜片的成像侧面的曲率半径r4之间满足:0.8《(r1 r2)/(r3 r4)《1.2。满足此条件式,使成像镜片组能较好地实现光路偏折,能够较好的平衡自身产生的高级球差。优选地,0.9《(r1 r2)/(r3 r4)《1.1。
71.在本实施例中,第三镜片的物体侧面的曲率半径r5与第三镜片的成像侧面的曲率半径r6之间满足:5.0《r5/r6《5.6。满足此条件式,能够有效的平衡成像镜片组产生的轴上像差。优选地,5.2《r5/r6《5.5。
72.在本实施例中,第四镜片的物体侧面的曲率半径r7与第四镜片的成像侧面的曲率半径r8之间满足:1.6《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。满足此条件式,使成像镜片组能较好地实现光路偏折,同时保证第四镜片具有良好的可加工特性,降低系统敏感度。优选地,1.8《(r7-r8)/(r7 r8)《2.2。
73.在本实施例中,第五镜片的物体侧面的曲率半径r9与第五镜片的成像侧面的曲率半径r10之间满足:3.2《r9/r10《4.2。满足此条件式,能够有效的平衡成像镜片组产生的轴上像差。优选地,3.4《r9/r10《4.0。
74.在本实施例中,第一镜片、第二镜片、第三镜片的合成焦距f123、第一镜片的中心厚度ct1、第二镜片的中心厚度ct2与第三镜片的中心厚度ct3之间满足:3.2《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.8。满足此条件式,可降低前面几片镜片的敏感度,保证加工性的同时提升良率。优选地,3.4《f123/(ct1 ct2 ct3)《3.7。
75.在本实施例中,第四镜片和第五镜片的合成焦距f45、第四镜片的物体侧面和光轴的交点至第四镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag41、第四镜片的成像侧面和光轴的交点至第四镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag42、第五镜片的物体侧面和光轴的交点至第五镜片的物体侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag51与第五镜片的成像侧面和光轴的交点至第五镜片的成像侧面的有效半径顶点之间的轴上距离sag52之间满足:2.8《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.4。满足此条件式,有利于保证
第四镜片、第五镜片的加工、成型以及组装,以便获得良好的成像质量。不合理的比值则可能导致成型面型调试困难,组装后容易变形明显,进而成像质量无法确保。优选地,2.9《f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)《3.3。
76.在本实施例中,第二镜片的边缘厚度et2、第三镜片的边缘厚度et3、第五镜片的边缘厚度et5与所述第四镜片的边缘厚度et4之间满足:1.2《(et4 et5)/(et2 et3)《1.6。满足此条件式,通过控制第二镜片至第五镜片的边缘厚度,来合理控制镜片形状过渡的均匀性和后续成型装配的可靠性;同时也能合理限制入射光线的范围,减小轴外像差,有利于降低系统敏感度。优选地,1.3《(et4 et5)/(et2 et3)《1.5。
77.可选地上述成像镜片组还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。
78.在本技术中的成像镜片组可采用多片镜片,例如上述的五片。通过合理分配各镜片的光焦度、面形、各镜片的中心厚度以及各镜片之间的轴上距离等,可有效增大成像镜片组的孔径、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性,使得成像镜片组更有利于生产加工并且可适用于智能手机等便携式电子设备。上述的成像镜片组还具有超薄、成像质量佳的优点,能够满足智能电子产品微型化的需求。
79.在本技术中,各镜片的镜面中的至少一个为非球面镜面。非球面镜片的特点是:从镜片中心到镜片周边,曲率是连续变化的。与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同,非球面镜片具有更佳的曲率半径特性,具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后,能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差,从而改善成像质量。
80.然而,本领域技术人员应当理解,在未背离本技术要求保护的技术方案的情况下,可改变构成成像镜片组的镜片数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如,虽然在实施方式中以五片镜片为例进行了描述,但是成像镜片组不限于包括五片镜片。如需要,该成像镜片组还可包括其它数量的镜片。
81.下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的成像镜片组的具体面型、参数的举例。
82.需要说明的是,下述的例子一至例子五中的任何一个例子均适用于本技术的所有实施例。
83.例子一
84.如图1至图5所示,描述了本技术例子一的成像镜片组。图1示出了例子一的成像镜片组结构的示意图。
85.如图1所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依序包括:光阑sto、第一镜片e1、第二镜片e2、第三镜片e3、第四镜片e4、第五镜片e5、滤光片e6和成像面s13。
86.第一镜片e1具有正光焦度,第一镜片的物体侧面s1为凸面,第一镜片的成像侧面s2为凹面。第二镜片e2具负光焦度,第二镜片的物体侧面s3为凸面,第二镜片的成像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度,第三镜片的物体侧面s5为凹面,第三镜片的成像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度,第四镜片的物体侧面s7为凸面,第四镜片的成像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度,第五镜片的物体侧面s9为凸面,第五镜片的成像侧面s10为凹面。滤光片e6具有滤光片的物体侧面s11和滤光片的成像侧面s12。来自物体的光依序穿过各表面s1至s12并最终成像在成像面s13上。
