CN115097602A - 摄像光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜头领域,公开了一种摄像光学镜头,所述摄像光学镜头共包含七片透镜,七片所述透镜自物侧至像侧依序为:具有负屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜以及具有负屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面和像侧面为自由曲面;其中,所述摄像光学镜头的焦距为f;所述第一透镜的焦距为f1;所述第三透镜的焦距为f3;所述第四透镜的焦距为f4;所述第三透镜的折射率为nd3;所述第六透镜的折射率为nd6;所述第七透镜的折射率为nd7,且满足下列关系式:‑1.52≤f1/f≤‑1.38;1.56≤nd3≤1.59;1.53≤nd6≤1.81;1.61≤nd7≤1.67;2.04≤f3/f4≤2.27。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头领域,特别涉及一种适用于智能手机、数码相机等手提终端设备,以及监视器、PC镜头等摄像装置的摄像光学镜头。
背景技术
随着成像镜头的发展,人们对镜头的成像要求越来越高,镜头的“夜景拍照”和“背景虚化”也成为衡量镜头成像标准的重要指标。目前多采用旋转对称的非球面,这类非球面只在子午平面内具有充分的自由度,并不能很好的对轴外像差进行校正。且现有结构光焦度分配、透镜间隔和透镜形状设置不充分,造成镜头超薄化和广角化不充分。自由曲面是一种非旋转对称的表面类型,能够更好地平衡像差,提高成像质量,而且自由曲面的加工也逐渐成熟。随着对镜头成像要求的提升,在设计镜头时加入自由曲面显得十分重要,尤其是在广角和超广角镜头的设计中效果更为明显。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头,其具有良好光学性能的同时,满足大光圈、超薄化、广角化、低畸变的设计要求。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种摄像光学镜头,所述摄像光学镜头共包含七片透镜,七片所述透镜自物侧至像侧依序为:具有负屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜以及具有负屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面和像侧面为自由曲面;
其中,所述摄像光学镜头的焦距为f;所述第一透镜的焦距为f1;所述第三透镜的焦距为f3;所述第四透镜的焦距为f4;所述第三透镜的折射率为nd3;所述第六透镜的折射率为nd6;所述第七透镜的折射率为nd7,且满足下列关系式:
-1.52≤f1/f≤-1.38;
1.56≤nd3≤1.59;
1.53≤nd6≤1.81;
1.61≤nd7≤1.67;
2.04≤f3/f4≤2.27。
优选地,所述第七透镜的物侧面的曲率半径为R13,所述第七透镜的像侧面的曲率半径为R14,且满足下列关系式:
1.06≤(R13+R14)/(R13-R14)≤1.22。
优选地,所述第五透镜的折射率为nd5,且满足下列关系式:
1.64≤nd5≤1.67。
优选地,所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第一透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第一透镜物侧面的中心曲率半径为R1,所述第一透镜像侧面的中心曲率半径为R2,所述第一透镜的轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
1.43≤(R1+R2)/(R1-R2)≤1.95;
0.04≤d1/TTL≤0.07。
优选地,所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第二透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第二透镜的焦距为f2,所述第二透镜物侧面的中心曲率半径为R3,所述第二透镜像侧面的中心曲率半径为R4,所述第二透镜的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
3.10≤f2/f≤3.40;
-3.26≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-2.79;
0.04≤d3/TTL≤0.06。
优选地,所述第三透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第三透镜的焦距为f3,所述第三透镜物侧面的中心曲率半径为R5,所述第三透镜像侧面的中心曲率半径为R6,所述第三透镜的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
3.04≤f3/f≤3.43;
-1.42≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-1.28;
0.05≤d5/TTL≤0.06。
优选地,所述第四透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近轴处为凸面;
所述第四透镜的焦距为f4,所述第四透镜物侧面的中心曲率半径为R7,所述第四透镜像侧面的中心曲率半径为R8,所述第四透镜的轴上厚度为d7,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
1.48≤f4/f≤1.52;
0.37≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.45;
