CN116859565A - 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;具有负光焦度的第二透镜,其像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜,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,其物侧面为凹面、像侧面为凸面;具有负光焦度的第五透镜,其物侧面为凹面、像侧面在近光轴处为凹面;其中,所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学镜头的有效焦距f满足:0.26<CT1/f<0.3。本发明提供的光学镜头至少具有小头部、高像素的优点。
Description
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
随着图像传感芯片技术的快速发展,像素的尺寸被做的越来越小,相应的,对搭配的摄像头的解析能力的要求也越来越高。
具有摄像功能的电子产品,为迎合市场需求,不仅要求解析能力强,还要求具有小头部的特点,减小镜头在电子显示屏中的屏占比,以此满足用户的美观需求。
发明内容
为此,本发明的目的在于提供一种光学镜头,至少具有小头部、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:光阑;具有正光焦度的第一透镜,其物侧面为凸面;具有负光焦度的第二透镜,其像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜,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,其物侧面为凹面、像侧面为凸面;具有负光焦度的第五透镜,其物侧面为凹面、像侧面在近光轴处为凹面;其中,所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学镜头的有效焦距f满足:0.26<CT1/f<0.3。
相较于现有技术,本发明提供的光学镜头,采用五片具有特定光焦度的镜片,通过合理搭配各透镜的光焦度及镜片形状,并且在第一透镜之前设置光阑,使得该光学镜头在具有足够成像能力的前提下,能够实现小头部结构,能够满足当下市场需求。
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场曲曲线图。
图3为本发明第一实施例的光学镜头的畸变曲线图。
图4为本发明第一实施例的光学镜头的轴向色差曲线图。
图5为本发明第一实施例的光学镜头的垂轴色差曲线图。
图6为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图。
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畸变曲线图。
图9为本发明第二实施例的光学镜头的轴向色差曲线图。
图10为本发明第二实施例的光学镜头的垂轴色差曲线图。
图11为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图。
图12为本发明第三实施例的光学镜头的场曲曲线图。
图13为本发明第三实施例的光学镜头的畸变曲线图。
图14为本发明第三实施例的光学镜头的轴向色差曲线图。
图15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。
本发明实施例提出了一种光学镜头,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,第一透镜的像侧面在近光轴处为凹面;第二透镜具有负光焦度,第二透镜的物侧面在近光轴处为凸面,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,第四透镜的物侧面为凹面,第四透镜的像侧面为凸面;第五透镜具有负光焦度,第五透镜的物侧面为凹面,第五透镜的像侧面在近光轴处为凹面;同时,第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜均为非球面透镜。
在一些实施方式中,第一透镜的中心厚度CT1与光学镜头的有效焦距f满足:0.26<CT1/f<0.30;第一透镜的边缘厚度ET1满足:0.75<ET1<0.95。满足上述范围,可以合理控制光学镜头的头部尺寸,在满足足够成像能力的情况下实现小头部效果,同时有利于第一透镜满足结构的承靠要求,使得该光学镜头满足量产要求。
在一些实施方式中,第一透镜和第二透镜的组合焦距f12与第三透镜和第四透镜的组合焦距f34满足:2.1<f12/f34<2.6;第一透镜和第二透镜的组合焦距f12与光学镜头的有效焦距f满足:1.4<f12/f<1.8。满足上述范围,可以合理分配各透镜的有效焦距,提升光学镜头的成像质量。
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:90<f3/f<270;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:1.2<(R21+R22)/(R21-R22)<1.7。满足上述范围,可以有效控制第二透镜的面型,同时合理控制第三透镜的有效焦距,可以有效控制光学镜头的像差,从而提升光学镜头的成像质量。
