CN113126245B - 镜头、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了镜头、摄像模组及电子设备，其中镜头包括沿光轴从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；第一透镜具有正光焦度，第一透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面；第二透镜或第三透镜为具有负色散性的衍射光学透镜；衍射光学透镜包括沿光轴从物方到像方贴合设置的第一镜片及第二镜片，第一镜片与第二镜片的贴合面为衍射面，第一镜片的焦距为fn1，第二镜片的焦距为fn2，fn1和fn2满足：|fn1/fn2|≥1。本申请的镜头，可以在保证小型化、长焦距的前提下，获得更好的成像效果，适合应用于包括智能手机在内的电子设备中。
Description
技术领域
本申请属于光学成像技术领域，更具体地说，是涉及一种镜头、摄像模组及电子设备。
背景技术
近年来，随着终端设备技术的发展，拍摄功能已经成为很多智能终端设备(如智能手机)的必备功能，镜头成为终端设备中必备组件之一。在多摄的组合式变焦系统中，镜头设计是不可或缺的一部分。
通常来说，终端设备的镜头采用4片～7透镜结构设计。为了获取高品质的画质，需要足够大的光学空间来平衡不同的像差，像差包括色差及单色像差(包括像散、畸变、球面像差等)，一般来说大部分的像差可以通过调整镜头的非球面系数和距离来实现，但是在长焦镜头下，对色差的要求尤为苛刻。
一般来说，消除色差最直接的方法是通过选择低色散的光学材料，比如，采用玻璃材料制成的透镜的色散都比较低，但是采用玻璃材料来制成透镜，其加工工艺要求非常高，且成本较为昂贵，并不是终端设备的镜头的良选。因此，镜头一般采用塑胶材料制成，而塑胶材料的色散都为正值，且都比较大，导致难以满足镜头对色差的高要求。
发明内容
本申请的实施例的目的在于提供一种镜头、摄像模组及电子设备，旨在解决长焦镜头色差较大的技术问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：
第一方面，本申请实施例提供了一种镜头，包括沿光轴从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面；所述第二透镜或所述第三透镜为具有负色散性的衍射光学透镜；所述衍射光学透镜包括沿光轴从物方到像方贴合设置的第一镜片及第二镜片，所述第一镜片与所述第二镜片的贴合面为衍射面，所述第一镜片的焦距为fn1，所述第二镜片的焦距为fn2，fn1和fn2满足：|fn1/fn2|≥1。
本申请实施例提供的镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜，其中第二透镜或第三透镜为衍射光学透镜，其一方面利用衍射光学透镜的负色散性来补偿其他透镜的正色散性，达到削弱色差的目的，另一方面利用各透镜的焦距、光角度和表面结构相互配合，在消色差的同时进一步实现镜头其他像差的消除或削弱，同时保证镜头的小型化、长焦距，解决了长焦镜头色差明显的问题。
在可能的实施方式中，第一镜片采用硫代树脂材料制成，所述第一镜片的折射率为N1，第二镜片采用采用高色散的聚碳酸酯类或改性烷烃类材料制成，所述第二镜片的折射率为N2，N1及N2满足：1.55≤N2≤1.64，1.62≤N1≤1.76；所述第一镜片的阿贝数为Vd1，第二镜片的阿贝数为Vd2，Vd1及Vd2满足：20≤Vd1≤40，30≤Vd2≤60；所述第一镜片的相对色散系数为Pdc1，第二镜片的相对色散系数为Pdc2，所述Vd1、Vd2、Pdc1及Pdc2满足：-0.002≤(Pdc1-Pdc2)/(Vd1-Vd2)≤0.002。通过使用合理的材料搭配可以提高该衍射光学透镜的衍射效率，同时降低杂散光的影响。
在可能的实施方式中，第一镜片的厚度为H1，H1≤0.5mm；第二镜片的厚度为H2，H≤0.5mm；衍射面的厚度为H3，H3的范围为0～50um，通过厚度的合理限制，能够将衍射光学透镜的负色散性调整至合理数值，从而更好的补偿其他透镜的正色散性，消除色差。
在可能的实施方式中，上述透镜满足以下的条件式：
(1)0≤f1/f≤1；其中，f1表示第一透镜的焦距，f表示所述镜头的焦距；
(2)f2≤0；其中，f2表示第二透镜的焦距；
(3)f3≥0；其中，f3表示第三透镜的焦距；
(4)SP4/LT≤0.5；其中，SP4表示第四透镜像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜物方表面与光轴相交的顶点之间的距离，LT表示第一透镜物方表面与光轴相交的顶点到第五透镜像方表面与光轴相交的顶点之间的距离。
本申请实施例通过上述条件式(1)～(3)，分别将第一透镜、第二透镜及第三透镜的焦距进行限定，同时对第一透镜的焦距与镜头的焦距的比值进行限定，从而在保证长焦的前提下，缩小整个镜头的尺寸，实现镜头小型化。
本申请实施例通过上述条件式(4)，将第四透镜像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜物方表面与光轴相交的顶点之间的距离规定在适当的范围内，从而能够保证整个镜头组合工艺的稳定性。
在可能的实施方式中，所述第一透镜朝向物方的一侧设有孔径光阑，通过孔径光阑限定物方的射入光束的宽度，从而对镜头的成像范围进行限定。所述第五透镜朝向像方的一侧设有红外滤光片，通过红外滤光片实现对红外线进行截止和滤光。
在可能的实施例中，镜头中所有的透镜均可由树脂材料构成，其中，第一透镜可具体采用环烯烃类的低色散性材料；而其他非衍射光学透镜可以根据镜头的结构设计情况来选择采用常规的镜头材料(如聚碳酸酯类的高色散的材料，或者环烯烃类的低色散的材料等等)；衍射光学透镜所采用的具体材料参考上文的说明，这里不再赘述。
本申请通过将镜头的各透镜均采用树脂材料制成，树脂材料成本低，且便于加工，再加上衍射光学透镜的组合，从而可以在消除镜头色差的前提下，降低了整个镜头的材料成本及加工成本。
在可能的实施方式中，所述镜头的焦距的范围为14mm-15mm，光圈值Fno的范围为3-4，半视场角w的范围为20°-21°，所述第一透镜朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL的范围为17mm-18mm，所述镜头的最大像高ImgH的范围为2mm-3mm。
在可能的实施方式中，所述第二透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凸面，通过凸面对光束进行聚焦，可缩短镜头的总长度，利于镜头的小型化；
第二透镜具有负的光焦度，第二透镜的第一镜片具有负的光焦度，第二透镜的第二镜片具有负的光焦度；所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面，且两个面均为非球面，以利于平衡不同口径处的光学像差。
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面，且两个面均为非球面，以利于平衡不同口径处的光学像差。
所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，通过拐点的设置，第四透镜的光焦度朝向透镜的周边部，其负的光焦度越弱，或在周边部逐渐向正的光焦度变化，通过形成这种非球面，有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面。
所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面，有利于确保后焦距、进行像散的校正以及控制向图像传感器的主光线入射角度。此外，第五透镜近光轴的两个面均为非球面，以便于校正像差，同时利于修整影像周边像差，提高镜头的成像品质。
在可能的实施方式中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00012-(-0.00011)，B的范围为(2.03E-05)-(2.05E-05)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为0.00019-0.00020；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00637-0.00636，B的范围为0.000353-0.000354；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.001786-0.001787，B的范围为0.000637-0.000638；
所述第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0010-(-0.0008)，B的范围为-0.000011-(-0.000009)，C的范围为0.000059-0.0000061；
所述第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.002949-0.002950，B的范围为0.000281-0.000282；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为-0.00012-(-0.00011)；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01812-(-0.01811)，B的范围为-0.00123-(-0.00122)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01796-(-0.01795)，B为-0.00120-(-0.00119)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01023-(-0.01022)，B为0.000642-0.000643，C为(9.07E-05)-(9.08E-05)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.009-(-0.007)，B的范围为0.000536-0.000537；C的范围为(8.94E-05)-(8.95E-05)；