0.10≤d7/TTL≤0.12。
优选地,所述第五透镜的物侧面于近轴处为凹面,所述第五透镜的像侧面于近轴处为凸面;
所述第五透镜的焦距为f5,所述第五透镜物侧面的中心曲率半径为R9,所述第五透镜像侧面的中心曲率半径为R10,所述第五透镜的轴上厚度为d9,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-3.99≤f5/f≤-3.63;
-5.59≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-3.20;
0.03≤d9/TTL≤0.04。
优选地,所述第六透镜的像侧面于近轴处为凸面,所述第六透镜的焦距为f6,所述第六透镜物侧面的中心曲率半径为R11,所述第六透镜像侧面的中心曲率半径为R12,所述第六透镜的轴上厚度为d11,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
0.75≤f6/f≤0.79;
0.92≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.10;
0.18≤d11/TTL≤0.20。
优选地,所述第七透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第七透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第七透镜的焦距为f7,所述第七透镜的轴上厚度为d13,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-0.95≤f7/f≤-0.85;
0.12≤d13/TTL≤0.14。
优选地,所述第七透镜的x方向焦距为f7x,所述第七透镜的y方向焦距为f7y,且满足下列关系式:
-0.93≤f7y/f≤-0.85;
0.99≤f7y/f7x≤1.01。
本发明的有益效果在于:根据本发明的摄像光学镜头具有优秀的光学特性,且具有大光圈、广角化、超薄化、低光学畸变、低SMIA TV畸变的特性,同时,本发明具有自由曲面,有助于控制失真,尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像光学镜头组件和WEB摄像光学镜头。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案,下面将对实施方式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发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明第一实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;
图2是图1所示摄像光学镜头的RMS光斑直径示意图;
图3是本发明第二实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;
图4是图3所示摄像光学镜头的RMS光斑直径示意图;
图5是本发明第三实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;
图6是图5所示摄像光学镜头的RMS光斑直径示意图;
图7是本发明第四实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;
图8是图7所示摄像光学镜头的RMS光斑直径示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
(第一实施方式)
参考附图,本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的摄像光学镜头10,该摄像光学镜头10由七个透镜构成,从物侧到像侧依次配置第一透镜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以及第七透镜L7。在第七透镜L7和像面Si之间可设置有光学过滤片(filter)GF等光学元件。
在本实施方式中,第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7的物侧面和像侧面为自由曲面,第七透镜L7具有负屈折力。本领域的技术人员能够知晓,为能较好补正像差问题,最好将这七个透镜表面设计为非球面。
在本实施方式中,第一透镜L1为塑料材质,第二透镜L2为塑料材质,第三透镜L3为塑料材质,第四透镜L4为塑料材质,第五透镜L5为塑料材质,第六透镜L6为玻璃材质,第七透镜L7为塑料材质。在其他可选的实施方式中,各透镜也可以是其他材质。
在本实施方式中,定义所述摄像光学镜头10的焦距为f;所述第一透镜L1的焦距为f1,满足下列关系式:-1.52≤f1/f≤-1.38,规定的是第一透镜L1的负光焦度,满足这一条件有助于摄像光学镜头10获得良好的场曲平衡能力,从而提高图像质量。
在本实施方式中,定义所述第三透镜L3的折射率为nd3,满足下列关系式:1.56≤nd3≤1.59,规定的是第三透镜L3的折射率,在此范围内的屈光力有利于镜片的薄型化,也允许使用塑料材料。
在本实施方式中,定义所述第六透镜L6的折射率为nd6,满足下列关系式:1.53≤nd6≤1.81,规定的是第六透镜L6的折射率,在此范围内的屈光力有利于镜片的薄型化,也有利于像差的校正。
在本实施方式中,定义所述第七透镜L7的折射率为nd7,满足下列关系式:1.61≤nd7≤1.67,规定的是第七透镜L7的折射率,在此范围内的屈光力有利于镜片的薄型化,也允许使用塑料材料。
在本实施方式中,定义所述第三透镜L3的焦距为f3,所述第四透镜L4的焦距为f4,满足下列关系式:2.04≤f3/f4≤2.27,规定的是固定了第三透镜L3的焦距和第四透镜L4的焦距之间的比值。在此范围内的比值可以降低摄像光学镜头的公差敏感度,从而提高成像质量。
