摄像光学镜头的制作方法

文档序号:18897805发布日期:2019-10-18 21:31阅读:103来源:国知局
摄像光学镜头的制作方法
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
:近年来,随着智能手机的兴起,小型化摄影镜头的需求日渐提高,而一般摄影镜头的感光器件不外乎是感光耦合器件(chargecoupleddevice,ccd)或互补性氧化金属半导体器件(complementarymetal-oxidesemicondctorsensor,cmossensor)两种,且由于半导体制造工艺技术的精进,使得感光器件的像素尺寸缩小,再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势,因此,具备良好成像品质的小型化摄像镜头俨然成为目前市场上的主流。为获得较佳的成像品质,传统搭载于手机相机的镜头多采用三片式或四片式透镜结构。并且,随着技术的发展以及用户多样化需求的增多,在感光器件的像素面积不断缩小,且系统对成像品质的要求不断提高的情况下,五片式、六片式、七片式透镜结构逐渐出现在镜头设计当中。迫切需求具有优秀的光学特征、超薄且色像差充分补正的广角摄像镜头。技术实现要素:针对上述问题,本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头,能在获得高成像性能的同时,满足超薄化和广角化的要求。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,自物侧至像侧依序包含:第一透镜,第二透镜,第三透镜,第四透镜,第五透镜,以及第六透镜;所述第二透镜具有正屈折力,所述第三透镜具有负屈折力;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第一透镜的焦距为f1,所述第四透镜物侧面的曲率半径为r7,所述第四透镜的轴上厚度为d7,满足下列关系式:4.00≤f1/f≤6.00;-14.00≤r7/d7≤-11.00。优选的,所述第一透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述第一透镜物侧面的曲率半径为r1,所述第一透镜像侧面的曲率半径为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:-30.08≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-6.19;0.03≤d1/ttl≤0.08。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:-18.80≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-7.73;0.04≤d1/ttl≤0.06。优选的,所述第二透镜物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凸面;所述第二透镜的焦距为f2,所述第二透镜物侧面的曲率半径为r3,所述第二透镜像侧面的曲率半径为r4,所述第三透镜的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.43≤f2/f≤1.36;-0.19≤(r3+r4)/(r3-r4)≤-0.03;0.06≤d3/ttl≤0.20。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:0.69≤f2/f≤1.09;-0.12≤(r3+r4)/(r3-r4)≤-0.03;0.10≤d3/ttl≤0.16。优选的,所述第三透镜物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述第三透镜的焦距为f3,所述第三透镜物侧面的曲率半径为r5,所述第三透镜像侧面的曲率半径为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:-3.82≤f3/f≤-1.03;1.36≤(r5+r6)/(r5-r6)≤4.87;0.03≤d5/ttl≤0.10。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:-2.39≤f3/f≤-1.29;2.18≤(r5+r6)/(r5-r6)≤3.90;0.05≤d5/ttl≤0.08。优选的,所述第四透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凸面;所述第四透镜的焦距为f4,所述第四透镜像侧面的曲率半径为r8,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-4.87≤f4/f≤-1.07;-4.55≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-0.95;0.02≤d7/ttl≤0.10。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:-3.05≤f4/f≤-1.33;-2.84≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-1.19;0.04≤d7/ttl≤0.08。优选的,所述第五透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凸面;所述第五透镜的焦距为f5,所述第五透镜物侧面的曲率半径为r9,所述第五透镜像侧面的曲率半径为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:0.30≤f5/f≤0.98;0.57≤(r9+r10)/(r9-r10)≤1.98;0.06≤d9/ttl≤0.21。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:0.48≤f5/f≤0.78;0.91≤(r9+r10)/(r9-r10)≤1.58;0.09≤d9/ttl≤0.17。优选的,所述第六透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凹面;所述第六透镜的焦距为f6,所述第六透镜物侧面的曲率半径为r11,所述第六透镜像侧面的曲率半径为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:-1.43≤f6/f≤-0.41;0.39≤(r11+r12)/(r11-r12)≤1.39;0.03≤d11/ttl≤0.11。