【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)
请参考附图,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包括八个透镜。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、具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、具有正屈折力的第七透镜L7以及具有负屈折力的第八透镜L8。第八透镜L8和像面Si之间可设置有光学过滤片(filter)GF等光学元件。
在本实施方式中,定义所述第四透镜L4的焦距为f4,所述摄像光学镜头10的焦距为f,满足下列关系式:-11.00≤f4/f≤-5.00,规定了第四透镜L4的焦距与摄像光学镜头10的焦距的比值,在条件范围内可有效分配第四透镜L4的光焦度,有利于校正光学系统的像差,进而提升成像品质。
所述第七透镜L7的焦距为f7,满足下列关系式:2.50≤f7/f≤8.00,规定了第七透镜L7的焦距与摄像光学镜头10的焦距的比值,在条件范围内有助于提高光学系统性能。
所述第一透镜L1的轴上厚度为d1,所述第一透镜L1的像侧面到所述第二透镜L2的物侧面的轴上距离为d2,满足下列关系式:6.00≤d1/d2≤10.00,规定了第一透镜L1的轴上厚度d1与第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离d2的比值,在条件式范围内有助于镜片的加工和镜头的组装。
定义所述第三透镜L3的物侧面的曲率半径为R5,所述第三透镜L3的像侧面的曲率半径为R6,满足下列关系式:-3.50≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-2.50,规定了第三透镜L3的形状,在条件式规定范围内,可以缓和光线经过镜片的偏折程度,有效减小像差。
定义所述第七透镜L7的像侧面到所述第八透镜L8的物侧面的轴上距离为d14,所述第八透镜L8的轴上厚度为d15,满足下列关系式:2.00≤d14/d15≤4.00,规定了第七透镜L7的像侧面到第八透镜L8的物侧面的轴上距离d14与第八透镜L8的轴上厚度d15的比值,在条件范围内,有助于平衡系统场曲,提高像面成像质量。
定义所述第一透镜L1的焦距为f1,满足下列关系式:0.38≤f1/f≤1.31,规定了第一透镜L1的焦距f1与摄像光学镜头10的焦距f的比值。在条件式范围内时,第一透镜L1具有适当的正屈折力,有利于减小系统像差,同时有利于镜头向超薄化、广角化发展。优选的,0.61≤f1/f≤1.05。
所述第一透镜L1物侧面的曲率半径为R1,所述第一透镜L1像侧面的曲率半径为R2,满足下列关系式:-4.10≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.03,规定了第一透镜L1的形状,在条件式范围内,合理控制第一透镜L1的形状,使得第一透镜L1能够有效地校正系统球差。优选的,-2.56≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-1.29。
所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL,所述第一透镜L1的轴上厚度为d1,满足下列关系式:0.06≤d1/TTL≤0.21,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.10≤d1/TTL≤0.17。
定义所述第二透镜L2的焦距为f2,满足下列关系式:-3.66≤f2/f≤-1.02,规定了第二透镜的焦距f2与摄像光学镜头10的焦距f的比值,在条件式范围内,通过将第二透镜L2的负光焦度控制在合理范围,有利于矫正光学系统的像差。优选的,-2.29≤f2/f≤-1.28。
所述第二透镜L2物侧面的曲率半径为R3,以及所述第二透镜L2像侧面的曲率半径为R4,满足下列关系式:0.94≤(R3+R4)/(R3-R4)≤3.85,规定了第二透镜L2的形状,在条件式范围内,随着镜头向超薄化、广角化发展,有利于补正轴上色像差问题。优选的,1.51≤(R3+R4)/(R3-R4)≤3.08。
所述第二透镜L2的轴上厚度为d3,满足下列关系式:0.02≤d3/TTL≤0.05,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.03≤d3/TTL≤0.04。
定义所述第三透镜L3的焦距为f3,满足下列关系式:1.18≤f3/f≤5.33,规定了第三透镜L3的焦距f3与摄像光学镜头10的焦距f的比值,在条件式范围内,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,1.89≤f3/f≤4.27。
所述第三透镜L3的轴上厚度为d5,满足下列关系式:0.02≤d5/TTL≤0.08,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d5/TTL≤0.06。
定义所述第四透镜L4物侧面的曲率半径为R7,以及所述第四透镜L4像侧面的曲率半径为R8,满足下列关系式-21.29≤(R7+R8)/(R7-R8)≤-0.71。规定了第四透镜L4的形状,在条件式范围内,随着超薄化、广角化的发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-13.30≤(R7+R8)/(R7-R8)≤-0.89。
