CN112612122B - 光学成像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学成像镜头，该镜头沿着光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第七透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。其中第一透镜的有效焦距f1与光学成像镜头的总有效焦距f满足以下关系式：‑1.5＜f1/f＜‑0.8。

Description

光学成像镜头

技术领域

本发明涉及一种光学成像镜头，更具体地，涉及一种包括七片式透镜的光学成像镜头。

背景技术

近些年来，随着例如智能手机、平板电脑等便携式电子设备的高速更新换代，市场对产品端摄像镜头的要求越来越高。然而在追求拥有高品质拍照的时候，经常会受到手机要求的轻薄化与镜头总长限制的影响。因此，如何设计出成像质量优良又符合轻薄短小这一特点的光学成像镜头一直是我们追逐的目标。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种可适用于便携式电子设备的，具有超广角、高像素以及体积小中至少一个优点的光学成像镜头。

本发明提供了一种光学成像镜头，该镜头沿着光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第七透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。其中第一透镜的有效焦距f1与光学成像镜头的总有效焦距f满足关系式：-1.5＜f1/f＜-0.8。

在一些实施例中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足关系式：1＜(R1+R2)/(R1-R2)＜1.2。

在一些实施例中，第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面的轴上距离T12与光学成像镜头的光学总长TTL满足关系式：0.07＜T12/TTL＜0.09。

在一些实施例中，第一透镜的中心厚度CT1与光学成像镜头的光学总长TTL满足关系式：0.03＜CT1/TTL＜0.05。

在一些实施例中，第一透镜的边缘厚ET1与第一透镜的中心厚度CT1满足关系式：2.6＜ET1/CT1＜4.3。

在一些实施例中，第一透镜的物侧面的边缘矢高SAG1与第一透镜的像侧面的边缘矢高SAG2满足关系式：0.1＜SAG1/SAG2＜0.25。

在一些实施例中，第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4与光学成像镜头的总有效焦距f满足关系式：3.01＜(f3+f4)/f＜3.366。

在一些实施例中，第七透镜的有效焦距f7与光学成像镜头的总有效焦距f满足关系式：-1.5＜f7/f＜-0.9。

在一些实施例中，第七透镜的物侧面的曲率半径R13与第七透镜的像侧面的曲率半径R14满足关系式：0.8＜(R13+R14)/(R13-R14)＜0.9。

在一些实施例中，第七透镜的中心厚度CT7与光学成像镜头的光学总长TTL满足关系式：0.11＜CT7/TTL＜0.13。

在一些实施例中，第七透镜的边缘后的ET7与第七透镜的中心厚度CT7满足关系式：1.0＜ET7/CT7＜2.5。

在一些实施例中，光学成像镜头的光学总长TTL与光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长度的一半ImgH满足关系式：1.7<TTL/ImgH<1.9。

在一些实施例中，光学成像镜头的光学总长TTL与光学成像镜头的入瞳直径EPD满足关系式：5<TTL/EPD<6。

在一些实施例中，光学成像镜头还可包括至少一个光阑，以提升光学成像镜头的成像质量。可选地，光阑可设置在第三透镜与第四透镜之间。

在一些实施例中，上述光学成像镜头的视场角HFOV＞75°。

在一些实施例中，上述光学成像镜头的光学总长TTL＜7.5mm。

在一些实施例中，上述光学成像镜头的光圈值FNO≤2.2。

基于本发明实施例的一种光学成像镜头，采用了七片透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离等，使得上述光学成像镜头具有超广角、高像素以及体积小等至少一个有益效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的光学成像镜头的结构示意图。

图2为本发明第一实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图。

图3为本发明第一实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图。

图4为本发明第一实施例中的光学成像镜头的轴上点球差色差曲线图。

图5为本发明第一实施例中的光学成像镜头的横向色差曲线图。

图6为本发明第二实施例中的光学成像镜头的结构示意图。

图7为本发明第二实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图。

图8为本发明第二实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图。

图9为本发明第二实施例中的光学成像镜头的轴上点球差色差曲线图。

图10为本发明第二实施例中的光学成像镜头的横向色差曲线图。

图11为本发明第三实施例中的光学成像镜头的结构示意图。

图12为本发明第三实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图。

图13为本发明第三实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图。

图14为本发明第三实施例中的光学成像镜头的轴上点球差色差曲线图。

图15为本发明第三实施例中的光学成像镜头的横向色差曲线图。

图16为本发明第四实施例中的光学成像镜头的结构示意图。

图17为本发明第四实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图。

图18为本发明第四实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图。

图19为本发明第四实施例中的光学成像镜头的轴上点球差色差曲线图。

图20为本发明第四实施例中的光学成像镜头的横向色差曲线图。

具体实施例

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施例的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施例的光学成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。这七片透镜沿着光轴由物侧至像侧依序排列，且各相邻透镜之间均可具有空气间隔。

