光学镜头的制作方法

1.本发明涉及成像镜头技术领域，特别是涉及一种光学镜头。


背景技术：

2.近年来，随着智能手机的兴起，各大品牌旗舰机对拍摄差异化需求日渐提高，人像镜头也随之诞生，人像镜头一般为长焦镜头，其特有的长焦距、小视角，使其具有较短的景深与较大的放大倍率，可有效地虚化背景突出对焦主体，拍出的人像更生动，因此人们常把长焦镜头称为人像镜头。
3.一般长焦镜头的fno（光圈值）在3.0左右，较为领先的fno为2.0，在拍摄远处物体时，由于它的景深范围偏大，往往导致无法明显的体现对焦主体，最终弱化拍摄效果，为有效地虚化背景突出对焦主体，减小镜头fno，提升镜头光圈从而缩小镜头景深范围已成为人像镜头的发展趋势。


技术实现要素：

4.为此，本发明的目的在于提供一种光学镜头，具有长焦距、大光圈、小型化的优点。
5.本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。
6.本发明提供了一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；具有光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面在近光轴处为凸面；具有负光焦度的第六透镜，所述第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述第一透镜至所述第六透镜至少包含一个非球面镜片；所述光学镜头满足以下条件式：0.9《ttl/f《1.5；其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，ttl表示所述光学镜头的光学总长。
7.相较现有技术，本发明提供的光学镜头，采用六片具有特定光焦度的镜片，并且采用特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，在满足高像素的同时结构更加紧凑，还使镜头具有较长的焦距，同时通过合理地配置镜头光圈的大小，可以扩大系统进光量且缩小拍摄时的景深，即保证了系统在较暗环境下的成像质量，又保证了在拍摄时可有效地虚化背景突出对焦主体，更好地满足了便携式电子设备人像拍摄的使用需求。
附图说明
8.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本发明第一实施例的光学镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的光学镜头的场曲曲线图；图3为本发明第一实施例的光学镜头的畸变曲线图；图4为本发明第一实施例的光学镜头的相对照度曲线图；图5为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图；图6为本发明第二实施例的光学镜头的场曲曲线图；图7为本发明第二实施例的光学镜头的畸变曲线图；图8为本发明第二实施例的光学镜头的相对照度曲线图；图9为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图；图10为本发明第三实施例的光学镜头的场曲曲线图；图11为本发明第三实施例的光学镜头的畸变曲线图；图12为本发明第三实施例的光学镜头的相对照度曲线图；图13为本发明第四实施例的光学镜头的结构示意图；图14为本发明第四实施例的光学镜头的场曲曲线图；图15为本发明第四实施例的光学镜头的畸变曲线图；图16为本发明第四实施例的光学镜头的相对照度曲线图；图17为本发明第五实施例的光学镜头的结构示意图；图18为本发明第五实施例的光学镜头的场曲曲线图；图19为本发明第五实施例的光学镜头的畸变曲线图；图20为本发明第五实施例的光学镜头的相对照度曲线图。
具体实施方式
9.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
10.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
11.本发明提出一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑，第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜、滤光片；其中，第一透镜具有正光焦度，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第二透镜具有负光焦度，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；第三透镜具有光焦度，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；第四透镜具有光焦度，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面；第五透镜具有正光焦度，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凸面；第六透镜具有负光焦度，第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面，第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面；
其中，第一透镜至第六透镜至少包含一个非球面镜片；进一步地，所述光学镜头满足以下条件式：0.9《ttl/f《1.5；其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，ttl表示所述光学镜头的光学总长。
12.本发明所述的光学镜头采用多片非球面镜片组合，将光阑设置在第一透镜之前，同时通过特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，使光学镜头具有良好的成像质量和较大的入瞳直径；并通过合理设置ttl/f的值，使所述光学镜头具有较长的有效焦距及较大的光圈，同时缩短镜头的总长，实现镜头的小型化。
