CN116774407B - 光学镜头 - Google Patents

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；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其像侧面在近光轴处为凹面；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；具有正光焦度的第六透镜，其物侧面在近光轴处为凸面、像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头的最大视场角满足：70°＜2θ＜100°。本发明提供的光学镜头具有大光圈、高像素、小型化的优点。

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

随着智能手机的不断升级换代，消费者对手机的拍摄功能要求越来越高，高像素、大光圈、小尺寸成为手机镜头的主要发展趋势。为了追求高品质成像，目前主流手机镜头多采用全塑胶镜片，同时为了修正光路获得更好的成像质量，塑胶镜片数量达到7~8片或采用玻塑混合的镜片搭配，较多的镜片增大了手机镜头的装配难度，镜头成本较高。

故而，如何获得高品质且较低成本的手机镜头是目前亟待解决的问题之一。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种光学镜头，至少具有高像素、小型化的优点。

本发明提供了一种光学镜头，共六片透镜，沿光轴从物侧到成像面依次包括：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；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其像侧面在近光轴处为凹面；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；具有正光焦度的第六透镜，其物侧面在近光轴处为凸面、像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头的最大视场角满足：70°＜2θ＜100°。

相较现有技术，本发明提供的光学镜头，采用6片镜片结构，通过特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，使得该光学镜头的结构较为紧凑，有效缩短了光学镜头的总体长度，更好的满足了便携式电子设备的小型化、高像质的使用需求；同时，该光学镜头拥有较大的光圈，具有较高的成像品质，能够匹配高像素芯片实现高清晰成像。

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-tanθ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-tanθ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-tanθ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。

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、第六透镜和滤光片，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；第二透镜具有负光焦度，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，第三透镜的像侧面在近光轴处为凸面或凹面；第四透镜具有负光焦度，第四透镜的物侧面在近光轴处为凸面或凹面，第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面；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，第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面。

在一些实施方式中，光学镜头的最大视场角满足：70°＜2θ＜100°；光学镜头的光学总长TTL，光学镜头最大半视场角所对应的像高IH及光学镜头的最大半视场角θ满足：0.02＜TTL/IH/θ＜0.04。满足上述范围，有利于缩短光学镜头的整体长度，能够搭配较大尺寸的芯片，可以实现光学镜头大光圈、小型化和高像素的均衡。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与光学镜头的入瞳直径EPD满足：1.8＜f/EPD＜2.1。满足上述范围，有利于实现大光圈特性，在弱光环境或夜晚时，也能保证图像的清晰。

在一些实施方式中，光学镜头的有效焦距f与光学镜头最大半视场角所对应的像高IH满足：1.0＜f/IH＜1.2。满足上述范围，能够平衡大范围探测与高品质成像的需求，提升光学镜头的适配性。

在一些实施方式中，光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的光学后焦BFL满足：5.8＜TTL/BFL＜7.0。满足上述范围，通过合理控制光学镜头的光学总长和后焦的关系，可使光学镜头拥有合适的后焦，避免镜头与芯片组装时发生干涉，实现与特定模组、高像素芯片更好的配合，有利于提升光学镜头的解像能力。

在一些实施方式中，第一透镜的有效焦距f1与光学镜头的有效焦距f满足：1.8＜f1/f＜2.5；第一透镜物侧面的曲率半径R11与第一透镜像侧面的曲率半径R12满足：0.5＜R11/R12＜1.0。满足上述范围，可使第一透镜具有适当的正光焦度及面型，有利于更好的汇聚边缘光线，使汇聚后的光线顺利进入后端光学系统，并进一步让光线走势平稳过渡，降低畸变和像差的矫正难度，进一步提升光学镜头的成像品质。

在一些实施方式中，第二透镜物侧面的曲率半径R21与第三透镜像侧面的曲率半径R32满足：-0.3＜R21/R32＜0.2；第二透镜像侧面的曲率半径R22与第三透镜物侧面的曲率半径R31满足：0.3＜R22/R31＜1.0。满足上述范围，通过合理调整第二透镜和第三透镜的面形，可减缓两个透镜的形状变化，降低杂散光的产生，同时可以较好的平衡系统像差，降低光学镜头的组装难度。

