成像镜头及光学装置的制作方法

1.本发明有关于一种成像镜头及光学装置。


背景技术：

2.现今的成像镜头的发展趋势，除了不断朝向小型化及高分辨率发展外，随着不同的应用需求，还需具备抗环境温度变化的能力，现有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、高分辨率及抗环境温度变化的需求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的成像镜头的上述缺陷，提供一种成像镜头，其镜头总长度较短、分辨率较高、抗环境温度变化，但是仍具有良好的光学性能。
4.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、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜为双凹透镜具有负屈光力，且包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧。第三透镜为双凸透镜具有正屈光力，且包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧。第四透镜具有屈光力。第五透镜具有屈光力。第六透镜具有负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第四透镜与第五透镜为胶合透镜。
5.其中成像镜头满足以下至少一条件：0.85≦hih/bfl≦1.05；-0.75≦(r31 r32)/(r31-r32)≦-0.25；0.9≦f45/f≦2.3；-0.8≦f6/f≦-0.7；0.5≦bfl/f≦0.6；其中，hih为该成像镜头于成像面的半像高，bfl为该第六透镜的像侧面至成像面于该光轴上的间距，r31为该第三透镜的物侧面的曲率半径，r32为该第三透镜的像侧面的曲率半径，f为该成像镜头的有效焦距，f6为该第六透镜的有效焦距，f45为该第四透镜以及该第五透镜的组合有效焦距。
6.本发明提供另一种成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜为双凹透镜具有负屈光力，且包括一凹面朝向物侧及另一凹面朝向像侧。第三透镜为双凸透镜具有正屈光力，且包括一凸面朝向物侧及另一凸面朝向像侧。第四透镜具有屈光力。第五透镜具有屈光力。第六透镜具有负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足以下至少一条件：0.85≦hih/bfl≦1.05；-0.75≦(r31 r32)/(r31-r32)≦-0.25；0.9≦f45/f≦2.3；-0.8≦f6/f≦-0.7；0.5≦bfl/f≦0.6；其中，hih为该成像镜头于成像面的半像高，bfl为该第六透镜的像侧面至成像面于该光轴上的间距，r31为该第三透镜的物侧面的曲率半径，r32为该第三透镜的像侧面的曲率半径，f为该成像镜头的有效焦距，f6为该第六透镜的有效焦距，f45为该第四透镜以及该第五透
镜的组合有效焦距。
7.本发明的成像镜头可更包括光圈设置于第二透镜与第三透镜之间。
8.其中第一透镜包括一凸面朝向物侧及一凹面朝向像侧，第四透镜包括一凹面朝向物侧，第五透镜包括一凸面朝向像侧。
9.第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有负屈光力，第四透镜、第五透镜以及第六透镜为弯月型透镜。
10.其中第四透镜包括一凸面朝向像侧，第五透镜包括一凹面朝向物侧，第六透镜包括一凹面朝向该物侧以及一凸面朝向该像侧。
11.本发明提供一种光学装置，包括光源、传感器、成像组件、如上所述的成像镜头及信号转换器。
12.本发明的成像镜头其镜头总长度较短、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
13.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。
14.图1是本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。
15.图2a是本发明的成像镜头的第一实施例的场曲(field curvature)图。
16.图2b是本发明的成像镜头的第一实施例的畸变(distortion)图。
17.图2c是本发明的成像镜头的第一实施例的光点(spot)图。
18.图2d是本发明的成像镜头的第一实施例的调变转换函数(modulation transfer function)图。
19.图3是本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。
20.图4是本发明的成像镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。
21.图5是本发明的成像镜头的第四实施例的透镜配置与光路示意图。
22.图6是本发明的成像镜头的第五实施例的透镜配置与光路示意图。
23.图7是本发明的成像镜头的第六实施例的透镜配置与光路示意图。
24.图8是本发明的成像镜头的第七实施例的透镜配置与光路示意图。
具体实施方式
25.本发明提供一种成像镜头，本实施例的成像镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力，可以有效调整光学路径使其较为平滑不容易有大转折；第二透镜为双凹透镜具有负屈光力，可以调整第一透镜具正屈光力所造成之球差使其变小，以达成调整像差的目的，且搭配第一透镜可有效消除畸变；第三透镜为双凸透镜具有正屈光力，可有效缩短成像镜头总长度；第四透镜和第五透镜具有屈光力，且之间无空气间隔，亦即第四透镜与第五透镜为一胶合透镜，可有效修正像差提升分辨率；第六透镜具有负屈光力，可有效缩短光学路径以得到较短的后焦距，有利于控制成像镜头的长度。
