摄像光学镜头的制作方法

【
技术领域：
】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：
：随着摄像技术的发展，摄像光学镜头被广泛地应用在各式各样的电子产品中，例如智能手机、数码相机等。为方便携带，人们越来越追求电子产品的轻薄化，因此，具备良好成像品质的小型化摄像光学镜头俨然成为目前市场的主流。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。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、广角化、超薄化的设计要求。因此，有必要提供一种具有良好的光学性能且满足大光圈、广角化、超薄化设计要求的摄像光学镜头。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头，旨在解决传统的摄像光学镜头大光圈、广角化、超薄化不充分的问题。本发明的技术方案如下：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、具有正屈折力的第四透镜及具有负屈折力的第五透镜；其中，所述摄像光学镜头整体的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第一透镜的物侧面的曲率半径为r1，所述第一透镜的像侧面的曲率半径为r2，所述第四透镜的物侧面的曲率半径为r7，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为r8，所述第三透镜的轴上厚度为d5，所述第三透镜的像侧面到所述第四透镜的物侧面的轴上距离为d6，且满足下列关系式：-5.00≤f2/f≤-2.50；2.00≤d5/d6≤4.00；-4.00≤r7/r8≤-1.30；-2.00≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00。优选地，所述第五透镜的焦距为f5，且满足下列关系式：-1.50≤f5/f≤-0.50。优选地，所述第一透镜的焦距为f1，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：0.40≤f1/f≤1.38；0.09≤d1/ttl≤0.40。优选地，所述第二透镜的物侧面的曲率半径为r3，所述第二透镜的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：-7.46≤(r3+r4)/(r3-r4)≤2.33；0.02≤d3/ttl≤0.07。优选地，所述第三透镜的焦距为f3，所述第三透镜的物侧面的曲率半径为r5，所述第三透镜的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：-12.02≤f3/f≤-1.35；0.52≤(r5+r6)/(r5-r6)≤6.70；0.04≤d5/ttl≤0.23。优选地，所述第四透镜的焦距为f4，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：0.40≤f4/f≤2.56；0.07≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.89；0.04≤d7/ttl≤0.25。优选地，所述第五透镜的物侧面的曲率半径为r9，所述第五透镜的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：0.59≤(r9+r10)/(r9-r10)≤5.58；0.04≤d9/ttl≤0.12。优选地，所述摄像光学镜头的光圈值为fno，且满足下列关系式：fno≤2.60。优选地，所述摄像光学镜头的视场角为fov，且满足下列关系式：fov≥67.00°。优选地，所述摄像光学镜头的像高为ih，所述摄像光学镜头的光学总长为ttl，且满足下列关系式：ttl/ih≤1.70。本发明的有益效果在于：本发明提供的摄像光学镜头在具有良好光学性能的大光圈的同时，满足广角化和超薄化的设计要求,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】下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。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)请一并参阅图1至图4，本发明提供了第一实施方式的摄像光学镜头10。在图1中，左侧为物侧，右侧为像侧，摄像光学镜头10主要包括五个透镜，从物侧至像侧依次为光圈s1、第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4及第五透镜l5。在第五透镜l5与像面si之间设有玻璃平板gf，玻璃平板gf可以是玻璃盖板，也可以是光学过滤片。在本实施方式中，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；第四透镜l4具有正屈折力；第五透镜l5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。在此，定义摄像光学镜头10整体的焦距为f，第二透镜l2的焦距为f2，第一透镜l1的物侧面的曲率半径为r1，第一透镜l1的像侧面的曲率半径为r2，第四透镜l4的物侧面的曲率半径为r7，第四透镜l4的像侧面的曲率半径为r8，第三透镜l3的轴上厚度为d5，第二透镜l2的像侧面到第三透镜l3的物侧面的轴上距离为d4，第三透镜l3的像侧面到第四透镜l4的物侧面的轴上距离为d6，且满足下列关系式：-5.00≤f2/f≤-2.50(1)2.00≤d5/d6≤4.00(2)-4.00≤r7/r8≤-1.30(3)-2.00≤(r1+r2)/(r1-r2)≤-1.00(4)其中，关系式(1)规定了第二透镜l2的焦距f2与摄像光学镜头10整体的焦距f的比值，在关系式范围内，有助于像差校正，提高成像质量。当d5/d6满足关系式(2)的条件时，有利于镜片加工和镜头组装。关系式(3)规定了第四透镜l4的形状，在关系式范围内，可以缓和光线经过镜片的偏折程度，有效减小像差。关系式(4)规定了第一透镜l1的形状，在关系式范围内，有助于球差校正，提升像质。摄像光学镜头10整体的焦距为f，定义第五透镜l5的焦距为f5，且满足下列关系式：-1.50≤f5/f≤-0.50。该关系式规定了第五透镜l5的焦距f5与摄像光学镜头10整体的焦距f的比值，在关系式范围内，有助于场曲校正。本实施方式中，第一透镜l1的物侧面于近轴处为凸面，其像侧面于近轴处为凹面。摄像光学镜头10整体的焦距为f，定义第一透镜l1的焦距为f1，满足下列关系式：0.40≤f1/f≤1.38。