专利名称：定焦镜头的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种镜头，特别涉及一种定焦镜头。
背景技术：
近年来，数码相机装置快速发展。随着数码相机的设计逐渐趋于轻薄短小，数码相机上的光学镜头设计也就越趋重要。一般相机镜头可分为定焦镜头与变焦镜头，定焦镜头因其较为单纯的特性，可以用较低的成本给数码相机提供良好的成像质量。
虽然定焦镜头设计已经发展了一段时日，但整个定焦镜头的光学系统成本、总长及成像质量，依然有许多的进步空间。
因此如何降低定焦镜头的光学系统成本及总长，并提供良好的成像质量，使相机装置可以缩小整体体积与成本，为目前各厂商所努力的目标。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题就在于提供一种定焦镜头，用以降低成本，并提供良好的成像质量。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是提出一种定焦镜头，由物端至成像端于光轴上依次包括具有负屈光率的第一透镜组，所述第一透镜组包含有塑胶负透镜，所述塑胶负透镜的至少一表面为非球面；具有正屈光率的第二透镜组，所述第二透镜组包含有塑胶正透镜，所述塑胶正透镜的至少一表面为非球面；且所述定焦镜头满足下列条件-1＜2Gf/1Gf＜0，其中1Gf为所述第一透镜组的焦距，2Gf为所述第二透镜组的焦距。
所述定焦镜头中，所述第一透镜组还包含末端正透镜，所述末端正透镜设置在所述塑胶负透镜的成像端。并且，所述第一透镜组满足下列条件-0.5＜(C1 f/L3 f)＜0.5，其中C1 f为包含所述塑胶负透镜且不包含所述末端正透镜时的焦距，L3f为所述末端正透镜的焦距。
或者，所述第一透镜组还包含物端正透镜与末端正透镜，所述物端正透镜与末端正透镜分别设置在所述塑胶负透镜的两侧。所述第一透镜组需满足下列条件-0.5＜(C1 f/L3 f)＜0.5，其中C1 f为所述物端正透镜及所述塑胶负透镜的合成焦距，L3f为所述末端正透镜的焦距。
所述定焦镜头中，所述第二透镜组还包含中央正透镜与成像端负透镜，所述中央正透镜设置在所述塑胶正透镜与所述成像端负透镜之间。所述第二透镜组还满足下列条件-1.5＜(L5f/L6f)＜-0.5，其中L5f为所述中央正透镜的焦距，L6f为所述成像端负透镜的焦距。
所述定焦镜头还包括有孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间。所述定焦镜头还包括有滤波器，所述滤波器位于所述第二透镜组与成像端之间。
本发明将定焦镜头的公差敏感度均匀分配，可以提高生产装配的合格率，进而降低整体成本。此外，由于定焦镜头中的部份透镜采用塑胶材质的非球面镜片，降低了成本并提高成像质量。配合光学参数的设计，本发明还降低了定焦镜头的光学系统总长。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是本发明第一实施例的定焦镜头示意图； 图2A是本发明第一实施例的定焦镜头场的场曲图； 图2B是本发明第一实施例的定焦镜头场的畸变图； 图3A-3F分别是本发明第一实施例的定焦镜头的光扇形图； 图4是本发明第一实施例的定焦镜头的纵向像差图； 图5是本发明第一实施例的定焦镜头的离焦调变转换函数图。
图6是本发明第二实施例的定焦镜头示意图； 图7A是本发明第二实施例的定焦镜头场的场曲图； 图7B是本发明第二实施例的定焦镜头场的畸变图； 图8A-8F分别是本发明第二实施例的定焦镜头的光扇形图； 图9是本发明第二实施例的定焦镜头的纵向像差图； 图10A-10B是本发明第二实施例的定焦镜头的离焦调变转换函数图。
主要组件符号说明
100/200定焦镜头 110第一透镜组 112第一正透镜114第二负透镜 116第三正透镜120第二透镜组 122第四正透镜124第五正透镜 126第六负透镜130孔径光阑 140滤波器150成像端 160物端 170光轴
具体实施例方式 本发明的实施例将公差敏感度均匀分配，并且部份透镜使用塑胶材质的非球面镜片，可降低整体成本，提高成像质量。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可变更其中的光学参数与部份透镜的材质，以符合实际应用的情形。
本发明实施例的定焦镜头由物端至成像端在光轴上依次包括第一透镜组与第二透镜组。当定焦镜头装设于相机内时，成像端则为相机内的感光组件。第一透镜组具有负屈光率，且包括有塑胶负透镜，所述塑胶负透镜具有至少一表面为非球面。第二透镜组具有正屈光率，且包括有塑胶正透镜，所述塑胶正透镜具有至少一表面为非球面。
