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：
：随着成像镜头的发展，人们对镜头的成像要求越来越高，镜头的“夜景拍照”和“背景虚化”也成为衡量镜头成像标准的重要指标。目前多采用旋转对称的非球面，这类非球面只在子午平面内具有充分的自由度，并不能很好的对轴外像差进行校正。自由曲面是一种非旋转对称的表面类型，能够更好地平衡像差，提高成像质量，而且自由曲面的加工也逐渐成熟。随着对镜头成像要求的提升，在设计镜头时加入自由曲面显得十分重要，尤其是在广角和超广角镜头的设计中效果更为明显。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，具有高分辨率、广角、良好成像质量的特点。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种一种摄像光学镜头，其特征在于，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；所述第一透镜至所述第六透镜中的至少一个含自由曲面，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，且满足下列关系式：f1≥0.00；f2≤0.00；f3≥0.00；f4≤0.00。优选地，所述第一透镜的焦距f1与所述第三透镜的焦距f3的比值满足下列关系式：0.00≤f1/f3≤1.00。优选地，所述摄像光学镜头的焦距为f，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：0.38≤f1/f≤1.42；-3.44≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.48；0.08≤d1/ttl≤0.30。优选地，所述摄像光学镜头的焦距为f，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：-5.60≤f2/f≤-1.03；1.08≤(r3+r4)/(r3-r4)≤5.82；0.02≤d3/ttl≤0.07。优选地，所述摄像光学镜头的焦距为f，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：0.42≤f3/f≤2430.45；-20.34≤(r5+r6)/(r5-r6)≤598.19；0.03≤d5/ttl≤0.36。优选地，所述摄像光学镜头的焦距为f，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：-19.93≤f4/f≤-0.97；-2.51≤(r7+r8)/(r7-r8)≤10.54；0.03≤d7/ttl≤0.09。优选地，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，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，且满足下列关系式：0.32≤f5/f≤2.58；-3.08≤(r9+r10)/(r9-r10)≤2.00；0.02≤d9/ttl≤0.25。优选地，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，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，且满足下列关系式：-2.39≤f6/f≤-0.34；0.22≤(r11+r12)/(r11-r12)≤3.37；0.02≤d11/ttl≤0.17。优选地，所述摄像光学镜头的光圈f数为fno，且满足下列关系式：fno≤2.06。优选地，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，所述摄像光学镜头的对角线方向的全视场像高为ih，且满足下列关系式：ttl/ih≤0.91。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的同时，具有高分辨率、广角、良好成像质量的特点，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方式中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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rms光斑直径在第一象限内的情况；图3是本发明第二实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；图4是图3所示摄像光学镜头的rms光斑直径在第一象限内的情况；图5是本发明第三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rms光斑直径在第一象限内的情况；图7是本发明第四实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；图8是图7所示摄像光学镜头的rms光斑直径在第一象限内的情况；图9是本发明第五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rms光斑直径在第一象限内的情况。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包括六个透镜。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。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。在本实施方式中，第一透镜l1为塑料材质，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。通过合理化配置透镜的材料，使得镜头具有良好的光学性能。在本实施方式中，定义所述第一透镜l1至所述第六透镜l6中的至少一个含自由曲面，定义所述第一透镜l1的焦距为f1，所述第二透镜l2的焦距为f2，所述第三透镜l3的焦距为f3，所述第四透镜l4的焦距为f4，且满足下列关系式：f1≥0.00，f2≤0.00，f3≥0.00，f4≤0.00。自由曲面有助于广角光学系统像散、场曲和畸变等像差校正，在满足上述条件式时，可以使摄像光学镜头10满足高分辨率、广角、良好成像质量的设计要求。定义所述第一透镜l1的焦距为f1，所述第三透镜l3的焦距为f3，且满足下列关系式：0.00≤f1/f3≤1.00，规定了第一透镜l1的焦距f1与第三透镜l3的焦距f3的比值，实现光焦度的合理分配，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：0.00≤f1/f3≤0.95。定义摄像光学镜头10的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，满足下列关系式：0.38≤f1/f≤1.42，规定了第一透镜l1焦距与摄像光学镜头10的焦距f的比值，在条件式规定范围内，第一透镜l1具有适当的正屈折力，有助于像差校正，提高成像质量，优选地，满足0.60≤f1/f≤1.13。