一种八片式大光圈成像镜头的制作方法

本发明涉及光学成像镜头技术领域，具体而言，涉及一种八片式大光圈成像镜头。

背景技术：

近年来，光学成像镜头不断演进，其应用的范围更为广泛，除了要求镜头轻薄短小之外，对镜头的成像质量要求也越来越高。为了提高成像质量，需要增加光学镜片数来修饰像差及色散等问题。然而，随着光学镜片数的增加，第一透镜物侧表面至成像面在光轴上的距离会增大，不利手机、数字相机及车用镜头的薄型化。因此，设计出一个成像质量良好及轻薄短小的多镜片光学成像镜头一直都是业内的目标。现有的八片式成像镜头的成像质量虽然比一般的五片式或六片式镜头的成像质量好，但其体积也相对较大，不能满足对镜头薄型化的要求。此外，大光圈有利于增进光通量，大的视场角也逐渐成为市场趋势，现有的八片式成像镜头的光圈和视场角均不能满足市场日益增长的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种八片式大光圈成像镜头，其成像品质高，体积轻薄，且具备大光圈及大视场角。

一种八片式大光圈成像镜头，其特征在于，由物侧至像侧依序包括：具有正屈折力的第一透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第二透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第四透镜，其物侧表面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第五透镜，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第六透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有正屈折力的第七透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；具有负屈折力的第八透镜，其物侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于近光轴处为凹面；所述八片式大光圈成像镜头满足以下关系式：ttl/imgh<0.84；其中，ttl为所述第一透镜的物侧面在近光轴处到成像面的距离，imgh为所述八片式大光圈成像镜头有效成像区域对角线的长度。

上述结构中，第一透镜的物侧表面于近光轴处为凸面，可有效平衡低阶像差。第二透镜具有负屈折力，有利于消除第一透镜所产生的像差。第三透镜具有正屈折力、第四透镜具有负屈折力、第五透镜具有负屈折力、第六透镜具有正屈折力、第七透镜具有正屈折力可以有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲。第八透镜具有负屈折力且像侧表面于近光轴处为凹面，有助于使光学摄影系统的主点远离像侧端，进而有效缩短光学成像系统的总体长度，有利于系统的小型化，同时可修正离轴像差以提升周边成像品质。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：nd2≧1.68，nd1＝nd3＝nd5＝nd6＝nd7；其中，nd1、nd2、nd3、nd5、nd6、以及nd7分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜、以及第七透镜的折射率。上述折射率的关系有利于保证镜头的成像质量。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-3.3<r72/r81<-2.25；其中，r72为所述第七透镜像侧表面的曲率半径，r81为所述第八透镜物侧表面的曲率半径。上述曲率半径的比值范围可有效平衡像散及彗差，使镜头的成像质量更好。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.22≦t67/ct1<0.26；其中，t67为所述第六透镜与第七透镜在光轴上的间距，ct1为所述第一透镜在光轴上的最大厚度。通过控制第六透镜与第七透镜在光轴上的间距与第一透镜在光轴上的最大厚度的比值，可恰当分配透镜之间的间距，减小摄像镜头的总长，并降低摄像镜头的组装难度，让组装流程顺利、简便的进行。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.22<(f8-f7)/(f2-f1)<0.34；其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f7为所述第七透镜的焦距，f8为所述第八透镜的焦距。通过控制焦距比值可以使该光学成像镜头具有较好的像差矫正能力。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.65<ct1/(ct4+ct5)≦1.14；其中，ct1为所述第一透镜在光轴上的最大厚度，ct4为所述第四透镜在光轴上的最大厚度，ct5为所述第五透镜在光轴上的最大厚度。上述各透镜的最大厚度比值有利于减少镜头体积，达到镜头的小型化。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-2.88<f5/f6<-0.16；其中，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距。满足上述关系式可合理分配透镜的曲折力，保证成像质量的同时有效缩短摄像镜头总长度。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.51<f/f1<0.84；其中，f为所述八片式大光圈成像镜头的有效焦距，f1为所述第一透镜的焦距。通过控制整个系统的有效焦距与第一透镜焦距的比值，可避免第一透镜的光焦度过大，使该光学成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该光学成像镜头有较短的光学长度。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-4.94<f4/f<-3.31；其中，f为所述八片式大光圈成像镜头的有效焦距，f4为所述第四透镜的焦距。通过控制第四透镜焦距相对于整个系统的有效焦距的比值，可避免第四透镜的光焦度过大，使该光学成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该光学成像镜头有较短的光学长度。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.08<ct5/ttl<0.15；其中，ct5为所述第五透镜在光轴上的最大厚度，ttl为所述第一透镜的物侧表面在近光轴处到成像面的距离。满足上述关系有利于控制第五透镜在光轴上的厚度，有利于降低光学成像镜头的敏感性。

