CN116466478B - 光学镜头 - Google Patents

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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、像侧面为凹面;具有正光焦度的第二透镜,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜,其像侧面为凸面;具有负光焦度的第四透镜,其物侧面为凹面;具有负光焦度的第五透镜,其物侧面为凹面、像侧面为凸面;具有正光焦度的第六透镜,其像侧面为凸面;具有负光焦度的第七透镜,其物侧面为凹面;其中,所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角θ满足:6.0mm<f×tanθ<6.5mm。本发明提供的光学镜头具有50M高像素、结构紧凑等特点。

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消费者购买电子设备时首要考虑的指标。
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。
发明内容
为此,本发明的目的在于提供一种光学镜头,至少具有体积小、像素高等优点,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现上述发明目的。
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,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;具有正光焦度的第二透镜,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜,其像侧面为凸面;具有负光焦度的第四透镜,其物侧面为凹面;具有负光焦度的第五透镜,其物侧面为凹面、像侧面为凸面;具有正光焦度的第六透镜,其像侧面为凸面;具有负光焦度的第七透镜,其物侧面为凹面;其中,所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角θ满足:6.0mm<f×tanθ<6.5mm。
相较于现有技术,本发明提供的光学镜头,通过采用七片镜片且使用特定的光焦度组合及面型搭配,并合理设置光阑的位置,可使该光学镜头具有50M高像素、结构紧凑等特点,同时可使该光学镜头搭配具有1/1.31英寸大尺寸的传感器芯片,以使得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
图1为本发明第一实施例中的光学镜头的结构示意图。
图2为本发明第一实施例中的光学镜头的场曲曲线图。
图3为本发明第一实施例中的光学镜头的畸变曲线图。
图4为本发明第一实施例中的光学镜头的轴向像差曲线图。
图5为本发明第一实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图。
图6为本发明第二实施例中的光学镜头的结构示意图。
图7为本发明第二实施例中的光学镜头的场曲曲线图。
图8为本发明第二实施例中的光学镜头的畸变曲线图。
图9为本发明第二实施例中的光学镜头的轴向像差曲线图。
图10为本发明第二实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图。
图11为本发明第三实施例中的光学镜头的结构示意图。
图12为本发明第三实施例中的光学镜头的场曲曲线图。
图13为本发明第三实施例中的光学镜头的畸变曲线图。
图14为本发明第三实施例中的光学镜头的轴向像差曲线图。
图15为本发明第三实施例中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。
本发明提供了一种光学镜头,该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括:光阑;第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及滤光片,且各个透镜的光学中心位于同一直线上。
其中,第一透镜具有正光焦度,第一透镜的物侧面为凸面,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凹面;第三透镜具有正光焦度,第三透镜的物侧面为凸面,第三透镜的像侧面为凸面;第四透镜具有负光焦度,第四透镜的物侧面为凹面;第五透镜具有负光焦度,第五透镜的物侧面为凹面,第五透镜的像侧面为凸面;第六透镜具有正光焦度,第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面,第六透镜的像侧面为凸面;第七透镜具有负光焦度,第七透镜的物侧面为凹面,第七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<7.95mm,所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角θ满足:6.0mm<f×tanθ<6.5mm。本发明提供的光学镜头具有50M高像素、小体积、大视场、大像面等特点,同时可搭配具有1/1.31英寸大尺寸的传感器芯片,使得光学镜头在昏暗环境或阳光下工作时成像更清晰。
