CN104570295A - 大光圈低敏感度光学镜头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大光圈低敏感度光学镜头组件，包括第一透镜，具有正光焦度，且像侧面为凸面；第二透镜，具有负光焦度，且物侧面为凹面；第三透镜，具有非球面且具有正光焦度；第四透镜，物侧面为凹面，物侧与像侧面均为非球面；该镜头组件满足下列关系式：0.3＜F1/TTL＜1.0；0.7＜F/TTL＜1.3；D3/D2＜3。藉由上述结构，在满足特定条件下，有助于降低***的敏感度，并提升周边解像力和照度，提高成像效果。

Description

大光圈低敏感度光学镜头组件

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，特别是涉及一种大光圈低敏感度光学镜头组件。

背景技术

在科技日新月异的今天，手机作为随身携带的通讯工具，已不仅仅局限于其基础的通话功能，拍照摄影功能成为评价一个手机综合性能的重要指标之一。自2010年国内800万像素的手机镜头研发生产以来，由四片非球面树脂镜片构成的镜头结构成为市场主流。与还不够成熟的1300万像素的镜头相比，800万像素镜头具有较成熟的成像技术及较高的性价比。

现有镜片多为塑胶材质，实际生产过程中存在的一些制造缺陷和对准误差容易对高像素镜头品质产生影响，导致生产良率低。如何提高800万像素镜头的成像效果，降低镜头组件的敏感度，从而提高生产良率，是该领域技术人员要研究的课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供大光圈低敏感度光学镜头组件，在第四透镜上设有反曲点，可更有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件上的角度，并可进一步地修正离轴视场的像差，提升周边解像力和照度；优化的参数设计有助于场曲及倍率色差的修正，并可以有效降低镜头组件的敏感度。

本发明所采用的技术方案是：一种大光圈低敏感度光学镜头组件，包括自物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片以及设置于所述第一透镜物侧的光阑，所述第一透镜具有正光焦度，且像侧面为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，且物侧面为凹面；所述第三透镜具有非球面且具有正光焦度；所述第四透镜物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面；所述镜头组件、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜满足下列关系式：0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；-1<R7/f<-10；-1<R2/R1<-3；其中，F为该镜头组件的焦距；F1为所述第一透镜的焦距；D2为所述第二透镜于光轴上的厚度；D3为所述第三透镜于光轴上的厚度；R1为所述第一透镜物侧表面的曲率半径；R2为所述第一透镜像侧表面的曲率半径；R7为所述第四透镜物侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第二透镜满足如下关系式：1.5<(R4-R3)/(R4+R3)<6.5，其中R3为所述第二透镜物侧表面的曲率半径；R4为所述第二透镜像侧表面的曲率半径。

本发明还采用如下技术方案：一种大光圈低敏感度光学镜头组件，包括自物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片以及设置于所述第一透镜与第二透镜之间的光阑，所述第一透镜具有正光焦度，且像侧面为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，且物侧面为凹面；所述第三透镜具有非球面且具有正光焦度；所述第四透镜物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面；所述镜头组件、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜满足下列关系式：0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；0.5<(R2-R1)/(R2+R1)<4.5；其中，F为该镜头组件的焦距；F1为所述第一透镜的焦距；D2为所述第二透镜于光轴上的厚度；D3为所述第三透镜于光轴上的厚度；R1为所述第一透镜物侧表面的曲率半径；R2为所述第一透镜像侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜满足如下关系式：4<(Vd1+Vd3)/Vd2<6，其中Vd1为第一透镜的阿贝数；Vd2为第二透镜的阿贝数；Vd3为第三透镜的阿贝数。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第一透镜、第二透镜满足如下关系式：Vd1>50，Vd2<30；其中Vd1为第一透镜的阿贝数；Vd2为第二透镜的阿贝数。

对上述技术方案的进一步改进为，所述第一透镜、第二透镜满足如下关系式：0.1<n2-n1<0.25；其中n1，n2分别为所述第一透镜、第二透镜的折射率。

优选地，所述第一透镜的中心厚度为0.521～0.839mm，所述第二透镜的中心厚度为0.386～0.628mm，所述第三透镜的中心厚度为0.665～0.769mm；所述第四透镜的中心厚度为0.446～0.643mm。

