全文摘要
本申请公开了一种成像镜头，该成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；第二透镜具有光焦度，其像侧面为凹面；第三透镜具有光焦度，其像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，其像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；以及第一透镜至第五透镜中的至少一个透镜具有非旋转对称的非球面。
主设计要求
1.成像镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；所述第二透镜具有光焦度，其像侧面为凹面；所述第三透镜具有光焦度，其像侧面为凸面；所述第四透镜具有正光焦度，其像侧面为凸面；所述第五透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；以及所述第一透镜至所述第五透镜中的至少一个透镜具有非旋转对称的非球面。
设计方案
1.成像镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；
所述第二透镜具有光焦度，其像侧面为凹面；
所述第三透镜具有光焦度，其像侧面为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，其像侧面为凸面；
所述第五透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；以及
所述第一透镜至所述第五透镜中的至少一个透镜具有非旋转对称的非球面。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的X轴方向的有效焦距fx与所述成像镜头的入瞳直径EPD满足fx\/EPD<2.0；以及
所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy与所述成像镜头的入瞳直径EPD满足fy\/EPD<2.0。
3.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的所述第一透镜的物侧面至所述成像镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足TTL\/ImgH<1.8。
4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的X轴方向的有效焦距fx、所述成像镜头的所述第一透镜的物侧面至所述成像镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL、所述成像镜头的入瞳直径EPD和所述成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5；以及
所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy、所述成像镜头的所述第一透镜的物侧面至所述成像镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL、所述成像镜头的入瞳直径EPD和所述成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH满足(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5。
5.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的X轴方向的有效焦距fx与所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy满足0.9<fy\/fx<1.1。
6.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的Y轴方向上的焦距f1y与所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy满足0.7<f1y\/fy<1.3。
7.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第四透镜的Y轴方向上的焦距f4y与所述第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R8满足-1.9<f4y\/R8<-1.5。
8.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面的Y轴方向的曲率半径R9与所述第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R10满足0.7≤(R9+R10)\/(R9-R10)<1.1。
9.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R10、所述第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R8与所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy满足0.2<(R10-R8)\/fy<0.8。
10.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第三透镜和所述第四透镜在所述光轴上的空气间隔T34、所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy与最大视场角的一半Semi-FOV满足0.9<T34×fy×Tan(Semi-FOV)<1.6。
11.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜分别于所述光轴上的中心厚度的总和∑CT与所述第一透镜至所述第五透镜中任意相邻两透镜在所述光轴上的空气间隔的总和∑T满足1.5<∑CT\/∑T<2.5。
12.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜分别于所述光轴上的中心厚度的总和∑CT与所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy满足0.6<∑CT\/fy≤0.7。
13.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足以下项中的至少一项：
4.3<fy\/CT3<5.5；以及
4.5<fy\/CT4<7.2。