在本实施方式中,定义所述第七透镜L7的物侧面的曲率半径为R13,所述第七透镜L7的像侧面的曲率半径为R14,满足下列关系式:1.06≤(R13+R14)/(R13-R14)≤1.22。规定的是第七透镜L7的形状,在范围内,随着镜头向超薄、广角镜头方向发展,可以很好地纠正像离轴像差以及轴上色像差等问题。在本实施方式中,所述第五透镜L5的折射率为nd5,且满足下列关系式:1.64≤nd5≤1.67。规定的是第五透镜L5的折射率,在此范围内的屈光力有利于镜片的薄型化,也允许使用塑料材料。优选地,满足1.65≤nd5≤1.66。
在本实施方式中,所述第一透镜L1的物侧面于近轴处为凸面,所述第一透镜L1的像侧面于近轴处为凹面;在其他可选的实施方式中,第一透镜L1的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述第一透镜L1物侧面的中心曲率半径为R1,所述第一透镜L1像侧面的中心曲率半径为R2,满足关系式:1.43≤(R1+R2)/(R1-R2)≤1.95;规定的是第一透镜L1的形状。在范围内,可以很好地纠正像离轴像差以及轴上色像差等问题。
定义所述第一透镜L1轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.04≤d1/TTL≤0.07,规定的是第一透镜L1的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第二透镜L2的物侧面于近轴处为凸面,所述第二透镜L2的像侧面于近轴处为凹面;在其他可选的实施方式中,第二透镜L2的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,定义所述第二透镜L2的焦距为f2,满足下列关系式:3.10≤f2/f≤3.40,规定的是第二透镜L2的正光焦度,在此范围内的比值可以合理有效地平衡系统的场曲,从而提高成像质量。
定义所述第二透镜L2物侧面的中心曲率半径为R3,所述第二透镜L2像侧面的中心曲率半径为R4,满足关系式:-3.26≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-2.79,规定的是第二透镜L2的形状。在范围内,可以很好地纠正像离轴像差以及轴上色像差等问题。
定义所述第二透镜L2的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.04≤d3/TTL≤0.06,规定的是第二透镜L2的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第三透镜L3的物侧面于近轴处为凸面,所述第三透镜L3的像侧面于近轴处为凹面;在其他可选的实施方式中,第三透镜L3的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,所述第三透镜L3的焦距为f3,满足下列关系式:3.04≤f3/f≤3.43;规定的是第三透镜L3的正光焦度,满足这一条件使系统具有较好的成像质量和较低的公差敏感度,从而提高成像质量。
定义所述第三透镜L3物侧面的中心曲率半径为R5,所述第三透镜L3像侧面的中心曲率半径为R6,满足关系式:-1.42≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-1.28;规定的是第三透镜L3的形状。在范围内,可以有效地控制第三透镜L3的形状。有利于第三透镜L3的成形,由于第三透镜L3的表面曲率非常大,可以避免不良成形和应力的产生。从而很好地纠正像离轴像差以及轴上色像差等问题。
定义所述第三透镜L3的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.05≤d5/TTL≤0.06,规定的是第三透镜L3的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第四透镜L4的物侧面于近轴处为凸面,所述第四透镜L4的像侧面于近轴处为凸面;在其他可选的实施方式中,第四透镜L4的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,所述第四透镜L4的焦距为f4,满足下列关系式:1.48≤f4/f≤1.52,规定的是第四透镜L4的正光焦度,在此范围内既有利于超薄化、超薄化,也能更好地矫正像差。。
定义所述第四透镜L4物侧面的中心曲率半径为R7,所述第四透镜L4像侧面的中心曲率半径为R8,满足关系式:0.37≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.45,规定的是第四透镜L4的形状。该条件合理地控制了第四透镜L4的形状,在范围内,可以有效地校正系统的球差。
定义所述第四透镜L4的轴上厚度为d7,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.10≤d7/TTL≤0.12,规定的是第四透镜L4的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第五透镜L5的物侧面于近轴处为凹面,所述第五透镜L5的像侧面于近轴处为凸面;在其他可选的实施方式中,第五透镜L5的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,所述第五透镜L5的焦距为f5,满足下列关系式:-3.99≤f5/f≤-3.63,规定的是第五透镜L5的负光焦度,满足这一条件可以有效地使摄像光学镜头10的光线角度平坦,公差敏感度降低。
定义所述第五透镜L5物侧面的中心曲率半径为R9,所述第五透镜L5像侧面的中心曲率半径为R10,满足下列关系式:-5.59≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-3.20,规定的是第五透镜L5的形状。在范围内,在实现广角化和超薄化的同时,可以很好地纠正离轴像差。
