一种超短光学总高的广角镜头的制作方法

1.本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种超短光学总高的广角镜头。


背景技术：

2.随着当前移动设备的快速发展，诸如手机、平板等移动设备逐渐成为人们生活当中重要的工具。越来越轻薄的机身设计，一方面满足了人们的需求，另一方面轻薄化的机身会使设备内部的零件更较紧密的排布。现亟需研发一种具有更短的光学总高的光学组件，来适应移动设备更加轻薄的要求。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供一种超短光学总高的广角镜头，其可以有效减小光学镜头的光学总高，可以提升边缘的照度；减小畸变对光学系统的影响；有效控制像面主光线入射角。
4.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
5.本发明提供一种超短光学总高的广角镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；第一透镜具有正折射能力，物面为凸面，像面近轴附近为凹面，像面在边缘处向物侧面弯曲；第二透镜具有负折射能力，物面为凸面，像面离轴范围至少具有一个反曲点；第三透镜具有正折射能力，像面边缘变化平缓；第四透镜具有负折射能力，物面为凸面；光阑设置在第一透镜前，且靠近第一透镜物面边缘。
6.进一步地，该镜头满足以下的关系式：
7.ttl/ima<0.7
8.1<(ct1 ct3)/(ct2 ct4)<2
9.其中，ttl为第一透镜物面到像面的高度，即为光学总高；ima为光学的像高；ct1为第一透镜在光轴的厚度，即为第一镜片中厚；ct2为第二透镜的中厚；ct3为第三透镜的中厚；ct4为第四透镜的中厚。
10.满足上述条件后，可以缩短镜头的ttl，让镜头的体积小于现阶段的常规镜头，并改善镜头像差，拍摄出来的图像更加清晰。
11.进一步地，该镜头满足以下关系式：
12.0<(r1 r2)/f1<2
13.其中，r1为第一透镜的物侧面曲率半径；r2为第一透镜的像侧面曲率半径，f1为第一透镜的焦距。
14.满足上述条件后，可以提升镜头的光学性能，提升镜头拍摄图像的清晰程度，提升图像的边缘亮度。
15.进一步地，该镜头满足以下关系式：
16.sag2/sag4<0.5
17.其中，sag2为第二透镜像侧面第一个凸起处的矢高；sag4为第四透镜像侧面第一
个凸起处的矢高。
18.满足上述条件后，可以实现提升镜头的拍摄图像的清晰度，有效改善畸变对图像的影响，使镜片更容易加工。
19.进一步地，该镜头满足以下关系式：
20.0.5<ang2/ang1<2
21.其中，ang2为第三透镜的像侧边缘的面角度变化量；ang1为第三透镜像侧中心的面角度变化量。
22.满足上述条件后，可以有效降低的镜头的加工难度，可以有效提升图像的边缘的亮度。
23.进一步地，该镜头满足以下关系式：
24.(r5 r6)/(r5
‑
r6)>2
25.其中，r5为第三透镜的物侧面的曲率半径；r6为第三透镜的像侧面的曲率半径。
26.满足上述条件后，可以实现镜头的cra(即各个视场的主光线与像面法线的夹角)符合多种芯片的需求。
27.进一步地，该镜头满足以下关系式：
28.f4/efl>
‑
1.5
29.其中，f4为第四透镜的有效焦距；efl为该镜头的有效焦距。
30.满足上述条件后，可以实现对畸变像差进一步改善，使图像形变更小，图像更加清晰。
31.进一步地，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的物侧和像侧表面均采用非球面，其中非球面系数满足如下方程：
32.z＝cy2/[1 {1－(1 k)c2y2}
1/2
] a4y4 a6y6 a8y8
[0033]
a10y
10
a12y
12
a14y
14
a16y
16
[0034]
其中，z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、a4为4次非球面系数、a6为6次非球面系数、a8为8次非球面系数、a10为10次非球面系数、a12为12次非球面系数、a14为14次非球面系数、a16为16次非球面系数。
[0035]
在使用非球面后相比球面的镜头来说，可以有效改善光轴外和光轴上的像差。
[0036]
本发明的有益效果是：本发明提供的一种超短光学总高的广角镜头，其可以有效减小光学镜头的光学总高，可以提升边缘的照度；减小畸变对光学系统的影响；有效控制像面主光线入射角。具有清晰拍摄图像的能力，可以广角拍摄。
附图说明
[0037]
图1示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头的实施例1的结构示意图；
[0038]
图2a、图2b和图2c分别示出了本发明实施例1的畸变曲线、照度曲线和cra(像面主光线入射角)曲线；
[0039]
