CN114815150B - 光学镜头以及光学镜头模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学镜头以及光学镜头模组，属于光学成像技术领域，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；具有正光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；具有负光焦度的第四透镜；以及具有正光焦度的第五透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；光学镜头满足以下条件式：‑6.5<tanHFOV×(R11/R21)<‑2.3。本发明提供的光学镜头，满足‑6.5<tanHFOV×(R11/R21)<‑2.3时，当HFOV为大角度时，控制第一透镜物侧面曲率半径和第二透镜物侧面曲率半径的比值，有利于改善光学镜头的畸变，控制光学镜头的像散量，有利于满足光学镜头大广角，小畸变的需求。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学镜头以及光学镜头模组。
背景技术
手机、平板电脑、安防等电子产品快速发展使得手机镜头需求量越来越大。但是，一般镜头畸变较小时，视场角较小，不能很好地满足镜头市场的需求，比如机器人，红外线相机等设备上需要的广角摄像头。此外，小光圈镜头用于机器人上，会增加曝光时长，反应速度较慢，影响机器人等设备的灵敏度。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种光学镜头以及光学镜头模组，满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
第一方面，一种光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：
具有负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
具有正光焦度的第二透镜；
具有正光焦度的第三透镜；
具有负光焦度的第四透镜；以及
具有正光焦度的第五透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
所述光学镜头满足以下条件式：
-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3；
其中，HFOV为所述光学镜头最大视场角的一半，R11为所述第一透镜物侧面的曲率半径，R21为所述第二透镜物侧面的曲率半径。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
F.No<2.0；
其中，F.No为所述光学镜头的光圈F数。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.86<|DT12/R12|<1.18；
其中，DT12为所述第一透镜像侧面的最大有效半径；R12为所述第一透镜像侧面的曲率半径。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.82<(R41-R42)/CT4<1.84；
其中，R41为所述第四透镜物侧面的曲率半径；R42为所述第四透镜像侧面的曲率半径；CT4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.108<(|SAG51|+|SAG52|)/CT5<0.168；
其中，SAG51为所述第五透镜的物侧面和光轴的交点至所述第五透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，SAG52为所述第五透镜的像侧面和光轴的交点至所述第五透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，CT5为所述第五透镜在光轴上的中心厚度。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.60<f/f234<0.71；
其中，f为所述光学镜头的总有效焦距，f234为所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的组合焦距。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.68<(f1+f5)/f<1.60；
其中，f为所述光学镜头的总有效焦距，f1为所述第一透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。
可选地，所述光学镜头满足以下条件式：
0.975<f3/f<1.064；2.06<|f4/f|<3.61；
其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距，f为所述光学镜头的总有效焦距。
可选地，所述第五透镜的像侧面包含至少三个反曲点。
第二方面，提供一种光学镜头模组，包括第一方面中任一种可能的实现方式中的光学镜头。
本发明的有益效果为：
负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面，有利于第一透镜长度方向边缘的光线通过第一透镜进入光学镜头中，可以增大光学镜头的视场角，获得大广角的效果；此外还能使更多的光线进入光学透镜内，提高光学镜头的成像质量；且本发明光学镜头满足-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3时，当HFOV为大角度时，控制第一透镜物侧面曲率半径R11和第二透镜物侧面曲率半径R21的比值，有利于改善光学镜头的畸变，控制光学镜头的像散量，有利于满足光学镜头大广角，小畸变的需求。
附图说明
图1是本申请实施例一的光学镜头的示意性结构图；
图2是本申请实施例一的光学镜头的球差曲线图；
图3是本申请实施例一的光学镜头的像散曲线图；
图4是本申请实施例一的光学镜头的畸变图；
图5是本申请实施例一的光学镜头的倍率色差曲线图；
图6是本申请实施例二的光学镜头的示意性结构图；
图7是本申请实施例二的光学镜头的球差曲线图；
图8是本申请实施例二的光学镜头的像散曲线图；
图9是本申请实施例二的光学镜头的畸变曲线图；
图10是本申请实施例二的光学镜头的倍率色差曲线图；
图11是本申请实施例三的光学镜头的示意性结构图；
图12是本申请实施例三的光学镜头的球差曲线图；
图13是本申请实施例三的光学镜头的像散曲线图；
图14是本申请实施例三的光学镜头的畸变曲线图；
图15是本申请实施例三的光学镜头的倍率色差曲线图；
图16是本申请实施例四的光学镜头的示意性结构图；
图17是本申请实施例四的光学镜头的球差曲线图；
图18是本申请实施例四的光学镜头的像散曲线图；
图19是本申请实施例四的光学镜头的畸变曲线图；
图20是本申请实施例四的光学镜头的倍率色差曲线图；
