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-oxidesemiconductorsensor，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、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、超薄化、广角化的设计要求。

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、超薄化、广角化的设计要求。

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，自物侧至像侧依序包含：具有负屈折力的第一透镜，具有正屈折力的第二透镜，具有负屈折力的第三透镜，具有正屈折力的第四透镜，以及具有负屈折力的第五透镜；

所述摄像光学镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，所述第五透镜的焦距为f5，所述第三透镜物侧面的曲率半径为r5，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，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，所述第四透镜像侧面到所述第五透镜物侧面的轴上距离为d8，满足下列关系式：

-8.00≤（f1+f3+f5）/f≤-6.00；

1.00≤(r7+r8)/(r7-r8)≤3.00；

r5/d5≤-15.00；

10.00≤d7/d8≤13.02；

0.80≤f4/f≤1.50。

优选的，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，且满足下列关系式：

0.30≤(r3+r4)/(r3-r4)≤0.70。

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，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，满足下列关系式：

-5.11≤f1/f≤-1.55；

-1.23≤(r1+r2)/(r1-r2)≤1.09；

0.03≤d1/ttl≤0.17。

优选的，所述第二透镜的焦距为f2，所述第二透镜的轴上厚度为d3，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，且满足下列关系式：

0.42≤f2/f≤1.72；

0.06≤d3/ttl≤0.27。

优选的，所述第三透镜像侧面的曲率半径为r6，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，且满足下列关系式：

-7.15≤f3/f≤-1.48；

0.40≤(r5+r6)/(r5-r6)≤1.24；

0.02≤d5/ttl≤0.08。

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：

0.08≤d7/ttl≤0.35。

优选的，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：

-4.14≤f5/f≤-0.83；

1.77≤(r9+r10)/(r9-r10)≤5.44；

0.04≤d9/ttl≤0.14。

优选的，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，所述摄像光学镜头的像高为ih，满足下列关系式：

ttl/ih≤2.00。

优选的，所述摄像光学镜头的fno，满足下列关系式：

fno≤2.25。

优选的，所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12，满足下列关系式：

0.49≤f12/f≤2.25。

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，且具有大光圈、广角化、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：第一透镜l1、光圈s1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4以及第五透镜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，定义所述摄像光学镜头10的焦距为f，所述第一透镜l1的焦距为f1，所述第三透镜l3的焦距为f3，所述第五透镜l5的焦距为f5，满足下列关系式：-8.00≤（f1+f3+f5）/f≤-6.00；规定了所述第一透镜l1、所述第三透镜l3和所述第五透镜l5的焦距之和与所述摄像光学镜头10的焦距的比值，可适当配置第一透镜l1、第三透镜l3和第五透镜l5的焦距，对光学系统的像差进行校正，进而提升成像品质。

所述第四透镜l4物侧面的曲率半径为r7，以及所述第四透镜l4像侧面的曲率半径为r8，满足下列关系式：1.00≤(r7+r8)/(r7-r8)≤3.00；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。

所述第三透镜l3物侧面的曲率半径为r5，所述第三透镜l3的轴上厚度为d5，满足下列关系式：r5/d5≤-15.00；规定了所述第三透镜l3的形状，在条件范围内有利于镜片加工。

所述第四透镜l4的轴上厚度为d7，所述第四透镜l4像侧面到所述第五透镜l5物侧面的轴上距离为d8，满足下列关系式：10.00≤d7/d8≤13.02；规定了所述第四透镜l4的轴上厚度和所述第四透镜l4像侧面到所述第五透镜l5物侧面的轴上距离的比值，在条件范围内有利于压缩系统总长。

所述第四透镜l4的焦距为f4，满足下列关系式：0.80≤f4/f≤1.50；规定了所述第四透镜l4的焦距和所述摄像光学镜头10的焦距的比值，在条件范围内，通过光焦度的合理分配，使得系统具有较佳的成像品质，有助于提高光学系统性能。