本发明各实施例的定焦镜头满足下列条件 -1＜2Gf/1Gf＜0......(1) 其中，1Gf为第一透镜组的焦距，2Gf为第二透镜组的焦距。
此外，第一透镜组还包含末端正透镜，设置于塑胶负透镜的成像端，且第一透镜组满足下列条件 -0.5＜(C1 f/L3 f)＜0.5......(2) 其中，C1 f为包含塑胶负透镜且不包含末端正透镜时的焦距，L3f为末端正透镜的焦距。
此外，第一透镜组还包含物端正透镜，设置于塑胶负透镜的物端，且第一透镜组满足上列条件(2)。其中，C1 f为该物端正透镜及塑胶负透镜的合成焦距，L3f为末端正透镜的焦距。
而第二透镜组还包含中央正透镜与成像端负透镜，且中央正透镜设置于塑胶正透镜与成像端负透镜之间。第二透镜组满足下列条件 -1.5＜(L5f/L6f)＜-0.5......(3) 其中，L5f为中央正透镜的焦距，L6f为成像端负透镜的焦距。
为了更加仔细描述各透镜间的相对关系及作用，请参照图1，为本发明第一个实施例的定焦镜头100的示意图。定焦镜头100由物端160到成像端150于光轴170上依次包括第一透镜组110及第二透镜组120。其中，第一透镜组110具有负屈光率，第二透镜组120具有正屈光率，且第一透镜组110和第二透镜组120分别由三块透镜所组成。为了更清楚各透镜间的相对位置，此处以从物端160到成像端150的排列顺序为透镜命名。
第一透镜组110由物端160到成像端150依次包括第一正透镜112、第二负透镜114及第三正透镜116。其中第一正透镜112即为上述的物端正透镜，第二负透镜114为塑胶负透镜，第三正透镜116为末端正透镜。
第二透镜组120由物端160到成像端150依次包括第四正透镜122、第五正透镜124及第六负透镜126。其中第四正透镜122即为上述的塑胶正透镜，第五正透镜124为中央正透镜，第六负透镜126为成像端负透镜。
第一透镜组110与第二透镜组120必须符合条件(1)以均匀分配公差敏感度。第一透镜组110藉由正负正的透镜搭配以校正色收差，其中第二负透镜114设计成非球面以矫正像差，且第一透镜组110的各透镜112、114与116的焦距必须符合条件(2)。而第二透镜组120中，第五正透镜124与第六负透镜126可相互搭配以矫正像差，且第五正透镜124与第六负透镜126的焦距必须符合条件(3)。
此外，定焦镜头100还包括有孔径光阑130，孔径光阑130设置在第一透镜组110与第二透镜组120之间。另有滤波器140设置在第二透镜组120与成像端150之间。
如图6所示为本发明第二个实施例的定焦镜头200的示意图。定焦镜头200由物端160到成像端150于光轴170上依次包括第一透镜组110及第二透镜组120。其中，第一透镜组110具有负屈光率，第二透镜组120具有正屈光率，第一透镜组110由二块透镜所组成，且第二透镜组120由三块透镜所组成。为了更清楚各透镜间的相对位置，此处以从物端160到成像端150的排列顺序为透镜命名。
第一透镜组110由物端160到成像端150依次包括第二负透镜114、第三正透镜116。其中第二负透镜114为塑胶负透镜，第三正透镜116为末端正透镜。
第二透镜组120由物端160到成像端150依次包括第四正透镜122、第五正透镜124及第六负透镜126。其中第四正透镜122即为上述的塑胶正透镜，第五正透镜124为中央正透镜，第六负透镜126为成像端负透镜。
本发明第二实施例的定焦镜头200与第一实施例的定焦镜头100的区别在于，定焦镜头200中未包含设置在第二负透镜(塑胶负透镜)114的物端的第一正透镜(物端正透镜)112。第二实施例的定焦镜头200中，第一透镜组110与第二透镜组120必须符合条件(1)以均匀分配公差敏感度。第一透镜组110藉由负正的透镜搭配以校正色收差，其中第二负透镜114设计成非球面以矫正像差，且第一透镜组110的各透镜114与116的焦距必须符合条件(2)。而第二透镜组120中，第五正透镜124与第六负透镜126可相互搭配以矫正像差，且第五正透镜124与第六负透镜126的焦距必须符合条件(3)。
此外，定焦镜头200还包括有孔径光阑130，孔径光阑130设置在第一透镜组110与第二透镜组120之间。另有滤波器140设置在第二透镜组120与成像端150之间。
为了显示本发明定焦镜头的实用性与优点，以下给出依据上述条件设计的两个实施例，并揭露出此两个实施例中的各项光学参数及光学特性图表。
第一实施例 表1依次列举出了根据本发明设计出的定焦镜头100的第一透镜组与第二透镜组的各项参数，其中，S11和S12分别表示第一正透镜的物端面和成像端面，S21和S22分别表示第二负透镜的物端面和成像端面，S31和S32分别表示第三正透镜的物端面和成像端面，S41和S42分别表示第四正透镜的物端面和成像端面，S51和S52分别表示第五正透镜的物端面和成像端面，S61和S62分别表示第六负透镜的物端面和成像端面，STO.为孔径光阑130，FS1与FS2为滤波器140之两面
