CN110646924B - 光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学镜头，从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其像侧面为凸面，物侧面为凹面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；其中，光学镜头的入瞳直径EPD<1.58mm；光学镜头的入瞳到第一透镜的物侧面的有效径边缘距离在轴上投影距离大于0.17mm。本发明的光学镜头采用五片具有特定屈折力的镜片，并且采用特定的表面形状及其搭配，使得第一透镜的有效成像区域变小，使屏幕上镜头的进光区域变小，能够更好的满足手机全面屏的需求。

Description

光学镜头
技术领域
本发明涉及透镜成像技术领域，特别涉及一种光学镜头。
背景技术
目前，随着便携式电子设备(如智能手机、平板、相机)的普及，加上社交、视频、直播类软件的流行，人们对于摄影的喜爱程度越来越高，摄像镜头已经成为了电子设备的标配，摄像镜头甚至已经成为消费者购买电子设备时首要考虑的指标。
随着移动信息技术的不断发展，手机等便携式电子设备也在朝着超薄化、全面屏、超高清成像等方向发展，这就对搭载在便携式电子设备上的摄像镜头提出了更高的要求。近几年，随着消费者对手机全面屏的热衷，前置镜头除了高像素的需求外，更加追求视觉上的简约；但是现有的摄像镜头由于头部外径及整体体积较大，所以出现了“刘海屏”，然而，刘海的区域较大，即手机屏幕上的开口区域较大，屏占比无法进一步提高。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种光学镜头，至少具有头部外径小、体积小、像素高等优点，以适应手机的高屏占比需求。
本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。
本发明实施例提供一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；其中，光学镜头的入瞳直径EPD<1.58mm；光学镜头的入瞳到第一透镜的物侧面的有效径边缘距离在轴上投影距离大于0.17mm。
现在市面上常见的应用于手机上的光学镜头的头部尺寸外径最小达到
Figure GDA0002283190560000021
Figure GDA0002283190560000022
而本发明提供的光学镜头由于光阑及各透镜设置合理，同时具有较小的入瞳直径，使镜头的头部外径可以做到
Figure GDA0002283190560000023
能够更好的满足手机的高屏占比需求。
相较于现有技术，本发明提供的光学镜头采用五片具有特定屈折力的镜片，并且采用特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，在满足高像素的同时结构更加紧凑，从而较好地实现了镜头小型化和高像素的均衡，同时可以拍摄到更大面积的景物，对后期的裁切带来了巨大便利，另外本发明的光学镜头增强了成像画面的纵深感和空间感，具有更好的成像质量。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的光学镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中的光学镜头的场曲曲线图；
图3为本发明第一实施例中的光学镜头的畸变曲线图；
图4为本发明第一实施例中的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；
图5为本发明第一实施例中的光学镜头的横向色差曲线图；
图6为本发明第二实施例中的光学镜头的结构示意图；
图7为本发明第二实施例中的光学镜头的场曲曲线图；
图8为本发明第二实施例中的光学镜头的畸变曲线图；
图9为本发明第二实施例中的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；
图10为本发明第二实施例中的光学镜头的横向色差曲线图；
图11为本发明第三实施例中的光学镜头的结构示意图；
图12为本发明第三实施例中的光学镜头的场曲曲线图；
图13为本发明第三实施例中的光学镜头的畸变曲线图；
图14为本发明第三实施例中的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；
图15为本发明第三实施例中的光学镜头的横向色差曲线图；
图16为本发明第四实施例中的光学镜头的结构示意图；
图17为本发明第四实施例中的光学镜头的场曲曲线图；
图18为本发明第四实施例中的光学镜头的畸变曲线图；
图19为本发明第四实施例中的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；
图20为本发明第四实施例中的光学镜头的横向色差曲线图。
主要元件符号说明：
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 红外滤光片 G1
光阑 ST
第一透镜的物侧面 S1 第一透镜的像侧面 S2
第二透镜的物侧面 S3 第二透镜的像侧面 S4
第三透镜的物侧面 S5 第三透镜的像侧面 S6
第四透镜的物侧面 S7 第四透镜的像侧面 S8
第五透镜的物侧面 S9 第五透镜的像侧面 S10
红外滤光片的物侧面 S11 红外滤光片的物侧面 S12
成像面 S13
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
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例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧表面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，其像侧表面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧表面为凸面，像侧表面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凹面，像侧表面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧表面在近光轴处为凹面；其中，光学镜头的入瞳直径EPD<1.58mm；光学镜头的入瞳到第一透镜的物侧面的有效径边缘距离在轴上投影距离大于0.17mm。
现在市面上常见的应用于手机上的光学镜头的头部尺寸外径最小达到
Figure GDA0002283190560000042
而本发明提供的光学镜头由于光阑及各透镜间设置合理，同时具有较小的入瞳直径，使镜头的头部外径可以做到
Figure GDA0002283190560000043
满足高屏占比的需求，能够更好的满足手机全面屏的“全面”需求。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
1.1<TC1/ET1<1.6； (1)
其中，TC1表示第一透镜的中心厚度，ET1表示第一透镜的边缘厚度。满足条件式(1)，可使得光学***的视角深度变小至0.95左右，有利于实现镜头的头部外径尺寸做小，最小可达