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:-0.90≤f6/f≤-0.51;0.62≤(r11+r12)/(r11-r12)≤1.11;0.05≤d11/ttl≤0.09。优选的,所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12,且满足下列关系式:0.39≤f12/f≤1.21。优选的,所述摄像光学镜头满足下列关系式:0.62≤f12/f≤0.97。优选的,所述摄像光学镜头的光学总长ttl小于或等于5.30毫米。优选的,所述摄像光学镜头的光学总长ttl小于或等于5.06毫米。优选的,所述摄像光学镜头的光圈f数小于或等于2.11。优选的,所述摄像光学镜头的光圈f数小于或等于2.07。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,超薄,广角且色像差充分补正,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。附图说明图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轴向像差示意图;图3是图1所示摄像光学镜头的倍率色差示意图;图4是图1所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图;图5是本发明第二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轴向像差示意图;图7是图5所示摄像光学镜头的倍率色差示意图;图8是图5所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图;图9是本发明第三实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;图10是图9所示摄像光学镜头的轴向像差示意图;图11是图9所示摄像光学镜头的倍率色差示意图;图12是图9所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图。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包括六个透镜。具体的,所述摄像光学镜头10,由物侧至像侧依序包括:光圈s1、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。第六透镜l6和像面si之间可设置有光学过滤片(filter)gf等光学元件。所述第一透镜l1、所述第二透镜l2、所述第三透镜l3、所述第四透镜l4、所述第五透镜l5、所述第六透镜l6均为塑料材质。所述第二透镜具有正屈折力,所述第三透镜具有负屈折力。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第一透镜l1的焦距为f1,4.00≤f1/f≤6.00,规定了第一透镜l1的正屈折力。超过下限规定值时,虽然有利于镜头向超薄化发展,但是第一透镜l1的正屈折力会过强,难以补正像差等问题,同时不利于镜头向广角化发展。相反,超过上限规定值时,第一透镜的正屈折力会变过弱,镜头难以向超薄化发展。定义所述第四透镜物侧面的曲率半径为r7,所述第四透镜的轴上厚度为d7,-14.00≤r7/d7≤-11.00,规定了第四透镜l4的物侧面的曲率半径与第四透镜的轴上厚度的比值,将第四透镜l4的光焦度控制在合理范围,有利于矫正光学系统的像差。定义所述摄像光学镜头的光学总长为ttl。当本发明所述摄像光学镜头10的焦距、各透镜的焦距、相关透镜的折射率、摄像光学镜头的光学总长、轴上厚度和曲率半径满足上述关系式时,可以使摄像光学镜头10具有高性能,且满足低ttl的设计需求。本实施方式中,第一透镜l1的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面,具有正屈折力。第一透镜l1物侧面的曲率半径r1,第一透镜l1像侧面的曲率半径r2,满足下列关系式:-30.08≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-6.19,合理控制第一透镜的形状,使得第一透镜能够有效地校正系统球差;优选的,-18.80≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-7.73。第一透镜l1的轴上厚度为d1,满足下列关系式:0.03≤d1/ttl≤0.08,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d1/ttl≤0.06。本实施方式中,第二透镜l2的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凸面。整体摄像光学镜头10的焦距为f,第二透镜l2焦距f2,满足下列关系式:0.43≤f2/f≤1.36,通过将第二透镜l2的正光焦度控制在合理范围,有利于矫正光学系统的像差。优选的,0.69≤f2/f≤1.09。第二透镜l2物侧面的曲率半径r3,第二透镜l2像侧面的曲率半径r4,满足下列关系式:-0.19≤(r3+r4)/(r3-r4)≤-0.03,规定了第二透镜l2的形状,在范围内时,随着镜头向超薄广角化发展,有利于补正轴上色像差问题。优选的,-0.12≤(r3+r4)/(r3-r4)≤-0.03。第二透镜l2的轴上厚度为d3,满足下列关系式:0.06≤d3/ttl≤0.20,有利于实现超薄化。优选的,0.10≤d3/ttl≤0.16。本实施方式中,第三透镜l3的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面。整体摄像光学镜头10的焦距为f,第三透镜l3焦距f3,以及满足下列关系式:-3.82≤f3/f≤-1.03,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-2.39≤f3/f≤-1.29。第三透镜l3物侧面的曲率半径r5,第三透镜l3像侧面的曲率半径r6,满足下列关系式:1.36≤(r5+r6)/(r5-r6)≤4.87,可有效控制第三透镜l3的形状,有利于第三透镜l3成型,并避免因第三透镜l3的表面曲率过大而导致成型不良与应力产生。优选的,2.18≤(r5+r6)/(r5-r6)≤3.90。第三透镜l3的轴上厚度为d5,满足下列关系式:0.03≤d5/ttl≤0.10,有利于实现超薄化。优选的,0.05≤d5/ttl≤0.08。