26.本发明提供另一种成像镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五
透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜为双凹透镜具有负屈光力。第三透镜为双凸透镜具有正屈光力。第四透镜具有屈光力。第五透镜具有屈光力。第六透镜具有负屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。成像镜头满足至少以下一条件：0.85≤hih/bfl≤1.05；-0.75≤(r31 r32)/(r31-r32)≤-0.25；0.9≤f45/f≤2.3；-0.8≤f6/f≤-0.7；0.5≤bfl/f≤0.6；其中，hih为成像镜头于成像面的半像高，bfl为第六透镜的像侧面至成像面于光轴上的间距，r31为第三透镜的物侧面的曲率半径，r32为第三透镜的像侧面的曲率半径，f为成像镜头的有效焦距，f6为第六透镜的有效焦距，f45为第四透镜及第五透镜的组合有效焦距。
27.请参阅底下表一、表三、表五、表七、表九、表十一及表十三，分别为本发明成像镜头其他实施例的各透镜的相关参数表，其他实施例的第一至第六透镜皆由玻璃材质制成，且物侧面与像侧面皆为球面表面，以下说明中同上述实施例的屈光将不再赘述。
28.图1、3、4、5、6、7、8分别为本发明的成像镜头的第一、二、三、四、五、六、七实施例的透镜配置与光路示意图，第一透镜l11、l21、l31、l41、l51、l61、l71其物侧面s11、s21、s31、s41、s51、s61、s71为凸面，像侧面s12、s22、s32、s42、s52、s62、s72为凹面。第二透镜l12、l22、l32、l42、l52、l62、l72其物侧面s13、s23、s33、s43、s53、s63、s73与像侧面s14、s24、s34、s44、s54、s64、s74皆为凹面。第三透镜l13、l23、l33、l43、l53、l63、l73其物侧面s16、s26、s36、s46、s56、s66、s76为与像侧面s17、s27、s37、s47、s57、s67、s77皆为凸面。第四透镜l14、l24、l34、l44、l54、l64、l74为弯月型透镜具有正屈光力，其物侧面s18、s28、s38、s48、s58、s68、s78为凹面，像侧面s19、s29、s39、s49、s59、s69、s79为凸面。第五透镜l15、l25、l35、l45、l55、l65、l75为弯月型透镜具有负屈光力，其物侧面s19、s29、s39、s49、s59、s69、s79为凹面，像侧面s110、s210、s310、s410、s510、s610、s710为凸面。第四透镜l14、l24、l34、l44、l54、l64、l74与第五透镜l15、l25、l35、l45、l55、l65、l75胶合或紧密黏合或之间不存在空气间隔，成为一正胶合透镜，可有效的消除轴向色差与横向色差，以提升成像镜头分辨率。第六透镜l16、l26、l36、l46、l56、l66、l76为弯月型透镜，其物侧面s111、s211、s311、s411、s511、s611、s711为凹面，像侧面s112、s212、s312、s412、s512、s612、s712为凸面。
29.藉由上述配置成像镜头1、2、3、4、5、6、7能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。另外，除上述配置外可搭配以下条件(1)至条件(5)其中至少一条件：
30.0.85≦hih/bfl≦1.05；
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(1)
[0031]-0.75≦(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)≦-0.25；
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(2)
[0032]
0.9≦f
45
/f≦2.3；
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(3)
[0033]-0.8≦f6/f≦-0.7；
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(4)
[0034]
0.5≦bfl/f≦0.6；
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(5)
[0035]
其中，hih为成像镜头1、2、3、4、5、6、7于成像面ima1、ima2、ima3、ima4、ima5、ima6、ima7的半像高，bfl为第六透镜l16、l26、l36、l46、l56、l66、l76的像侧面s112、s212、s312、s412、s512、s612、s712分别至成像面ima1、ima2、ima3、ima4、ima5、ima6、ima7于光轴oa1、oa2、oa3、oa4、oa5、oa6、oa7上的间距，r
31
为第三透镜l13、l23、l33、l43、l53、l63、l73的物侧面s16、s26、s36、s46、s56、s66、s76的曲率半径，r
32
为第三透镜l13、l23、l33、l43、l53、l63、l73的像侧面s17、s27、s37、s47、s57、s67、s77的曲率半径，f为成像镜头1、2、3、4、5、6、7的有
效焦距，f6为第六透镜l16、l26、l36、l46、l56、l66、l76的有效焦距，f
45
为第四透镜l14、l24、l34、l44、l54、l64、l74及第五透镜l15、l25、l35、l45、l55、l65、l75的组合有效焦距。