所述第四透镜L4的轴上厚度为d7,满足下列关系式:0.02≤d7/TTL≤0.06,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.03≤d7/TTL≤0.05。
定义所述第五透镜L5的焦距为f5,满足下列关系式:-181.79≤f5/f≤22.58,规定了第五透镜L5的焦距f5与摄像光学镜头10的焦距f的比值,在条件式范围内,对第五透镜L5的限定可有效的使得摄像光学镜头10的光线角度平缓,降低公差敏感度。优选的,-113.62≤f5/f≤18.06。
所述第五透镜L5物侧面的曲率半径为R9,所述第五透镜L5像侧面的曲率半径为R10,满足下列关系式:-21.86≤(R9+R10)/(R9-R10)≤70.33,规定了第五透镜L5的形状,在条件范围内时,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-13.66≤(R9+R10)/(R9-R10)≤56.26。
所述第五透镜L5的轴上厚度为d9,满足下列关系式:0.02≤d9/TTL≤0.06,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.03≤d9/TTL≤0.05。
定义所述第六透镜L6的焦距为f6,满足下列关系式:f6/f≤91.36,规定了第六透镜L6的焦距f6与摄像光学镜头10的焦距f的比值,在条件式范围内,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,f6/f≤73.09。
所述第六透镜L6物侧面的曲率半径为R11,以及所述第六透镜L6像侧面的曲率半径为R12,且满足下列关系式:-377.45≤(R11+R12)/(R11-R12)≤112.46,规定的是第六透镜L6的形状,在条件式范围内,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-235.91≤(R11+R12)/(R11-R12)≤89.96。
所述第六透镜L6的轴上厚度为d11,满足下列关系式:0.03≤d11/TTL≤0.08,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d11/TTL≤0.06。
定义所述第七透镜L7物侧面的曲率半径为R13,以及所述第七透镜L7像侧面的曲率半径为R14,且满足下列关系式:-54.41≤(R13+R14)/(R13-R14)≤-6.24。规定的是第七透镜L7的形状,在条件式范围内,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-34.01≤(R13+R14)/(R13-R14)≤-7.80。
所述第七透镜L7的轴上厚度为d13,满足下列关系式:0.03≤d13/TTL≤0.10,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d13/TTL≤0.08。
所述第八透镜L8的焦距为f8,满足下列关系式:-1.90≤f8/f≤-0.56。规定了第八透镜L8的焦距f8与摄像光学镜头10的焦距f的比值,在条件式范围内,通过光焦度的合理分配,使得系统具有较佳的成像品质和较低的敏感性。优选的,-1.18≤f8/f≤-0.70。
所述第八透镜L8物侧面的曲率半径为R15,所述第八透镜L8像侧面的曲率半径为R16,满足下列关系式:-2.65≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.43。规定的是第八透镜L8的形状,在条件式范围内,随着超薄广角化发展,有利于补正轴外画角的像差等问题。优选的,-1.66≤(R15+R16)/(R15-R16)≤-0.54。
所述第八透镜的轴上厚度为d15,满足下列关系式:0.03≤d15/TTL≤0.13,在条件式范围内,有利于实现超薄化。优选的,0.04≤d15/TTL≤0.10。
本实施方式中,所述摄像光学镜头的光学总长为TTL,所述摄像光学镜头的像高为IH,且满足下列关系式:TTL/IH≤1.22,有利于实现超薄化。
本实施方式中,所述摄像光学镜头的光圈F数为Fno,且满足下列关系式:Fno≤1.95,有利于实现大光圈,使得成像性能好。
即当满足上述关系时,使得摄像光学镜头10实现了在具有良好光学成像性能的同时,还能满足大光圈、广角化、超薄化的设计要求;根据该摄像光学镜头10的特性,该摄像光学镜头10尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。
下面将用实例进行说明本发明的摄像光学镜头10。各实例中所记载的符号如下所示。焦距、轴上距离、曲率半径、轴上厚度、反曲点位置、驻点位置的单位为mm。
TTL:光学总长(第一透镜L1的物侧面到像面Si的轴上距离),单位为mm;
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。
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:第八透镜L8的物侧面的曲率半径;