14.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第二透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离所述第二透镜的像侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG22、所述第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离所述第三透镜的像侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG32、所述第五透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离所述第五透镜的物侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG51、所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3与所述第五透镜在所述光轴上的中心厚度CT5满足以下项中的至少一项：
0.7<SAG22\/CT2<1.3；
-0.6<SAG32\/CT3<-0.3；以及
-3.2<SAG51\/CT5<-1.6。
15.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离所述第三透镜的物侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG31、所述第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离所述第三透镜的像侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG32、所述第四透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离所述第四透镜的物侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG41与所述第四透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离所述第四透镜的像侧面与所述光轴交点在所述光轴上的距离SAG42满足以下项中的至少一项：
1.8<SAG32\/SAG31<3.5；以及
1.6<SAG42\/SAG41<2.9。
16.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜的各自的边缘厚度的总和∑ET与所述第一透镜至所述第五透镜分别于所述光轴上的中心厚度的总和∑CT满足0.7<∑ET\/∑CT<1.0。
17.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3、所述第五透镜在所述光轴上的中心厚度CT5、所述第一透镜的边缘厚度ET1、所述第三透镜的边缘厚度ET3与所述第五透镜的边缘厚度ET5满足以下项中的至少一项：
2.7<CT1\/ET1<3.1；
1.2<CT3\/ET3<1.5；以及
0.2<CT5\/ET5<0.7。
18.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第五透镜的所有物侧面、像侧面上的最大有效半径的极大值SD_max与所述第一透镜至所述第五透镜的所有物侧面、像侧面上最大有效半径的极小值SD_min满足2.4<SD_max\/SD_min<2.8。
19.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1、所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3、所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4与所述第五透镜在所述光轴上的中心厚度CT5满足以下项中的至少一项：
0.91<(CT1+CT2)\/CT3<1.18且0.95<(CT4+CT5)\/CT3<1.37；或
0.95<(CT1+CT5)\/CT3<1.29且0.89<(CT4+CT5)\/CT3<1.32。
20.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜在所述光轴上的空气间隔T23、所述第三透镜和所述第四透镜在所述光轴上的空气间隔T34与所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3满足0.9<(T23+T34)\/CT3<1.5。
设计说明书
技术领域
本申请涉及一种成像镜头，更具体地，涉及一种包括五片透镜的成像镜头。
背景技术
目前，五片式镜头的成型技术和组立工艺十分成熟，应用非常普遍。但受限于镜片的表面类型(非球面)，五片式镜头的发展受到了限制。在不增加元件数量的前提下，为了提高系统的成像质量，必须增加更多自由度。自由曲面可以满足这一要求。自由曲面是一种非旋转对称的表面类型，其包含了X方向和Y方向两个自由度，可以用于提高s方向和t方向的像质，可以用于校正TV畸变。考虑到自由曲面较成熟的成型技术，含有自由曲面的镜头将是一种趋势。本专利针对一个五片式镜头，结合自由曲面，显著提高了镜头的像质，可以指导镜头的光学设计。
实用新型内容
本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的成像镜头，例如适用于手机后置镜头的成像镜头。
一方面，本申请提供了一种成像镜头，该成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面；第二透镜可具有光焦度，其像侧面可为凹面；第三透镜可具有光焦度，其像侧面可为凸面；第四透镜可具有正光焦度，其像侧面可为凸面；第五透镜可具有负光焦度，其像侧面可为凹面；以及第一透镜至第五透镜中的至少一个透镜可具有非旋转对称的非球面。
在一个实施方式中，成像镜头的X轴方向的有效焦距fx与成像镜头的入瞳直径EPD可满足fx\/EPD<2.0；以及成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy与成像镜头的入瞳直径EPD可满足fy\/EPD<2.0。
在一个实施方式中，成像镜头的第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离TTL与成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH可满足TTL\/ImgH<1.8。
在一个实施方式中，成像镜头的X轴方向的有效焦距fx、成像镜头的第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离TTL、成像镜头的入瞳直径EPD和成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH可满足(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5；以及成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy、成像镜头的第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离TTL、成像镜头的入瞳直径EPD和成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH可满足(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5。