图3示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头的实施例2的结构示意图；
[0040]
图4a、图4b和图4c分别示出了本发明实施例2的畸变曲线、照度曲线和cra(像面主光线入射角)曲线；
[0041]
图5示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头的实施例3的结构示意图；
[0042]
图6a、图6b和图6c分别示出了本发明实施例3的畸变曲线、照度曲线和cra(像面主光线入射角)曲线。
[0043]
图中：1：第一透镜；2：第二透镜；3：第三透镜；4：第四透镜；5：滤光片；6：像面；7：光阑。
具体实施方式
[0044]
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0045]
实施例1
[0046]
图1示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头的实施例1的光学布置示意图。如图1所示，根据本发明示例性实施方式的一种超短光学总高的广角镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑7、具有正折射力的第一透镜1、具有负折射力的第二透镜2、具有正折射力的第三透镜3、具有负折射力的第四透镜4、滤光片5和像面6。
[0047]
表一(a)中示出了实施例1的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0048]
本实施例的透镜组的设计参数具体请参照下表：
[0049]
表一(a)
[0050][0051][0052]
表一(b)
[0053]
面号ka4a6a8a10a12a14a16s1
‑
2.37e 00
‑
1.66e
‑
026.02e 00
‑
1.34e 021.69e 03
‑
1.30e 046.18e 04
‑
1.77e 05s2
‑
2.35e 01
‑
4.05e
‑
02
‑
4.32e 008.74e 01
‑
1.16e 037.51e 03
‑
3.23e 048.25e 04s33.90e 01
‑
3.91e
‑
01
‑
9.24e
‑
01
‑
9.48e
‑
011.40e 001.33e 02
‑
9.19e 034.41e 03s42.12e 012.83e
‑
03
‑
1.07e 002.03e 004.27e 00
‑
6.44e 012.84e 02
‑
6.19e 02s5
‑
5.41e 002.24e
‑
012.58e 00
‑
3.61e 012.37e 02
‑
2.95e 022.05e 03
‑
2.85e 03s6
‑
4.53e 00
‑
7.66e
‑
013.01e 00
‑
6.97e 002.18e 003.64e 01
‑
9.12e 019.82e 01s7
‑
2.69e
‑
01
‑
5.38e
‑
01
‑
6.21e
‑
021.45e 00
‑
1.62e 001.37e 00
‑
1.11e
‑
012.21e
‑
01
s8
‑
2.93e 00
‑
2.76e
‑
011.14e
‑
011.50e
‑
01
‑
3.42e
‑
013.18e
‑
01
‑
1.70e
‑
015.40e
‑
02
[0054]
本实施例中，镜头符合上述权利项的要求，其具体参数如下表所示：
[0055]
表一(c)
[0056][0057]
根据表一(a)、表一(b)和图1所展示的镜头的结构和材质特点。实施例1中展示的光学镜头具有较小的光学总高。
[0058]
根据表一(c)中和图2a中畸变曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，可以有效改善畸变对镜头的影响，使镜头可以拍摄更加清晰的图像。
[0059]
根据表一(c)中和图2b中照度曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头可以实现在小体积的情况下，仍可以保证边缘较高的照度，使拍摄的图像边缘更加明亮。
[0060]
根据表一(c)中和图2c中cra曲线的情况，光线在经过镜头的汇聚可以更好的在像面进行成像，避免产生光线与芯片角度差异过大造成的色差和失真的情况。
[0061]
根据以上信息说明：该光学镜头具有小体积、广角拍摄、减小畸变、提升照度等效果，使拍摄出的图像更加清晰。
[0062]
实施例2
[0063]
图3示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头实施例2的光学布置示意图。如图3所示，根据本发明示例性实施方式的一种超短光学总高的广角镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑7、具有正折射力的第一透镜1、具有负折射力的第二透镜2、具有正折射力的第三透镜3、具有负折射力的第四透镜4、滤光片5和像面6。
