摄像光学镜头的制作方法

文档序号:18950486发布日期:2019-10-23 02:08阅读:172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。然而,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,五片式透镜结构逐渐出现在镜头设计当中,常见的五片式透镜虽然已经具有较好的光学性能,但是其光焦度、透镜间距和透镜形状设置仍然具有一定的不合理性,导致透镜结构在具有良好光学性能的同时,无法满足大光圈、长焦距、超薄化的设计要求。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,其具有良好光学性能的同时,满足大光圈、长焦距、超薄化的设计要求。为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种所述摄像光学镜头,所述摄像光学镜头自物侧至像侧依序包含:具有正屈折力的第一透镜,具有负屈折力的第二透镜,具有正屈折力的第三透镜,具有负屈折力的第四透镜,以及具有正屈折力的第五透镜;所述第一透镜的阿贝数为v1,所述第二透镜的阿贝数为v2,所述第一透镜的轴上厚度为d1,所述第二透镜的轴上厚度为d3,所述第三透镜的轴上厚度为d5,所述第四透镜的轴上厚度为d7,所述第五透镜的轴上厚度为d9,所述摄像光学镜头的系统总焦距为f,所述第一透镜的焦距为f1,满足下列关系式:2.80≤v1/v2≤4.20;1.00≤(d3+d5+d7+d9)/d1≤1.50;0.45≤f1/f≤0.70。优选的,所述第二透镜像侧面到所述第三透镜物侧面的轴上距离d4,且满足下列关系式:3.00≤d3/d4≤5.00。优选的,所述第四透镜物侧面的曲率半径为r7,所述第四透镜像侧面的曲率半径为r8,且满足下列关系式:-10.00≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-1.00。优选的,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,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-3.02≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.34;0.09≤d1/ttl≤0.31。优选的,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,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-0.86≤f2/f≤-0.22;0.53≤(r3+r4)/(r3-r4)≤2.23;0.04≤d3/ttl≤0.24。优选的,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,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.24≤f3/f≤1.69;-22.66≤(r5+r6)/(r5-r6)≤-1.71;0.01≤d5/ttl≤0.06。优选的,所述第四透镜的焦距为f4,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-5.05≤f4/f≤-0.52;0.01≤d7/ttl≤0.05。优选的,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,以及所述第五透镜像侧面的曲率半径为r10,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.53≤f5/f≤2.84;-8.56≤(r9+r10)/(r9-r10)≤-0.42;0.02≤d9/ttl≤0.14。优选的,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:ttl/f≤1.00。优选的,所述摄像光学镜头的焦数为fno,且满足下列关系式:f≥14mm;fno≤2.6。本发明的有益效果在于:根据本发明的摄像光学镜头具有良好光学性能,且大光圈、长焦距、超薄化的特性,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】为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:图1是实施方式一的摄像光学镜头的结构示意图;图2是图1所示的摄像光学镜头的轴向像差示意图;图3是图1所示的摄像光学镜头的倍率色差示意图;图4是图1所示的摄像光学镜头的场曲及畸变示意图;图5是实施方式二的摄像光学镜头的结构示意图;图6是图5所示的摄像光学镜头的轴向像差示意图;图7是图5所示的摄像光学镜头的倍率色差示意图;图8是图5所示的摄像光学镜头的场曲及畸变示意图;图9是实施方式三的摄像光学镜头的结构示意图;图10是图9所示的摄像光学镜头的轴向像差示意图;图11是图9所示的摄像光学镜头的倍率色差示意图;图12是图9所示的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)请参考附图,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包括五个透镜。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、具有正屈折力的第一透镜l1、具有负屈折力的第二透镜l2、具有正屈折力的第三透镜l3、具有负屈折力的第四透镜l4以及具有正屈折力的第五透镜l5。第五透镜l5和像面si之间可设置有光学过滤片(filter)gf等光学元件。在本实施方式中,定义所述第一透镜l1的阿贝数为v1,所述第二透镜l2的阿贝数为v2,满足下列关系式:2.80≤v1/v2≤4.20;规定了第一透镜l1色散系数和第二透镜l2色散系数的比值,有助于色差校正,提高系统成像性能。定义所述第一透镜l1的轴上厚度为d1,所述第二透镜l2的轴上厚度为d3,所述第三透镜l3的轴上厚度为d5,所述第四透镜l4的轴上厚度为d7,所述第五透镜l5的轴上厚度为d9,且满足下列关系式:1.00≤(d3+d5+d7+d9)/d1≤1.50;当(d3+d5+d7+d9)/d1满足条件时,可适当配置各镜片厚度,有利于镜片成型和组装。定义所述摄像光学镜头10的系统总焦距为f,所述第一透镜l1的焦距为f1,且满足下列关系式:0.45≤f1/f≤0.70;规定了第一透镜l1焦距与所述摄像光学镜头10的总焦距的比值,在条件式范围内有助于提高光学系统性能。定义所述第二透镜l2像侧面到所述第三透镜l3物侧面的轴上距离d4,且满足下列关系式:3.00≤d3/d4≤5.00。规定了第二透镜l2厚度与第二透镜l2至第三透镜l3间空气间隔距离的比值,有利于在压缩系统总长。定义所述第四透镜l4物侧面的曲率半径为r7,所述第四透镜l4像侧面的曲率半径为r8,且满足下列关系式:-10.00≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-1.00;规定了第四透镜l4的形状,可以缓和光线经过镜片的偏折程度,有效减小像差。定义所述第一透镜l1物侧面的曲率半径为r1,所述第一透镜l1像侧面的曲率半径为r2,满足下列关系式:-3.02≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.34;合理控制第一透镜l1的形状,使得第一透镜l1能够有效地校正系统球差。定义所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.09≤d1/ttl≤0.31,有利于实现超薄化。定义所述第二透镜l2的焦距为f2,且满足下列关系式:-0.86≤f2/f≤-0.22,通过将第二透镜l2的负光焦度控制在合理范围,有利于矫正光学系统的像差。定义所述第二透镜l2物侧面的曲率半径为r3,所述第二透镜l2像侧面的曲率半径为r4,且满足下列关系式:0.53≤(r3+r4)/(r3-r4)≤2.23,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。定义所述第二透镜l2的轴上厚度为d3,以及所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.04≤d3/ttl≤0.24,有利于实现超薄化。定义所述第三透镜l3的焦距为f3,且满足下列关系式:0.24≤f3/f≤1.69,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。