所红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
在可能的实施方式中，所述第二透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凸面；
所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面。
在可能的实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0003867-0.0003868，B的范围为(5.567E-05)-(5.568E-05)，C的范围为(2.393E-06)-(2.394E-06)，D的范围为(4.771E-07)-(4.772E-07)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004302-(-0.004301)，B为0.0002067-0.0002068，C为(-3.550E-06)-(-3.549E-06)，D为(8.253E-07)-(8.254E-08)；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.005779-(-0.005778)，B的范围为0.0003323-0.0003324，C的范围为(7.167E-06)-(7.168E-07)，D为(1.280E-06)-(1.281E-06)；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0005697-0.0005698，B的范围为0.0005794-0.0005795，C的范围为(1.705E-05)-(1.706E-05)，D的范围为(-7.990E-06)-(-7.989E-06)；
所述第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0011-(-0.0008)，B的范围为0.00009-0.00011，C的范围为(-2.629E-5)-(-2.628E-5)，D为0；
所述第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.003068-0.003069，B的范围为(8.269E-05)-(8.270E-05)，C为(-7.890E-05)-(-7.889E-05)，D为(-1.303E-05)-(-1.302E-05)；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.002582-(-0.002581)，B的范围为(1.645E-05)-(1.646E-05)，C的范围为(-2.975E-05)-(-2.974E-05)，D的范围为(3.262E-06)-(3.263E-06)；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-1.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.019753-(-0.019752)，B的范围为-0.001396-(-0.001395)，C的范围为(-8.750E-05)-(-8.749E-05)，D的范围为(2.344E-05)-(2.343E-05)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.017244-(-0.017243)，B的范围为-0.001228-(-0.001227)，C的范围为(7.004E-05)-(7.005E-05)，D的范围为(-4.53E-05)-(-4.52E-05)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004777-(-0.004776)，B的范围为0.0004674-0.0004675，C的范围为0.0001937-0.0001938，D的范围为(-5.656E-05)-(-5.655E-05)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.003859-(-0.003858)，B的范围为(-2.97E-06)-(-2.96E-06)，C的范围为(-1.380E-07)-(-1.379E-07)，D的范围为(-3.675E-06)-(-3.674E-06)；
所述红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
在可能的实施例中，所述第三透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凹面；
所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面。
在可能的实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0002005-0.0002006，B的范围为(6.40E-05)-(6.41E-05)，C的范围为(-4.49E-06)-(-4.48E-06)，D的范围为(8.393E-07)-(8.394E-07)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.001172-(-0.001171)，B的范围为(-5.15E-05)-(-5.14E-05)，C的范围为(-1.28E-05)-(-1.27E-05)，D的范围为(6.705E-07)-(6.706E-07)；
所述第二透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.00301-0.00302，B的范围为0.0001748-0.0001749，C的范围为(3.294E-05)-(3.295E-05)，D的范围为(-2.29E-06)-(-2.28E-06)；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.004103)-(-0.004102)，B的范围为(2.081E-05)-(2.082E-05)，C的范围为(-2.92E-06)-(-2.91E-06)，D的范围为(-3.09E-07)-(-3.08E-07)；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.005619)-(-0.005618)，B的范围为(-0.000199)-(-0.000198)，C的范围为(-2.37E-05)-(-2.36E-05)，D的范围为(-2.70E-06)-(-2.69E-06)；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0006949-0.0006950，B的范围为0.0003756-0.0003757，C的范围为(-1.074E-05)-(-1.073E-05)，D的范围为(-1.062E-06)-(-1.061E-06)；
所述第三透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为(-0.0010)-(-0.0008)，B的范围为0.0001-0.0003，C的范围为(3.634E-5)-(3.635E-5)，D为0；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0163841)-(-0.0163840)，B的范围为(-0.0005616)-(-0.0005615)，C的范围为(-2.871E-05)-(-2.870E-05)，D的范围为(-6.169E-06)-(-6.168E-06)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0185955)-(-0.0185954)，B的范围为0.0002305-0.0002306，C的范围为(-1.58E-06)-(-1.57E-06)，D的范围为(-1.378E-06)-(-1.377E-06)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0052678)-(-0.0052677)，B的范围为0.000338-0.000339，C的范围为(2.501E-05)-(2.502E-05)，D的范围为(-4.034E-06)-(-4.033E-06)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0048730)-(-0.0048729)，B的范围为(-0.0001476)-(-0.0001475)，C的范围为(3.303E-05)-(3.304E-05)，D的范围为(-4.259E-06)-(-4.258E-06)；
所述红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
第二方面，本申请实施例还提供了一种摄像模组，包括图像传感器及上述镜头，所述镜头用于形成被摄物的光信号并传送至所述图像传感器，所述图像传感器位于所述镜头的像方。镜头用于将所述光信号转变成图像信号，以便于实现摄像模组的拍照或录像功能。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括显示屏及上述摄像模组，所述显示屏至少用于显示所述摄像模组拍摄的图像。
如上所述，将以上所涉及的镜头应用于智能手机、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、可穿戴设备、增强现实(AugmentedReality，AR)设备、虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、监控设备等电子设备中，能够在保证小型化、长焦距的前提下，提高图像质量，从而利于各电子设备的小型化及高性能化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一的镜头的结构示意图；
