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。
(第一实施方式)
参考附图,本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的摄像光学镜头10,该摄像光学镜头10包括七个透镜。具体的,所述摄像光学镜头10,由物侧至像侧依序包括:光圈S1、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、第六透镜L6以及第七透镜L7。本实施方式中,优选的,在第七透镜L7和像面Si之间设置有玻璃平板GF等光学元件,其中玻璃平板GF可以是玻璃盖板,也可以是光学过滤片(filter),当然在其他可实施方式中,玻璃平板GF还可以设置在其他位置。
本实施方式中,第一透镜L1具有正屈折力,其物侧面向外凸出为凸面,其像侧面为凹面;第二透镜L2具有负屈折力,其物侧面为凸面,其像侧面为凹面;第三透镜L3具有正屈折力,其物侧面为凹面,其像侧面为凸面;第四透镜L4具有负屈折力,其物侧面为凸面,其像侧面为凹面;第五透镜L5具有正屈折力,其物侧面为凹面,其像侧面为凸面;第六透镜L6和具有负屈折力,其物侧面为凹面,其像侧面为凹面;第七透镜L7具有负屈折力,其物侧面为凹面,其像侧面为凹面。
在此,定义整体摄像光学镜头10的焦距为f,焦距单位为毫米(mm),所述第三透镜L3的焦距为f3,所述第一透镜L1的阿贝数为v1,所述第二透镜L2的阿贝数为v2,满足下列关系式:
9.00≤f3/f≤30.00 (1)
2.90≤v1/v2≤5.00 (2)
其中,条件式(1)规定了第三透镜L3的焦距与整体摄像光学镜头10焦距之间的比值。如此设置,第三透镜L3可以更合理的分配光焦度,有利于系统获得良好的平衡场曲的能力,进而提升成像品质。
条件式(2)规定了第一透镜L1的阿贝数v1和第二透镜L2的阿贝数v2的比值。如此设置,有利于摄像光学镜头向大光圈、超薄化发展,同时有利于校正光学系统的像差。
本实施方式中,通过上述透镜的配置方式,使摄像光学镜头在具有良好光学性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
优选的,本发明实施方式中,所述整体摄像光学镜头的焦距为f,所述第二透镜的焦距f2,满足下列关系式:
-5.00≤f2/f≤-3.00 (3)
条件式(3)规定了第二透镜L2的焦距与整体摄像光学镜头10焦距的比值,在此条件范围内时,能有效地平衡第一透镜产生的球差以及系统的场曲量。
优选的,本实施方式中,所述第二透镜的轴上厚度为d3,所述第三透镜的轴上厚度为d5,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,满足下列关系式:
0≤(d3+d5)/TTL≤0.10 (4)
条件式(4)规定了第二透镜L2、第三透镜L3的轴上厚度的和与镜头光学总长TTL的比值,在此条件范围内时,有利于在超薄化的情况下提高系统像质。
优选的,本实施方式中,所述第三透镜物侧面的曲率半径为R5,所述第三透镜像侧面的曲率半径为R6,满足下列关系式:
4.00≤(R5+R6)/(R5-R6)≤11.00 (5)
条件式(5)规定了第三透镜L3的形状,在此条件范围内时,有利于第三透镜成型,并避免因第三透镜的表面曲率过大而导致成型不良与应力产生。
优选的,本实施方式中,所述第四透镜物侧面的曲率半径为R7,所述第四透镜像侧面的曲率半径为R8,满足下列关系式:
5.00≤(R7+R8)/(R7-R8)≤20.00 (6)
条件式(6)规定了第四透镜L4的形状,在此条件范围内时,有利于补正轴外画角的像差。
本实施方式中,第一透镜L1为玻璃材质,因此温度和湿度的可靠性有较好的表现,且第一透镜L1阿贝数较大,因此,能有效地矫正色差,提升摄像镜头的光学性能。本实施方式中,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7的材质为塑料,可以有效降低生产成本。
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。
值得一提的是,由于构成本实施方式的摄像光学透镜10的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7具有如前所述的结构和参数关系,因此,摄像光学镜头10能够合理分配各透镜的光焦度、面型、材料以及各透镜的轴上厚度等,并因此校正了各类像差,本发明中的摄像光学镜头10的光学成像系统Fno≤1.45;摄像光学镜头10的光学总长TTL,摄像光学镜头10的像高IH,满足下列关系式:TTL/IH≤1.48;摄像光学镜头10的视场角FOV,满足以下关系式:FOV≥76度。实现了在具有良好光学成像性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
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。
以下示出了本发明第一实施方式中摄像光学镜头10的设计数据。需要说明的是,本实施方式中,距离、半径和厚度的单位为毫米(mm)。
表1、表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据。
【表1】
其中,各符号的含义如下。
S1:光圈;
R:光学面的曲率半径、透镜时为中心曲率半径;
R1:第一透镜L1的物侧面的曲率半径;
R2:第一透镜L1的像侧面的曲率半径;
R3:第二透镜L2的物侧面的曲率半径;
R4:第二透镜L2的像侧面的曲率半径;
R5:第三透镜L3的物侧面的曲率半径;
R6:第三透镜L3的像侧面的曲率半径;
R7:第四透镜L4的物侧面的曲率半径;
R8:第四透镜L4的像侧面的曲率半径;
R9:第五透镜L5的物侧面的曲率半径;
R10:第五透镜L5的像侧面的曲率半径;
R11:第六透镜L6的物侧面的曲率半径;
R12:第六透镜L6的像侧面的曲率半径;
R13:第七透镜L7的物侧面的曲率半径;
R14:第七透镜L7的像侧面的曲率半径;
R15:光学过滤片GF的物侧面的曲率半径;
R16:光学过滤片GF的像侧面的曲率半径;
d:透镜的轴上厚度与透镜之间的轴上距离;
d0:光圈S1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的像侧面到第七透镜L7的物侧面的轴上距离;
d13:第七透镜L7的轴上厚度;
d14:第七透镜L7的像侧面到光学过滤片GF的物侧面的轴上距离;
d15:光学过滤片GF的轴上厚度;
d16:光学过滤片GF的像侧面到像面的轴上距离;
nd:d线的折射率;
