一种四片式高放大倍率成像镜头的制作方法

1.本发明涉及光学成像镜头技术领域，具体而言，涉及一种四片式高放大倍率成像镜头。


背景技术：

2.随着智能手机等便携式电子产品的快速更新换代，目前的智能手机相较于传统手机而言，其不仅具有通话功能，更成为了人们随身携带的拍摄设备。智能手机的拍摄功能显然已成为了智能手机更新换代的主要创新之一。与此同时，用户对手机成像镜头的像素、成像质量等性能要求也越来越高。
3.目前市场上大部分手机的成像镜头很难对细微的细节进行清晰成像，难以体现物体的细节部分，无法满足在近距拍摄时要求的清晰成像效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种四片式高放大倍率成像镜头，其具有大放大倍率，能够实现微距拍摄，获得更多的物体细节，同时提高微距拍摄的成像质量。
5.一种四片式高放大倍率成像镜头，所述四片式高放大倍率成像镜头由四片透镜组成，由物侧到像侧依次为：
6.具有正屈折力的第一透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凸面；
7.具有负屈折力的第二透镜，其物侧表面于近光轴处为凹面；
8.具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于近光轴处为凸面；
9.具有负屈折力的第四透镜，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；
10.所述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.74<m<1.04，其中，m为所述四片式高放大倍率成像镜头的放大倍率。
11.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：0.06<t23/ttl<0.13；其中，t23为所述第二透镜与第三透镜在光轴上的距离，ttl为所述第一透镜的物侧表面在近轴处到成像面的距离。
12.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：0.13<ct2/σct<0.3；其中，ct2为所述第二透镜在光轴上的最大厚度，σct为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜在光轴上的厚度之和。
13.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：0.86<f3/f<1.11；其中，f3为所述第三透镜的焦距，f为透镜组的焦距。
14.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：
‑
1.1<f4/f≤
‑
0.7；其中，f4为所述第四透镜的焦距，f为透镜组的焦距。
15.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：ttl/imgh<2.11；其中，ttl为所述第一透镜的物侧表面在近轴处到成像面的距离，imgh为所述四片式高放大倍率成像镜头有效成像区域对角线的长度的一半。
16.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：1.24<f/epd<1.59；其中，epd为入瞳直径，f为透镜组的焦距。
17.进一步的，所述四片式高放大倍率成像镜头满足关系式：0.6<tan(semi
‑
fov)<0.84；其中，semi
‑
fov为所述四片式高放大倍率成像镜头最大视场角的一半。
18.进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用四片式透镜结构，有利于镜头的小型化，避免大倍率光学变焦所带来的镜头厚度增加的问题。通过限定各个透镜的曲折力及表面形状，使镜头具有较大的放大倍率，能够满足微距拍摄，获得更多的物体细节，同时提高微距拍摄的成像质量。
附图说明
20.图1为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第一实施例的结构示意图。
21.图2为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第一实施例的像散、畸变曲线图。
22.图3为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第一实施例的球差曲线图。
23.图4为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第一实施例的色差曲线图。
24.图5为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第二实施例的结构示意图。
25.图6为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第二实施例的像散、畸变曲线图。
26.图7为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第二实施例的球差曲线图。
27.图8为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第二实施例的色差曲线图。
28.图9为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第三实施例的结构示意图。
29.图10为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第三实施例的像散、畸变曲线图。
30.图11为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第三实施例的球差曲线图。
31.图12为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第三实施例的色差曲线图。
32.图13为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第四实施例的结构示意图。
33.图14为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第四实施例的像散、畸变曲线图。
34.图15为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第四实施例的球差曲线图。
35.图16为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第四实施例的色差曲线图。
36.图17为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第五实施例的结构示意图。
37.图18为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第五实施例的像散、畸变曲线图。
38.图19为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第五实施例的球差曲线图。