图2为本申请实施例一中衍射光学透镜的结构示意图；
图3为图1中镜头的各非球面的半径坐标与矢高Z的函数关系图；
图4为本申请实施例一提供的镜头的球面像差仿真示意图；
图5为本申请实施例一提供的镜头的场曲仿真示意图；
图6为本申请实施例一提供的镜头的畸变仿真示意图；
图7为本申请实施例二提供的镜头的结构示意图；
图8为本申请实施例二提供的镜头的球面像差仿真示意图；
图9为本申请实施例二提供的镜头的场曲仿真示意图；
图10为本申请实施例二提供的镜头的畸变仿真示意图；
图11为本申请实施例三提供的镜头的结构示意图；
图12为本申请实施例三提供的镜头的球面像差仿真示意图；
图13为本申请实施例三提供的镜头的场曲仿真示意图；
图14为本申请实施例三提供的镜头的畸变仿真示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
本申请实施例涉及镜头、摄像模组和电子设备，该镜头为用于日常使用电子设备的长焦镜头，例如等效焦距大于85mm小于300mm的镜头。具体的，本申请实施例中的镜头的等效焦距为117.83mm，等效焦距指不同画幅的镜头焦距等效为35mm全画幅镜头时的焦距，是等比例的关系。该电子设备可以是智能手机、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、可穿戴设备、增强现实(Augmented Reality，AR)设备、虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、监控设备等电子设备。
以下对上述实施例涉及到的概念进行简单说明：
镜头：是利用透镜的折射原理，使景物光线通过镜头，在聚焦平面上形成清晰的影像的部件。
像差：是指光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差又分为两大类：色差与单色像差。色差是由于透镜材料的折射率是波长的函数，不同波长的光通过透镜时因折射率不同而产生色散现象，光的折射率随着波长的增加而减小的色散可称为正常色散，而折射率随波长的增加而增加的色散可称为负色散(或称反常色散)。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差，按产生的效果，单色像差又分成“使成像模糊”和“使成像变形”两类。前一类有球面像差、像散等，后一类有像场弯曲、畸变等。
光焦度：等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。
焦距：光学系统的主平面至对应的焦点的距离。
孔径光阑：入射孔径角最小的光阑，称为孔径光阑。
入瞳：入瞳的位置和直径代表了入射光束的位置和口径。
光圈值：镜头的焦距与入瞳直径的比值。
视场角：指镜头能够达到的可拍摄最大角度的一半。
物方：透镜上最靠近实物体的一侧为物方。
像方：透镜上最靠近成像方的一侧为像方。
如图1，现对本申请实施例提供的镜头进行说明。该镜头设置于图像传感器与物面之间，以形成实物体的像并反映到图像传感器上，故可将实物体所在一侧称为物方，图像传感器所在一侧称为像方。该镜头包括沿光轴从物方到像方依次设置的孔径光阑10、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及红外滤光片20，其中第二透镜L2或第三透镜L3为具有负色散性的衍射光学透镜，利用衍射光学透镜的负色散性来补偿其他透镜的正色散性，从而达到消除或削弱镜头色差的目的。
具体地，孔径光阑10设于第一透镜L1朝向物方的一侧，孔径光阑10用于限定入瞳直径，即限定从物方射入光束的直径，将周边光束向中心约束，减少场曲，有利于对镜头的成像范围进行限定。
第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜L1朝向物方的面近光轴处为凸面，有利于提升物方光线的汇聚能力，缩小后面透镜的通光口径，缩小镜头的总长度，实现小型化。
请参阅图2，衍射光学透镜包括沿光轴从物方到像方贴合设置的第一镜片LA及第二镜片LB，第一镜片LA与第二镜片LB的贴合面为衍射面，第一镜片LA与第二镜片LB分别采用不同的光学材料制成，且衍射面可以但不限于呈锯齿状，通过两个不同材料的光学镜片相互贴合形成一个复合透镜，并通过调整两个镜片的折射率及形状，可以达到具有负色散性的功能，当将该组合透镜放置于镜头中，可以与其他透镜的正色散基本抵消，从而达到消除镜头轴向色差的目的。
其中，第一镜片LA的焦距为fn1，第二镜片LB的焦距为fn2，fn1和fn2满足：|fn1/fn2|≥1，其中n代表衍射光学透镜的位置，如衍射光学透镜为第二透镜L2时，则第一镜片LA的焦距为f21，第二镜片LB的焦距为f22；如衍射光学透镜为第三透镜L3时，则第一镜片LA的焦距为f31，第二镜片LB的焦距为f32。
本申请实施例提供的镜头，包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5，其中第二透镜L2或第三透镜L3为衍射光学透镜，且对第一镜片LA和第二镜片LB的焦距进行限定，其一方面利用衍射光学透镜的负色散性来补偿其他透镜的正色散性，达到削弱色差的目的，另一方面利用各透镜的焦距、光焦度和表面结构相互配合，在消色差的同时进一步实现镜头其他像差的消除或削弱，同时保证镜头的小型化、长焦距，解决了长焦镜头色差明显的问题。
在具体的实施例中，在衍射光学透镜中，第一镜片LA采用具有低色散性的硫代树脂材料制成，第一镜片LA的折射率为N1，N1满足：1.62≤N1≤1.76。第二镜片LB采用具有高色散性的聚碳酸酯类或改性烷烃类材料制成，第二透镜L2的折射率为N2，N2满足：1.55≤N2≤1.64；第一镜片LA的阿贝数为Vd1，Vd1满足：20≤Vd1≤40；第二镜片LB的阿贝数为Vd2，Vd2满足：30≤Vd2≤60；第一镜片LA的相对色散系数为Pdc1，Pdc1满足：0.4≤Pdc1≤0.6；第二镜片LB的相对色散系数为Pdc2，Pdc2满足：0.4≤Pdc2≤0.6；此外，Vd1、Vd2、Pdc1及Pdc2满足以下关系式：-0.002≤(Pdc1-Pdc2)/(Vd1-Vd2)≤0.002，通过使用合理的材料搭配可以提高该衍射光学透镜的衍射效率，同时降低杂散光的影响。
需要说明的是，阿贝数就是用以表示透明介质色散能力的指数。一般来说，介质的折射率越大，色散越严重，阿贝数越小；反之，介质的折射率越小，色散越轻微，阿贝数越大。阿贝数的计算公式为Vd＝(nd-1)/(nf-nc)，其中nd指d光(587nm波长)的折射率，nf指f光(486nm波长)的折射率，nc指c光(656nm波长)的折射率。相对色散又称部分色散系数，是不同波长的光折射率差的比值。Pdc＝(nd-nc)/(nf-nc)，也即是d光和c光之间的相对色散。
具体实施例中，第一镜片LA的厚度为H1，H1≤0.5mm；第二镜片LB的厚度为H2，H≤0.5mm；衍射面的厚度为H3，H3的范围为0～50um，其中，H1是第一镜片LA的物方表面和像方表面在光轴上的间距，H2是第二镜片LB的物方表面和像方表面在光轴上的间距，H3是衍射面靠近物方表面的点和靠近像方表面的点在光轴上的间距，通过厚度的合理限制，结合上述材质的选择，能够将衍射光学透镜的负色散性调整至合理数值，从而更好的补偿其他透镜的正色散性，消除色差。
红外滤光片20设置于第五透镜L5靠近像方的一侧，用于实现对红外线进行截止和滤光。
具体实施例中，镜头的焦距f的范围为14mm-15mm，光圈值Fno的范围为3-4，半视场角w的范围为20°-21°，第一透镜朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL的范围为17mm-18mm，镜头的最大像高ImgH的范围为2mm-3mm。
需要说明的是，在具体实现中，镜头中所有的透镜均可由树脂材料构成，其中，第一透镜L1可具体采用环烯烃类的低色散性材料；而其他非衍射光学透镜可以根据镜头的结构设计情况来选择采用常规的镜头材料(如聚碳酸酯类的高色散的材料，或者环烯烃类的低色散的材料，等等)；衍射光学透镜所采用的具体材料参考上文的说明，这里不再赘述。本申请实施例通过将镜头的各透镜均采用树脂材料制成，树脂材料成本低，且便于加工，再加上衍射光学透镜的组合，从而可以在消除镜头色差的前提下，降低了整个镜头的材料成本及加工成本。
还需要说明的是，本文中的透镜均是设于光轴处且具有光焦度的光学元件，关于透镜的面形状，所谓的“凸面”、“凹面”均是指近光轴的形状，也就是说，上述面形状均是指对光线具有实质性影响的部分的形状，而透镜的边缘形状不严格限制，其可以是物方表面和像方表面平行，便于加工。
可以看到，本申请实施例提供的镜头包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5，其中第二透镜L2或第三透镜L3为衍射光学透镜，其一方面利用衍射光学透镜的负色散性来补偿其他透镜的正色散性，达到消除色差的目的，另一方面利用各透镜的焦距、位置关系和材料相互配合，实现镜头其他像差的消除，同时保证镜头的小型化、长焦距。
基于上述镜头的结构框架，下面详细介绍本申请实施提供的镜头的一种具体实施方式。
实施例一：
请参阅图1，在该实施方式中，镜头沿光轴从物方到像方依次包括孔径光阑10、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及红外滤光片20。其中，第二透镜L2为衍射光学透镜。上述孔径光阑10、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及红外滤光片20共同构成了本申请实施例中的镜头组。
第一透镜L1，第一透镜L1包括两个面，分别为第1面和第2面，第1面朝向物方，第2面朝向像方。第一透镜L1具有正的光焦度，第1面在近光轴处为凸面，第2面在近光轴处为凸面，通过第一透镜L1将从孔径光阑10处进入的光束进行聚焦，从而可缩短镜头的总长度，利于镜头的小型化。第1面和第2面均为非球面，以便于平衡不同口径处的光学像差。
第二透镜L2，第二透镜L2包括三个面，分别为第3面、第4面和第5面，第3面朝向物方，第5面朝向像方，第4面为衍射面，第3面与第4面之间为第一镜片LA，第4面与第5面之间为第二镜片LB。具体的，第一镜片LA具有负的光焦度，第二镜片LB具有负的光焦度，且第二透镜L2整体具有负的光焦度。第3面在近光轴处为凹面，第5面在近光轴处为凹面，第3面和第5面均为非球面，同样便于平衡不同口径处的光学像差。