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：-3.44≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.48，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-2.15≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-0.60。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≤0.30，有利于实现超薄化。优选地，满足0.13≤d1/ttl≤0.24。定义所述第二透镜l2的焦距为f2，所述摄像光学镜头10的焦距为f，满足下列关系式：-5.60≤f2/f≤-1.03，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-3.50≤f2/f≤-1.29。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：1.08≤(r3+r4)/(r3-r4)≤5.82，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1.73≤(r3+r4)/(r3-r4)≤4.65。定义所述第二透镜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≤0.07，有利于实现超薄化。优选地，满足0.03≤d3/ttl≤0.06。定义所述第三透镜l3的焦距为f3，所述摄像光学镜头10的焦距为f，满足下列关系式：0.42≤f3/f≤2430.45，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0.68≤f3/f≤1944.36。定义所述第三透镜l3物侧面的曲率半径为r5，所述第三透镜l3像侧面的曲率半径为r6，满足下列关系式：-20.34≤(r5+r6)/(r5-r6)≤598.19，规定了第三透镜l3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-12.71≤(r5+r6)/(r5-r6)≤478.55。定义所述第三透镜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：0.03≤d5/ttl≤0.36，有利于实现超薄化。优选地，满足0.04≤d5/ttl≤0.29。定义所述第四透镜l4的焦距为f4，满足下列关系式：-19.93≤f4/f≤-0.97，规定了第四透镜l4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-12.46≤f4/f≤-1.21。定义所述第四透镜l4物侧面的曲率半径为r7，所述第四透镜l4像侧面的曲率半径为r8，满足下列关系式：-2.51≤(r7+r8)/(r7-r8)≤10.54，规定了第四透镜l4的形状，在条件式规定范围内时，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-1.57≤(r7+r8)/(r7-r8)≤8.43。定义所述第四透镜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：0.03≤d7/ttl≤0.09，有利于实现超薄化。优选地，满足0.04≤d7/ttl≤0.08。定义所述第五透镜l5的焦距为f5，满足下列关系式：0.32≤f5/f≤2.58，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0.52≤f5/f≤2.07。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：-3.08≤(r9+r10)/(r9-r10)≤2.00，规定的是第五透镜l5的形状，在条件式规定范围内时，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-1.92≤(r9+r10)/(r9-r10)≤1.60。定义所述第五透镜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≤0.25，有利于实现超薄化。优选地，满足0.03≤d9/ttl≤0.20。定义所述第六透镜l6的焦距为f6，满足下列关系式：-2.39≤f6/f≤-0.34，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-1.49≤f6/f≤-0.42。定义所述第六透镜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：0.22≤(r11+r12)/(r11-r12)≤3.37，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0.35≤(r11+r12)/(r11-r12)≤2.69。定义所述第六透镜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：0.02≤d11/ttl≤0.17，有利于实现超薄化。优选地，满足0.03≤d11/ttl≤0.14。本实施方式中，摄像光学镜头10的光圈f数为fno小于或等于2.06，大光圈，成像性能好。优选地，摄像光学镜头10的光圈f数为fno小于或等于2.02。本实施方式中，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的对角线方向的全视场像高为ih，且满足下列关系式：ttl/ih≤0.91，有利于实现超薄化。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，采用自由曲面，可实现设计像面区域与实际使用区域匹配，最大程度提升有效区域的像质；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；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。其中，第一透镜l1的物侧面和像侧面为自由曲面。【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；d：透镜的轴上厚度以及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。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，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，z是非球面深度(非球面上距离光轴为r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)。z＝(cr2)/[1+{1-(k+1)(c2r2)}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示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中的自由曲面数据。