CN110850558A - 超广角摄像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超广角摄像镜头,其技术要点是,沿光轴从物侧至像侧依次包含:具有负折射力,物侧面和像侧面均为凹面的第一透镜;具有正折射力,物侧面和像侧面均为凸面的第二透镜;具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第三透镜;具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第四透镜;具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第五透镜;具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第六透镜;所述第一透镜和第二透镜之间设有光阑。本发明在保证成像质量的情况下,满足大广角、大视场角需求。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统,具体涉及一种超广角摄像镜头,适用于智能手机或超薄视频摄像装置。
背景技术
随着智能手机拍照功能和拍摄模式的不断创新,人们对手机摄像头拍摄功能的需求已经不仅仅的局限于高解析力、大光圈,而是向着更新颖的方向—广角端发展。因此,电子市场除了对高解析力、大光圈和超薄型等特点提出较高要求之外,大视场角同样是值得关注的一个发展方向。
目前,市场上主流镜头的视场角一般在70°~80°之间,已不能满足电子市场的使用需求,急需设计出具有更大视场角的手机镜头,实现超大视场角拍摄。
发明内容
在上述背景需求下,本发明提供一种配置合理、使用可靠的超广角摄像镜头,在保证成像质量的情况下,满足大广角、大视场角需求。
本发明的技术方案是:
一种超广角摄像镜头,其技术要点是,沿光轴从物侧至像侧依次包含:
具有负折射力,物侧面和像侧面均为凹面的第一透镜;
具有正折射力,物侧面和像侧面均为凸面的第二透镜;
具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第三透镜;
具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第四透镜;
具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第五透镜;
具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第六透镜;
所述第一透镜和第二透镜之间设有光阑,所有透镜的物侧面和像侧面皆为非球面,且满足以下条件式:
0.75<(R1+R2)/(R1-R2)<0.82
其中,R1为第一透镜的物侧面曲率半径;R2为第一透镜的像侧面曲率半径。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
-0.36<f2/f3<-0.3
其中,f2为第二透镜的焦距;f3为第三透镜的焦距。此条件用于调整第二和第三透镜的屈折力,合理的配合有利于性能和良率的提升。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
0.15<BFL/TTL<0.22
其中,BFL为镜头的光学后焦;TTL为镜头的光学总长。此条件用来约束光学后焦占镜头长度的比重,更长的后焦有利于结构上搭配马达对焦的移动行程。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
-1.5<f1/f<-1.0
其中,f1为第一透镜的焦距;f为镜头的焦距。此条件用于调整第一透镜的屈折力,提高成像品质,超过上限或下限将不利于系统校正像差,难以提高系统的解析力。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
0.95<(R8+R9)/(R8-R9)<1.15
其中,R8为第四透镜的物侧面曲率半径;R9为第四透镜的像侧面曲率半径。此条件用来限制第四透镜的形状,有利于性能的提升及第四透镜的加工生产。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
IH/TTL<0.55
其中,IH为半像高;TTL为镜头的光学总长。此条件用来减薄镜头总厚度,从而减小手机厚度。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
sd s6/IH<0.72
其中,sd s6为第六透镜像侧面的半有效径;IH为半像高。此条件用来约束第六透镜的有效径,有利于减小镜头底端的尺寸,减小镜头在手机内部的占比实现手机轻薄化。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
-1.5<f5/f6<-0.7
其中,f5为第五透镜的焦距;f6为第六透镜的焦距。此条件用来约束第五透镜和第六透镜的形状,有利于镜片成型加工和性能的提升。
上述的超广角摄像镜头,还满足以下条件式:
丨f3/TTL丨<1.0
其中,f3为第三透镜的焦距;TTL为镜头的光学总长。此条件用来约束第三透镜的折射力,有利于降低整个系统的敏感度,同时兼顾像质和工艺性。
2.2<f2/CT2<2.45
其中,f2为第二透镜的焦距;CT2为第二透镜的中心厚度;此条件通过约束第二透镜的有效焦距与中心厚度的比值,补偿第一透镜的球差,保证第二透镜的加工性。
上述的超广角摄像镜头,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用偶次非球面塑料镜片,非球面系数满足如下方程:
Z=cy2/[1+{1-(1+k)c2y2}+1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20
其中,Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数、A14为14次非球面系数、A16为16次非球面系数、A18为18次非球面系数、A20为20次非球面系数。
本发明的有益效果是:
本申请采用6片非球面塑料镜片,正、负折射力的合理搭配,利于搭配多种1300万高像素手机芯片,从而实现超大广角FOV 167°(1.0F fov),最大像圆大于