13.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0《f1/f《3；（1）-1《(r11-r12)/(r11 r12)《0；（2）其中，f1表示第一透镜的焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距，r11表示第一透镜的物侧面的曲率半径，r12表示第一透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式（1）和（2），能够防止进入光学镜头的光线偏折幅度过大，降低光学镜头的敏感度，同时有利于光学镜头更好地平衡像差，提升光学镜头的成像质量。
14.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-3《f2/f《0；（3）0《(r21-r22)/(r21 r22)《2；（4）其中，f2表示第二透镜的焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距，r21表示第二透镜的物侧面的曲率半径，r22表示第二透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式（3）和（4），通过调整第二透镜的焦距及面型，可减缓第二透镜的形状变化，使第二透镜的物侧面和像侧面更加平滑，降低系统敏感度，同时可以提高透镜的成型性，提升制作良率。
15.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-1《(r31-r32)/(r31 r32)《0.4；（5）其中，r31表示第三透镜的物侧面的曲率半径，r32表示第三透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式（5），通过合理调整第三透镜的面型，有利于增大镜头的入瞳直径，以增大镜头的光圈数，实现大光圈性能。
16.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-4《f6/f《0；（6）0《(r61-r62)/(r61 r62)《1；（7）其中，f6表示第六透镜的焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距，r61表示第六透镜的物侧面的曲率半径，r62表示第六透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式（6）和（7），通过调整第六透镜的焦距及面型，有利于减小轴外视场与中心视场的像差，提高所述光学镜头的解像品质。
17.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：f/epd《1.8；（8）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，epd表示所述光学镜头的入瞳直径。满足条件式（8）时，可以扩大系统进光量，同时缩小拍摄时的景深，既保证系统在较暗环境下的成像质量，又保证在拍摄时可有效地虚化背景、突出对焦主体。
18.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：8mm/rad《ih/θ《12mm/rad；（9）其中，ih表示所述光学镜头的实际半像高，θ表示所述光学镜头的半视场角。满足上述条件式（9），可使镜头具有较大的成像面以及较小的视场角，保证在拍摄图像时可有效地虚化背景、突出对焦主体。
19.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.15《ct1/ttl《0.25；（10）其中，ct1表示第一透镜在光轴上的中心厚度，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足上述条件式（10），通过设置使第一透镜具有较厚的中心厚度，有利于增大第一透镜的口径，可使光学系统获得更大的光圈。
20.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.22《bfl/ttl《0.42；（11）其中，bfl表示第六透镜的像侧面到所述成像面的轴上距离，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（11），能够合理地控制光学镜头的后焦距，保证镜头小型化的同时保留足够的后焦空间，降低镜头与芯片模组装配时的干涉。
21.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.1《(ct12 ct23 ct34 ct45 ct56)/ttl《0.25；（12）其中，ct12表示第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离，ct23表示第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离，ct34表示第三透镜和第四透镜在光轴上的间隔距离，ct45表示第四透镜和第五透镜在光轴上的间隔距离，ct56表示第五透镜和第六透镜在光轴上的间隔距离，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（12），能够使各透镜之间的空气间隔占比较小，使所述光学镜头的结构更加紧凑，有利于缩短所述光学镜头的总长，实现镜头的小型化。