第三透镜L3，第三透镜L3包括两个面，分别为第6面和第7面，第6面朝向物方，第7面朝向像方。具体的，第6面在近光轴处为凸面，第7面在近光轴处为凸面，第三透镜L3具有正的光焦度。第6面和第7面均为非球面，以便于校正像差。
第四透镜L4，第四透镜L4包括两个面，分别为第8面和第9面，第8面朝向物方，第9面朝向像方。第8面和第9面均为非球面，以便于校正像差。具体的，第8面在近光轴处为凸面，第9面在近光轴处为凹面，第四透镜L4具有负的光焦度。第8面靠近边缘处至少有一个拐点，即第8面为在光轴的附近为凸面、随着朝向周边部而向凹面变化的非球面。因此，第四透镜L4越朝向透镜的周边部，其负的光焦度越弱，或在周边部逐渐向正的光焦度变化，通过形成这种非球面，有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。
第五透镜L5，第五透镜L5包括两个面，分别为第10面和第11面，第10面朝向物方，第11面朝向像方。第10面和第11面均为非球面，以便于校正像差，同时利于修整影像周边像差，提高镜头的成像品质。具体的，第10面在近光轴处为凹面，第11面在近光轴处为凸面，第五透镜L5具有正的光焦度，从而有利于确保最后的聚焦功能、进行像散的校正以及控制向图像传感器的主光线入射角度。
其中，第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；所红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
具体的，在该实施例中，第一透镜L1的焦距f1为5.420131，第二透镜L2的焦距f2为-4.665083，其中，第一镜片的焦距f21为-36.785093，第二镜片的焦距f22为-6.059685；第三透镜L3的焦距f3为8.960713，第四透镜L4的焦距f4为-20.792411，第五透镜L5的焦距f5为-52.91227。
在本申请具体实施例中，上述透镜满足以下的条件式：
(1)0≤f1/f≤1；其中，f1表示第一透镜L1的焦距，f表示所述镜头的焦距；
(2)f2≤0；其中，f2表示第二透镜L2的焦距；
(3)f3≥0；其中，f3表示第三透镜L3的焦距；
(4)SP4/LT≤0.5；其中，SP4表示第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离，LT表示第一透镜L1物方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5像方表面与光轴相交的顶点之间的距离。
本申请实施例通过上述条件式(1)～(3)，分别将第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的焦距进行限定，同时对第一透镜L1的焦距与镜头的焦距的比值进行限定，从而在保证长焦的前提下，缩小整个镜头的尺寸，实现镜头小型化。
本申请实施例通过上述条件式(4)，将第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离规定在适当的范围内，从而能够保证整个镜头组合工艺的稳定性。
基于上述实施例描述的镜头以及上述条件(1)～(4)，下面进一步描述一种具体应用场景中镜头的相关透镜参数，如下表1所示，表1中，面序号所表示的面与上文中所给出的面一一对应，也就是说，面序号“1”表示前述第1面、面序号“2”表示前述第2面，面序号“3”表示前述第3面，以此类推。f表示整个镜头的焦距；Fno表示镜头的光圈值；ω表示摄像镜头的半视场角；TTL表示镜头的光学全长，本文中，光学全长(TotalTrack Length，TTL)是指光学系统中，位于最靠物面侧的透镜朝向物面侧的面(如本文中第一透镜L1中的第1面)至像面(IM)为止的光轴上的距离。此外，i表示从物方开始计数的透镜面的序号(即对应实施例所示的镜头中的各个透镜面)、r表示透镜面的曲率半径、d表示在光轴上的透镜面间的距离、N表示透镜的折射率、Vd表示透镜面对d光的阿贝数。下述表格中，每一个面均对应一个面间隔,该面间隔数值是指该面与位于其物方的相邻面在光轴处的间距。
表1
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5沿光轴的两个面均为非球面，非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数。后面非球面以An表示n次方非球面系数，衍射面以Cn表示n次方非球面系数，以示区别。此外，图3即为该镜头中各非球面的r与Z的函数关系图。
其中，以下为该镜头的各个透镜面对应的圆锥常数K和非球面系数的范围；
第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00012-(-0.00011)，B的范围为(2.03E-05)-(2.05E-05)；
第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为0.00019-0.00020；
第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00637-0.00636，B的范围为0.000353-0.000354；
第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.001786-0.001787，B的范围为0.000637-0.000638；
第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0010-(-0.0008)，B的范围为-0.000011-(-0.000009)，C的范围为0.000059-0.0000061；
第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.002949-0.002950，B的范围为0.000281-0.000282；
第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为-0.00012-(-0.00011)；
第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01812-(-0.01811)，B的范围为-0.00123-(-0.00122)；
第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01796-(-0.01795)，B为-0.00120-(-0.00119)；
第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01023-(-0.01022)，B为0.000642-0.000643，C为(9.07E-05)-(9.08E-05)；
第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.009-(-0.007)，B的范围为0.000536-0.000537；C的范围为(8.94E-05)-(8.95E-05)。
下面进一步给出该具体实施例中的镜头的各个透镜面对应的圆锥常数K和非球面系数，如下表2和表3所述：
表2
表3
| 面号 | 工作波长 | K | C2 | C4 | C6 |
| 4 | 540nm | 0 | -0.0009 | -0.00001 | 0.000006 |
基于上述表1至表3，下面说明本申请实施例中对该镜头的实验测试结果。
图4至图6分别为本申请实施例对球面像差(spherical aber)、场曲(fieldCurves)和畸变(Distortion)的仿真结果，从仿真结果看出，具有衍射光学透镜的镜头的轴向色差小于10um，有效地改善色差情况。
具体的，在球差曲线中，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的球差，纵坐标是距离，具体为，当各波长光均沿光轴射入时，各波长光的光标距离光轴的距离，横坐标是球差(色球差)，从图中可以看出，不同波长的光经过镜头后产生的球差均小于10um。
图5是像散场曲曲线，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的场曲，横坐标为视场，纵坐标为像高，即为各波长光沿不同视场位置射入该镜头后，产生的不同像高。图6是畸变曲线，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的畸变，纵坐标为视场，横坐标为畸变的数值，其中，畸变的数值为各波长的光经过该镜头后，实际像高减去理想像高，然后除以理想像高的值。
在上述实施例中，通过对各透镜的材料、结构参数进行设计，均可以获得长焦低色差的镜头。具体地，该镜头焦距为f＝14.43mm，光圈值Fno＝3.45mm，半视场角w＝20.6°，第一透镜L1朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL＝17.48mm，镜头的最大像高ImgH＝2.5mm。
实施例二：
基于上述镜头的结构框架，下面详细介绍本申请实施提供的镜头的第二种具体实施例方式。请参阅图5，在该实施方式中，镜头沿光轴从物方到像方依次包括孔径光阑10、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及红外滤光片20。其中，第二透镜L2为衍射光学透镜。上述孔径光阑10、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及红外滤光片20共同构成了本申请实施例中的镜头组。
第一透镜L1，第一透镜L1包括两个面，分别为第1面和第2面，第1面朝向物方，第2面朝向像方。第一透镜L1具有正的光焦度，第1面在近光轴处为凸面，第2面在近光轴处为凸面，通过第一透镜L1将从孔径光阑10处进入的光束进行聚焦，从而可缩短镜头的总长度，利于镜头的小型化。第1面和第2面均为非球面，以便于平衡不同口径处的光学像差。