定义所述第三透镜l3物侧面的曲率半径为r5,以及所述第三透镜l3像侧面的曲率半径为r6,满足下列关系式:-22.66≤(r5+r6)/(r5-r6)≤-1.71,规定了第三透镜l3的形状,在条件式规定范围内,可以缓和光线经过镜片的偏折程度,有效减小像差。定义所述第三透镜l3的轴上厚度为d5,以及所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.01≤d5/ttl≤0.06,有利于实现超薄化。定义所述第四透镜l4的焦距为f4,满足下列关系式:-5.05≤f4/f≤-0.52,规定了第四透镜l4焦距与系统总焦距的比值,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。定义所述第四透镜l4的轴上厚度为d7,以及所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.01≤d7/ttl≤0.05,有利于实现超薄化。定义所述第五透镜l5的焦距为f5,满足下列关系式:0.53≤f5/f≤2.84。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。定义所述第五透镜l5物侧面的曲率半径为r9,以及所述第五透镜l5像侧面的曲率半径为r10,且满足下列关系式:-8.56≤(r9+r10)/(r9-r10)≤-0.42。规定了第五透镜l5的形状,在范围内时,随着超薄化、广角化的发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。定义所述第五透镜l5的轴上厚度为d9,以及所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.02≤d9/ttl≤0.14,有利于实现超薄化。本实施方式中,摄像光学镜头10的光学总长ttl小于或等于16.41毫米,有利于实现超薄化。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。进一步的,ttl为摄像光学镜头10的光学总长,f为摄像光学镜头10的系统总焦距,满足下列关系式:ttl/f≤1.00,有利于实现超薄化;且满足下列关系式:f≥14mm,实现长焦距设计;fno为焦数,也即有效焦距与入射瞳孔径的比值,满足下列关系式:fno≤2.6,有利于实现大光圈,使得成像性能好。即当满足上述关系,使得摄像光学镜头10实现了在具有良好光学成像性能的同时,还能满足超薄化、长焦距、大光圈的设计要求;根据该光学镜头10的特性,该光学镜头10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。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:光学总长(第一透镜l1的物侧面到成像面的轴上距离),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:光学过滤片gf的物侧面的曲率半径;r12: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的像侧面到光学过滤片gf的物侧面的轴上距离;d11:光学过滤片gf的轴上厚度;d12: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;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;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。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。“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2p1r112.8150p1r211.1450p2r1000p2r2000p3r120.9851.825p3r220.7251.845p4r111.0550p4r210.9650p5r110.3650p5r2000【表4】驻点个数驻点位置1p1r100p1r211.645p2r100p2r200p3r100p3r211.375p4r111.915p4r211.865p5r110.635p5r200图2示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差示意图,图3示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的倍率色差示意图。图4则示出了,波长为555nm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示出各实施方式一、二、三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5.750mm,全视场像高为2.62mm,对角线方向的视场角为19.72°,使得所述摄像光学镜头10广角化、超薄化,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,该第二实施方式的摄像光学镜头20的结构形式请参图5所示,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】反曲点个数反曲点位置1反曲点位置2反曲点位置3p1r112.83500p1r211.51500p2r10000p2r20000p3r121.1151.5150p3r221.0651.6050p4r130.6351.5651.865p4r220.6351.9250p5r130.6051.6951.995p5r210.30500【表8】驻点个数驻点位置1p1r100p1r212.275p2r100p2r200p3r100p3r200p4r111.285p4r211.205p5r111.115p5r210.535图6示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差示意图,图7示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的倍率色差示意图。图8则示出了,波长为555nm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5.742mm,全视场像高为2.62mm,对角线方向的视场角为19.84°,使得所述摄像光学镜头20广角化、超薄化,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,该第三实施方式的摄像光学镜头30的结构形式请参图9所示,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2p1r1000p1r211.0450p2r1000p2r221.7952.085p3r121.4251.965p3r2000p4r110.8050p4r210.8650p5r110.6950p5r210.7650【表12】驻点个数驻点位置1p1r100p1r211.945p2r100p2r200p3r100p3r200p4r111.505p4r211.635p5r111.205p5r211.385图10示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差示意图,图11示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头30后的倍率色差示意图。图12则示出了,波长为555nm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5.749mm,全视场像高为2.62mm,对角线方向的视场角为19.64°,使得所述摄像光学镜头30广角化、超薄化,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。【表13】参数及条件式实施方式1实施方式2实施方式3f14.95014.93014.948f17.9289.5556.871f2-5.238-6.399-4.900f37.23016.78712.312f4-11.662-37.728-36.778f522.83415.85428.316f12215.84270.557134.753v1/v23.643.044.14(d3+d5+d7+d9)/d11.111.401.46f1/f0.530.640.46fno2.602.602.60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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