CN114578533B

CN114578533B - 光学镜头

Info

Publication number: CN114578533B
Application number: CN202210496324.3A
Authority: CN
Inventors: 章彬炜; 肖国亮; 曾昊杰
Original assignee: Jiangxi Lianyi Optics Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Lianyi Optics Co Ltd
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2042-05-09
Also published as: CN114578533A

Abstract

本发明公开了一种光学镜头，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜；具有正光焦度的第五透镜，其像侧面为凸面；具有负光焦度的第六透镜；具有负光焦度的第七透镜，其物侧面在近光轴处为凸面、像侧面在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第八透镜，其物侧面在近光轴处为凸面、像侧面在近光轴处为凹面。该光学镜头具有体积小、像素高的优点，还能搭配大尺寸传感器芯片。

Description

光学镜头

技术领域

本发明涉及成像镜头技术领域，特别是涉及一种光学镜头。

背景技术

目前，随着便携式电子设备的普及，加上社交、视频、直播类软件的流行，人们对于摄影的喜爱程度越来越高，摄像镜头已经成为了电子设备的标配，摄像镜头甚至已经成为许多消费者购买电子设备时首要考虑的指标。

而随着移动信息技术的不断发展，手机等便携式电子设备也在朝着超薄化、全面屏、超高清成像等方向发展，这就对搭载在便携式电子设备上的摄像镜头提出了更高的要求，既要有足够的光学性能和成像能力，也要具有一定的美观，在提升光学性能的同时跟随上电子设备变化的步伐。再有，高像素的同时又不想传感器芯片的像素点尺寸缩小，因此加大传感器芯片尺寸成为高像素的重要发展趋势。而现有的光学镜头还不能很好的实现体积小、像素高的均衡。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种光学镜头，具有体积小、像素高的优点，还能搭配大尺寸传感器芯片，以满足消费者的摄像需求。

本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。

本发明提供了一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第六透镜；具有负光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头的入瞳直径EPD<3.5mm，所述光学镜头的光学总长TTL<7.3mm。

相较现有技术，本发明提供的光学镜头，采用八片具有特定形状的镜片，并且使用特定的光焦度组合及面型搭配，满足高像素的同时具有较小的体积，所述光学镜头能够搭配具有1/1.31英寸大尺寸的GN1传感器芯片，使得所述光学镜头在昏暗环境或阳光下工作时成像更清晰。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一实施例的光学镜头的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的光学镜头的场曲曲线图；

图3为本发明第一实施例的光学镜头的畸变曲线图；

图4为本发明第一实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；

图5为本发明第一实施例的光学镜头的横向色差曲线图；

图6为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图；

图7为本发明第二实施例的光学镜头的场曲曲线图；

图8为本发明第二实施例的光学镜头的畸变曲线图；

图9为本发明第二实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；

图10为本发明第二实施例的光学镜头的横向色差曲线图；

图11为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图；

图12为本发明第三实施例的光学镜头的场曲曲线图；

图13为本发明第三实施例的光学镜头的畸变曲线图；

图14为本发明第三实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；

图15为本发明第三实施例的光学镜头的横向色差曲线图；

图16为本发明第四实施例的光学镜头的结构示意图；

图17为本发明第四实施例的光学镜头的场曲曲线图；

图18为本发明第四实施例的光学镜头的畸变曲线图；

图19为本发明第四实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；

图20为本发明第四实施例的光学镜头的横向色差曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。

本发明提出一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑，第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，第八透镜及滤光片。

其中，所述第一透镜具有正光焦度，所述第一透镜的物侧面为凸面；

所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜的像侧面为凹面；

所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面为凸面；

所述第四透镜具有正光焦度；

所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的像侧面为凸面；

所述第六透镜具有负光焦度；

所述第七透镜具有负光焦度，所述第七透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

所述第八透镜具有负光焦度，所述第八透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

其中，所述光学镜头的入瞳直径EPD<3.5mm，所述光学镜头的光学总长TTL<7.3mm。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

1<TTL/IH<1.2；(1)

