成像鏡頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種成像鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有的正光焦度的第一鏡片、光圈、具有負(fù)光焦度的第二鏡片、具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具有負(fù)光焦度的第五鏡片及影像感測(cè)器；所述成像鏡頭滿(mǎn)足以下條件式：0.1<(0.5*p/D)<1.5，其中，D為所述光圈之直徑，p為所述影像感測(cè)器的像素尺寸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
成像I競(jìng)頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及成像技術(shù)，特別涉及一種成像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)字顯示的逐漸普及，即時(shí)視頻裝置對(duì)成像鏡頭提出了更高的要求。譬如，高 變焦倍率、小型化及高成像質(zhì)量是目前變焦成像鏡頭發(fā)展的主要趨勢(shì)。因此，在較低的照度 下仍然保證高成像質(zhì)量是目前變焦成像鏡頭設(shè)計(jì)的主要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，有必要提供一種能解決以上問(wèn)題的揚(yáng)聲器。
[0004] 有鑒于此，有必要提供一種較低的照度下仍然保證高成像質(zhì)量的成像鏡頭。
[0005] -種成像鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有的正光焦度的第一鏡片、光圈、具有 負(fù)光焦度的第二鏡片、具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、 具有負(fù)光焦度的第五鏡片及影像感測(cè)器；所述成像鏡頭滿(mǎn)足以下條件式：0.1〈（ 0.5 * P / D)〈 1.5，其中，D為所述光圈之直徑，p為所述影像感測(cè)器的像素尺寸。
[0006] -種成像鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括光圈、具有正光焦度的第一鏡片、具有負(fù) 光焦度的第二鏡片、具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具 有負(fù)光焦度的第五鏡片及影像感測(cè)器；所述成像鏡頭滿(mǎn)足以下條件式：〇.1〈（ 0.5 * p / D)〈 1.5，其中，D為所述光圈之直徑，p為所述影像感測(cè)器的像素尺寸。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，條件式0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5是通過(guò)優(yōu)化光圈尺寸 的直徑與影像感測(cè)器的像素尺寸之間的關(guān)系，調(diào)整進(jìn)入光圈的光線(xiàn)與可使被攝物在低照度 (Low Luminosity)的情況下，所述成像鏡頭仍然能滿(mǎn)足成像質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的成像鏡頭的示意圖。
[0009] 圖2為圖1的成像鏡頭的球差特性曲線(xiàn)圖。
[0010] 圖3為圖1的成像鏡頭的場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)圖。
[0011] 圖4為圖1的成像鏡頭的畸變（distortion)特性曲線(xiàn)圖。
[0012] 圖5為本發(fā)明第二實(shí)施方式的成像鏡頭的示意圖。
[0013] 圖6為圖5的成像鏡頭的球差特性曲線(xiàn)圖。
[0014] 圖7為圖5的成像鏡頭的場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)圖。
[0015] 圖8為圖5的成像鏡頭的畸變特性曲線(xiàn)圖。
[0016] 圖9為本發(fā)明第三實(shí)施方式的成像鏡頭的示意圖。
[0017] 圖10為圖9的成像鏡頭的球差特性曲線(xiàn)圖。
[0018] 圖11為圖9的成像鏡頭的場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)圖。
[0019] 圖12為圖9的成像鏡頭的畸變（distortion)特性曲線(xiàn)圖。
[0020] 主要元件符號(hào)說(shuō)明