进一步的，所述八片式大光圈成像镜头满足关系式：f/epd≦1.48；其中，epd为入瞳直径，f为所述八片式大光圈成像镜头的有效焦距。通过控制上述比值来扩大光圈，增加通光量，可达到更好的成像效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用八片式透镜组合，通过合理的曲折力搭配，在保证镜头高成像品质的同时，有效缩短镜头的总体长度，使得镜头满足薄型化的需求。各个透镜之间合理的参数搭配，使得镜头具有大光圈和大视场角的特点，满足人们在弱光环境和广角的拍摄需求。

附图说明

图1为本发明的八片式大光圈成像镜头第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的八片式大光圈成像镜头第一实施例的像散、畸变曲线图。

图3为本发明的八片式大光圈成像镜头第一实施例的球差曲线图。

图4为本发明的八片式大光圈成像镜头第二实施例的结构示意图。

图5为本发明的八片式大光圈成像镜头第二实施例的像散、畸变曲线图。

图6为本发明的八片式大光圈成像镜头第二实施例的球差曲线图。

图7为本发明的八片式大光圈成像镜头第三实施例的结构示意图。

图8为本发明的八片式大光圈成像镜头第三实施例的像散、畸变曲线图。

图9为本发明的八片式大光圈成像镜头第三实施例的球差曲线图。

图10为本发明的八片式大光圈成像镜头第四实施例的结构示意图。

图11为本发明的八片式大光圈成像镜头第四实施例的像散、畸变曲线图。

图12为本发明的八片式大光圈成像镜头第四实施例的球差曲线图。

图13为本发明的八片式大光圈成像镜头第五实施例的结构示意图。

图14为本发明的八片式大光圈成像镜头第五实施例的像散、畸变曲线图。

图15为本发明的八片式大光圈成像镜头第五实施例的球差曲线图。

图16为本发明的八片式大光圈成像镜头第六实施例的结构示意图。

图17为本发明的八片式大光圈成像镜头第六实施例的像散、畸变曲线图。

图18为本发明的八片式大光圈成像镜头第六实施例的球差曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。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方式。

在本发明的描述中，物侧是指镜头朝向被摄物的一侧，像侧是指镜头朝向成像面的一侧。当在透镜物侧表面的过面上任意一点做切面，该表面总是位于切面的像侧，其曲率半径为正，则透镜的物侧表面为凸面；反之则透镜的物侧表面为凹面，其曲率半径为负。

当在透镜像侧表面的过面上任意一点做切面，该表面总在切面的物侧，其曲率半径为负，则透镜的像侧表面为凸面；反之则透镜的像侧表面为凹面，其曲率半径为正。

若在透镜物侧表面或像侧表面过面上任一点做切面，该表面既有部分在切面的像侧，又有在部分在切面的物侧，则该表面存在反曲点，在近光轴处物侧、像侧表面凹凸的判断仍适用上述方式。

此外，各透镜的非球面曲线方程式表示如下：

其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距离非球面原点的距离矢高，c为非球面的近轴曲率(曲率半径r＝1/c,即为曲率的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数，在本发明中应用到的高阶系数为a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20。

请参考图1，第一实施例中，本发明的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括光阑10、第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18、以及滤光片19。其中，相邻的两个透镜之间具有一间隔距离，且透镜之间无相对移动，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、以及第八透镜18的物侧表面与像侧表面皆为非球面。

