摄像光学镜头的制作方法

文档序号:20201157发布日期:2020-03-27 20:39阅读:96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。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,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,具有负屈折力的第三透镜,第四透镜,第五透镜,具有正屈折力的第六透镜,以及具有负屈折力的第七透镜;所述摄像光学镜头的焦距为f,所述第三透镜的焦距为f3,所述第一透镜的阿贝数为v1,所述第二透镜的阿贝数v2,且满足下列关系式:2.80≤v1/v2≤4.50;-10.00≤f3/f≤-3.00。优选地,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,且满足下列关系式:(r9+r10)/(r9-r10)≥5.00。优选地,所述第七透镜的焦距为f7,且满足下列关系式:-1.00≤f7/f≤-0.50。优选地,所述第一透镜的焦距为f1,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,且满足下列关系式:0.52≤f1/f≤1.66;-4.08≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.28;0.08≤d1/ttl≤0.24。优选地,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,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-14.13≤f2/f≤-4.10;3.40≤(r3+r4)/(r3-r4)≤15.14;0.02≤d3/ttl≤0.06。优选地,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,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.66≤(r5+r6)/(r5-r6)≤10.29;0.02≤d5/ttl≤0.06。优选地,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,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:-218.89≤f4/f≤24.99;-4.67≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.39;0.04≤d7/ttl≤0.14。优选地,所述第五透镜的焦距为f5,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:-10.13≤f5/f≤2493.58;0.02≤d9/ttl≤0.09。优选地,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,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.33≤f6/f≤1.92;-4.89≤(r11+r12)/(r11-r12)≤0.21;0.04≤d11/ttl≤0.15。优选地,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,所述第七透镜的轴上厚度为d13,所述摄像光学镜头的光学总长为ttl,且满足下列关系式:0.03≤(r13+r14)/(r13-r14)≤0.83;0.03≤d13/ttl≤0.11。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,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;图9是本发明第三实施方式的摄像光学镜头的结构示意图;图10是图9所示摄像光学镜头的轴向像差示意图;图11是图9所示摄像光学镜头的倍率色差示意图;图12是图9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具有正屈折力,第二透镜l2具有负屈折力,第三透镜l3具有负屈折力,第六透镜l6具有正屈折力,第七透镜l7具有负屈折力。第一透镜l1为玻璃材质,第二透镜l2为塑料材质,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v2,满足下列关系式:2.80≤v1/v2≤4.50,规定了第一第二透镜的阿贝数的比值,在此范围内更有利于向超薄化发展,同时利于修正像差。优选地,满足2.84≤v1/v2≤4.35。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第三透镜l3的焦距为f3,满足下列关系式:-10.00≤f3/f≤-3.00,规定了第三透镜焦距与总焦距的比值,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。优选地,满足-9.98≤f3/f≤-3.03。定义所述第五透镜l5物侧面的曲率半径为r9,所述第五透镜l5像侧面的曲率半径为r10,满足下列关系式:(r9+r10)/(r9-r10)≥5.00,规定了第五透镜的形状,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。定义所述第七透镜l7的焦距为f7,满足下列关系式:-1.00≤f7/f≤-0.50,规定了第七透镜焦距与总焦距的比值,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。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第一透镜的焦距为f1,满足下列关系式:0.52≤f1/f≤1.66,规定了第一透镜l1的正屈折力与整体焦距的比值。在规定的范围内时,第一透镜具有适当的正屈折力,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。优选地,满足0.84≤f1/f≤1.33。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:-4.08≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.28,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,优选地,满足-2.55≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.60。所述第一透镜l1的轴上厚度为d1,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.08≤d1/ttl≤0.24,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.13≤d1/ttl≤0.20。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第二透镜l2的焦距为f2,满足下列关系式:-14.13≤f2/f≤-4.10,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。优选地,满足-8.83≤f2/f≤-5.13。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,满足下列关系式:3.40≤(r3+r4)/(r3-r4)≤15.14,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。优选地,满足5.45≤(r3+r4)/(r3-r4)≤12.11。所述第二透镜l2的轴上厚度为d3,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.02≤d3/ttl≤0.06,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.03≤d3/ttl≤0.04。所述第三透镜l3物侧面的曲率半径为r5,第三透镜l3像侧面的曲率半径为r6,满足下列关系式:0.66≤(r5+r6)/(r5-r6)≤10.29,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。优选地,满足1.05≤(r5+r6)/(r5-r6)≤8.23。