光学镜头的制作方法

1.本发明涉及光学镜头技术领域，特别是涉及一种光学镜头。


背景技术：

2.随着便携式电子设备快速更新换代，消费者对拍照功能的需求越来越高，越来越追求高像素。从2018年，相关手机厂商开始使用搭配1/1.7英寸大尺寸传感器芯片的40m高像素镜头后，各便携式电子设备厂商陆续推出搭配大尺寸传感器芯片的高像素镜头的设备，如今，搭配大尺寸传感器芯片的高像素镜头已成为各便携式电子设备厂商旗舰机的标配。
3.为保证像素的提升，同时又不缩小传感器芯片的像素点尺寸，这使得加大传感器芯片尺寸成为高像素的重要发展趋势。因此，如何研发出搭配大尺寸传感器芯片且体积较小的高像素光学镜头是本领域技术人员需要解决的技术问题。


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，具有大光圈、高像素及结构紧凑的优点，还能匹配大尺寸的传感器芯片，以满足消费者的摄像需求。
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在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第四透镜；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第六透镜；具有光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第七透镜的像侧面在近光轴处为凹面；具有负光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面在近光轴处为凹面；其中，所述光学镜头满足以下条件式：1《f4/f7《40；其中，f4表示所述第四透镜的焦距，f7表示所述第七透镜的焦距。
7.相较现有技术，本发明提供的光学镜头，采用了八片式紧凑型结构，通过各透镜光焦度及面型的合理搭配，使镜头具有较大的成像面，能够匹配1/1.31英寸的大尺寸传感器芯片，满足当前主流的拍摄配置；同时具有大光圈的特性，进光量更多，使得光学镜头即使在昏暗环境或强光下也具有高清的成像品质；而且该光学镜头还具备50m的超高像素，配合后期算法优化，最高可输出108m像素级别的照片，达到了市面上顶尖的水平，具有较强的市场竞争力。
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轴上点球差色差曲线图；图5为本发明第一实施例的光学镜头的横向色差曲线图；图6为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图；图7为本发明第二实施例的光学镜头的场曲曲线图；图8为本发明第二实施例的光学镜头的畸变曲线图；图9为本发明第二实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；图10为本发明第二实施例的光学镜头的横向色差曲线图；图11为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图；图12为本发明第三实施例的光学镜头的场曲曲线图；图13为本发明第三实施例的光学镜头的畸变曲线图；图14为本发明第三实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；图15为本发明第三实施例的光学镜头的横向色差曲线图；图16为本发明第四实施例的光学镜头的结构示意图；图17为本发明第四实施例的光学镜头的场曲曲线图；图18为本发明第四实施例的光学镜头的畸变曲线图；图19为本发明第四实施例的光学镜头的轴上点球差色差曲线图；图20为本发明第四实施例的光学镜头的横向色差曲线图。
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、第七透镜、第八透镜以及滤光片。
12.其中，第一透镜具有正光焦，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面在近光轴处为凹面；第二透镜具有负光焦度，第二透镜的像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，第三透镜的物侧面为凸面；第四透镜具有光焦度；第五透镜具有正光焦度，第五透镜的像侧面为凸面；第六透镜具有负光焦度；第七透镜具有光焦度，第七透镜的物侧面在近光轴处为凸面，第七透镜的像侧面
在近光轴处为凹面；第八透镜具有负光焦度，第八透镜的物侧面在近光轴处为凸面，第八透镜的像侧面在近光轴处为凹面。
13.其中，所述光学镜头满足以下条件式：1《f4/f7《40；（1）其中，f4表示第四透镜的焦距，f7表示第七透镜的焦距。满足上述条件式（1），通过合理分配第四透镜和第七透镜的光焦度，有利于缩短所述光学镜头的总长，满足便携式电子设备超薄化的发展趋势。
14.在一些实施方式中，第四透镜具有正光焦度，第七透镜具有正光焦度；第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面，第四透镜的像侧面在近光轴处为凸面，第五透镜的物侧面在近光轴处为凸面，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。
15.在一些实施方式中，第四透镜具有负光焦度，第七透镜具有负光焦度；第三透镜的像侧面在近光轴处为凸面，第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面，第五透镜的物侧面为凹面，第六透镜的物侧面为凹面，第六透镜的像侧面为凸面。所述光学镜头中的透镜采用不同的面型搭配组合，均可以使系统实现良好的成像效果。
16.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-3《f2/f《-0.5；（2）0.3《(r21 r22)/(r21-r22)《2；（3）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，f2表示第二透镜的焦距，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（2）、（3），通过合理设置第二透镜的负光焦度及面型，能够更好减缓光线偏折的趋势，有利于降低第二透镜的敏感度，降低第二透镜的成型加工难度。
17.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：2《f3/f《3；（4）-3《(r31 r32)/(r31-r32)《0；（5）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，f3表示第三透镜的焦距，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（4）、（5），通过合理设置第三透镜的光焦度及面型，使第三透镜在所述光学镜头中承担合理的正光焦度，可以加快光线偏折的趋势，有利于减小所述光学镜头的口径，实现镜头的小型化。
18.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.1《f5/f《7；（6）-1《(r51 r52)/(r51-r52)《5；（7）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，f5表示第五透镜的焦距，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。满足上述条件式（6）、（7），使第五透镜在所述光学镜头中承担合理的正光焦度，以此来调整外围光线的像差，有利于提升所述光学镜头成像的品质，实现镜头的超高像素成像。