在一些实施方式中，第五透镜物侧面的矢高SAG51与第五透镜的中心厚度CT5满足：-2.0＜SAG51/CT5＜-1.5；第五透镜物侧面的曲率半径R51与第五透镜像侧面的曲率半径R52满足：1.8＜R51/R52＜3.5。满足上述范围，通过调整第五透镜在近光轴处的面型，可减缓第五透镜的形状变化，降低系统敏感度，同时可以使透镜更易于成型，提升制作良率。

在一些实施方式中，第五透镜的中心厚度CT5与第六透镜的中心厚度CT6满足：1.2＜CT5/CT6＜1.8。满足上述范围，通过控制第五透镜中心厚度与第六透镜中心厚度的比值，可以有效控制光学镜头的场曲，提升光学镜头的成像品质。

在一些实施方式中，第六透镜的有效焦距f6与光学镜头的有效焦距f满足：130＜f6/f＜200。满足上述范围，通过合理控制第六透镜的焦距，能够较好的控制光学镜头的像差，在搭配大尺寸成像芯片的同时，一定程度上提高镜头的边缘成像质量。

在一些实施方式中，第二透镜的有效焦距f2与光学镜头的有效焦距f满足：-20＜f2/f＜-4.0；第二透镜物侧面的曲率半径R21与第二透镜像侧面的曲率半径R22满足：0.8＜R21/R22＜1.5。满足上述范围，通过合理调整第二透镜的焦距及面形，可减缓第二透镜的形状变化，降低杂散光的产生，同时可合理控制光线走势，增大光线进入像面的入射角，实现大像面的同时，避免光线偏折程度过大带来镜片敏感性过高的问题。

在一些实施方式中，第二透镜的中心厚度CT2与光学镜头的光学总长 TTL及光学镜头的有效焦距f满足：0.03＜CT2/TTL＜0.05；0.03＜CT2/f＜0.07。满足上述范围，通过合理控制第二透镜的中心厚度与镜头的光学总长以及有效焦距的比值，可以有效矫正光学镜头的像差，缩短光学镜头的整体长度，提升光学镜头的成像质量，有利于实现光学镜头结构的紧凑性以及小型化。

在一些实施方式中，第三透镜的有效焦距f3与光学镜头的有效焦距f满足：0.8＜f3/f＜1.5；第三透镜物侧面的曲率半径R31与第三透镜像侧面的曲率半径R32满足：-0.5＜R31/R32＜0.2。满足上述条范围，可以使第三透镜具有适当的正光焦度及面型，能够使光线汇聚后走势平稳过渡，提升光学镜头的成像品质，且提高镜头的可制造性。

在一些实施方式中，第四透镜的有效焦距f4与光学镜头的有效焦距f满足：-20＜f4/f＜-4.0。满足上述范围，可以使第四透镜具有适当的负光焦度，有利于光线走势平稳过渡，提升光学镜头的成像品质。

在一些实施方式中，第五透镜的有效焦距f5与光学镜头的有效焦距f满足：-4.0＜f5/f＜-1.0。满足上述范围，通过合理控制第五透镜的焦距，能够较好的控制光学镜头的像差，提高镜头的边缘成像质量。

作为一种实施方式，第一透镜，第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为塑胶非球面镜片。采用非球面镜片，可以有效降低成本，修正像差，提供更高性价比的光学性能产品；同时，通过合理搭配各透镜的面型，能够使镜头更好地匹配大靶面芯片，以实现光学镜头大光圈、小型化和高像素的均衡。

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为二次曲面系数，A_2i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：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和滤光片G1。

其中，第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面；第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面；第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6在近光轴处为凸面；第四透镜L4具有负光焦度，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具有正光焦度，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；滤光片G1的物侧面为S13、像侧面为S14；同时，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均为塑胶非球面镜片。

具体的，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和图4，所示分别为光学镜头100的f-tanθ畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。从图2中可以看出，f-tanθ畸变控制在±2%以内，说明光学镜头100的畸变得到良好的矫正；从图3中可以看出，场曲控制在±0.06mm以内，说明光学镜头100的场曲矫正较好；从图4中可以看出，不同波长处的垂轴色差控制在±1.5微米以内，说明光学镜头100的垂轴色差得到良好的矫正。综上，从图2、图3、图4可以看出，光学镜头100的像差得到较好平衡，具有良好的光学成像质量。