第二透镜L2，第二透镜L2包括三个面，分别为第3面、第4面和第5面，第3面朝向物方，第5面朝向像方，第4面为衍射面，第3面与第4面之间为第一镜片，第4面与第5面之间为第二镜片。具体的，第二透镜L2的第一镜片具有负的光焦度，第二透镜L2的第二镜片具有正的光焦度，且第二透镜L2整体具有负的光焦度。第3面在近光轴处为凹面，第5面在近光轴处为凸面，第3面和第5面均为非球面，同样便于平衡不同口径处的光学像差。
第三透镜L3，第三透镜L3包括两个面，分别为第6面和第7面，第6面朝向物方，第7面朝向像方。具体的，第6面在近光轴处为凹面，第7面在近光轴处为凸面，第三透镜L3具有正的光焦度。第6面和第7面均为非球面，以便于校正像差。
第四透镜L4，第四透镜L4包括两个面，分别为第8面和第9面，第8面朝向物方，第9面朝向像方。第8面和第9面均为非球面，以便于校正像差。具体的，第8面在近光轴处为凸面，第9面在近光轴处为凹面，第四透镜L4具有负的光焦度。第8面靠近边缘处至少有一个拐点，即第8面为在光轴的附近为凸面、随着朝向周边部而向凹面变化的非球面。因此，第四透镜L4越朝向透镜的周边部，其负的光焦度越弱，或在周边部逐渐向正的光焦度变化，通过形成这种非球面，有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。
第五透镜L5，第五透镜L5包括两个面，分别为第10面和第11面，第10面朝向物方，第11面朝向像方。第10面和第11面均为非球面，以便于校正像差，同时利于修整影像周边像差，提高镜头的成像品质。具体的，第10面在近光轴处为凹面，第11面在近光轴处为凸面，第五透镜L5具有正的光焦度，从而有利于确保最后的聚焦功能、进行像散的校正以及控制向图像传感器的主光线入射角度。
其中，第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；所红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
具体的，在该实施例中，第一透镜L1的焦距f1为6.020078，第二透镜L2的焦距f2为-85.449084，其中，第一镜片的焦距f21为-23.783788，第二镜片的焦距f22为-18.187945；第三透镜L3的焦距f3为96.105394，第四透镜L4的焦距f4为-7.731438，第五透镜L5的焦距f5为-43.828681。
在本申请具体实施例中，上述透镜满足以下的条件式：
(1)0≤f1/f≤1；其中，f1表示第一透镜L1的焦距，f表示所述镜头的焦距；
(2)f2≤0；其中，f2表示第二透镜L2的焦距；
(3)f3≥0；其中，f3表≤示第三透镜L3的焦距；
(4)SP4/LT≤0.5；其中，SP4表示第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离，LT表示第一透镜L1物方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5像方表面与光轴相交的顶点之间的距离。
本申请实施例通过上述条件式(1)～(3)，分别将第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的焦距正负进行限定，同时对第一透镜L1的焦距与镜头的焦距的比值进行限定，从而在保证长焦的前提下，缩小整个镜头的尺寸，实现镜头小型化。
本申请实施例通过上述条件式(4)，将第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离规定在适当的范围内，从而能够保证整个镜头组合工艺的稳定性。
基于上述实施例描述的镜头以及上述条件(1)～(4)，下面进一步描述一种具体应用场景中镜头的相关透镜参数，如下表4所示，表中各参数的物理意义和实施例一相同，不再赘述。
表4
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5沿光轴的两个面均为非球面，非球面的曲线方程如下：
该公式中各参数的物理意义和实施例一相同，不再赘述。
其中，以下为该镜头的各个透镜面对应的圆锥常数K和非球面系数的范围；第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0003867-0.0003868，B的范围为(5.567E-05)-(5.568E-05)，C的范围为(2.393E-06)-(2.394E-06)，D的范围为(4.771E-07)-(4.772E-07)；
第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004302-(-0.004301)，B为0.0002067-0.0002068，C为(-3.550E-06)-(-3.549E-06)，D为(8.253E-07)-(8.254E-08)；
第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.005779-(-0.005778)，B的范围为0.0003323-0.0003324，C的范围为(7.167E-06)-(7.168E-07)，D为(1.280E-06)-(1.281E-06)；
第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0005697-0.0005698，B的范围为0.0005794-0.0005795，C的范围为(1.705E-05)-(1.706E-05)，D的范围为(-7.990E-06)-(-7.989E-06)；
第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0011-(-0.0008)，B的范围为0.00009-0.00011，C的范围为(-2.629E-5)-(-2.628E-5)，D为0；
第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.003068-0.003069，B的范围为(8.269E-05)-(8.270E-05)，C为(-7.890E-05)-(-7.889E-05)，D为(-1.303E-05)-(-1.302E-05)；
第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.002582-(-0.002581)，B的范围为(1.645E-05)-(1.646E-05)，C的范围为(-2.975E-05)-(-2.974E-05)，D的范围为(3.262E-06)-(3.263E-06)；
第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.019753-(-0.019752)，B的范围为-0.001396-(-0.001395)，C的范围为(-8.750E-05)-(-8.749E-05)，D的范围为(2.344E-05)-(2.343E-05)；
第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.017244-(-0.017243)，B的范围为-0.001228-(-0.001227)，C的范围为(7.004E-05)-(7.005E-05)，D的范围为(-4.53E-05)-(-4.52E-05)；
第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004777-(-0.004776)，B的范围为0.0004674-0.0004675，C的范围为0.0001937-0.0001938，D的范围为(-5.656E-05)-(-5.655E-05)；
第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.003859-(-0.003858)，B的范围为(-2.97E-06)-(-2.96E-06)，C的范围为(-1.380E-07)-(-1.379E-07)，D的范围为(-3.675E-06)-(-3.674E-06)。
下面进一步给出该具体实施例中的镜头的各个透镜面对应的圆锥常数K和非球面系数，如下表5和表6所述：
表5
表6
基于上述表4至表6，下面说明本申请实施例中对该镜头的实验测试结果。
图8至图10为本申请实施例对球面像差(spherical aber)、场曲(field Curves)和畸变(Distortion)的仿真结果，从仿真结果看出，具有衍射光学透镜的镜头的轴向色差小于8um，有效地改善色差情况。同时与上一实施例相比，本实施例中各透镜的边缘均普遍胶宽，如此更有利于镜片成型，减小加工成本。
具体的，在球差曲线中，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的球差，纵坐标是距离，具体为，当各波长光均沿光轴射入时，各波长光的光标距离光轴的距离，横坐标是球差(色球差)，从图中可以看出，不同波长的光经过镜头后产生的球差均小于10um。
图5是像散曲线，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的场曲，横坐标为视场，纵坐标为像高，即为各波长光沿不同视场位置射入该镜头后，产生的不同像高。图6是，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的畸变，纵坐标为视场，横坐标为畸变的数值，其中，畸变的数值为各波长的光经过该镜头后，实际像高减去理想像高，然后除以理想像高的值。
在上述实施例中，通过对各透镜的材料、结构参数进行设计，均可以获得长焦低色差的镜头。具体地，该镜头焦距为f＝14.43mm，光圈值Fno＝3.45mm，半视场角w＝20.6°，第一透镜L1朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL＝17.48mm，镜头的最大像高ImgH＝2.5mm。
实施例三：