本发明所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，相比现有技术的有益效果是：

1)本发明为4P的1/4″广角大光圈手机镜头，紧凑的结构和合理的光焦度分配，使得该镜头组件光学总长较短、成像质量高且公差敏感度较低；选用四片非球面塑胶镜片材料，既降低镜头成本又保证较高的生产良率。

2)在第四透镜上设有反曲点，可更有效地压制离轴视场的光线入射于感光元件上的角度，进一步修正离轴视场的像差，提升周边解像力和照度；优化的参数设计，有助于场曲及倍率色差的修正，同时有效降低镜头组件的敏感度。

3)该光学镜头具有高分辨率特点，加上2.2超大光圈的设计，针对当前高像素拍照手机，增加拍摄过程的进光量，保证了拍摄画面的明亮程度，有效提高夜拍能力，在光线较暗的环境里也能保证一定的成像质量；75度以上设计，满足广角要求，使手机具有较大拍摄范围。

4)该光学镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.1mm，成像画面失真小，清晰度高。

附图说明

图1为本发明实施例1大光圈低敏感度光学镜头组件的结构示意图；

图2为本发明实施例1大光圈低敏感度光学镜头组件的场曲、畸变曲线；

图3为本发明实施例1大光圈低敏感度光学镜头组件的球差曲线；

图4为本发明实施例2大光圈低敏感度光学镜头组件的结构示意图；

图5为本发明实施例2大光圈低敏感度光学镜头组件的场曲、畸变曲线；

图6为本发明实施例2大光圈低敏感度光学镜头组件的球差曲线；

图7为本发明实施例3大光圈低敏感度光学镜头组件的结构示意图；

图8为本发明实施例3大光圈低敏感度光学镜头组件的场曲、畸变曲线；

图9为本发明实施例3大光圈低敏感度光学镜头组件的球差曲线；

图10为本发明实施例4大光圈低敏感度光学镜头组件的结构示意图；

图11为本发明实施例4大光圈低敏感度光学镜头组件的场曲、畸变曲线；

图12为本发明实施例4大光圈低敏感度光学镜头组件的球差曲线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

参照图1，本发明所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，是由四片塑胶(树脂)非球面镜片组合而成，包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、滤光片5，以及光阑6，其中光阑6设置于第一透镜1的物侧，采用光阑前置的方式。第一透镜1具有正光焦度，且像侧面为凸面；第二透镜2具有负光焦度，且物侧面为凹面；第三透镜3具有非球面且具有正光焦度；第四透镜4物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面。

其中，该镜头组件、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4满足下列关系式：0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；-1<R7/F<-10；-1<R2/R1<-3；4<(Vd1+Vd3)/Vd2<6；Vd1>50，Vd2<30；0.1<n2-n1<0.25。

其中，F为该镜头组件的焦距；F1为第一透镜1的焦距；D2为第二透镜2于光轴上的厚度；D3为第三透镜3于光轴上的厚度；R1为第一透镜1物侧表面的曲率半径；R2为第一透镜1像侧表面的曲率半径；R7为第四透镜4物侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长；Vd1为第一透镜1的阿贝数；Vd2为第二透镜2的阿贝数；Vd3为第三透镜3的阿贝数；n1，n2分别为第一透镜1、第二透镜2的折射率。

其中，该实施例中第一透镜1的中心厚度为0.785～0.815mm，第二透镜2的中心厚度为0.460～0.486mm，第三透镜3的中心厚度为0.695～0.713mm；第四透镜4的中心厚度为0.586～0.615mm。

另外，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4的非球面满足公式：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16},$ 其中，z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈为非球面系数。

可以根据上述公式中各个参数的具体数据进一步设置该镜头组件，数据举例如表一(F＝3.21mm，FNO＝2.2，FOV＝75.7°)

