CN109239890B - 微型摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种微型摄像镜头，涉及光学镜头技术领域。微型摄像镜头沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜，其物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧表面和像侧表面在近轴处为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；具有正光焦度的第五透镜；具有负光焦度的第六透镜，其物侧表面和像侧表面在近轴处为凹面。本发明提供的微型摄像镜头，通过合理搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，具有小型化、大光圈和成像品质高的优点。

Description

微型摄像镜头
技术领域
本发明涉及光学镜头技术领域，更具体地，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。
然而，目前配置在便携式电子设备上的镜头，由于光圈数(F number，F数)较大，虽然能够满足小型化的需求，但却无法在光线不足的情况下保证镜头的成像品质。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种微型摄像镜头，具有小型化、大光圈和成像品质高的优点。
本发明实施例提供了一种微型摄像镜头，沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜，其物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧表面和像侧表面在近轴处为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；具有正光焦度的第五透镜；具有负光焦度的第六透镜，其物侧表面和像侧表面在近轴处为凹面。
进一步的，所述第五透镜满足条件式：0.7<CT5-i/CT5<1.2；其中，CT5-i为所述第五透镜任意位置处法线方向的厚度，CT5为所述第五透镜的中心厚度。
进一步的，所述第四透镜满足条件式：CT4min>0.28mm；其中，CT4min为所述第四透镜的最小厚度。
进一步的，所述微型摄像镜头满足条件式：12<(f3/f+f4/f+f5/f)<18；其中，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f为所述微型摄像镜头的焦距。
进一步的，所述微型摄像镜头满足条件式：(Dr13r16-Dr13r16-50％)/DMVA13<0.015；其中，Dr13r16为所述第六透镜的像侧表面到成像面在光轴上的距离，Dr13r16-50％为所述第六透镜的像侧表面50％矢高处到所述成像面的距离，DMVA13为所述第六透镜的像侧表面的有效口径。
进一步的，所述微型摄像镜头满足条件式：0<R1/f<1；其中，R1为所述第一透镜的物侧表面的曲率半径，f为所述微型摄像镜头的焦距。
进一步的，所述微型摄像镜头满足以下条件式：-3.0<R5/R6<0；其中，R5为所述第三透镜的物侧表面的近轴曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径。
进一步的，所述微型摄像镜头满足条件式：0<(R3-R4)/(R3+R4)<0.5；其中，R3为所述第二透镜的物侧表面的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧表面的曲率半径。
进一步的，所述微型摄像镜头满足条件式：TTL/f<1.2；其中，TTL为所述微型摄像镜头的总长度，f为所述微型摄像镜头的焦距。
进一步的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜以及所述第六透镜均为非球面透镜。
进一步的，所述微型摄像镜头还包括：设置于所述第一透镜物侧的光阑，以及设置于所述第六透镜与成像面之间的滤光片。
本发明实施例提供的微型摄像镜头，通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，有效的减小了微型摄像镜头整体的尺寸大小，且在小型化的同时实现了大光圈清晰成像的效果，具有小型化、大光圈和成像品质高的优点，其对便携式电子设备具有良好的适用性，能够有效提升用户的摄像体验。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明第一实施例提供的微型摄像镜头的结构示意图；
图2示出了本发明第一实施例提供的另一种微型摄像镜头的结构示意图；
图3示出了本发明第一实施例提供的微型摄像镜头的场曲曲线图；
图4示出了本发明第一实施例提供的微型摄像镜头的畸变曲线图；
图5示出了本发明第一实施例提供的微型摄像镜头的横向色差曲线图；
图6示出了本发明第二实施例提供的微型摄像镜头的场曲曲线图；
图7示出了本发明第二实施例提供的微型摄像镜头的畸变曲线图；
图8示出了本发明第二实施例提供的微型摄像镜头的横向色差曲线图；
图9示出了本发明第三实施例提供的微型摄像镜头的场曲曲线图；
图10示出了本发明第三实施例提供的微型摄像镜头的畸变曲线图；
图11示出了本发明第三实施例提供的微型摄像镜头的横向色差曲线图；
图12示出了本发明第四实施例提供的微型摄像镜头的场曲曲线图；
图13示出了本发明第四实施例提供的微型摄像镜头的畸变曲线图；
图14示出了本发明第四实施例提供的微型摄像镜头的横向色差曲线图。