在示例性实施例中，第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第七透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。

在示例性实施例中，本申请的光学成像镜头满足关系式：

-1.5＜f1/f＜-0.8 (1)

满足关系式(1)，使得第一透镜具有适当的负屈折力，有利于减小系统像差，同时有利于减缓光线在第二透镜处的入射角度，可减小后续镜片的口径，维持镜头小型化。

1＜(R1+R2)/(R1-R2)＜1.2 (2)

满足关系式(2)，不仅使得第一透镜能够有效地校正系统球差，而且有利于第一透镜的机械承靠位置充分地朝物侧方向移动，以加深第一透镜的在镜筒内的嵌入深度，优化镜头的外型结构防止第一透镜过于凸出而导致的磨损。

0.07＜T12/TTL＜0.09 (3)

满足关系式(3)，通过控制第一透镜的像侧面与第二透镜的物侧面的轴上距离与光学成像镜头的光学总长之间的比值，有利于控制光学成像镜头沿光轴方向的总长，使光学成像镜头具有小而且薄的特点，同时还能够对光学成像镜头的场曲量进行控制，进而提升光学成像镜头的成像质量。

0.03＜CT1/TTL＜0.05 (4)

满足关系式(4)，通过控制第一透镜的中心厚度与光学成像镜头的光学总长之间的比值，有利于控制光学成像镜头沿光轴方向的总长，使光学成像镜头具有小而且薄的特点。

2.6＜ET1/CT1＜4.3 (5)

满足关系式(5)，既可以使第一透镜具有良好的加工性，还可以使得进入光学系统大视场角的光线发散，让光阑面的入射角减小，使得光线走势趋于平缓，减小像差校正的难度。

0.1＜SAG1/SAG2＜0.25 (6)

满足关系式(6)，可以使进入光学成像系统的光线更加汇聚，减小系统的慧差，增大系统的视场角，减小主光线入射角。

3.01＜(f3+f4)/f＜3.366 (7)

满足关系式(7)，可以实现合理的分配第三透镜和第四透镜的光焦度，可以有效减小第三透镜和第四透镜产生的高级球差和像散，同时可以缓和光线在第三透镜和第四透镜中的偏折角度，降低这两个镜片的敏感性。

-1.5＜f7/f＜-0.9 (8)

满足关系式(8)，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。

0.8＜(R13+R14)/(R13-R14)＜0.9 (9)

满足关系式(9)，可以缓和光线经过镜片的偏折程度，使得第七透镜能够有效减小像差。

0.11＜CT7/TTL＜0.13 (10)

满足关系式(10)，通过控制第七透镜的中心厚度与光学成像镜头的光学总长之间的比值，能够合理控制第七透镜的厚度，有利于系统小型化，还可降低产生鬼像的风险；同时配合第五透镜和第六透镜可有效降低系统色差，同时还可避免因第七透镜过薄而导致系统性能下降。

1.0＜ET7/CT7＜2.5 (11)

满足关系式(11)，可使得从外围视场(最大视场与一半的最大视场之间的区域)在第七透镜具有不同的投射高度，这意味着优化一半的最大视场的像差时，外围视场像差受到的影响较小，故可以提升系统外围视场的品质。

1.7<TTL/ImgH<1.9 (12)

满足关系式(12)，即可保证系统高像素成像质量，又可以控制光学成像镜头的系统总长，使光学成像镜头具有小而且薄的特点。

5<TTL/EPD<6 (13)

满足关系式(13)，能够提供较大的入瞳，扩大光圈有利于增加进光量，同时提高成像品质，且能够使得光学成像镜头的系统总长较小。

在示例性实施例中，上述光学成像镜头还可包括至少一个光阑，以提升光学成像镜头的成像质量。可选地，光阑可设置在第三透镜与第四透镜之间。

在示例性实施例中，上述光学成像镜头的半视场角HFOV＞75°，从而实现广角化。

在示例性实施例中，上述光学成像镜头的光学总长TTL＜7.5mm，从而实现超薄化。

在示例性实施例中，上述光学成像镜头的光圈值FNO≤2.2，从而实现大光圈化。

在示例性实施例中，上述光学成像镜头的各非球面透镜的面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

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为非球面的近轴曲率；k为二次曲面系数；A_2i是第2i阶非球面面型系数。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学成像镜头的具体实施例。

