发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头,能在获得高成像性能的同时,满足超薄化和广角化的要求。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种摄像光学镜头,所述摄像光学镜头,自物侧至像侧依序包含:第一透镜,第二透镜,第三透镜,第四透镜,第五透镜,以及第六透镜;所述第二透镜具有负屈折力,所述第三透镜具有正屈折力;
所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第一透镜的焦距为f1,所述第一透镜的折射率为n1,所述第三透镜的折射率为n3,所述第一透镜的轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,满足下列关系式:
0.5≤f1/f≤10;
1.7≤n1≤2.2;
1.7≤n3≤2.2;
0.052≤d1/TTL≤0.2。
本发明实施方式相对于现有技术而言,通过上述透镜的配置方式,利用在焦距、折射率、摄像光学镜头的光学总长、轴上厚度和曲率半径的数据上有特定关系的透镜的共同配合,使摄像光学镜头能在获得高成像性能的同时,满足超薄化和广角化的要求。
优选的,所述第一透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1,所述第一透镜像侧面的曲率半径为R2,以及所述第一透镜的轴上厚度为d1,且满足下列关系式:-3.7≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.21;0.23≤d1≤0.71。
优选的,所述第二透镜的物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第二透镜的焦距为f2,所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3,所述第二透镜像侧面的曲率半径为R4,所述第二透镜的轴上厚度为d3,且满足下列关系式:-4.4≤f2/f≤-1.39;1.26≤(R3+R4)/(R3-R4)≤4.21;0.13≤d3≤0.43。
优选的,所述第三透镜的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第三透镜的焦距为f3,所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5,所述第三透镜像侧面的曲率半径为R6,所述第三透镜的轴上厚度为d5,且满足下列关系式:0.95≤f3/f≤3.35;0.92≤(R5+R6)/(R5-R6)≤3.24;0.31≤d5≤1.02。
优选的,所述第四透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第四透镜的焦距为f4,所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7,所述第四透镜像侧面的曲率半径为R8,所述第四透镜的轴上厚度为d7,且满足下列关系式:-4.62≤f4/f≤-1.44;-4.42≤(R7+R8)/(R7-R8)≤-1.31;0.15≤d7≤0.49。
优选的,所述第五透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第五透镜的焦距为f5,所述第五透镜物侧面的曲率半径为R9,所述第五透镜像侧面的曲率半径为R10,所述第五透镜的轴上厚度为d9,且满足下列关系式:0.55≤f5/f≤1.88;-1.64≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.4;0.27≤d9≤0.85。
优选的,所述第六透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第六透镜的焦距为f6,所述第六透镜物侧面的曲率半径为R11,所述第六透镜像侧面的曲率半径为R12,所述第六透镜的轴上厚度为d11,且满足下列关系式:-1.59≤f6/f≤-0.5;-2.84≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.91;0.12≤d11≤0.39。
优选的,所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12,且满足下列关系式:0.62≤f12/f≤1.94。
优选的,所述摄像光学镜头的光学总长TTL小于或等于5.72毫米。
优选的,所述摄像光学镜头的光圈F数小于或等于2.27。
本发明的有益效果在于:根据本发明的摄像光学镜头具有优秀的光学特性,超薄,广角且色像差充分补正,尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
(第一实施方式)
参考附图,本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的摄像光学镜头10,该摄像光学镜头10包括六个透镜。具体的,所述摄像光学镜头10,由物侧至像侧依序包括:光圈S1、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。第六透镜L6和像面Si之间可设置有光学过滤片(filter)GF等光学元件。
第一透镜L1为玻璃材质,第二透镜L2为塑料材质,第三透镜L3为玻璃材质,第四透镜L4为塑料材质,第五透镜L5为塑料材质,第六透镜L6为塑料材质。
所述第二透镜L2具有负屈折力,所述第三透镜L3具有正屈折力;
在此,定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第一透镜L1的焦距为f1,0.5≤f1/f≤10,规定了第一透镜L1的正屈折力。超过下限规定值时,虽然有利于镜头向超薄化发展,但是第一透镜L1的正屈折力会过强,难以补正像差等问题,同时不利于镜头向广角化发展。相反,超过上限规定值时,第一透镜的正屈折力会变过弱,镜头难以向超薄化发展。优选的,满足0.6≤f1/f≤1.5。
定义所述第一透镜L1的折射率为n1,1.7≤n1≤2.2,规定了第一透镜L1的折射率,在此范围内更有利于向超薄化发展,同时利于修正像差。优选的,满足1.71≤n1≤1.9。