该关系式规定了第一透镜l1的焦距与摄像光学镜头10整体的焦距f的比值，在规定的范围内，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。优选地，满足-0.63≤f1/f≤1.11。定义第一透镜l1的轴上厚度为d1，摄像光学镜头10的光学总长为ttl，满足下列关系式：0.09≤d1/ttl≤0.40，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.14≤d1/ttl≤0.32。本实施方式中，第二透镜l2的物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面。定义第二透镜l2的物侧面的曲率半径为r3，第二透镜l2的像侧面的曲率半径为r4，满足下列关系式：-7.46≤(r3+r4)/(r3-r4)≤2.33。该关系式规定了第二透镜l2的形状，在此范围内时，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-4.66≤(r3+r4)/(r3-r4)≤1.86。第二透镜l2的轴上厚度为d3，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。在该关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.03≤d3/ttl≤0.06。本实施方式中，第三透镜l3的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面。摄像光学镜头10整体的焦距为f，定义第三透镜l3的焦距为f3，满足下列关系式：-12.02≤f3/f≤-1.35。通过第三透镜l3的负光焦度的合理分配，使得摄像光学镜头10具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选地，满足-7.51≤f3/f≤-1.69。定义第三透镜l3的物侧面的曲率半径为r5，第三透镜l3的像侧面的曲率半径为r6，且满足下列关系式：0.52≤(r5+r6)/(r5-r6)≤6.70。可有效控制第三透镜l3的形状，有利于第三透镜l3成型，在关系式规定范围内，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0.84≤(r5+r6)/(r5-r6)≤5.36。摄像光学镜头10的光学总长为ttl，定义第三透镜l3的轴上厚度为d5，满足下列关系式：0.04≤d5/ttl≤0.23。在此关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.07≤d5/ttl≤0.18。本实施方式中，第四透镜l4的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。摄像光学镜头10整体的焦距为f，定义第四透镜l4的焦距为f4,且满足下列关系式：0.40≤f4/f≤2.56。该关系式规定了第四透镜l4的焦距f4与摄像光学镜头10整体的焦距f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0.64≤f4/f≤2.05。定义第四透镜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：0.07≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.89。该关系式规定了第四透镜l4的形状，在此范围内时，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0.11≤(r7+r8)/(r7-r8)≤0.71。定义第四透镜l4的轴上厚度为d7，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≤0.25，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.07≤d7/ttl≤0.20。本实施方式中，第五透镜l5的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面。定义第五透镜l5的物侧面的曲率半径为r9，第五透镜l5的像侧面的曲率半径为r10，且满足下列关系式：0.59≤(r9+r10)/(r9-r10)≤5.58，规定了第五透镜l5的形状，在此范围内时，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0.94≤(r9+r10)/(r9-r10)≤4.47。定义第五透镜l5的轴上厚度为d9，摄像光学镜头10的光学总长为ttl，满足下列关系式：0.04≤d9/ttl≤0.12，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.06≤d9/ttl≤0.09。在本实施方式中，定义摄像光学镜头10的像高为ih，摄像光学镜头的光学总长为ttl满足下列关系式：ttl/ih≤1.70，从而有利于实现超薄化。在本实施方式中，整体摄像光学镜头10的光圈值为fno，且满足下列关系式：fno≤2.60。从而实现大光圈。本实施方式中，摄像光学镜头10的视场角fov大于或等于67.00°，从而实现广角化。本实施方式中，摄像光学镜头10整体的焦距为f，第一透镜l1与第二透镜l2的组合焦距为f12，满足下列关系式：0.47≤f12/f≤1.63。在此关系式范围内，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10的后焦距，维持影像镜片系统组小型化。优选的，满足0.76≤f12/f≤1.31。此外，本实施方式提供的摄像光学镜头10中，各透镜的表面可以设置为非球面，非球面容易制作成球面以外的形状，获得较多的控制变数，用以消减像差，进而缩减透镜使用的数目，因此可以有效降低摄像光学镜头10的总长度。在本实施方式中，各个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。值得一提的是，由于第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5具有如前所述的结构和参数关系，因此，摄像光学镜头10能够合理分配各透镜的光焦度、间隔和形状，并因此校正了各类像差。如此，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。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。光圈值fno：是指摄像光学镜头的有效焦距和入瞳直径的比值。