其中,光阑设于第一透镜和第二透镜之间,更加有利于照度的提升;第一透镜的负折射力,区别于常规镜头,有利于视场角的提升;第三和第六透镜的负折射力,可保证光学系统的性能提升;另外,第一透镜的物侧面曲率半径R1和第一透镜的像侧面曲率半径R2满足如下条件式:0.75<(R1+R2)/(R1-R2)<0.82,约束了第一透镜的形状,有利于提升视场角。
附图说明
图1是本发明镜头的二维图(对应实施例1);
图2是本发明镜头的MTF传递函数曲线图(对应实施例1),其中,横坐标为空间频率,纵坐标为光学调制传递函数;
图3是本发明镜头的场曲&畸变曲线(对应实施例1),其中,横坐标为畸变大小,纵坐标为像高;
图4是本发明镜头的相对照度曲线(对应实施例1),其中,横坐标为视场,纵坐标为相对照度值;
图5是本发明镜头的轴向色差曲线(对应实施例1),其中,横坐标为色差数值,纵坐标为视场;
图6是本发明镜头的二维图(对应实施例2);
图7是本发明镜头的MTF传递函数曲线图(对应实施例2);
图8是本发明镜头的场曲&畸变曲线(对应实施例2);
图9是本发明镜头的相对照度曲线(对应实施例2);
图10是本发明镜头的轴向色差曲线(对应实施例2);
图11是本发明镜头的二维图(对应实施例3);
图12是本发明镜头的MTF传递函数曲线图(对应实施例3);
图13是本发明镜头的场曲&畸变曲线(对应实施例3);
图14是本发明镜头的相对照度曲线(对应实施例3);
图15是本发明镜头的轴向色差曲线(对应实施例3)。
图中:P1.第一透镜、P2.第二透镜、P3.第三透镜、P4.第四透镜、P5.第五透镜、P6.第六透镜;
1.第一透镜物侧面、2.第一透镜像侧面、3.光阑、4.第二透镜物侧面、5.第二透镜像侧面、6.第三透镜物侧面、7.第三透镜像侧面、8.第四透镜物侧面、9.第四透镜像侧面、10.第五透镜物侧面、11.第五透镜像侧面、12第六透镜物侧面、13.第六透镜像侧面、14.滤光片物侧面、15.滤光片像侧面。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,该超广角摄像镜头,沿光轴从物侧至像侧依次包含:具有负折射力,物侧面和像侧面均为凹面的第一透镜P1;具有正折射力,物侧面和像侧面均为凸面的第二透镜P2;具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第三透镜P3;具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第四透镜P4;具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第五透镜P5;具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第六透镜P6;所述第一透镜和第二透镜之间设有光阑。其同时满足以下条件式:
0.75<(R1+R2)/(R1-R2)<0.82
-0.36<f2/f3<-0.3
0.15<BFL/TTL<0.22
-1.5<f1/f<-1.0
0.95<(R8+R9)/(R8-R9)<1.15
IH/TTL<0.55
sd s6/IH<0.72
-1.5<f5/f6<-0.7
丨f3/TTL丨<1.0
2.2<f2/CT2<2.45
其中,R1为第一透镜的物侧面曲率半径;R2为第一透镜的像侧面曲率半径;f2为第二透镜焦距;f3为第三透镜的焦距;BFL为镜头的后焦;TTL为镜头的光学总长;IH为半像高;f为镜头的焦距;f1为第一透镜的焦距;f2为第二透镜的焦距;f3为第三透镜的焦距;f5为第五透镜的焦距;f6为第六透镜的焦距;R8为第四透镜的物侧面曲率半径;R9为第四透镜的像侧面曲率半径;sd s6为第六透镜像侧面的半有效径;CT2为第二透镜的中心厚度。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用偶次非球面塑料镜片,非球面系数满足如下方程:
Z=cy2/[1+{1-(1+k)c2y2}+1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20
其中,Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数、A14为14次非球面系数、A16为16次非球面系数、A18为18次非球面系数、A20为20次非球面系数。
本实施例中,镜头的FOV(1.0F)为167°、光圈值为Fno 2.45、光学系统有效焦距efl为1.67mm、半像高IH为2.934mm、光学TTL为5.35mm、光学后焦BFL为1.1mm,像圆为6.168mm。光学后焦为1.1mm,可以搭配多种马达实现对焦,同时更有利于机械结构的排布;光学总长TTL为5.35mm,有利于整体结构的小型化,符合现超薄手机镜头的发展趋势。镜头的具体设计参数如表一(a)、表一(b)、表一(c)所示:
表一(a)
表一(b)
表(c)
(R1+R2)/(R1-R2) | 0.8091 |
f2/f3 | -0.3499 |
BFL/TTL | 0.2056 |
f1/f | -1.387 |
(R8+R9)/(R8-R9) | 1.0399 |
IH/TTL | 0.5484 |
Sd s6/IH | 0.7176 |
f5/f6 | -0.9484 |
f3/TTL | -0.9533 |
f2/CT2 | 2.4136 |
参见图2,实施例1的MTF传递函数曲线,在1/4频率中心视场MTF大于0.76,具有较高的解析力。
参见图3,实施例1的场曲&畸变曲线,在大广角fov167°下,1.0F光学畸变小于-79.9%,能够维持很小的畸变,保证成像质量。
参见图4,实施例1的相对照度曲线,照度大于23%,能够保证拍照成像的亮度,避免暗角。
参见图5,实施例1的轴向色差曲线,1.0F以内所有波长的色差都在±2um内,能够减小图片与实物的色差,保证成像质量。
实施例2
本实施例中,镜头的FOV(1.0F)为167.5°、光圈值为Fno 2.28、光学系统有效焦距efl为1.6045mm、半像高IH 2.934mm、光学TTL5.35mm、光学后焦BFL 1.1mm,像圆为6.168mm镜头的具体设计参数如表二(a)、表二(b)、表二(c)所示。
