CN110045485B - 摄像光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摄像光学镜头，摄像光学镜头由物侧至像侧依序包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜，以及具有屈折力的第六透镜；摄像光学镜头的焦距为f，第一透镜的焦距为f1，第三透镜的焦距为f3，第四透镜物侧面的曲率半径为R7，第四透镜的像侧面的曲率半径为R8满足关系式：0.60≤f1/f≤0.80；2.00≤f3/f≤5.00；2.00≤(R7+R8)/(R7‑R8)≤4.50。该摄像光学镜头能在具有良好光学性能的同时，满足大光圈、长焦距的设计要求。

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】

随着科学技术的不断发展，电子设备的功能不断完善，除了传统的数码相机和独立的摄像头、监控器等，诸如平板电脑、手机等便携电子设备也配备了摄像光学镜头，并且要求手机等电子设备中的镜头在具备良好成像品质的同时满足轻薄化要求。

目前，市面上搭载于手机等电子设备的摄像镜头多采用多片式结构，其中四片式、五片式、六片式镜头居多，然而随着社交媒体不断深入，人们对手机等电子设备中的镜头的画质要求越来越高，为获得较佳的成像品质，六片式透镜结构逐渐备受青睐，常见的六片式透镜虽然能够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，导致摄像镜头在具有良好光学性能的同时，无法满足大光圈、长焦距的设计要求。

因此，有必要提供一种摄像光学镜头以解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头，以解决目前摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时，无法满足大光圈、长焦距的设计要求的技术问题。

本发明的技术方案如下：

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：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；所述第一透镜具有正屈折力，所述第二透镜具有负屈折力，所述第三透镜具有正屈折力，所述第四透镜具有负屈折力，所述第五透镜具有负屈折力，所述第六透镜具有屈折力；

所述摄像光学镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R8，满足下列关系式：

0.60≤f1/f≤0.80；

2.00≤f3/f≤5.00；

2.00≤(R7+R8)/(R7-R8)≤4.50。

作为一种改进，所述第四透镜的焦距为f4，满足下列关系式：

-5.00≤f4/f≤-2.00。

作为一种改进，所述第六透镜的轴上厚度为d11，所述第五透镜的像侧面到所述第六透镜的物侧面的轴上距离为d10，满足下列关系式：

3.00≤d11/d10≤4.00。

作为一种改进，所述第二透镜的焦距为f2，满足下列关系式：

-3.00≤f2/f≤-0.80。

作为一种改进，所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧面的曲率半径为R2，满足下列关系式：

-3.50≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.50。

作为一种改进，所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧面的曲率半径为R4，满足下列关系式：

1.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤5.50。

作为一种改进，所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧面的曲率半径为R6，满足下列关系式：

-5.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-2.50。

作为一种改进，所述摄像光学镜头还包括光圈，所述光圈设于所述物侧与所述第一透镜之间。

作为一种改进，所述摄像光学镜头的光圈数为FNO，所述摄像光学镜头的光学总长和所述摄像光学镜头的焦距分别为TTL及f，满足下列关系式：

FNO≤2.00；

f/TTL≥1.03。

本发明的有益效果在于：本发明提供的摄像光学镜头，通过设定第一透镜的焦距和整体摄像光学镜头的焦距之间的特定配比，设定第三透镜的焦距和整体摄像光学镜头的焦距之间的特定配比，并且还设定了第四透镜的特定形状，有助于矫正摄像光学镜头的像差，使摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时，满足大光圈、长焦距的设计要求。

【附图说明】

图1是本发明实施方式一中摄像光学镜头的结构示意图；

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场曲及畸变示意图；

图5是本发明实施方式二中摄像光学镜头的结构示意图；

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场曲及畸变示意图；

图9是本发明实施方式三中摄像光学镜头的结构示意图；

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场曲及畸变示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

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。

以下为实施方式一：

请一并参阅图1至图4，本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明实施方式一的摄像光学镜头10，该摄像光学镜头10包括六个透镜。具体地，摄像光学镜头10，由物侧至像侧依序包括：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。本实施方式中，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，其像侧面也为凹面；第三透镜L3具有正屈折力，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第四透镜L4具有负屈折力，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第五透镜L5具有负屈折力其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜L6具有负屈折力，第六透镜L6的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