图21是本申请实施例五的光学镜头的示意性结构图；
图22是本申请实施例五的光学镜头的球差曲线图；
图23是本申请实施例五的光学镜头的像散曲线图；
图24是本申请实施例五的光学镜头的畸变曲线图；
图25是本申请实施例五的光学镜头的倍率色差曲线图；
图26是本申请实施例六的光学镜头的示意性结构图；
图27是本申请实施例六的光学镜头的球差曲线图；
图28是本申请实施例六的光学镜头的像散曲线图；
图29是本申请实施例六的光学镜头的畸变曲线图；
图30本申请实施例六的光学镜头的倍率色差曲线图。
图中：100、光学镜头；101、第一透镜；102、第二透镜；103、第三透镜；104、第四透镜；105、第五透镜；106、滤光片；107、图像传感器。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为方便理解，下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。
TTL为第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离；
FOV为光学镜头的最大视场角；
HFOV为光学镜头的最大视场角的一半；
F.No为光学镜头的光圈F值；
ImgH为光学镜头的最大像高；
f为光学镜头的总有效焦距；
f1为第一透镜的有效焦距；
f3为第三透镜的有效焦距；
f4为第四透镜的有效焦距；
f5为第五透镜的有效焦距；
f234为第二透镜、第三透镜以及第四透镜的组合焦距；
CT4为第四透镜在光轴上的中心厚度；
CT5为第五透镜在光轴上的中心厚度；
R11为第一透镜物侧面的曲率半径；
R12为第一透镜像侧面的曲率半径；
R21为第二透镜物侧面的曲率半径；
R41为第四透镜物侧面的曲率半径；
R42为第四透镜像侧面的曲率半径；
DT12为第一透镜像侧面的最大有效半径；
SAG51为第五透镜的物侧面和光轴的交点至第五透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离；
SAG52为第五透镜的像侧面和光轴的交点至第五透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离。
如图1所示，本申请实施例的光学镜头100包含5片透镜。为描述方便，定义光学镜头100左侧为景物侧(以下也可称为物侧)，透镜的朝向物侧的表面可以称为物侧面，物侧面也可以理解为透镜靠近物侧的表面，光学镜头100右侧为图像侧(以下也可称为像侧)，透镜的朝向像侧的表面可以称为像侧面，像侧面也可以理解为透镜靠近像侧的表面。从物侧到像侧，本申请实施例的光学镜头100依次包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105；第二透镜102和第三透镜103之间还可以设置光阑。在第五透镜105后还可以设置图像传感器107，例如CCD、CMOS等。在第五透镜105与图像传感器107之间还可以设置滤光片106，例如平板红外截止滤光片等。下面对光学镜头100进行详细描述。
需要说明的是，为方便理解和描述，本申请实施例对光学镜头的相关参数的表示形式进行了定义，例如用TTL表示第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离；ImgH表示光学镜头的最大像高，类似定义的字母表示仅仅是示意性的，当然也可以用其他形式表示，本申请不做任何限定。
还需要说明的是，以下关系式中涉及比值的参数的单位保持一致，例如，分子的单位为毫米(mm)，分母的单位也是毫米(mm)。
还需要说明的是，曲率半径的正负表示光学面向物侧凸或向像侧凸，光学面(包括物侧面或像侧面)向物侧凸时，该光学面的曲率半径为正值；光学面(包括物侧面或像侧面)向像侧凸时，相当于光学面向物侧面凹，该光学面的曲率半径为负值。
还需要说明的是，附图中透镜的形状、物侧面与像侧面的凹凸程度仅仅示意性的，对本申请实施例不造成任何限定。本申请中，透镜的材料可以是树脂(resin)、塑料(plastic)、玻璃(glass)。透镜包括球面镜片和非球面镜片。镜头可以为固定焦距镜头，或变焦镜头，也可以是标准镜头、短焦镜头或长焦镜头。
参考图1，图1中虚线用于表示透镜的光轴。
本申请实施例的光学镜头100，从物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104以及第五透镜105。
可选的，在本申请实施例中，第一透镜101可以具有负光焦度，第一透镜101的物侧面S1在靠近光轴处为凹面；第一透镜101的像侧面S2在靠近光轴处为凹面；
第二透镜102可以具有正光焦度，第二透镜102的物侧面S3在靠近光轴处为凸面，第二透镜102的像侧面S4在靠近光轴处为凹面；
第三透镜103可以具有正光焦度，第三透镜103的物侧面S5在靠近光轴处为凸面，第三透镜103的像侧面S6在靠近光轴处为凸面；
第四透镜104可以具有负光焦度，第四透镜104的物侧面S7在靠近光轴处为凹面，第四透镜104的像侧面S8在靠近光轴处为凸面；
第五透镜105可以具有正光焦度，第五透镜105的物侧面S9在靠近光轴处为凸面，第五透镜105的像侧面S10在靠近光轴处为凹面。
所述光学镜头100满足下列关系式：
-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3；
上述关系式中规定了-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3；优选-5.2<tanHFOV×(R11/R21)<-4.6；满足-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3，当HFOV为大角度时，控制第一透镜物侧面曲率半径和第二透镜物侧面曲率半径的比值，有利于改善光学镜头的畸变，控制光学镜头的像散量，有利于满足光学镜头大广角，小畸变的需求。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的光圈F值F.No满足：F.No<2.0，有利于满足光学镜头大光圈的特点，缩短曝光时间，提高应用于机器人等设备上的光学镜头的反应速度。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的第一透镜像侧面的最大有效半径DT12与第一透镜像侧面的曲率半径R12满足：0.86<|DT12/R12|<1.18，优选1.07<|DT12/R12|<1.14，通过控制第一透镜像侧面的最大有效半径，以及第一透镜像侧面的曲率半径在合理范围内，有利于增大光学镜头的视场角，满足光学镜头大广角的特点。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的第四透镜物侧面的曲率半径R41、第四透镜像侧面的曲率半径R42与第四透镜在光轴上的中心厚度CT4满足：0.82<(R41-R42)/CT4<1.84；优选1.14<(R41-R42)/CT4<1.24；通过控制第四透镜物侧面和像侧面的曲率半径，以及第四透镜光轴处的中心厚度，有利于校正场曲，改善光学镜头的像差，提高光学镜头的成像质量。