具体的，第一透镜11具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第二透镜12具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第三透镜13具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第四透镜14具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面在靠近光轴处可根据实际需要设置为凸面或凹面；第五透镜15具有负屈折力，其像侧表面于近光轴处为凹面，其物侧表面在靠近光轴处可根据实际需要设置为凸面或凹面；第六透镜16具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第七透镜17具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第八透镜18具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于近光轴处为凹面。

上述结构中，第一透镜11的物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面在靠近光轴处为凹面，可有效平衡低阶像差。第二透镜12具有负屈折力，有利于消除第一透镜11所产生的像差。第三透镜13具有正屈折力、第四透镜14具有负屈折力、第五透镜15具有负屈折力、第六透镜16具有正屈折力、第七透镜17具有正屈折力，上述曲折力搭配可以有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲。第八透镜18具有负屈折力且像侧表面于近光轴处为凹面，有助于使光学摄影系统的主点远离像侧端，进而有效缩短光学成像系统的总体长度，有利于系统的小型化，同时可修正离轴像差以提升周边成像品质。

上述八片式大光圈成像镜头满足以下条件：ttl/imgh<0.84，其中，ttl为第一透镜11的物侧面在近光轴处到成像面的距离，imgh为八片式大光圈成像镜头有效成像区域对角线的长度。通过控制ttl/imgh的比值能够保证光学成像镜头具有大像面和薄化的特性。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：nd2≧1.68，nd1＝nd3＝nd5＝nd6＝nd7；其中，nd1、nd2、nd3、nd5、nd6、以及nd7分别为第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第五透镜15、第六透镜16、以及第七透镜17的折射率。上述折射率的关系有利于保证镜头的成像质量。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-3.3<r72/r81<-2.25；其中，r72为第七透镜17像侧表面的曲率半径，r81为第八透镜18物侧表面的曲率半径。上述曲率半径的比值范围可有效平衡像散及彗差，使镜头的成像质量更好。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.22≦t67/ct1<0.26；其中，t67为第六透镜16与第七透镜17在光轴上的间距，ct1为第一透镜11在光轴上的最大厚度。通过控制第六透镜16与第七透镜17在光轴上的间距与第一透镜11在光轴上的最大厚度的比值，可恰当分配透镜之间的间距，减小摄像镜头的总长，并降低摄像镜头的组装难度，让组装流程顺利、简便的进行。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.22<(f8-f7)/(f2-f1)<0.34；其中，f1为第一透镜11的焦距，f2为第二透镜12的焦距，f7为第七透镜17的焦距，f8为第八透镜18的焦距。通过控制焦距比值可以使该光学成像镜头具有较好的像差矫正能力。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.65<ct1/(ct4+ct5)≦1.14；其中，ct1为第一透镜11在光轴上的最大厚度，ct4为第四透镜14在光轴上的最大厚度，ct5为第五透镜15在光轴上的最大厚度。上述各透镜的最大厚度比值有利于减少镜头体积，达到镜头的小型化。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-2.88<f5/f6<-0.16；其中，f5为第五透镜15的焦距，f6为第六透镜16的焦距。满足上述关系式可合理分配透镜的曲折力，保证成像质量的同时有效缩短摄像镜头总长度。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.51<f/f1<0.84；其中，f为八片式大光圈成像镜头的有效焦距，f1为第一透镜11的焦距。通过控制整个系统的有效焦距与第一透镜11焦距的比值，可避免第一透镜11的光焦度过大，使该光学成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该光学成像镜头有较短的光学长度。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：-4.94<f4/f<-3.31；其中，f为八片式大光圈成像镜头的有效焦距，f4为第四透镜14的焦距。通过控制第四透镜14的焦距相对于整个系统的有效焦距的比值，可避免第四透镜14的光焦度过大，使该光学成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该光学成像镜头有较短的光学长度。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：0.08<ct5/ttl<0.15；其中，ct5为第五透镜15在光轴上的最大厚度，ttl为第一透镜11的物侧表面在近光轴处到成像面的距离。满足上述关系有利于控制第五透镜15在光轴上的厚度，有利于降低光学成像镜头的敏感性。

优选的，上述八片式大光圈成像镜头满足关系式：f/epd≦1.48；其中，epd为入瞳直径，f为八片式大光圈成像镜头的有效焦距。通过控制上述比值来扩大光圈，增加通光量，可达到更好的成像效果。