所述第三透镜l3的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.02≤d5/ttl≤0.06,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.03≤d5/ttl≤0.05。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第四透镜的焦距为f4,满足下列关系式:-218.89≤f4/f≤24.99,规定了第四透镜焦距与系统焦距的比值,在条件式范围内有助于提高光学系统性能。优选地,满足-136.81≤f4/f≤19.99。所述第四透镜l4物侧面的曲率半径为r7,第四透镜l4像侧面的曲率半径为r8,满足下列关系式:-4.67≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.39,规定的是第四透镜l4的形状,在范围内时,随着超薄广角化的发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选地,满足-2.92≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.31。所述第四透镜l4的轴上厚度为d7,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.04≤d7/ttl≤0.14,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.07≤d7/ttl≤0.11。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第五透镜l5的焦距为f5,满足下列关系式:-10.13≤f5/f≤2493.58,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。优选地,满足-6.33≤f5/f≤1994.87。所述第五透镜l5的轴上厚度为d9,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.02≤d9/ttl≤0.09,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.04≤d9/ttl≤0.07。定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,所述第六透镜l6的焦距为f6,满足下列关系式:0.33≤f6/f≤1.92,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。优选地,满足0.53≤f6/f≤1.54。所述第六透镜l6物侧面的曲率半径为r11,所述第六透镜l6像侧面的曲率半径为r12,满足下列关系式:-4.89≤(r11+r12)/(r11-r12)≤0.21,规定的是第六透镜l6的形状,在条件范围内时,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选地,满足-3.06≤(r11+r12)/(r11-r12)≤0.17。所述第六透镜l6的轴上厚度为d11,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.04≤d11/ttl≤0.15,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.06≤d11/ttl≤0.12。定义所述第七透镜l7物侧面的曲率半径为r13,第七透镜l7像侧面的曲率半径为r14,满足下列关系式:0.03≤(r13+r14)/(r13-r14)≤0.83,规定的是第八透镜l8的形状,在条件范围内时,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选地,满足0.05≤(r13+r14)/(r13-r14)≤0.67。所述第七透镜l7的轴上厚度为d13,所述摄像光学镜头10的光学总长为ttl,满足下列关系式:0.03≤d13/ttl≤0.11,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选地,满足0.04≤d13/ttl≤0.09。在本实施方式中,整体摄像光学镜头10的像高为ih,满足下列条件式:ttl/ih≤1.35,从而实现超薄化。本实施方式中,摄像光学镜头10的光圈fno数小于或等于1.59。大光圈,成像性能好。本实施方式中,摄像光学镜头10的视场角fov大于或等于82°,从而实现广角化。当满足上述关系时,使得摄像光学镜头10具有良好光学性能的同时,能够满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求;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: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。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,p6r1、p6r2分别代表第六透镜l6的物侧面和像侧面,p7r1、p7r2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3p1r111.615p1r211.105p2r10p2r20p3r110.405p3r220.4951.225p4r120.2851.365p4r210.145p5r110.525p5r230.4151.7852.125p6r120.7652.235p6r220.1750.755p7r111.585p7r220.5253.235【表4】驻点个数驻点位置1驻点位置2p1r10p1r20p2r10p2r20p3r110.685p3r220.8551.355p4r110.495p4r210.245p5r111.005p5r210.805p6r111.285p6r220.2950.995p7r113.165p7r211.085图2、图3分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及436nm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示出各实例1、2、3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3.297mm,全视场像高为4.636mm,对角线方向的视场角为80.00°,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3p1r10p1r211.205p2r10p2r20p3r110.405p3r220.4951.225p4r111.355p4r210.055p5r110.625p5r230.4751.8352.155p6r120.7452.225p6r210.765p7r111.625p7r220.4353.175【表8】图6、图7分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及436nm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3.296mm,全视场像高为4.636mm,对角线方向的视场角为80.00°,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】驻点个数驻点位置1驻点位置2驻点位置3p1r10p1r20p2r10p2r20p3r110.255p3r220.6251.365p4r130.6351.5051.865p4r20p5r110.605p5r210.615p6r111.155p6r20p7r113.205p7r211.225图10、图11分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及436nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头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3.301mm,全视场像高为4.636mm,对角线方向的视场角为80.00°,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。【表13】其中,fno为摄像光学镜头的光圈f数。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1 2 3 
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