定义所述第五透镜L5的轴上厚度为d9,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.03≤d9/TTL≤0.04,规定的是第五透镜L5的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第六透镜L6的物侧面于近轴处为凹面,所述第六透镜L6的像侧面于近轴处为凸面;在其他可选的实施方式中,第第六透镜L6的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,定义所述第六透镜L6的焦距为f6,满足下列关系式:0.75≤f6/f≤0.79,规定的是第六透镜L6的正光焦度,在此范围内的比值可以降低摄像光学镜头10的公差敏感度,从而提高成像质量。
定义所述第六透镜L6物侧面的中心曲率半径为R11,所述第六透镜L6像侧面的中心曲率半径为R12,满足下列关系式:0.92≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.10,规定的是第六透镜L6的形状。在范围内,可以很好地纠正离轴色差。
定义所述第六透镜L6的轴上厚度为d11,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.18≤d11/TTL≤0.20,规定的是第六透镜L6的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
在本实施方式中,所述第七透镜L7的物侧面于近轴处为凸面,所述第七透镜L7的像侧面于近轴处为凹面;在其他可选的实施方式中,第七透镜L7的物侧面和像侧面也可设置为其他凹、凸分布情况。
定义所述摄像光学镜头10的焦距为f,所述第七透镜L7的焦距为f7,满足下列关系式:-0.95≤f7/f≤-0.85,规定的是第七透镜L7的负光焦度,在此范围内的比值可以降低摄像光学镜头10的公差敏感度,适当的折射率分布使系统具有较好的成像质量。
定义所述第七透镜L7的轴上厚度为d13,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,满足下列关系式:0.12≤d13/TTL≤0.14,规定的是第七透镜L7的厚度,在此范围内,则有利于实现超薄化。
定义所述第七透镜的x方向焦距为f7x,所述第七透镜的y方向焦距为f7y,满足下列关系式:-0.93≤f7y/f≤-0.85,0.99≤f7y/f7x≤1.01。规定的是第七透镜L7沿X和Y方向的屈折力,适当差值减小了失真。优选地,满足-0.92≤f7y/f≤-0.88,0.99≤f7y/f7x≤1.00。
本实施方式中,所述摄像光学镜头10的像高为IH,所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,且满足下列关系式:TTL/IH≤0.85,从而有利于实现超薄化。优选地,满足TTL/IH≤0.82。
本实施方式中,所述摄像光学镜头10的视场角FOV大于或等于117.21°,从而实现广角化。优选的,所述摄像光学镜头10的视场角FOV大于或等于118.40°。
本实施方式中,所述摄像光学镜头10光圈值FNO小于或等于2.03,从而实现大光圈,摄像光学镜头成像性能好。优选的,摄像光学镜头10的光圈值FNO小于或等于1.99。
摄像光学镜头10具有良好光学性能的同时,能够满足大光圈、广角化、超薄化、低畸变的设计要求;根据该摄像光学镜头10的特性,该摄像光学镜头10尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。
下面将用实例进行说明本发明的摄像光学镜头10。各实例中所记载的符号如下所示。焦距、轴上距离、中心曲率半径、轴上厚度、反曲点位置、驻点位置的单位为mm。
TTL:光学总长(第一透镜L1的物侧面到像面Si的轴上距离),单位为mm;
光圈值FNO:是指摄像光学镜头的有效焦距和入瞳直径的比值。
优选的,所述透镜的物侧面和/或像侧面上还可以设置有反曲点和/或驻点,以满足高品质的成像需求,具体的可实施方案,参下所述。
表1、表2、表3示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据。
【表1】
其中,各符号的含义如下。
S1:第一光圈;
S2:第二光圈;
S3:第三光圈;
R:光学面中心处的曲率半径;
R1:第一透镜L1的物侧面的中心曲率半径;
R2:第一透镜L1的像侧面的中心曲率半径;
R3:第二透镜L2的物侧面的中心曲率半径;
R4:第二透镜L2的像侧面的中心曲率半径;
R5:第三透镜L3的物侧面的中心曲率半径;
R6:第三透镜L3的像侧面的中心曲率半径;
R7:第四透镜L4的物侧面的中心曲率半径;
R8:第四透镜L4的像侧面的中心曲率半径;
R9:第五透镜L5的物侧面的中心曲率半径;
R10:第五透镜L5的像侧面的中心曲率半径;
R11:第六透镜L6的物侧面的中心曲率半径;
R12:第六透镜L6的像侧面的中心曲率半径;
R13:第七透镜L7的物侧面的中心曲率半径;
R14:第七透镜L7的像侧面的中心曲率半径;
R15:玻璃平板GF的物侧面的中心曲率半径;
R16:玻璃平板GF的像侧面的中心曲率半径;
d:透镜的轴上厚度、透镜之间的轴上距离;
d0:第一光圈S1到第一透镜L1的物侧面的轴上距离;
d1:第一透镜L1的轴上厚度;
d2:第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离;
d3:第二透镜L2的轴上厚度;
d4:第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离;