定义所述第三透镜L3的折射率为n3,1.7≤n3≤2.2,规定了第三透镜L3的折射率,在此范围内更有利于向超薄化发展,同时利于修正像差。优选的,满足1.71≤n3≤1.9。
定义所述第一透镜L1的轴上厚度为d1,摄像光学镜头的光学总长为TTL,0.052≤d1/TTL≤0.2,规定了第一透镜L1的轴上厚度与摄像光学镜头10的光学总长TTL的比值,有利于实现超薄化。优选的,满足0.06≤d1/TTL≤0.1。
当本发明所述摄像光学镜头10的焦距、各透镜的焦距、相关透镜的折射率、摄像光学镜头的光学总长、轴上厚度和曲率半径满足上述关系式时,可以使摄像光学镜头10具有高性能,且满足低TTL的设计需求。
本实施方式中,第一透镜L1的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面,具有正屈折力。
第一透镜L1物侧面的曲率半径为R1,第一透镜L1像侧面的曲率半径为R2,满足下列关系式:-3.7≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.21,合理控制第一透镜的形状,使得第一透镜能够有效地校正系统球差;优选的,-2.31≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.52。
第一透镜L1的轴上厚度为d1,满足下列关系式:0.23≤d1≤0.71,有利于实现超薄化。优选的,0.36≤d1≤0.57。
本实施方式中,第二透镜L2的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面,具有负屈折力。
整体摄像光学镜头10的焦距为f,第二透镜L2焦距为f2,满足下列关系式:-4.4≤f2/f≤-1.39,通过将第二透镜L2的负光焦度控制在合理范围,以合理而有效地平衡由具有正光焦度的第一透镜L1产生的球差以及系统的场曲量。优选的,-2.75≤f2/f≤-1.74。
第二透镜L2物侧面的曲率半径为R3,第二透镜L2像侧面的曲率半径为R4,满足下列关系式:1.26≤(R3+R4)/(R3-R4)≤4.21,规定了第二透镜L2的形状,在范围外时,随着镜头向超薄广角化发展,难以补正轴上色像差问题。优选的,2.02≤(R3+R4)/(R3-R4)≤3.36。
第二透镜L2的轴上厚度为d3,满足下列关系式:0.13≤d3≤0.43,有利于实现超薄化。优选的,0.21≤d3≤0.34。
本实施方式中,第三透镜L3的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面,具有正屈折力。
整体摄像光学镜头10的焦距为f,第三透镜L3焦距f3,满足下列关系式:0.95≤f3/f≤3.35,有利于系统获得良好的平衡场曲的能力,以有效地提升像质。优选的,1.52≤f3/f≤2.68。
第三透镜L3物侧面的曲率半径为R5,第三透镜L3像侧面的曲率半径为R6,满足下列关系式:0.92≤(R5+R6)/(R5-R6)≤3.24,可有效控制第三透镜L3的形状,有利于第三透镜L3成型,并避免因第三透镜L3的表面曲率过大而导致成型不良与应力产生。优选的,1.47≤(R5+R6)/(R5-R6)≤2.59。
第三透镜L3的轴上厚度为d5,满足下列关系式:0.31≤d5≤1.02,有利于实现超薄化。优选的,0.49≤d5≤0.82。
本实施方式中,第四透镜L4的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面,具有负屈折力。
整体摄像光学镜头10的焦距为f,第四透镜L4焦距f4,满足下列关系式:-4.62≤f4/f≤-1.44,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-2.89≤f4/f≤-1.8。
第四透镜L4物侧面的曲率半径R7,第四透镜L4像侧面的曲率半径R8,满足下列关系式:-4.42≤(R7+R8)/(R7-R8)≤-1.31,规定的是第四透镜L4的形状,在范围外时,随着超薄广角化的发展,很难补正轴外画角的像差等问题。优选的,-2.76≤(R7+R8)/(R7-R8)≤-1.64。
第四透镜L4的轴上厚度为d7,满足下列关系式:0.15≤d7≤0.49,有利于实现超薄化。优选的,0.24≤d7≤0.39。
本实施方式中,第五透镜L5的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凸面,具有正屈折力。
整体摄像光学镜头10的焦距为f,第五透镜L5焦距为f5,满足下列关系式:0.55≤f5/f≤1.88,对第五透镜L5的限定可有效的使得摄像镜头的光线角度平缓,降低公差敏感度。优选的,0.88≤f5/f≤1.5。
第五透镜L5物侧面的曲率半径为R9,第五透镜L5像侧面的曲率半径为R10,满足下列关系式:-1.64≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.4,规定的是第五透镜L5的形状,在条件范围外时,随着超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题。优选的,-1.03≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-0.5。
第五透镜L5的轴上厚度为d9,满足下列关系式:0.27≤d9≤0.85,有利于实现超薄化。优选的,0.44≤d9≤0.68。
本实施方式中,第六透镜L6的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面,具有负屈折力。
整体摄像光学镜头10的焦距为f,第六透镜L6焦距f6,满足下列关系式:-1.59≤f6/f≤-0.5,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-0.99≤f6/f≤-0.63。
第六透镜L6物侧面的曲率半径为R11,第六透镜L6像侧面的曲率半径为R12,满足下列关系式:-2.84≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-0.91,规定的是第六透镜L6的形状,在条件范围外时,随着超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题。优选的,-1.78≤(R11+R12)/(R11-R12)≤-1.14。