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的第五透镜的物侧面和光轴的交点至第五透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离SAG51、第五透镜的像侧面和光轴的交点至第五透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离SAG52与第五透镜在光轴上的中心厚度CT5满足：0.108<(|SAG51|+|SAG52|)/CT5<0.168，通过将(|SAG51|+|SAG52|)/CT5控制在合理的范围，可以避免第五透镜过于弯曲，减少第五透镜的加工难度，同时提高第五透镜的组装稳定性，进而提高镜头生产过程中的良率。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的总有效焦距f与光学镜头的第二透镜、第三透镜以及第四透镜的组合焦距f234满足：0.60<f/f234<0.71；优选0.608<f/f234<0.638；合理地分配第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距对光学镜头成像中的像差的贡献量，有利于合理地控制光学镜头的场曲，从而提高光学镜头的成像质量。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的总有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1与第五透镜的有效焦距f5满足：0.68<(f1+f5)/f<1.60；优选1.11<(f1+f5)/f<1.29；通过约束(f1+f5)/f比值在合理范围内，有利于降低第一透镜和第五透镜产生的正负球差以平衡残差，提高光学镜头的成像质量。
在第一方面的某些实现方式中，所述光学镜头的总有效焦距f、第三透镜的有效焦距f3与第四透镜的有效焦距f4满足：0.975<f3/f<1.064；2.06<|f4/f|<3.61；|f4/f|优选3.04<|f4/f|<3.14；控制f3/f和|f4/f|的比值在合理范围内，有利于修正光学镜头的色像差，提高光学镜头的成像质量，此外，还有利于实现光学镜头的小畸变。
在第一方面的某些实现方式中，所述第五透镜的像侧面包含至少三个反曲点Y，有利于优化像差，提高光学镜头的成像质量。
第二方面，本发明还提供一种光学镜头模组，包括上述第一方面中任一种可能的实现方式中的光学镜头，还可以包括图像传感器、模数转换器、图像处理器和存储器等，实现光学镜头的摄像功能。
下面将结合图1至图30更加详细地描述本申请实施例的一些具体的而非限制性的例子。
需要说明的是，本申请实施例对光学镜头100的各个透镜的材质不做具体限定。
实施例一
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图1所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表1示出了实施例一中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表1所示：
表1
表2示出了本申请实施例一的光学镜头100的非球面系数，如表2所示：
表2
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表1中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表2所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例一的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.348mm、最大视场角FOV为118.12度、光学总长TTL为5.806mm、光圈F值F.No为1.984。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-2.361。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.984。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝1.07。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝1.141。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.116。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.603。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝1.115。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝1.064。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝3.141。
图2至图5描述了以实施例一这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例一中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
实施例二
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图6所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表3示出了实施例二中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表3所示：
表3
表4示出了本申请实施例二的光学镜头100的非球面系数，如表4所示：
表4
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
| S1 | 1.165E-01 | -5.576E-02 | 2.206E-02 | -5.484E-03 | 7.840E-04 | -5.140E-05 | 7.429E-07 |
| S2 | 2.092E-02 | -1.215E-02 | -3.173E-03 | 7.198E-04 | -6.335E-05 | -1.331E-06 | -3.030E-07 |
| S3 | -2.136E-01 | -1.456E+00 | 6.133E-03 | -1.765E-02 | 5.057E-03 | -6.553E-05 | -6.402E-05 |