在一个实施方式中，成像镜头的X轴方向的有效焦距fx与成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy可满足0.9<fy\/fx<1.1。
在一个实施方式中，第一透镜的Y轴方向上的焦距f1y与成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy可满足0.7<f1y\/fy<1.3。
在一个实施方式中，第四透镜的Y轴方向上的焦距f4y与第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R8可满足-1.9<f4y\/R8<-1.5。
在一个实施方式中，第五透镜的物侧面的Y轴方向的曲率半径R9与第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R10可满足0.7≤(R9+R10)\/(R9-R10)<1.1。
在一个实施方式中，第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R10、第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径R8与成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy可满足0.2<(R10-R8)\/fy<0.8。
在一个实施方式中，第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34、成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy与最大视场角的一半Semi-FOV可满足0.9<T34×fy×Tan(Semi-FOV)<1.6。
在一个实施方式中，第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和∑CT与第一透镜至第五透镜中任意相邻两透镜在光轴上的空气间隔的总和∑T可满足1.5<∑CT\/∑T<2.5。
在一个实施方式中，第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和∑CT与成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy可满足0.6<∑CT\/fy≤0.7。
在一个实施方式中，成像镜头的Y轴方向的有效焦距fy、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4可满足以下项中的至少一项：4.3<fy\/CT3<5.5；以及4.5<fy\/CT4<7.2。
在一个实施方式中，第二透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第二透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG22、第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG32、第五透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第五透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG51、第二透镜在光轴上的中心厚度CT2、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第五透镜在光轴上的中心厚度CT5满足以下项中的至少一项：0.7<SAG22\/CT2<1.3；-0.6<SAG32\/CT3<-0.3；以及-3.2<SAG51\/CT5<-1.6。
在一个实施方式中，第三透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG31、第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG32、第四透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第四透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG41与第四透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第四透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离SAG42可满足以下项中的至少一项：1.8<SAG32\/SAG31<3.5；以及1.6<SAG42\/SAG41<2.9。
在一个实施方式中，第一透镜至第五透镜的各自的边缘厚度的总和∑ET与第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和∑CT可满足0.7<∑ET\/∑CT<1.0。
在一个实施方式中，第一透镜在光轴上的中心厚度CT1、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3、第五透镜在光轴上的中心厚度CT5、第一透镜的边缘厚度ET1、第三透镜的边缘厚度ET3与第五透镜的边缘厚度ET5可满足以下项中的至少一项：2.7<CT1\/ET1<3.1；1.2<CT3\/ET3<1.5；以及0.2<CT5\/ET5<0.7。
在一个实施方式中，第一透镜至第五透镜的所有物侧面、像侧面上的最大有效半径的极大值SD_max与第一透镜至第五透镜的所有物侧面、像侧面上最大有效半径的极小值SD_min可满足2.4<SD_max\/SD_min<2.8。
在一个实施方式中，第一透镜在光轴上的中心厚度CT1、第二透镜在光轴上的中心厚度CT2、第三透镜在光轴上的中心厚度CT3、第四透镜在光轴上的中心厚度CT4与第五透镜在光轴上的中心厚度CT5可满足以下项中的至少一项：0.91<(CT1+CT2)\/CT3<1.18且0.95<(CT4+CT5)\/CT3<1.37，或0.95<(CT1+CT5)\/CT3<1.29且0.89<(CT4+CT5)\/CT3<1.32。
在一个实施方式中，第二透镜和第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔T34与第三透镜在光轴上的中心厚度CT3可满足0.9<(T23+T34)\/CT3<1.5。
本申请采用了多片(例如，五片)透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述成像镜头具有超薄、大孔径、广角和高像质等至少一个有益效果。另外，通过引入非旋转对称的非球面，对成像镜头的轴外子午像差和弧矢像差同时进行矫正，从而进一步获得像质的提升。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出了根据本申请实施例1的成像镜头的结构示意图；