87.在本例子中,成像镜片组的总有效焦距f为5.58mm,成像镜片组的总长ttl为6.53mm以及像高imgh为5.29mm。
88.表1示出了例子一的成像镜片组的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米(mm)。
[0089][0090]
表1
[0091]
在例子一中,第一镜片e1至第五镜片e5中的任意一个镜片的物体侧面和成像侧面均为非球面,各非球面镜片的面型可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
[0092][0093]
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,c=1/r(即,近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数);k为圆锥系数;ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于例子一中各非球面镜面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20、a22、a24、a26、a28、a30。
[0094]
[0095][0096]
表2
[0097]
图2示出了例子一的成像镜片组的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜片组后的会聚焦点偏离。图3示出了例子一的成像镜片组的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4示出了例子一的成像镜片组的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图5示出了例子一的成像镜片组的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜片组后在成像面上的不同像高的偏差。
[0098]
根据图2至图5可知,例子一所给出的成像镜片组能够实现良好的成像品质。
[0099]
例子二
[0100]
如图6至图10所示,描述了本技术例子二的成像镜片组。在本例子及以下例子中,为简洁起见,将省略部分与例子一相似的描述。图6示出了例子二的成像镜片组结构的示意图。
[0101]
如图6所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依序包括:光阑sto、第一镜片e1、第二镜片e2、第三镜片e3、第四镜片e4、第五镜片e5、滤光片e6和成像面s13。
[0102]
第一镜片e1具有正光焦度,第一镜片的物体侧面s1为凸面,第一镜片的成像侧面s2为凹面。第二镜片e2具负光焦度,第二镜片的物体侧面s3为凸面,第二镜片的成像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度,第三镜片的物体侧面s5为凹面,第三镜片的成像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度,第四镜片的物体侧面s7为凸面,第四镜片的成像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度,第五镜片的物体侧面s9为凸面,第五镜片的成像侧面s10为凹面。滤光片e6具有滤光片的物体侧面s11和滤光片的成像侧面s12。来自物体的光依序穿过各表面s1至s12并最终成像在成像面s13上。
[0103]
在本例子中,成像镜片组的总有效焦距f为5.57mm,成像镜片组的总长ttl为6.47mm以及像高imgh为5.30mm。
[0104]
表3示出了例子二的成像镜片组的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米(mm)。
[0105][0106]
表3
[0107]
表4示出了可用于例子二中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
[0108][0109][0110]
表4
[0111]
图7示出了例子二的成像镜片组的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜片组后的会聚焦点偏离。图8示出了例子二的成像镜片组的象散曲线,其表示子午像面
弯曲和弧矢像面弯曲。图9示出了例子二的成像镜片组的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图10示出了例子二的成像镜片组的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜片组后在成像面上的不同像高的偏差。
[0112]
根据图7至图10可知,例子二所给出的成像镜片组能够实现良好的成像品质。
[0113]
例子三
[0114]
如图11至图15所示,描述了本技术例子三的成像镜片组。图11示出了例子三的成像镜片组结构的示意图。
[0115]
如图11所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依序包括:光阑sto、第一镜片e1、第二镜片e2、第三镜片e3、第四镜片e4、第五镜片e5、滤光片e6和成像面s13。
[0116]
第一镜片e1具有正光焦度,第一镜片的物体侧面s1为凸面,第一镜片的成像侧面s2为凹面。第二镜片e2具负光焦度,第二镜片的物体侧面s3为凸面,第二镜片的成像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度,第三镜片的物体侧面s5为凹面,第三镜片的成像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度,第四镜片的物体侧面s7为凸面,第四镜片的成像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度,第五镜片的物体侧面s9为凸面,第五镜片的成像侧面s10为凹面。滤光片e6具有滤光片的物体侧面s11和滤光片的成像侧面s12。来自物体的光依序穿过各表面s1至s12并最终成像在成像面s13上。
[0117]
在本例子中,成像镜片组的总有效焦距f为5.56mm,成像镜片组的总长ttl为6.47mm以及像高imgh为5.34mm。
[0118]