在此，定义摄像光学镜头10的焦距为f，焦距单位为毫米(mm)，第一透镜的焦距为f1，第三透镜的焦距为f3，第四透镜物侧面的曲率半径为R7，第四透镜的像侧面的曲率半径为R8。f、f1、f3、R7以及R8满足下列关系式：

0.60≤f1/f≤0.80 (1)

2.00≤f3/f≤5.00 (2)

2.00≤(R7+R8)/(R7-R8)≤4.50 (3)

其中，条件式(1)规定了第一透镜L1的焦距与摄像光学镜头10的总焦距的比值。如此设置，可有效分配第一透镜L1的焦距，有利于光学系统像差的校正，进而提高摄像光学镜头10的成像品质。

条件式(2)规定了第三透镜L3的焦距与摄像光学镜头10的总焦距的比值。如此设置，可有效分配第三透镜L3的焦距，有利于光学系统像差的校正，进而提高摄像光学镜头10的成像品质。

条件式(3)规定了第四透镜L4的物侧面的曲率半径与其像侧面的曲率半径的和，与该第四透镜L4的物侧面的曲率半径与其像侧面的曲率半径的差之间的比值，如此设置，规定了该第四透镜L4的形状，在满足该条件式(3)规定的范围内，可以有效校正该第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3所产生的像差。

本实施方式中，通过设定第一透镜L1的焦距和整体摄像光学镜头10的焦距之间的特定配比，设定第三透镜L3的焦距和整体摄像光学镜头10的焦距之间的特定配比，同时规定了第四透镜L4的物侧面的曲率半径和像侧面的曲率半径的特定条件关系，设定了第四透镜L4的特定形状，有助于矫正摄像光学镜头10的像差，使摄像光学镜头10在具有良好光学性能的同时，满足大光圈、长焦距的设计要求。

作为一种改进，且第四透镜L4的焦距为f4，其中，f4与上述f满足下列关系的关系式：

-5.00≤f4/f≤-2.00 (4)

条件式(4)规定了第四透镜L4的焦距与摄像光学镜头10的总焦距的比值。如此设置，有利于提高摄像光学镜头10的光学性能，从而更有利于摄像光学镜头10取得较佳的成像品质。

作为一种改进，第六透镜L6的轴上厚度为d11，第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面的轴上距离为d10，d10与d11满足下列关系的关系式：

3.00≤d11/d10≤4.00 (5)

条件式(5)规定了第六透镜L6的轴上厚度与该第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面的轴上距离的比值。在满足该条件式(5)规定的范围内有助于该第六透镜L6的加工，以及整个摄像光学镜头10的组装。

作为一种改进，且第二透镜L2的焦距为f2，其中，f2与上述f满足下列关系的关系式：

-3.00≤f2/f≤-0.80 (6)

条件式(6)规定了第二透镜L2的焦距与摄像光学镜头10的总焦距的比值。如此设置，有利于平衡第一透镜产生的球差和系统的场曲，从而更有利于摄像光学镜头10取得较佳的成像品质。

作为一种改进，第一透镜L1的物侧面的曲率半径为R1，第一透镜L1的像侧面的曲率半径为R2，其中，R1与R2满足下列关系的关系式：

-3.50≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.50 (7)

条件式(7)规定了该第一透镜L1的形状，在满足该条件式(7)规定的范围内，有助于提高摄像光学镜头的系统性能。

作为一种改进，第二透镜L2的物侧面的曲率半径为R3，第二透镜L2的像侧面的曲率半径为R4，其中，R3与R4满足下列关系的关系式：

1.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤5.50 (8)

条件式(8)规定了该第二透镜L2的形状，在满足该条件式(8)规定的范围内，有助于校正光学系统的像差，提高摄像光学镜头的系统性能。作为一种改进，第三透镜L3的物侧面的曲率半径为R5，第三透镜L3的像侧面的曲率半径为R5，其中，R5与R6满足下列关系的关系式：

-5.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-2.50 (9)