图2示出了实施例1的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图3示出了根据本申请实施例2的成像镜头的结构示意图；
图4示出了实施例2的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图5示出了根据本申请实施例3的成像镜头的结构示意图；
图6示出了实施例3的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图7示出了根据本申请实施例4的成像镜头的结构示意图；
图8示出了实施例4的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图9示出了根据本申请实施例5的成像镜头的结构示意图；
图10示出了实施例5的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图11示出了根据本申请实施例6的成像镜头的结构示意图；
图12示出了实施例6的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图13示出了根据本申请实施例7的成像镜头的结构示意图；
图14示出了实施例7的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图15示出了根据本申请实施例8的成像镜头的结构示意图；
图16示出了实施例8的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况；
图17示出了根据本申请实施例9的成像镜头的结构示意图；以及
图18示出了实施例9的成像镜头的RMS光斑直径在第一象限内不同像高位置处的大小情况。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和\/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
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，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。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。
在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中，最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面；每个透镜中，最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
在本文中，我们定义平行于光轴的方向为Z轴方向，与Z轴垂直且位于子午平面内的方向为Y轴方向，与Z轴垂直且位于弧矢平面内的方向为X轴方向。除非另有说明，否则本文中除涉及视场的参量符号以外的各参量符号均表示沿摄像镜头的Y轴方向的特征参量值。
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和\/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和\/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和\/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的成像镜头可包括例如五片具有光焦度的透镜，即，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。这五片透镜沿着光轴由物侧至像侧依序排列，各相邻透镜之间均可具有空气间隔。
在示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面；第二透镜具有正光焦度或负光焦度，其像侧面可为凹面；第三透镜具有正光焦度或负光焦度，其像侧面可为凸面；第四透镜具有正光焦度，其像侧面可为凸面；第五透镜可具有负光焦度，其像侧面可为凹面。合理配置成像镜头的各个透镜的光焦度的正负分配，可有效平衡系统的低阶像差，使得系统获得较高的成像品质。
此外，可以通过将第一透镜至第五透镜中的至少一个透镜的物侧面和\/或像侧面设置为非旋转对称的非球面，来进一步提升像质。非旋转对称的非球面是一种自由曲面，在旋转对称的非球面基础上，增加了非旋转对称分量，因而在透镜系统中引入非旋转对称的非球面有利于通过对轴外子午像差和弧矢像差进行有效矫正，极大地提升光学系统的性能。可选地，第一透镜的像侧面可为非旋转对称的非球面。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式fx\/EPD＜2.0和满足条件式fy\/EPD＜2.0，其中，fx为成像镜头的X轴方向的有效焦距，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距，EPD为成像镜头的入瞳直径。更具体地，fx和EPD进一步可满足1.7＜fx\/EPD＜2.0，例如1.74≤fx\/EPD≤1.84，且fy和EPD进一步可满足1.7＜fy\/EPD＜2.0，例如1.75≤fy\/EPD≤1.95。通过满足条件式fx\/EPD＜2.0和条件式fy\/EPD＜2.0，可以让更多的光线进入系统，提升成像画面的亮度，有助于夜景拍照，同时更大的孔径可以获得更浅的景深，对于拍摄艺术性的照片能够更好地突出主体。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式TTL\/ImgH<1.8，其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离，ImgH为成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半。更具体地，TTL和ImgH进一步可满足1.6<TTL\/ImgH<1.8，例如，1.63≤TTL\/ImgH≤1.78。通过满足条件式TTL\/ImgH<1.8，可以减小系统的长度，从而符合镜头小型化的趋势。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5和(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5，其中，fx为成像镜头的X轴方向的有效焦距，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距，TTL为第一透镜的物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离，EPD为成像镜头的入瞳直径，ImgH为成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半。