Figure GDA0002283190560000041
能够更好的满足手机全面屏的“全面”需求。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
0.5<TC1/DM1<0.6； (2)
其中，TC1表示第一透镜的中心厚度，DM1表示第一透镜的直径。满足条件式(2)，可使第一透镜具有较大的正光焦度，有利于缩短镜头的总长，利于实现镜头的小型化的趋势。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
0.7<f1/f<2.1； (3)
其中，f1表示第一透镜的有效焦距，f表示光学镜头的有效焦距。满足条件式(3)，使第一透镜具有较大的正光焦度，有利于缩短镜头的总长。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
0.8<f123/f<1.4； (4)
其中，f123表示第一透镜至第三透镜的有效焦距，f表示光学镜头的有效焦距。满足条件式(4)，能够实现合理的分配第一透镜、第二透镜以及第三透镜的光焦度，减缓光线转折的走势，降低高级像差的矫正，减小整体镜头像差矫正的难度。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
0.1<SAG11-SAG12<0.3； (5)
其中，SAG11表示第一透镜的物侧面的矢高，SAG12表示第一透镜的像侧面的矢高。满足条件式(5)，可有效地减小光学***的视角深度，从而减小镜头所对应的手机屏幕的开窗尺寸，最小可达1.85mm，有效地解决现有技术当中镜头所对应的手机屏幕上开窗尺寸无法做小的技术问题。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
V1/(V2-V3)<-10； (6)
V2＝23.52； (7)
其中，V1表示第一透镜的阿贝数，V2表示第二透镜的阿贝数，V3表示第三透镜的阿贝数。满足条件式(6)和(7)，有利于色差的矫正和镜头解像力的提升。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：
0<R31/R32<1； (8)
其中，R31表示第三透镜的物侧面的曲率半径，R32表示第三透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式(8)，可使第三透镜提供正光焦度，对光线起到汇聚作用，使***的总长减小，利于小型化。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
1.2<R31/DM31<2.6； (9)
其中，R31表示第三透镜的物侧面的曲率半径，DM31表示第三透镜的物侧面的直径。满足条件式(9)，有利于镜片成型，量产良率较高。
在一些实施方式中，光学镜头满足以下条件式：
0.1<R11/R12<0.6； (10)
其中，R11表示第一透镜的物侧面的曲率半径，R12表示第一透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式(10)，可减小第一透镜的有效直径，缩小头部尺寸。
在一些实施方式中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均为塑胶非球面镜片。各透镜均采用非球面镜片，采用非球面镜片至少具有以下三个优点：
1.镜头具有更好的成像质量；
2.镜头的结构更为紧凑；
3.镜头的光学总长更短。
本发明各个实施例中非球面镜头的表面形状均满足下列方程：
Figure GDA0002283190560000061
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率半径，k为二次曲面系数，A2i为第2i阶的非球面面型系数。
在以下各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
第一实施例
本发明第一实施例提供的光学镜头100结构示意图请参阅图1，该光学镜头100沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑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以及红外滤光片G1。
第一透镜L1为具有正光焦度塑胶非球面透镜，第一透镜的物侧面S1为凸面，第一透镜的像侧面S2为凹面；
第二透镜L2为具有负光焦度塑胶非球面透镜，第二透镜的物侧面S3为凸面，第二透镜的像侧面S4为凹面；
第三透镜L3为具有正光焦度塑胶非球面透镜，第三透镜的物侧面S5为凸面，第三透镜的像侧面S6为凹面；
第四透镜L4为具有正光焦度塑胶非球面透镜，第四透镜的物侧面S7为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面；
第五透镜L5为具有负光焦度塑胶非球面透镜，第五透镜的物侧面S9在近光轴处为凹面，第五透镜的像侧面S10在近光轴处为凹面；
在本实施例中，光学镜头100的入瞳直径EPD<1.58mm；该光学镜头100的入瞳到第一透镜的物侧面S1的有效径边缘距离在轴上投影距离大于0.17mm。
在一些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5也可均为玻璃镜片，或者也可以是塑胶镜片和玻璃镜片的组合。
本实施例提供的光学镜头100中各个镜片的相关参数如表1所示，其中R代表曲率半径，d代表光学表面间距，nd代表材料的d线折射率，Vd代表材料的阿贝数。
表1
Figure GDA0002283190560000071
Figure GDA0002283190560000081
本实施例中的光学镜头100的各非球面的面型系数如表2所示。
表2
Figure GDA0002283190560000082
在本实施例中，光学镜头100的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图2、图3、图4和图5所示，由图2至图4可以看出，场曲、畸变和色差都被良好地校正。
第二实施例
本实施例提供的光学镜头200的结构示意图请参阅图6，本实施例中的光学镜头200与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处在于：本实施例中的光学镜头200的第一透镜的像侧面S2为凸面，第二透镜的物侧面S3为凹面，以及各透镜的曲率半径及材料选择不同。
本实施例提供光学镜头200中各个镜片的相关参数如表3所示。
表3
Figure GDA0002283190560000091
本实施例中的光学镜头200的各非球面的面型系数如表4所示。
表4
Figure GDA0002283190560000092
Figure GDA0002283190560000101
在本实施例中，光学镜头200的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图7、图8、图9和图10所示，由图7至图10可以看出，光学镜头200的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
