广角镜头的制作方法

本发明是涉及摄像镜头的发明。尤其涉及适用于使用高像素ccd、cmos等摄像元件的手机相机组件、web摄像镜头等，同时具有优秀光学特性、ttl（光学总长）/ih(像高)≤1.50、超薄、而且f数（以下简称为fno）2.00以下的由6个透镜构成的广角镜头。

背景技术：

近年，使用ccd和cmos等摄像元件的各种摄像装置广泛普及起来。随着这些摄像元件小型化、高性能化发展，社会更需求具有优秀光学特性、超薄、而且具有明亮fno的摄像镜头。

与具有优秀光学特性、超薄、而且明亮fno的由6个透镜构成的摄像镜头相关的技术开发正在逐步推进。提出方案为广角镜头由6个透镜构成，从物侧开始依次是具有正屈折力的第1透镜、具有负屈折力的第2透镜、具有正屈折力的第3透镜、具有负屈折力的第4透镜、具有正屈折力的第5透镜以及具有负屈折力的第6透镜。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种广角镜头，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广角镜头，从物侧开始依次配置有：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、具有正屈折力的第五透镜、以及具有负屈折力的第六透镜；并且满足以下关系式：

0.80≤f1/f≤1.50；

-0.50≤f2/f3≤-0.05；

1.15≤d1/d9≤1.40；

t56min/d11≥0.50；

其中，

f表示所述广角镜头整体的焦距，

f1表示所述第一透镜的焦距，

f2表示所述第二透镜的焦距，

f3表示所述第三透镜的焦距，

d1表示所述第一透镜的轴上厚度，

d9表示所述第五透镜的轴上厚度，

d11表示所述第六透镜的轴上厚度，

t56min表示沿平行于光轴的方向，第五透镜像侧面与第六透镜物侧面之间的最小间隔距离。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过上述透镜的配置方式，利用在轴上厚度、焦距以及第五透镜与第六透镜的间隔距离的数据上有特定关系的透镜的共同配合，使广角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。

优选的，还满足下列关系式：-5.00≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00，其中，r1表示所述第一透镜的物侧面的轴上曲率半径，r2表示所述第一透镜的像侧面的轴上曲率半径。

优选的，还满足下列关系式：-2.50≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00。

优选的，还满足下列关系式：-1.00≤f1/f2≤-0.20，其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距。

优选的，还满足下列关系式：-0.60≤f1/f2≤-0.20。

优选的，还满足下列关系式：-20.00≤f4/f≤-2.00，其中，f4表示所述第四透镜的焦距。

优选的，还满足下列关系式：-12.00≤f4/f≤-2.00。

优选的，0.10≤yc62/ttl≤0.55，其中，yc62表示所述第六透镜的像侧面上的驻点到光轴的垂直距离，ttl表示所述广角镜头的光学总长。

优选的，所述广角镜头的fno小于或等于2.00。

优选的，所述广角镜头满足下列关系式：t56min/d11≥1.00。

本发明的有益效果在于：根据本发明的广角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广角镜头的结构示意图；

图2是图1所示广角镜头的轴向像差示意图；

图3是图1所示广角镜头的倍率色差示意图；

图4是图1所示广角镜头的场曲及畸变示意图；

图5是本发明第二实施方式的广角镜头的结构示意图；

图6是图5所示广角镜头的轴向像差示意图；

图7是图5所示广角镜头的倍率色差示意图；

图8是图5所示广角镜头的场曲及畸变示意图；

图9是本发明第三实施方式的广角镜头的结构示意图；

图10是图9所示广角镜头的轴向像差示意图；

图11是图9所示广角镜头的倍率色差示意图；

图12是图9所示广角镜头的场曲及畸变示意图；

图13是本发明第四实施方式的广角镜头的结构示意图；

图14是图13所示广角镜头的轴向像差示意图；

图15是图13所示广角镜头的倍率色差示意图；

图16是图13所示广角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，本发明提供了一种广角镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的广角镜头10，该广角镜头10包括六个透镜。具体的，所述广角镜头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。

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均为塑料材质。

第一透镜l1具有正屈折力，第二透镜l2具有负屈折力，第三透镜l3具有正屈折力，第四透镜l4具有负屈折力，第五透镜l5具有正屈折力，第六透镜l6具有负屈折力。

在此，定义广角镜头10整体的焦距为f，第一透镜l1的焦距为f1，该广角镜头10满足0.80≤f1/f≤1.50，规定了第一透镜l1的焦距f1与广角镜头10整体的焦距f的比值，通过将第一透镜l1的正光焦度控制在合理范围，来实现广角镜头的小型化。