更具体地，本申请的成像镜头可进一步满足条件式2.8<(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5，例如，2.87≤(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)≤3.28，且可进一步满足条件式2.8<(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5，例如，2.89≤(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)≤3.47。通过满足条件式(fx×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5和(fy×TTL)\/(EPD×ImgH)<3.5，有利于减小系统总长，并且有利于增大镜头通光量，从而拥有较高的相对照度，进而可以很好的提升镜头在较暗环境下的成像质量，并且有利于提高像面上每个像素接受的光通量，从而可以很好的提升镜头的品质。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.9<fy\/fx<1.1，其中，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距，fx为成像镜头的X轴方向的有效焦距。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.98≤fy\/fx≤1.06。通过满足条件式0.9<fy\/fx<1.1，可以控制X方向和Y方向的焦距比值，这有利于发挥自由曲面非旋转对称性的优势并改变自由曲面的面型，从而可以提高镜头X方向和Y方向的像质，同时可以提高镜头的TV畸变。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.7<f1y\/fy<1.3，其中，f1y为第一透镜的Y轴方向上的焦距，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.76≤f1y\/fy≤1.23。通过满足条件式0.7<f1y\/fy<1.3，在一方面中，使第一透镜分担了一定的光焦度，从而有利于减小其他透镜分担光焦度的压力，并且在另一方面中，减小了第一透镜分担的光焦度，有利于第一透镜的成型。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式-1.9<f4y\/R8<-1.5，其中，f4y为第四透镜的Y轴方向上的焦距，R8为第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式-1.84≤f4y\/R8≤-1.53。通过满足条件式-1.9<f4y\/R8<-1.5，有利于控制第四透镜的鬼像。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.7≤(R9+R10)\/(R9-R10)<1.1，其中，R9为第五透镜的物侧面的Y轴方向的曲率半径，R10为第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.7≤(R9+R10)\/(R9-R10)≤1.02。通过满足条件式0.7≤(R9+R10)\/(R9-R10)<1.1，可以有利于降低第五透镜的光焦度值，使其具有更好的光线走向，这不仅有助于系统像质的提升，也对提升系统的相对照度也有极大的帮助。此外，这能够使第五透镜保持良好的加工工艺性，从而提升镜头组的实用性。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.2<(R10-R8)\/fy<0.8，其中，R10为第五透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径，R8为第四透镜的像侧面的Y轴方向的曲率半径，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.26≤(R10-R8)\/fy≤0.71。通过满足条件式0.2<(R10-R8)\/fy<0.8，有利于第四透镜的像侧面和第五透镜的像侧面的曲率半径约束，使光线经过第四透镜和第五透镜后的像差较小。此外，还有助于保证系统焦距，提高系统的光学性能。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.9<T34×fy×Tan(Semi-FOV)<1.6，其中，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距，Semi-FOV为最大视场角的一半。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.92≤T34×fy×Tan(Semi-FOV)≤1.59。通过满足条件式0.9<T34×fy×Tan(Semi-FOV)<1.6，有利于降低第三透镜和第四透镜在光轴上间距的敏感性，从而提高系统的良率。此外，控制fy和Semi-FOV，可以使系统视场角较小、焦距较大，有利于校正光学系统像差，提高系统成像质量。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式1.5<∑CT\/∑T<2.5，其中，∑CT为第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和，∑T为第一透镜至第五透镜中任意相邻两透镜在光轴上的空气间隔的总和。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式1.7≤∑CT\/∑T≤2.46。通过满足条件式1.7<∑CT\/∑T<2.5，可以控制镜头中透镜的在光轴上的中心厚度和透镜间的空气间隔，从而有利于系统的小型化。此外，还有利于控制透镜的布局，从而能够合理分配透镜装配过程中的公差，进而有效提高镜头的工艺性。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式0.6<∑CT\/fy≤0.7，其中，∑CT为第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式0.62≤∑CT\/fy≤0.7。通过满足条件式0.6<∑CT\/fy≤0.7，可以合理控制透镜的在光轴上的中心厚度总和与系统焦距的比值，这不仅有利于系统的小型化，还有利于避免透镜自身反射造成的鬼像风险。