在一些实施方式中,第一透镜的中心厚度CT1、第二透镜的中心厚度CT2、第三透镜的中心厚度CT3、第一透镜与第二透镜之间在光轴上的空气间距CT12以及第二透镜与第三透镜之间在光轴上的空气间距CT23满足:6.5<(CT1+CT2+CT3)/(CT12+CT23)<7.0。满足上述范围,有利于缩短光学镜头的光学总长,使得该光学镜头的结构更加紧凑。
在一些实施方式中,第三透镜的中心厚度CT3与第四透镜的中心厚度CT4满足:0.5<CT3/CT4<0.6。满足上述范围,有利于分摊第三透镜的偏心敏感度,提升优化空间,同时还能有效矫正边缘视场像差,进一步提升光学镜头的成像能力。
在一些实施方式中,第四透镜的有效焦距f4、第五透镜的有效焦距f5与光学镜头的有效焦距f满足:0.05<(f4+f5)/f<0.10。满足上述范围,通过合理分配第四透镜与第五透镜的光焦度,有利于提升光学镜头的解像力,从而进一步提高光学镜头的成像能力。
在一些实施方式中,第五透镜像侧面的曲率半径R52与光学镜头的有效焦距f满足:0.3<R52/f<0.8;第五透镜的中心厚度CT5与第五透镜像侧面的边缘矢高SAG52满足:-2.0<CT5/SAG52<-1.0。满足上述范围,有利于改善光学系统的二级光谱,从而进一步提高光学镜头的成像能力。
在一些实施方式中,光学镜头的有效焦距f与第一透镜物侧面的曲率半径R11、第二透镜像侧面的曲率半径R22满足:2.2<f/R11+f/R22<2.6。满足上述范围,有利于改善光学系统的二级光谱,从而进一步提高光学镜头的成像能力。
在一些实施方式中,第四透镜物侧面的边缘矢高SAG41、第四透镜像侧面的边缘矢高SAG42与第四透镜的中心厚度CT4满足:-1.6<(SAG41+SAG42)/CT4<-1.2。满足上述范围,可以合理控制第四透镜的形状,从而有效改善鬼像,提升光学镜头的成像质量。
在一些实施方式中,光学镜头的半像高IH与光学镜头的入瞳直径EPD满足:2.5<IH/EPD<2.7;光学镜头的半像高IH与光学镜头的光学总长TTL满足:0.7<IH/TTL<0.8;第五透镜像侧面的有效口径DM52与光学镜头的光学总长TTL满足:1.1<DM52/TTL<1.3。满足上述范围,可以使得该光学镜头具有大靶面成像的优点的同时,还兼具小头部的结构特点。
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,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
请参照图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沿光轴从物侧到成像面S13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以及滤光片G1。
其中,第一透镜L1为具有正光焦度的塑胶非球面透镜,第一透镜的物侧面S1为凸面,第一透镜的像侧面S2在近光轴处为凹面;第二透镜L2为具有负光焦度的塑胶非球面透镜,第二透镜的物侧面S3在近光轴处为凸面,第二透镜的像侧面S4为凹面;第三透镜L3为具有正光焦度的塑胶非球面透镜,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为具有正光焦度的塑胶非球面透镜,第四透镜的物侧面S7为凹面,第四透镜的像侧面S8为凸面;第五透镜L5为具有负光焦度的塑胶非球面透镜,第五透镜的物侧面S9为凹面,第五透镜的像侧面S10在近光轴处为凹面;滤光片G1的物侧面为S11、像侧面为S12。
本实施例提供的光学镜头100中各个透镜的相关参数如表1所示。
表1
本实施例中的光学镜头100的各非球面面型系数如表2所示。
表2
在本实施例中,光学镜头100的场曲、畸变、轴向色差和横向色差的曲线图分别如图2、图3、图4和图5所示。由图2至图5可以看出,场曲控制在±0.07mm以内,光学畸变控制在±2%以内,最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.04mm以内,不同视场内各波长相对于中心波长的垂轴色差都控制在±1.5微米内,说明光学镜头100的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
第二实施例
请参阅图6,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,本实施例中的光学镜头200与第一实施例中的光学镜头100相比,不同之处主要在于:第三透镜L3、第四透镜L4的面型与厚度不同,同时也对场曲和畸变作了进一步优化。
本实施例提供光学镜头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的各非球面面型系数如表4所示。
表4
在本实施例中,光学镜头200的场曲、畸变、轴向色差和横向色差的曲线图分别如图7、图8、图9和图10所示。由图7至图10可以看出,场曲控制在±0.06mm以内,光学畸变控制在±1.5%以内,最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.04mm以内,不同视场内各波长相对于中心波长的垂轴色差都控制在±1.5微米内,说明光学镜头200的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
第三实施例
