一种超薄广角成像镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像技术领域，具体而言，涉及一种超薄广角成像镜头。


背景技术：

2.随着科技尤其是电子技术的飞速发展，移动轻便型电子装置得到了迅速的普及，推动着应用在电子装置上的影像模块相关技术蓬勃发展。影像模块得到了越来越广泛的应用，如应用于智能手机、平板电脑、行车记录仪、运动相机，而智能手机等电子产品的不断升级趋势也让人们对镜头的要求越来越高，传统的五片式镜片结构的成像镜头无法满在兼顾小型化的同时满足广角取像的要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种超薄广角成像镜头，可有效地缩短系统长度，满足小型化需求，同时提高广角拍摄的成像品质。
4.一种超薄广角成像镜头，由物侧到像侧依次包括：光阑；第一透镜，所述第一透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹，其像侧表面于近光轴处为凸；第二透镜，所述第二透镜具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹；第三透镜，所述第三透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹；第四透镜，所述第四透镜具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹，其像侧表面于近光轴处为凸；第五透镜，所述第五透镜具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹；所述光学成像镜头满足以下关系式：0.2≤sd3/imgh≤0.25；|(r8+r10)/(r8
‑
r10)|＜0.3；0＜f1/f＜1.5；其中，sd3为所述第一透镜像侧表面的最大光学有效尺寸，imgh为所述超薄广角成像镜头有效成像区域对角线长度的一半，r8为所述第四透镜物侧表面的曲率半径，r10为所述第五透镜物侧表面的曲率半径，f为成像镜头的焦距，f1为所述第一透镜的焦距。
5.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：1.3＜ct4/ct5＜2.3，其中，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。
6.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：distortion＜20％，distortion为所述超薄广角成像镜头在1.0f处的光学畸变值。
7.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：100＜fov＜115，fov为所述超薄广角成像镜头的的视场角。
8.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：1.9＜fno＜2.5，fno为所述超薄广角成像镜头的光圈数。
9.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：atmax/ctmax＜0.5，其中，atmax为两相邻透镜位于光轴上的最大间距，ctmax为单一透镜在光轴上的最大厚度。
10.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：f/bfl＜3.1，bfl为所述第五透镜像侧面顶端到成像面的距离。
11.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：0＜|f3/f2|＜2.5，其中，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距。
12.进一步的，所述超薄广角成像镜头满足以下条件：1.5＜ct4/ct3＜2.5，其中，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。
13.进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜的物侧表面与像侧表面均为非球面，且透镜间无相对移动。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：五片式镜片结构可有效地缩短系统长度，适配于各电子装置，满足在小型化的同时兼具影像质量的需求。通过五片镜片式结构，并合理设置各镜片的面形结构与光学参数，可在提高成像视场角的情况下维持高成像品质，以提高广角成像性能，适用于各类需配备有广角取像要求的可携式装置(例如手机等)使用。
附图说明
15.图1为本实用新型的超薄广角成像镜头第一实施例的结构示意图。
16.图2为本实用新型的超薄广角成像镜头第一实施例的像散、畸变曲线图。
17.图3为本实用新型的超薄广角成像镜头第一实施例的球差曲线图。
18.图4为本实用新型的超薄广角成像镜头第二实施例的结构示意图。
19.图5为本实用新型的超薄广角成像镜头第二实施例的像散、畸变曲线图。
20.图6为本实用新型的超薄广角成像镜头第二实施例的球差曲线图。
21.图7为本实用新型的超薄广角成像镜头第三实施例的结构示意图。
22.图8为本实用新型的超薄广角成像镜头第三实施例的像散、畸变曲线图。
23.图9为本实用新型的超薄广角成像镜头第三实施例的球差曲线图。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型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。
25.在本实用新型的描述中，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。
26.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。
27.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。
28.此外，各透镜的非球面曲线方程式表示如下：
29.30.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，在本实用新型中应用到的高阶系数为a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20。
31.如图1至图3所示，第一实施例中，本实用新型的超薄广角成像镜头由物侧到像侧依序包括未图示的光阑、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、以及滤光片16。其中，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15的位置相对固定，且物侧表面和像侧表面均为非球面。
32.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凹，其像侧表面于近光轴处为凸。将第一透镜11的物侧表面设为凹面，并采用正屈折力配置，能够缩短光学总长度，以满足小型化需求。该第一透镜11的物侧表面于近光轴处为凹，像侧面于近光轴处为凸面，可有效平衡低阶像差。
33.第二透镜12具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹。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，且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，有助于加强修正系近轴球差的修正与离轴像差的修正。
34.第三透镜13具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹。第三透镜13有正屈折力且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可有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲。
35.第四透镜14具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹，其像侧表面于近光轴处为凸。第四透镜14具有正屈折力且物侧表面于近光轴处为凹，其像侧表面于近光轴处为凸有助于加强像散的修正。
