CN109491050B - 摄像光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学镜头领域，公开了一种摄像光学镜头，由物侧至像侧依序包括：一光圈，一具有正屈折力的第一透镜，一具有负屈折力的第二透镜，一具有正屈折力的第三透镜，一具有负屈折力的第四透镜，一具有正屈折力的第五透镜，以及一具有负屈折力的第六透镜；整体摄像光学镜头的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第四透镜的焦距为f4，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，满足下列关系式：‑9.00≤f2/f≤‑6.00，9.00≤f2/f4≤13.00，11.00≤(R3+R4)/(R3‑R4)≤20.00，0.02≤R7/R8≤0.30。本发明提供的该摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。

Description

摄像光学镜头
技术领域
本发明涉及光学镜头领域，特别涉及一种适用于智能手机、数码相机等手提终端设备，以及监视器、PC镜头等摄像装置的摄像光学镜头。
背景技术
近年来，随着智能手机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光器件不外乎是感光耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体器件(Complementary Metal-OxideSemicondctor Sensor,CMOS Sensor)两种，且由于半导体制造工艺技术的精进，使得感光器件的像素尺寸缩小，再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势，因此，具备良好成像品质的小型化摄像镜头俨然成为目前市场上的主流。
为获得较佳的成像品质，传统搭载于手机相机的镜头多采用三片式、四片式甚至是五片式透镜结构。然而，随着技术的发展以及用户多样化需求的增多，在感光器件的像素面积不断缩小，且系统对成像品质的要求不断提高的情况下，六片式透镜结构逐渐出现在镜头设计当中，常见的六片式透镜虽然已经具有较好的光学性能，但是其光焦度、透镜间距和透镜形状设置仍然具有一定的不合理性，导致透镜结构在具有良好光学性能的同时，无法满足广角化和超薄化的设计要求。
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，其能在具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种摄像光学镜头，所述摄像光学镜头，由物侧至像侧依序包括：一光圈，一具有正屈折力的第一透镜，一具有负屈折力的第二透镜，一具有正屈折力的第三透镜，一具有负屈折力的第四透镜，一具有正屈折力的第五透镜，以及一具有负屈折力的第六透镜；
整体摄像光学镜头的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第四透镜的焦距为f4，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，满足下列关系式：
-9.00≤f2/f≤-6.00，
9.00≤f2/f4≤13.00，
11.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤20.00，
0.02≤R7/R8≤0.30。
本发明相对于现有技术而言，规定了第二透镜焦距与整体摄像光学镜头焦距的比值，规定了第二透镜焦距与第四透镜焦距的比值，合理的分配了镜头的光焦度，并规定了第二透镜和第四透镜的形状，通过上述透镜的配置方式，使摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
优选的，所述第三透镜的轴上厚度为d5，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，满足下列关系式：0.10≤d5/TTL≤0.20。
优选的，所述第一透镜的轴上厚度为d1，所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面的轴上距离为d2，满足下列关系式：7.00≤d1/d2≤10.00。
优选的，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，满足下列关系式：0.20≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.80。
附图说明
图1是本发明的摄像光学镜头的第一实施方式的结构示意图；
图2是图1所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；
图3是图1所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；
图4是图1所示摄像光学镜头的像散场曲及畸变示意图；
图5是本发明的摄像光学镜头的第二实施方式的结构示意图；
图6是图5所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；
图7是图5所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；
图8是图5所示摄像光学镜头的像散场曲及畸变示意图；
图9是本发明的摄像光学镜头的第三实施方式的结构示意图；
图10是图9所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；
图11是图9所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；
图12是图9所示摄像光学镜头的像散场曲及畸变示意图。
图13是本发明的摄像光学镜头的第四实施方式的结构示意图；
图14是图13所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；
图15是图13所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；
图16是图13所示摄像光学镜头的像散场曲及畸变示意图。
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。本实施方式中，优选的，在第六透镜L6和像面Si之间设置有玻璃平板GF等光学元件，其中玻璃平板GF可以是玻璃盖板，也可以是光学过滤片(filter)，当然在其他可实施方式中，玻璃平板GF还可以设置在其他位置。
本实施方式中，第一透镜L1具有正屈折力，其物侧面向外凸出为凸面，其像侧面为凹面；第二透镜L2具有负屈折力，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第三透镜L3具有正屈折力，其物侧面为凹面，其像侧面为凸面；第四透镜L4具有负屈折力，其物侧面为凹面，其像侧面为凸面；第五透镜L5具有正屈折力，其物侧面为凸面，其像侧面为凸面；第六透镜L6和具有负屈折力，其物侧面为凹面，其像侧面为凹面。
在此，定义整体摄像光学镜头10的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第四透镜的焦距为f4，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，满足下列关系式：
-9.00≤f2/f≤-6.00， (1)
9.00≤f2/f4≤13.00， (2)
11.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤20.00， (3)