请参阅图11,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,本实施例中的光学镜头300与第一实施例中的光学镜头100相比,不同之处主要在于:第三透镜L3和第四透镜L4以及第五透镜L5的面型与厚度不同。
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的各非球面面型系数如表6所示。
表6
在本实施例中,光学镜头300的场曲、畸变、轴向色差和横向色差的曲线图分别如图12、图13、图14和图15所示。由图12至图15可以看出,场曲控制在±0.1mm以内,光学畸变控制在±1%以内,最短波长与最大波长轴向色差控制在±0.04mm以内,不同视场内各波长相对于中心波长的垂轴色差都控制在±1.5微米内,说明光学镜头300的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
表7是上述三个实施例分别对应的光学特性,主要包括光学镜头的光学总长TTL、半像高IH、最大视场角FOV、光圈数FNO、有效焦距f,以及与上述每个条件式对应的数值。
表7
综上,本发明提供的光学镜头至少具有以下优点:
(1)第一透镜的有效口径值可控制在1.5左右,使得该光学镜头具有小头部的特点,能使装有该光学镜头的电子设备(例如手机)能够提高屏占比,迎合市场需求。
(2)采用五片具有特定光焦度的塑胶非球面镜片,通过特定面型、特点光焦度的合理搭配,使得该光学镜头具有很强的成像能力,能够满足当下市场对高清镜头的需求。
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 (10)
1.一种光学镜头,共五片透镜,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;
具有负光焦度的第二透镜,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,所述第四透镜的物侧面为凹面,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为凹面,所述第五透镜的像侧面在近光轴处为凹面;
其中,所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学镜头的有效焦距f满足:0.26<CT1/f<0.3。
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:
2.1<f12/f34<2.6;
其中,f12表示所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距,f34表示所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距。
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:
90<f3/f<270;
其中,f表示所述光学镜头的有效焦距,f3表示所述第三透镜的有效焦距。
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:
6.5<(CT1+CT2+CT3)/(CT12+CT23)<7.0;
其中,CT1表示所述第一透镜的中心厚度,CT2表示所述第二透镜的中心厚度,CT3表示所述第三透镜的中心厚度,CT12表示所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的空气间距,CT23表示所述第二透镜与所述第三透镜之间在光轴上的空气间距。
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:
0.5<CT3/CT4<0.6;
其中,CT3表示所述第三透镜的中心厚度,CT4表示所述第四透镜的中心厚度。
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:
0.05<(f4+f5)/f<0.10;
其中,f表示所述光学镜头的有效焦距,f4表示所述第四透镜的有效焦距,f5表示所述第五透镜的有效焦距。
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:
0.3<R52/f<0.8;
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。
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:
2.2<f/R11+f/R22<2.6;
其中,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,R22表示所述第二透镜像侧面的曲率半径。
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:
-1.6<(SAG41+SAG42)/CT4<-1.2;
其中,CT4表示所述第四透镜的中心厚度,SAG41表示所述第四透镜物侧面的边缘矢高,SAG42表示所述第四透镜像侧面的边缘矢高。
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:
2.4<IH/EPD<2.7;
其中,IH表示所述光学镜头的半像高,EPD表示所述光学镜头的入瞳直径。
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