其中，TTL表示所述光学镜头的光学总长， IH表示所述光学镜头的实际半像高。满足条件式（1），可以有效地降低光学镜头的总长，有利于实现镜头小型化，结构更加紧凑。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

2<DM8/DM1<3.5；(2)

其中，DM8表示所述第八透镜的有效直径，DM1表示所述第一透镜的有效直径。满足条件式（2），通过控制DM8/DM1的比值，有利于限制各透镜的有效直径，并且使光学镜头具有较小的总长。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

0.1mm/°<f/θ<0.2mm/°；(3)

其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，θ表示所述光学镜头的最大半视场角。

满足条件式（3），使光学镜头具有较大的视场角，能够较好的实现大视场角与高像素的均衡。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

1<DM5/DM1 < 1.5；(4)

其中，DM5表示所述第五透镜的有效直径，DM1表示所述第一透镜的有效直径。满足条件式（4），可以有效控制第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的有效直径，有利于缩短镜头总长，并使结构更加紧凑。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

0.02<CT2/TTL<0.04；(5)

其中，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，TTL表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（5），通过约束第二透镜中心厚度与总长的比值，使其易于加工，缩短镜头总长。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

0.8< SAG61/SAG62< 1.6；(6)

其中，SAG61表示所述第六透镜的物侧面的边缘矢高，SAG62表示所述第六透镜的像侧面的边缘矢高。满足条件式（6），可以合理地控制第六透镜的形状，使其承担合适的光焦度，可有效矫正系统像差，提高整体成像质量。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

1.2<(CT1+CT2+CT3+CT4+CT5)/(ET1+ET2+ET3+ET4+ET5)<1.5；(7)

其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，CT3表示所述第三透镜的中心厚度，CT4表示所述第四透镜的中心厚度，CT5表示所述第五透镜的中心厚度，ET1表示所述第一透镜的边缘厚度，ET2表示所述第二透镜的边缘厚度，ET3表示所述第三透镜的边缘厚度，ET4表示所述第四透镜的边缘厚度，ET5表示所述第五透镜的边缘厚度。满足条件式（7），可以合理控制第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的形状，有利于减缓光线偏折的趋势，有效矫正系统像差，保证高像素的同时缩短镜头总长。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：

1.0<YR82/ YR72<2.0；(8)

其中，YR82表示所述第八透镜的像侧面上反曲点与光轴的垂直距离，YR72表示所述第七透镜的像侧面上反曲点与光轴的垂直距离。满足条件式（8），可以合理的控制第七透镜的像侧面和第八透镜的像侧面上反曲点的位置，有利于轴外视场彗差的矫正，同时收敛场曲，提升所述光学镜头的解像力。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

0.4<EPD/TTL< 0.5；(9)

其中，EPD表示所述光学镜头的入瞳直径，TTL表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（9），通过控制EPD/TTL的比值，可有效减小镜头成像的整体色差。

在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：

0.2<(AC12+AC23+AC34+AC45+AC56+AC67+AC78)/TTL<0.3；(10)

其中，AC12表示第一透镜与第二透镜在光轴上的间隙，AC23表示第二透镜与第三透镜在光轴上的间隙，AC34表示第三透镜与第四透镜在光轴上的间隙，AC45表示第四透镜与第五透镜在光轴上的间隙，AC56表示第五透镜与第六透镜在光轴上的间隙，AC67表示第六透镜与第七透镜在光轴上的间隙，AC78表示第七透镜与第八透镜在光轴上的间隙，TTL表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（10），有利于实现所述光学镜头的小型化与紧凑化。

作为一种实施方式，本发明采用八片塑胶镜片的搭配结构，在实现镜头的小型化、高像素的同时，还能够保证镜头具有良好的成像效果。更优的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜均为塑胶非球面镜片。各透镜均采用非球面镜片，至少具有以下三个优点：镜头具有更好的成像质量；镜头的结构更为紧凑；镜头的光学总长更短。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

在本发明各个实施例中，当透镜采用非球面透镜时，非球面镜头的表面形状均满足下列方程：

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为表面的近轴曲率，k为圆锥系数conic，A_2i为第2i阶的非球面面型系数。

