專利名稱：光學(xué)變焦鏡頭及成像模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像技術(shù)，特別涉及一種光學(xué)變焦鏡頭及成像模組。
背景技術(shù)：
近年來，隨著市場需求與特性的改變，如今的網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)廣泛應(yīng)用于軍事防御、警 力巡邏、居家安全等方面，其重要性與普遍性已逐漸提升。然而，目前市場上的日夜可用網(wǎng) 絡(luò)攝影機(jī)中的變焦鏡頭一般只有較低的光學(xué)變倍比。另外，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)成像系統(tǒng)的影像感測器， 如電荷耦合器(Charge Coupled Device, CCD)或補(bǔ)充性半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)裝置，在提高像素的同時，朝小型化方向發(fā)展，以此滿足消費(fèi)者 對成像系統(tǒng)的成像品質(zhì)及便攜性的要求。因此，成像系統(tǒng)中的變焦鏡頭既需提高分辨率又 要縮小尺寸，以適應(yīng)影像感測器高成像品質(zhì)、小尺寸的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種小型化且成像品質(zhì)高的光學(xué)變焦鏡頭及成像模組。一種光學(xué)變焦鏡頭，其與一成像面對正設(shè)置。該光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依 次包括具有正光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、具有負(fù)光焦度的第三 透鏡組、具有正光焦度的第四透鏡組、具有正光焦度的第五透鏡組以及具有正光焦度的 第六透鏡組。該光學(xué)變焦鏡頭滿足條件式25 < TT/fw < 27 ；8. 5mm < BFL < 12. 5mm ； (v2+v5)-(vl+v6) >60。其中，TT為第一透鏡組的物側(cè)端至成像面的距離，fw為該光學(xué)變 焦鏡頭的最短焦距，BFL為第六透鏡組的像側(cè)端到成像面的距離，vl、v2、v5、v6分別為第 一、二、五、六透鏡組的阿貝數(shù)。一種成像模組，其包括一光學(xué)變焦鏡頭以及一與所述光學(xué)變焦鏡頭對正設(shè)置的影 像感測器。所述光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡組、具有負(fù) 光焦度的第二透鏡組、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組、具有正光焦度的第四透鏡組、具有正光 焦度的第五透鏡組以及具有正光焦度的第六透鏡組。該成像模組滿足條件式25 < TT/fw < 27 ；8. 5mm < BFL < 12. 5mm ； (v2+v5) -(vl+v6) > 60 ；其中，TT 為第一透鏡組的物側(cè)端至 所述影像感測器的成像面的距離，fV為該光學(xué)變焦鏡頭的最短焦距，BFL為第六透鏡組的 像側(cè)端到影像感測器的成像面的距離，vU v2、v5、v6分別為第一、二、五、六透鏡組的阿貝 數(shù)。所述光學(xué)變焦鏡頭滿足條件式25 < TT/fw < 27，可有效限制光焦度以縮短鏡頭 長度；滿足條件式8. 5mm < BFL < 12. 5mm，可使用標(biāo)準(zhǔn)接口安裝在影像感測器上；滿足條 件式(V2+V5)-(V1+V6) > 60，可修正色差，并使得白天和夜晚均可使用。


