摄像光学镜头的制作方法

文档序号:13912877阅读:131来源:国知局
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,第六透镜,以及第七透镜;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,所述第二透镜的折射率为n2,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,所述第七透镜物侧面的曲率半径为r13,所述第七透镜像侧面的曲率半径为r14,满足下列关系式:1.05≤f1/f≤1.5,1.7≤n2≤2.2,-2≤f3/f4≤2;-10≤(r13+r14)/(r13-r14)≤10;0.01≤d3/ttl≤0.05。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,利用在焦距、折射率、摄像光学镜头的光学总长、轴上厚度和曲率半径的数据上有特定关系的透镜的共同配合,使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。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,以及所述第一透镜的轴上厚度为d1,且满足下列关系式:-3.22≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.86;0.22≤d1≤0.75。优选的,所述第二透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述摄像光学镜头的焦距为f,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,所述第二透镜的轴上厚度为d3,且满足下列关系式:-6.97≤f2/f≤-1.52;3.87≤(r3+r4)/(r3-r4)≤14.10;0.09≤d3≤0.31。优选的,所述第三透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,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,且满足下列关系式:0.92≤f3/f≤4.71;0.15≤(r5+r6)/(r5-r6)≤1.32;0.30≤d5≤0.90。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;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第四透镜的焦距为f4,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,所述第四透镜的轴上厚度为d7,且满足下列关系式:-38.79≤f4/f≤-2.06;-16.99≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-0.23;0.12≤d7≤0.41。优选的,所述第五透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凸面;所述摄像光学镜头的焦距为f,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,且满足下列关系式:-107.04≤f5/f≤-24.91;-41.21≤(r9+r10)/(r9-r10)≤-0.95;0.10≤d9≤0.41。优选的,所述第六透镜具有正屈折力,其物侧面于近轴为凸面,其像侧面于近轴为凹面;所述摄像光学镜头的焦距为f,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,且满足下列关系式:0.56≤f6/f≤1.85;-4.07≤(r11+r12)/(r11-r12)≤-1.10;0.20≤d11≤0.62。优选的,所述第七透镜具有负屈折力,其物侧面于近轴为凹面,其像侧面于近轴为凹面;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第七透镜的焦距为f7,所述第七透镜的轴上厚度为d13,且满足下列关系式:-1.69≤f7/f≤-0.50;0.09≤d13≤0.38。优选的,所述摄像光学镜头的光学总长ttl小于或等于4.83毫米。优选的,所述摄像光学镜头的光圈f数小于或等于1.85。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。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包括七个透镜。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、第六透镜l6以及第七透镜l7。第七透镜l7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为塑料材质,第二透镜l2为玻璃材质,第三透镜l3为塑料材质,第四透镜l4为塑料材质,第五透镜l5为塑料材质,第六透镜l6为塑料材质,第七透镜l7为塑料材质。在此,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,所述第三透镜l3的焦距为f3,所述第四透镜l4的焦距为f4,所述第二透镜l2的折射率为n2,所述第二透镜l2的轴上厚度为d3,摄像光学镜头的光学总长为ttl,所述第七透镜l7物侧面的曲率半径为r13,所述第七透镜l7像侧面的曲率半径为r14,满足下列关系式:1.05≤f1/f≤1.5,1.7≤n2≤2.2,-2≤f3/f4≤2;-10≤(r13+r14)/(r13-r14)≤10;0.01≤d3/ttl≤0.05。1.05≤f1/f≤1.5,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。优选的,满足1.052≤f1/f≤1.417。1.7≤n2≤2.2,规定了第二透镜l2的折射率,在此范围内更有利于向超薄化发展,同时利于修正像差。优选的,满足1.716≤n2≤2.055。-2≤f3/f4≤2,规定了第三透镜l3的焦距f3与第四透镜l4的焦距f4的比值,可有效降低摄像用光学透镜组的敏感度,进一步提升成像质量。优选的,满足-1.30≤f3/f4≤0.92。-10≤(r13+r14)/(r13-r14)≤10,规定了第七透镜l7的形状,在范围外时,随着向超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题。优选的,满足-4.70≤(r13+r14)/(r13-r14)≤5.34。0.01≤d3/ttl≤0.05,规定了第二透镜l2的轴上厚度与摄像光学镜头10的光学总长ttl的比值,有利于实现超薄化。优选的,满足0.026≤d7/ttl≤0.049。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;整体摄像光学镜头的焦距为f,第一透镜l1焦距f1,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,以及第一透镜l1的轴上厚度d1满足下列关系式:-3.22≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.86,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;0.22≤d1≤0.75,有利于实现超薄化。优选的,-2.01≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.08;0.35≤d1≤0.60。本实施方式中,第二透镜l2的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凹面,具有负屈折力;整体摄像光学镜头10的焦距为f,第二透镜l2焦距f2,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,以及第二透镜l2的轴上厚度d3满足下列关系式:-6.97≤f2/f≤-1.52,通过将第二透镜l2的负光焦度控制在合理范围,以合理而有效地平衡由具有正光焦度的第一透镜l1产生的球差以及系统的场曲量;3.87≤(r3+r4)/(r3-r4)≤14.10,规定了第二透镜l2的形状,在范围外时,随着镜头向超薄广角化发展,难以补正轴上色像差问题;0.09≤d3≤0.31,有利于实现超薄化。优选的,-4.35≤f2/f≤-1.90;6.19≤(r3+r4)/(r3-r4)≤11.28;0.15≤d3≤0.25。本实施方式中,第三透镜l3的物侧面于近轴处为凸面,像侧面于近轴处为凸面,具有正屈折力;整体摄像光学镜头10的焦距为f,第三透镜l3焦距f3,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,以及第三透镜l3的轴上厚度d5满足下列关系式:0.92≤f3/f≤4.71,有利于系统获得良好的平衡场曲的能力,以有效地提升像质;0.15≤(r5+r6)/(r5-r6)≤1.32,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;0.30≤d5≤0.90,有利于实现超薄化。优选的,1.48≤f3/f≤3.77;0.24≤(r5+r6)/(r5-r6)≤1.06;0.47≤d5≤0.72。