d5:第三透镜L3的轴上厚度;
d6:第三透镜L3的像侧面到第四透镜L4的物侧面的轴上距离;
d7:第四透镜L4的轴上厚度;
d8:第四透镜L4的像侧面到第五透镜L5的物侧面的轴上距离;
d9:第五透镜L5的轴上厚度;
d10:第五透镜L5的像侧面到第六透镜L6的物侧面的轴上距离;
d11:第六透镜L6的轴上厚度;
d12:第六透镜L6的像侧面到第七透镜L7的物侧面的轴上距离;
d13:第七透镜L7的轴上厚度;
d14:第七透镜L7的像侧面到玻璃平板GF的物侧面的轴上距离;
d15:玻璃平板GF的轴上厚度;
nd:d线的折射率(d线为波长为550nm的绿光);
nd1:第一透镜L1的d线的折射率;
nd2:第二透镜L2的d线的折射率;
nd3:第三透镜L3的d线的折射率;
nd4:第四透镜L4的d线的折射率;
nd5:第五透镜L5的d线的折射率;
nd6:第六透镜L6的d线的折射率;
nd7:第七透镜L7的d线的折射率;
ndg:光学过滤片GF的d线的折射率;
νd:阿贝数;
ν1:第一透镜L1的阿贝数;
ν2:第二透镜L2的阿贝数;
ν3:第三透镜L3的阿贝数;
ν4:第四透镜L4的阿贝数;
ν5:第五透镜L5的阿贝数;
ν6:第六透镜L6的阿贝数;
ν7:第七透镜L7的阿贝数;
νg:光学过滤片GF的阿贝数;
表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中第一透镜L1至第六透镜L6的非球面数据。
【表2】
为方便起见,各个透镜面的非球面使用下述公式(1)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(1)表示的非球面多项式形式。
z=(cr2)/{1+[1-(k+1)(c2r2)]1/2}+A4r4+A6r6+A8r8+A10r10+A12r12+A14
r14+A16r16(1)
其中,k是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面系数,c是光学面中心处的曲率,r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离,z是非球面深度(非球面上距离光轴为r的点,与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。
表3示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中第七透镜L7的自由曲面数据。
【表3】
其中,k是圆锥系数,Bi是非球面系数,r是自由曲面上的点与光轴的垂直距离,x是r的x方向分量,y是r的y方向分量,z是非球面深度(非球面上距离光轴为r的点,与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。
为方便起见,各个自由曲面使用上述公式(2)中所示的扩展多项式面型(ExtendedPolynomial)。但是,本发明不限于该公式(2)表示的自由曲面多项式形式。
图2示出了第一实施方式的摄像光学镜头10的RMS光斑直径的示意图,根据图2可知,第一实施方式的摄像光学镜头10能够实现良好的成像品质。
后出现的表13示出各实例1、2、3、4中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表13所示,第一实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径ENPD为1.204mm,全视场像高(对角线方向)IH为8.114mm,x方向像高为6.496mm,y方向像高为4.861mm,在此矩形范围内成像效果最佳,对角线方向的视场角FOV为119.60°,x方向的视场角为106.10°,y方向的视场为89.90°,所述摄像光学镜头10满足广角、超薄、低畸变,其轴上、轴外色像差被充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第二实施方式)
第二实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
在本实施方式中,第六透镜L6的物侧面于近轴处为凸面。
图5所示为本发明第二实施方式的摄像光学镜头20。
表4、表5、表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。
【表4】
表5示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中第一透镜L1至第六透镜L6的非球面数据。
【表5】
表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中第七透镜L7的自由曲面数据。
【表6】
图4示出了第二实施方式的摄像光学镜头20的RMS光斑直径的示意图,根据图4可知,第二实施方式的摄像光学镜头20能够实现良好的成像品质。
如表13所示,第二实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头20的入瞳直径ENPD为1.264mm,全视场像高(对角线方向)IH为8.114mm,x方向像高为6.496mm,y方向像高为4.861mm,在此矩形范围内成像效果最佳,对角线方向的视场角FOV为120.40°,x方向的视场角为106.80°,y方向的视场为91.30°,所述摄像光学镜头20满足广角、超薄、低畸变,其轴上、轴外色像差被充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第三实施方式)
第三实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表7、表8、表9示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。