如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案提供的揚(yáng)聲器作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式提供的成像鏡頭100。所述成像鏡頭100 從物側(cè)到像側(cè)依次包括、一個(gè)具有正光焦度的第一鏡片10、一個(gè)光圈20、一個(gè)具有負(fù)光焦 度的第二鏡片30、一個(gè)具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片40、一個(gè)具有正光焦度的第 四鏡片50、一個(gè)具有負(fù)光焦度的第五鏡片60、濾光片70及影像感測(cè)器80。
[0023] 所述第一鏡片10包括面向物側(cè)的第一表面S1與面向像側(cè)的第二表面S2,所述光 圈20設(shè)置于第三表面S3位置處，所述光圈20用于控制通過(guò)第二鏡片30的光通量。所述 濾光片70用于濾除經(jīng)過(guò)第五鏡片60的光線(xiàn)中的紅外光線(xiàn)，避免在正常拍攝時(shí)紅外線(xiàn)入射 至影像感測(cè)器80,造成干擾從而產(chǎn)生噪點(diǎn)，同時(shí)可用以保護(hù)影像感測(cè)器80的影像感測(cè)面。
[0024] 所述第二鏡片30包括面向物側(cè)的第三表面S3及面向像側(cè)的第四表面S4 ;所述第 三鏡片40包括面向物側(cè)的第五表面S5及面向像側(cè)的第六表面S6 ;所述第四鏡片50包括 面向物側(cè)的第七表面S7及面向像側(cè)的第八表面S8 ;所述第五鏡片60包括面向物側(cè)的第九 表面S9及面向像側(cè)的第十表面S10。
[0025] 第一表面S1向物側(cè)凸出，第二表面S2向物側(cè)凸出。第三表面S3向物側(cè)凸出，第 七表面S7向物側(cè)凸出凸出。第九表面S9向像側(cè)凹陷。
[0026] 所述第一表面S1、第二表面S2、第三表面S3、第四表面S4、第五表面S5、第六表面 S6、第七表面S7、第八表面S8、第九表面S9及第十表面S10為球面或非球面，在本實(shí)施方式 中，所述第一表面S1、第二表面S2、第三表面S3、第四表面S4、第五表面S5、第六表面S6、第 七表面S7、第八表面S8、第九表面S9及第十表面S10為球面，并滿(mǎn)足非球面的面型公式 ：
[0027] 其中，z是沿光軸方向在高度為h的位置以表面頂點(diǎn)作參考距光軸的位移值，c是 曲率半徑，h為透鏡高度，K為圓錐定數(shù)（Coin Constant)，Ai為i次的非球面系數(shù)（i-th order Aspherical Coefficient)。 ΣΛ#表示對(duì)Aih1累加，i為自然數(shù)。通過(guò)將表1、表 2、（請(qǐng)參閱下文）的數(shù)據(jù)代入上述表達(dá)式，可獲得本發(fā)明第一實(shí)施方式的成像鏡頭100中各 透鏡表面的非球面形狀。表1中，LI、L2、L3、L4、L5分別代表第一鏡片10、第二鏡片 30、第三鏡片40、第四鏡片50與第五鏡片60 ;與L1同一行的厚度數(shù)值指的第一鏡片10的 厚度，與L2同一行的厚度數(shù)值指的第二鏡片30的厚度，與L3同一行的厚度數(shù)值指的第三 鏡片40的厚度，與L4同一行的厚度數(shù)值指的第四鏡片50的厚度，與L5同一行的厚度數(shù)值 指的第五鏡片60的厚度；與空氣間隔同一行的厚度值代表的是相鄰兩光學(xué)元件(鏡片與光 圈20之間、鏡片與鏡片之間或者濾光片與影像感測(cè)器之間）的間隔距離。例如表1中厚度 0. 77mm指的是第二表面的中心點(diǎn)與光圈之間的中心點(diǎn)之間的距離，厚度-0. 36mm指的是光 圈的中心距離第三表面的中心之間的距離，則第一鏡片10與第二鏡片30之間的空氣間隔 的厚度為〇. 77+ (-0. 36) =0. 41mm ;表1中0. 13mm指的是第四表面與第五表面之間的空氣 間隔的厚度；〇.85_指的是第六表面與第七表面之間的空氣間隔的厚度，依次類(lèi)推。（第二 實(shí)施例的表3,第三實(shí)施例的表5的數(shù)據(jù)也可參表1解釋)。
所述成像鏡頭100成像時(shí)，光線(xiàn)自物側(cè)入射成像鏡頭100,依次經(jīng)第一鏡片10、光圈20、 第二鏡片30、第三鏡片40、第四鏡片50、第五鏡片60與濾光片70后匯聚（成像）于影像感 測(cè)器80。