基于上述镜头的结构框架，下面详细介绍本申请实施提供的镜头的第三种具体实施例方式。请参阅图7，在该实施方式中，镜头沿光轴从物方到像方依次包括孔径光阑10、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及红外滤光片20。其中，第三透镜L3为衍射光学透镜。上述孔径光阑10、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及红外滤光片20共同构成了本申请实施例中的镜头组。
第一透镜L1，第一透镜L1包括两个面，分别为第1面和第2面，第1面朝向物方，第2面朝向像方。第一透镜L1具有正的光焦度，第1面在近光轴处为凸面，第2面在近光轴处为凹面，通过第一透镜L1将从孔径光阑10处进入的光束进行聚焦，从而可缩短镜头的总长度，利于镜头的小型化。第1面和第2面均为非球面，以便于平衡不同口径处的光学像差。
第二透镜L2，第二透镜L2包括两个面，分别为第3面和第4面，第3面朝向物方，第4面朝向像方。第3面和第4面均为非球面，以便于校正像差。具体的，第3面在近光轴处为凹面，第4面在近光轴处为凸面，第二透镜L2具有负的光焦度。
第三透镜L3，第三透镜L3包括三个面，分别为第5面、第6面和第7面，第5面朝向物方，第7面朝向像方，第6面为衍射面，第5面与第6面之间为第一镜片，第6面与第7面之间为第二镜片。具体的，第三透镜L3的第一镜片具有负的光焦度，第三透镜L3的第二镜片具有正的光焦度，且第三透镜L3整体具有正的光焦度。第5面和第7面均为非球面，以便于校正像差。具体的，第5面在近光轴处为凹面，第7面在近光轴处为凸面。
第四透镜L4，第四透镜L4包括两个面，分别为第8面和第9面，第8面朝向物方，第9面朝向像方。第8面和第9面均为非球面，以便于校正像差。具体的，第8面在近光轴处为凸面，第9面在近光轴处为凹面，第四透镜L4具有负的光焦度。第8面靠近边缘处至少有一个拐点，即第8面为在光轴的附近为凸面、随着朝向周边部而向凹面变化的非球面。因此，第四透镜L4越朝向透镜的周边部，其负的光焦度越弱，或在周边部逐渐向正的光焦度变化，通过形成这种非球面，有利于实现较小的畸变，同时实现边缘较高的照度。
第五透镜L5，第五透镜L5包括两个面，分别为第10面和第11面，第10面朝向物方，第11面朝向像方。第10面和第11面均为非球面，以便于校正像差，同时利于修整影像周边像差，提高镜头的成像品质。具体的，第10面在近光轴处为凹面，第11面在近光轴处为凸面，第五透镜L5具有正的光焦度，从而有利于确保最后的聚焦功能、进行像散的校正以及控制向图像传感器的主光线入射角度。
其中，第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；第二透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；所红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
具体的，在该实施例中，第一透镜L1的焦距f1为8.465285，第二透镜L2的焦距f2为-9.901234，第三透镜L3的焦距f3为26.652314，其中，第一镜片的焦距f21为-17.734393，第二镜片的焦距f22为7.786514；第四透镜L4的焦距f4为83.194347，第五透镜L5的焦距f5为-47.258754。
在本申请具体实施例中，上述透镜满足以下的条件式：
(1)0≤f1/f≤1；其中，f1表示第一透镜L1的焦距，f表示所述镜头的焦距；
(2)f2≤0；其中，f2表示第二透镜L2的焦距；
(3)f3≥0；其中，f3表≤示第三透镜L3的焦距；
(4)SP4/LT≤0.5：其中，SP4表示第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离，LT表示第一透镜L1物方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5像方表面与光轴相交的顶点之间的距离。
本申请实施例通过上述条件式(1)～(3)，分别将第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的焦距进行限定，同时对第一透镜L1的焦距与镜头的焦距的比值进行限定，从而在保证长焦的前提下，缩小整个镜头的尺寸，实现镜头小型化。
本申请实施例通过上述条件式(4)，将第四透镜L4像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜L5物方表面与光轴相交的顶点之间的距离规定在适当的范围内，从而能够保证整个镜头组合工艺的稳定性。
基于上述实施例描述的镜头以及上述条件(1)～(4)，下面进一步描述一种具体应用场景中镜头的相关透镜参数，如下表7所示，其中，表中各参数的物理意义和实施例一相同，不再赘述。。
表7
在本实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5沿光轴的两个面均为非球面，非球面的曲线方程如下：
上述公式中的各参数的物理意义和实施例一相同，不再赘述。
其中，以下为该镜头的各个透镜面对应的圆锥常数K和非球面系数的范围；第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0002005-0.0002006，B的范围为(6.40E-05)-(6.41E-05)，C的范围为(-4.49E-06)-(-4.48E-06)，D的范围为(8.393E-07)-(8.394E-07)；
第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.001172-(-0.001171)，B的范围为(-5.15E-05)-(-5.14E-05)，C的范围为(-1.28E-05)-(-1.27E-05)，D的范围为(6.705E-07)-(6.706E-07)；
第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.00301-0.00302，B的范围为0.0001748-0.0001749，C的范围为(3.294E-05)-(3.295E-05)，D的范围为(-2.29E-06)-(-2.28E-06)；
第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.004103)-(-0.004102)，B的范围为(2.081E-05)-(2.082E-05)，C的范围为(-2.92E-06)-(-2.91E-06)，D的范围为(-3.09E-07)-(-3.08E-07)；
第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.005619)-(-0.005618)，B的范围为(-0.000199)-(-0.000198)，C的范围为(-2.37E-05)-(-2.36E-05)，D的范围为(-2.70E-06)-(-2.69E-06)；
第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0006949-0.0006950，B的范围为0.0003756-0.0003757，C的范围为(-1.074E-05)-(-1.073E-05)，D的范围为(-1.062E-06)-(-1.061E-06)；
第三透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为(-0.0010)-(-0.0008)，B的范围为0.0001-0.0003，C的范围为(3.634E-5)-(3.635E-5)，D为0；
第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0163841)-(-0.0163840)，B的范围为(-0.0005616)-(-0.0005615)，C的范围为(-2.871E-05)-(-2.870E-05)，D的范围为(-6.169E-06)-(-6.168E-06)；
第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0185955)-(-0.0185954)，B的范围为0.0002305-0.0002306，C的范围为(-1.58E-06)-(-1.57E-06)，D的范围为(-1.378E-06)-(-1.377E-06)；
第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0052678)-(-0.0052677)，B的范围为0.000338-0.000339，C的范围为(2.501E-05)-(2.502E-05)，D的范围为(-4.034E-06)-(-4.033E-06)；
第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0048730)-(-0.0048729)，B的范围为(-0.0001476)-(-0.0001475)，C的范围为(3.303E-05)-(3.304E-05)，D的范围为(-4.259E-06)-(-4.258E-06)。
下面进一步给出该具体实施例中的镜头的各个透镜面对应的圆规常数K和非球面系数，如下表8和表9所述：
表8
| K | A4 | A6 | A8 | A10 | |
| 1 | 0 | 0.000200578 | 6.4012E-05 | -4.4823E-06 | 8.39334E-07 |
| 2 | 0 | -0.00117118 | -5.1487E-05 | -1.2726E-05 | 6.70519E-07 |
| 3 | 0 | 0.0030113 | 0.000174815 | 3.29447E-05 | -2.2816E-06 |
| 4 | 0 | -0.00410291 | 2.08151E-05 | -2.9185E-06 | -3.0894E-07 |
| 5 | 0 | -0.00561867 | -0.00019852 | -2.3658E-05 | -2.6904E-06 |
| 7 | 0 | 0.000694915 | 0.000375605 | -1.07307E-05 | -1.06189E-06 |
| 8 | 0 | -0.016384011 | -0.000561595 | -2.87035E-05 | -6.16807E-06 |