| S4 | 6.198E-01 | -1.456E+00 | 4.680E+00 | 1.363E+00 | 5.026E+00 | -1.894E+02 | 4.792E+02 |
| S5 | 8.798E-03 | 8.006E-03 | 1.598E+00 | -9.623E+00 | 2.047E+01 | 4.253E+01 | -1.829E+02 |
| S6 | 2.865E-01 | -3.243E-01 | 3.695E-01 | -1.982E-01 | -2.407E-01 | 3.072E-01 | 3.373E-01 |
| S7 | 8.951E-02 | -1.063E-01 | -2.197E-02 | 1.433E-01 | -2.547E-01 | 1.225E-01 | 1.291E-02 |
| S8 | 3.015E-02 | 1.117E-02 | 7.132E-02 | -4.779E-02 | 8.790E-04 | 4.290E-03 | -6.671E-04 |
| S9 | -1.268E-01 | 2.683E-02 | -1.538E-04 | 1.420E-03 | -2.578E-04 | -1.213E-04 | 2.371E-05 |
| S10 | -8.501E-02 | 1.777E-02 | -1.551E-03 | -9.998E-04 | 1.869E-04 | 2.914E-05 | -5.495E-06 |
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表3中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表3中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表4所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例二的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.387mm、最大视场角FOV为116.625度、光学总长TTL为5.488mm、光圈F值F.No为1.871。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-6.502。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.871。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝1.143。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝1.236。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.168。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.638。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝1.056。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝1.028。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝2.906。
图7至图10描述了以实施例二这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例二中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
实施例三
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图11所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表5示出了实施例三中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表5所示：
表5
表6示出了本申请实施例三的光学镜头100的非球面系数，如表6所示：
表6
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
| S1 | 1.176E-01 | -5.589E-02 | 2.202E-02 | -5.488E-03 | 7.849E-04 | -5.086E-05 | 9.183E-07 |
| S2 | 2.082E-02 | -1.135E-02 | -2.617E-03 | 9.513E-04 | 2.343E-05 | 5.013E-05 | 5.526E-05 |
| S3 | -2.106E-01 | 7.855E-02 | 9.971E-04 | -6.836E-03 | 1.590E-02 | 5.780E-03 | 2.276E-03 |
| S4 | 6.516E-01 | -1.495E+00 | 3.873E+00 | 7.253E+00 | 2.913E+01 | -1.852E+02 | 1.735E+02 |
| S5 | 4.634E-02 | 1.288E-01 | 1.918E+00 | -8.954E+00 | 2.118E+01 | 3.958E+01 | -2.105E+02 |
| S6 | 2.836E-01 | -3.281E-01 | 3.520E-01 | -2.361E-01 | -3.086E-01 | 2.012E-01 | 6.365E-01 |
| S7 | 8.934E-02 | -1.059E-01 | -2.244E-02 | 1.405E-01 | -2.609E-01 | 1.143E-01 | 6.019E-03 |
| S8 | 3.126E-02 | 1.243E-02 | 7.173E-02 | -4.771E-02 | 8.420E-04 | 4.156E-03 | -8.413E-04 |
| S9 | -1.266E-01 | 2.678E-02 | -9.370E-05 | 1.456E-03 | -2.479E-04 | -1.207E-04 | 2.182E-05 |
| S10 | -8.154E-02 | 1.954E-02 | -1.426E-03 | -1.014E-03 | 1.807E-04 | 2.765E-05 | -5.820E-06 |
