CN116149030A - 光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学镜头，该镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，其像侧面为凹面；光阑；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第三透镜，其物侧面在近光轴处为凸面，像侧面在近光轴处为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面在近光轴处为凸面，像侧面在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第六透镜，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的实际半像高IH满足：1.4<TTL/IH<1.8。本发明通过合理约束各透镜的面型及光焦度，使其实现大视场角和总长小的均衡。

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

随着消费电子市场的快速增长，加上社交、视频、直播类软件的流行，人们对于光学镜头的成像质量要求越来越高，光学镜头的性能甚至已经成为消费者购买电子设备时首要考虑的指标。尤其是随着人们在网络社交平台的活跃度越来越高，对于电子拍摄设备的光学性能提出了更高要求，不仅要求光学镜头在较暗的环境下可以清晰拍摄，还要求在较远环境下也可以清晰成像，而且还要求镜头能够更好的实现虚化背景、突出主体的功能，从而拍摄出更有质感的人像照片。

目前许多光学镜头在拍摄夜景或者室内等光线条件差的环境下，存在画质模糊的情况。除此以外，大多数的镜头在拍摄近景时，能够很好的对被摄物体进行成像，但对较远的目标成像较差，无法兼顾高像素远距离成像，会出现无法突出被摄主体的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种光学镜头，至少具有大视场角、总长小和高像素的优点。

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：具有负光焦度的第一透镜，其像侧面为凹面；光阑；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第三透镜，其物侧面在近光轴处为凸面，像侧面在近光轴处为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面在近光轴处为凸面，像侧面在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第六透镜，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的实际半像高IH满足：1.4<TTL/IH<1.8。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明提供的光学镜头采用六片镜片组成，通过特定的表面形状搭配、合理的光焦度分配、合理设置各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离，使得该光学镜头同时具有大视场角、总长小和高像素的特点。

附图说明

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f-Tan(θ)畸变曲线图。

图3为本发明第一实施例的光学镜头的场曲曲线图。

图4为本发明第一实施例的光学镜头的垂轴色差曲线图。

图5为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图。

图6为本发明第二实施例的光学镜头的f-Tan(θ)畸变曲线图。

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垂轴色差曲线图。

图9为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图。

图10为本发明第三实施例的光学镜头的f-Tan(θ)畸变曲线图。

图11为本发明第三实施例的光学镜头的场曲曲线图。

图12为本发明第三实施例的光学镜头的垂轴色差曲线图。

图13为本发明第四实施例的光学镜头的结构示意图。

图14为本发明第四实施例的光学镜头的f-Tan(θ)畸变曲线图。

图15为本发明第四实施例的光学镜头的场曲曲线图。

图16为本发明第四实施例的光学镜头的垂轴色差曲线图。

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，共六片透镜，沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及滤光片。

其中，第一透镜具有负光焦度，第一透镜的物侧面在近光轴处为凸面或凹面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面；第三透镜具有负光焦度，第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面在近光轴处为凸面或凹面，第四透镜的像侧面为凸面；第五透镜具有负光焦度，第五透镜的物侧面在近光轴处为凸面，第五透镜的像侧面在近光轴处为凹面；第六透镜具有负光焦度，第六透镜的物侧面在近光轴处为凹面，第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面。

在一些实施例中，所述第一透镜的有效焦距f1、所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学镜头的有效焦距f满足条件式：-1.7<(f1+f2)/f<-1.3；即通过合理设置光阑前后第一透镜和第二透镜的焦距值，能够更好地矫正光学系统的畸变，减小边缘视场的畸变值，提高整个视场内的成像品质。

在一些实施例中，所述第二透镜物侧面的曲率半径R21与所述第二透镜像侧面的曲率半径R22满足条件式：-1.8<(R21-R22)/(R21+R22)<-1.2；即通过合理限制第二透镜的面型，可以修正离轴像差，并让光线在第二透镜中能有适当的入射角度及出射角度，有助于增大视场角及增大成像面的面积，实现光学系统的小型化。

在一些实施例中，所述第六透镜物侧面的边缘矢高SAG61与所述第六透镜的中心厚度CT6满足条件式：-2<SAG61/CT6<-1；即通过适当调整第六透镜的矢高与厚度的比值，有利于镜片制作与成型，提升制造良率，缩短光学镜头的总长度。

在一些实施例中，所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足条件式：1.8<f/EPD<2.0；即通过合理控制光学镜头有效焦距与入瞳直径的比值，可使光学镜头具有大光圈的特性，特别是当光学镜头在黑暗环境中成像时，可降低光线太弱带来的噪点影响，从而提高成像质量，使得该光学镜头能够满足在不同光通量情况下的成像需求。更进一步，所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的入瞳直径EPD可满足：1.8<f/EPD<1.85。