第六透镜L6的轴上厚度为d11,满足下列关系式:0.12≤d11≤0.39,有利于实现超薄化。优选的,0.20≤d11≤0.31。
本实施例中,所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12,且满足下列关系式:0.62≤f12/f≤1.94。借此,可消除摄像光学镜头的像差与歪曲,且可压制摄像光学镜头后焦距,维持影像镜片系统组小型化。优选的,1.0≤f12/f≤1.55。
本实施方式中,摄像光学镜头10的光学总长TTL小于或等于5.72毫米,有利于实现超薄化。优选的,摄像光学镜头10的光学总长TTL小于或等于5.46毫米。
本实施方式中,摄像光学镜头10的光圈F数小于或等于2.27。大光圈,成像性能好。优选的,摄像光学镜头10的光圈F数小于或等于2.22。
如此设计,能够使得整体摄像光学镜头10的光学总长TTL尽量变短,维持小型化的特性。
下面将用实例进行说明本发明的摄像光学镜头10。各实例中所记载的符号如下所示。距离、半径与中心厚度的单位为mm。
TTL:光学长度(第1透镜L1的物侧面到成像面的轴上距离);
优选的,所述透镜的物侧面和/或像侧面上还可以设置有反曲点和/或驻点,以满足高品质的成像需求,具体的可实施方案,参下所述。
以下示出了依据本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据,焦距、距离、半径与中心厚度的单位为mm。
表1、表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据。
【表1】
其中,各符号的含义如下。
S1:光圈;
R:光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径;
R1:第一透镜L1的物侧面的曲率半径;
R2:第一透镜L1的像侧面的曲率半径;
R3:第二透镜L2的物侧面的曲率半径;
R4:第二透镜L2的像侧面的曲率半径;
R5:第三透镜L3的物侧面的曲率半径;
R6:第三透镜L3的像侧面的曲率半径;
R7:第四透镜L4的物侧面的曲率半径;
R8:第四透镜L4的像侧面的曲率半径;
R9:第五透镜L5的物侧面的曲率半径;
R10:第五透镜L5的像侧面的曲率半径;
R11:第六透镜L6的物侧面的曲率半径;
R12:第六透镜L6的像侧面的曲率半径;
R13:光学过滤片GF的物侧面的曲率半径;
R14:光学过滤片GF的像侧面的曲率半径;
d:透镜的轴上厚度与透镜之间的轴上距离;
d0:光圈S1到第一透镜L1的物侧面的轴上距离;
d1:第一透镜L1的轴上厚度;
d2:第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离;
d3:第二透镜L2的轴上厚度;
d4:第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离;
d5:第三透镜L3的轴上厚度;
d6:第三透镜L3的像侧面到第四透镜L4的物侧面的轴上距离;
d7:第四透镜L4的轴上厚度;
d8:第四透镜L4的像侧面到第五透镜L5的物侧面的轴上距离;
d9:第五透镜L5的轴上厚度;
d10:第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面的轴上距离;
d11:第六透镜L6的轴上厚度;
d12:第六透镜L6的像侧面到光学过滤片GF的物侧面的轴上距离;
d13:光学过滤片GF的轴上厚度;
d14:光学过滤片GF的像侧面到像面的轴上距离;
nd:d线的折射率;
nd1:第一透镜L1的d线的折射率;
nd2:第二透镜L2的d线的折射率;
nd3:第三透镜L3的d线的折射率;
nd4:第四透镜L4的d线的折射率;
nd5:第五透镜L5的d线的折射率;
nd6:第六透镜L6的d线的折射率;
ndg:光学过滤片GF的d线的折射率;
vd:阿贝数;
v1:第一透镜L1的阿贝数;
v2:第二透镜L2的阿贝数;
v3:第三透镜L3的阿贝数;
v4:第四透镜L4的阿贝数;
v5:第五透镜L5的阿贝数;
v6:第六透镜L6的阿贝数;
vg:光学过滤片GF的阿贝数。
表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的非球面数据。
【表2】
其中,k是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数。
IH:像高
y=(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16 (1)
为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(1)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(1)表示的非球面多项式形式。
表3、表4示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中,P1R1、P1R2分别代表第一透镜P1的物侧面和像侧面,P2R1、P2R2分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面,P3R1、P3R2分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面,P4R1、P4R2分别代表第四透镜L4的物侧面和像侧面,P5R1、P5R2分别代表第五透镜L5的物侧面和像侧面,P6R1、P6R2分别代表第六透镜L6的物侧面和像侧面。“反曲点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的反曲点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。“驻点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的驻点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。
【表3】
|
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
P1R1 |
1 |
0.825 |
|
P1R2 |