0.02≤R7/R8≤0.30。 (4)
其中，条件式(1)规定了第二透镜L2的焦距与整体摄像光学镜头10焦距的比值，在此条件范围内时，能有效地平衡第一透镜产生的球差以及系统的场曲。
条件式(2)规定了第二透镜L2的焦距和第四透镜L4焦距的比值。通过焦距的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。
条件式(3)规定了第二透镜L2的形状，在此条件范围内时，有利于补正轴上色像差。
条件式(4)规定了第四透镜L4的形状，在此条件范围外时，随着超薄广角化的发展，很难补正轴外画角的像差等问题。
本实施方式中，通过上述透镜的配置方式，使摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
优选的，本发明实施方式中，所述第三透镜的轴上厚度为d5，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，满足下列关系式：
0.10≤d5/TTL≤0.20。 (5)
条件式(5)规定了第三透镜L3的轴上厚度d5与镜头光学总长TTL的比值，在此条件范围内时，有利于在超薄化的情况下提高系统像质。
优选的，本实施方式中，所述第一透镜的轴上厚度为d1，所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面的轴上距离为d2，满足下列关系式：
7.00≤d1/d2≤10.00。 (6)
条件式(6)规定了第一透镜L1的轴上厚度与第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离的比值，在条件式范围内有助于压缩光学系统总长，实现超薄化效果。
优选的，本实施方式中，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，满足下列关系式：
0.20≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.80。 (7)
条件式(7)规定了第六透镜L6的形状，在此条件范围内时，有利于补正轴外画角的像差。
此外，透镜的表面可以设置为非球面，非球面可以容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低本发明摄像光学镜头的总长度。本发明实施例中，各个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
值得一提的是，由于构成本实施方式的摄像光学透镜10的第一透镜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具有如前所述的结构和参数关系，因此，摄像光学镜头10能够合理分配各透镜的光焦度、面型以及各透镜的轴上厚度等，并因此校正了各类像差，本发明中摄像光学镜头10的光学总长TTL，摄像光学镜头10的像高IH，满足下列关系式：TTL/IH≤1.47；摄像光学镜头10的视场角FOV，满足以下关系式：FOV≥78度。实现了在具有良好光学成像性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
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。
以下示出了本发明第一实施方式中摄像光学镜头10的设计数据。需要说明的是，本实施方式中，距离、半径和中心厚度的单位为毫米(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】
Figure BDA0001927934080000071
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】
Figure BDA0001927934080000101
其中,k是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20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+A18x18+A20x20 (8)
为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(8)中所示的非球面。但是，本发明不限于该公式(8)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L1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 反曲点位置3
P1R1 1 1.255
P1R2 1 0.555
P2R1
P2R2
P3R1
P3R2
P4R1
P4R2 1 1.275
P5R1 2 0.735 1.975
P5R2 3 0.205 0.675 2.445
P6R1 1 1.655
P6R2 2 0.545 3.225
【表4】
驻点个数 驻点位置1 驻点位置2
P1R1
P1R2 1 1.035
P2R1
P2R2
P3R1
P3R2
P4R1
P4R2 1 1.675
P5R1 1 1.245
P5R2 2 0.385 0.855
P6R1
P6R2 1 1.105
图2、图3分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm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546nm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17示出各实例1、2、3、4中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表17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2.742mm，全视场像高为4.00mm，对角线方向的视场角为78.84°，具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
(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】
Figure BDA0001927934080000121
Figure BDA0001927934080000131
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】
Figure BDA0001927934080000132
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 反曲点位置3
P1R1 1 1.275
P1R2 1 0.535
P2R1
P2R2
P3R1 1 1.195
P3R2 1 1.395
P4R1
P4R2 1 1.255
P5R1 2 0.755 1.975
P5R2 3 0.065 0.755 2.435
P6R1 1 1.655
P6R2 2 0.525 3.195
【表8】
驻点个数 驻点位置1 驻点位置2
P1R1
P1R2 1 0.985
P2R1
P2R2
P3R1
P3R2
P4R1
P4R2
P5R1 1 1.265
P5R2 2 0.105 1.045
P6R1
P6R2 1 1.035
