CN109725401A - 光学镜头 - Google Patents

Abstract

一种光学镜头，其具有一光轴，所述光学镜头包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面，所述光学镜头满足如下关系式：0<T45<0.1；0<T45M<0.2；其中，T45为所述第八表面402中心到所述第九表面分别与所述光轴的交点之间的水平距离，T45M为所述第八表面与所述第九表面之间的水平距离的最大值。

Description

光学镜头

技术领域

本发明涉及一种镜头，特别涉及一种光学镜头。

背景技术

近年来，随着可携式电子产品飞速发展，大多电子产品，例如手机，相机，监控等均内置相机而实现摄像功能。如此，使得光学镜头在电子产品的应用越来越广泛。

在相机中，摄像头通过获取可见光而捕捉到物体并最终使得物体在底片或者屏幕上成像。一般来说，所述摄像头中镜头的视场角越大,能够拍摄到的物体越多，从而使得广角镜头得到了更广泛的应用。

进一步地，在相机中，摄像头通过获取可见光而捕捉到物体并最终使得物体在底片或者屏幕上成像。光学镜头直接影响成像质量的优劣以及成像效果的好坏。现有技术中，光学镜头主要以CCD和CMOS两种感光元件为主且日趋小型化，然而现有的光学镜头逐渐小型化后，光学镜头的视场角较小使得对画面的摄取范围受限，而且出现色差等问题，使得光学镜头最终成像质量欠佳。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种尺寸较小、成像品质较高的光学镜头。

一种光学镜头，其具有一光轴，所述光学镜头包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面，还包括一位于所述光轴上且设置于所述第二透镜元件和所述第三透镜元件之间的光圈，所述光学镜头满足如下关系式：

0<T45<0.1；

0<T45M<0.2；

其中，T45为所述第八表面中心到所述第九表面分别与所述光轴的交点之间的水平距离，T45M为所述第八表面与所述第九表面之间的水平距离的最大值。

进一步地，还包括位于所述第六透镜元件与所述像平面之间且间隔设置的滤光片，所述滤光片具有一前表面以及与所述前表面相对的后表面。

进一步地，所述第一表面为朝向物侧方向凸伸的凸曲面，所述第二表面中部为朝向像方的凹曲面，所述第二表面周缘呈平面，所述第三表面为朝向物方的凹曲面，所述第四表面为朝向像方的凸曲面，所述第五表面为朝向物方的凸曲面，所述第六表面为朝向像方的凸曲面，所述第七表面为为朝向物方的凹曲面，所述第八表面朝向像方的凹曲面，所述第九表面边缘为平面，所述第九表面中部朝向物方的凸曲面，所述第十表面为朝向像方的凸曲面，所述第十一表面为朝向物方的凹曲面，所述第十二表面中部为朝向像方的凹曲面。

进一步地，所述第一透镜元件、第四透镜元件以及所述第六透镜元件均具有负屈光度，所述第二透镜元件、所述第三透镜元件以及所述第五透镜元件均具有正屈光度。

进一步地，所述光学镜头进一步满足如下关系：1.02<N4/N5<1.58，0.28<V4/V5<0.85，其中，N4、N5分别为所述第四透镜元件、第五透镜元件的折射率，V4、V5分别为所述第四透镜元件、第五透镜元件的阿贝数。

进一步地，所述光学镜头进一步满足如下关系：0.77<f1/(f4*f5)<2.75，其中，F1为所述第一透镜元件的焦距，F4为所述第四透镜元件的焦距，F5为所述第五透镜元件的焦距。

进一步地，所述光学镜头进一步满足如下关系：1.12<TTL/IMH<3.05，90°<2ω<150°，其中，TTL为所述第一透镜元件的第一表面至所述像平面之间的水平距离，IMH为光学镜头的最大成像圆的直径，ω为半视场角。

进一步地，所述光学镜头进一步满足如下关系：0.35<D1/(R1*R2)<16.31，其中，D1为所述第一透镜元件的孔径，R1为所述第一表面的曲率半径，R2为第二表面的曲率半径。