nd1:第一透镜L1的d线的折射率;
nd2:第二透镜L2的d线的折射率;
nd3:第三透镜L3的d线的折射率;
nd4:第四透镜L4的d线的折射率;
nd5:第五透镜L5的d线的折射率;
nd6:第六透镜L6的d线的折射率;
nd7:第七透镜L7的d线的折射率;
ndg:光学过滤片GF的d线的折射率;
vd:阿贝数;
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;
v7:第七透镜L7的阿贝数;
vg:光学过滤片GF的阿贝数。
表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的非球面数据。
【表2】
其中,k是圆锥系数,A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20是非球面系数。
IH:像高
y=(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (7)
为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(7)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(7)表示的非球面多项式形式。
表3、表4示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中,P1R1、P1R2分别代表第一透镜L1的物侧面和像侧面,P2R1、P2R2分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面,P3R1、P3R2分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面,P4R1、P4R2分别代表第四透镜L4的物侧面和像侧面,P5R1、P5R2分别代表第五透镜L5的物侧面和像侧面,P6R1、P6R2分别代表第六透镜L6的物侧面和像侧面,P7R1、P7R2分别代表第七透镜L7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3】
【表4】
| |
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
| P1R1 |
|
|
|
| P1R2 |
1 |
1.065 |
|
| P2R1 |
|
|
|
| P2R2 |
|
|
|
| P3R1 |
|
|
|
| P3R2 |
2 |
0.385 |
0.525 |
| P4R1 |
1 |
0.875 |
|
| P4R2 |
1 |
0.875 |
|
| P5R1 |
|
|
|
| P5R2 |
|
|
|
| P6R1 |
2 |
0.215 |
0.975 |
| P6R2 |
1 |
1.055 |
|
| P7R1 |
1 |
2.765 |
|
| P7R2 |
1 |
0.855 |
|
图2、图3分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差以及倍率色差示意图。图4则示出了,波长为555nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图,图4的场曲S是弧矢方向的场曲,T是子午方向的场曲。
后出现的表17示出各实例1、2、3、4中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。
如表17所示,第一实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为3.299mm,全视场像高为3.852mm,对角线方向的视场角为76.98°,具有良好光学性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
(第二实施方式)
第二实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表5、表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。
【表5】
表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。
【表6】
表7、表8示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表7】
| |
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
反曲点位置3 |
| P1R1 |
1 |
1.395 |
|
|
| P1R2 |
1 |
0.585 |
|
|
| P2R1 |
|
|
|
|
| P2R2 |
|
|
|
|
| P3R1 |
3 |
0.295 |
0.345 |
1.185 |
| P3R2 |
3 |
0.175 |
0.435 |
1.185 |
| P4R1 |
3 |
0.485 |
1.185 |
1.345 |
| P4R2 |
3 |
0.545 |
1.385 |
1.505 |
| P5R1 |
2 |
0.385 |
1.065 |
|
| P5R2 |
3 |
0.655 |
1.135 |
1.875 |
| P6R1 |
3 |
0.255 |
0.745 |
1.725 |
| P6R2 |
3 |
0.665 |
2.015 |
2.355 |
| P7R1 |
2 |
1.465 |
2.655 |
|
| P7R2 |
3 |
0.485 |
2.595 |
3.015 |
【表8】
图6、图7分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差以及倍率色差示意图。图8则示出了,波长为555nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的场曲及畸变示意图。
如表17所示,第二实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为3.057mm,全视场像高为3.852mm,对角线方向的视场角为81.61°,具有良好光学性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
(第三实施方式)
第三实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表9、表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。