条件式(9)规定了该第三透镜L3的形状，在满足该条件式(9)规定的范围内，有助于第三透镜的成型，并避免因第三透镜表面曲率过大而导致的成型不良。

作为一种改进，摄像光学镜头10还包括光圈S1，该光圈S1设于第一透镜L1的物侧面。

此外，本发明提供的摄像光学镜头10中，各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10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、第六透镜L6具有如前的结构和参数关系，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的光学成像系统的光圈FNO≤2.0；

摄像光学镜头10的光学总长TTL与摄像光学镜头10的焦距f满足下列关系式：f/TTL≥1.03。

如此，实现了在具有良好光学成像性能的同时，满足大光圈、长焦距的设计要求。

优选的，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。

图1是实施方式一中摄像光学镜头10的结构示意图。以下示出了本发明实施方式一中摄像光学镜头10的设计数据。

表1列出了本发明实施方式一中构成摄像光学镜头10的第一透镜L1～第六透镜L6的物侧以及像侧曲率半径、透镜的轴上厚度、透镜间的距离、折射率以及阿贝数，其中，曲率半径以R加数字后缀编号，透镜的轴上厚度及透镜间的距离均以d加数字后缀编号、折射率以nd表示，阿贝数以vd表示，各个标号的具体意义请见于表1之后的段落。表2示出了摄像光学镜头10的圆锥系数k与非球面系数。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】

上表中各符号的含义如下。

R：光学面的曲率半径；S1：光圈；R1：第一透镜L1的物侧面；R2：第一透镜L1的像侧面；R3：第二透镜L2的物侧面；R4：第二透镜L2的像侧面；R5：第三透镜L3的物侧面；R6：第三透镜L3的像侧面；R7：第四透镜L4的物侧面；R8：第四透镜L4的像侧面；R9：第五透镜L5的物侧面；R10：第五透镜L5的像侧面；R11:第六透镜L6的物侧面；R12:第六透镜L6的像侧面；R13:玻璃平板GF的物侧面；R14:玻璃平板GF的像侧面；

d：透镜的轴上厚度或相邻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：玻璃平板GF的轴上厚度；d14：玻璃平板GF的像侧面到像面Si的轴上距离；

nd：d线的折射率；nd1：第一透镜L1的折射率；nd2：第二透镜L2的折射率；nd3：第三透镜L3的折射率；nd4：第四透镜L4的折射率；nd5：第五透镜L5的折射率；nd6：第六透镜L6的折射率；ndg：玻璃平板GF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：玻璃平板GF的阿贝数。

【表2】

在表2中，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数。

需要说明的是，本实施方式中各透镜的非球面优选的使用下述条件式(10)所述的非曲面，但是，下述条件式(10)的具体形式仅为一个示例，实际上，并不限于条件式(11)中表示的非球面多项式形式。

Y＝(x²/R)/{1+[1-(1+k)(x²/R²)]^1/2}+A₄x⁴+A₆x⁶+A₈x⁸+A₁₀x¹⁰+A₁₂x¹²+A₁₄x¹⁴+A₁₆x¹⁶ (10)

表3、表4示出本发明实施例的摄像光学镜头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
				P3R2	1	1.205
P4R1	1	0.235
				P4R2	2	0.345	1.095
P5R1	2	0.285	1.455
				P5R2	2	0.585	2.055
P6R1	1	2.015
				P6R2	1	2.425

【表4】

	驻点个数	驻点位置1	驻点位置2
				P4R1	1	0.395
P4R2	2	0.565	1.245
				P5R1	1	0.485
P5R2	1	1.115

另外，在后续的表13中，还列出了实施方式一中各种参数与条件式中已规定的参数所对应的值。

图2、图3分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过实施方式一的摄像光学镜头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的光经过实施方式一的摄像光学镜头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。

在本实施方式中，摄像光学镜头10的总焦距为f，F值为FNO，对角线上的广角大小为FOV，其中，f＝6.465，FNO＝2.00，FOV＝50.00°；如此，摄像光学镜头10具有大光圈、长焦距，且具有优秀的成像性能。

以下为实施方式二：

图5是实施方式二中摄像光学镜头20的结构示意图，实施方式二与实施方式一基本相同，以下列表中符号含义与实施方式一也相同，故对于相同的部分此处不再赘述，以下仅列出不同点。