进一步地，所述第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、所述第四透镜元件、第五透镜元件以及所述第六透镜元件均关于所述光轴呈轴对称设置。

本发明所述光学镜头实现减小光学镜头的整体尺寸的同时提高成像品质。

附图说明

图1所示为本发明所述光学镜头的结构示意图。

图2所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光成像球差在纵向分布特性区曲线图。

图3所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的成像色差在横向的分布曲线图。

图4所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的成像场曲特性曲线图。

图5所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光成像的畸变特性曲线图。

图6所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像的球差在纵向分布特性曲线图。

图7所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像的色差在横向分布特性曲线图。

图8所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像的场区特性曲线图。

图9所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像的畸变特性曲线图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本文中所使用的方位词“第一”、“第二”均是以使用时所述第一基板的位置定义，而并不限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，本发明实施方式中所述光学镜头100包括从物侧朝向像侧方向依次排列设置的第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及第六透镜元件60、滤光片70以及像平面80。

所述光学镜头100具有一光轴110。所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60均关于所述光轴110呈轴对称设置。

所述第一透镜元件10具有负屈光度，其具有第一表面101及第二表面102。所述第一表面101为朝向物侧方向凸伸的凸曲面。所述第二表面102中部为朝向像方的凹曲面，所述第二表面102周缘呈平面。

所述第二透镜元件20具有正屈光度。所述第二透镜元件20具有第三表面201和第四表面202。所述第三表面201为朝向物方的凹曲面。所述第四表面202为朝向像方的凸曲面。

所述第三透镜元件30具有正屈光度。所述第三透镜元件30具有第五表面301和第六表面302。所述第五表面301为朝向物方的凸曲面。所述第六表面302为朝向像方的凸曲面。

所述第二透镜元件20和第三透镜元件30之间还设置有一光圈120。所述光圈120位于所述光轴110上且靠近所述第三透镜元件30的第五表面301设置。

第四透镜元件40具有负屈光度。所述第四透镜元件40具有第七表面401和第八表面402。所述第七表面401为朝向物方的凹曲面。所述第八表面402为朝向像方的凹曲面。

所述第五透镜元件50具有正屈光度。所述第五透镜元件50具有第九表面501和第十表面502。所述第九表面501边缘为平面，所述第九表面501中部为朝向物方的凸曲面。所述第十表面502为朝向所述像方的凸曲面。

第六透镜元件60具有负屈光度。所述第六透镜元件60具有第十一表面601和第十二表面602。所述第十一表面601为朝向物方的凹曲面。所述第十二表面602中部朝向像方的凹曲面。

所述滤光片70用于过滤经过所述第六透镜元件60的光线中的红外光，从而而避免物体在所述像平面80的成像品质。所述滤光片70具有前表面71和与所述前表面相对的后表面72。

所述像平面80用于成像。光线自物侧的经过所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60以及所述滤光片70后成像于所述像平面80上。

在本发明中，所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60的第一表面101、第二表面102、第三表面201、第四表面202、第五表面301、第六表面302、第七表面401、第八表面402、第九表面501、第十表面502、第十一表面601、第十二表面602均满足如下非球面公式：

(a)

其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半径的倒数，h为透镜距离所述光轴110半径，K为圆锥定数(Coin Constant)，Ai为i次的非球面系数(i-th order Aspherical Coefficient)。∑A_ihⁱ表示对A_ihⁱ累加，i为自然数。

进一步地，本发明所述光学镜头满足如下关系：

0<T45<0.1 (1)；

0<T45M<0.2 (2)；

1.02<N4/N5<1.58 (3)；

0.28<V4/V5<0.85 (4)；

0.77<f1/(f4*f5)<2.75 (5)；

1.12<TTL/IMH<3.05 (6)；

90°<2ω<150° (7)；

0.35<D1/(R1*R2)<16.31 (8)