[0029] 為在低照度時(shí)仍有較佳成像質(zhì)量的需求，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化所述影像感測(cè)器80的 像素尺寸（pixel size)與所述光圈20直徑之間的關(guān)系，使成像鏡頭100滿(mǎn)足條件式： (1) 0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5 ; 其中，D為所述光圈20之直徑，p為所述影像感測(cè)器80的像素尺寸，像素尺寸p指的是 影像感測(cè)器80上每個(gè)感光單元的大小，像素尺寸p決定了影像感測(cè)器80能夠接收到的光 子數(shù)量。在通常情況下，光圈20的直徑D越大，單位時(shí)間（一個(gè)快門(mén)的時(shí)間）內(nèi)通過(guò)光圈20 的光線(xiàn)越多，進(jìn)到影像感測(cè)器器80的光線(xiàn)就越多，成像鏡頭100拍攝出的圖片質(zhì)量就越好。 而低照度的環(huán)境代表單位時(shí)間影像感測(cè)器80能接收到的光能量較低，當(dāng)光能量不足時(shí)，像 素尺寸不合適時(shí)，成像鏡頭100拍攝出的影像的質(zhì)量就會(huì)較差。因此，在此，通過(guò)優(yōu)化影像 感測(cè)器的像素尺寸P與光圈20的直徑D之間的關(guān)系，使成像鏡頭100在低照度時(shí)，仍然能 保證成像質(zhì)量。
[0030] 在本實(shí)施方式中,所述成像鏡頭100還滿(mǎn)足： (2) 0. 02 < (t2/f ) < 0. 3 ； 其中，t2為第二鏡片30之中心厚度，f為此成像鏡頭100之焦距（effective focal length);式（2)通過(guò)優(yōu)化第二鏡片30的厚度與成像系統(tǒng)100的焦距f之間的關(guān)系，可以有 效降低成像鏡頭的整體厚度。
[0031] (3) 0. 8 < Vdi/V^ < 3 ； 其中，Vdi為第一鏡片10之阿貝數(shù)（Abbe Number)，Vd2為第二鏡片30之阿貝數(shù)，式（3) 用于消除成像鏡頭100的色球差。
[0032] (4) 0. 2 < Rl/f< 0. 9 ； 其中，R1為第一表面S1之曲率半徑，f為成像鏡頭100之焦距。式（4)優(yōu)化了第一表 面S1之曲率半徑與成像鏡頭100的焦距之間的關(guān)系，從而用于修正成像鏡頭100的球差、 慧差。
[0033] (5) 1. 5〈 f3/f〈 5 ;f3鏡片為第三鏡片40之焦距。
[0034] 式（5)確保了第三鏡片40之光焦度于光學(xué)系統(tǒng)中之比例，可降低成像鏡頭100的 球差。
[0035] 請(qǐng)參閱圖2-4,圖2-4所示分別為第一實(shí)施方式的成像鏡頭100的球差特性曲線(xiàn)、 場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)、與畸變圖線(xiàn)。
[0036] 由圖2所示，曲線(xiàn)g，F(xiàn)，e，d及C分別為g光（波長(zhǎng)為435.8納米，下同）、？光 (波長(zhǎng)為486. 1納米，下同）、e光（波長(zhǎng)為546. 1納米，下同）、d光(波長(zhǎng)為588納米）及C 光（波長(zhǎng)為656. 3納米，下同）經(jīng)成像鏡頭100產(chǎn)生的球差特性曲線(xiàn)（下同）?？梢?jiàn)，第一 實(shí)施方式的成像鏡頭100對(duì)可見(jiàn)光（400-700納米）產(chǎn)生的球差被控制在-0. 08mm~0. 08_ 間。
[0037] 圖3為場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)圖。其中，曲線(xiàn)T及S分別為子午場(chǎng)曲（tangential field curvature)特性曲線(xiàn)及弧矢場(chǎng)曲（sagittal field curvature )特性曲線(xiàn)。由圖3可看出 該成像鏡頭100的子午場(chǎng)曲值和弧矢場(chǎng)曲值被控制在-〇. l〇mm~〇. l〇mm范圍內(nèi)。圖4示出 的曲線(xiàn)為成像鏡頭100的畸變特性曲線(xiàn)，可見(jiàn)，畸變量被控制在-3%~3%間。
[0038] 請(qǐng)參閱圖5,第二實(shí)施方式提供的成像鏡頭200與第一實(shí)施例提供的成像鏡頭100 基本相同，其不同在于：所述光圈201設(shè)置在第二表面S2處，且第八表面S8向像側(cè)凸出。通 過(guò)將表3、表4的資料代入上述表達(dá)式（a)，可獲知本發(fā)明第二實(shí)施方式的成像鏡頭200中 各透鏡表面的非球面形狀。
成像鏡頭200也滿(mǎn)足下述公式（1) - (5 ): (1) 0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5 ; (2) 0. 02 < (t2/f ) < 0. 3 ； (3) 0. 8 < Vdi/V^ < 3 ； (4) 0. 2 < Ri/f< 0. 9 ； (5) 1· 5〈 f3/f〈 5。