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表5中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表5中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表6所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例三的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.390mm、最大视场角FOV为116.719度、光学总长TTL为5.454mm、光圈F值F.No为1.847。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-4.648。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.847。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝0.867。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝1.166。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.129。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.626。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝0.792。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝1.023。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝3.043。
图12至图15描述了以实施例三这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例三中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
实施例四
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图16所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表7示出了实施例四中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表7所示：
表7
表8示出了本申请实施例四的光学镜头100的非球面系数，如表8所示：
表8
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
| S1 | 1.172E-01 | -5.588E-02 | 2.203E-02 | -5.484E-03 | 7.847E-04 | -5.119E-05 | 7.834E-07 |
| S2 | 2.004E-02 | -1.226E-02 | -3.104E-03 | 7.437E-04 | -5.758E-05 | 1.175E-07 | 1.715E-07 |
| S3 | -2.142E-01 | 8.428E-02 | 4.653E-03 | -1.737E-02 | 5.843E-03 | 2.671E-04 | -1.555E-04 |
| S4 | 5.854E-01 | -1.440E+00 | 4.705E+00 | 1.027E+00 | 2.562E+00 | -1.957E+02 | 5.078E+02 |
| S5 | 6.802E-03 | -3.581E-03 | 1.545E+00 | -9.822E+00 | 1.991E+01 | 4.177E+01 | -1.784E+02 |
| S6 | 3.139E-01 | -3.172E-01 | 3.365E-01 | -2.519E-01 | -2.886E-01 | 2.855E-01 | 3.286E-01 |
| S7 | 7.663E-02 | -8.220E-02 | -1.213E-02 | 1.268E-01 | -2.847E-01 | 9.190E-02 | -6.228E-03 |
| S8 | 3.285E-02 | 7.598E-03 | 7.027E-02 | -4.709E-02 | 1.426E-03 | 4.325E-03 | -9.604E-04 |
| S9 | -1.282E-01 | 2.654E-02 | -1.355E-04 | 1.425E-03 | -2.590E-04 | -1.229E-04 | 2.266E-05 |
| S10 | -8.341E-02 | 1.972E-02 | -1.430E-03 | -9.992E-04 | 1.813E-04 | 2.724E-05 | -5.951E-06 |
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表7中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表7中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表8所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例四的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.390mm、最大视场角FOV为116.574度、光学总长TTL为5.668mm、光圈F值F.No为1.913。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-5.256。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.913。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝1.121。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝0.821。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.108。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.608。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝1.294。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝1.037。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝3.613。
图17至图20描述了以实施例四这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例四中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