【表9】
表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的非球面数据。
【表10】
表11、表12示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表11】
【表12】
| |
驻点个数 |
驻点位置1 |
驻点位置2 |
驻点位置3 |
| P1R1 |
|
|
|
|
| P1R2 |
1 |
0.895 |
|
|
| P2R1 |
|
|
|
|
| P2R2 |
|
|
|
|
| P3R1 |
2 |
0.415 |
0.665 |
|
| P3R2 |
3 |
0.435 |
0.545 |
1.295 |
| P4R1 |
1 |
0.895 |
|
|
| P4R2 |
1 |
0.895 |
|
|
| P5R1 |
2 |
0.705 |
1.195 |
|
| P5R2 |
|
|
|
|
| P6R1 |
1 |
0.955 |
|
|
| P6R2 |
1 |
1.125 |
|
|
| P7R1 |
|
|
|
|
| P7R2 |
1 |
0.845 |
|
|
图10、图11分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差以及倍率色差示意图。图12则示出了,波长为555nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图。
如表17所示,第三实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为3.117mm,全视场像高为3.852mm,对角线方向的视场角为80.50°,具有良好光学性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
(第四实施方式)
第四实施方式与第一实施方式基本相同,符号含义与第一实施方式相同,以下只列出不同点。
表13、表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的设计数据。
【表13】
表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的非球面数据。
【表14】
表15、表16示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。
【表15】
| |
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
反曲点位置3 |
| P1R1 |
1 |
1.385 |
|
|
| P1R2 |
1 |
0.575 |
|
|
| P2R1 |
|
|
|
|
| P2R2 |
|
|
|
|
| P3R1 |
3 |
0.175 |
0.515 |
1.235 |
| P3R2 |
3 |
0.165 |
0.485 |
1.175 |
| P4R1 |
2 |
0.395 |
1.235 |
|
| P4R2 |
2 |
0.355 |
1.415 |
|
| P5R1 |
2 |
0.495 |
0.845 |
|
| P5R2 |
1 |
1.925 |
|
|
| P6R1 |
3 |
0.065 |
0.715 |
1.765 |
| P6R2 |
2 |
0.745 |
2.005 |
|
| P7R1 |
1 |
1.485 |
|
|
| P7R2 |
2 |
0.485 |
2.795 |
|
【表16】
图14、图15分别示出了波长为470nm、510nm、555nm、610nm和650nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的轴向像差以及倍率色差示意图。图16则示出了,波长为555nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的场曲及畸变示意图。
如表17所示,第四实施方式满足各条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为3.171mm,全视场像高为3.852mm,对角线方向的视场角为79.47°,具有良好光学性能的同时,满足大光圈和超薄化的设计要求。
【表17】
| 条件式 |
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
备注 |
| f3/f |
26.18 |
29.58 |
9.01 |
14.80 |
条件式(1) |
| v1/v2 |
3.64 |
2.93 |
4.90 |
3.64 |
条件式(2) |
| f2/f |
-3.29 |
-3.02 |
-4.99 |
-3.57 |
条件式(3) |
| (d3+d5)/TTL |
0.08 |
0.09 |
0.08 |
0.07 |
条件式(4) |
| (R5+R6)/(R5-R6) |
10.10 |
10.87 |
4.00 |
4.21 |
条件式(5) |
| (R7+R8)/(R7-R8) |
15.28 |
19.94 |
18.36 |
5.02 |
条件式(6) |
| f |
4.750 |
4.402 |
4.488 |
4.567 |
|
| f1 |
4.351 |
4.328 |
4.776 |
4.366 |
|
| f2 |
-15.637 |
-13.291 |
-22.377 |
-16.286 |
|
| f3 |
124.354 |
130.199 |
40.436 |
67.595 |
|
| f4 |
-95.387 |
-131.975 |
-113.889 |
-83.048 |
|
| f5 |
3.671 |
2.606 |
5.372 |
4.073 |
|
| f6 |
-12.352 |
-6.976 |
-88.444 |
-31.392 |
|
| f7 |
-3.621 |
-3.357 |
-3.440 |
-3.341 |
|
| f12 |
5.442 |
5.746 |
5.613 |
5.442 |
|
| TTL |
5.589 |
5.570 |
5.549 |
5.517 |
|
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方式,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。