定焦镜头第一实施例的其它光学特性则列于表2中
由表2可知，第一实施例的定焦镜头的2Gf/1Gf参数值为-0.529，符合条件(1)。(C1 f)/L3 f参数值为0.104，符合条件(2)。L5f/L6f参数值为-1.11，符合条件(3)。
此外，第一透镜组中的第二负透镜与第二透镜组中的第四正透镜皆为非球面透镜，其非球面透镜系数方程式如下 其中z为透镜的sag值，亦即透镜面的凹陷度，c为曲率半径的倒数，h为透镜面到光轴间的距离，k为圆锥系数(Conic Coefficient)，A、B、C及D则分别为高阶非球面系数。各非球面的高阶非球面系数依序列于表3中
接着请参照图2A与图2B，分别为定焦镜头第一实施例的场曲/畸变图。两图中的入射光波长为486奈米(nm)，图2A为场曲图，图中的T代表入射光的子午光线(Tangential Ray)，S代表入射光的弧矢光线(Sagittal Ray)，横坐标表示成像点到理想像面的距离，纵坐标为理想像高或入射角度。图2B为畸变图，横坐标表示成像点到理想点的百分比差，纵坐标为理想像高或入射角度。根据图2A与图2B所示，第一实施例的定焦镜头的场曲及畸变情况并不严重。
请参照图3A至图3F，分别代表不同像高下，波长分别为436、486、588与656奈米(nm)的光扇形(ray fan)图。其中图3A到图3F分别为像高(IMA)0、1.41、2.35、3.29、4.23及4.6毫米(mm)处所得的结果。由于具有子午与弧矢两面，因此每个像高皆有两个光扇形图，一个对应子午面(PY与EY)，一个对应弧矢面(PX与EX)。根据光扇形图的结果可知，第一实施例的定焦镜头在大部分的状况下，其成像误差值都在可接受的范围内。
请参照图4，为纵向像差的示意图。在波长分别为436、486、588与656奈米的光线下，第一实施例的定焦镜头具有良好的成像效果。
请参照图5，为定焦镜头的离焦调变转换函数(Through Focus MTF)图。其中，空间频率(Spatial Frequency)设定为100lp/mm。通过焦点的偏移及相对应的光学转换函数(Optical Transfer Function)结果，可得知第一实施例的定焦镜头具有良好的光学分辨率。
本发明第一实施例的定焦镜头将公差敏感度均匀分配，从而降低成本。此外，本发明定焦镜头中的部份透镜采用塑胶材质的非球面镜面，配合光学参数的设计，使该定焦镜头具有良好的成像质量，也同时符合成本的考虑。而且本发明的定焦镜头在采用第一实施例揭露的光学参数的情况下，系统总长仅为20.786毫米(mm)，降低了实际应用时光学装置的光学系统总长。
第二实施例 表4依次列举出了根据本发明设计出的定焦镜头200的第一透镜组与第二透镜组的各项参数，其中，S11’和S12’分别表示第二负透镜的物端面和成像端面，S21’和S22’分别表示第三正透镜的物端面和成像端面，S31’和S32’分别表示第四正透镜的物端面和成像端面，S41’和S42’分别表示第五正透镜的物端面和成像端面，S51’和S52’分别表示第六负透镜的物端面和成像端面，STO.为孔径光阑130，FS1与FS2为滤波器140之两面
定焦镜头第二实施例的其它光学特性则列于表5中
由表5可知，第二实施例的定焦镜头的2Gf/1Gf参数值为-0.39918，符合条件(1)。(C1 f)/L3 f参数值为-0.4194，符合条件(2)。L5f/L6f参数值为-1.1169，符合条件(3)。
此外，第一透镜组中的第二负透镜与第二透镜组中的第五正透镜皆为非球面透镜，其非球面透镜系数方程式如下 其中z为透镜的sag值，亦即透镜面的凹陷度，c为曲率半径的倒数，h为透镜面到光轴间的距离，k为圆锥系数，A、B、C及D则分别为高阶非球面系数。各非球面的高阶非球面系数依序列于表6中
接着请参照图7A与图7B，分别为定焦镜头第二实施例的场曲/畸变图。两图中的入射光波长为486奈米(nm)，图7A为场曲图，图中的T代表入射光的子午光线，S代表入射光的弧矢光线，横坐标表示成像点到理想像面的距离，纵坐标为理想像高或入射角度。图7B为畸变图，横坐标表示成像点到理想点的百分比差，纵坐标为理想像高或入射角度。根据图7A与图7B所示，第二实施例的定焦镜头的场曲及畸变情况并不严重。
