CN106526803B - 微型摄像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型摄像镜头，该微型摄像镜头从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度、且凹面朝向像侧的弯月形的第一透镜；具有负光焦度、且凹面朝向像侧的弯月形的第二透镜；光阑；具有正光焦度、且凸面朝向像侧的弯月形的第三透镜；具有负光焦度、且双凹的第四透镜；具有正光焦度、且凸面朝向像侧、凹面朝向物侧的第五透镜；具有负光焦度、且凹面朝向像侧的第六透镜；红外截止滤光片。上述六个透镜的光学中心位于同一直线上，其中，第一透镜为玻璃非球面透镜，第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料非球面透镜。本发明提出的微型摄像镜头具有小型化、重量轻、成本低且画面像素高的特点。

Description

微型摄像镜头

技术领域

本发明涉及摄像镜头技术领域，特别是涉及一种微型摄像镜头。

背景技术

目前，摄像镜头已经成为电子设备(如智能手机、相机)的标配，摄像镜头甚至已经成为消费者购买电子设备时首要考虑的指标。

近年来，随着设计水平、制造加工技术的不断发展，摄像镜头不断地向着体积小、重量轻以及高性能的方向发展。但随着像质的要求逐步提高，使用的芯片尺寸会相应加大，导致摄像镜头的体积也会加大，这与摄像镜头微型化的方向背道而驰。此外，目前市面上的摄像镜头普遍还存在解像品质低、总长大、加工难度大、成本高、温度影响大、易出现紫边现象等缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种小型化、重量轻、成本低且画面像素高的微型摄像镜头。

根据本发明实施例的微型摄像镜头，从物侧到像侧依次包括：

具有正光焦度、且凹面朝向所述像侧的弯月形的第一透镜；

具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧的弯月形的第二透镜；

光阑；

具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧的弯月形的第三透镜；

具有负光焦度、且双凹的第四透镜；

具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧、凹面朝向所述物侧的第五透镜；

具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧的第六透镜；

红外截止滤光片；

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的光学中心位于同一直线上，所述第一透镜为玻璃非球面透镜，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜均为塑料非球面透镜。

进一步地，所述微型摄像镜头满足条件式：1.8<T_L/(f·tanθ)<2.2；

其中，T_L为所述微型摄像镜头的光学总长，f为所述微型摄像镜头的焦距，θ为所述微型摄像镜头的半视场角。

进一步地，所述微型摄像镜头满足条件式：2.0＜f_1-4/d_1-4＜3.5；

其中，f_1-4为所述第一透镜到所述第四透镜的组合焦距，d_1-4为所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面在光轴上的间距。

进一步地，所述微型摄像镜头满足条件式：

其中，

为所述第一透镜到所述第四透镜的组合光焦度，

为所述微型摄像镜头的光焦度。

进一步地，所述微型摄像镜头满足条件式：

其中，

和

分别为所述第五透镜和所述第六透镜的光焦度，

表示所述微型摄像镜头的光焦度。

进一步地，所述微型摄像镜头满足条件式：V2＝V4≤V6<V1<V3＝V5；

其中，V1、V2、V3、V4、V5、V6分别为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜的材料阿贝数。

进一步地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的非球面表面形状均满足方程式：

其中，z为曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，k为圆锥系数conic，a₄、a₆、a₈、a₁₀、a₁₂、a₁₄分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶径向坐标所对应的曲面系数。

进一步地，所述的光阑为中心设有通光孔的遮光纸。

上述微型摄像镜头相比现有技术至少具有以下的优点：

(1)所述微型摄像镜头采用一片玻璃透镜，五片塑料透镜，成本较低，且镜头重量也较轻；

(2)所述微型摄像镜头总长短，体积小，便于组装，有效的减少公差损失，可以保证高品质解像力；

(3)所述微型摄像镜头成像清晰，锐利度高，达到2000万以上像素；

(4)所述微型摄像镜头视场角大，可达到80°以上；

(5)所述微型摄像镜头采用玻璃非球面加塑料非球面结构，故光学系统的几何传递函数得到很大提高，可以使该产品的锐利度、透过率、色彩还原性得到显著提升。

本发明的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的微型摄像镜头的结构示意图；

图2a是根据本发明实施一提出的微型摄像镜头的场曲曲线图；

图2b是根据本发明实施一提出的微型摄像镜头的F-Theta畸变曲线图；

图3是根据本发明实施一提出的微型摄像镜头的轴上点球差色差示意图；

图4a是根据本发明实施二提出的微型摄像镜头的场曲曲线图；

图4b是根据本发明实施二提出的微型摄像镜头的F-Theta畸变曲线图；

图5是根据本发明实施二提出的微型摄像镜头的轴上点球差色差示意图；

图6a是根据本发明实施三提出的微型摄像镜头的场曲曲线图；

图6b是根据本发明实施三提出的微型摄像镜头的F-Theta畸变曲线图；

图7是根据本发明实施三提出的微型摄像镜头的轴上点球差色差示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明的实施方式提供的微型摄像镜头10，从物侧到像侧200依次包括：