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足以下条件式中的至少一个：①4.3<fy\/CT3<5.5；②4.5<fy\/CT4<7.2，其中，fy为成像镜头的Y轴方向的有效焦距，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度，CT4为第四透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，本申请的成像镜头可例如至少满足以下条件式中的一个①4.36≤fy\/CT3≤5.46；②4.56≤fy\/CT4≤7.15。通过至少满足以下条件式中的一个：①4.3<fy\/CT3<5.5；②4.5<fy\/CT4<7.2，可以合理控制系统焦距与第三透镜在光轴上的中心厚度或第四透镜在光轴上的中心厚度的比值，从而有利于系统的第三透镜和第四透镜的光焦度分配，在搭配其余透镜的情况下，可以很好地校正系统像差。此外，还可以有效地降低镜头组的尺寸。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足以下条件式中的至少一个：①0.7<SAG22\/CT2<1.3；②-0.6<SAG32\/CT3<-0.3；③-3.2<SAG51\/CT5<-1.6，其中，SAG22为第二透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第二透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离，SAG32为第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离，SAG51为第五透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第五透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离，CT2为第二透镜在光轴上的中心厚度，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度，CT5为第五透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，本申请的成像镜头可例如至少满足以下条件式中的一个：①0.75≤SAG22\/CT2≤1.22；②-0.57≤SAG32\/CT3≤-0.38；③-3.18≤SAG51\/CT5≤-1.64。通过至少满足以下条件式中的一个：①0.7<SAG22\/CT2<1.3；②-0.6<SAG32\/CT3<-0.3；③-3.2<SAG51\/CT5<-1.6，有助于合理控制第二透镜、第三透镜和第五透镜的形状，一方面，有利于控制光线走向，使系统的像差较小，提高系统成像质量，另一方面，有利于镜片的成型工艺，避免加工工艺上的困难。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足以下条件式中的至少一个：①1.8<SAG32\/SAG31<3.5；②1.6<SAG42\/SAG41<2.9，其中，SAG31为第三透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离，SAG32为第三透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第三透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离，SAG41为第四透镜的物侧面上最大有效半径顶点距离第四透镜的物侧面与光轴交点在光轴上的距离，SAG42为第四透镜的像侧面上最大有效半径顶点距离第四透镜的像侧面与光轴交点在光轴上的距离。更具体地，本申请的成像镜头可例如至少满足以下条件式中的一个：①1.84≤SAG32\/SAG31≤3.42；②1.64≤SAG42\/SAG41≤2.84。通过至少满足以下条件式中的一个：①1.8<SAG32\/SAG31<3.5；②1.6<SAG42\/SAG41<2.9，有助于合理控制第三透镜和第四透镜的形状，一方面，有利于边缘视场的光线校正，主要是校正系统的畸变。另一方面，可以控制系统的布局，从而有利于镜片间的装配。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式：0.7<∑ET\/∑CT<1.0，其中，∑ET为第一透镜至第五透镜的各自的边缘厚度的总和，∑CT为第一透镜至第五透镜分别于光轴上的中心厚度的总和。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式：0.78≤∑ET\/∑CT≤0.92。通过满足条件式：0.7<∑ET\/∑CT<1.0，可以合理控制边缘厚度与中心厚度的比值，在一方面，可以避免镜片的薄厚比过大，有利于镜片的成型，在另一方面，可以有效控制不同视场的光程，有利于平衡各个视场的像质，此外，还有利于避免鬼像和杂光风险。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足以下条件式中的至少一个：①2.7<CT1\/ET1<3.1；②1.2<CT3\/ET3<1.5；③0.2<CT5\/ET5<0.7，其中，CT1为第一透镜在光轴上的中心厚度，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度，CT5为第五透镜在光轴上的中心厚度，ET1为第一透镜的边缘厚度，ET3为第三透镜的边缘厚度，ET5为第五透镜的边缘厚度。更具体地，本申请的成像镜头可例如至少满足以下条件式中的一个：①2.72≤CT1\/ET1≤3.06；②1.21≤CT3\/ET3≤1.48；③0.27≤CT5\/ET5≤0.65。通过至少满足以下条件式中的一个：①2.7<CT1\/ET1<3.1；②1.2<CT3\/ET3<1.5；③0.2<CT5\/ET5<0.7，可以控制透镜的中心厚度与边缘厚度的比值，可以控制透镜的焦距，在满足上述条件的情况下，合理分配系统的光焦度，从而有利于保证系统的光学性能，此外，还有利于避免镜面全反射导致的鬼像。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式：2.4<SD_max\/SD_min<2.8，其中，SD_max为第一透镜至第五透镜的所有物侧面、像侧面上的最大有效半径的极大值；SD_min为第一透镜至第五透镜的所有物侧面、像侧面上最大有效半径的极小值。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式：2.48≤SD_max\/SD_min≤2.76。通过满足条件式：2.4<SD_max\/SD_min<2.8，在一方面，当SD_max\/SD_min>2.4时，可以控制每个镜片的光焦度，从而避免镜片之间的光焦度相近，有利于提升镜头的像质，在另一方面，当SD_max\/SD_min<2.8时，可以控制镜片与镜片之间的断差，从而可以减少金属隔圈的使用，增加了组立时的精度，进而有利于提高镜头的良率。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足以下条件式中的至少一个：①0.91<(CT1+CT2)\/CT3<1.18且0.95<(CT4+CT5)\/CT3<1.37；②0.95<(CT1+CT5)\/CT3<1.29且0.89<(CT4+CT5)\/CT3<1.32，其中，CT1为第一透镜在光轴上的中心厚度，CT2为第二透镜在光轴上的中心厚度，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度，CT4为第四透镜在光轴上的中心厚度，CT5为第五透镜在光轴上的中心厚度。通过满足以下条件式中的至少一个：①0.91<(CT1+CT2)\/CT3<1.18且0.95<(CT4+CT5)\/CT3<1.37；②0.95<(CT1+CT5)\/CT3<1.29且0.89<(CT4+CT5)\/CT3<1.32，能够合理分配系统中不同光学元件的厚度，从而可改善系统的纵向球差，降低系统的畸变量，进而改善内视场由于光线反射造成的鬼像。