39.图20为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第五实施例的色差曲线图。
40.图21为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第六实施例的结构示意图。
41.图22为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第六实施例的像散、畸变曲线图。
42.图23为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第六实施例的球差曲线图。
43.图24为本发明的四片式高放大倍率成像镜头第六实施例的色差曲线图。
具体实施方式
44.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较佳实施方式。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方式。
45.在本发明的描述中，物侧是指镜头朝向被摄物的一侧，像侧是指镜头朝向成像面的一侧。当在透镜物侧表面的过面上任意一点做切面，该表面总是位于切面的像侧，其曲率半径为正，则透镜的物侧表面为凸面；反之则透镜的物侧表面为凹面，其曲率半径为负。
46.当在透镜像侧表面的过面上任意一点做切面，该表面总在切面的物侧，其曲率半径为负，则透镜的像侧表面为凸面；反之则透镜的像侧表面为凹面，其曲率半径为正。
47.若在透镜物侧表面或像侧表面过面上任一点做切面，该表面既有部分在切面的像侧，又有在部分在切面的物侧，则该表面存在反曲点，在近光轴处物侧、像侧表面凹凸的判断仍适用上述方式。
48.此外，各透镜的非球面曲线方程式表示如下：
[0049][0050]
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距离非球面原点的距离矢高，c为非球面的近轴曲率(曲率半径r＝1/c,即为曲率的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数，在本发明中应用到的高阶系数为a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20。
[0051]
如图1所示，第一实施例中，本发明的四片式高放大倍率成像镜头主要由第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、以及第四透镜14组成。其中，第一透镜的物侧设有光阑10，第四透镜14的像侧设有滤光片15，相邻的两个透镜之间具有一间隔距离，且透镜之间无相对移动，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、以及第四透镜14的物侧表面和像侧表面皆为非球面。
[0052]
具体的，第一透镜11具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凸面，可有效平衡低阶像差。第二透镜12具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹面，有利于消除第一透镜11所产生的像差，应当理解的是，第二透镜12的像侧表面可根据实际需要设置为凸面或凹面，本实施例在此不作限制。第三透镜13具有正屈折力，其物侧表面于近光轴处为凹面，其像侧表面于近光轴处为凸面，可以有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲。第四透镜14具有负屈折力，其物侧表面于近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面，有助于使光学摄影系统的主点远离像侧端，进而有效缩短光学成像系统的总体长度，有利于系统的小型化，同时可修正离轴像差以提升周边成像品质。
[0053]
上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.74<m<1.04，其中，m为四片式高放大倍率成像镜头的放大倍率。控制m大小有利于使镜头具有较大的放大倍率，从而可以实现微距拍摄时能够获得较多的物体细节，提高被摄物体细节的成像质量。
[0054]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.06<t23/ttl<0.13；其中，t23为第二透镜12与第三透镜13在光轴上的距离，ttl为第一透镜11的物侧表面在近轴处到成像面的距离。控制t23与ttl的比值可恰当分配透镜之间的间距，减小摄像镜头的总长，并降低摄像镜头的组装难度，让组装流程顺利、简便的进行。
[0055]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.13<ct2/σct<0.3；
其中，ct2为第二透镜12在光轴上的最大厚度，σct为第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13以及第四透镜14在光轴上的厚度之和。控制ct2与σct比值有利于控制第二透镜12在光轴上的厚度，有利于降低镜头的敏感性。
[0056]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.86<f3/f<1.11；其中，f3为第三透镜13的焦距，f为透镜组的焦距。控制f3与f的比值可避免第三透镜13的光焦度过大，使该四片式高放大倍率成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该四片式高放大倍率成像镜头有较短的光学长度。
[0057]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：
‑
1.1<f4/f≤
‑
0.7；其中，f4为第四透镜14的焦距，f为透镜组的焦距。控制其比值可避免第四透镜14的光焦度过大，使该四片式高放大倍率成像镜头的敏感度低和成像质量好，同时使该四片式高放大倍率成像镜头有较短的光学长度。
[0058]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：ttl/imgh<2.11；其中，ttl为第一透镜11的物侧表面在近轴处到成像面的距离，imgh为四片式高放大倍率成像镜头有效成像区域对角线的长度的一半。通过控制ttl与imgh的比值能够保证四片式高放大倍率成像镜头具有大像面和薄化的特性。
[0059]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：1.24<f/epd<1.59；其中，epd为入瞳直径，f为透镜组的焦距。控制f与epd的比值可增加光通量，达到更好的成像效果。
[0060]
优选的，上述四片式高放大倍率成像镜头满足以下关系式：0.6<tan(semi
‑
fov)<0.84；其中，semi
‑
fov为四片式高放大倍率成像镜头最大视场角的一半。满足上述关系式有利于控制四片式高放大倍率成像镜头的入射角度。
[0061]
本发明的四片式高放大倍率成像镜头将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。