[0036]
当满足条件(1)时，可有效缩短后焦距，有助于缩短镜头总长度，使成像镜头达到微型化。当满足条件(2)时，可确保第三透镜形状，可有效调整成像镜头的长度。当满足条件(3)时，可有效降低色差大幅提升成像质量。当满足条件(4)时，可有效控制后焦距长度，使后焦距长度不至于太长。当满足条件(5)时，可有效缩短后焦距，有助于缩短镜头总长度，使成像镜头达到微型化。第四透镜与第五透镜的胶合有助于使以上条件式达到所述功效，亦即有助于满足以上条件式。
[0037]
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、光圈st1、第三透镜l13、第四透镜l14、第五透镜l15、第六透镜l16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】第一至十段落，其中：
[0038]
保护玻璃cg1其物侧面s113与像侧面s114皆为平面；利用上述透镜、光圈st1及条件(1)至条件(5)至少其中一条件的设计，使得成像镜头1能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表。
[0039]
表一
[0040][0041]
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，由表二可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0042]
表二
[0043]
hih11.961mmbfl13.3mmf
45
26.7mmhih/bfl0.90(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.55f
45
/f1.18f6/f-0.77bfl/f0.59
ꢀꢀ
[0044]
另外，第一实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，由图2a可看出，第一实施例的成像镜头1其场曲介于-0.06mm至0.12mm之间。由图2b可看出，第一实施例的成像镜头1其畸变介于0％至0.2％之间。由图2c可看出，第一实施例的成像镜头1，当像高为0.000mm时，其光点的均方根(root mean square)半径为2.371μm，光点的几何(geometrical)半径为4.648μm，当像高为-2.992mm时，其光点的均方根半径为2.620μm，光点的几何半径为6.894μm，当像高为-5.990mm时，其光点的均方根半径为2.868μm，光点的几何半径为7.393μm，当像高为-8.989mm时，其光点的均方根半径为2.025μm，光点的几何半径为6.353μm，当像高为-11.961mm时，其光点的均方根半径为4.844μm，光点的几何半径为13.532μm。由图2d可看出，第一实施例的成像镜头1其调变转换函数值介于0.66至1.0之间。显见第一实施例的成像镜头1的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率也都能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
[0045]
请参阅图3，成像镜头2沿着一轴oa2从物侧至像侧依序包括第一透镜l21、第二透镜l22、光圈st2、第三透镜l23、第四透镜l24、第五透镜l25、第六透镜l26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】第一至十段落，其中：保护玻璃cg2其物侧面s213与像侧面s214皆为平面；
[0046]
利用上述透镜、光圈st2及条件(1)至条件(5)至少其中一条件的设计，使得成像镜头2能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表。
[0047]
表三
[0048][0049][0050]
表四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，由表四可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0051]
表四
[0052]
hih11.959mmbfl13.32mmf
45
22.56mmhih/bfl0.90(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.69f
45
/f1.00f6/f-0.73bfl/f0.59
ꢀꢀ
[0053]
请参阅图4，成像镜头3沿着一轴oa3从物侧至像侧依序包括第一透镜l31、第二透镜l32、光圈st3、第三透镜l33、第四透镜l34、第五透镜l35、第六透镜l36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】第一至十段落，其中：保护玻璃cg3其物侧面s313与像侧面s314皆为平面；
[0054]
利用上述透镜、光圈st3及条件(1)至条件(5)至少其中一条件的设计，使得成像镜头3能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表五为图4中成像镜头3的各透镜的相关参数表。
[0055]
表五
[0056][0057][0058]
表六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，由表六可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0059]
表六
[0060]
hih11.96mmbfl13.3mmf
45