表二(a)
表二(b)
表二(c)
(R1+R2)/(R1-R2) | 0.8172 |
f2/f3 | -0.3514 |
BFL/TTL | 0.2056 |
f1/f | -1.3997 |
(R8+R9)/(R8-R9) | 1.0109 |
IH/TTL | 0.5484 |
Sd s6/IH | 0.7107 |
f5/f6 | -0.8042 |
f3/TTL | -0.9542 |
f2/CT2 | 2.4315 |
参见图7,实施例2的MTF传递函数曲线,在1/4频率中心视场MTF大于0.76具有较高的解析力。
参见图8,实施例2的场曲&畸变曲线,在大广角fov167.5°下,1.0F光学畸变小于-80.0%,能够维持很小的畸变,保证成像质量。
参见图9,实施例2的相对照度曲线,照度大于24%,能够保证拍照成像的亮度,避免暗角。
参见图10,实施例2的轴向色差曲线,0.8F以内所有波长的色差都在±2um内,能够减小图片与实物的色差,保证成像质量。
实施例3
本实施例中,镜头的FOV(1.0F)为167.1°、光圈值为Fno 2.35、光学系统有效焦距efl(f)为1.6626mm、半像高IH 2.934mm、光学TTL5.35mm、光学后焦BFL 1.1mm,像圆为6.168mm镜头的具体设计参数如表三(a)、表三(b)、表三(c)所示。
表三(a)
表三(b)
表三(c)
(R1+R2)/(R1-R2) | 0.8064 |
f2/f3 | -0.354 |
BFL/TTL | 0.2056 |
f1/f | -1.452 |
(R8+R9)/(R8-R9) | 1.1359 |
IH/TTL | 0.5484 |
Sd s6/IH | 0.7229 |
f5/f6 | -1.468 |
f3/TTL | -0.9026 |
f2/CT2 | 2.3986 |
参见图12,实施例3的MTF传递函数曲线,在1/4频率中心视场MTF大于0.77具有较高的解析力。
参见图13,实施例3的场曲&畸变曲线,在大广角fov167.1°下,1.0F光学畸变小于-80.0%,能够维持很小的畸变,保证成像质量。
参见图14,实施例3的相对照度曲线,照度大于22%,能够保证拍照成像的亮度,避免暗角。
参见图15,实施例3的轴向色差曲线,0.95F以内所有波长的色差都在±2um内,能够减小图片与实物的色差,保证成像质量。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种超广角摄像镜头,其特征在于,沿光轴从物侧至像侧依次包含:
具有负折射力,物侧面和像侧面均为凹面的第一透镜;
具有正折射力,物侧面和像侧面均为凸面的第二透镜;
具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第三透镜;
具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第四透镜;
具有正折射力,物侧面为凹面且像侧面为凸面的第五透镜;
具有负折射力,物侧面为凸面且像侧面为凹面的第六透镜;
所述第一透镜和第二透镜之间设有光阑,所有透镜的物侧面和像侧面皆为非球面,且满足以下条件式:
0.75<(R1+R2)/(R1-R2)<0.82
其中,R1为第一透镜的物侧面曲率半径;R2为第一透镜的像侧面曲率半径。
2.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
-0.36<f2/f3<-0.3
其中,f2为第二透镜的焦距;f3为第三透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
0.15<BFL/TTL<0.22
其中,BFL为镜头的光学后焦;TTL为镜头的光学总长。
4.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
-1.5<f1/f<-1.0
其中,f1为第一透镜的焦距;f为镜头的焦距。
5.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
0.95<(R8+R9)/(R8-R9)<1.15
其中,R8为第四透镜的物侧面曲率半径;R9为第四透镜的像侧面曲率半径。
6.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
IH/TTL<0.55
其中,IH为半像高;TTL为镜头的光学总长。
7.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
sd s6/IH<0.72
其中,sd s6为第六透镜像侧面的半有效径;IH为半像高。
8.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
-1.5<f5/f6<-0.7
其中,f5为第五透镜的焦距;f6为第六透镜的焦距。
9.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,还满足以下条件式:
丨f3/TTL丨<1.0
其中,f3为第三透镜的焦距;TTL为镜头的光学总长。
2.2<f2/CT2<2.45
其中,f2为第二透镜的焦距;CT2为第二透镜的中心厚度。
10.根据权利要求1所述的超广角摄像镜头,其特征在于,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均采用偶次非球面塑料镜片,非球面系数满足如下方程:
Z=cy2/[1+{1-(1+k)c2 y2}+1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20
其中,Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数、A14为14次非球面系数、A16为16次非球面系数、A18为18次非球面系数、A20为20次非球面系数。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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