第一实施例

本发明第一实施例提供的光学镜头100结构示意图请参阅图1，该光学镜头100沿光轴从物侧到成像面S19包括：光阑ST，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，第七透镜L7、第八透镜L8以及滤光片G1。

第一透镜L1为具有正光焦度的塑胶非球面透镜，第一透镜的物侧面S1在近光轴处为凸面，第一透镜的像侧面S2在近光轴处为凹面；

第二透镜L2为具有负光焦度的塑胶非球面透镜，第二透镜的物侧面S3在近光轴处为凸面，第二透镜的像侧面S4在近光轴处为凹面；

第三透镜L3为具有正光焦度的塑胶非球面透镜，第三透镜的物侧面S5在近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面S6在近光轴处为凹面；

第四透镜L4为具有正光焦度的塑胶非球面透镜，第四透镜的物侧面S7在近光轴处为凸面，第四透镜的像侧面S8在近光轴处为凹面；

第五透镜L5为具有正光焦度的塑胶非球面透镜，第五透镜的物侧面S9在近光轴处为凸面，第五透镜的像侧面S10在近光轴处为凸面；

第六透镜L6为具有负光焦度的塑胶非球面透镜，第六透镜的物侧面S11在近光轴处为凸面，第六透镜的像侧面S12在近光轴处为凹面；

第七透镜L7为具有负光焦度的塑胶非球面透镜，第七透镜的物侧面S13在近光轴处为凸面，第七透镜的像侧面S14在近光轴处为凹面；

第八透镜L8为具有负光焦度的塑胶非球面透镜，第八透镜的物侧面S15在近光轴处为凸面，第八透镜的像侧面S16在近光轴处为凹面；

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、第七透镜L7以及第八透镜L8均为塑胶非球面镜片。

本实施例提供的光学镜头100中各个镜片的相关参数如表1所示，其中R代表曲率半径（单位：mm），d代表光学表面间距（单位：mm），n_d代表材料的d线折射率，V_d代表材料的阿贝数。

表1

本实施例中的光学镜头100的各非球面的面型系数如表2所示。

表2

在本实施例中，光学镜头100的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图2、图3、图4和图5所示，由图2至图5可以看出，场曲控制在±0.05mm以内，光学畸变控制在±1%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.06mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在±2微米内，说明光学镜头100的场曲、畸变和色差都被良好地校正。

第二实施例

本实施例提供的光学镜头200的结构示意图请参阅图6，本实施例中的光学镜头200与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处主要在于设计参数不同。

本实施例提供光学镜头200中各个镜片的相关参数如表3所示。

表3

本实施例中的光学镜头200的各非球面的面型系数如表4所示。

表4

在本实施例中，光学镜头200的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图7、图8、图9和图10所示，由图7至图10可以看出，场曲控制在±0.1mm以内，光学畸变控制在±1%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.05mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在±2微米内，说明光学镜头200的场曲、畸变和色差都被良好地校正。

第三实施例

本实施例提供的光学镜头300的结构示意图请参阅图11，本实施例中的光学镜头300与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处主要在于设计参数不同。

本实施例提供的光学镜头300中各个镜片的相关参数如表5所示。

表5

本实施例中的光学镜头300的各非球面的面型系数如表6所示。

表6

在本实施例中，光学镜头300的场曲、畸变、轴上点球差色和横向色差的曲线图分别如图12、图13、图14和图15所示，由图12至图15可以看出，场曲控制在±0.05mm以内，光学畸变控制在±1%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.04mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在±2微米内，说明光学镜头300的场曲、畸变和色差都被良好地校正。

第四实施例

本实施例提供的光学镜头400的结构示意图请参阅图16，本实施例中的光学镜头400与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处主要在于设计参数不同。

本实施例中的光学镜头400中各个镜片的相关参数如表7所示。

表7

本实施例中的光学镜头400的各非球面的面型系数如表8所示。

表8

在本实施例中，光学镜头400的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图17、图18、图19和图20所示，由图17至图20可以看出，场曲控制在±0.1mm以内，光学畸变控制在±1.5%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.04mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在±2.2微米以内，说明光学镜头400的场曲、畸变和色差都被良好地校正。