22.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：2.5《 ttl/ih《3.5；（13）其中，ih表示所述光学镜头的实际半像高，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（13），能够合理地控制所述镜头的总长与成像面的关系，能够更好实现镜头的小型化和大像面的均衡。
23.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.05《ct45/ttl《 0.15；（14）其中，ct45表示第四透镜和第五透镜在光轴上的间隔距离，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（14），能够合理控制第四、五透镜之间的空气间隔，可以在相同的像高下缩短总长，有利于实现所述光学镜头的小型化。
24.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：1《r41/r31 r42/r32 《 10；（15）其中，r31表示第三透镜的物侧面的曲率半径，r32表示第三透镜的像侧面的曲率半径，r41表示第四透镜的物侧面的曲率半径，r42表示第四透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（15），能够合理地控制第三透镜和第四透镜的面型，有利于降低高级像差，同时，有利于实现所述光学镜头的长焦特性。
25.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-5《r61/r51 r62/r52 《
ꢀ‑
0.5；（16）其中，r51表示第五透镜的物侧面的曲率半径，r52表示第五透镜的像侧面的曲率半径，r61表示第六透镜的物侧面的曲率半径，r62表示第六透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（16），能够合理地控制第五透镜和第六透镜的面型，有利于校正大视场的像差，提升所述光学镜头的解像力。
26.在一些实施方式中，第三透镜和第四透镜均具有正光焦度。
27.在其它一些实施方式中，第三透镜和第四透镜中之一可以具有正光焦度，另一个具有负光焦度。第三、四透镜采用不同的光焦度组合，均可以使系统实现良好的成像效果。
28.作为一种实施方式，可以采用全塑胶镜片，也可以采用玻塑混合搭配，均能取得良好的成像效果；在本技术中，为了更好减小镜头的体积及降低成本，采用六片塑胶镜片组合，通过合理分配各个透镜的光焦度及优化非球面形状，使得该光学镜头至少具有良好的成像质量、长焦距、大光圈、短景深、低敏感性、小型化的优点。具体地，第一透镜至第六透镜可以均采用塑胶非球面镜片，采用非球面镜片，可以有效修正像差，提升成像质量，提供更高性价比的光学性能产品。
29.下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
30.在本发明各个实施例中，当透镜采用非球面透镜时，非球面镜头的表面形状均满足下列方程：其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率，k为圆锥系数conic，a
2i
为第2i阶的非球面面型系数。
31.第一实施例请参阅图1，所示为本发明第一实施例中提供的光学镜头100的结构示意图，所述光学镜头100沿光轴从物侧到成像面s15依次包括：光阑st、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和滤光片g1。
32.第一透镜l1具有正光焦度，第一透镜的物侧面s1为凸面，第一透镜的像侧面s2为凹面；第二透镜l2具有负光焦度，第二透镜的物侧面s3为凸面，第二透镜的像侧面s4为凹面；第三透镜l3具有正光焦度，第三透镜的物侧面s5为凸面，第三透镜的像侧面s6在近光轴处为凹面；第四透镜l4具有正光焦度，第四透镜的物侧面s7在近光轴处为凸面，第四透镜的像侧面s8为凹面；
第五透镜l5具有正光焦度，第五透镜的物侧面s9为凹面，第五透镜的像侧面s10为凸面；第六透镜l6具有负光焦度，第六透镜的物侧面s11在近光轴处为凸面，第六透镜的像侧面s12在近光轴处为凹面。
33.滤光片的物侧面为s13、像侧面为s14。
34.其中，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以及第六透镜l6均为塑胶非球面镜片。
35.本发明第一实施例提供的光学镜头100中各个镜片的相关参数如表1所示。
36.表1本实施例中的光学镜头100的各非球面的面型系数如表2所示。
37.表2
在本实施例中，光学镜头100的场曲曲线、光学畸变和相对照度的曲线图分别如图2、图3和图4所示。
38.图2示出了本实施例中光学镜头100的场曲曲线，其表示子午像面和弧矢像面的弯曲程度，图中横轴表示偏移量（单位：毫米），纵轴表示视场角（单位：度），从图中可看出两个方向像面的场曲控制在
±
0.05mm以内，说明光学镜头100的场曲矫正良好。
39.图3示出了本实施例光学镜头100的光学畸变曲线，其表示成像面上不同像高处的畸变，图中横轴表示畸变值（百分比），纵轴表示视场角（单位：度），从图中可以看出光学畸变控制在
±
0.5%以内，说明光学镜头100的畸变得到良好的矫正。
40.图4示出了光学镜头100的相对照度曲线，其表示不同视场角度相对于中心的照度值，图中横轴视场角（单位：度），纵轴表示相对照度值（百分比），从图中可以看出最大视场角处的相对照度在50%以上，说明光学镜头100具有较高的相对照度。
41.第二实施例请参阅图5，所示为本发明第二实施例中提供的光学镜头200的结构示意图，本实施例的光学镜头200与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于：第四透镜l4具有负光焦度，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。