另外，各透镜的物侧面和像侧面中的至少一个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。以下示出了图1所示的摄像光学镜头10的设计数据。表1列出了本发明第一实施方式中构成摄像光学镜头10的第一透镜l1～第五透镜l5的物侧面曲率半径和像侧面曲率半径r、各透镜的轴上厚度以及相邻两透镜间的距离d、折射率nd及阿贝数vd。需要说明的是，本实施方式中，r与d的单位均为毫米(mm)。【表1】上表中各符号的含义如下。s1：光圈；r：光学面中心处的曲率半径；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、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】在表2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(5)其中，x是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，y是非球面深度(非球面上距离光轴为x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,各个透镜面的非球面使用上述公式(5)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(5)表示的非球面多项式形式。表3、表4示出本实施例的摄像光学镜头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】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4p1r10////p1r210.135///p2r110.595///p2r210.345///p3r110.335///p3r210.475///p4r130.5051.3451.515/p4r231.6351.7452.035/p5r140.1651.1952.0552.125p5r240.4552.2052.3552.495【表4】驻点个数驻点位置1驻点位置2p1r10//p1r20//p2r120.7050.795p2r210.915/p3r110.485/p3r210.445/p4r120.8251.275p4r20//p5r10//p5r210.875/另外，在后续的表13中，还列出了第一、二、三实施方式中各种参数与关系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关系式。图2、图3分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm及470nm的光经过摄像光学镜头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。在本实施方式中，所述摄像光学镜头10的入瞳直径enpd为1.540mm，全视场像高ih为3.282mm，对角线方向的视场角fov为80.00°，使得摄像光学镜头10满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。(第二实施方式)图5是第二实施方式中摄像光学镜头20的结构示意图，第二实施方式与第一实施方式基本相同，以下列表中符号含义与第一实施方式也相同，故对于相同的部分此处不再赘述，以下仅列出不同点。本实施方式中，第二透镜l2的像侧面于近轴处为凹面。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示出摄像光学镜头20中各透镜的反曲点及驻点设计数据。【表7】【表8】驻点个数驻点位置1p1r10/p1r210.555p2r10/p2r20/p3r110.805p3r20/p4r110.895p4r20/p5r110.545p5r211.065另外，在后续的表13中，还列出了第二实施方式中各种参数与关系式中已规定的参数所对应的值，显然，本实施方式的摄像光学镜头满足上述的关系式。图6、图7分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm及470nm的光经过摄像光学镜头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。在本实施方式中，所述摄像光学镜头20的入瞳直径enpd为1.631mm，全视场像高ih为3.182mm，对角线方向的视场角fov为73.40°，使得摄像光学镜头20满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。(第三实施方式)图9是第三实施方式中摄像光学镜头30的结构示意图，第三实施方式与第一实施方式基本相同，以下列表中符号含义与第一实施方式也相同，故对于相同的部分此处不再赘述，以下仅列出不同点。本实施方式中，第二透镜l2的物侧面于近轴处为凸面，其像侧面于近轴处为凹面。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示出摄像光学镜头30中各透镜的反曲点及驻点设计数据。【表11】反曲点个数反曲点位置1反曲点位置2反曲点位置3p1r10///p1r220.3850.655/p2r120.1250.585/p2r20///p3r110.425//p3r210.615//p4r120.5851.515/p4r221.5651.675/p5r130.4051.4552.045p5r210.565//【表12】另外，在后续的表13中，还列出了第三实施方式中各种参数与关系式中已规定的参数所对应的值。显然，本实施方式的摄像光学镜头满足上述的关系式。图10、图11分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm及470nm的光经过摄像光学镜头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。在本实施方式中，所述摄像光学镜头30的入瞳直径enpd为1.555mm，全视场像高ih为2.800mm，对角线方向的视场角fov为67.20°，使得所述摄像光学镜头30满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。以下表13根据上述关系式列出了第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式中对应关系式的数值，以及其他相关参数的取值。【表13】以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。当前第1页12