R16:第八透镜L8的像侧面的曲率半径;
R17:光学过滤片GF的物侧面的曲率半径;
R18: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的像侧面到第八透镜L8的物侧面的轴上距离;
d15:第八透镜L8的轴上厚度;
d16:第八透镜L8的像侧面到光学过滤片GF的物侧面的轴上距离;
d17:光学过滤片GF的轴上厚度;
d18: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;
nd8:第八透镜L8的d线的折射率;
ndg:光学过滤片GF的d线的折射率;
νd:阿贝数;
ν1:第一透镜L1的阿贝数;
ν2:第二透镜L2的阿贝数;
ν3:第三透镜L3的阿贝数;
ν4:第四透镜L4的阿贝数;
ν5:第五透镜L5的阿贝数;
ν6:第六透镜L6的阿贝数;
ν7:第七透镜L7的阿贝数;
ν8:第八透镜L8的阿贝数;
νg: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。
y=(x2/R)/[1+{1-(k+1)(x2/R2)}1/2]+A4x4+A6x6+A8x8+A10x10+A12x12+A14x14+A16x16+A18x18+A20x20 (1)
为方便起见,各个透镜面的非球面使用上述公式(1)中所示的非球面。但是,本发明不限于该公式(1)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,P8R1、P8R2分别代表第八透镜L8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】
| |
反曲点个数 |
反曲点位置1 |
反曲点位置2 |
| P1R1 |
1 |
2.205 |
0 |
| P1R2 |
2 |
1.795 |
2.195 |
| P2R1 |
0 |
0 |
0 |
| P2R2 |
0 |
0 |
0 |
| P3R1 |
0 |
0 |
0 |
| P3R2 |
2 |
0.965 |
1.255 |
| P4R1 |
0 |
0 |
0 |
| P4R2 |
0 |
0 |
0 |
| P5R1 |
1 |
0.385 |
0 |
| P5R2 |
2 |
0.435 |
2.335 |
| P6R1 |
1 |
2.605 |
0 |
| P6R2 |
2 |
2.715 |
3.045 |
| P7R1 |
2 |
0.725 |
3.615 |
| P7R2 |
2 |
0.815 |
3.975 |
| P8R1 |
1 |
3.315 |
0 |
| P8R2 |
2 |
5.395 |
6.135 |
【表4】
图2、图3分别示出了波长为436nm、486nm、546nm、587nm和656nm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546nm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示出各实施方式一、二、三、四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10的入瞳直径为4.665mm,全视场像高为8.000mm,对角线方向的视场角为80.00°,使得所述摄像光学镜头10广角化、超薄化、大光圈,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(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,该第二实施方式的摄像光学镜头20的结构形式请参图5所示,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 |
2.105 |
0 |
0 |
| P1R2 |
2 |
1.645 |
2.125 |
0 |
| P2R1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| P2R2 |
1 |
1.905 |
0 |
0 |
| P3R1 |
1 |
1.955 |
0 |
0 |
| P3R2 |
2 |
0.815 |
1.355 |
0 |
| P4R1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| P4R2 |
1 |
2.035 |
0 |
0 |
| P5R1 |
2 |
0.465 |
2.065 |
0 |
| P5R2 |
2 |
0.455 |
2.165 |
0 |
| P6R1 |
1 |
2.655 |
0 |
0 |
| P6R2 |
2 |
2.695 |
2.975 |
0 |
| P7R1 |
3 |
0.895 |
3.625 |
4.405 |
| P7R2 |
2 |
1.075 |
4.035 |
0 |
| P8R1 |
1 |
3.665 |
0 |
0 |
| P8R2 |
1 |
5.535 |
0 |
0 |
【表8】
图6、图7分别示出了波长为436nm、486nm、546nm、587nm和656nm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546nm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。