第一透镜11，所述第一透镜11为具有正光焦度、且凹面朝向所述像侧200的弯月形的玻璃非球面透镜；

第二透镜12，所述第二透镜12为具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧200的弯月形的塑料非球面透镜；

光阑17，所述光阑17的作用在于精确调整通光量，为了在光线较暗的场景下拍到清晰的图片，需要较大的光通量镜头，此位置设置光阑17有利于控制到达像侧200的主光线入射角度和总长，并且可以有效的控制在9.5度以内，更符合芯片的入射要求。具体实施时，所述光阑17为中心设有通光孔的遮光纸，利用遮光纸做光阑，最大程度的保证了加工的精确性，减少加工误差，便于调整；

第三透镜13，所述第三透镜13为具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧200的弯月形的塑料非球面透镜；

第四透镜14，所述第四透镜14为具有负光焦度的双凹塑料非球面透镜；

第五透镜15，所述第五透镜15为具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧200、凹面朝向所述物侧的塑料非球面透镜；

第六透镜16，所述第六透镜16为具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧200的塑料非球面透镜；

红外截止滤光片18，所述红外光截止滤光片18能有效截止红外光通过，增加可见光的作用效果，减少色差和杂光，提升成像效果。

所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13、所述第四透镜14、所述第五透镜15和所述第六透镜16的光学中心位于同一直线上。

由于所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13、所述第四透镜14、所述第五透镜15和所述第六透镜16均为非球面镜片，可提高成像锐利度，在降低重量和减小体积的同时，能提供更好的光学性能。

此外，为限制镜头的总长，并确保镜头具有足够好的成像品质，该微型摄像镜头10满足条件式：1.8<T_L/(f·tanθ)<2.2；

其中T_L为所述微型摄像镜头10(即整个摄像镜头，下同)的光学总长，f为所述微型摄像镜头10的焦距，θ为所述微型摄像镜头10的半视场角。当T_L/(f·tanθ)的值超过上限时，整体镜头的总长过长，或者说如果整体缩短总长的情况下，像高会不足；当T_L/(f·tanθ)的值超过下限时，由于各透镜的光焦度过大，镜头像差矫正困难，解像能力显著下降。

为在良好的矫正像差的同时提供合适的镜头尺寸，所述微型摄像镜头10满足条件式：2.0＜f_1-4/d_1-4＜3.5；

其中，f_1-4为所述第一透镜11到所述第四透镜14的组合焦距，d_1-4为所述第一透镜10的物侧面到所述第四透镜14的像侧面在光轴上的间距。当f_1-4/d_1-4的值超过上限时，组合焦距过大，球差相对减小，但其屈光能力下降导致镜头加长；当f_1-4/d_1-4的值超过下限时，组合焦距过小，虽然能够使镜头总长变小，但其产生的球差过大，很难矫正。

进一步地，所述微型摄像镜头10满足条件式：

其中，

为所述第一透镜11到所述第四透镜14整体的组合光焦度，

表示所述微型摄像镜头10的光焦度。当

的值超过上限时，组合光焦度过强，虽然能够使镜头总长变小，但其产生的象散、场曲、畸变过大，很难矫正；当

的值超过下限时，组合光焦度减弱，上述各种像差相对减小，但其屈光能力下降导致镜头加长。

进一步地，所述微型摄像镜头10满足条件式：

其中，

和

分别为所述第五透镜15和所述第六透镜16的光焦度，

为所述微型摄像镜头10的光焦度。其中，第五透镜15是比较关键的透镜，其在很大程度上矫正第一透镜11至第四透镜14的球差，并使用大光焦度收光减小总长，但其同样会产生场曲、像散和畸变。当

的值超过上限时，第五透镜15的光焦度过强，虽然能够使镜头总长变小，但其产生的象散、场曲和畸变过大，很难矫正；当

的值超过下限时，第五透镜15的光焦度减弱，上述像差相对减小，但其屈光能力下降导致镜头加长。第六透镜16主要矫正第五透镜15产生的场曲和畸变。当

的值超过上限时，第六透镜的光焦度过强，虽然能够使系统总长变小，但其产生的场曲和畸变的矫正过头，会产生更大的正畸变；当

的值超过下限时，第六透镜16的光焦度减弱，其对场曲和畸变的矫正不足并且其屈光能力下降导致镜头加长。

进一步地，所述微型摄像镜头10满足条件式：V2＝V4≤V6<V1<V3＝V5；

其中，V1、V2、V3、V4、V5、V6分别为所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13、所述第四透镜14、所述第五透镜15、所述第六透镜16的材料阿贝数。

进一步地，所述第一透镜11、所述第二透镜12、所述第三透镜13、所述第四透镜14、所述第五透镜15和所述第六透镜16的非球面表面形状均满足方程式：

其中，z为曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，k为圆锥系数conic，a₄、a₆、a₈、a₁₀、a₁₂、a₁₄分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶径向坐标所对应的曲面系数。通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的面型尺寸。非球面形状满足偶次非球面方程，利用不同的非球面系数，使非球面在系统中的作用发挥到最大，得到更加完善的解像力。