【表7】
表8示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中第一透镜L1至第六透镜L6的非球面数据。
【表8】
表9示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中第七透镜L7的自由曲面数据。
【表9】
图6示出了第三实施方式的摄像光学镜头30的RMS光斑直径的示意图,根据图6可知,第三实施方式的摄像光学镜头30能够实现良好的成像品质。
如表13所示,第三实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头30的入瞳直径ENPD为1.203mm,全视场像高(对角线方向)IH为8.000mm,x方向像高为6.400mm,y方向像高为4.800mm,在此矩形范围内成像效果最佳,对角线方向的视场角FOV为119.60°,x方向的视场角为106.10°,y方向的视场为90.80°,所述摄像光学镜头30满足广角、超薄、低畸变,其轴上、轴外色像差被充分补正,且具有优秀的光学特征。
(第四实施方式)
第四实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
在本实施方式中,第六透镜L6的物侧面于近轴处为凸面。
表10、表11、表12示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的设计数据。
【表10】
表11示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中第一透镜L1至第六透镜L6的非球面数据。
【表11】
表12示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中第七透镜L7的自由曲面数据。
【表12】
图8示出了第四实施方式的摄像光学镜头40的RMS光斑直径的示意图,根据图8可知,第四实施方式的摄像光学镜头40能够实现良好的成像品质。
如表13所示,第四实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头40的入瞳直径ENPD为1.245mm,全视场像高(对角线方向)IH为8.000mm,x方向像高为6.400mm,y方向像高为4.800mm,在此矩形范围内成像效果最佳,对角线方向的视场角FOV为120.40°,x方向的视场角为106.90°,y方向的视场为91.50°,所述摄像光学镜头40满足广角、超薄、低畸变,其轴上、轴外色像差被充分补正,且具有优秀的光学特征。
表13中的数值分别是各实施方式中的各条件式规定的与参数相关数值。
【表13】
参数及条件式 | 第一实施方式 | 第二实施方式 | 第三实施方式 | 第四实施方式 |
f1/f | -1.51 | -1.39 | -1.51 | -1.39 |
n3 | 1.57 | 1.58 | 1.57 | 1.58 |
n6 | 1.86 | 1.54 | 1.86 | 1.56 |
n7 | 1.66 | 1.62 | 1.66 | 1.62 |
f3/f4 | 2.05 | 2.26 | 2.04 | 2.26 |
f7y/f | -0.925 | -0.867 | -0.917 | -0.855 |
f7y/f7x | 0.999 | 1.005 | 1.000 | 0.999 |
(R13+R14)/(R13-R14) | 1.21 | 1.06 | 1.21 | 1.06 |
nd5 | 1.67 | 1.64 | 1.67 | 1.64 |
f | 2.367 | 2.279 | 2.374 | 2.250 |
f1 | -3.578 | -3.167 | -3.576 | -3.120 |
f2 | 7.396 | 7.734 | 7.385 | 7.620 |
f3 | 7.250 | 7.814 | 7.217 | 7.699 |
f4 | 3.536 | 3.452 | 3.531 | 3.401 |
f5 | -9.436 | -8.302 | -9.398 | -8.179 |
f6 | 1.854 | 1.736 | 1.852 | 1.700 |
f7 | -2.191 | -1.976 | -2.176 | -1.923 |
FNO | 1.98 | 1.80 | 1.97 | 1.81 |
TTL | 6.16 | 6.55 | 6.15 | 6.46 |
IH | 8.11 | 8.11 | 8.00 | 8.00 |
FOV | 119.60 | 120.40 | 119.60 | 120.40 |
其中,各符号的含义如下。
f:摄像光学镜头整体的焦距;
f1:第一透镜L1的焦距;
f2:第二透镜L2的焦距;
f3:第三透镜L3的焦距;
f4:第四透镜L5的焦距;
f5:第五透镜L5的焦距;
f6:第六透镜L6的焦距;
f7:第七透镜L7的焦距;
f7x:第七透镜L7沿X方向的焦距;
f7y:第七透镜L7沿Y方向的焦距;
FNO:光圈F数;
TTL:光学总长;
FOV:对角线方向的视场角;
IH:全视场像高。
基于上述实施方式可知,本发明的摄像光学镜头可以有120度的视场和6.6毫米以下的光学总长,利用自由曲面来增强成像性能,从而有助于控制失真,并允许在整个传感器区域内进行清晰的成像,实现超薄、广角、低光学畸变、低SMIA TV畸变的同时具有优秀的成像性能。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (11)
1.一种摄像光学镜头,其特征在于,所述摄像光学镜头共包含七片透镜,七片所述透镜自物侧至像侧依序为:具有负屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有正屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜以及具有负屈折力的第七透镜,所述第七透镜的物侧面和像侧面为自由曲面;