圖1為本發(fā)明實施方式提供的成像模組在廣角位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施方式提供的成像模組在中角位置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施方式提供的成像模組在遠(yuǎn)攝位置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為第一實施方式的成像模組在廣角位置的場曲像差圖。圖5為第一實施方式的成像模組在廣角位置的畸變像差圖。圖6為第一實施方式的成像模組在中角位置的場曲像差圖。圖7為第一實施方式的成像模組在中角位置的畸變像差圖。圖8為第一實施方式的成像模組在遠(yuǎn)攝位置的場曲像差圖。圖9為第一實施方式的成像模組在遠(yuǎn)攝位置的畸變像差圖。圖10為第二實施方式的成像模組在廣角位置的場曲像差圖。圖11為第二實施方式的成像模組在廣角位置的畸變像差圖。圖12為第二實施方式的成像模組在中角位置的場曲像差圖。圖13為第二實施方式的成像模組在中角位置的畸變像差圖。圖14為第二實施方式的成像模組在中角位置的場曲像差圖。圖15為第二實施方式的成像模組在中角位置的畸變像差圖。
具體實施例方式請參閱圖1至圖3，本發(fā)明第一實施方式的成像模組包括一光學(xué)變焦鏡頭100以及 一與所述光學(xué)變焦鏡頭100對正設(shè)置的影像感測器200。本實施方式中，所述成像模組19 應(yīng)用于一網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)中。所述光學(xué)變焦鏡頭100從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡組10、具 有負(fù)光焦度的第二透鏡組20、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組30、具有正光焦度的第四透鏡組 40、具有正光焦度的第五透鏡組50以及具有正光焦度的第六透鏡組60。成像時，光線自物 側(cè)入射光學(xué)變焦鏡頭100，依次經(jīng)第一透鏡組10、第二透鏡組20、第三透鏡組30、第四透鏡 組40、第五透鏡組50及第六透鏡組60后匯聚(成像于影像感測器200的一成像面99。所 述光學(xué)變焦鏡頭100還可包括一保護(hù)玻璃97，其設(shè)置于所述成像面99的物側(cè)，用于保護(hù)影 像感測器200的感測面不受損壞。所述光學(xué)變焦鏡頭100變焦時，所述第一、四、六透鏡組10、40、60固定不動，所述 第二、三、五透鏡組20、30、50沿光軸移動。如此，可通過改變各透鏡組之間的位置，來改變 光學(xué)變焦鏡頭100的有效焦距，實現(xiàn)變焦功能。由于變焦時第一透鏡組10固定不動，可將 所述光學(xué)變焦鏡頭100設(shè)計在機(jī)身內(nèi)進(jìn)行變焦，使得其更容易實現(xiàn)小型化，且便于所述光 學(xué)變焦鏡頭100防塵防水和減少損傷。所述第一透鏡組10從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)光焦度的第一鏡片11，具有正 光焦度的第二鏡片12及具有正光焦度的第三鏡片13。具體地，第二鏡片12膠合于第一鏡 片11，所述第一鏡片11、第二鏡片12及第三鏡片13從物側(cè)到像側(cè)依次包括S1、S2、S3、S4、 S5表面，其中，第一鏡片11像側(cè)表面與第二鏡片12物側(cè)表面重合為S2表面。所述第二透鏡組20從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)光焦度的第四鏡片21，具有負(fù) 光焦度的第五鏡片22，及具有正光焦度的第六鏡片23。具體地，第六鏡片23膠合于第五鏡 片22，所述第四鏡片21、第五鏡片22及第六鏡片23從物側(cè)到像側(cè)依次包括S6、S7、S8、S9、 SlO表面，其中，第五鏡片22像側(cè)表面與及第六鏡片23物側(cè)表面重合為S9表面。
所述第三透鏡組30從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)光焦度的第七鏡片31及具有正 光焦度的第八鏡片32。具體地，第八鏡片32膠合于第七鏡片31。所述第七鏡片31、第八鏡 片32從物側(cè)到像側(cè)依次包括S11、S12、S13表面，其中，第七鏡片31像側(cè)表面與及第八鏡片 32物側(cè)表面重合為S12表面。所述第四透鏡組40包括一正光焦度的第九鏡片41。所述第九鏡片41具有一像側(cè) 表面S14以及一物側(cè)表面S15。