该微型摄像镜头10相比现有技术至少具有以下的优点：

(1)所述微型摄像镜头采用一片玻璃透镜，五片塑料透镜，成本较低，且镜头重量也较轻；

(2)所述微型摄像镜头总长短，体积小，便于组装，有效的减少公差损失，可以保证高品质解像力；

(3)所述微型摄像镜头成像清晰，锐利度高，达到2000万以上像素；

(4)所述微型摄像镜头视场角大，可达到80°以上；

(5)所述微型摄像镜头采用玻璃非球面加塑料非球面结构，故光学系统的几何传递函数得到很大提高，可以使该产品的锐利度、透过率、色彩还原性得到显著提升。

本发明的微型摄像镜头的光学系统结构决定了良好的偏芯敏感度，降低模具加工难度，减少试作周期。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在以下每个实施例中，微型摄像镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例中的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例一：

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的相关参数如表1所示。

表1

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的非球面参数如表2所示。

表2

在本实施例中，该微型摄像镜头的场曲、畸变及轴上点球差分别如图2a、图2b和图3所示，从图中可以看出，本实施例中场曲、畸变及轴上点球差都能被很好的校正。

实施例二：

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的相关参数如表3所示。

表3

表面序号	结构	曲率半径	厚度	折射率	阿贝数
						0	物	无限	2000.0000
1	第一透镜	13.8255	1.7956	1.882	37.221
						2		641.7909	0.0500
3	第二透镜	5.3181	0.8962	1.65	21.5
						4		3.6094	0.9240
5	光阑	无限	0.2247
						6	第三透镜	-321.4642	1.2770	1.54	56.0
7		-9.3533	0.6792
						8	第四透镜	-32.7861	1.5208	1.65	21.5
9		30.9952	0.1478
						10	第五透镜	-14.5217	3.9087	1.54	56.0
11		-2.2506	0.0500
						12	第六透镜	6.2109	1.5555	1.75	29.4
13		2.3388	1.4704
						14	滤光片	无限	0.8000
15		无限	1.7031
						16	成像面	无限	0.0000

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的非球面参数如表4所示。

表4

在本实施例中，所述微型摄像镜头的场曲、畸变及轴上点球差分别如图4a、图4b和图5所示，从图中可以看出，本实施例中场曲、畸变及轴上点球差都能被很好的校正。

实施例三：

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的相关参数如表5所示。

表5

本实施例的微型摄像镜头中各个透镜的非球面参数如表6所示。

表6

在本实施例中，所述微型摄像镜头的场曲、畸变及轴上点球差分别如图6a、图6b和图7所示，从图中可以看出，本实施例中场曲、畸变及轴上点球差都能被很好的校正。

此外，表7是上述3个实施例及其对应的光学特性，包括微型摄像镜头的焦距f、光圈数F#、微型摄像镜头的光学总长T_L和视场角2θ，以及与前面每个条件式对应的数值。

表7

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种微型摄像镜头，其特征在于，共六片透镜，从物侧到像侧依次包括：

具有正光焦度、且凹面朝向所述像侧的弯月形的第一透镜；

具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧的弯月形的第二透镜；

光阑；

具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧的弯月形的第三透镜；

具有负光焦度、且双凹的第四透镜；

具有正光焦度、且凸面朝向所述像侧、凹面朝向所述物侧的第五透镜；

具有负光焦度、且凹面朝向所述像侧的第六透镜；

红外截止滤光片；

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的光学中心位于同一直线上，所述第一透镜为玻璃非球面透镜，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜均为塑料非球面透镜；

所述微型摄像镜头满足条件式：

其中，

为所述第一透镜到所述第四透镜的组合光焦度，

为所述微型摄像镜头的光焦度。

2.根据权利要求1所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述微型摄像镜头满足条件式：1.8<T_L/(f·tanθ)<2.2；

其中，T_L为所述微型摄像镜头的光学总长，f为所述微型摄像镜头的焦距，θ为所述微型摄像镜头的半视场角。

3.根据权利要求2所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述微型摄像镜头满足条件式：2.0＜f_1-4/d_1-4＜3.5；

其中，f_1-4为所述第一透镜到所述第四透镜的组合焦距，d_1-4为所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面在光轴上的间距。

4.根据权利要求1所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述微型摄像镜头满足条件式：

其中，

和

分别为所述第五透镜和所述第六透镜的光焦度，

表示所述微型摄像镜头的光焦度。

5.根据权利要求4所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述微型摄像镜头满足条件式：V2＝V4≤V6<V1<V3＝V5；

其中，V1、V2、V3、V4、V5、V6分别为所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜的材料阿贝数。

6.根据权利要求5所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的非球面表面形状均满足方程式：

其中，z为曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，k为圆锥系数conic，a₄、a₆、a₈、a₁₀、a₁₂、a₁₄分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶径向坐标所对应的曲面系数。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述的光阑为中心设有通光孔的遮光纸。

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