CN106802469A - 摄像光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学镜头领域，公开了一种摄像光学镜头，其由物侧至像侧依序包括：一光圈、第一、二、三、四、五、六透镜；第二透镜的物侧面曲率半径r3，第四透镜的像侧面半径r8，摄像光学镜头的光学总长TTL、像高IH，第五透镜的物侧面曲率半径r9、像侧面曲率半径r10，整体摄像光学镜头的焦距f，所述第二、三、四透镜的焦距f2、f3、f4，满足关系式：‑0.7＜r3/r8＜‑0.5；TTL/IH＜1.35；1.24＜(r9‑r10)/(r9+r10)＜1.4；1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4；‑3.5＜f2/f＜‑2.5。本发明提供的摄像光学镜头能在达到低TTL的同时，兼具大光圈以及低敏感度的优点。

Description

摄像光学镜头
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
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(Charge Coupled Device，CCD)或互补性氧化金属半导体器件(Complementary Metal-OxideSemicondctor Sensor，CMOS Sensor)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。
为获得良好的成像品质，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***对成像品质的要求不断提高的情况下，六片式透镜结构逐渐出现在镜头设计当中，但是，常见的六片式透镜虽然能够修正光学***大部分光学像差，但是无法同时达到低TTL(Total Track Length，光学总长)、大光圈以及低敏感度的镜头设计要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头，其在达到低TTL的同时，能兼具大光圈以及低敏感度的优点。
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，由物侧至像侧依序包括：一光圈，一具有正屈折力的第一透镜，一具有负屈折力的第二透镜，一具有正屈折力的第三透镜，一具有负屈折力的第四透镜，一具有正屈折力的第五透镜，以及一具有负屈折力的第六透镜；所述第二透镜的物侧面曲率半径为r3，所述第四透镜的像侧面半径为r8，摄像光学镜头的光学总长为TTL，摄像光学镜头的像高为IH，所述第五透镜的物侧面曲率半径为r9，所述第五透镜的像侧面曲率半径为r10，整体摄像光学镜头的焦距为f，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，满足下列关系式：-0.7＜r3/r8＜-0.5；TTL/IH＜1.35；1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4；1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4；-3.5＜f2/f＜-2.5。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过上述透镜的配置方式，不仅可以有效利用具有不同屈折力和焦距的透镜来修正像差以获得优秀的光学特性，还能在降低***总长以获取低TTL的同时，能兼具大光圈的优点，并降低整个摄像镜头的敏感度。
另外，所述第一透镜的焦距f1，所述第二透镜的焦距f2，所述第三透镜的焦距f3，所述第四透镜的焦距f4，所述第五透镜的焦距f5，所述第六透镜的焦距f6满足下列关系式：4＜f1＜5；-15＜f2＜-10；10＜f3＜20；-12＜f4＜-18；-4＜f5＜-2；-3＜f6＜-2。
另外，所述第一透镜的折射率n1，所述第二透镜的折射率n2，所述第三透镜的折射率n3，所述第四透镜的折射率n4，所述第五透镜的折射率n5，以及所述第六透镜的折射率n6满足下列关系式：1.50＜n1＜1.55，1.60＜n2＜1.70，1.50＜n3＜1.55，1.60＜n4＜1.70，1.50＜n5＜1.55，1.50＜n6＜1.55。
另外，所述第一透镜的阿贝数v1，所述第二透镜的阿贝数v2，所述第三透镜的阿贝数v3，所述第四透镜的阿贝数v4，所述第五透镜的阿贝数v5，以及所述第六透镜的阿贝数v6满足下列关系式：40＜v1＜60，15＜v2＜30，40＜v3＜60，15＜v4＜30，40＜v5＜60，40＜v6＜60。
附图说明
图1是本发明第一实施例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上色差示意图；
图3是图1所示摄像光学镜头的垂轴色差示意图；
图4是图1所示摄像光学镜头的像面弯曲及畸变示意图；
图5是本发明第二实施例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上色差示意图；
图7是图5所示摄像光学镜头的垂轴色差示意图；
图8是图5所示摄像光学镜头的像面弯曲及畸变示意图。
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。