其中，T45为所述第八表面402中心到所述第九表面501分别与所述光轴110的交点之间的水平距离。T45M为所述第八表面402与所述第九表面501之间的水平距离的最大值。N4、N5分别为所述第四透镜元件40、第五透镜元件50的折射率。V4、V5分别为所述第四透镜元件40、第五透镜元件50的阿贝数。F1为所述第一透镜元件10的焦距。F4为所述第四透镜元件40的焦距。F5为所述第五透镜元件50的焦距。TTL为所述第一透镜元件10的第一表面101至所述像平面80之间的水平距离。IMH为光学镜头的最大成像圆的直径。D1为所述第一透镜元件10的孔径。R1为所述第一表面101的曲率半径。R2为第二表面的曲率半径。ω为半视场角。

进一步地，所述光学透镜通过满足关系式(1)-(4)，从而可以减小所述光学透镜的色差，同时使得所述光学镜头的具备大的视场角情况下可以提高成像质量。

进一步地，通过满足上述关系式(5)，用于平衡所述第一透镜元件10、第四透镜元件40以及所述第五透镜元件50的屈光度，从而提高光学镜头成像公差的敏感度。

进一步地，通过满足上述关系式(6)来定义所述光学镜头的长度与最大成像圆的比例值。

进一步地，通过满足上述关系式(7)来定义所述光学镜头的视场角度。

进一步地，通过满足上述关系式(8)来定义所述第一透镜元件10的直径与曲率半径大小比值，从而小型化所述光学镜头的尺寸。

本发明所述光学镜头将通过不同实施例进一步阐述如下：

实施例一：

如下表1-2分别表示了本发明第一实施例中所述光学镜头的部分参数。表1中，其中，R表示相应表面的曲率半径，L代表相邻的二表面在光轴110上的间隔距离，N表示每个表面的折射率，Vd表示阿贝数，K表示圆锥定数。

通过将表1-2中的数值均满足上述公式(a)，可以获得本发明第一实施例中所述光学镜头中所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60对应的第一表面101、第二表面102、第三表面201、第四表面202、第五表面301、第六表面302、第七表面401、第八表面402、第九表面501、第十表面502、第十一表面601、第十二表面602的非球面状。

表1

表2

进一步地，依据表1-2中数据，本发明第一实施例所述光学镜头满足关系式如下：

EFL＝0.79；F＝2.4；2ω＝112.1°；TTL＝3.41；IMH＝2.163；T45＝0.03；T45M＝0.05；N4/N5＝1.06；V4/V5＝0.40；f1/(f4*f5＝1.25；D1/(R1*R2)＝2.92.

进一步地，附图2所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光(波长400-700纳米)成像球差在纵向分布的特性区曲线图。由附图2可知，本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的光成像的纵向球差在纵向分布被控制在-0.02～0.02毫米之间。

进一步地，附图3所示为本发明第一实施例所述光学镜头对可见光成像色差在横向的分布曲线图。由附图3可知，所述横向色差被控制在-3～3μm之间。

进一步地，附图4所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的成像场曲特性曲线图。其中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。由附图4可知，本发明第一实施例中所述光学镜头的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在-0.04～0.04mm范围内。

进一步地，附图5所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光成像的畸变特性曲线图。由此可知，本发明第一实施例中所述光学镜头的畸变量被控制在-10％～0以内。

第二实施例

如下表3-4分别表示了本发明第二实施例中所述光学镜头的部分参数。表1中，其中，R表示相应表面的曲率半径，L代表相邻的二表面在光轴110上的间隔距离，N表示每个表面的折射率，Vd表示阿贝数，K表示圆锥定数。

表3-4中的数值同样满足上述公式(a)，从而可以获得本发明第二实施例中所述光学镜头100中所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60对应的第一表面101、第二表面102、第三表面201、第四表面202、第五表面301、第六表面302、第七表面401、第八表面402、第九表面501、第十表面502、第十一表面601、第十二表面602的非球面状。