表5示出了例子三的成像镜片组的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米(mm)。
[0119][0120][0121]
表5
[0122]
表6示出了可用于例子三中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
[0123]
面号a4a6a8a10a12a14a16
s1-1.7205e-031.7058e-02-5.2335e-021.0184e-01-1.2431e-019.5529e-02-4.4809e-02s2-2.2320e-026.4799e-035.3421e-02-1.4966e-012.1326e-01-1.8031e-018.9875e-02s3-4.9921e-025.3009e-02-2.0428e-02-5.8938e-031.2924e-02-5.0589e-03-2.0051e-03s4-3.4870e-026.1309e-02-9.3861e-022.3423e-01-4.3582e-015.0559e-01-3.4856e-01s5-5.2261e-021.5007e-02-5.3360e-027.6304e-02-5.5077e-02-6.4869e-033.9090e-02s6-3.5733e-02-5.7050e-031.1978e-02-2.9750e-023.6790e-02-2.7352e-021.2441e-02s7-9.7062e-034.6218e-03-1.2921e-021.8614e-02-1.7645e-021.0393e-02-3.9043e-03s8-1.4114e-02-3.0031e-041.1062e-02-1.2180e-026.4815e-03-2.1335e-034.7086e-04s9-2.1140e-016.9932e-027.1492e-03-2.0897e-021.1156e-02-3.3487e-036.5649e-04s10-2.3297e-011.3113e-01-5.9003e-022.0278e-02-5.2670e-031.0303e-03-1.5127e-04面号a18a20a22a24a26a28a30s11.1696e-02-1.3035e-030.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s2-2.4287e-022.7281e-030.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s32.3223e-03-5.6549e-040.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s41.3110e-01-2.0664e-020.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s5-2.5022e-025.4437e-030.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s6-3.2316e-033.8064e-040.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 000.0000e 00s79.4717e-04-1.4611e-041.3516e-05-6.3178e-075.2017e-094.5100e-100.0000e 00s8-7.0747e-057.0708e-06-4.3793e-071.3711e-08-2.8428e-11-7.2101e-120.0000e 00s9-8.8884e-058.4989e-06-5.7453e-072.6931e-08-8.3418e-101.5376e-11-1.2782e-13s101.6586e-05-1.3457e-067.9463e-08-3.3148e-099.2528e-11-1.5507e-121.1802e-14
[0124]
表6
[0125]
图12示出了例子三的成像镜片组的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜片组后的会聚焦点偏离。图13示出了例子三的成像镜片组的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14示出了例子三的成像镜片组的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图15示出了例子三的成像镜片组的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜片组后在成像面上的不同像高的偏差。
[0126]
根据图12至图15可知,例子三所给出的成像镜片组能够实现良好的成像品质。
[0127]
例子四
[0128]
如图16至图20所示,描述了本技术例子四的成像镜片组。图16示出了例子四的成像镜片组结构的示意图。
[0129]
如图16所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依序包括:光阑sto、第一镜片e1、第二镜片e2、第三镜片e3、第四镜片e4、第五镜片e5、滤光片e6和成像面s13。
[0130]
第一镜片e1具有正光焦度,第一镜片的物体侧面s1为凸面,第一镜片的成像侧面s2为凹面。第二镜片e2具负光焦度,第二镜片的物体侧面s3为凸面,第二镜片的成像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度,第三镜片的物体侧面s5为凹面,第三镜片的成像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度,第四镜片的物体侧面s7为凸面,第四镜片的成像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度,第五镜片的物体侧面s9为凸面,第五镜片的成像侧面s10为凹面。滤光片e6具有滤光片的物体侧面s11和滤光片的成像侧面s12。来自物体的光依序穿过各表面s1至s12并最终成像在成像面s13上。
[0131]
在本例子中,成像镜片组的总有效焦距f为5.56mm,成像镜片组的总长ttl为6.48mm以及像高imgh为5.23mm。
[0132]
表7示出了例子四的成像镜片组的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的