[0062]
第一实施例
[0063]
请结合图1至图4，在第一实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表1
‑
1、表1
‑
2以及表1
‑
3。
[0064]
表1
‑
1为第一实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数，需要说明的是，表格中的fov为镜头的视场角：
[0065][0066]
表1
‑
2为第一实施例中各透镜的非球面系数：
[0067][0068][0069]
表1
‑
3为第一实施例中各条件表达式的值：
[0070][0071]
第二实施例
[0072]
请结合图5至图8，本实施例的四片式高放大倍率成像镜头主要包括由物侧至像侧依次设置的光阑20、第一透镜21、第二透镜22、第三透镜23、第四透镜24、以及滤光片25。
[0073]
应当理解的是，第二实施例中的四片式高放大倍率成像镜头满足上述第一实施例中的各个表达式，在此不做赘述。
[0074]
在第二实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表2
‑
1、表2
‑
2以及表2
‑
3。
[0075]
表2
‑
1为第二实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数：
[0076][0077]
表2
‑
2为第二2实施例中各透镜的非球面系数：
[0078][0079]
表2
‑
3为第二实施例中各条件表达式的值：
[0080][0081]
第三实施例
[0082]
请结合图9至图12，本实施例的四片式高放大倍率成像镜头主要包括由物侧至像侧依次设置的光阑30、第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、以及滤光片35。
[0083]
应当理解的是，第三实施例中的四片式高放大倍率成像镜头满足上述第一实施例中的各个表达式，在此不做赘述。
[0084]
在第三实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表3
‑
1、表3
‑
2以及表3
‑
3。
[0085]
表3
‑
1为第三实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数：
[0086][0087][0088]
表3
‑
2为第三实施例中各透镜的非球面系数：
[0089][0090]
表3
‑
3为第三实施例中各条件表达式的值：
[0091][0092]
第四实施例
[0093]
请结合图13至图16，本实施例的四片式高放大倍率成像镜头主要包括由物侧至像侧依次设置的光阑40、第一透镜41、第二透镜42、第四透镜43、第四透镜44、以及滤光片45。
[0094]
应当理解的是，第四实施例中的四片式高放大倍率成像镜头满足上述第一实施例中的各个表达式，在此不做赘述。
[0095]
在第四实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表4
‑
1、表4
‑
2以及表4
‑
3。
[0096]
表4
‑
1为第四实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数：
[0097]
[0098][0099]
表4
‑
2为第四实施例中各透镜的非球面系数：
[0100][0101]
表4
‑
3为第四实施例中各条件表达式的值：
[0102][0103]
第五实施例
[0104]
请结合图17至图20，本实施例的四片式高放大倍率成像镜头主要包括由物侧至像侧依次设置的光阑50、第一透镜51、第二透镜52、第五透镜53、第五透镜54、以及滤光片55。
[0105]
应当理解的是，第五实施例中的四片式高放大倍率成像镜头满足上述第一实施例中的各个表达式，在此不做赘述。
[0106]
在第五实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表5
‑
1、表5
‑
2以及表5
‑
3。
[0107]
表5
‑
1为第五实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数：
[0108][0109]
表5
‑
2为第五实施例中各透镜的非球面系数：
[0110][0111]
表5
‑
3为第五实施例中各条件表达式的值：
[0112][0113]
第六实施例
[0114]
请结合图21至图24，本实施例的四片式高放大倍率成像镜头主要包括由物侧至像侧依次设置的光阑60、第一透镜61、第二透镜62、第六透镜63、第六透镜64、以及滤光片65。
[0115]
应当理解的是，第六实施例中的四片式高放大倍率成像镜头满足上述第一实施例中的各个表达式，在此不做赘述。
[0116]
在第六实施例中，四片式高放大倍率成像镜头满足表6
‑
1、表6
‑
2以及表6
‑
3。
[0117]
表6
‑
1为第六实施例的四片式高放大倍率成像镜头的基本参数：
[0118][0119]
表6
‑
2为第六实施例中各透镜的非球面系数：
[0120][0121]
表6
‑
3为第六实施例中各条件表达式的值：
[0122]
[0123][0124]
为了便于比较上述六个实施例，下表为各实施例相应条件下各表达式所得值的汇总：
[0125]
条件实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6最小最大m0.8310.7480.9490.9241.0311.0130.7481.031t23/ttl0.1020.0690.1220.1150.0930.1260.0690.126ct2/∑ct0.1500.1470.2330.2310.2910.1320.1320.291f3/f0.9420.9561.1040.8641.0601.0950.8641.104f4/f
‑
0.808
‑
0.900
‑
0.966
‑
0.700
‑
0.780
‑
1.098
‑
1.098
‑
0.700ttl/imgh1.8951.8152.1071.9422.0981.8581.8152.107f/epd1.5781.5801.5801.4811.2491.5811.2491.581tan(semi
‑
fov)0.7540.8360.6590.6770.6070.8140.6070.836
[0126]
上述实施例中的四片式高放大倍率成像镜头采用四片式透镜结构，有利于镜头的小型化，避免大倍率光学变焦所带来的镜头厚度增加的问题。通过限定各个透镜的曲折力及表面形状，使镜头具有较大的放大倍率，能够满足微距拍摄，获得更多的物体细节，同时提高微距拍摄的成像质量。
[0127]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0128]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0129]
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。