[0040] 其中，D為所述光圈20之直徑，ρ為所述影像感測(cè)器70的像素尺寸；其中t2為第 二鏡片30之中心厚度，f為此成像鏡頭100之焦距；其中V4為第一鏡片10之阿貝數(shù)，Vd 2 為第二鏡片30之阿貝數(shù)；其中R1為第一表面S1之曲率半徑，f為成像鏡頭100之焦距，f3 鏡片為第三鏡片40之焦距。
[0041] 圖6-8所示分別為第二實(shí)施方式的成像鏡頭200的球差特性曲線(xiàn)、場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)、 與畸變圖線(xiàn)。
[0042] 由圖6所示，從圖中可以看出第二實(shí)施例的成像鏡頭200對(duì)可見(jiàn)光（波長(zhǎng)范圍在 400 nm-700 nm之間）產(chǎn)生的球差值控制在-0. 05mm~0. 05mm范圍內(nèi)。
[0043] 曲線(xiàn)T及S分別為子午場(chǎng)曲（tangential field curvature)特性曲線(xiàn)及弧矢場(chǎng) 曲（sagittal field curvature )特性曲線(xiàn)。由圖7可看出該成像鏡頭200的子午場(chǎng)曲值 和弧矢場(chǎng)曲值被控制在-〇. l〇mm~〇. l〇mm范圍內(nèi)。圖7中，曲線(xiàn)g，F(xiàn)，e，d及C分別為g光 (波長(zhǎng)為435. 8納米，下同）、F光（波長(zhǎng)為486. 1納米，下同）、e光（波長(zhǎng)為546. 1納米， 下同）、d光(波長(zhǎng)為588納米）及C光（波長(zhǎng)為656. 3納米，下同）經(jīng)成像鏡頭200產(chǎn)生的 球差特性曲線(xiàn)（下同）。可見(jiàn)，第二實(shí)施方式的成像鏡頭200對(duì)可見(jiàn)光（400-700納米）產(chǎn) 生的球差被控制在-〇. 06mm~0. 06mm間。
[0044] 進(jìn)一步地，圖8示出的曲線(xiàn)為成像鏡頭200的畸變（Distortion)特性曲線(xiàn)，可見(jiàn)， 上述5種光線(xiàn)的畸變量被控制在_3%~3%間。
[0045] 請(qǐng)參閱圖9,第三實(shí)施方式提供的成像鏡頭300從物側(cè)到像側(cè)依次包括光圈301、 具有的正光焦度的第一鏡片10、具有負(fù)光焦度的第二鏡片30、具有正光焦度或者負(fù)光焦度 的第三鏡片40、具有正光焦度的第四鏡片50、具有負(fù)光焦度的第五鏡片60、及影像感測(cè)器 70 〇
[0046] 通過(guò)將表5、表6的數(shù)據(jù)資料代入上述表達(dá)式（a)，可獲知本發(fā)明第三實(shí)施方式的 成像鏡頭300中各透鏡表面的非球面形狀。成像鏡頭300也滿(mǎn)足： (1) 0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5 ; (2) 0. 02 < (t2/f ) < 0. 3 ； (3) 0. 8 < Vdi/V^ < 3 ； (4) 0. 2 < Ri/f< 0. 9 ； (5) 1· 5〈 f3/f〈 5。
[0047] 其中，D為所述光圈20之直徑，ρ為所述影像感測(cè)器70的像素尺寸；其中t2為第 二鏡片30之中心厚度，f為此成像鏡頭100之焦距；其中V4為第一鏡片10之阿貝數(shù)，Vd 2 為第二鏡片30之阿貝數(shù)；其中R1為第一表面S1之曲率半徑，f為成像鏡頭100之焦距，f3 鏡片為第三鏡片40之焦距。
[0048] 表 5
圖10-12所示分別為第三實(shí)施方式的成像鏡頭300的球差特性曲線(xiàn)、場(chǎng)曲特性曲線(xiàn)、與 畸變圖線(xiàn)。
[0049] 由圖10所示，從圖中可以看出第三實(shí)施例的成像鏡頭300對(duì)可見(jiàn)光（波長(zhǎng)范圍在 400 nm-700 nm之間）產(chǎn)生的球差值控制在-0. 05mm~0. 05mm范圍內(nèi)。
[0050] 曲線(xiàn)T及S分別為子午場(chǎng)曲（tangential field curvature)特性曲線(xiàn)及弧矢場(chǎng) 曲（sagittal field curvature )特性曲線(xiàn)。由圖11可看出該成像鏡頭100的子午場(chǎng)曲 值和弧矢場(chǎng)曲值被控制在-〇. l〇mm~〇. 1〇_范圍內(nèi)。圖11中，曲線(xiàn)g，F(xiàn)，e，d及C分別為 g光（波長(zhǎng)為435. 8納米，下同）、F光（波長(zhǎng)為486. 1納米，下同）、e光（波長(zhǎng)為546. 1納 米，下同）、d光(波長(zhǎng)為588納米)及C光（波長(zhǎng)為656. 3納米，下同）經(jīng)成像鏡頭300產(chǎn)生 的球差特性曲線(xiàn)（下同）。可見(jiàn)，第三實(shí)施方式的成像鏡頭300對(duì)可見(jiàn)光（400-700納米） 產(chǎn)生的球差被控制在-〇. 08mm~0. 08mm間。