在一些实施例中，所述第二透镜物侧面的曲率半径R21、所述第二透镜像侧面的曲率半径R22与所述第二透镜的有效焦距f2满足条件式：-4.5<(R21+R22)/f2<-2.0；即通过合理控制第二透镜的面型，有助于降低系统敏感度，有利于降低成型难度来提升制造良率，同时也可以降低镜头产生的杂散光，提升镜头成像质量。

在一些实施例中，所述第三透镜的中心厚度CT3与所述第三透镜的有效口径DM3，所述第二透镜的有效口径DM2与所述第三透镜的有效口径DM3分别满足条件式：0.13<CT3/DM3<0.19；0.8<DM2/DM3<0.9；即通过合理控制第二透镜的有效口径与第三透镜的有效口径的比值，并通过控制第三透镜的中心厚度与其有效口径的比值来控制第三透镜的弯曲形状，能够有效减缓光线的转折趋势，有效校正轴外视场的像差和畸变，保证镜头高品质成像。

在一些实施例中，所述第五透镜的中心厚度CT5、所述第六透镜的中心厚度CT6与所述光学镜头的光学总长TTL满足条件式：0.1<(CT5+CT6)/TTL<0.15；2<CT5/CT6<4；即通过合理设置第五透镜、第六透镜的中心厚度，可以避免第六透镜过薄而容易造成镜片在成型时塑脂材料填充不均，或第五透镜厚度过厚导致镜片在组装过程中配合过盈与镜筒干涉，影响成像效果。

在一些实施例中，所述第三透镜的有效焦距f3与所述第四透镜的有效焦距f4满足条件式：-14<f3/f4<-5；因第三透镜设为负透镜时会产生正球差，而第四透镜设为正透镜时会产生负球差，通过第三透镜和第四透镜所产生的正负球差相互平衡，可以更好的减小球差造成的影响，提高成像质量；同时，负透镜具有高色散，而正透镜具有低色散，两者会产生可以相互抵消的轴向色差，平衡轴向色差带来的影响，实现高质量成像。

在一些实施例中，所述第一透镜的有效焦距f1、所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学镜头的有效焦距f满足条件式：1.1<(1/f2-1/f1)/(1/f)<1.3；即可将第二透镜的偏心敏感度分摊给第一透镜，同时第一透镜面型较为平缓且口径相对较小，大大降低了生产加工的难度，使得在高质量成像的前提下还能提高镜头的制造良率。

在一些实施例中，所述第五透镜的物侧面在有效口径处的矢高SAG51、所述第五透镜的像侧面在有效口径处的矢高SAG52与所述第五透镜的像侧面的有效口径DM52满足条件式：0.1<(SAG52-SAG51)/DM52<0.2；即通过合理设置第五透镜的矢高与口径的关系，可有效控制光线入射角的分布，有利于校正光学镜头的高级像差。

在一些实施例中，所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的实际半像高IH满足条件式：1.4<TTL/IH<1.8；即通过合理控制光学镜头的总长与半像高的关系，可以有效控制光线入射角的分布，有利于增大光学镜头的最大视场角，同时缩短总长。

在一些实施例中，所述光学镜头的实际半像高IH、所述光学镜头的最大半视场角θ与所述光学镜头的有效焦距f满足条件式：

；即通过合理控制光学镜头的理想像高与实际像高的关系，可以有效控制畸变大小，有利于光学镜头同时满足大视场角和小畸变的特性。更进一步，所述光学镜头的实际半像高IH、所述光学镜头的最大半视场角θ、所述光学镜头的有效焦距f可满足：

。

作为一种实施方式，第一透镜至第六透镜均采用塑胶非球面镜片，采用非球面镜片，可以有效降低成本、修正像差、提高成像品质，提供更高性价比的光学性能产品。

在本发明各个实施例中，当光学镜头中的透镜为非球面透镜时，透镜的非球面面型均满足如下方程式：

；

其中，z为非球面沿光轴方向度为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为二次曲面系数，A_2i为第2i阶的非球面面型系数。

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。

第一实施例

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中提供的光学镜头100的结构示意图，该光学镜头100沿光轴从物侧到成像面S15依次包括：第一透镜L1、光阑ST、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以及滤光片G1。

具体的，第一透镜L1具有负光焦度，第一透镜的物侧面S1在近光轴处为凹面，第一透镜的像侧面S2为凹面；第二透镜L2具有正光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凸面；第三透镜L3具有负光焦度，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具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7在近光轴处为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面；第五透镜L5具有负光焦度，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在近光轴处为凹面；第六透镜L6具有负光焦度，第六透镜的物侧面S11在近光轴处为凹面，第六透镜的像侧面S12在近光轴处为凹面；滤光片G1的物侧面为S13、像侧面为S14。其中，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以及第六透镜L6均为塑胶非球面镜片。