单位均为毫米(mm)。
[0133][0134]
表7
[0135]
表8示出了可用于例子四中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
[0136][0137][0138]
表8
[0139]
图17示出了例子四的成像镜片组的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成
像镜片组后的会聚焦点偏离。图18示出了例子四的成像镜片组的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图19示出了例子四的成像镜片组的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图20示出了例子四的成像镜片组的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜片组后在成像面上的不同像高的偏差。
[0140]
根据图17至图20可知,例子四所给出的成像镜片组能够实现良好的成像品质。
[0141]
例子五
[0142]
如图21至图25所示,描述了本技术例子五的成像镜片组。图21示出了例子五的成像镜片组结构的示意图。
[0143]
如图21所示,成像镜片组由物体侧至成像侧依序包括:光阑sto、第一镜片e1、第二镜片e2、第三镜片e3、第四镜片e4、第五镜片e5、滤光片e6和成像面s13。
[0144]
第一镜片e1具有正光焦度,第一镜片的物体侧面s1为凸面,第一镜片的成像侧面s2为凹面。第二镜片e2具负光焦度,第二镜片的物体侧面s3为凸面,第二镜片的成像侧面s4为凹面。第三镜片e3具有正光焦度,第三镜片的物体侧面s5为凹面,第三镜片的成像侧面s6为凸面。第四镜片e4具有正光焦度,第四镜片的物体侧面s7为凸面,第四镜片的成像侧面s8为凸面。第五镜片e5具有负光焦度,第五镜片的物体侧面s9为凸面,第五镜片的成像侧面s10为凹面。滤光片e6具有滤光片的物体侧面s11和滤光片的成像侧面s12。来自物体的光依序穿过各表面s1至s12并最终成像在成像面s13上。
[0145]
在本例子中,成像镜片组的总有效焦距f为5.56mm,成像镜片组的总长ttl为6.48mm以及像高imgh为5.10mm。
[0146]
表9示出了例子五的成像镜片组的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米(mm)。
[0147][0148]
表9
[0149]
表10示出了可用于例子五中各非球面镜面的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
[0150][0151][0152]
表10
[0153]
图22示出了例子五的成像镜片组的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜片组后的会聚焦点偏离。图23示出了例子五的成像镜片组的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图24示出了例子五的成像镜片组的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图25示出了例子五的成像镜片组的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜片组后在成像面上的不同像高的偏差。
[0154]
根据图22至图25可知,例子五所给出的成像镜片组能够实现良好的成像品质。
[0155]
综上,例子一至例子五分别满足表11中所示的关系。
[0156]
条件式/例子12345ttl/imgh1.231.221.211.241.27(v1 v3 v5)/375.6776.3074.3375.3974.81f3/(f1 f4)1.081.121.161.151.17f2/f52.372.382.392.312.32(r1 r2)/(r3 r4)1.000.950.930.920.95r5/r65.385.475.255.425.45(r7-r8)/(r7 r8)1.901.912.002.101.88r9/r103.953.793.633.453.63f123/(ct1 ct2 ct3)3.423.523.593.603.59f45/(sag41 sag42 sag51 sag52)2.962.973.073.243.23(t34 t45)/(ct4 ct5)1.591.681.651.641.64
(et4 et5)/(et2 et3)1.401.411.451.471.45
[0157]
表11表12给出了例子一至例子五的成像镜片组的有效焦距f,各镜片的有效焦距f1至f5。
[0158]
参数/例子12345f1(mm)4.864.854.884.874.87f2(mm)-9.17-9.22-9.41-9.38-9.35f3(mm)14.1714.6715.2315.4015.56f4(mm)8.278.238.288.508.40f5(mm)-3.87-3.87-3.93-4.06-4.04f(mm)5.585.575.565.565.56ttl(mm)6.536.476.476.486.48imgh(mm)5.295.305.345.235.10
[0159]
表12
[0160]
本技术还提供一种成像装置,其电子感光元件可以是感光耦合元件(ccd)或互补性氧化金属半导体元件(cmos)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备,也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的成像镜片组。
[0161]
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0162]
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
[0163]
需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0164]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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