[0051] 進(jìn)一步地，圖12示出的曲線(xiàn)為成像鏡頭300的畸變（Distortion)特性曲線(xiàn)，可見(jiàn)， 上述5種光線(xiàn)的畸變量被控制在-3%~3%間。
[0052] 綜上所述，條件式0· 1〈（ 0.5 * p / D)〈 1.5是通過(guò)優(yōu)化光圈尺寸的直徑 與影像感測(cè)器的像素尺寸之間的關(guān)系，調(diào)整進(jìn)入光圈的光線(xiàn)與可使被攝物在低照度（Low Luminosity)的情況下，所述成像鏡頭仍然能滿(mǎn)足成像質(zhì)量。
[0053] 應(yīng)該指出，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本 發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù) 的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種成像鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有的正光焦度的第一鏡片、光圈、具有負(fù) 光焦度的第二鏡片、具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具 有負(fù)光焦度的第五鏡片及影像感測(cè)器；所述成像鏡頭滿(mǎn)足以下條件式： 0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5， 其中，D為所述光圈之直徑，p為所述影像感測(cè)器的像素尺寸。2. 如權(quán)利要求1所述的成像鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片包括面向物側(cè)的第一表 面與面向像側(cè)的第二表面，所述第一表面為凸面，所述光圈設(shè)置在該第二表面。3. 如權(quán)利要求1所述的成像鏡頭，其特征在于，所述第二鏡片包括面向物側(cè)的第三表 面與面向像側(cè)的第四表面，所述光圈設(shè)置在該第三表面。4. 如權(quán)利要求2或者3所述的成像鏡頭，其特征在于，該成像鏡頭還滿(mǎn)足條件式： 0. 02 < (t2/f ) < 0. 3, 其中，t2為第二鏡片之中心厚度，f為所述成像鏡頭之焦距。5. 如權(quán)利要求4所述的成像鏡頭，其特征在于， 所述成像鏡頭還滿(mǎn)足：〇· 8〈 Vdl/Vd2〈 3， 其中，Vdl為所述第一鏡片的阿貝數(shù)，Vd2為所述第二鏡片的阿貝數(shù)。6. 如權(quán)利要求5所述的成像鏡頭，其特征在于， 所述成像鏡頭還滿(mǎn)足：〇. 2〈 RyfX 0. 9,其中，R1為第一表面之曲率半徑，f為所述成 像鏡頭之焦距。7. 如權(quán)利要求6所述的成像鏡頭，其特征在于， 所述成像鏡頭滿(mǎn)足：1. 5〈 f3/f〈 5， 其中f3為第三鏡片之焦距。8. -種成像鏡頭，其從物側(cè)到像側(cè)依次包括光圈、具有正光焦度的第一鏡片、具有負(fù)光 焦度的第二鏡片、具有正光焦度或者負(fù)光焦度的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具有 負(fù)光焦度的第五鏡片及影像感測(cè)器；所述成像鏡頭滿(mǎn)足以下條件式： 0· 1〈（ 0· 5 * p / D)〈 1. 5， 其中，D為所述光圈之直徑，p為所述影像感測(cè)器的像素尺寸。9. 如權(quán)利要求8所述的成像鏡頭，其特征在于，該成像鏡頭還滿(mǎn)足條件式： 0. 02 < (t2/f ) < 0. 3, 0. 8 < Vdl/Vd2 < 3, 其中，其中，t2為第二鏡片之中心厚度，f為所述成像鏡頭之焦距；Vd 所述第一鏡片 的阿貝數(shù)，Vd2為所述第二鏡片的阿貝數(shù)。10. 如權(quán)利要求9所述的成像鏡頭，其特征在于，所述成像鏡頭還滿(mǎn)足： 0· 2〈札/fX 0· 9,與 1. 5 < f3/f < 5, 其中，R1為第一表面之曲率半徑，f3為第三鏡片之焦距。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK105866933SQ201510034753
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月24日
【發(fā)明人】張宗恒
【申請(qǐng)人】鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司