定义第二透镜l2的焦距为f2，第三透镜l3的焦距为f3，该广角镜头10满足0.05≤f2/f3≤0.20，规定了第二透镜l2和第三透镜l3的焦距的比值，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。

定义第一透镜l1的轴上厚度为d1，第五透镜l5的轴上厚度为d9，该广角镜头10满足1.15≤d1/d9≤1.40，规定第一透镜l1和第五透镜l5的轴上厚度之比，在范围外时，随着镜头向超薄广角化发展，难以补正像差问题。

定义沿平行于光轴的方向，第五透镜l5像侧面与第六透镜l6物侧面之间的最小间隔距离为t56min，本实施方式中，t56min为0.463mm，位于距离光轴1.7mm高度处，第六透镜l6的轴上厚度为d11，该广角镜头10满足t56min/d11≥0.50，在范围内时，更有利于校正系统像差，提高成像品质。

当本发明所述广角镜头10的轴上厚度和焦距等满足上述条件时，可以使广角镜头10具有高性能，且满足广角、低ttl的设计需求，具体的，广角镜头10的整体焦距为4.261mm，光学总长ttl为4.908mm，后焦lb为0.900mm，视场角为77.55°，fno为1.801。

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，其焦距f1为3.789mm。

定义所述第一透镜的物侧面的轴上曲率半径为r1，所述第一透镜的像侧面的轴上曲率半径为r2，该广角镜头10满足-5.00≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00，规定第一透镜l1的形状，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，在范围内时，更有利于在fno明亮状态下实现广角化和小型化。优选的，满足-2.50≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00。

第二透镜l2的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面，具有负屈折力，其焦距f2为-10.757mm。

广角镜头10满足-1.00≤f1/f2≤-0.20，规定了第一透镜l1和第二透镜l2的焦距的比值，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。优选的，满足-0.60≤f1/f2≤-0.20。

第三透镜l3的物侧面于近轴为凸面，其像侧面于近轴为凹面，具有正屈折力，其焦距f3为52.737mm。

第四透镜l4的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面，具有负屈折力，其焦距f4为-24.717mm。

广角镜头10满足-20.00≤f4/f≤-2.00，规定了第四透镜l4的焦距f4与广角镜头10整体的焦距f的比值，通过将第四透镜l4的负光焦度控制在合理范围，来实现广角镜头的小型化。优选的，满足-12.00≤f4/f≤-2.00。

第五透镜l5的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面，其具有正屈折力，其焦距f5为3.148mm。

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，其具有负屈折力，其焦距f6为-2.343mm。

第六透镜l6的像侧面上的驻点到光轴的垂直距离为yc62为0.975mm，广角镜头10的光学总长为ttl为4.908mm，满足0.10≤yc62/ttl≤0.55，规定了第六透镜l6的驻点的位置与光学总长的比值。在范围外时，难以矫正广角镜头10的像差和畸变。

广角镜头10的fno小于或等于2.00。fno为广角镜头的光圈f数，满足此条件可使广角镜头10具有很好的明亮度，满足大光圈的需要，同时夜间拍摄效果更好。

如此设计，能够使得整体广角镜头10的光学总长ttl尽量变短，维持广角化和小型化的特性，同时满足大光圈的需要。

优选的，广角镜头10满足t56min/d11≥1.00，在范围内时，更有利于校正系统像差，提高成像品质。

下面将进一步说明本发明的广角镜头10。各实施方式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，全画角的单位为°。

f：广角镜头10整体的焦距；

f1：第一透镜l1的焦距；

f2：第二透镜l2的焦距；

f3：第三透镜l3的焦距；

f4：第四透镜l4的焦距；

fno：f数；

2ω：全画角；

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si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。

ttl:光学长度(第1透镜l1的物侧面到成像面si的轴上距离)，单位为mm;

lb：从第六透镜l6的像侧面到像面si的轴上距离（包含光学过滤片gf的厚度）；

ih:像高；

y=(x²/r)/[1+{1-(k+1)(x²/r²)}^1/2]+a4x⁴+a6x⁶+a8x⁸+a10x¹⁰+a12x¹²+a14x¹⁴+a16x¹⁶+a18x¹⁸+a20x²⁰（1）

其中,k是圆锥系数,a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20是非球面系数，x是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，y是非球面深度(非球面上距离光轴为x的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。