19.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-11《f6/f《-1；（8）
0《r61/r62《3；（9）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，f6表示第六透镜的焦距，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（8）、（9），使第六透镜承担一定的负光焦度，降低了光线在像面聚焦的效率，有利于外围视场彗差的矫正，有效提高了外围视场的照度，提高整体成像品质。
20.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：-1.4《f8/f《-0.1；（10）1《(r81 r82)/(r81-r82)《2；（11）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，f8表示第八透镜的焦距，r81表示第八透镜的物侧面的曲率半径，r82表示第八透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件式（10）、（11），通过合理设置第八透镜的光焦度及面型，有利于减缓光线偏折趋势，避免光线在像面过大角度成像，降低镜头色差和球差的矫正难度，提高整体成像质量。
21.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：6.0mm《ih《7.0mm；（12）1.3《ttl/ih《1.6；（13）其中，ih表示所述光学镜头的最大视场角对应的像高的一半，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足上述条件式（12）、（13），能够更好实现所述光学镜头的小体积和高像素的均衡。
22.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：1.6《f/epd《2.0；（14）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（14），有利于提升所述光学镜头的通光量，使光学镜头在昏暗环境或强光下也能正常拍摄，且正常光照拍摄下能达到主体突出背景虚化的效果。
23.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.3《(sag11-sag12)/ct1《0.9；（15）其中，sag11表示第一透镜的物侧面的矢高（矢高指镜片表面在有效口径处垂直于光轴上的点与镜片表面中心顶点之间的距离），sag12表示第一透镜的像侧面的矢高，ct1表示第一透镜的中心厚度。满足条件式（15），可以合理控制第一透镜的形状，使第一透镜的物侧面无反曲，有利于所述光学镜头的解像力提高，同时降低整个光学系统的敏感度。
24.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.04《et2/ttl《 0.055；（16）其中，et2表示第二透镜的边缘厚度，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（16），可以有效控制第二透镜的边缘厚度，避免所述光学镜头在组装过程中因第二透镜边缘厚度太薄而发生断裂，有利于保证生产过程中的良品率。
25.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：1.5《f34/f 《5；（17）其中，f34表示第三透镜与第四透镜的组合焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。满足条件式（17），可以有效控制第三透镜和第四透镜的形状，使其在光学系统中承担一定的正光焦度，有利于加快光线偏折的趋势，实现所述光学镜头结构的紧凑化及小型化。
26.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.04《ac56/ttl《0.09；（18）其中，ac56表示第五透镜与第六透镜在光轴上的空气间隔，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（18），可以合理地控制第五透镜和第六透镜间的距离，有利于减缓光线偏折的趋势，从而降低整个光学系统的敏感性，降低所述光学镜头组装生产的难度。
27.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：1.1《dm8/dm6《2；（19）其中，dm8表示第八透镜的有效口径，dm6表示第六透镜的有效口径。满足条件式（19），有利于抬高光线在像面上的投射高度，使所述光学镜头具有较大的像面，更好实现所述光学镜头的高像素，同时避免光线偏折过快。
28.在一些实施方式中，所述光学镜头满足以下条件式：0.06《bfl/ttl 《0.09；（20）其中，bfl表示所述光学镜头的光学后焦，ttl表示所述光学镜头的光学总长。满足条件式（20），可以合理控制所述光学镜头的光学后焦，有利于减小镜头与大尺寸传感器芯片间的干涉现象，从而减轻搭配大尺寸传感器芯片使光学镜头在近距离拍照边缘成像模糊的现象。
29.作为一种实施方式，所述光学镜头中的八个透镜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；在本发明中，为了更好减小镜头的体积及降低成本，采用八片塑胶镜片组合，通过特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，使得光学镜头结构更为紧凑并具有超高的像素，能够匹配1/1.31英寸的大尺寸传感器芯片实现超高清成像。其中，第一透镜至第八透镜是塑胶非球面镜片，采用非球面镜片，可以有效降低成本，修正像差，提供更高性价比的光学性能产品。
30.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。
31.本发明各个实施例中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为二次曲面系数，a
2i
为第2i阶的非球面面型系数。
32.在以下各个实施例中，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。
33.第一实施例本发明第一实施例提供的光学镜头100的结构示意图请参阅图1，该光学镜头100沿光轴从物侧到成像面s19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，第七透镜l7、第八透镜l8以及滤光片g1。