第三实施例
本实施例提供的光学镜头300的结构示意图请参阅图11，本实施例中的光学镜头300的结构与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处在于：本实施例中的光学镜300各透镜的曲率半径及材料选择不同。
本实施例提供的光学镜头300中各个镜片的相关参数如表5所示。
表5
Figure GDA0002283190560000102
Figure GDA0002283190560000111
本实施例中的光学镜头300的各非球面的面型系数如表6所示。
表6
Figure GDA0002283190560000112
在本实施例中，光学镜头300的场曲、畸变、轴上点球差色和横向色差的曲线图分别如图12、图13、图14和图15所示，由图12至图15可以看出，光学镜头300的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
第四实施例
本实施例提供的的光学镜头400的机构示意图请参阅图16，本实施例中的光学镜头400与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处在于：本实施例中的光学镜头400的第一透镜的像侧面S2为凸面，第二透镜的物侧面S3为凹面，以及各透镜的曲率半径及材料选择不同。
本实施例中的光学镜头400中各个镜片的相关参数如表7所示。
表7
Figure GDA0002283190560000121
本实施例中的光学镜头400的各非球面的面型系数如表8所示。
表8
Figure GDA0002283190560000131
在本实施例中，光学镜头400的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图17、图18、图19和图20所示，由图17至图20可以看出，光学镜头400的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
表9是上述四个实施例对应的光学特性，主要包括***焦距f、光圈数F#、光学总长TTL及视场角2θ，以及与上述每个条件式对应的数值。
表9
Figure GDA0002283190560000132
Figure GDA0002283190560000141
综上，本实施例提供的光学镜头至少具有以下优点：
(1)现在市面上常见的应用于手机上的光学镜头的头部尺寸外径最小达到
Figure GDA0002283190560000142
而本发明提供的光学镜头由于光阑及各透镜设置合理，同时具有较小的入瞳直径，使镜头的头部外径可以做到
Figure GDA0002283190560000143
能够满足高屏占比的需求，能够更好的满足手机全面屏的“全面”需求。
(2)采用五片具有特定屈折力的镜片，并且采用特定的表面形状及其搭配，在满足广视角的同时结构更紧凑，从而较好地实现了镜头微型化和广视角的均衡。
(3)可以拍摄到更大面积的景物，对后期的裁切带来了巨大便利，另外，此设计的光学镜头增强了成像画面的纵深感和空间感，具有更好的成像质量。
上述各实施例中的光学镜头均可运用在手机、平板、相机等终端。
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 (11)

1.一种光学镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次由光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜组成：
所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；
所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；
所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；以及
所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面；
其中，所述光学镜头的入瞳直径EPD<1.58mm；所述光学镜头的入瞳到所述第一透镜的物侧面的有效径边缘距离在轴上投影距离大于0.17mm。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
1.1<TC1/ET1<1.6；
其中，TC1表示所述第一透镜的中心厚度，ET1表示所述第一透镜的边缘厚度。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.5<TC1/DM1<0.6；
其中，TC1表示所述第一透镜的中心厚度，DM1表示所述第一透镜的直径。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.7<f1/f<2.1；
其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.8<f123/f<1.4；
其中，f123表示所述第一透镜至所述第三透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.1<SAG11-SAG12<0.3；
其中，SAG11表示所述第一透镜的物侧面的矢高，SAG12表示所述第一透镜的像侧面的矢高。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
V1/(V2-V3)<-10；
V2＝23.52；
其中，V1表示所述第一透镜的阿贝数，V2表示所述第二透镜的阿贝数，V3表示所述第三透镜的阿贝数。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0<R31/R32<1；
其中，R31表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，R32表示所述第三透镜的像侧面的曲率半径。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
1.2<R31/DM31<2.6；
其中，R31表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，DM31表示所述第三透镜的物侧面的直径。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下条件式：
0.1<R11/R12<0.6；
其中，R11表示所述第一透镜的物侧面的曲率半径，R12表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径。
11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜以及所述第五透镜均为塑胶非球面镜片。
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