所述第四透鏡組40的物側(cè)端固定設(shè)置有一光圈95，由于光 圈95作動容易影響解析質(zhì)量，因此固定光圈95于第四透鏡組41，可使得制造上變量變少， 并有效提升良率。所述第五透鏡組50從物側(cè)到像側(cè)依序包括具有正光焦度的第十鏡片51，具有負(fù) 光焦度的第十一鏡片52，具有負(fù)光焦度的第十二鏡片53以及具有正光焦度的第十三鏡片 54。具體的，第十一鏡片52膠合于第十鏡片51。所述第十鏡片51、第十一鏡片52、第十二 鏡片53、第十三鏡片54從物側(cè)到像側(cè)依次包括S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22表面，其 中，第十鏡片51像側(cè)表面與第十一鏡片52物側(cè)表面重合為S20表面。所述第六透鏡組60從物側(cè)到像側(cè)依序包括具有負(fù)光焦度的第十四鏡片61，具有 正光焦度的第十五鏡片62，具有正光焦度的第十六鏡片63。所述第十四鏡片61、第十五鏡 片62、第十六鏡片63從物側(cè)到像側(cè)依次包括S23、S24、S25、S26、S27、S28表面。為得到高變焦倍率、小型化的光學(xué)變焦鏡頭100，該光學(xué)變焦鏡頭100滿足條件 式25 < TT/fw < 27 ；(1)8. 5mm < BFL < 12. 5mm ；(2)(v2+v5)-(vl+v6) > 60 ；(3)其中，TT為第一鏡片11物側(cè)面至所述成像面99的距離，fw為該光學(xué)變焦鏡頭100 的最短焦距，BFL為第十六鏡片63的像側(cè)面到成像面99的距離，vl、v2、v5、v6分別為第 一、二、五、六透鏡組10、20、50、60的阿貝數(shù)。條件式(1)給出光學(xué)變焦鏡頭100的總長TT與最短有效焦距fw的關(guān)系，以此條 件應(yīng)用在光焦度為正_負(fù)-負(fù)_正-正_正排布的遠(yuǎn)攝(tel印hoto)成像結(jié)構(gòu)中，可有效 限制光焦度以縮短鏡頭長度，從而達(dá)到小型化目的。具體地，Ι/fV為光學(xué)變焦鏡頭100的光 焦度，如TT/fw > 27，則光學(xué)變焦鏡頭100具有較大光焦度，使得光學(xué)變焦鏡頭100需使用 更多透鏡組成，無法得到小型化。如TT/fw < 25，則光學(xué)變焦鏡頭100的光焦度過小，無法 有效平衡像差，影響解析品質(zhì)。條件式(2)限制光學(xué)變焦鏡頭100的后焦距BFL在8. 5mm至12. 5mm之間，使得所 述光學(xué)變焦鏡頭100符合一般影像感測器200的安裝規(guī)格，從而便于用戶安裝。條件式(3)給出第二、五透鏡組20、50的阿貝數(shù)之和與第一、六透鏡組10、60的阿 貝數(shù)之和的關(guān)系，以修正色差且使得該成像模組在白天及夜晚均可正常接收光線并成像。 具體地，若此條件低于下限值60則會增大色差，降低成像質(zhì)量。另外，該光學(xué)變焦鏡頭100中至少包括兩片非球面鏡片，以有效縮小體積與提升 解析。本實施方式中，第四鏡片21以及第九鏡片41為非球面鏡片。以透鏡組表面中心為原點，光軸為χ軸，所述非球面鏡表面的非球面面型表達(dá)式 為
χ =-]====== + YjA^其中，c為鏡面表面中心的曲率，k是二次曲面系數(shù)，;^ =VV2+Z2為從光軸到透鏡 組表面的高度，Σ Aihi表示對Aihi累加，i為自然數(shù)，Ai為第i階的非球面面型系數(shù)。約定F為光學(xué)變焦鏡頭100的有效焦距，F(xiàn)n。為光學(xué)變焦鏡頭100的光圈數(shù)，2 ω為 光學(xué)變焦鏡頭100的視場角。R為對應(yīng)表面的曲率半徑，D為對應(yīng)表面到后一個表面的軸上 距離(兩個表面截得光軸的長度)，Nd為對應(yīng)透鏡組對d光(波長為656.3納米，下同)的 折射率(下同)，Vd為d光在對應(yīng)透鏡組的阿貝數(shù)(abbe number，下同)。以下結(jié)合圖4至圖15，以進(jìn)一步說明光學(xué)變焦鏡頭100。第一實施方式本實施方式的光學(xué)變焦鏡頭100滿足表1、表2及表3所列的條件。表 1 表2 表 3 本實施方式的光學(xué)變焦鏡頭100在廣角位置(2 ω = 68. 9 ？)