本发明的八片式大光圈成像镜头将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。

第一实施例

请结合图2和图3，在第一实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表1-1、表1-2以及表1-3。

表1-1为第一实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表1-2为第一实施例中各透镜的非球面系数：

表1-3为第一实施例中各条件表达式的值：

第二实施例

请结合图4至图6，本实施例的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括第一透镜21、第二透镜22、第三透镜23、第四透镜24、第五透镜25、第六透镜26、第七透镜27、以及第八透镜28。具体实施时，第一透镜21的物侧表面设有光阑20，第八透镜28的像侧设有滤光片29。

应当理解的是，第二实施例中的八片式大光圈成像镜头满足上述第一实施例中的曲折力、表面凹凸、以及各个表达式，在此不做赘述。

在第二实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表2-1、表2-2以及表2-3。

表2-1为第二实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表2-2为第二实施例中各透镜的非球面系数：

表2-3为第二实施例中各条件表达式的值：

第三实施例

请结合图7至图9，本实施例的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、第五透镜35、第六透镜36、第七透镜37、以及第八透镜38。具体实施时，第一透镜31的物侧表面设有光阑30，第八透镜38的像侧设有滤光片39。

应当理解的是，第三实施例中的八片式大光圈成像镜头满足上述第一实施例中的曲折力、表面凹凸、以及各个表达式，在此不做赘述。

在第三实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表3-1、表3-2以及表3-3。

表3-1为第三实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表3-2为第三实施例中各透镜的非球面系数：

表3-3为第三实施例中各条件表达式的值：

第四实施例

请结合图10至图12，本实施例的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括第一透镜41、第二透镜42、第三透镜43、第四透镜44、第五透镜45、第六透镜46、第七透镜47、以及第八透镜48。具体实施时，第一透镜41的物侧表面设有光阑40，第八透镜48的像侧设有滤光片49。

应当理解的是，第四实施例中的八片式大光圈成像镜头满足上述第一实施例中的曲折力、表面凹凸、以及各个表达式，在此不做赘述。

在第四实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表4-1、表4-2以及表4-3。

表4-1为第四实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表4-2为第四实施例中各透镜的非球面系数：

表4-3为第四实施例中各条件表达式的值：

第五实施例

请结合图13至图15，本实施例的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第四透镜54、第五透镜55、第六透镜56、第七透镜57、以及第八透镜58。具体实施时，第一透镜51的物侧表面设有光阑50，第八透镜58的像侧设有滤光片59。

应当理解的是，第五实施例中的八片式大光圈成像镜头满足上述第一实施例中的曲折力、表面凹凸、以及各个表达式，在此不做赘述。

在第五实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表5-1、表5-2以及表5-3。

表5-1为第五实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表5-2为第五实施例中各透镜的非球面系数：

表5-3为第五实施例中各条件表达式的值：

第六实施例

请结合图16至图18，本实施例的八片式大光圈成像镜头由物侧至像侧依序包括第一透镜61、第二透镜62、第三透镜63、第四透镜64、第五透镜65、第六透镜66、第七透镜67、以及第八透镜68。具体实施时，第一透镜61的物侧表面设有光阑60，第八透镜68的像侧设有滤光片69。

应当理解的是，第六实施例中的八片式大光圈成像镜头满足上述第一实施例中的曲折力、表面凹凸、以及各个表达式，在此不做赘述。

在第六实施例中，八片式大光圈成像镜头满足表6-1、表6-2以及表6-3。

表6-1为第六实施例的八片式大光圈成像镜头的基本参数：

表6-2为第六实施例中各透镜的非球面系数：

表6-3为第六实施例中各条件表达式的值：

为了便于比较上述六个实施例，下表为各实施例相应条件下各表达式所得值的汇总：

上述实施例中的八片式大光圈成像镜头通过合理的曲折力搭配，在保证镜头高成像品质的同时，有效缩短镜头的总体长度，使得镜头满足薄型化的需求。各个透镜之间合理的参数搭配，使得镜头具有大光圈和大视场角的特点，满足人们在弱光环境和广角的拍摄需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。