在一些实施方式中,所述第一透镜的有效焦距f1与所述第二透镜的有效焦距f2满足:0.5<f1/f2<2.0。满足上述范围,可使第一透镜和第二透镜承担一定的正光焦度,有利于缩短光学镜头的后焦距,满足光学镜头的小型化目的。更优的,所述第一透镜的有效焦距f1与所述第二透镜的有效焦距f2满足:0.8<f1/f2<1.6。
在一些实施方式中,所述第三透镜的有效焦距f3与所述光学镜头的有效焦距f满足:1.5<f3/f<2.5。满足上述范围,通过调整第三透镜的焦距,有利于降低光学镜头的敏感度,提高透镜的成型性,提升光学镜头的制作良率。更优的,所述第三透镜的有效焦距f3与所述光学镜头的有效焦距f满足:1.8<f3/f<2.1。
在一些实施方式中,所述第四透镜的折射率Nd4与所述第五透镜的折射率Nd5满足:0.8<Nd4/Nd5<1.5;所述第四透镜的阿贝数Vd4与所述第五透镜的阿贝数Vd5满足:2.0<Vd4/Vd5<3.0。满足上述范围,通过合理设置第四透镜和第五透镜为特定折射率范围内的材料,有利于综合第一透镜至第三透镜组成的前透镜组和第六透镜至第七透镜组成的后透镜组所产生的球差,有助于缩短光学镜头的总长,提升光学镜头的成像质量。
在一些实施方式中,所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距f67与所述光学镜头的有效焦距f满足:-3.0<f67/f<-1.0。满足上述范围,有利于均衡前面透镜的像差,提升光学镜头整体的成像品质。更优的,所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距f67与所述光学镜头的有效焦距f满足:-2.4<f67/f<-1.5。
在一些实施方式中,所述光学镜头的有效焦距f与所述第五透镜像侧面的曲率半径R52满足:-1.0<f/R52<0。满足上述范围,可以减缓第五透镜的形状变化,降低光学镜头的敏感度,提高光学镜头整体的成像质量。更优的,所述光学镜头的有效焦距f与所述第五透镜像侧面的曲率半径R52满足:-0.9<f/R52<-0.6。
在一些实施方式中,所述第六透镜物侧面的曲率半径R61与所述第六透镜像侧面的曲率半径R62满足:0<(R61+R62)/(R61-R62)<0.5。满足上述范围,可以降低第六透镜的敏感度,有利于减小光学镜头的像差,提升光学镜头的成像质量。更优的,所述第六透镜物侧面的曲率半径R61与所述第六透镜像侧面的曲率半径R62满足:0.1<(R61+R62)/(R61-R62)<0.4。
在一些实施方式中,所述第二透镜的有效焦距f2与所述第五透镜的有效焦距f5满足:-1.5<f5/f2<-1.0。满足上述范围,通过合理设置第五透镜与第二透镜的焦距比值,能够有效的减小光学镜头的球差色差,提高光学镜头的成像品质。
在一些实施方式中,所述光学镜头的光学总长TTL,所述光学镜头的光学后焦FFL与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足:1.8<(TTL-FFL)/EPD<2.1。满足上述范围,可以使得光学镜头得到较短的后焦距,有利于实现光学镜头结构的小型化。
在一些实施方式中,所述光学镜头最大半视场角对应的像高IH,表示所述光学镜头的光学总长TTL满足:0.75<IH/TTL<0.85。满足上述范围,可使光学镜头具有大靶面,可以匹配1/1.31英寸芯片,有利于提升镜头分辨率和图像细节还原度,同时具有短总长优势,可以降低模组总高。
在一些实施方式中,所述第一透镜的阿贝数Vd1与所述光学镜头最大半视场角对应的像高IH满足:11<Vd1/IH<12。满足上述范围,设置第一透镜采用低色散玻璃,可有效提升光学镜头的色彩还原度,同时兼顾大靶面芯片,提高光学镜头的成像品质。
在一些实施方式中,所述第五透镜的有效直径DM5与所述第一透镜的有效直径DM1满足:1.2<DM5/DM1<1.5。满足上述范围,可以有效控制第一透镜和第五透镜的有效直径,有利于缩短光学镜头的总长,使结构更加紧凑。
在一些实施方式中,所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的光学总长TTL满足:0.8<f/TTL<0.9。满足上述范围,有利于缩短光学镜头的总体长度,实现镜头的小型化。
在一些实施方式中,所述第一透镜的有效焦距f1与所述第七透镜的有效焦距f7满足:-4.5<f1/f7<-3.0。满足上述范围,有利于减小第七透镜和第一透镜产生的彗差和球差,提高光学镜头整体的成像质量。
