一种玻塑混合式小头部成像镜头的制作方法

1.本实用新型属于光学成像技术领域，具体涉及一种玻塑混合式小头部成像镜头。


背景技术：

2.随着科技尤其是电子技术的飞速发展，移动轻便型电子装置得到了迅速的普及，推动着应用在电子装置上的影像模块相关技术快速发展。影像模块得到了越来越广泛的应用，如应用于智能手机、平板电脑、行车记录仪、运动相机，而智能手机等电子产品的薄型轻巧化趋势也让影像模块的小型化需求愈来愈高。随着半导体制造工艺技术的精进，已实现感光器件的像素尺寸缩小，装载在影像模块中的光学成像镜头也需要相应地缩短长度。传统的轻薄型光学成像镜头多采用四片式、五片式透镜结构，但四片式、五片式透镜结构在屈折力分配、像差像散矫正、敏感度分配等方面具有局限性，无法进一步满足大光圈高像素的成像要求。因此，如何在有效压缩光学成像镜头的总长度的同时兼顾良好成像品质是本领域技术人员亟待解决的问题。
3.另一方面，随着手机设计、工艺水平的不断提高，越来越多的手机终端设备使用超窄边框、无边框甚至全面屏设计。尤其是全面屏设计，具有极大的屏占比，给消费者极大的视觉冲击，成为终端厂商的一大卖点。但常规镜头因为镜头头部过大，无法减小摄像头在手机屏幕上的体积大小，并且现有的小头部成像镜头也因为视点深度较大，导致镜头在手机屏幕的前段开孔较大，从而导致了手机终端设备屏幕占比减小。因此，需要一种头部小型化，视点深度小，同时保持高像素的光学成像镜头，以满足全面屏手机的结构要求。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在减小镜头头部体积和视点深度的条件下，仍然能够保有良好光学性能的成像镜头。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种玻塑混合式小头部成像镜头，由物侧到像侧依序包括：光阑；具有正屈折力的第一透镜，其物侧表面在近光轴处为凸面，像侧表面在近光轴处为凸面；具有负屈折力的第二透镜，其像侧表面在近光轴处为凹面；具有负屈折力的第三透镜，其物侧表面在近光轴处为凹面，像侧表面在近光轴处为凸面；具有正屈折力的第四透镜，其物侧表面在近光轴处为凸面，像侧表面在近光轴处为凸面；以及具有负屈折力的第五透镜，其物侧表面在近光轴处为凹面，像侧表面在近光轴处为凹面；所述成像镜头满足关系式：ct1/(ct2 ct3 ct4 ct5)》0.8；其中，ct1为第一透镜在光轴上的最大厚度，ct2为第二透镜在光轴上的最大厚度，ct3为第三透镜在光轴上的最大厚度，ct4为第四透镜在光轴上的最大厚度，ct5为第五透镜在光轴上的最大厚度。
7.进一步的，所述成像镜头满足关系式：ttl/imgh《1.51；其中，ttl为所述第一透镜的物侧面在近轴处到像面的距离，imgh为所述成像镜头的有效成像区域的对角线长的一半。
8.进一步的，所述成像镜头满足关系式：0.8《f1/f≤0.86；其中，f为透镜组的焦距，f1为第一透镜的焦距。
9.进一步的，所述成像镜头满足关系式:1.05《ct5/t34《11.65；其中，t34为第三透镜与第四透镜在光轴上的间距。
10.进一步的，所述成像镜头满足关系式：0.27≤ct1/ttl《0.29；其中，ttl为所述第一透镜的物侧面在近轴处到像面的距离。
11.进一步的，所述成像镜头满足关系式：-10.76《r12/r11《-1.82；其中，r11为第一透镜物侧面的曲率半径，r12为第一透镜像侧面的曲率半径。
12.进一步的，所述成像镜头满足关系式：0.75《r22/f《1.35；其中，r22为第二透镜像侧面的曲率半径，f为透镜组的焦距。
13.进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面。
14.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：采用五片式结构，五片透镜镜按照从物方的顺序分别具有正屈光力、负屈光力、负屈光力、正屈光力和负屈光力，此构造的光学系统可通过相差改善来提高光学能，降低镜头的公差敏感性，使得镜头具备较佳的光线汇聚能力，在减小镜头头部体积和视点深度的条件下，仍然能够保有良好光学性能。
附图说明
15.图1为本实用新型第一实施例小头部成像镜头的结构示意图；
16.图2为本实用新型第一实施例的像散、畸变曲线图；
17.图3为本实用新型第一实施例的球差曲线图；
18.图4为本实用新型第一实施例的色差曲线图；
19.图5为本实用新型第二实施例小头部成像镜头的结构示意图；
20.图6为本实用新型第二实施例的像散、畸变曲线图；
21.图7为本实用新型第二实施例的球差曲线图；
22.图8为本实用新型第二实施例的色差曲线图；
23.图9为本实用新型第三实施例小头部成像镜头的结构示意图；
24.图10为本实用新型第三实施例的像散、畸变曲线图；
25.图11为本实用新型第三实施例的球差曲线图；
26.图12为本实用新型第三实施例的色差曲线图
27.图13为本实用新型第四实施例小头部成像镜头的结构示意图；
28.图14为本实用新型第四实施例的像散、畸变曲线图；
29.图15为本实用新型第四实施例的球差曲线图；
30.图16为本实用新型第四实施例的色差曲线图