实施例1

图1示出了根据本申请实施例1的光学成像镜头的结构示意图。光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、第二透镜E2、光阑STO、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤光片E8和成像面S17。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面；第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；第四透镜E4具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面；第五透镜E5具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面；第六透镜E6具有正光焦度，其物侧面S11为凸面，像侧面S12为凸面；第七透镜E7具有负光焦度，其物侧面S13为凹面，像侧面S14为凹面；滤光片E8具有物侧面S15和像侧面S16。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。

本实施例提供的光学成像镜头的各个镜片的相关参数如表1所示。

表1

本实施例中的光学成像镜头的各非球面的面型系数如表2所示。

表2

由图2、3、4、5可以看出，本实施例的子午像面和弧矢像面的场曲均小于0.5mm、畸变小于76%、轴上点球差色差小于0.06mm、横向色差小于36μm，说明场曲、畸变、轴上点球差色差、横向色差都被良好矫正。

实施例2

图6示出了根据本申请实施例2的光学成像镜头的结构示意图。本实施例中的光学成像镜头与实施例1中的光学成像镜头的结构大抵相同，不同之处在于：各透镜的曲率半径及材料选择不同。

本实施例提供的光学成像镜头的各个镜片的相关参数如表3所示。

表3

本实施例中的光学成像镜头的各非球面的面型系数如表4所示。

表4

由图7、8、9、10可以看出，本实施例的子午像面和弧矢像面的场曲均小于0.6mm、畸变小于79%、轴上点球差色差小于0.12mm、横向色差小于7μm，说明场曲、畸变、轴上点球差色差、横向色差都被良好矫正。

实施例3

图11示出了根据本申请实施例3的光学成像镜头的结构示意图。本实施例中的光学成像镜头与实施例1中的光学成像镜头的结构大抵相同，不同之处在于：各透镜的曲率半径及材料选择不同。

本实施例提供的光学成像镜头的各个镜片的相关参数如表5所示。

表5

本实施例中的光学成像镜头的各非球面的面型系数如表6所示。

表6

由图12、13、14、15可以看出，本实施例的子午像面和弧矢像面的场曲均小于1.9mm、畸变小于77%、轴上点球差色差小于0.11mm、横向色差小于6μm，说明场曲、畸变、轴上点球差色差、横向色差都被良好矫正。

实施例4

图16示出了根据本申请实施例4的光学成像镜头的结构示意图。本实施例中的光学成像镜头与实施例1中的光学成像镜头的结构大抵相同，不同之处在于：各透镜的曲率半径及材料选择不同。

本实施例提供的光学成像镜头的各个镜片的相关参数如表7所示。

表7

本实施例中的光学成像镜头的各非球面的面型系数如表8所示。

表8

由图17、18、19、20可以看出，本实施例的子午像面和弧矢像面的场曲均小于0.35mm、畸变小于75%、轴上点球差色差小于0.07mm、横向色差小于5.5μm，说明场曲、畸变、轴上点球差色差、横向色差都被良好矫正。

综上，实施例1至实施例4分别满足表9中所示的关系。

表9

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.光学成像镜头，该镜头沿着光轴从物侧至像侧依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜组成，其特征在于：

所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第七透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；

所述第一透镜的有效焦距为f1，所述光学成像镜头的总有效焦距为f，所述第一透镜的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，所述第七透镜的物侧面的曲率半径R13，所述第七透镜的像侧面的曲率半径R14，且满足以下关系式：

-1.5＜f1/f＜-0.8；

1＜(R1+R2)/(R1-R2)＜1.2；

0.8＜(R13+R14)/(R13-R14)＜0.9。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面的轴上距离T12与所述光学成像镜头的光学总长TTL满足以下关系式：0.07＜T12/TTL＜0.09。

3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学成像镜头的光学总长TTL满足以下关系式：0.03＜CT1/TTL＜0.05。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的边缘厚度ET1与所述第一透镜的中心厚度CT1满足以下关系式：2.6＜ET1/CT1＜4.3。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的边缘矢高SAG1与所述第一透镜的像侧面的边缘矢高SAG2满足以下关系式：0.1＜SAG1/SAG2＜0.25。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距f3、所述第四透镜的有效焦距f4与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足以下关系式：3.01＜(f3+f4)/f＜3.366。

7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第七透镜的有效焦距f7与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足以下关系式：-1.5＜f7/f＜-0.9。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第七透镜的中心厚度CT7与所述光学成像镜头的光学总长TTL满足以下关系式：0.11＜CT7/TTL＜0.13。

9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第七透镜的边缘厚度ET7与所述第七透镜的中心厚度CT7满足以下关系式：1.0＜ET7/CT7＜2.5。

10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头的光学总长TTL与所述光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长度的一半ImgH满足以下关系式：1.7<TTL/ImgH<1.9。

11.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头的光学总长TTL与所述光学成像镜头的入瞳直径EPD满足以下关系式：5<TTL/EPD<6。

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