实施例五
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图21所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表9示出了实施例五中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表9所示：
表9
表10示出了本申请实施例五的光学镜头100的非球面系数，如表10所示：
表10
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表9中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表9中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表10所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例五的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.390mm、最大视场角FOV为116.42度、光学总长TTL为5.284mm、光圈F值F.No为1.904。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-5.325。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.904。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝1.175。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝1.421。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.162。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.711。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝1.603。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝0.986。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝2.697。
图22至图25描述了以实施例五这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例五中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
实施例六
本申请一个实施例的光学镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104、第五透镜105，如图26所示。
为描述方便，以下实施例中STO表示光阑的表面，S1表示第一透镜101的物侧面，S2表示第一透镜101的像侧面，S3表示第二透镜102的物侧面，S4表示第二透镜102的像侧面，S5表示第三透镜103的物侧面，S6表示第三透镜103的像侧面，S7表示第四透镜104的物侧面，S8表示第四透镜104的像侧面，S9表示第五透镜105的物侧面，S10表示第五透镜105的像侧面，S11表示红外滤波片的物侧面，S12表示红外滤波片的像侧面，S13表示成像面。以TTL表示光学镜头100的光学总长，以ImgH表示光学镜头100的最大像高，EFL表示光学镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以K表示锥面系数。
依据上文的关系式，表11示出了实施例六中的光学镜头100的有效焦距EFL、最大视场角FOV、光学总长TTL、光圈F值F.No、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表11所示：
表11
表12示出了本申请实施例六的光学镜头100的非球面系数，如表12所示：
表12
| 面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
| S1 | 1.169E-01 | -5.581E-02 | 2.204E-02 | -5.485E-03 | 7.847E-04 | -5.146E-05 | 7.072E-07 |
| S2 | 2.052E-02 | -1.242E-02 | -3.110E-03 | 7.398E-04 | -6.624E-05 | -2.031E-06 | -1.179E-07 |
| S3 | -2.101E-01 | 9.135E-02 | 1.012E-02 | -1.935E-02 | 2.086E-03 | -9.109E-04 | 1.073E-03 |
| S4 | 6.144E-01 | -1.574E+00 | 4.447E+00 | 4.607E+00 | 1.104E+01 | -2.104E+02 | 4.066E+02 |
| S5 | 5.013E-03 | -9.515E-02 | 1.515E+00 | -9.640E+00 | 2.046E+01 | 4.016E+01 | -2.043E+02 |
| S6 | 2.932E-01 | -3.500E-01 | 4.318E-01 | -7.957E-02 | -2.562E-01 | 1.828E-01 | 3.493E-01 |
| S7 | 9.283E-02 | -1.079E-01 | -2.139E-02 | 1.559E-01 | -2.369E-01 | 1.251E-01 | -8.103E-03 |
| S8 | 3.166E-02 | 1.011E-02 | 7.031E-02 | -4.817E-02 | 8.854E-04 | 4.455E-03 | -7.521E-04 |
| S9 | -1.268E-01 | 2.720E-02 | -2.223E-05 | 1.436E-03 | -2.806E-04 | -1.338E-04 | 2.425E-05 |
| S10 | -8.423E-02 | 1.811E-02 | -1.572E-03 | -1.021E-03 | 1.827E-04 | 2.861E-05 | -5.605E-06 |
其中，光学镜头100的各个透镜的非曲面满足：
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表11中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表11中已给出)；Ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14及A16，如表12所示。