表一 该镜头组件各透镜数据表

根据上述各个参数，该镜头组件的场曲和畸变曲线，参照图2；球差曲线参照图3。由图2可以看出，该镜头组件的光学畸变小于1％，场曲小于0.05mm，成像画面失真小，清晰度高。

实施例2：

参照图4，与实施例1不同的是，所述大光圈低敏感度光学镜头组件中，该镜头组件、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4满足下列关系式：

0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；-1<R7/F<-10；-1<R2/R1<-3；1.5<(R4-R3)/(R4+R3)<6.5；4<(Vd1+Vd3)/Vd2<6；Vd1>50，Vd2<30；0.1<n2-n1<0.25。

其中，F为该镜头组件的焦距；F1为第一透镜1的焦距；D2为第二透镜2于光轴上的厚度；D3为第三透镜3于光轴上的厚度；R1为第一透镜1物侧表面的曲率半径；R2为第一透镜1像侧表面的曲率半径；R3为第二透镜2物侧表面的曲率半径；R4为第二透镜2像侧表面的曲率半径；R7为第四透镜4物侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长；Vd1为第一透镜1的阿贝数；Vd2为第二透镜2的阿贝数；Vd3为第三透镜3的阿贝数；n1，n2分别为第一透镜1、第二透镜2的折射率。

其中，该实施例中第一透镜1的中心厚度为0.790～0.815mm，第二透镜2的中心厚度为0.605～0.628mm，第三透镜3的中心厚度为0.655～0.683mm；第四透镜4的中心厚度为0.486～0.503mm。

第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4的非球面满足公式：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16},$ 其中，z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈为非球面系数。

可以根据上述公式中各个参数的具体数据进一步设置该镜头组件，数据举例如表二(F＝3.19mm，FNO＝2.2，FOV＝75.3°)

表二 该镜头组件各透镜数据表

根据上述各个参数，该透镜组件的场曲和畸变曲线，参照图5；球差曲线参照图6。由图5可以看出，该镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.05mm，成像画面失真小，清晰度高。

实施例3：

参照图7，与实施例2不同的是，所述大光圈低敏感度光学镜头组件的非球面公式中，各个参数的具体数据如表三(F＝3.21mm,FNO＝2.2,FOV＝75.2°)

表三 该镜头组件各透镜数据表

根据上述各个参数，该透镜组件的场曲和畸变曲线，参照图8；球差曲线参照图9。由图8可以看出，该镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.1mm，成像画面失真小，清晰度高。

实施例4：

参照图10，与实施例1不同的是，所述大光圈低敏感度光学镜头组件，包括自物体侧至成像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、滤光片5，以及光阑6，其中光阑6设置于第一透镜1与第二透镜2之间，采用光阑中置的结构。第一透镜1具有正光焦度，且像侧面为凸面；第二透镜2具有负光焦度，且物侧面为凹面；第三透镜3具有非球面且具有正光焦度；第四透镜4物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面。

其中，该镜头组件、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4满足下列关系式：0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；0.5<(R2-R1)/(R2+R1)<4.5；4<(Vd1+Vd3)/Vd2<6；Vd1>50，Vd2<30；0.1<n2-n1<0.25。其中，F为该镜头组件的焦距；F1为第一透镜1的焦距；D2为第二透镜2于光轴上的厚度；D3为第三透镜3于光轴上的厚度；R1为第一透镜1物侧表面的曲率半径；R2为第一透镜1像侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长；Vd1为第一透镜1的阿贝数；Vd2为第二透镜2的阿贝数；Vd3为第三透镜3的阿贝数；n1，n2分别为第一透镜1、第二透镜2的折射率。

该实施例中第一透镜1的中心厚度为0.521～0.548mm，第二透镜2的中心厚度为0.386～0.412mm，第三透镜3的中心厚度为0.738～0.769mm；第四透镜4的中心厚度为0.602～0.643mm。