1 |
0.365 |
|
P2R1 |
0 |
|
|
P2R2 |
0 |
|
|
P3R1 |
1 |
0.915 |
|
P3R2 |
1 |
1.085 |
|
P4R1 |
2 |
1.035 |
1.315 |
P4R2 |
2 |
0.995 |
1.545 |
P5R1 |
1 |
0.615 |
|
P5R2 |
0 |
|
|
P6R1 |
1 |
1.565 |
|
P6R2 |
1 |
2.605 |
|
【表4】
|
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
P1R1 |
0 |
|
|
P1R2 |
1 |
0.675 |
|
P2R1 |
0 |
|
|
P2R2 |
0 |
|
|
P3R1 |
0 |
|
|
P3R2 |
0 |
|
|
P4R1 |
0 |
|
|
P4R2 |
2 |
1.545 |
1.575 |
P5R1 |
1 |
1.065 |
|
P5R2 |
0 |
|
|
P6R1 |
1 |
2.585 |
|
P6R2 |
1 |
2.955 |
|
图2、图3分别示出了波长为486nm、588nm和656nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差以及倍率色差示意图。图4则示出了,波长为588nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图,图4的场曲S是弧矢方向的场曲,T是子午方向的场曲。
后出现的表13示出各实例1、2、3中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表13所示,第一实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.965mm,全视场像高为3.928mm,对角线方向的视场角为84.31°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第二实施方式)
第二实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表5、表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。
【表5】
表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。
【表6】
表7、表8示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表7】
|
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
P1R1 |
1 |
0.805 |
|
P1R2 |
1 |
0.345 |
|
P2R1 |
0 |
|
|
P2R2 |
0 |
|
|
P3R1 |
1 |
0.905 |
|
P3R2 |
1 |
1.075 |
|
P4R1 |
2 |
1.005 |
1.305 |
P4R2 |
2 |
0.975 |
1.525 |
P5R1 |
1 |
0.605 |
|
P5R2 |
0 |
|
|
P6R1 |
1 |
1.565 |
|
P6R2 |
1 |
2.575 |
|
【表8】
图6、图7分别示出了波长为486nm、588nm和656nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差以及倍率色差示意图。图8则示出了,波长为588nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的场曲及畸变示意图。
如表13所示,第二实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.967mm,全视场像高为3.928mm,对角线方向的视场角为84.04°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第三实施方式)
第三实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表9、表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。
【表9】
表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的非球面数据。
【表10】
表11、表12示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表11】
【表12】
|
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
P1R1 |
0 |
|
|
P1R2 |
1 |
0.605 |
|
P2R1 |
0 |
|
|
P2R2 |
0 |
|
|
P3R1 |
0 |
|
|
P3R2 |
0 |
|
|
P4R1 |
0 |
|
|
P4R2 |
2 |
1.465 |
1.565 |
P5R1 |
1 |
1.045 |
|
P5R2 |
0 |
|
|
P6R1 |
1 |
2.575 |
|
P6R2 |
1 |
2.925 |
|
图10、图11分别示出了波长为486nm、588nm和656nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差以及倍率色差示意图。图12则示出了,波长为588nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图。
以下表13按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学系统满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.974mm,全视场像高为3.928mm,对角线方向的视场角为83.8°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
【表13】
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。