参考附图，本发明提供了一种摄像光学镜头。图1所示为本发明第一实施例的摄像光学镜头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St、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、以及第六透镜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，其物侧面向外凸出为凸面，光圈St设置于被摄物与第一透镜L1之间。具有正屈折力的第一透镜L1提供光学取像***所需的部分屈折力，能够有助于减少摄像光学镜头10的光学总长度。第二透镜L2具有负屈折力，本实施例中，第二透镜L2的像侧面为凹面。第三透镜L3具有正屈折力，本实施例中，第三透镜L3的物侧面为凹面。第四透镜L4具有负屈折力，本实施例中，第四透镜L4的物侧面为凹面、像侧面为凸面。第五透镜L5具有正屈折力，本实施例中，第五透镜L5的像侧面为凸面。第六透镜L6具有负屈折力，本实施例中，第六透镜L6的物侧面为凹面。
在此，定义所述第二透镜的物侧面曲率半径为r3，所述第四透镜的像侧面半径为r8，摄像光学镜头的光学总长为TTL，摄像光学镜头的像高为IH，所述第五透镜的物侧面曲率半径为r9，所述第五透镜的像侧面曲率半径为r10，整体摄像光学镜头的焦距为f，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。所述r3、r8、TTL、IH、r9、r10、f、f2、f3、以及f4满足下列关系式：-0.7＜r3/r8＜-0.5；TTL/IH＜1.35；1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4；1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4；-3.5＜f2/f＜-2.5。
所述光学总长度以及像高的关系设置成为TTL/IH＜1.35，可以实现摄像镜头的广角化，并有效降低***总长。具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜可以分配第一透镜的正屈折力，进而降低***敏感度。并且，所述六片透镜的屈折力/光焦度采用正负正负正负的设计方案，并使第二、第三、第四透镜的焦距关系满足1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4；-3.5＜f2/f＜-2.5的关系，能够均匀分配光焦度，更有利于降低***敏感度。此外，所述曲率半径的设计关系：-0.7＜r3/r8＜-0.5，1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4，能够有效补正***球差、保证成像质量。
当本发明所述摄像光学镜头10的光学参数满足上述关系式时，可以控制/调整各透镜的屈折力大小配置，在利用具有不同屈折力和焦距的透镜来修正像差以保证成像品质的同时，能够降低***总长以获取低TTL，并能降低整个摄像镜头的敏感度，还兼具大光圈的优点。
具体的，本发明实施例中，所述第一透镜的焦距f1，所述第二透镜的焦距f2，所述第三透镜的焦距f3，所述第四透镜的焦距f4，所述第五透镜的焦距f5，所述第六透镜的焦距f6可以设计成为满足下列关系式：4＜f1＜5；-15＜f2＜-10；10＜f3＜20；-12＜f4＜-18；-4＜f5＜-2；-3＜f6＜-2，单位：毫米(mm)。如此设计，能够使得整体摄像光学镜头10的光学总长度TTL尽量变短，维持小型化的特性。
本发明的摄像光学镜头10中，各透镜的材质可为玻璃或塑胶，若透镜的材质为玻璃，则可以增加本发明光学***屈折力配置的自由度，若透镜材质为塑胶，则可以有效降低生产成本。
本发明实施例中，各个透镜均为塑胶透镜。进一步的，在本发明的优选实施例中，所述第一透镜的折射率n1，所述第二透镜的折射率n2，所述第三透镜的折射率n3，所述第四透镜的折射率n4，所述第五透镜的折射率n5，以及所述第六透镜的折射率n6满足下列关系式：1.50＜n1＜1.55，1.60＜n2＜1.70，1.50＜n3＜1.55，1.60＜n4＜1.70，1.50＜n5＜1.55，1.50＜n6＜1.55。如此设计，有利于透镜在光学塑胶材质上取得较合适的匹配，进而可使该摄像光学镜头10获得较佳的成像品质。
需要说明的是，本发明实施例中，所述第一透镜的阿贝数v1，所述第二透镜的阿贝数v2，所述第三透镜的阿贝数v3，所述第四透镜的阿贝数v4，所述第五透镜的阿贝数v5，以及所述第六透镜的阿贝数v6可被设计为满足下列关系式：40＜v1＜60，15＜v2＜30，40＜v3＜60，15＜v4＜30，40＜v5＜60，40＜v6＜60。如此设计，可以有效的抑制摄像光学镜头10成像时的光学色差现象。
此外，透镜的表面可以设置为非球面，非球面可以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，因此可以有效降低本发明摄像光学镜头的总长度。本发明实施例中，各个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
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。
以下示出了依据本发明实施例1的摄像光学镜头10的设计数据。
表1、表2示出本发明实施例1的摄像光学镜头10的数据。
【表1】
其中，各符号的含义如下。
f：摄像光学镜头10的焦距；
f1：第一透镜L1的焦距；
f2：第二透镜L2的焦距；
f3：第三透镜L3的焦距；
f4：第四透镜L4的焦距；
f5：第五透镜L5的焦距；
f6：第六透镜L6的焦距；
f12：第一透镜L1和第二透镜L2的复合焦距。
【表2】