请参照图8A至图8F，分别代表不同像高下，波长分别为436、486、588与656奈米(nm)的光扇形图。其中图3A到图3F分别为像高(IMA)0、1.11、1.85、2.59、3.33及3.7毫米(mm)处所得的结果。由于具有子午与弧矢两面，因此每个像高皆有两个光扇形图，一个对应子午面(PY与EY)，一个对应弧矢面(PX与EX)。根据光扇形图的结果可知，第二实施例的定焦镜头在大部分的状况下，其成像误差值都在可接受的范围内。
请参照图9，为纵向像差的示意图。在波长分别为436、486、588与656奈米的光线下，第二实施例的定焦镜头具有良好的成像效果。
请参照图10A与图10B，为第二实施例的定焦镜头的离焦调变转换函数(Through Focus MTF)图。其中，图10A中，空间频率设定为100lp/mm，图10B中，空间频率设定为200lp/mm。通过焦点的偏移及相对应的光学转换函数结果，可得知第二实施例的定焦镜头具有良好的光学分辨率。
本发明第二实施例的定焦镜头将公差敏感度均匀分配，从而降低成本。此外，本发明定焦镜头中的部份透镜采用塑胶材质的非球面镜面，配合光学参数的设计，使该定焦镜头具有良好的成像质量，也同时符合成本的考虑。而且本发明的定焦镜头在采用第二实施例揭露的光学参数的情况下，系统总长仅为18.47毫米(mm)，降低了实际应用时光学装置的光学系统总长。
虽然本发明已以实施例揭露如上，但其并非是对本发明的限定，任何本领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种定焦镜头，其特征在于，由物端至成像端于光轴上依次包括
具有负屈光率的第一透镜组，所述第一透镜组包含有塑胶负透镜，所述塑胶负透镜的至少一表面为非球面；
具有正屈光率的第二透镜组，所述第二透镜组包含有塑胶正透镜，所述塑胶正透镜的至少一表面为非球面；
且所述定焦镜头满足下列条件
-1＜2Gf/1Gf＜0
其中1Gf为所述第一透镜组的焦距，2Gf为所述第二透镜组的焦距。
2.如权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组还包含物端正透镜与末端正透镜，所述物端正透镜与末端正透镜分别设置在所述塑胶负透镜的两侧。
3.如权利要求2所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组满足下列条件
-0.5＜(C1f/L3f)＜0.5
其中C1f为所述物端正透镜及所述塑胶负透镜的合成焦距，L3f为所述末端正透镜的焦距。
4.如权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组还包含中央正透镜与成像端负透镜，所述中央正透镜设置在所述塑胶正透镜与所述成像端负透镜之间。
5.如权利要求4所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组满足下列条件
-1.5＜(L5f/L6f)＜-0.5
其中L5f为所述中央正透镜的焦距，L6f为所述成像端负透镜的焦距。
6.如权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头还包括有孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间。
7.如权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头还包括有滤波器，所述滤波器位于所述第二透镜组与成像端之间。
8.如权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组还包含末端正透镜，所述末端正透镜设置在所述塑胶负透镜的成像端。
9.如权利要求8所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组满足下列条件
-0.5＜(C1f/L3f)＜0.5
其中C1f为包含所述塑胶负透镜且不包含所述末端正透镜时的焦距，L3f为所述末端正透镜的焦距。
全文摘要
本发明公开了一种定焦镜头，由物端至成像端于光轴上依次包括第一透镜组与第二透镜组。第一透镜组具有负屈光率，第二透镜组具有正屈光率。所述定焦镜头满足-1＜2Gf/1Gf＜0的条件，其中1Gf为第一透镜组的焦距，2Gf为第二透镜组的焦距。本发明将定焦镜头的公差敏感度均匀分配，提高了生产装配的合格率，进而降低整体成本。本发明定焦镜头中的部份透镜采用塑胶材质的非球面镜片，降低了成本并提高成像质量。配合光学参数的设计，本发明还降低了定焦镜头的光学系统总长。
文档编号G02B9/10GK101354475SQ200710138460
公开日2009年1月28日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者张谷源 申请人:亚洲光学股份有限公司