在一些实施方式中,所述第七透镜的有效直径DM7与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足:2.5<DM7/EPD<3.0。满足上述范围,有利于维持第七透镜外径大小及提升光学镜头进光量,满足光学镜头小型化和大光圈的需求。
在一些实施方式中,所述第一透镜与第二透镜在近光轴上的空气间距AC12、所述第二透镜与第三透镜在近光轴上的空气间距AC23、所述第三透镜与第四透镜在近光轴上的空气间距AC34、所述第四透镜与第五透镜在近光轴上的空气间距AC45、所述第五透镜与第六透镜在近光轴上的空气间距AC56、所述第六透镜与第七透镜在近光轴上的空气间距AC67之和与所述光学镜头的光学总长TTL满足:0.25<(AC12+AC23+AC34+AC45+AC56+AC67)/TTL<0.3。满足上述范围,有利于实现光学镜头结构的小型化与紧凑化。
作为一种实施方式,本发明采用一片玻璃非球面镜片和六片塑胶非球面镜片的搭配结构,通过采用玻塑混合搭配,能够使光学镜头在高低温环境中均具有良好的热稳定性,且可以缩短镜头的总长;同时,通过采用非球面镜片,可以有效修正镜头像差,提升成像质量,提供更高性价比的光学性能产品。
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。
本发明各个实施例中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为表面的近轴曲率半径,k为二次曲面系数,A2i为第2i阶的非球面面型系数。
第一实施例
请参阅图1,所示为本发明第一实施例提供的光学镜头100的结构示意图,该光学镜头100沿近光轴方向从物侧到成像面S17依次为: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以及滤光片G1。
具体的,第一透镜L1具有正光焦度,第一透镜L1的物侧面S1为凸面,第一透镜L1的像侧面S2为凹面;第二透镜L2具有正光焦度,第二透镜L2的物侧面S3为凸面,第二透镜L2的像侧面S4为凹面;第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜L3的物侧面S5为凸面,第三透镜L3的像侧面S6为凸面;第四透镜L4具有负光焦度,第四透镜L4的物侧面S7为凹面,第四透镜L4的像侧面S8为凸面;第五透镜L5具有负光焦度,第五透镜L5的物侧面S9为凹面,第五透镜L5的像侧面S10为凸面;第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜L6的物侧面S11在近光轴处为凸面,第六透镜L6的像侧面S12为凸面;第七透镜L7具有负光焦度,第七透镜L7的物侧面S13为凹面,第七透镜L7的像侧面S14在近光轴处为凹面;滤光片G1的物侧面为S15、像侧面为S16。其中,第一透镜L1为玻璃非球面镜片,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,d代表光学表面间距,Nd代表材料的折射率,Vd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
请参照图2、图3、图4以及图5,所示分别为光学镜头100的场曲曲线图、畸变曲线图、轴向像差曲线图和垂轴色差曲线图。从图2中可以看出,场曲控制在±0.05mm以内,说明光学镜头100的场曲矫正较好;从图3中可以看出,畸变值控制在±2%以内,说明光学镜头100的畸变矫正较好;从图4中可以看出,最短波长与最大波长轴向像差控制在±0.05mm以内,说明光学镜头100的轴向像差矫正较好;从图5中可以看出,垂轴色差的偏移量控制在±2μm以内,说明光学镜头100能够有效地校正边缘视场的像差以及整个像面的二级光谱。
第二实施例
请参阅图6,所示为本发明第二实施例提供的的光学镜头200的结构示意图,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。
本实施例提供的光学镜头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
请参照图7、图8、图9以及图10,所示分别为光学镜头200的场曲曲线图、畸变曲线图、轴向像差曲线图和垂轴色差曲线图。从图7中可以看出,场曲控制在±0.3mm以内,说明光学镜头200的场曲矫正较好;从图8中可以看出,畸变值控制在±2%以内,说明光学镜头200的畸变矫正较好;从图9中可以看出,最短波长与最大波长轴向像差控制在±0.05mm以内,说明光学镜头200的轴向像差矫正较好;从图10中可以看出,垂轴色差的偏移量控制在±2μm以内,说明光学镜头200能够有效地校正边缘视场的像差以及整个像面的二级光谱。
第三实施例
请参阅图11,所示为本发明第三实施例提供的的光学镜头300的结构示意图,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