其中,所述摄像光学镜头的焦距为f;所述第一透镜的焦距为f1;所述第三透镜的焦距为f3;所述第四透镜的焦距为f4;所述第三透镜的折射率为nd3;所述第六透镜的折射率为nd6;所述第七透镜的折射率为nd7,且满足下列关系式:
-1.52≤f1/f≤-1.38;
1.56≤nd3≤1.59;
1.53≤nd6≤1.81;
1.61≤nd7≤1.67;
2.04≤f3/f4≤2.27。
2.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于:所述第七透镜的物侧面的曲率半径为R13,所述第七透镜的像侧面的曲率半径为R14,且满足下列关系式:
1.06≤(R13+R14)/(R13-R14)≤1.22。
3.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于:所述第五透镜的折射率为nd5,且满足下列关系式:
1.64≤nd5≤1.67。
4.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第一透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第一透镜物侧面的中心曲率半径为R1,所述第一透镜像侧面的中心曲率半径为R2,所述第一透镜的轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
1.43≤(R1+R2)/(R1-R2)≤1.95;
0.04≤d1/TTL≤0.07。
5.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第二透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第二透镜的焦距为f2,所述第二透镜物侧面的中心曲率半径为R3,所述第二透镜像侧面的中心曲率半径为R4,所述第二透镜的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
3.10≤f2/f≤3.40;
-3.26≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-2.79;
0.04≤d3/TTL≤0.06。
6.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第三透镜的焦距为f3,所述第三透镜物侧面的中心曲率半径为R5,所述第三透镜像侧面的中心曲率半径为R6,所述第三透镜的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
3.04≤f3/f≤3.43;
-1.42≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-1.28;
0.05≤d5/TTL≤0.06。
7.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近轴处为凸面;
所述第四透镜的焦距为f4,所述第四透镜物侧面的中心曲率半径为R7,所述第四透镜像侧面的中心曲率半径为R8,所述第四透镜的轴上厚度为d7,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
1.48≤f4/f≤1.52;
0.37≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.45;
0.10≤d7/TTL≤0.12。
8.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的物侧面于近轴处为凹面,所述第五透镜的像侧面于近轴处为凸面;
所述第五透镜的焦距为f5,所述第五透镜物侧面的中心曲率半径为R9,所述第五透镜像侧面的中心曲率半径为R10,所述第五透镜的轴上厚度为d9,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-3.99≤f5/f≤-3.63;
-5.59≤(R9+R10)/(R9-R10)≤-3.20;
0.03≤d9/TTL≤0.04。
9.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第六透镜的像侧面于近轴处为凸面;
所述第六透镜的焦距为f6,所述第六透镜物侧面的中心曲率半径为R11,所述第六透镜像侧面的中心曲率半径为R12,所述第六透镜的轴上厚度为d11,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
0.75≤f6/f≤0.79;
0.92≤(R11+R12)/(R11-R12)≤1.10;
0.18≤d11/TTL≤0.20。
10.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的物侧面于近轴处为凸面,所述第七透镜的像侧面于近轴处为凹面;
所述第七透镜的焦距为f7,所述第七透镜的轴上厚度为d13,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,且满足下列关系式:
-0.95≤f7/f≤-0.85;
0.12≤d13/TTL≤0.14。
11.根据权利要求1所述的摄像光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的x方向焦距为f7x,所述第七透镜的y方向焦距为f7y,且满足下列关系式:
-0.93≤f7y/f≤-0.85;
0.99≤f7y/f7x≤1.01。
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