、中角位置(2 ω = 8.59 )以及遠(yuǎn)攝位置(2 ω =4.28 )的場曲特性曲線及畸變特性曲線分別如圖4至 圖9所示(圖4、圖5對應(yīng)廣角位置的光學(xué)變焦鏡頭100，圖6、圖7對應(yīng)中角位置的光學(xué)變 焦鏡頭100，圖8、圖9對應(yīng)遠(yuǎn)攝位置的光學(xué)變焦鏡頭100)。圖4、圖6及圖8中，曲線t及s分別為子午場曲(tangentialfield curvature)特性曲線及弧矢場曲(sagittal field curvature)特性曲線(下同)。可見，子午場曲值及弧矢場曲值被控制在_0. 05mm 0. 05mm 之間。圖5、圖7及圖9中，曲線dis為畸變特性曲線(下同)?？梢?，畸變量被控制在-6% 6%間。綜前，第一實施方式的光學(xué)變焦鏡頭100在變焦時產(chǎn)生的場曲及畸變像差被控制 (修正)在較小的范圍內(nèi)。第二實施方式本實施方式中，所述光學(xué)變焦鏡頭IOOa與第一實施方式的光學(xué)變焦鏡頭100結(jié)構(gòu) 基本相同，其區(qū)別在于第二實施方式的光學(xué)變焦鏡頭IOOa滿足表4、表5及表6所列的條 件。表 4 表5 表 6 本實施方式的光學(xué)變焦鏡頭IOOa在廣角位置(2 ω =61.7 )、中角位置(2 ω =7.62 ？)以及遠(yuǎn)攝位置(2ω = 3.83 ？)的場曲特性曲線與畸變的特性曲線分別如圖 10-15所示(圖10、圖11對應(yīng)廣角位置的光學(xué)變焦鏡頭100a，圖12、圖13對應(yīng)中角位置的 光學(xué)變焦鏡頭100a，圖14、圖15對應(yīng)遠(yuǎn)攝位置的光學(xué)變焦鏡頭100a)?？梢?，第二實施方式 的光學(xué)變焦鏡頭IOOa產(chǎn)生的子午場曲值及弧矢場曲值被控制在-0. 05mm 0. 05mm間；畸 變量被控制在-2% 2%之間。綜前，第二實施方式的光學(xué)變焦鏡頭IOOa在變焦范圍內(nèi)產(chǎn) 生的場曲及畸變像差被控制(修正)在較小的范圍內(nèi)。綜上所述，所述光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡 組10、具有負(fù)光焦度的第二透鏡組20、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組30、具有正光焦度的第 四透鏡組40、具有正光焦度的第五透鏡組50以及具有正光焦度的第六透鏡組60。其滿足 條件式25 < TT/fw < 27，可有效限制光焦度以縮短鏡頭長度；滿足條件式8. 5mm < BFL < 12.5!11111，可使用標(biāo)準(zhǔn)接口安裝在影像感測器200上；滿足條件式&2+￥5)-&1+州)> 60，可修正色差，并使得白天和夜晚均可使用。另外，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，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包括在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光學(xué)變焦鏡頭，其與一成像面對正設(shè)置，該光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組、具有正光焦度的第四透鏡組、具有正光焦度的第五透鏡組以及具有正光焦度的第六透鏡組；其特征在于，該光學(xué)變焦鏡頭滿足條件式25＜TT/fw＜27；8.5mm＜BFL＜12.5mm；(v2+v5) (v1+v6)＞60；其中，TT為第一透鏡組的物側(cè)端至成像面的距離，fw為該光學(xué)變焦鏡頭的最短焦距，BFL為第六透鏡組的像側(cè)端到成像面的距離，v1、v2、v5、v6分別為第一、二、五、六透鏡組的阿貝數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，該第一透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依序 包括具有負(fù)光焦度的第一鏡片、具有正光焦度的第二鏡片及具有正光焦度的第三鏡片，第 二鏡片膠合于第一鏡片。