附图标记：S0-光阑；L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；G-滤光片；P-成像面；100-微型摄像镜头。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
目前，随着便携式电子设备(如智能手机、相机)的普及，加上社交、视频、直播类软件的流行，人们对于摄影的喜爱程度越来越高，摄像镜头已经成为了电子设备的标配，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。
然而，发明人在对现有摄像镜头的研究中发现，一方面随着人们对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随之加大，这使得镜头在保证成像品质的同时难以继续向小型化的方向迈进。
另一方面，现有的便携式电子设备多用来拍摄人像或近景，这也对成像镜头的锐利度提出了更高要求。众所周知，镜头的光圈越大，进光量越大，可有效提高快门速度，同时背景虚化效果越好，在昏暗环境下拍摄的成像质量也更好。然而，目前配置在便携式电子设备上的镜头，其F数一般在2.0以上，这类镜头虽然能够满足小型化的需求，却无法在光线不足的情况下保证镜头的成像品质。
为了解决上述的问题，发明人经过研究，提出了本发明实施例中的微型摄像镜头，其具有小型化、大光圈和成像品质高的优点。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
请参照图1，图1是本发明第一实施例提供的微型摄像镜头100的结构示意图。
本实施例中，如图1所示，微型摄像镜头100沿光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜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。
其中，第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜L1的物侧表面为凸面，像侧表面为凹面。第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜L2的物侧表面为凸面，像侧表面为凹面。第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜L3的物侧表面和像侧表面在近轴处均为凸面。第四透镜L4具有正光焦度，第四透镜L4的物侧表面为凹面，像侧表面为凸面。第五透镜L5具有正光焦度。第六透镜L6具有负光焦度，第六透镜L6的物侧表面和像侧表面在近轴处均为凹面。
请参照图2，本实施例中，微型摄像镜头100还可以包括设置于第一透镜L1物侧的光阑S0，以及设置于第六透镜L6与成像面P之间的滤光片G。该滤光片G可用于选择性地对部分光进行过滤，从而优化成像效果。
本实施例中，成像面P，可以是由物侧入射的光，经过微型摄像镜头100在像侧清晰成像的平面。在其他可能的实施方式中，成像面P还可以设置光电传感器等用于成像的光学元器件。
进一步的，在一些实施方式中，第五透镜L5满足条件式：
0.7<CT5-i/CT5<1.2；
其中，CT5-i表示第五透镜L5的任意位置处在法线方向上的厚度，如果是非球面，曲线任意位置处切线的垂线，即为该点的法线。CT5表示第五透镜L5的中心厚度。CT5-i/CT5的值大于0.7，有利于第五透镜L5的成型，其对于轴外光线，不易发生高阶像差，性能稳定；CT5-i/CT5的值小于1.2，则降低了场曲、慧差的修正难度。
进一步的，在一些实施方式中，第四透镜L4满足条件式：
CT4min>0.28mm；
其中，CT4min表示第四透镜L4的最小厚度(即第四透镜L4最薄处法线方向的厚度)。CT4min大于0.28mm，限制了第四透镜L4的光学厚度，使其更易于成型加工。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足条件式：
12<(f3/f+f4/f+f5/f)<18；
其中，f3表示第三透镜L3的焦距，f4表示第四透镜L4的焦距，f5表示第五透镜L5的焦距，f表示微型摄像镜头100的焦距。(f3/f+f4/f+f5/f)的值大于12，则第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5中不存在光焦度变大的透镜，降低了偏芯敏感度；(f3/f+f4/f+f5/f)的值小于18，则第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5中不存在光焦度变小的透镜，更利于维持微型摄像镜头100的小型化。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足条件式：
(Dr13r16-Dr13r16-50％)/DMVA13<0.015；
其中，Dr13r16表示第六透镜L6的像侧表面到成像面P在光轴上的距离，Dr13r16-50％表示第六透镜L6的像侧表面50％矢高处到成像面P的距离，DMVA13表示第六透镜L6的像侧表面的有效口径。在同样光学后焦的情况下，控制(Dr13r16-Dr13r16-50％)/DMVA13的值满足上述条件式，可以有效缩小光学后焦与机械后焦的差距，从而实现缩小镜头总长的效果。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足条件式：
0<R1/f<1；
其中，R1表示第一透镜L1的物侧表面的曲率半径，f表示微型摄像镜头100的焦距。R1/f的值大于0，可降低第一透镜L1的偏芯敏感度；R1/f的值小于1，可保持第一透镜L1的光焦度不会过大，有利于微型摄像镜头100的小型化。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足以下条件式：
-3.0<R5/R6<0；