36.第五透镜15具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹。第五透镜15具有负屈折力且物侧表面于近光轴处为凸，其像侧表面于近光轴处为凹，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。
37.上述结构，合理的材料选取及屈折力搭配，当满足特定的条件时，整个光学具备较佳的光线汇聚能力，在满足成像要求，同时有达到广角摄像的效果。
38.本实施例的超薄广角成像镜头满足关系式：0.2≤sd3/imgh≤0.25，其中，sd3为第一透镜11像侧表面的最大光学有效尺寸，imgh为超薄广角成像镜头有效成像区域对角线长度的一半。满足上述关系式可使镜头在满足较大视场角的同时，更好的压缩第一透镜11的光学有效径尺寸，有利于镜头小头部的实现。
39.本实施例的超薄广角成像镜头满足关系式：|(r8+r10)/(r8
‑
r10)|＜0.3，其中，r8为第四透镜14物侧表面的曲率半径，r10为第五透镜15物侧表面的曲率半径。较为合理的曲率有助于透镜组后端平衡成像透镜组的像散和场曲，从而使成像质量得以提升。
40.本实施例的超薄广角成像镜头满足关系式：0＜f1/f＜1.5，其中，f为成像镜头的焦距，f1为所述第一透镜11的焦距。满足以上条件可以使第一透镜11有足够的屈折力，足够的屈折力在有利于缩短镜头光学总长的，同时为广角镜头提供了足够的屈折力，有助与广角镜头在大角度成像时边缘光线可以更好的汇聚保证成像质量。
41.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：1.3＜ct4/ct5＜2.3，其中，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。上述结构可调整第四透镜14和第五透镜15的面型以调整离轴像差。
42.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：distortion＜20％，distortion为超薄广角成像镜头在1.0f处的光学畸变值。满足以上条件可以用来限制光学系统的畸变，有助于保持拍摄图像的形变。
43.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：100＜fov＜115，fov为超薄广角成像镜头的的视场角。满足以上条件可以在保证广角镜头满足成像质量的前提下有足够的视场角以保证足够的取像范围。
44.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：1.9＜fno＜2.5，fno为所述超薄广角成像镜头的光圈数。较为合理的光圈数可确保整体成像透镜组兼具大广角的同时有足够的进光量。
45.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：atmax/ctmax＜0.5，其中，atmax为两相邻透镜位于光轴上的最大间距，ctmax为单一透镜在光轴上的最大厚度。满足以上条件可有效平衡成像透镜组配置，已达到较佳的空间利用率。
46.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：f/bfl＜3.1，bfl为第五透镜15像侧面顶端到成像面的距离。上述结构可有利于广角镜头的装配。
47.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：0＜|f3/f2|＜2.5，其中，f2为第二透镜12的焦距，f3为第三透镜13的焦距。满足以上条件可平衡透镜组屈折力，以有效降低敏感度。
48.优选的，超薄广角成像镜头满足以下条件：1.5＜ct4/ct3＜2.5，其中，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。满足以上条件可控制广角镜头各镜片的中心厚度在合理的比值范围内，有助于降低光学系统整体敏感度。
49.本实用新型的超薄广角成像镜头将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。
50.第一实施例，请结合图1至图3，在第一实施例中，超薄广角成像镜头满足表1
‑
1、表1
‑
2以及表1
‑
3。
51.表1
‑
1为第一实施例的光学镜头的基本参数：
[0052][0053]
表1
‑
2为第一实施例中各透镜的非球面系数：
[0054][0055][0056]
表1
‑
3为第一实施例中各条件表达式的值：
[0057][0058]
第二实施例，请结合图4至图6，本实用新型的超薄广角成像镜头由物侧到像侧依序包括未图示的光阑、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、以及滤光片26。其中，第一透镜21、第二透镜22、第三透镜23、第四透镜24、以及第五透镜25的位置相对固定，且物侧表面和像侧表面均为非球面。在第二实施例中，超薄广角成像镜头满足表2
‑
1、表2
‑
2以及表2
‑
3。
[0059]
表2
‑
1为第二实施例的光学镜头的基本参数：
[0060][0061][0062]
表2
‑
2为第二实施例中各透镜的非球面系数：
[0063][0064]
表2
‑
3为第二实施例中各条件表达式的值：
[0065][0066]
第三实施例，请结合图7至图9，本实用新型的超薄广角成像镜头由物侧到像侧依序包括未图示的光阑、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、以及滤光片36。其中，第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、以及第五透镜35的位置相对固定，且物侧表面和像侧表面均为非球面。在第二实施例中，超薄广角成像镜头满足表3
‑
1、表3
‑
2以及表3
‑
3。
[0067]
表3
‑
1为第三实施例的光学镜头的基本参数：
[0068]
[0069][0070]
表3
‑
2为第三实施例中各透镜的非球面系数：
[0071][0072]
表3
‑
3为第三实施例中各条件表达式的值：
[0073][0074]
为了便于比较上述三个实施例，下表为各实施例相应条件下各表达式所得值的汇总：
[0075]
条件实施例1实施例2实施例3最大最小sd3/imgh0.23200.24500.24100.24500.2320ct4/ct51.91682.20051.86032.20051.8603|(r8+r10)/(r8
‑
r10)|0.19050.25230.18650.25230.1865f1/f1.32121.20221.21681.32121.2022distortion15.8664％17.2029％12.7884％17.2029％12.7884％atmax/ctmax0.44160.40580.37400.44160.374ct4/ct32.18392.06942.14022.18392.0694fov106.3
°
111.18
°
105.52
°
111.18
°
105.52|f2/f3|1.82422.28072.01962.28071.8242f/bfl2.833332.78592.91642.91642.7859fno2.32.182.32.32.18
[0076]
上述实施例中的超薄广角成像镜头的五片式镜片结构可有效地缩短系统长度，适配于各电子装置，满足在小型化的同时兼具影像质量的需求。通过五片镜片式结构，并合理设置各镜片的面形结构与光学参数，可在提高成像视场角的情况下维持高成像品质，以提高广角成像性能，适用于各类需配备有广角取像要求的可携式装置(例如手机等)使用。
[0077]
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
[0078]
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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0079]
虽然对本实用新型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。