本实施方式中,第四透镜l4的物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,第四透镜l4焦距f4,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,以及第四透镜l4的轴上厚度d7满足下列关系式:-38.79≤f4/f≤-2.06,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;-16.99≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-0.23,规定的是第四透镜l4的形状,在范围外时,随着超薄广角化的发展,很难补正轴外画角的像差等问题;0.12≤d7≤0.41,有利于实现超薄化。优选的,-24.25≤f4/f≤-2.57;-10.62≤(r7+r8)/(r7-r8)≤-0.29;0.18≤d7≤0.32。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,具有负屈折力;整体摄像光学镜头10的焦距为f,第五透镜l5焦距f5,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,以及第五透镜l5的轴上厚度d9满足下列关系式:-107.04≤f5/f≤-24.91,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;-41.21≤(r9+r10)/(r9-r10)≤-0.95,规定的是第五透镜l5的形状,在条件范围外时,随着超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题;0.10≤d9≤0.41,有利于实现超薄化。优选的,-66.90≤f5/f≤-31.14;-25.76≤(r9+r10)/(r9-r10)≤-1.19;0.16≤d9≤0.33。本实施方式中,第六透镜l6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;整体摄像光学镜头10的焦距为f,第六透镜l6焦距f6,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,以及第六透镜l6的轴上厚度d11满足下列关系式:0.56≤f6/f≤1.85,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;-4.07≤(r11+r12)/(r11-r12)≤-1.10,规定的是第六透镜l6的形状,在条件范围外时,随着超薄广角化发展,很难补正轴外画角的像差等问题;0.20≤d11≤0.62,有利于实现超薄化。优选的,0.90≤f6/f≤1.48;-2.55≤(r11+r12)/(r11-r12)≤-1.37;0.31≤d11≤0.50。本实施方式中,第七透镜l7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,第七透镜l7焦距f7,以及第七透镜l7的轴上厚度d13满足下列关系式:-1.69≤f7/f≤-0.50,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;0.09≤d13≤0.38,有利于实现超薄化。优选的,-1.06≤f7/f≤-0.63;0.14≤d13≤0.30。本实施方式中,摄像光学镜头10的光学总长ttl小于或等于4.83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4.61。本实施方式中,摄像光学镜头10的光圈f数小于或等于1.85。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1.82。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。距离、半径与中心厚度的单位为mm。ttl:光学长度(第1透镜l1的物侧面到成像面的轴上距离);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。以下示出了依据本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据,焦距、距离、半径与中心厚度的单位为mm。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:第七透镜l7的物侧面的曲率半径;r14:第七透镜l7的像侧面的曲率半径;r15:光学过滤片gf的物侧面的曲率半径;r16: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的像侧面到第七透镜l7的物侧面的轴上距离;d13:第七透镜l7的轴上厚度;d14:第七透镜l7的像侧面到光学过滤片gf的物侧面的轴上距离;d15:光学过滤片gf的轴上厚度;d16: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;nd7:第七透镜l7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;v7:第七透镜l7的阿贝数;vg:光学过滤片gf的阿贝数。表2示出本发明实施方式1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示出本发明实施方式1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,r1、r2分别代表第一透镜l1的物侧面和像侧面,r3、r4分别代表第二透镜l2的物侧面和像侧面,r5、r6分别代表第三透镜l3的物侧面和像侧面,r7、r8分别代表第四透镜l4的物侧面和像侧面,r9、r10分别代表第五透镜l5的物侧面和像侧面,r11、r12分别代表第六透镜l6的物侧面和像侧面,r13、r14分别代表第七透镜l7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2反曲点位置3反曲点位置4r110.975r210.185r310.965r40r510.125r60r70r80r920.0550.585r100r1110.535r1230.5351.5951.795r1321.2651.845r1410.425【表4】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470nm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9示出各实例1、2中各种数值与条件式中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,所述摄像光学镜头的入瞳直径为2.034mm,全视场像高为2.933mm,对角线方向的视场角为75.93°,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示出本发明实施方式2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1驻点位置2r10r20r310.905r40r510.905r60r70r810.175r90r100r1111.035r1210.955r130r1410.885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470nm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9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1.967mm,全视场像高为2.933mm,对角线方向的视场角为77.77°,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】参数及条件式实施例1实施例2f3.6603.500f13.8604.670f2-8.360-12.191f311.4936.470f4-70.990-10.802f5-195.880-130.770f64.5213.950f7-2.764-2.965f3/f4-0.162-0.599(r1+r2)/(r1-r2)-1.295-1.609(r3+r4)/(r3-r4)7.7349.397(r5+r6)/(r5-r6)0.8810.295(r7+r8)/(r7-r8)-8.497-0.351(r9+r10)/(r9-r10)-1.423-20.605(r11+r12)/(r11-r12)-1.648-2.037(r13+r14)/(r13-r14)0.6080.684f1/f1.0551.334f2/f-2.284-3.483f3/f3.1401.849f4/f-19.396-3.086f5/f-53.519-37.363f6/f1.2351.129f7/f-0.755-0.847d10.4990.437d30.2090.188d50.5920.598d70.2300.271d90.2000.273d110.4130.391d130.1750.250fno1.7991.779ttl4.3214.390d3/ttl0.0480.043n11.54401.5440n21.91001.7330n31.54401.5440n41.64001.6400n51.64001.6400n61.54401.5440n71.53501.5350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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