其中，R5表示第三透镜L3的物侧表面的近轴曲率半径，R6表示第三透镜L3的像侧表面的近轴曲率半径。R5/R6的值大于-3.0，则第三透镜L3的光焦度不会变大，且不会使第三透镜L3的偏芯敏感度变大，有利于确保周边性能；R5/R6的值小于0，可降低整个微型摄像镜头100的场曲修正难度。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足条件式：
0<(R3-R4)/(R3+R4)<0.5；
其中，R3表示第二透镜L2的物侧表面的曲率半径，R4表示第二透镜L2的像侧表面的曲率半径。(R3-R4)/(R3+R4)的值大于0，镜头的场曲和畸变不会朝负方向过分增大，避免校正困难；(R3-R4)/(R3+R4)的值小于0.5，镜头的场曲和畸变不会朝正方向过分增大，同样降低了校正难度。
进一步的，在一些实施方式中，微型摄像镜头100满足条件式：
TTL/f<1.2；
其中，TTL表示微型摄像镜头100的总长度，f表示微型摄像镜头100的焦距。此条件限制了光学系统总长和系统焦距的比例关系，在保证系统长焦距的情况下，能达到系统小型化的目的。
本实施例中，作为一种方式，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可以均为非球面透镜，可均采用塑胶非球面镜片制成。可以理解的是，在其他可能的实施方式中，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还可以是球面透镜、非球面透镜等的组合。
当微型摄像镜头100中的各个透镜均为非球面透镜时，微型摄像镜头100的各个非球面面型满足如下方程式：
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率半径，k为圆锥系数conic，A2i为第2i阶的非球面面型系数。
本实施例提供的微型摄像镜头100通过合理的搭配第一透镜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之间的镜片形状与光焦度组合，有效的减少了微型摄像镜头100的整体尺寸大小，且实现了大光圈清晰成像的效果。在一些实施方式中，其采用六片塑胶镜片，镜头体积小，结构紧凑，且具有大光圈，能够提供更好的光学成像质量，适于各种便携式电子设备的应用。
请参照图3、图4以及图5，在本实施例中，微型摄像镜头100的场曲曲线图、畸变曲线图以及横向色差曲线图分别如图3、图4及图5所示。从图中可以看出，场曲、畸变和横向色差都被良好校正。
具体的，本实施例提供的微型摄像镜头100的设计参数如表1所示：
表1
本实施例中，微型摄像镜头100中各个透镜的非球面参数如表2所示：
表2
第二实施例
本实施例提供的微型摄像镜头100的结构图与上述第一实施例大致相同，其最大的不同之处在于设计参数不同。
请参照图6、图7以及图8，在本实施例中，微型摄像镜头100的场曲曲线图、畸变曲线图以及横向色差曲线图分别如图6、图7及图8所示。从图中可以看出，场曲、畸变和横向色差都被良好校正。
具体的，本实施例提供的微型摄像镜头100的设计参数如表3所示：
表3
本实施例中，微型摄像镜头100中各个透镜的非球面参数如表4所示：
表4-1
表4-2
表面编号 A<sub>22</sub> A<sub>24</sub>
3 — —
4 — —
5 — —
6 — —
7 — —
8 — —
9 — —
10 — —
11 -1.07E-08 -9.89E-09
12 -1.25E-09 2.10E-10
13 1.00E-10 -9.86E-11
14 -7.29E-12 -2.35E-11
第三实施例
本实施例提供的微型摄像镜头100的结构图与上述第一实施例大致相同，其最大的不同之处在于设计参数不同。
请参照图9、图10以及图11，在本实施例中，微型摄像镜头100的场曲曲线图、畸变曲线图以及横向色差曲线图分别如图9、图10以及图11所示。从图中可以看出，场曲、畸变和横向色差都被良好校正。
具体的，本实施例提供的微型摄像镜头100的设计参数如表5所示：
表5
本实施例中，微型摄像镜头100中各个透镜的非球面参数如表6所示：
表6-1
表6-2
表面编号 A<sub>22</sub> A<sub>24</sub> A<sub>26</sub>
3 4.39E-03 2.85E-03 -3.76E-03
4 -5.68E-03 -3.95E-03 -1.41E-02
5 6.21E-03 -5.68E-04 -3.68E-02
6 -2.80E-01 -3.53E-01 5.58E-01
7 -1.24E-02 7.71E-03 -1.70E-02
8 2.74E-04 3.07E-03 6.73E-05
9 5.30E-05 1.04E-04 4.25E-05
10 -2.54E-06 7.64E-08 -8.48E-08
11 -4.33E-08 -1.53E-08 -1.60E-09
12 -8.99E-09 -2.03E-09 -3.68E-10
13 1.11E-09 4.88E-11 -6.29E-11
14 -4.05E-12 -1.66E-11 -2.93E-12
第四实施例
本实施例提供的微型摄像镜头100的结构图与上述第一实施例大致相同，其最大的不同之处在于设计参数不同。
请参照图12、图13以及图14，在本实施例中，微型摄像镜头100的场曲曲线图、畸变曲线图以及横向色差曲线图分别如图12、图13以及图14所示。从图中可以看出，场曲、畸变和横向色差都被良好校正。
具体的，本实施例提供的微型摄像镜头100的设计参数如表7所示：
表7
本实施例中，微型摄像镜头100中各个透镜的非球面参数如表8所示：
表8-1
表8-2
表面编号 A<sub>22</sub> A<sub>24</sub> A<sub>26</sub>