其中，R1、R2为第一透镜L1的物侧面、像侧面，R3、R4为第二透镜L2的物侧面、像侧面，R5、R6为第三透镜L3的物侧面、像侧面，R7、R8为第四透镜L4的物侧面、像侧面，R9、R10为第五透镜L5的物侧面、像侧面，R11、R12为第六透镜L6的物侧面、像侧面，R13、R14为光学过滤片GF的物侧面、像侧面。其他各符号的含义如下。
d0：光圈St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；
SAG：矢高，透镜面上最高点到最低点的垂直距离；
SAG11：第一透镜L1的R1面的矢高；
SAG12：第一透镜L1的R2面的矢高；
SAG21：第二透镜L2的R3面的矢高；
SAG22：第二透镜L2的R4面的矢高；
SAG31：第三透镜L3的R5面的矢高；
SAG32：第三透镜L3的R6面的矢高；
SAG41：第四透镜L4的R7面的矢高；
SAG42：第四透镜L4的R8面的矢高；
SAG51：第五透镜L5的R9面的矢高；
SAG52：第五透镜L5的R10面的矢高；
SAG61：第六透镜L6的R11面的矢高；
SAG62：第六透镜L6的R12面的矢高；
SD：透镜表面的半口径参数；
nd1：第一透镜L1的折射率；
nd2：第二透镜L2的折射率；
nd3：第三透镜L3的折射率；
nd4：第四透镜L4的折射率；
nd5：第五透镜L5的折射率；
nd6：第六透镜L6的折射率；
ndg：光学过滤片GF的折射率；
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。
此外，第六透镜L6的像侧面到像面Si的距离为1.425mm，整个摄像光学镜头10的TTL为5.331mm，相对孔径FNo.为2.0mm。
表3示出本发明实施例1的摄像光学镜头10中各透镜的非球面数据。
【表3】
表4、表5示出本发明实施例1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，R1、R2分别代表第一透镜L1的物侧面和像侧面，R3、R4分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面，R5、R6分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面，R7、R8分别代表第四透镜L4的物侧面和像侧面，R9、R10分别代表第五透镜L5的物侧面和像侧面，R11、R12分别代表第六透镜L6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4】
【表5】
驻点个数 驻点位置1 驻点位置2
R1 0
R2 1 1.055
R3 0 .
R4 0
R5 2 0.585 1.095
R6 1 0.395
R7 0
R8 0
R9 1 0.835
R10 0
R11 0
R12 1 1.275
图2、图3分别示出了波长为486nm、588nm和656nm的光经过实施例1的摄像光学镜头10后的轴上色差以及倍率色差示意图。图4则示出了，波长为588nm的光经过实施例1的摄像光学镜头10后的像散场曲及畸变示意图。
以下表6按照上述条件式列出了本实施例中对应各条件式的数值。显然，本实施例的摄像光学***满足上述的条件式。
【表6】
条件 实施例1
-0.7＜r3/r8＜-0.5 -0.513
TTL/IH＜1.35 1.274
1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4 1.242
1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4 1.520
-3.5＜f2/f＜-2.5 -3.036
在本实施例中，所述摄像光学镜头的全视场像高为3.936mm，对角线方向的视场角为85.81°。以下示出了依据图5所示的、本发明实施例2的摄像光学镜头20的设计数据。
表7、表8示出本发明实施例2的摄像光学镜头20的数据。
【表7】
其中，各符号的含义如下。
f：摄像光学镜头10的焦距；
f1：第一透镜L1的焦距；
f2：第二透镜L2的焦距；
f3：第三透镜L3的焦距；
f4：第四透镜L4的焦距；
f5：第五透镜L5的焦距；
f6：第六透镜L6的焦距；
f12：第一透镜L1和第二透镜L2的复合焦距。
【表8】
其中，R1、R2为第一透镜L1的物侧面、像侧面，R3、R4为第二透镜L2的物侧面、像侧面，R5、R6为第三透镜L3的物侧面、像侧面，R7、R8为第四透镜L4的物侧面、像侧面，R9、R10为第五透镜L5的物侧面、像侧面，R11、R12为第六透镜L6的物侧面、像侧面，R13、R14为光学过滤片GF的物侧面、像侧面。其他各符号的含义如下。
d0：光圈St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；
SAG：矢高，透镜面上最高点到最低点的垂直距离；
SAG11：第一透镜L1的R1面的矢高；
SAG12：第一透镜L1的R2面的矢高；
SAG21：第二透镜L2的R3面的矢高；
SAG22：第二透镜L2的R4面的矢高；
SAG31：第三透镜L3的R5面的矢高；
SAG32：第三透镜L3的R6面的矢高；
SAG41：第四透镜L4的R7面的矢高；
SAG42：第四透镜L4的R8面的矢高；
SAG51：第五透镜L5的R9面的矢高；
SAG52：第五透镜L5的R10面的矢高；
SAG61：第六透镜L6的R11面的矢高；
SAG62：第六透镜L6的R12面的矢高；
SD：透镜表面的半口径参数；
nd1：第一透镜L1的折射率；
nd2：第二透镜L2的折射率；
nd3：第三透镜L3的折射率；