本实施方式中,第四透镜l4的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面,具有负屈折力。整体摄像光学镜头10的焦距为f,第四透镜l4焦距f4,满足下列关系式:-4.87≤f4/f≤-1.07,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-3.05≤f4/f≤-1.33。第四透镜l4物侧面的曲率半径r7,第四透镜l4像侧面的曲率半径r8,满足下列关系式:-4.55≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-0.95,规定的是第四透镜l4的形状,在范围内时,随着超薄广角化的发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-2.84≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-1.19。第四透镜l4的轴上厚度为d7,满足下列关系式:0.02≤d7/ttl≤0.10,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d7/ttl≤0.08。本实施方式中,第五透镜l5的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凸面,具有正屈折力。整体摄像光学镜头10的焦距为f,第五透镜l5焦距f5,满足下列关系式:0.30≤f5/f≤0.98,对第五透镜l5的限定可有效的使得摄像镜头的光线角度平缓,降低公差敏感度。优选的,0.48≤f5/f≤0.78。第五透镜l5物侧面的曲率半径r9,第五透镜l5像侧面的曲率半径r10,满足下列关系式:0.57≤(r9+r10)/(r9-r10)≤1.98,规定的是第五透镜l5的形状,在条件范围内时,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,0.91≤(r9+r10)/(r9-r10)≤1.58。第五透镜l5的轴上厚度为d9,满足下列关系式:0.06≤d9/ttl≤0.21,有利于实现超薄化。优选的,0.09≤d9/ttl≤0.17。本实施方式中,第六透镜l6的物侧面于近轴处为凹面,像侧面于近轴处为凹面,具有负屈折力。整体摄像光学镜头10的焦距为f,第六透镜l6焦距f6,满足下列关系式:-1.43≤f6/f≤-0.41,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-0.90≤f6/f≤-0.51。第六透镜l6物侧面的曲率半径r11,第六透镜l6像侧面的曲率半径r12,满足下列关系式:0.39≤(r11+r12)/(r11-r12)≤1.39,规定的是第六透镜l6的形状,在条件范围内时,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,0.62≤(r11+r12)/(r11-r12)≤1.11。第六透镜l6的轴上厚度为d11,满足下列关系式:0.03≤d11/ttl≤0.11,有利于实现超薄化。优选的,0.05≤d11/ttl≤0.09。本实施方式中,整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12,且满足下列关系式:0.39≤f12/f≤1.21。借此,可消除摄像光学镜头的像差与歪曲,且可压制摄像光学镜头后焦距,维持影像镜片系统组小型化。优选的,0.62≤f12/f≤0.97。本实施方式中,摄像光学镜头10的光学总长ttl小于或等于5.30毫米,有利于实现超薄化。优选的,摄像光学镜头10的光学总长ttl小于或等于5.06毫米。本实施方式中,摄像光学镜头10的光圈f数小于或等于2.11。大光圈,成像性能好。优选的,摄像光学镜头10的光圈f数小于或等于2.07。如此设计,能够使得整体摄像光学镜头10的光学总长ttl尽量变短,维持小型化的特性。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、曲率半径、轴上厚度、反曲点位置、驻点位置的单位为mm。ttl:摄像光学镜头的光学总长,单位为mm;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:光圈;r:光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径;r1:第一透镜l1的物侧面的曲率半径;r2:第一透镜l1的像侧面的曲率半径;r3:第二透镜l2的物侧面的曲率半径;r4:第二透镜l2的像侧面的曲率半径;r5:第三透镜l3的物侧面的曲率半径;r6:第三透镜l3的像侧面的曲率半径;r7:第四透镜l4的物侧面的曲率半径;r8:第四透镜l4的像侧面的曲率半径;r9:第五透镜l5的物侧面的曲率半径;r10:第五透镜l5的像侧面的曲率半径;r11:第六透镜l6的物侧面的曲率半径;r12:第六透镜l6的像侧面的曲率半径;r13:光学过滤片gf的物侧面的曲率半径;r14:光学过滤片gf的像侧面的曲率半径;d:透镜的轴上厚度与透镜之间的轴上距离;d0: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的像侧面到光学过滤片gf的物侧面的轴上距离;d13:光学过滤片gf的轴上厚度;d14:光学过滤片gf的像侧面到像面的轴上距离;nd:d线的折射率;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;ndg:光学过滤片gf的d线的折射率;vd:阿贝数;v1:第一透镜l1的阿贝数;v2:第二透镜l2的阿贝数;v3:第三透镜l3的阿贝数;v4:第四透镜l4的阿贝数;v5:第五透镜l5的阿贝数;v6:第六透镜l6的阿贝数;vg: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中各透镜的非球面数据。【表2】其中,k是圆锥系数,a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16是非球面系数。ih:像高y=(x2/r)/[1+{1-(k+1)(x2/r2)}1/2]+a4x4+a6x6+a8x8+a10x10+a12x12+a14x14+a16x16(1)为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(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。