本实施例提供的光学镜头100的各透镜的设计参数如表1所示。

表1

本实施例中，光学镜头100中各个透镜的非球面参数如表2所示。

表2

请参照图2、图3以及图4，所示分别为光学镜头100的f-Tan(θ)畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。其中，镜头的f-Tan(θ)畸变小于2.5%，场曲的偏移量控制在±0.06mm以内，垂轴色差的偏移量控制在±3μm以内。

第二实施例

请参阅图5，所示为本发明第二实施例提供的光学镜头200的结构示意图，本实施例的光学镜头200与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度有所差异。

具体的，本实施例提供的光学镜头200的设计参数如表3所示。

表3

本实施例中，光学镜头200中各个透镜的非球面参数如表4所示。

表4

请参照图6、图7以及图8，所示分别为光学镜头200的f-Tan(θ)畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。其中，镜头的f-Tan(θ)畸变小于2%，场曲的偏移量控制在±0.07mm以内，垂轴色差的偏移量控制在±3μm以内。

第三实施例

请参照图9，所示为本发明第三实施例提供的光学镜头300的结构示意图，本实施例的光学镜头300与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度有所差异。

具体的，本实施例提供的光学镜头300的设计参数如表5所示。

表5

本实施例中，光学镜头300中各个透镜的非球面参数如表6所示。

表6

请参照图10、图11以及图12，所示分别为光学镜头300的f-Tan(θ)畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。其中，镜头的f-Tan(θ)畸变小于2.5%，场曲的偏移量控制在±0.1mm以内，垂轴色差的偏移量控制在±3μm以内。

第四实施例

请参照图13，所示为本发明第四实施例提供的光学镜头400的结构示意图，本实施例的光学镜头400与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度有所差异。

具体的，本实施例提供的光学镜头400的设计参数如表7所示。

表7

本实施例中，光学镜头400中各个透镜的非球面参数如表8所示。

表8

请参照图14、图15以及图16，所示分别为光学镜头400的f-Tan(θ)畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。其中，镜头的f-Tan(θ)畸变小于2.5%，场曲的偏移量控制在±0.1mm以内，垂轴色差的偏移量控制在±3μm以内。

请参阅表9，所示为上述四个实施例中提供的光学镜头分别对应的光学特性，包括光学镜头的视场角2θ、光学总长TTL、实际半像高IH、焦距f，入瞳直径EPD以及与前述的每个条件式对应的相关数值。

表9

与现有技术相比，本发明提供的光学镜头至少具有以下优点：

（1）采用六片具有特定光焦度的非球面镜片，通过特定的表面形状搭配，能够较好地矫正镜头的畸变、色差及像差，使得镜头具有较高的成像质量。

（2）通过合理控制镜头的光圈大小，能够有效扩大系统进光量，使镜头在较暗的环境下也能实现良好的拍摄效果。

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专利范围的限制。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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：

具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的像侧面为凹面；

光阑；

具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凸面；

具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；

具有负光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

具有负光焦度的第六透镜，所述第六透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

其中，所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的实际半像高IH满足：1.4<TTL/IH<1.8。

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：

-1.7<(f1+f2)/f<-1.3；

其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，f2表示所述第二透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。

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：

-1.8<(R21-R22)/(R21+R22)<-1.2；

其中，R21表示所述第二透镜物侧面的曲率半径，R22表示所述第二透镜像侧面的曲率半径。

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：

-2<SAG61/CT6<-1；

其中，SAG61表示所述第六透镜物侧面的边缘矢高，CT6表示所述第六透镜的中心厚度。

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：

1.8<f/EPD<2.0；

其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，EPD表示所述光学镜头的入瞳直径。

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：

-4.5<(R21+R22)/f2<-2.0；

其中，R21表示所述第二透镜物侧面的曲率半径，R22表示所述第二透镜像侧面的曲率半径，f2表示所述第二透镜的有效焦距。

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：

0.13<CT3/DM3<0.19；

0.8<DM2/DM3<0.9；

其中，CT3表示所述第三透镜的中心厚度，DM2表示所述第二透镜的有效口径，DM3表示所述第三透镜的有效口径。

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：

2<CT5/CT6<4；

其中，CT5表示所述第五透镜的中心厚度，CT6表示所述第六透镜的中心厚度。

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：

；

其中，IH表示所述光学镜头的实际半像高，θ表示所述光学镜头的最大半视场角，f表示所述光学镜头的有效焦距。

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：

0.1<(SAG52-SAG51)/DM52<0.2；

其中，SAG51表示所述第五透镜的物侧面在有效口径处的矢高，SAG52表示所述第五透镜的像侧面在有效口径处的矢高，DM52表示所述第五透镜的像侧面的有效口径。

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