表3

表4

进一步地，进一步地，依据表3-4中数据，本发明第二实施例所述光学镜头满足关系式如下：

EFL＝0.73；F＝2.4；2ω＝94.9°；TTL＝3.46；IMH＝1.71；T45＝0.02；T45M＝0.05；N4/N5＝1.06；V4/V5＝0.40；f1/(f4*f5＝1.37；D1/(R1*R2)＝2.64。

进一步地，参附图6-9所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光的成像的球差在纵向分布特性曲线图、成像色差在横向分布特性曲线图、成像场曲特性曲线图以及畸变特性曲线图。

由附图6可知，本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像产生的纵向球差值在纵向分布被控制在-0.01mm-0.01mm范围内。

由附图7可知，本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光成像产生色差在横向分布被控制在-4～4μm之间。

由附图8可知，本发明第二实施例中所述光学镜头的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在-0.02mm～0.04mm范围内。

由附图9可知，本发明第二实施例中所述光学镜头100的畸变量被控制在0～8％以内。

综上所述，本发明实施方式中所述光学镜头均通过上述关系式(1)-(9)实现减小光学镜头的整体尺寸的同时提高成像品质。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种光学镜头，其具有一光轴，所述光学镜头包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面，还包括一位于所述光轴上且设置于所述第二透镜元件和所述第三透镜元件之间的光圈，其特征在于：所述光学镜头满足如下关系式：

0<T45<0.1；

0<T45M<0.2；

其中，T45为所述第八表面中心到所述第九表面分别与所述光轴的交点之间的水平距离，T45M为所述第八表面与所述第九表面之间的水平距离的最大值。

2.如权利要求1所述光学镜头，其特征在于：还包括位于所述第六透镜元件与所述像平面之间且间隔设置的滤光片，所述滤光片具有一前表面以及与所述前表面相对的后表面。

3.如权利要求1所述光学镜头，其特征在于：所述第一表面为朝向物侧方向凸伸的凸曲面，所述第二表面中部为朝向像方的凹曲面，所述第二表面周缘呈平面，所述第三表面为朝向物方的凹曲面，所述第四表面为朝向像方的凸曲面，所述第五表面为朝向物方的凸曲面，所述第六表面为朝向像方的凸曲面，所述第七表面为为朝向物方的凹曲面，所述第八表面朝向像方的凹曲面，所述第九表面边缘为平面，所述第九表面中部朝向物方的凸曲面，所述第十表面为朝向像方的凸曲面，所述第十一表面为朝向物方的凹曲面，所述第十二表面中部为朝向像方的凹曲面。

4.如权利要求1所述光学镜头，其特征在于：所述第一透镜元件、第四透镜元件以及所述第六透镜元件均具有负屈光度，所述第二透镜元件、所述第三透镜元件以及所述第五透镜元件均具有正屈光度。

5.如权利要求2所述光学镜头，其特征在于：所述光学镜头进一步满足如下关系：1.02<N4/N5<1.58，0.28<V4/V5<0.85，其中，N4、N5分别为所述第四透镜元件、第五透镜元件的折射率，V4、V5分别为所述第四透镜元件、第五透镜元件的阿贝数。

6.如权利要求2所述光学镜头，其特征在于：所述光学镜头进一步满足如下关系：0.77<f1/(f4*f5)<2.75，其中，F1为所述第一透镜元件的焦距，F4为所述第四透镜元件的焦距，F5为所述第五透镜元件的焦距。

7.如权利要求2所述光学镜头，其特征在于：所述光学镜头进一步满足如下关系：1.12<TTL/IMH<3.05，90°<2ω<150°，其中，TTL为所述第一透镜元件的第一表面至所述像平面之间的水平距离，IMH为光学镜头的最大成像圆的直径，ω为半视场角。

8.如权利要求2所述光学镜头，其特征在于：所述光学镜头进一步满足如下关系：0.35<D1/(R1*R2)<16.31，其中，D1为所述第一透镜元件的孔径，R1为所述第一表面的曲率半径，R2为第二表面的曲率半径。

9.如权利要求2所述光学镜头，其特征在于：所述第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、所述第四透镜元件、第五透镜元件以及所述第六透镜元件均关于所述光轴呈轴对称设置。