42.具体地，本实施例提供的光学镜头200中各个镜片的相关参数如表3所示。
43.表3
本实施例中的光学镜头200的各非球面的面型系数如表4所示。
44.表4
在本实施例中，光学镜头200的场曲曲线、光学畸变和相对照度的曲线图分别如图6、图7和图8所示。
45.图6示出了本实施例中光学镜头200的场曲曲线，其表示子午像面和弧矢像面的弯曲程度，从图中可看出两个方向像面的场曲控制在
±
0.05mm以内，说明光学镜头200的场曲矫正良好。
46.图7示出了本实施例光学镜头200的光学畸变曲线，其表示成像面上不同像高处的畸变，从图中可以看出光学畸变控制在
±
1.0%以内，说明光学镜头200的畸变得到良好的矫正。
47.图8示出了光学镜头200的相对照度曲线，其表示不同视场角度相对于中心的照度值，从图中可以看出最大视场角处的相对照度在40%左右，说明光学镜头200具有较高的相对照度。
48.第三实施例请参阅图9，所示为本发明第三实施例中提供的光学镜头300的结构示意图，本实施例的光学镜头300与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于：第三透镜l3具有负光焦度，第五透镜的物侧面s9在近光轴处为凹面，第五透镜的像侧面s10在近光轴处为凸面，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。
49.具体地，本实施例提供的光学镜头300中各个镜片的相关参数如表5所示。
50.表5
本实施例中的光学镜头300的各非球面的面型系数如表6所示。
51.表6
在本实施例中，光学镜头300的场曲曲线、光学畸变和相对照度的曲线图分别如图10、图11和图12所示。
52.图10示出了本实施例中光学镜头300的场曲曲线，其表示子午像面和弧矢像面的弯曲程度，从图中可看出两个方向像面的场曲控制在
±
0.075mm以内，说明光学镜头300的场曲矫正良好。
53.图11示出了本实施例光学镜头300的光学畸变曲线，其表示成像面上不同像高处的畸变，从图中可以看出光学畸变控制在
±
1.5%以内，说明光学镜头300的畸变得到良好的矫正。
54.图12示出了光学镜头300的相对照度曲线，其表示不同视场角度相对于中心的照度值，从图中可以看出最大视场角处的相对照度在50%以上，说明光学镜头300具有较高的相对照度。
55.第四实施例请参阅图13，所示为本发明第四实施例中提供的光学镜头400的结构示意图，本实施例的光学镜头400与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于：第三透镜l3具有负光焦度，第三透镜的物侧面s5在近光轴处为凸面，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。
56.具体地，本实施例提供的光学镜头400中各个镜片的相关参数如表7所示。
57.表7
本实施例中的光学镜头400的各非球面的面型系数如表8所示。
58.表8
在本实施例中，光学镜头400的场曲曲线、光学畸变和相对照度的曲线图分别如图14、图15和图16所示。
59.图14示出了本实施例中光学镜头400的场曲曲线，其表示子午像面和弧矢像面的弯曲程度，从图中可看出两个方向像面的场曲控制在
±
0.05mm以内，说明光学镜头400的场曲矫正良好。
60.图15示出了本实施例光学镜头400的光学畸变曲线，其表示成像面上不同像高处的畸变，从图中可以看出光学畸变控制在
±
2%以内，说明光学镜头400的畸变得到良好的矫正。
61.图16示出了光学镜头400的相对照度曲线，其表示不同视场角度相对于中心的照度值，从图中可以看出最大视场角处的相对照度在45%以上，说明光学镜头400具有较高的相对照度。
62.第五实施例请参阅图17，所示为本发明第五实施例中提供的光学镜头500的结构示意图，本实施例的光学镜头500与上述第一实施例大致相同，不同之处主要在于：第三透镜l3具有负光焦度，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。
63.具体地，本实施例提供的光学镜头500中各个镜片的相关参数如表9所示。
64.表9
本实施例中的光学镜头500的各非球面的面型系数如表10所示。
65.表10
在本实施例中，光学镜头500的场曲曲线、光学畸变和相对照度的曲线图分别如图18、图19和图20所示。
66.图18示出了本实施例中光学镜头500的场曲曲线，其表示子午像面和弧矢像面的弯曲程度，从图中可看出两个方向像面的场曲控制在
±
0.05mm以内，说明光学镜头500的场曲矫正良好。
67.图19示出了本实施例光学镜头500的光学畸变曲线，其表示成像面上不同像高处的畸变，从图中可以看出光学畸变控制在
±
2%以内，说明光学镜头500的畸变得到良好的矫正。
68.图20示出了光学镜头500的相对照度曲线，其表示不同视场角度相对于中心的照度值，从图中可以看出最大视场角处的相对照度在45%以上，说明光学镜头500具有较高的相对照度。
69.表11是上述五个实施例对应的光学特性，主要包括系统的光学总长ttl、有效焦距f、视场角2θ、光圈数f#以及实际半像高ih，以及与上述每个条件式对应的数值。
70.表11
综上所述，本发明提供的光学镜头，采用六片具有特定光焦度的非球面镜片，通过特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，使得光学镜头具有良好的成像质量、长焦距、低敏感性、小型化的优点；同时通过合理地配置镜头光圈的大小，可以扩大系统进光量且缩小拍摄时的景深，即保证了系统在较暗环境下的成像质量，又保证了在拍摄时可有效地虚化背景突出对焦主体，更好地满足了便携式电子设备人像拍摄的使用需求。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。