34.66mmhih/bfl0.90(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.38f
45
/f1.54f6/f-0.80bfl/f0.59
ꢀꢀ
[0061]
请参阅图5，成像镜头4沿着一轴oa4从物侧至像侧依序包括第一透镜l41、第二透镜l42、光圈st4、第三透镜l43、第四透镜l44、第五透镜l45、第六透镜l46及保护玻璃cg4。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima4上。根据【具体实施方式】第一至十段落，其中：保护玻璃cg4其物侧面s413与像侧面s414皆为平面；
[0062]
利用上述透镜、光圈st4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4能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表七为图5中成像镜头4的各透镜的相关参数表。
[0063]
表七
[0064][0065]
表八为第四实施例的成像镜头4的相关参数值及其对应条件(1)至条件(5)的计算值，由表八可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0066]
表八
[0067]
hih11.963mmbfl13.27mmf
45
49.56mmhih/bfl0.90(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.26f
45
/f2.19f6/f-0.85bfl/f0.59
ꢀꢀ
[0068]
请参阅图6，成像镜头5沿着一轴oa5从物侧至像侧依序包括第一透镜l51、第二透镜l52、光圈st5、第三透镜l53、第四透镜l54、第五透镜l55、第六透镜l56及保护玻璃cg5。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima5上。根据【具体实施方式】第一至十段落，其中：保护玻璃cg5其物侧面s513与像侧面s514皆为平面；
[0069]
利用上述透镜、光圈st5及条件(1)至条件(5)至少其中一条件的设计，使得成像镜头5能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表九为图6中成像镜头5的各透镜的相关参数表。
[0070]
表九
[0071][0072]
表十为第五实施例的成像镜头5的相关参数值及其对应条件(1)至条件(5)的计算值，由表十可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0073]
表十
[0074][0075][0076]
请参阅图7，成像镜头6沿着一轴oa6从物侧至像侧依序包括第一透镜l61、第二透镜l62、光圈st6、第三透镜l63、第四透镜l64、第五透镜l65、第六透镜l66及保护玻璃cg6。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima6上。根据【具体实施方式】第一至十段落，其中：保护玻璃cg6其物侧面s613与像侧面s614皆为平面；
[0077]
利用上述透镜、光圈st6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6能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表十一为图7中成像镜头6的各透镜的相关参数表。
[0078]
表十一
[0079][0080]
表十二为第六实施例的成像镜头6的相关参数值及其对应条件(1)至条件(5)的计算值，由表十二可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0081]
表十二
[0082]
hih11.598mmbfl13.31mmf
45
35.29mmhih/bfl0.87(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.38f
45
/f1.56f6/f-0.82bfl/f0.59
ꢀꢀ
[0083]
请参阅图8，成像镜头7沿着一轴oa7从物侧至像侧依序包括第一透镜l71、第二透镜l72、光圈st7、第三透镜l73、第四透镜l74、第五透镜l75、第六透镜l76及保护玻璃cg7。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面ima7上。根据【具体实施方式】第一至十段落，其中：保护玻璃cg7其物侧面s713与像侧面s714皆为平面；
[0084]
利用上述透镜、光圈st7及条件(1)至条件(5)至少其中一条件的设计，使得成像镜头7能有效的缩短镜头总长度、有效的提升分辨率、有效的抗环境温度变化、有效的修正像差。表十三为图8中成像镜头7的各透镜的相关参数表。
[0085]
表十三
[0086][0087]
表十四为第七实施例的成像镜头7的相关参数值及其对应条件(1)至条件(5)的计算值，由表十四可知皆能满足条件(1)至条件(5)的要求。
[0088]
表十四
[0089]
hih11.957mmbfl12mmf
45
36.7mmhih/bfl1.00(r
31
r
32
)/(r
31-r
32
)-0.43f
45
/f1.63f6/f-0.80bfl/f0.53
ꢀꢀ
[0090]
本发明能但不限于应用于扫描装置，该扫描装置包括光源、传感器、成像组件以及信号转换器，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，本领域的普通技术人员，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。