定义所述第二透镜l2物侧面的曲率半径为r3，以及所述第二透镜l2像侧面的曲率半径为r4，且满足下列关系式：0.30≤(r3+r4)/(r3-r4)≤0.70；规定了所述第二透镜l2的形状，有利于平衡系统球差。

定义所述第一透镜l1的焦距为f1，满足下列关系式：-5.11≤f1/f≤-1.55；规定了第一透镜l1的焦距与整体焦距的比值，在条件式范围内，所述第一透镜l1具有适当的负屈折力，有利于减小系统像差，同时有利于镜头向超薄化、广角化发展。

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：-1.23≤(r1+r2)/(r1-r2)≤1.09；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。

所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl，所述第一透镜l1的轴上厚度为d1，满足下列关系式：0.03≤d1/ttl≤0.17，在条件范围内，有利于实现超薄化。

定义所述第二透镜l2的焦距为f2，满足下列关系式：0.42≤f2/f≤1.72，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。

所述第二透镜l2的轴上厚度为d3，满足下列关系式：0.06≤d3/ttl≤0.27，在条件范围内，有利于实现超薄化。

定义所述第三透镜l3的焦距为f3，满足下列关系式：-7.15≤f3/f≤-1.48，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。

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：0.40≤(r5+r6)/(r5-r6)≤1.24；规定了第三透镜的形状，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。

所述第三透镜l3的轴上厚度为d5，满足下列关系式：0.02≤d5/ttl≤0.08，在条件范围内，有利于实现超薄化。

定义所述第四透镜l4的轴上厚度为d7，满足下列关系式：0.08≤d7/ttl≤0.35，在条件范围内，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：-4.14≤f5/f≤-0.83。对第五透镜l5的限定可有效的使得摄像光学镜头的光线角度平缓，降低公差敏感度。

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，且满足下列关系式：1.77≤(r9+r10)/(r9-r10)≤5.44。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。

所述第五透镜l5的轴上厚度为d9，满足下列关系式：0.04≤d9/ttl≤0.14，在条件范围内，有利于实现超薄化。

进一步的，定义所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl，所述摄像光学镜头10的像高为ih，满足下列关系式：ttl/ih≤2.00，有利于实现超薄化。

定义所述摄像光学镜头10的fno，满足下列关系式：fno≤2.25，有利于实现大光圈，使得成像性能好。

定义所述第一透镜l1与所述第二透镜l2的组合焦距为f12，满足下列关系式：0.49≤f12/f≤2.25；在条件范围内，可消除所述摄像光学镜头10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。

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，还能满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求；根据该摄像光学镜头10的特性，该摄像光学镜头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的物侧面到像面si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；

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、a18、a20是非球面系数。

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

【表4】

图2、图3分别示出了波长为435nm、470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差和倍率色差示意图。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、表14示出各实施方式一、二、三中各种参数所对应的值与各条件式所对应的值。

如表13、表14所示，第一实施方式满足各参数所对应的值及各条件式所对应的值。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头的入瞳直径为0.742mm，所述摄像光学镜头的像高ih为2.300mm，对角线方向的视场角为119.80°，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】

【表8】

图6、图7分别示出了波长为435nm、470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差和倍率色差示意图。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，图8的场曲s是弧矢方向的场曲，t是子午方向的场曲。

如表13、表14所示，第二实施方式满足各参数所对应的值及各条件式所对应的值。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头的入瞳直径为0.742mm，所述摄像光学镜头的像高ih为2.300mm，对角线方向的视场角为119.80°，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】

【表12】

图10、图11分别示出了波长为435nm、470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差和倍率色差示意图。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，图12的场曲s是弧矢方向的场曲，t是子午方向的场曲。

如表13、表14所示，第三实施方式满足各参数所对应的值及各条件式所对应的值。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头的入瞳直径为0.741mm，所述摄像光学镜头的像高ih为2.300mm，对角线方向的视场角为119.80°，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】

【表14】

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。