31.图17为本实用新型第五实施例小头部成像镜头的结构示意图；
32.图18为本实用新型第五实施例的像散、畸变曲线图；
33.图19为本实用新型第五实施例的球差曲线图；
34.图20为本实用新型第五实施例的色差曲线图。
具体实施方式
35.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型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。
36.在本实用新型的描述中，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，物侧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。
37.当在透镜像侧表面的过面上任意一点做切面，像侧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。
38.若在透镜物侧表面或像侧表面过面上任一点做切面，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。
39.此外，各透镜的非球面曲线方程式表示如下：
[0040][0041]
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，在本实用新型中应用到的高阶系数为a4、a6、a8、a
10
、a
12
、a
14
、a
16
。
[0042]
如图1所示，第一实施例中，本实用新型玻塑混合式小头部成像镜头，由物侧到像侧依序包括光阑10、第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15以及滤光片16。其中，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15的物侧表面和像侧表面均为非球面。
[0043]
第一透镜11具有正屈折力，其物侧表面在近光轴处为凸面，像侧表面在近光轴处为凸面。第二透镜12具有负屈折力，其像侧表面在近光轴处为凹面。第三透镜13具有负屈折力，其物侧表面在近光轴处为凹面，像侧表面在近光轴处为凸面。第四透镜14具有正屈折力，其物侧表面在近光轴处为凸面，像侧表面在近光轴处为凸面。第五透镜15具有负屈折力，其物侧表面在近光轴处为凹面，像侧表面在近光轴处为凹面。
[0044]
上述结构中，第一透镜11具有正屈折力，其物侧表面在近光轴处为凸面，可调整正屈折力配置，加强缩短光学总长度；其像侧面在近光轴出为凹面，可有效平衡低阶像差；第一透镜11可为塑胶或玻璃材质，可实现成像镜头轻量化。第二透镜12具有负屈折力，有利于消除第一透镜11所产生的像差。第三透镜13有负屈折力，且其物侧面于近光轴处为凹面，其像侧面于近光轴处为凸面可有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲，改善成像品质。第四透镜14具有正屈折力，且其物侧表面在近光轴处为凸面，像侧表面在近光轴处为凸面，可以有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲，改善成像品质。第五透镜15具有负屈折力且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。
[0045]
上述结构，合理的材料选取及屈折力搭配，当满足特定的条件时，整个光学具备较
佳的光线汇聚能力，在满足高像素要求，同时有效的减小成像镜头的头部体积，实现光学成像系统小型化。
[0046]
成像镜头满足关系式：ct1/(ct2 ct3 ct4 ct5)》0.8；其中，ct1为第一透镜11在光轴上的最大厚度，ct2为第二透镜12在光轴上的最大厚度，ct3为第三透镜13在光轴上的最大厚度，ct4为第四透镜14在光轴上的最大厚度，ct5为第五透镜15在光轴上的最大厚度。控制其比值在此范围内能有效控制每个透镜的厚度，使各透镜尺寸均衡，降低了光学系统的尺寸，进而减小了镜头体积，实现了较高的空间利用率，从而满足了全面屏手机的结构要求，同时还可降低透镜的组装难度。
[0047]
成像镜头满足关系式：ttl/imgh《1.51；其中，ttl为所述第一透镜11的物侧面在近轴处到像面的距离，imgh为所述成像镜头的有效成像区域的对角线长的一半。通过控制ttl/imgh的比值能够保证光学成像镜头具有大像面和薄化的特性，使镜头小型化，从而满足了全面屏手机的结构要求。
[0048]
成像镜头满足关系式：0.8《f1/f≤0.86；其中，f为透镜组的焦距，f1为第一透镜11的焦距。有效避免了第一透镜11的光焦度过大，更好的校正相差，降低光学成像镜头的敏感度，提高光学成像镜头的成像质量，缩短光学成像镜头的光学长度。
[0049]
成像镜头满足关系式:1.05《ct5/t34《11.65；其中，t34为第三透镜13与第四透镜14在光轴上的间距。有利于控制第五透镜15在光轴上的厚度，降低光学成像镜头的敏感性，有效矫正场曲。
[0050]