请参照图12、图13、图14以及图15,所示分别为光学镜头300的场曲曲线图、畸变曲线图、轴向像差曲线图和垂轴色差曲线图。从图12中可以看出,场曲控制在±0.15mm以内,说明光学镜头300的场曲矫正较好;从图13中可以看出,畸变值控制在±2%以内,说明光学镜头300的畸变矫正较好;从图14中可以看出,最短波长与最大波长轴向像差控制在±0.05mm以内,说明光学镜头300的轴向像差矫正较好;从图15中可以看出,垂轴色差的偏移量控制在±2μm以内,说明光学镜头300能够有效地校正边缘视场的像差以及整个像面的二级光谱。
表7是上述三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,各镜片的有效焦距f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7,光圈数F#,最大视场角2θ、光学总长TTL及入瞳直径EPD,以及与上述每个条件式对应的数值。
表 7
综上所述,本发明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可搭配具有1/1.31英寸大尺寸的传感器芯片,以使光学镜头具有大光圈的特性。
(2)本发明采用一片非球面玻璃镜片和六片塑胶镜片的搭配结构,通过采用玻塑混合搭配,能够使光学镜头在高低温环境中均具有良好的热稳定性,且可以缩短镜头的总长。
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 (9)

1.一种光学镜头,共七片透镜,其特征在于,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,所述第一透镜的像侧面为凹面;
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凹面;
具有正光焦度的第三透镜,所述第三透镜的像侧面为凸面;
具有负光焦度的第四透镜,所述第四透镜的物侧面为凹面;
具有负光焦度的第五透镜,所述第五透镜的物侧面为凹面,所述第五透镜的像侧面为凸面;
具有正光焦度的第六透镜,所述第六透镜的像侧面为凸面;
具有负光焦度的第七透镜,所述第七透镜的物侧面为凹面;
其中,所述光学镜头的有效焦距f与所述光学镜头的最大半视场角θ满足:6.0mm<f×tanθ<6.5mm;所述第六透镜物侧面的曲率半径R61与所述第六透镜像侧面的曲率半径R62满足:0<(R61+R62)/(R61-R62)<0.5。
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:
0.5<f1/f2<2.0;
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。
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:
1.5<f3/f<2.5;
其中,f3表示所述第三透镜的有效焦距,f表示所述光学镜头的有效焦距。
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:
0.8<Nd4/Nd5<1.5;
2.0<Vd4/Vd5<3.0;
其中,Nd4表示所述第四透镜的折射率,Nd5表示所述第五透镜的折射率,Vd4表示所述第四透镜的阿贝数,Vd5表示所述第五透镜的阿贝数。
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:
-3.0<f67/f<-1.0;
其中,f67表示所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距,f表示所述光学镜头的有效焦距。
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:
-1.0<f/R52<0;
其中,f表示所述光学镜头的有效焦距,R52表示所述第五透镜像侧面的曲率半径。
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:
-1.5<f5/f2<-1.0;
其中,f2表示所述第二透镜的有效焦距,f5表示所述第五透镜的有效焦距。
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:
1.8<(TTL-FFL)/EPD<2.1;
其中,TTL表示所述光学镜头的光学总长,FFL表示所述光学镜头的光学后焦,EPD表示所述光学镜头的入瞳直径。
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:
0.75<IH/TTL<0.85;
其中,IH表示所述光学镜头最大半视场角对应的像高,TTL表示所述光学镜头的光学总长。
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