以下表17按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学镜头满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为4.669mm,全视场像高为8.000mm,对角线方向的视场角为80.00°,使得所述摄像光学镜头20广角化、超薄化、大光圈,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(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,该第三实施方式的摄像光学镜头30的结构形式请参图9所示,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】
图10、图11分别示出了波长为436nm、486nm、546nm、587nm和656nm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546nm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。
以下表17按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学镜头满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为4.640mm,全视场像高为8.000mm,对角线方向的视场角为80.00°,使得所述摄像光学镜头30广角化、超薄化、大光圈,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
(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,该第四实施方式的摄像光学镜头40的结构形式请参图13所示,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】
【表16】
| |
驻点个数 |
驻点位置1 |
| P1R1 |
0 |
0 |
| P1R2 |
0 |
0 |
| P2R1 |
0 |
0 |
| P2R2 |
0 |
0 |
| P3R1 |
0 |
0 |
| P3R2 |
0 |
0 |
| P4R1 |
0 |
0 |
| P4R2 |
0 |
0 |
| P5R1 |
1 |
0.785 |
| P5R2 |
1 |
0.675 |
| P6R1 |
0 |
0 |
| P6R2 |
0 |
0 |
| P7R1 |
1 |
1.605 |
| P7R2 |
1 |
2.155 |
| P8R1 |
1 |
6.315 |
| P8R2 |
1 |
1.205 |
图14、图15分别示出了波长为436nm、486nm、546nm、587nm和656nm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546nm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。
以下表17按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然,本实施方式的摄像光学镜头满足上述的条件式。
在本实施方式中,所述摄像光学镜头的入瞳直径为4.648mm,全视场像高为8.000mm,对角线方向的视场角为80.00°,使得所述摄像光学镜头40广角化、超薄化、大光圈,其轴上、轴外色像差充分补正,且具有优秀的光学特征。
【表17】
| 参数及条件式 |
实施方式1 |
实施方式2 |
实施方式3 |
实施方式4 |
| f |
9.004 |
9.011 |
8.955 |
8.971 |
| f1 |
6.859 |
7.082 |
7.011 |
7.830 |
| f2 |
-13.782 |
-15.608 |
-16.377 |
-14.756 |
| f3 |
27.484 |
29.482 |
31.846 |
21.147 |
| f4 |
-94.618 |
-75.772 |
-46.927 |
-64.020 |
| f5 |
-148.040 |
-819.071 |
134.809 |
61.749 |
| f6 |
43.197 |
104.779 |
545.449 |
-718458.271 |
| f7 |
67.092 |
28.118 |
26.199 |
31.592 |
| f8 |
-8.532 |
-7.938 |
-7.902 |
-7.486 |
| f12 |
11.312 |
11.038 |
10.535 |
13.382 |
| f4/f |
-10.51 |
-8.41 |
-5.24 |
-7.14 |
| f7/f |
7.45 |
3.12 |
2.93 |
3.52 |
| d1/d2 |
8.75 |
8.63 |
9.15 |
6.84 |
| Fno |
1.93 |
1.93 |
1.93 |
1.93 |
其中,Fno为摄像光学镜头的光圈F数。
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。