第二实施例

请参阅图5，所示为本发明第二实施例中提供的光学镜头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6、图7和图8，所示分别为光学镜头200的f-tanθ畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。从图6中可以看出，f-tanθ畸变控制在±2%以内，说明光学镜头200的畸变得到良好的矫正；从图7中可以看出，场曲控制在±0.07mm以内，说明光学镜头200的场曲矫正较好；从图8中可以看出，不同波长处的垂轴色差控制在±1.5微米以内，说明光学镜头200的垂轴色差得到良好的矫正。综上，从图6、图7、图8可以看出，光学镜头200的像差得到较好平衡，具有良好的光学成像质量。

第三实施例

请参阅图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10、图11和图12，所示分别为光学镜头300的f-tanθ畸变曲线图、场曲曲线图、垂轴色差曲线图。从图10中可以看出，f-tanθ畸变控制在±2%以内，说明光学镜头300的畸变得到良好的矫正；从图11中可以看出，场曲控制在±0.18mm以内，说明光学镜头300的场曲矫正较好；从图12中可以看出，不同波长处的垂轴色差控制在±2微米以内，说明光学镜头300的垂轴色差得到良好的矫正。综上，从图10、图11、图12可以看出，光学镜头300的像差得到较好平衡，具有良好的光学成像质量。

请参阅表7，所示为上述三个实施例中提供的光学镜头分别对应的光学特性，包括光学镜头的最大视场角2θ、光学总长TTL、有效焦距f，半像高IH，以及与前述的每个条件式对应的相关数值。

表7

综上所述，从以上各个实施例的畸变曲线、场曲曲线图以及垂轴色差曲线图可以看出，本发明各实施例提供的光学镜头具有大靶面、大光圈、高像素、小型化等优点，同时具有良好的解像力。

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）本发明提供的光学镜头采用六片塑胶镜片，可搭配大靶面成像芯片，与目前主流的塑胶镜头相比总长较短且光学质量基本一致，实现了镜头高像素与小型化的均衡。

（2）本发明提供的光学镜头各透镜面型及光焦度设置合理，可使镜头具有大光圈的特性，一定程度上增加进入镜头的光通量，减少光线不足时产生的噪点对成像画面的影响，使镜头在夜间环境下，依然能有优良的成像效果，从而能够满足明暗环境的成像需求。

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 (9)

1.一种光学镜头，共六片透镜，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；

具有负光焦度的第二透镜，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，所述第三透镜的物侧面为凸面；

具有负光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

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；

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

其中，所述光学镜头的最大视场角满足：70°＜2θ＜100°；所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的光学后焦BFL满足：5.8＜TTL/BFL＜7.0。

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：

0.02＜TTL/IH/θ＜0.04；

其中，TTL表示所述光学镜头的光学总长，IH表示所述光学镜头最大半视场角所对应的像高，θ表示所述光学镜头的最大半视场角。

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＜f/EPD＜2.1；

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。

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：

1.0＜f/IH＜1.2；

其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，IH表示所述光学镜头最大半视场角所对应的像高。

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＜f1/f＜2.5；

0.5＜R11/R12＜1.0；

其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距，R11表示所述第一透镜物侧面的曲率半径，R12表示所述第一透镜像侧面的曲率半径。

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：

-0.3＜R21/R32＜0.2；

0.3＜R22/R31＜1.0；

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，R31表示所述第三透镜物侧面的曲率半径，R32表示所述第三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：

-2.0＜SAG51/CT5＜-1.5；

1.8＜R51/R52＜3.5；

其中，SAG51表示所述第五透镜物侧面的矢高，CT5表示所述第五透镜的中心厚度，R51表示所述第五透镜物侧面的曲率半径，R52表示所述第五透镜像侧面的曲率半径。

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：

1.2＜CT5/CT6＜1.8；

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：

130＜f6/f＜200；

其中，f6表示所述第六透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。