34.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在近光轴处为凹面；第二透镜l2具有负光焦度，第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凹面，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为凹面；第四透镜l4具有正光焦度，第四透镜的物侧面s7为凹面，第四透镜的像侧面s8为凸面；第五透镜l5具有正光焦度，第五透镜的物侧面s9在近光轴处为凸面，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；第七透镜l7具有正光焦度，第七透镜的物侧面s13在近光轴处为凸面，第七透镜的像侧面s14在近光轴处为凹面；第八透镜l8具有负光焦度，第八透镜的物侧面s15在近光轴处为凸面，第八透镜的像侧面s16在近光轴处为凹面。
35.滤光片g1的物侧面为s17、像侧面为s18。
36.在本实施例中，光学镜头100中的八个透镜均为塑胶非球面镜片。
37.本实施例提供的光学镜头100中各个透镜的相关参数如表1所示。
38.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。
39.表2在本实施例中，光学镜头100的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图2、图3、图4和图5所示，由图2至图5可以看出，场曲控制在
±
0.05mm以内，光学畸变控制在
±
2%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在
±
0.02mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在
±
1微米内，说明光学镜头100的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
40.第二实施例本实施例提供的光学镜头200的结构示意图请参阅图6，本实施例中的光学镜头200与第一实施例中的光学镜头100的结构变化较大，具体地，光学镜头200中各透镜的光焦度及面型如下：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在近光轴处为凹面；第二透镜l2具有负光焦度，第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凸面，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为凸面；第四透镜l4具有负光焦度，第四透镜的物侧面s7为凹面，第四透镜的像侧面s8在近光轴处为凹面；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为凹面，第六透镜的像侧面s12在近光轴处为凸面；第七透镜l7具有负光焦度，第七透镜的物侧面s13在近光轴处为凸面，第七透镜的像侧面s14在近光轴处为凹面；第八透镜l8具有负光焦度，第八透镜的物侧面s15在近光轴处为凸面，第八透镜的像侧面s16在近光轴处为凹面。
41.本实施例提供光学镜头200中各个镜片的相关参数如表3所示。
42.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。
43.表4
在本实施例中，光学镜头200的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图7、图8、图9和图10所示，由图7至图10可以看出，场曲控制在
±
1mm以内，光学畸变控制在
±
2.5%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在
±
0.06mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在
±
1.5微米内，说明光学镜头200的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
44.第三实施例本实施例提供的光学镜头300的结构示意图请参阅图11，本实施例中的光学镜头300的结构与第二实施例中的光学镜头200的结构大致相同，不同之处在于，第四透镜的物侧面s7在近光轴处为凸面，以及各透镜曲率半径、厚度等参数不同。
45.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。
46.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。
47.表6在本实施例中，光学镜头300的场曲、畸变、轴上点球差色和横向色差的曲线图分
别如图12、图13、图14和图15所示，由图12至图15可以看出，场曲控制在
±
0.3mm以内，光学畸变控制在
±
2%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在
±
0.08mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在
±
2微米内，说明光学镜头300的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
48.第四实施例本实施例提供的光学镜头400的结构示意图请参阅图16，本实施例中的光学镜头400与第二实施例中的光学镜头200的结构大致相同，不同之处在于，第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凹面，第四透镜的物侧面s7在近光轴处为凸面，以及各透镜曲率半径、厚度等参数不同。
49.本实施例中的光学镜头400中各个镜片的相关参数如表7所示。
50.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。
51.表8
在本实施例中，光学镜头400的场曲、畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图17、图18、图19和图20所示，由图17至图20可以看出，场曲控制在
±
0.05mm以内，光学畸变控制在
±
2%以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在
±
0.03mm以内，不同视场内各波长相对于中心波长的色差都控制在
±
1.2微米内，说明光学镜头400的场曲、畸变和色差都被良好地校正。
52.表9是上述四个实施例对应的光学特性，主要包括光学镜头的有效焦距f，光圈数f#，光学总长ttl，最大视场角对应的像高的一半ih及最大视场角2θ，以及与上述每个条件式对应的数值。
53.表9
综上，本发明提供的光学镜头至少具有以下优点：（1）本发明所提供光学镜头采用八片式紧凑型结构，并且采用特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，使所述光学镜头具备50m的超高像素和结构紧凑等优点；（2）本发明所提供光学镜头通过各透镜光焦度及面型的合理搭配，使镜头具有较大的成像面，能够匹配1/1.31英寸的大尺寸传感器芯片，满足当前主流的拍摄配置；（3）本发明所提供的光学镜头具有更大的光圈，通光量的控制范围也更大，有利于微光或昏暗环境的拍摄；景深范围设置也更大，成像画面有着更强的纵深感和空间感。
54.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。
55.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。