【表3】其中，k是圆锥系数，bi是自由曲面系数，r是自由曲面上的点与光轴的垂直距离，x是r的x方向分量，y是r的y方向分量，z是非球面深度(非球面上距离光轴为r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，各个自由曲面使用上述公式(2)中所示的扩展多项式面型(extendedpolynomial)。但是，本发明不限于该公式(2)表示的自由曲面多项式形式。图2示出了第一实施例的摄像光学镜头10的rms光斑直径在第一象限内的情况，根据图2可知，第一实施方式的摄像光学镜头10能够实现良好的成像品质。后出现的表16示出各实例1、2、3、4、5中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。如表16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enpd为2.669mm，全视场像高(对角线方向)ih为8.000mm，x方向像高为6.400mm，y方向像高为4.800mm，在此矩形范围内成像效果最佳，对角线方向的视场角fov为76.65°，x方向的视场角为68.24°，y方向的视场角为53.76°，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4、表5示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。其中，第六透镜l6的物侧面和像侧面为自由曲面。【表4】表5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5】表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中的自由曲面数据。【表6】图4示出了第二实施例的摄像光学镜头20的rms光斑直径在第一象限内的情况，根据图4可知，第二实施方式的摄像光学镜头20能够实现良好的成像品质。如表16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enpd为2.686mm，全视场像高(对角线方向)ih为8.000mm，x方向像高为6.400mm，y方向像高为4.800mm，在此矩形范围内成像效果最佳，对角线方向的视场角fov为78.94°，x方向视场角为67.58°，y方向视场角为53.34°，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7、表8示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。其中，第二透镜l2的物侧面和像侧面为自由曲面。【表7】表8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8】表9示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中的自由曲面数据。【表9】图6示出了第三实施例的摄像光学镜头30的rms光斑直径在第一象限内的情况，根据图6可知，第三实施方式的摄像光学镜头30能够实现良好的成像品质。以下表16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enpd为2.979mm，全视场像高(对角线方向)ih为8.000mm，x方向像高为6.400mm，y方向像高为4.800mm，在此矩形范围内成像效果最佳，对角线方向的视场角fov为76.96°，x方向视场角为65.24°，y方向视场角为51.26°，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10、表11示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的设计数据。其中，第六透镜l6的物侧面和像侧面为自由曲面。【表10】表11示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的非球面数据。【表11】表12示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中的自由曲面数据。【表12】图8示出了第四实施例的摄像光学镜头40的rms光斑直径在第一象限内的情况，根据图8可知，第四实施方式的摄像光学镜头40能够实现良好的成像品质。以下表16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enpd为2.669mm，全视场像高(对角线方向)ih为7.660mm，x方向像高为6.120mm，y方向像高为4.600mm，在此矩形范围内成像效果最佳，对角线方向的视场角fov为71.27°，x方向视场角为60.06°，y方向视场角为46.60°，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。(第五实施方式)第五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13、表14示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50的设计数据。其中，第四透镜l4的物侧面和像侧面为自由曲面。【表13】表14示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50中各透镜的非球面数据。【表14】表15示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50中的自由曲面数据。【表15】图10示出了第五实施例的摄像光学镜头50的rms光斑直径在第一象限内的情况，根据图10可知，第五实施方式的摄像光学镜头50能够实现良好的成像品质。以下表16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enpd为2.659mm，全视场像高(对角线方向)ih为7.660mm，x方向像高为6.120mm，y方向像高为4.600mm，在此矩形范围内成像效果最佳，对角线方向的视场角fov为72.54°，x方向视场角为60.11°，y方向视场角为46.57°，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16】参数及条件式实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5f4.6704.7014.9165.3385.319f14.4114.2254.4074.0274.028f2-12.357-13.156-12.683-8.264-8.243f3148.7747617.0359.3734.5164.517f4-33.910-46.848-7.127-9.873-9.877f53.1363.0527.0399.1199.163f6-2.506-2.395-5.869-3.508-3.604fno1.751.751.652.002.00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12