[0064]
表二(a)中示出了实施例2的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0065]
本实施例的透镜组的设计参数具体请参照下表：
[0066]
表二(a)
[0067][0068]
表二(b)
[0069][0070][0071]
本实施例中，镜头符合上述权利项的要求，其具体参数如下表所示：
[0072]
表二(c)
[0073][0074]
根据表二(a)、表二(b)和图3所展示的镜头的结构和材质特点。实施例2中展示的光学镜头具有较小的光学总高。
[0075]
根据表二(c)中和图4a中畸变曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，可以有效改善畸变对镜头的影响，使镜头可以拍摄更加清晰的图像。
[0076]
根据表二(c)中和图4b中照度曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头可以实现在小体积的情况下，仍可以保证边缘较高的照度，使拍摄的图像边缘更加
明亮。
[0077]
根据表二(c)中和图4c中cra曲线的情况，光线在经过镜头的汇聚可以更好的在像面进行成像，避免产生光线与芯片角度差异过大造成的色差和失真的情况。
[0078]
根据以上信息说明：该光学镜头具有小体积、广角拍摄、减小畸变、提升照度等效果，使拍摄出的图像更加清晰。
[0079]
实施例3
[0080]
图5示出了本发明一种超短光学总高的广角镜头实施例3的光学布置示意图。如图5所示，根据本发明示例性实施方式的一种超短光学总高的广角镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括：光阑7、具有正折射力的第一透镜1、具有负折射力的第二透镜2、具有正折射力的第三透镜3、具有负折射力的第四透镜4、滤光片5和像面6。
[0081]
表三(a)示出了实施例3的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0082]
本实施例的透镜组的设计参数具体请参照下表：
[0083]
表三(a)
[0084][0085]
表三(b)
[0086]
面号ka4a6a8a10a12a14a16s1
‑
2.40e 008.92e
‑
034.83e 00
‑
1.07e 021.34e 03
‑
1.03e 044.91e 04
‑
1.41e 05s2
‑
2.35e 01
‑
7.89e
‑
02
‑
3.30e 006.55e 01
‑
8.02e 025.74e 03
‑
2.49e 046.43e 04s32.90e 01
‑
4.23e
‑
01
‑
4.79e
‑
01
‑
8.70e 004.06e 01
‑
9.70e 012.74e 022.17e 03s43.13e 01
‑
9.26e
‑
022.57e
‑
01
‑
1.12e 018.93e 01
‑
4.10e 02
‑
1.16e 032.02e 03s5
‑
4.69e 001.39e
‑
019.37e 00
‑
3.86e 012.29e 02
‑
8.17e 021.75e 03
‑
2.33e 03s6
‑
4.08e 005.40e
‑
018.37e
‑
011.88e 00
‑
2.10e 017.43e 01
‑
1.29e 021.20e 02s7
‑
8.41e
‑
02
‑
4.59e
‑
01
‑
3.90e
‑
011.55e 00
‑
2.07e 001.62e 00
‑
7.92e
‑
018.34e
‑
01s8
‑
4.93e 00
‑
2.30e
‑
012.26e
‑
043.02e
‑
014.67e
‑
01
‑
3.85e
‑
01
‑
1.94e
‑
015.94e
‑
02
[0087]
本实施例中，镜头符合上述权利项的要求，其具体参数如下表所示：
[0088]
表三(c)
[0089][0090]
根据表三(a)、表三(b)和图5所展示的的镜头的结构特点和材质特点。实施例3中展示的光学镜头具有较小的光学总高。
[0091]
根据表三(c)中和图6a中畸变曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，可以有效改善畸变对镜头的影响，使镜头可以拍摄更加清晰的图像。
[0092]
根据表三(c)中和图6b中照度曲线情况清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头可以实现在小体积的情况下，仍可以保证边缘较高的照度，使拍摄的图像边缘更加明亮。
[0093]
根据表三(c)中和图6c中cra曲线的情况，光线在经过镜头的汇聚可以更好的在像面进行成像，避免产生光线与芯片角度差异过大造成的色差和失真的情况。
[0094]
根据以上信息说明：该光学镜头具有小体积、广角拍摄、减小畸变、提升照度等效果，使拍摄出的图像更加清晰。