第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4的非球面满足公式：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\&alpha;}}_1{r}^2+{\mathrm{\&alpha;}}_2{r}^4+{\mathrm{\&alpha;}}_3{r}^6+{\mathrm{\&alpha;}}_4{r}^8+{\mathrm{\&alpha;}}_5{r}^{10}+{\mathrm{\&alpha;}}_6{r}^{12}+{\mathrm{\&alpha;}}_7{r}^{14}+{\mathrm{\&alpha;}}_8{r}^{16},$ z表示透镜表面各点的z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈为非球面系数。

可以根据上述公式中各个参数的具体数据进一步设置该镜头组件，数据举例如表四(F＝3.22mm,FNO＝2.2,FOV＝75.5°)

表四 该镜头组件各透镜数据表

根据上述各个参数，该透镜组件的场曲和畸变曲线，参照图11；球差曲线参照图12。由图11可以看出，该镜头组件的光学畸变小于1.5％，场曲小于0.1mm，成像画面失真小，清晰度高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种大光圈低敏感度光学镜头组件，包括自物侧至像侧依次排列的第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）、第四透镜（4）、滤光片（5）以及设置于所述第一透镜（1）物侧的光阑（6），其特征在于：

所述第一透镜（1）具有正光焦度，且像侧面为凸面；所述第二透镜（2）具有负光焦度，且物侧面为凹面；所述第三透镜（3）具有非球面且具有正光焦度；所述第四透镜（4）物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面；所述镜头组件、第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）、第四透镜（4）满足下列关系式：

0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；-1<R7/ F <-10；-1<R2/R1<-3；

其中，F为该镜头组件的焦距；F1为所述第一透镜（1）的焦距；D2为所述第二透镜（2）于光轴上的厚度；D3为所述第三透镜（3）于光轴上的厚度；R1为所述第一透镜（1）物侧表面的曲率半径；R2为所述第一透镜（1）像侧表面的曲率半径；R7为所述第四透镜（4）物侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长。

2.根据权利要求1所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，其特征在于：所述第二透镜（2）满足如下关系式：1.5<(R4-R3)/(R4+R3)<6.5，其中R3为所述第二透镜（2）物侧表面的曲率半径；R4为所述第二透镜（2）像侧表面的曲率半径。

3.一种大光圈低敏感度光学镜头组件，包括自物侧至像侧依次排列的第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）、第四透镜（4）、滤光片（5）以及设置于所述第一透镜（1）与第二透镜（2）之间的光阑（6），其特征在于：

所述第一透镜（1）具有正光焦度，且像侧面为凸面；所述第二透镜（2）具有负光焦度，且物侧面为凹面；所述第三透镜（3）具有非球面且具有正光焦度；所述第四透镜（4）物侧面为凹面，物侧面与像侧面均为非球面；所述镜头组件、第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）、第四透镜（4）满足下列关系式：0.3<F1/TTL<1.0；0.7<F/TTL<1.3；D3/D2<3；0.5<(R2-R1)/(R2+R1)<4.5；

其中，F为该镜头组件的焦距；F1为所述第一透镜（1）的焦距；D2为所述第二透镜（2）于光轴上的厚度；D3为所述第三透镜（3）于光轴上的厚度；R1为所述第一透镜（1）物侧表面的曲率半径；R2为所述第一透镜（1）像侧表面的曲率半径；TTL为该镜头组件的总长。

4.根据权利要求1或3所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，其特征在于：所述第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）满足如下关系式：4<(Vd1+Vd3)/Vd2<6，其中Vd1为第一透镜（1）的阿贝数；Vd2为第二透镜（2）的阿贝数；Vd3为第三透镜（3）的阿贝数。

5.根据权利要求4所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，其特征在于：所述第一透镜（1）、第二透镜（2）满足如下关系式：Vd1>50 ，Vd2<30；其中Vd1为第一透镜（1）的阿贝数；Vd2为第二透镜（2）的阿贝数。

6.根据权利要求1或3所述的大光圈低敏感度光学镜头组件，其特征在于：所述第一透镜（1）、第二透镜（2）满足如下关系式：0.1<n2-n1<0.25；其中n1，n2分别为所述第一透镜（1）、第二透镜（2）的折射率。