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。

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示出了本发明第一实施方式的广角镜头10的设计数据。

【表1】

表2示出了本发明第一实施方式的广角镜头10中各透镜的非球面数据。

【表2】

图2、图3分别示出了波长为470nm、555nm和650nm的光经过第一实施方式的广角镜头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555nm的光经过第一实施方式的广角镜头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9示出了各实施方式中的各条件式已规定的参数所对应的值。

如表9所示,第一实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，所述广角镜头的入瞳直径enpd为2.366mm，全视场像高ih为3.465mm，对角线方向的视场角2ω为77.55°，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3、表4示出本发明第二实施方式的广角镜头20的设计数据。

【表3】

表4示出本发明第二实施方式的广角镜头20中各透镜的非球面数据。

【表4】

图6、图7分别示出了波长为470nm、555nm和650nm的光经过第二实施方式的广角镜头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555nm的光经过第二实施方式的广角镜头20后的场曲及畸变示意图。

如表9所示,第二实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，第一透镜l1的焦距f1为3.833mm，第二透镜l2的焦距f2为-9.868mm，第三透镜l3的焦距f3为82.107mm，第四透镜l4的焦距f4为-34.485mm，第五透镜l5的焦距f5为3.100mm，第六透镜l6的焦距f6为-2.720mm，第六透镜l6的像侧面上的驻点到光轴的垂直距离为yc62为0.875mm。

本实施方式中，第四透镜l4的物侧面为凹面，第四透镜l4的像侧面为凸面，第五透镜l5的物侧面为凹面。t56min为0.552mm，位于光轴处。

广角镜头10的整体焦距为4.275mm，光学总长ttl为4.896mm，后焦lb为1.254mm，fno为1.840，所述广角镜头的入瞳直径enpd为2.323mm，全视场像高ih为3.465mm，对角线方向的视场角2ω为77.00°，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5、表6示出本发明第三实施方式的广角镜头30的设计数据。

【表5】

表6示出本发明第三实施方式的广角镜头30中各透镜的非球面数据。

【表6】

图10、图11分别示出了波长为470nm、555nm和650nm的光经过第三实施方式的广角镜头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555nm的光经过第三实施方式的广角镜头30后的场曲及畸变示意图。

以下表9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，第一透镜l1的焦距f1为3.559mm，第二透镜l2的焦距f2为-8.216mm，第三透镜l3的焦距f3为18.679mm，第四透镜l4的焦距f4为-13.104mm，第五透镜l5的焦距f5为3.076mm，第六透镜l6的焦距f6为-2.690mm，第六透镜l6的像侧面上的驻点到光轴的垂直距离为yc62为0.855mm。

本实施方式中，第四透镜l4的物侧面为凹面，第四透镜l4的像侧面为凸面，第五透镜l5的物侧面为凹面。t56min为0.542mm，位于光轴处。

在本实施方式中，广角镜头10的整体焦距为4.295mm，光学总长ttl为4.904mm，后焦lb为1.239mm，fno为1.840，所述广角镜头的入瞳直径enpd为2.334mm，全视场像高ih为3.465mm，对角线方向的视场角2ω为76.68°，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。

（第四实施方式）

第四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7、表8示出本发明第四实施方式的广角镜头40的设计数据。

【表7】

表8示出本发明第四实施方式的广角镜头40中各透镜的非球面数据。

【表8】

图14、图15分别示出了波长为470nm、555nm和650nm的光经过第四实施方式的广角镜头40后的轴向像差以及倍率色差示意图。图16则示出了波长为555nm的光经过第四实施方式的广角镜头40后的场曲及畸变示意图。

以下表9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，第一透镜l1的焦距f1为4.803mm，第二透镜l2的焦距f2为-22.014mm，第三透镜l3的焦距f3为365.803mm，第四透镜l4的焦距f4为-41.917mm，第五透镜l5的焦距f5为2.769mm，第六透镜l6的焦距f6为-2.639mm，第六透镜l6的像侧面上的驻点到光轴的垂直距离为yc62为0.905mm。

本实施方式中，第四透镜l4的物侧面为凹面，第四透镜l4的像侧面为凹面，第五透镜l5的物侧面为凹面。t56min为0.504mm，位于距离光轴1.6mm高度处。

在本实施方式中，广角镜头10的整体焦距为4.104mm，光学总长ttl为4.829mm，后焦lb为1.288mm，fno为1.885，所述广角镜头的入瞳直径enpd为2.177mm，全视场像高ih为3.465mm，对角线方向的视场角2ω为79.44°，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9示出各数值实施例的各条件式所规定的参数所对应的数值。

【表9】

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。