3 4.75E-01 -1.58E+00 6.31E-01
4 -7.02E-02 -6.06E-02 9.02E-02
5 2.37E-02 1.96E-01 -8.68E-02
6 -2.22E-01 -1.82E-01 3.08E-01
7 5.01E-02 9.29E-01 -5.40E-01
8 -1.03E-02 -2.79E-02 1.93E-02
9 -1.16E-03 -1.92E-04 5.13E-04
10 -2.56E-05 1.24E-06 -9.27E-07
11 -1.02E-07 -5.76E-09 7.30E-09
12 -1.26E-08 -1.37E-09 7.65E-10
13 -7.75E-09 5.11E-09 -4.62E-10
14 -2.11E-10 -3.02E-11 1.00E-11
此外，表9为上述四个实施例中的微型摄像镜头100分别对应的光学特性，包括微型摄像镜头100的焦距f、光圈数F#、镜头的光学总长TTL，以及与前述的每个条件式对应的数值。
表9
在以上每个实施例中，微型摄像镜头100中的各个透镜的厚度、曲率半径、材质部分有所不同，具体不同可参见各实施例中的参数表。上述的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上述实施例的限制，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。
综上，本发明实施例提供的微型摄像镜头，通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，有效的减小了微型摄像镜头整体的尺寸大小，且在小型化的同时实现了大光圈清晰成像的效果，具有小型化、大光圈和成像品质高的优点，其对便携式电子设备具有良好的适用性，能够有效提升用户的摄像体验。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微型摄像镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到像侧依次包括：
具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；
具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；
具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧表面和像侧表面在近轴处为凸面；
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧表面为凹面，像侧表面为凸面；
具有正光焦度的第五透镜；
具有负光焦度的第六透镜，所述第六透镜的物侧表面和像侧表面在近轴处为凹面；
所述微型摄像镜头满足条件式：
(Dr13r16-Dr13r16-50％)/DMVA13<0.015；
其中，Dr13r16为所述第六透镜的像侧表面到成像面在光轴上的距离，Dr13r16-50％为所述第六透镜的像侧表面50％矢高处到所述成像面的距离，DMVA13为所述第六透镜的像侧表面的有效口径。
2.根据权利要求1所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述第五透镜满足条件式：0.7<CT5-i/CT5<1.2；其中，CT5-i为所述第五透镜任意位置处法线方向的厚度，CT5为所述第五透镜的中心厚度。
3.根据权利要求1所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述第四透镜满足条件式：CT4min>0.28mm；其中，CT4min为所述第四透镜的最小厚度。
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：
12<(f3/f+f4/f+f5/f)<18；其中，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f为所述微型摄像镜头的焦距。
5.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以下条件式：0<R1/f<1；其中，R1为所述第一透镜的物侧表面的曲率半径，f为所述微型摄像镜头的焦距。
6.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：-3.0<R5/R6<0；其中，R5为所述第三透镜的物侧表面的近轴曲率半径，R6为所述第三透镜的像侧表面的近轴曲率半径。
7.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：0<(R3-R4)/(R3+R4)<0.5；其中，R3为所述第二透镜的物侧表面的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧表面的曲率半径。
8.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：TTL/f<1.2；其中，TTL为所述微型摄像镜头的总长度，f为所述微型摄像镜头的焦距。
9.根据权利要求1至8中任一项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、所述第五透镜以及所述第六透镜均为非球面透镜。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的微型摄像镜头，其特征在于，所述微型摄像镜头还包括：设置于所述第一透镜物侧的光阑，以及设置于所述第六透镜与成像面之间的滤光片。
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