nd4：第四透镜L4的折射率；
nd5：第五透镜L5的折射率；
nd6：第六透镜L6的折射率；
ndg：光学过滤片GF的折射率；
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。
此外，第六透镜L6的像侧面到像面Si的距离为1.001mm，整个摄像光学镜头10的TTL为5.281mm，相对孔径FNo.为2.0mm。
表9示出本发明实施例2的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。
【表9】
表10、表11示出本发明实施例2的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中，R1、R2分别代表第一透镜L1的物侧面和像侧面，R3、R4分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面，R5、R6分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面，R7、R8分别代表第四透镜L4的物侧面和像侧面，R9、R10分别代表第五透镜L5的物侧面和像侧面，R11、R12分别代表第六透镜L6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20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20光轴的垂直距离。
【表10】
反曲点个数 反曲点位置1 反曲点位置2 反曲点位置3
R1 0
R2 1 0.925
R3 3 0.395 0.445 0.985
R4 0
R5 2 0.405 0.905
R6 1 0.935
R7 0
R8 2 1.125 1.265
R9 3 0.605 1.725 1.855
R10 0
R11 2 1.485 2.125
R12 1 0.685
【表11】
图6、图7分别示出了波长为486nm、588nm和656nm的光经过实施例2的摄像光学镜头20后的轴上色差以及倍率色差示意图。图8则示出了，波长为588nm的光经过实施例2的摄像光学镜头20后的像散场曲及畸变示意图。
以下表12按照上述条件式列出了本实施例中对应各条件式的数值。显然，本实施例的摄像光学***满足上述的条件式。
【表12】
条件 实施例2
-0.7＜r3/r8＜-0.5 -0.634
TTL/IH＜1.35 1.262
1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4 1.350
1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4 2.156
-3.5＜f2/f＜-2.5 -2.530
在本实施例中，所述摄像光学镜头的全视场像高为3.936mm，对角线方向的视场角为86.56°。
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例，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。

Claims (4)

1.一种摄像光学镜头，其特征在于，所述摄像光学镜头，由物侧至像侧依序包括：一光圈，一具有正屈折力的第一透镜，一具有负屈折力的第二透镜，一具有正屈折力的第三透镜，一具有负屈折力的第四透镜，一具有正屈折力的第五透镜，以及一具有负屈折力的第六透镜；
所述第二透镜的物侧面曲率半径为r3，所述第四透镜的像侧面半径为r8，摄像光学镜头的光学总长为TTL，摄像光学镜头的像高为IH，所述第五透镜的物侧面曲率半径为r9，所述第五透镜的像侧面曲率半径为r10，整体摄像光学镜头的焦距为f，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，满足下列关系式：-0.7＜r3/r8＜-0.5；TTL/IH＜1.35；1.24＜(r9-r10)/(r9+r10)＜1.4；1.5＜|(f2+f4)/f3|＜2.4；-3.5＜f2/f＜-2.5。
2.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1，所述第二透镜的焦距f2，所述第三透镜的焦距f3，所述第四透镜的焦距f4，所述第五透镜的焦距f5，所述第六透镜的焦距f6满足下列关系式：
4＜f1＜5；-15＜f2＜-10；10＜f3＜20；-12＜f4＜-18；-4＜f5＜-2；-3＜f6＜-2。
3.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率n1，所述第二透镜的折射率n2，所述第三透镜的折射率n3，所述第四透镜的折射率n4，所述第五透镜的折射率n5，以及所述第六透镜的折射率n6满足下列关系式：
1.50＜n1＜1.55，1.60＜n2＜1.70，1.50＜n3＜1.55，1.60＜n4＜1.70，1.50＜n5＜1.55，1.50＜n6＜1.55。
4.根据权利要求1所述的摄像光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数v1，所述第二透镜的阿贝数v2，所述第三透镜的阿贝数v3，所述第四透镜的阿贝数v4，所述第五透镜的阿贝数v5，以及所述第六透镜的阿贝数v6满足下列关系式：
40＜v1＜60，15＜v2＜30，40＜v3＜60，15＜v4＜30，40＜v5＜60，40＜v6＜60。
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