| 9 | 0 | -0.018595495 | 0.000230581 | -1.5707E-06 | -1.37773E-06 |
| 10 | 0 | -0.005267711 | 0.00033829 | 2.50186E-05 | -4.03357E-06 |
| 11 | 0 | -0.004872942 | -0.000147581 | 3.30326E-05 | -4.25862E-06 |
表9
| 工作波长 | K | C2 | C4 | C6 | C8 | |
| 6 | 540nm | 0 | -0.0009 | 0.0002 | 3.63487E-5 | 0 |
基于上述表7至表9，下面说明本申请实施例中对该镜头的实验测试结果。
图8为本申请实施例对球面像差(spherical aber)、场曲(field Curves)和畸变(Distortion)的仿真结果，从仿真结果看具有衍射光学透镜的镜头的轴向色差小于10um，有效地改善色差情况。同时与上两个实施例相比，本实施例中各透镜设计比较平坦，厚度较薄，如此更有利于镜片成型，减小加工成本。
具体的，在球差曲线中，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的球差，纵坐标是距离，具体为，当各波长光均沿光轴射入时，各波长光的光标距离光轴的距离，横坐标是球差(色球差)，从图中可以看出，不同波长的光经过镜头后产生的球差均小于10um。
图5是像散场曲曲线，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的场曲，横坐标为视场，纵坐标为像高，即为各波长光沿不同视场位置射入该镜头后，产生的不同像高。图6是畸变曲线，几条曲线分别代表不同波长的光经过该镜头后产生的畸变，纵坐标为视场，横坐标为畸变的数值，其中，畸变的数值为各波长的光经过该镜头后，实际像高减去理想像高，然后除以理想像高的值。
在上述实施例中，通过对各透镜的材料、结构参数进行设计，均可以获得长焦低色差的镜头。具体地，该镜头焦距为f＝14.43mm，光圈值Fno＝3.45mm，半视场角w＝20.6°，第一透镜L1朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL＝17.48mm，镜头的最大像高ImgH＝2.5mm。
基于同样的申请构思，本申请实施例还提供了一种摄像模组，摄像模组包括上述镜头和图像传感器30。其中，图像传感器30位于镜头的像方，镜头用于形成被摄物的光信号并传送至图像传感器30，图像传感器30用于将光信号转变成图像信号。
基于同样的申请构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括显示屏及上述摄像模组，显示屏至少用于显示摄像模组拍摄的图像。
如上所述，将各个实施例中所涉及的镜头应用于智能手机、笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、可穿戴设备、增强现实(Augmented Reality，AR)设备、虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、监控设备等电子设备中，能够在保证小型化、长焦距的前提下，提高图像质量，从而利于各电子设备的小型化及高性能化。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (14)
1.镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜；所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面；所述第二透镜或所述第三透镜为具有负色散性的衍射光学透镜；所述衍射光学透镜包括沿光轴从物方到像方贴合设置的第一镜片及第二镜片，所述第一镜片与所述第二镜片的贴合面为衍射面，所述第一镜片的焦距为fn1，所述第二镜片的焦距为fn2，fn1和fn2满足：|fn1/fn2|≥1；
所述第一镜片的折射率为N1，所述第二镜片的折射率为N2，N1及N2满足：
1.55≤N2≤1.64，1.62≤N1≤1.76；
所述第一镜片的阿贝数为Vd1，第二镜片的阿贝数为Vd2，Vd1及Vd2满足：
20≤Vd1≤40，30≤Vd2≤60；
所述第一镜片的相对色散系数为Pdc1，第二镜片的相对色散系数为Pdc2，所述Vd1、Vd2、Pdc1及Pdc2满足：
-0.002≤(Pdc1-Pdc2)/(Vd1-Vd2)≤0.002。
2.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一镜片采用硫代树脂材料制成，所述第二镜片采用高色散的聚碳酸酯类或改性烷烃类材料制成。
3.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一镜片的厚度为H1，H1≤0.5mm；所述第二镜片的厚度为H2，H2≤0.5mm；所述衍射面的厚度为H3，H3的范围为0～50um。
4.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头的各透镜还满足以下关系式：
0≤f1/f≤1；其中，f1表示第一透镜的焦距，f表示所述镜头的焦距；
f2≤0；其中，f2表示第二透镜的焦距；
f3≥0；其中，f3表示第三透镜的焦距；
SP4/LT≤0.5；其中，SP4表示第四透镜像方表面与光轴相交的顶点到第五透镜物方表面与光轴相交的顶点之间的距离，LT表示第一透镜物方表面与光轴相交的顶点到第五透镜像方表面与光轴相交的顶点之间的距离。
5.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头的焦距f的范围为14mm-15mm，光圈值Fno的范围为3-4，半视场角w的范围为20°-21°，所述第一透镜朝向物方的面至像面于光轴上的距离TTL的范围为17mm-18mm，所述镜头的最大像高ImgH的范围为2mm-3mm。
6.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜朝向物方的一侧设有孔径光阑，所述第五透镜朝向像方的一侧设有红外滤光片。
7.如权利要求1至6任一项所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凸面；
所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面。
8.如权利要求7所述的镜头，其特征在于，所述第五透镜朝向像方的一侧设有红外滤光片，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00012-(-0.00011)，B的范围为(2.03E-05)-(2.05E-05)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为0.00019-0.00020；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.00637-0.00636，B的范围为0.000353-0.000354；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.001786-0.001787，B的范围为0.000637-0.000638；
所述第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0010-(-0.0008)，B的范围为-0.000011-(-0.000009)，C的范围为0.000059-0.0000061；
所述第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.002949-0.002950，B的范围为0.000281-0.000282；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.0037-(-0.0036)，B的范围为-0.00012-(-0.00011)；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01812-(-0.01811)，B的范围为-0.00123-(-0.00122)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01796-(-0.01795)，B为-0.00120-(-0.00119)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.01023-(-0.01022)，B为0.000642-0.000643，C为(9.07E-05)-(9.08E-05)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.009-(-0.007)，B的范围为0.000536-0.000537；C的范围为(8.94E-05)-(8.95E-05)；
所述红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
9.如权利要求1至6任一项所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凸面；
所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面。