在示例性实施方式中，本申请的成像镜头可满足条件式：0.9<(T23+T34)\/CT3<1.5，其中，T23为第二透镜和第三透镜在光轴上的空气间隔，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的空气间隔，CT3为第三透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，本申请的成像镜头可例如满足条件式：0.98≤(T23+T34)\/CT3≤1.48。通过满足条件式：0.9<(T23+T34)\/CT3<1.5，有利于系统的小型化，并可以降低第三透镜的像侧面带来的鬼像风险，同时配合第二透镜和第四透镜，可以有效降低系统的色差，从而能够提高系统的性能。
在示例性实施方式中，上述成像镜头还可包括光阑，以提升镜头的成像质量。可选地，光阑可设置在物侧与第一透镜之间。
可选地，上述成像镜头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。
根据本申请的上述实施方式的成像镜头可采用多片镜片，例如上文所述的五片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地缩小镜头的体积、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性，使得成像镜头更有利于生产加工并且可适用于便携式电子产品。另外，通过引入非旋转对称的非球面，对成像镜头的轴外子午像差和弧矢像差进行矫正，可以获得进一步的像质提升。
在本申请的实施方式中，各透镜的镜面多采用非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜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。采用非球面透镜后，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。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面中的至少一个可为非球面。可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面均可为非球面。
然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成成像镜头的透镜数量，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个透镜为例进行了描述，但是该成像镜头不限于包括五个透镜。如果需要，该成像镜头还可包括其它数量的透镜。
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头的具体实施例。
实施例1<\/u>
以下参照图1和图2描述根据本申请实施例1的成像镜头。图1示出了根据本申请实施例1的成像镜头的结构示意图。
如图1所示，根据本申请示例性实施方式的成像镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑STO、第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、滤光片E6和成像面S13。
第一透镜E1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凸面。第二透镜E2具有负光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凹面。滤光片E6具有物侧面S11和像侧面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。
表1示出了实施例1的成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径X、曲率半径Y、厚度、材料、圆锥系数X以及圆锥系数Y，其中，曲率半径X、曲率半径Y和厚度的单位均为毫米(mm)。
表1
应当理解的是，上表中没有特别标示(空白处)的“曲率半径X”和“圆锥系数X”与对应的“曲率半径Y”和“圆锥系数Y”数值保持一致。以下各实施例中均与此类似。
由表1可知，除了第一透镜E1的像侧面S2面之外，第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4和第五透镜E5中任意一个透镜的物侧面和像侧面均为旋转对称的非球面。在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
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(在表1中已给出)；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1、S3-S10的高次项系数A4<\/sub>、A6<\/sub>、A8<\/sub>、A10<\/sub>、A12<\/sub>、A14<\/sub>、A16<\/sub>、A18<\/sub>和A20<\/sub>。
申请码:申请号:CN201920043906.X 申请日:2019-01-11 公开号:公开日:国家:CN 国家/省市:97(宁波) 授权编号:CN209388015U 授权时间:20190913 主分类号:G02B 13/00 专利分类号:G02B13/00;G02B13/06;G02B13/18 范畴分类:30A; 申请人:浙江舜宇光学有限公司 第一申请人:浙江舜宇光学有限公司 申请人地址:315400 浙江省宁波市余姚市舜宇路66-68号 发明人:张晓彬;胡亚斌;闻人建科;戴付建;赵烈烽 第一发明人:张晓彬 当前权利人:浙江舜宇光学有限公司 代理人:王达佐;王艳春 代理机构:11204 代理机构编号:北京英赛嘉华知识产权代理有限责任公司 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计 标签：光轴论文; 
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