表3、表4示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中,p1r1、p1r2分别代表第一透镜l1的物侧面和像侧面,p2r1、p2r2分别代表第二透镜l2的物侧面和像侧面,p3r1、p3r2分别代表第三透镜l3的物侧面和像侧面,p4r1、p4r2分别代表第四透镜l4的物侧面和像侧面,p5r1、p5r2分别代表第五透镜l5的物侧面和像侧面,p6r1、p6r2分别代表第六透镜l6的物侧面和像侧面。“反曲点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的反曲点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。“驻点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的驻点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。【表3】反曲点个数反曲点位置1反曲点位置2p1r110.485p1r210.435p2r110.985p2r210.815p3r120.4550.895p3r210.785p4r10p4r210.925p5r10p5r211.345p6r111.715p6r210.665【表4】驻点个数驻点位置1驻点位置2p1r110.775p1r210.735p2r10p2r20p3r120.7550.955p3r20p4r10p4r20p5r10p5r20p6r112.705p6r211.585图2、图3分别示出了波长为470.0nm、550.0nm、650.0nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差以及倍率色差示意图。图4则示出了,波长为550.0nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图,图4的场曲s是弧矢方向的场曲,t是子午方向的场曲。后出现的表13示出各实例1、2、3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为1.761mm,全视场像高为3.284mm,对角线方向的视场角为83.58°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,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。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5】表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。【表6】表7、表8示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。【表7】【表8】驻点个数驻点位置1p1r110.835p1r210.805p2r10p2r20p3r110.805p3r20p4r10p4r20p5r10p5r20p6r112.595p6r211.695图6、图7分别示出了波长为470.0nm、550.0nm、650.0nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差以及倍率色差示意图。图8则示出了,波长为550.0nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的场曲及畸变示意图。如表13所示,第二实施方式满足各条件式。在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.844mm,全视场像高为3.284mm,对角线方向的视场角为81.50°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,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9、表10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9】表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的非球面数据。【表10】表11、表12示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。【表11】反曲点个数反曲点位置1反曲点位置2p1r110.535p1r210.505p2r10p2r210.775p3r120.4150.985p3r20p4r120.9051.065p4r211.025p5r10p5r221.2351.365p6r111.725p6r220.7152.865【表12】驻点个数驻点位置1p1r110.835p1r210.815p2r10p2r211.015p3r110.695p3r20p4r10p4r211.205p5r10p5r20p6r112.685p6r211.615图10、图11分别示出了波长为470.0nm、550.0nm、650.0nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差以及倍率色差示意图。图12则示出了,波长为550.0nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图。以下表13按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学系统满足上述的条件式。在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为1.831mm,全视场像高为3.284mm,对角线方向的视场角为81.87°,广角、超薄,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。【表13】参数及条件式实施例1实施例2实施例3f3.6113.7423.717f121.57419.04815.174f23.1213.3813.363f3-6.896-6.865-5.740f4-8.099-5.995-9.057f52.1442.2942.416f6-2.220-2.684-2.598f122.8553.0132.890fno2.052.032.03f1/f5.985.094.08r7/d7-13.99-12.50-11.21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。当前第1页12
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