应理解，光学镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本申请不做限定。
上述给出本申请实施例六的光学镜头100的设计数据，有效焦距EFL为1.390mm、最大视场角FOV为116.558度、光学总长TTL为5.548mm、光圈F值F.No为1.933。
在本申请提供的一个实施例中，tanHFOV×(R11/R21)＝-5.226。
在本申请提供的一个实施例中，F.No＝1.933。
在本申请提供的一个实施例中，|DT12/R12|＝1.173。
在本申请提供的一个实施例中，(R41-R42)/CT4＝1.843。
在本申请提供的一个实施例中，(|SAG51|+|SAG52|)/CT5＝0.165。
在本申请提供的一个实施例中，f/f234＝0.632。
在本申请提供的一个实施例中，(f1+f5)/f＝0.684。
在本申请提供的一个实施例中，f3/f＝0.975。
在本申请提供的一个实施例中，|f4/f|＝2.062。
图27至图30描述了以实施例六这种透镜组合方式设计的光学镜头100的光学性能。
在实施例六中，光学镜头满足大广角、小畸变、大光圈的要求。
另外，实施例一至实施例六对应的(f3-f4)/f比值，(R31+R41)/R32比值，T23/SAG31比值，(R21-R12)/T12比值，ET1/SAG12比值，R41/f4比值，f34/f比值，以及BFL/ImgH比值，如表17所示：
表17
| 公式 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 实施例六 |
| tanHFOV*(R11/R21) | -2.361 | -6.502 | -4.648 | -5.256 | -5.325 | -5.226 |
| F.No | 1.984 | 1.871 | 1.847 | 1.913 | 1.904 | 1.933 |
| │DT12/R12│ | 1.07 | 1.143 | 0.867 | 1.121 | 1.175 | 1.173 |
| (R41-R42)/CT4 | 1.141 | 1.236 | 1.166 | 0.821 | 1.421 | 1.843 |
| (│SAG51│+│SAG52│)/CT5 | 0.116 | 0.168 | 0.129 | 0.108 | 0.162 | 0.165 |
| f/f234 | 0.603 | 0.638 | 0.626 | 0.608 | 0.711 | 0.632 |
| (f1+f5)/f | 1.115 | 1.056 | 0.792 | 1.294 | 1.603 | 0.684 |
| f3/f | 1.064 | 1.028 | 1.023 | 1.037 | 0.986 | 0.975 |
| │f4/f│ | 3.141 | 2.906 | 3.043 | 3.613 | 2.697 | 2.062 |
在上述至少一个或多个实施例中，所述第五透镜105的像侧面S10包含至少三个反曲点Y，有利于优化像差，提高光学镜头的成像质量。
本发明还提供一种光学镜头模组，包括上述任一实施例中的一种光学镜头100，还可以包括图像传感器、模数转换器、图像处理器和存储器等，实现光学镜头的摄像功能。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种光学镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：
具有负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
具有正光焦度的第二透镜；
具有正光焦度的第三透镜；
具有负光焦度的第四透镜；以及
具有正光焦度的第五透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
所述光学镜头满足以下条件式：
-6.5<tanHFOV×(R11/R21)<-2.3；F.No<2.0；0.82<(R41-R42)/CT4<1.84；
其中，HFOV为所述光学镜头最大视场角的一半，R11为所述第一透镜物侧面的曲率半径，R21为所述第二透镜物侧面的曲率半径；F.No为所述光学镜头的光圈F数；R41为所述第四透镜物侧面的曲率半径；R42为所述第四透镜像侧面的曲率半径；CT4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。
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：
0.86<|DT12/R12|<1.18；
其中，DT12为所述第一透镜像侧面的最大有效半径；R12为所述第一透镜像侧面的曲率半径。
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：
0.108<(|SAG51|+|SAG52|)/CT5<0.168；
其中，SAG51为所述第五透镜的物侧面和光轴的交点至所述第五透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，SAG52为所述第五透镜的像侧面和光轴的交点至所述第五透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，CT5为所述第五透镜在光轴上的中心厚度。
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：
0.60<f/f234<0.71；
其中，f为所述光学镜头的总有效焦距，f234为所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的组合焦距。
5.根据权利要求4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：
0.68<(f1+f5)/f<1.60；
其中，f为所述光学镜头的总有效焦距，f1为所述第一透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。
6.根据权利要求1至5任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.975<f3/f<1.064；2.06<|f4/f|<3.61；
其中，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距，f为所述光学镜头的总有效焦距。
7.根据权利要求6所述的光学镜头，其特征在于：
所述第五透镜的像侧面包含至少三个反曲点。
8.一种摄像头模组，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的光学镜头。
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