表5、表6示出本发明实施方式二的摄像光学镜头20的设计数据。

【表5】

【表6】

表7、表8示出本发明实施例的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点及驻点设计数据。

【表7】

	反曲点个数	反曲点位置1	反曲点位置2
				P2R2	1	1.315
P4R1	1	0.195
				P4R2	2	0.325	1.155
P5R1	2	0.315	1.405
				P5R2	2	0.515	2.035
P6R1	1	0.495

【表8】

另外，在后续的表13中，还列出了实施方式二中各种参数与条件式中已规定的参数所对应的值。

图6、图7分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过实施方式一的摄像光学镜头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的光经过实施方式一的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图。图8的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

在本实施方式中，摄像光学镜头20的总焦距为f，F值为FNO，对角线上的广角大小为FOV，其中，f＝6.482，FNO＝2.00，FOV＝50.00°；如此，摄像光学镜头20具有大光圈、长焦距，且具有优秀的成像性能。

以下为实施方式三：

图9是实施方式三中摄像光学镜头30的结构示意图，实施方式三与实施方式一基本相同，以下列表中符号含义与实施方式一也相同，故对于相同的部分此处不再赘述，以下仅列出不同点。

表9、表10示出本发明实施方式三的摄像光学镜头30的设计数据。

【表9】

【表10】

表11、表12示出本发明实施例的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点及驻点设计数据。

【表11】

	反曲点个数	反曲点位置1	反曲点位置2
				P1R2	1	1.435
P4R1	1	0.235
				P4R2	2	0.325	1.115
P5R1	2	0.255	1.495
				P5R2	2	0.545	2.155
P6R1	1	2.145
				P6R2	1	2.465

【表12】

	驻点个数	驻点位置1	驻点位置2
				P4R1	1	0.395
P4R2	2	0.555	1.275
				P5R1	1	0.435
P5R2	1	1.115

另外，在后续的表13中，还列出了实施方式三中各种参数与条件式中已规定的参数所对应的值。

图10、图11分别示出了波长为435nm、486nm、546nm、587nm和656nm的光经过实施方式一的摄像光学镜头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的光经过实施方式一的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图。图12的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

在本实施方式中，摄像光学镜头30的总焦距为f，F值为FNO，对角线上的广角大小为FOV，其中，f＝6.487，FNO＝2.00，FOV＝50.00°；如此，摄像光学镜头30具有大光圈、长焦距，且具有优秀的成像性能。

以下表13根据上述条件式列出了实施方式一、实施方式二、实施方式三中对应条件式(1)至(9)的数值，以及其他相关参数的取值。

【表13】

以上的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种摄像光学镜头，其特征在于，所述摄像光学镜头共包含六片透镜，所述六片透镜由物侧至像侧依序为：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；所述第一透镜具有正屈折力，所述第二透镜具有负屈折力，所述第三透镜具有正屈折力，所述第四透镜具有负屈折力，所述第五透镜具有负屈折力，所述第六透镜具有屈折力；

所述摄像光学镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第三透镜的焦距为f3，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，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R8，满足下列关系式：

0.60≤f1/f≤0.80；

2.00≤f3/f≤5.00；

2.00≤(R7+R8)/(R7-R8)≤4.50；

-5.00≤f4/f≤-2.00。

2.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述第六透镜的轴上厚度为d11，所述第五透镜的像侧面到所述第六透镜的物侧面的轴上距离为d10，满足下列关系式：

3.00≤d11/d10≤4.00。

3.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述第二透镜的焦距为f2，满足下列关系式：

-3.00≤f2/f≤-0.80。

4.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述第一透镜物侧面的曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧面的曲率半径为R2，满足下列关系式：

-3.50≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.50。

5.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述第二透镜物侧面的曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧面的曲率半径为R4，满足下列关系式：

1.00≤(R3+R4)/(R3-R4)≤5.50。

6.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧面的曲率半径为R6，满足下列关系式：

-5.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-2.50。

7.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述摄像光学镜头还包括光圈，所述光圈设于所述物侧与所述第一透镜之间。

8.根据权利要求1至7任一项所述的摄像光学镜头，其特征在于：所述摄像光学镜头的光圈为FNO，所述摄像光学镜头的光学总长和所述摄像光学镜头的焦距分别为TTL及f，满足下列关系式：

FNO≤2.00；

f/TTL≥1.03。

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