表9是上述四个实施例对应的光学特性，主要包括光学镜头的有效焦距f、光圈数F#、最大视场角2θ、光学总长TTL、实际半像高IH、入瞳直径EPD，光学镜头中第一透镜的有效焦距f1、第二透镜的有效焦距f2、第三透镜的有效焦距f3、第四透镜的有效焦距f4、第五透镜的有效焦距f5、第六透镜的有效焦距f6、第七透镜的有效焦距f7、第八透镜的有效焦距f8，以及与上述每个条件式对应的数值。

表9

综上，本发明各实施例提供的光学镜头至少具有以下优点：

（1）本发明所提供的光学镜头搭配了具有1/1.31英寸大尺寸的GN1传感器芯片，光学镜头具有较大光圈，提升了光学镜头的进光量，让所述光学镜头在昏暗环境或阳光下工作时能成像更清晰。

（2）本发明采用八片具有特定光焦度的塑胶非球面镜片，并且采用特定的表面形状搭配，在满足结构更紧凑、具有较小总长的同时保证具有较好的成像质量。

上述各实施例中的光学镜头均可运用在手机、平板、相机等终端。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光学镜头，其特征在于，共八片透镜，沿光轴从物侧到成像面依次包括：

光阑；

具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；

具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；

具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；

具有正光焦度的第四透镜；

具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；

具有负光焦度的第六透镜；

具有负光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

具有负光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

其中，所述光学镜头的入瞳直径EPD<3.5mm，所述光学镜头的光学总长TTL<7.3mm；

所述光学镜头满足以下条件式：

2<DM8/DM1<3.5；

其中，DM8表示所述第八透镜的有效直径，DM1表示所述第一透镜的有效直径。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

1.0<TTL/IH<1.2；

其中，TTL表示所述光学镜头的光学总长，IH表示所述光学镜头的实际半像高。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

0.1mm/°<f/θ<0.2mm/°；

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

1<DM5/DM1 < 1.5；

其中，DM5表示所述第五透镜的有效直径，DM1表示所述第一透镜的有效直径。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

0.02<CT2/TTL< 0.04；

其中，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，TTL表示所述光学镜头的光学总长。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

0.8< SAG61/SAG62< 1.6；

其中，SAG61表示所述第六透镜的物侧面的边缘矢高，SAG62表示所述第六透镜的像侧面的边缘矢高。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

1.2<(CT1+CT2+CT3+CT4+CT5)/(ET1+ET2+ET3+ET4+ET5) <1.5；

其中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，CT3表示所述第三透镜的中心厚度，CT4表示所述第四透镜的中心厚度，CT5表示所述第五透镜的中心厚度，ET1表示所述第一透镜的边缘厚度，ET2表示所述第二透镜的边缘厚度，ET3表示所述第三透镜的边缘厚度，ET4表示所述第四透镜的边缘厚度，ET5表示所述第五透镜的边缘厚度。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

1.0<YR82/ YR72<2.0；

其中，YR82表示所述第八透镜的像侧面上反曲点与光轴的垂直距离，YR72表示所述第七透镜的像侧面上反曲点与光轴的垂直距离。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

0.4<EPD/TTL< 0.5；

其中，EPD表示所述光学镜头的入瞳直径，TTL表示所述光学镜头的光学总长。

10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：

0.2<(AC12+AC23+AC34+AC45+AC56+AC67+AC78)/ TTL<0.3；

其中，AC12表示所述第一透镜与所述第二透镜在光轴上的间隙，AC23表示所述第二透镜与所述第三透镜在光轴上的间隙，AC34表示所述第三透镜与所述第四透镜在光轴上的间隙，AC45表示所述第四透镜与所述第五透镜在光轴上的间隙，AC56表示所述第五透镜与所述第六透镜在光轴上的间隙，AC67表示所述第六透镜与所述第七透镜在光轴上的间隙，AC78表示所述第七透镜与所述第八透镜在光轴上的间隙，TTL表示所述光学镜头的光学总长。