成像镜头满足关系式：0.27≤ct1/ttl《0.29；其中，ttl为所述第一透镜11的物侧面在近轴处到像面的距离。有利于控制第一透镜11的厚度，有利于第一透镜镜片尺寸的分布均匀，保证了光学成像镜头的组装稳定性，有利于减小镜头头部体积和光学成像镜头的像差。
[0051]
成像镜头满足关系式：-10.76《r12/r11《-1.82；其中，r11为第一透镜11物侧面的曲率半径，r12为第一透镜11像侧面的曲率半径。通过合理控制第一透镜的向侧面的曲率半径和物侧面的曲率半径，可控制光线在第一透镜出的偏折角度，有效降低光学系统的敏感度，平衡像散及彗差，提高镜头成像质量。
[0052]
成像镜头满足关系式：0.75《r22/f《1.35；其中，r22为第二透镜12像侧面的曲率半径，f为透镜组的焦距。可有效平衡像散及彗差，降低光学系统的敏感度，提高镜头成像质量。
[0053]
本实用新型的成像镜头将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。
[0054]
第一实施例，请结合图2、图3和图4，在第一实施例中，成像镜头满足表1-1、表1-2以及表1-3。
[0055]
表1-1为第一实施例的光学镜头的基本参数：
[0056][0057]
表1-2为第一实施例中各透镜的非球面系数：
[0058][0059]
表1-3为第一实施例中各条件表达式的值：
[0060][0061]
第二实施例，请结合图5、图6、图7和图8，本实用新型玻塑混合式小头部成像镜头由物侧到像侧依序包括光阑20、第一透镜21、第二透镜22、第三透镜23、第四透镜24、第五透镜25以及滤光片26。其中，第一透镜21、第二透镜22、第三透镜23、第四透镜24、第五透镜25的物侧表面和像侧表面均为非球面。在第二实施例中，成像镜头满足表2-1、表2-2以及表2-3。
[0062]
表2-1为第二实施例的光学镜头的基本参数：
[0063][0064][0065]
表2-2为第二实施例中各透镜的非球面系数：
[0066][0067]
表2-3为第二实施例中各条件表达式的值：
[0068][0069]
第三实施例，图9、图10、图11和图12，本实用新型玻塑混合式小头部成像镜头由物侧到像侧依序包括光阑30、第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、第五透镜35以及滤光片36。其中，第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、第五透镜35的物侧表面和像侧表面均为非球面。在第三实施例中，成像镜头满足表3-1、表3-2以及表3-3。
[0070]
表3-1为第三实施例的光学镜头的基本参数：
[0071][0072][0073]
表3-2为第三实施例中各透镜的非球面系数：
[0074][0075]
表3-3为第三实施例中各条件表达式的值：
[0076][0077]
第四实施例，请结合图13、图14、图15和图16，本实用新型玻塑混合式小头部成像镜头由物侧到像侧依序包括光阑40、第一透镜41、第二透镜42、第三透镜43、第四透镜44、第五透镜45以及滤光片46。其中，第一透镜41、第二透镜42、第三透镜43、第四透镜44、第五透镜45的物侧表面和像侧表面均为非球面。在第三实施例中，成像镜头满足表4-1、表4-2以及表4-3。
[0078]
表4-1为第四实施例的光学镜头的基本参数：
[0079][0080][0081]
表4-2为第四实施例中各透镜的非球面系数：
[0082][0083]
表4-3为第四实施例中各条件表达式的值：
[0084][0085]
第五实施例，请结合图17、图18、图19和图20，本实用新型玻塑混合式小头部成像镜头由物侧到像侧依序包括光阑50、第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第四透镜54、第五透镜55以及滤光片56。其中，第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第四透镜54、第五透镜55的物侧表面和像侧表面均为非球面。在第三实施例中，成像镜头满足表5-1、表5-2以及表5-3。
[0086]
表5-1为第五实施例的光学镜头的基本参数：
[0087][0088]
表5-2为第五实施例中各透镜的非球面系数：
[0089][0090]
表5-3为第五实施例中各条件表达式的值：
[0091][0092]
为了便于比较上述五个实施例，下表6为各实施例在相应条件下各表达式所得值的汇总：
[0093]
[0094][0095]
上述玻塑混合式小头部成像镜头采用五片式透镜结构，整体体积小，有利于镜头的小型化。通过限定各个透镜的曲折力、表面形状以及基本参数，使成像镜头在减小镜头头部体积和视点深度的条件下，能够保有良好光学性能，光学镜头敏感度低，成像质量好，可同时满足全面屏手机的结构要求和用户对高质量摄影的需求。
[0096]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0097]
虽然对本实用新型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。