图6、图7分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm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546nm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17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2.770mm，全视场像高为4.00mm，对角线方向的视场角为78.26°，具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
(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】
Figure BDA0001927934080000141
Figure BDA0001927934080000151
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】
Figure BDA0001927934080000152
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】
Figure BDA0001927934080000153
Figure BDA0001927934080000161
【表12】
驻点个数 驻点位置1 驻点位置2
P1R1
P1R2
P2R1
P2R2
P3R1 2 0.785 1.085
P3R2
P4R1
P4R2
P5R1 1 0.975
P5R2
P6R1
P6R2 1 1.355
图10、图11分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm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546nm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。
如表17所示，第三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2.713mm，全视场像高为4.00mm，对角线方向的视场角为79.41°，具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
(第四实施方式)
第四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13、表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的设计数据。
【表13】
Figure BDA0001927934080000171
表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的非球面数据。
【表14】
Figure BDA0001927934080000172
Figure BDA0001927934080000181
表15、表16示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表15】
反曲点个数 反曲点位置1 反曲点位置2
P1R1
P1R2 1 1.085
P2R1
P2R2
P3R1 1 1.205
P3R2
P4R1
P4R2 2 1.215 1.645
P5R1 2 0.755 2.035
P5R2 2 0.185 0.705
P6R1 1 1.625
P6R2 2 0.575 2.985
【表16】
驻点个数 驻点位置1 驻点位置2
P1R1
P1R2
P2R1
P2R2
P3R1
P3R2
P4R1
P4R2
P5R1 1 1.275
P5R2 2 0.335 0.925
P6R1 1 2.885
P6R2 1 1.185
图14、图15分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的轴向像差以及倍率色差示意图。图16则示出了，波长为546nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的场曲及畸变示意图。
如表17所示，第四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2.735mm，全视场像高为4.00mm，对角线方向的视场角为78.98°，具有良好光学性能的同时，满足广角化和超薄化的设计要求。
【表17】
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 备注
f2/f -8.32 -8.95 -6.02 -8.90 条件式(1)
f2/f4 11.71 12.90 9.06 11.08 条件式(2)
(R3+R4)/(R3-R4) 11.24 11.10 12.16 19.89 条件式(3)
R7/R8 0.03 0.02 0.30 0.21 条件式(4)
d5/TTL 0.13 0.10 0.20 0.12 条件式(5)
d1/d2 9.02 9.91 7.05 9.99 条件式(6)
(R11+R12)/(R11-R12) 0.28 0.21 0.79 0.59 条件式(7)
Fno 1.75 1.75 1.75 1.75
f 4.798 4.848 4.748 4.786
f1 5.076 5.187 5.028 5.537
f2 -39.910 -43.393 -28.569 -42.619
f3 4.083 3.993 3.063 4.240
f4 -3.409 -3.364 -3.154 -3.848
f5 5.016 5.085 4.215 5.306
f6 -3.525 -3.782 -2.659 -4.016
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。

Claims (4)

1.一种摄像光学镜头，所述摄像光学镜头，由物侧至像侧依序包括：一光圈，一具有正屈折力的第一透镜，一具有负屈折力的第二透镜，一具有正屈折力的第三透镜，一具有负屈折力的第四透镜，一具有正屈折力的第五透镜，以及一具有负屈折力的第六透镜；
其特征在于，整体摄像光学镜头的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第四透镜的焦距为f4，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，满足下列关系式：
-9.00≤f2/f≤-6.00，
9.00≤f2/f4≤13.00，
11.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤20.00，
0.02≤R7/R8≤0.30。
2.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的轴上厚度为d5，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，满足下列关系式：
0.10≤d5/TTL≤0.20。
3.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的轴上厚度为d1，所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面的轴上距离为d2，满足下列关系式：
7.00≤d1/d2≤10.00。
4.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，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，满足下列关系式：
0.20≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.80。
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