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，第二透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依序包 括具有負(fù)光焦度的第四鏡片，具有負(fù)光焦度的第五鏡片，及具有正光焦度的第六鏡片，第六 鏡片膠合于第五鏡片。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，第三透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依序包 括具有負(fù)光焦度的第七鏡片，具有正光焦度的第八鏡片，該第八鏡片膠合于第七鏡片。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，第四透鏡組包括一正光焦度的第 九鏡片。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，第五透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依序包 括具有正光焦度的第十鏡片，具有負(fù)光焦度的第十一鏡片，具有負(fù)光焦度的第十二鏡片以 及具有正光焦度的第十三鏡片，第十一鏡片膠合于第十鏡片。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，第六透鏡組從物側(cè)到像側(cè)依序包括 具有負(fù)光焦度的第十四鏡片，具有正光焦度的第十五鏡片以及具有正光焦度的第十六鏡片。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，該光學(xué)變焦鏡頭中至少包括兩片 非球面鏡片。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)變焦鏡頭，其特征在于，該第四透鏡組上固定有一光圈。
10.一種成像模組，其包括一光學(xué)變焦鏡頭以及一與所述光學(xué)變焦鏡頭對正設(shè)置的影 像感測器，所述光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡組、具有負(fù) 光焦度的第二透鏡組、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組、具有正光焦度的第四透鏡組、具有正光 焦度的第五透鏡組以及具有正光焦度的第六透鏡組；其特征在于，該光學(xué)變焦鏡頭滿足條 件式·25 < TT/fw < 27 ；·8. 5mm < BFL < 12. 5mm ；(v2+v5)-(vl+v6) > 60 ；其中，TT為第一透鏡組的物側(cè)端至所述影像感測器的成像面的距離，fw為該光學(xué)變焦 鏡頭的最短焦距，BFL為第六透鏡組的像側(cè)端到影像感測器的成像面的距離，vUv2.v5.v6 分別為第一、二、五、六透鏡組的阿貝數(shù)。
全文摘要
一種光學(xué)變焦鏡頭，其與一成像面對正設(shè)置。該光學(xué)變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)光焦度的第二透鏡組、具有負(fù)光焦度的第三透鏡組、具有正光焦度的第四透鏡組、具有正光焦度的第五透鏡組以及具有正光焦度的第六透鏡組。所述光學(xué)變焦鏡頭滿足條件式25＜TT/fw＜27，可有效限制光焦度以縮短總長度；滿足條件式8.5mm＜BFL＜12.5mm，可使用標(biāo)準(zhǔn)接口安裝在影像感測器上；滿足條件式(v2+v5)-(v1+v6)＞60，可修正色差。其中，TT為第一透鏡組的物側(cè)端至成像面的距離，fw為該光學(xué)變焦鏡頭的最短焦距，BFL為第六透鏡組的像側(cè)端到成像面的距離，v1、v2、v5、v6分別為第一、二、五、六透鏡組的阿貝數(shù)。本發(fā)明還提供一種成像模組。
文檔編號G02B15/16GK101907765SQ20091030291
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者許德倫, 黃俊翔 申請人: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