10.如权利要求9所述的镜头，其特征在于，所述第五透镜朝向像方的一侧设有红外滤光片，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0003867-0.0003868，B的范围为(5.567E-05)-(5.568E-05)，C的范围为(2.393E-06)-(2.394E-06)，D的范围为(4.771E-07)-(4.772E-07)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004302-(-0.004301)，B为0.0002067-0.0002068，C为(-3.550E-06)-(-3.549E-06)，D为(8.253E-07)-(8.254E-08)；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.005779-(-0.005778)，B的范围为0.0003323-0.0003324，C的范围为(7.167E-06)-(7.168E-07)，D为(1.280E-06)-(1.281E-06)；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0005697-0.0005698，B的范围为0.0005794-0.0005795，C的范围为(1.705E-05)-(1.706E-05)，D的范围为(-7.990E-06)-(-7.989E-06)；
所述第二透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为-0.0011-(-0.0008)，B的范围为0.00009-0.00011，C的范围为(-2.629E-5)-(-2.628E-5)，D为0；
所述第三透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.003068-0.003069，B的范围为(8.269E-05)-(8.270E-05)，C为(-7.890E-05)-(-7.889E-05)，D为(-1.303E-05)-(-1.302E-05)；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.002582-(-0.002581)，B的范围为(1.645E-05)-(1.646E-05)，C的范围为(-2.975E-05)-(-2.974E-05)，D的范围为(3.262E-06)-(3.263E-06)；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-1.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.019753-(-0.019752)，B的范围为-0.001396-(-0.001395)，C的范围为(-8.750E-05)-(-8.749E-05)，D的范围为(2.344E-05)-(2.343E-05)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.017244-(-0.017243)，B的范围为-0.001228-(-0.001227)，C的范围为(7.004E-05)-(7.005E-05)，D的范围为(-4.53E-05)-(-4.52E-05)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为-0.004777-(-0.004776)，B的范围为0.0004674-0.0004675，C的范围为0.0001937-0.0001938，D的范围为(-5.656E-05)-(-5.655E-05)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.003859-(-0.003858)，B的范围为(-2.97E-06)-(-2.96E-06)，C的范围为(-1.380E-07)-(-1.379E-07)，D的范围为(-3.675E-06)-(-3.674E-06)；
所述红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
11.如权利要求1至6任一项所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜为衍射光学透镜；其中：
所述第一透镜朝向像方的面为凹面；
所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第二透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜朝向物方的面在近光轴处为凹面，所述第三透镜朝向像方的面在近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面且靠近边缘处至少有一个拐点，所述第四透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面；
所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜朝向物方的面在近光轴处为凸面，所述第五透镜朝向像方的面在近光轴处为凹面。
12.如权利要求11所述的镜头，其特征在于，所述第五透镜朝向像方的一侧设有红外滤光片，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜沿光轴的两个面均为非球面，所述非球面的曲线方程如下：
其中，Z是非球面上一点的z轴高度，r是非球面上一点相对透镜中心的径向距离，c是非球面与光轴相交的顶点处的曲率，K是圆锥常数，A、B、C、D、E、F、G和H是非球面系数；
所述第一透镜的折射率范围为1.534-1.535，阿贝数范围为56.1636-56.1637；
所述第一透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.0002005-0.0002006，B的范围为(6.40E-05)-(6.41E-05)，C的范围为(-4.49E-06)-(-4.48E-06)，D的范围为(8.393E-07)-(8.394E-07)；
所述第一透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为-0.001172-(-0.001171)，B的范围为(-5.15E-05)-(-5.14E-05)，C的范围为(-1.28E-05)-(-1.27E-05)，D的范围为(6.705E-07)-(6.706E-07)；
所述第二透镜的折射率范围为1.671-1.672，阿贝数范围为19.2432-19.2433；
所述第二透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为0.00301-0.00302，B的范围为0.0001748-0.0001749，C的范围为(3.294E-05)-(3.295E-05)，D的范围为(-2.29E-06)-(-2.28E-06)；
所述第二透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.004103)-(-0.004102)，B的范围为(2.081E-05)-(2.082E-05)，C的范围为(-2.92E-06)-(-2.91E-06)，D的范围为(-3.09E-07)-(-3.08E-07)；
所述第三透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.005619)-(-0.005618)，B的范围为(-0.000199)-(-0.000198)，C的范围为(-2.37E-05)-(-2.36E-05)，D的范围为(-2.70E-06)-(-2.69E-06)；
所述第三透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为0.0006949-0.0006950，B的范围为0.0003756-0.0003757，C的范围为(-1.074E-05)-(-1.073E-05)，D的范围为(-1.062E-06)-(-1.061E-06)；
所述第三透镜内的衍射面的非球面系数中，A的范围为(-0.0010)-(-0.0008)，B的范围为0.0001-0.0003，C的范围为(3.634E-5)-(3.635E-5)，D为0；
所述第四透镜的折射率范围为1.650-0.651，阿贝数范围为21.52284-21.52285；
所述第四透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0163841)-(-0.0163840)，B的范围为(-0.0005616)-(-0.0005615)，C的范围为(-2.871E-05)-(-2.870E-05)，D的范围为(-6.169E-06)-(-6.168E-06)；
所述第四透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0185955)-(-0.0185954)，B的范围为0.0002305-0.0002306，C的范围为(-1.58E-06)-(-1.57E-06)，D的范围为(-1.378E-06)-(-1.377E-06)；
所述第五透镜的折射率范围为1.68-1.69，阿贝数范围为36.6913-36.6914；
所述第五透镜朝向物方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0052678)-(-0.0052677)，B的范围为0.000338-0.000339，C的范围为(2.501E-05)-(2.502E-05)，D的范围为(-4.034E-06)-(-4.033E-06)；
所述第五透镜朝向像方的面的非球面系数中，A的范围为(-0.0048730)-(-0.0048729)，B的范围为(-0.0001476)-(-0.0001475)，C的范围为(3.303E-05)-(3.304E-05)，D的范围为(-4.259E-06)-(-4.258E-06)；
所述红外滤光片的折射率范围为1.516-1.517，阿贝数范围为64.16687-64.16688。
13.摄像模组，包括图像传感器，其特征在于，所述摄像模组还包括如权利要求1至12任一项所述的镜头，所述图像传感器位于所述镜头的像方。
14.电子设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的摄像模组。
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