一种小型变焦镜头的制作方法

1.本发明涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种小型变焦镜头。


背景技术：

2.随着智能手机的发展，用户对手机的拍照水平和摄像质量要求越来越高。现有技术通常通过设置多个摄像头，利用摄像头之间的切换来达到光学变焦的效果，但是通过这种方式进行变焦，变焦效果差强人意，且占用设备空间，成本也较高。如何兼顾镜头的小型化以及优良变焦要求，成为目前亟待解决的难题。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种小型变焦镜头，其解决了现有技术中变焦效果差、体积较大的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
5.本发明实施例提供一种小型变焦镜头，沿光轴从物侧至像侧依次包括具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组；所述前透镜组从物侧至像侧依次包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述后透镜组从物侧至像侧依次包括第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第三透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第五透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第六透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第七透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述前透镜组和所述后透镜组在变焦过程中沿光轴方向前后移动，所述前透镜组和所述后透镜组中的至少一个透镜为玻璃透镜，所述前透镜组和所述后透镜组中的透镜均为非球面透镜；所述镜头满足条件式：1.2《tefl/wefl《1.5；其中，tefl为所述镜头位于长焦端焦距，wefl为所述镜头位于广角端焦距。
6.满足上述条件式后，通过控制镜头位于长焦端焦距与广角端焦距的比值，有利于增大光学系统的视场角差异，并且减小光学系统畸变。
7.进一步地，所述镜头满足以下条件式：0.8《tlt/tlw《1.0，其中，tlt为所述镜头位于长焦端的光学总长，tlw为所述镜头位于广角端的光学总长。
8.满足上述条件式后，通过控制镜头长焦端光学总长与广角端光学总长的比值，有利于实现光学系统的小型化。
9.进一步地，所述镜头满足以下条件式：0.1《ft-fw《0.4，其中，ft为所述第五透镜位于长焦端的光圈数，fw为所述第五透镜位于广角端的光圈数。
10.满足上述条件式后，有利于提高光学系统的清晰度，提高成像质量。
11.进一步地，所述第七透镜的像侧面至少具有一个反曲点。
12.借此，有利于实现光学系统的小型化，提高光学系统性能。
13.进一步地，所述镜头满足以下条件式：2.5《
│
f12/f37
│
《3.2，其中，f12为所述前透镜组焦距，f37为所述后透镜组焦距。
14.满足上述条件式后，可以使得光线能够平缓的从前透镜组进入到后透镜组，保证光学系统具有良好的成像效果。
15.进一步地，所述第三透镜满足以下条件：nd3》1.5，vd3《60.5；其中，nd3为所述第三透镜的折射率，vd3为所述第三透镜的色散系数。
16.满足上述条件后，有利于减小光学系统色差，实现良好成像。
17.进一步地，所述镜头满足以下条件式：1.3《
│
δlt-δlw
│
《1.5，其中，δlt为所述镜头位于长焦端时前透镜组和后透镜组在光轴上的间距，δlw为所述镜头位于广角端时前透镜组和后透镜组在光轴上的间距。
18.满足上述条件式后，有利于增大光学系统的视场角差异。
19.本发明的有益效果是：本发明提供的一种小型变焦镜头，主要由两组透镜组包含7片透镜组成，并且采用玻璃非球面透镜与塑胶非球面透镜混合设计，通过搭配合理的光焦度和面型，合理的分配参数，从而使得镜头兼具小型化、较大变焦倍率，以及高质量成像的优点。
附图说明
20.图1示出了本发明实施例1的小型变焦镜头广角时的结构示意图；
21.图2示出了本发明实施例1的小型变焦镜头长焦时的结构示意图；
22.图3示出了本发明实施例1的小型变焦镜头广角时的畸变曲线图；
23.图4示出了本发明实施例1的小型变焦镜头长焦时的畸变曲线图；
24.图5示出了本发明实施例1的小型变焦镜头广角时的轴向像差图；
25.图6示出了本发明实施例1的小型变焦镜头长焦时的轴向像差图；
26.图7示出了本发明实施例2的小型变焦镜头广角时的结构示意图；
27.图8示出了本发明实施例2的小型变焦镜头长焦时的结构示意图；
28.图9示出了本发明实施例2的小型变焦镜头广角时的畸变曲线图；
29.图10示出了本发明实施例2的小型变焦镜头长焦时的畸变曲线图；
30.图11示出了本发明实施例2的小型变焦镜头广角时的轴向像差图；
31.图12示出了本发明实施例2的小型变焦镜头长焦时的轴向像差图；
32.图13示出了本发明实施例3的小型变焦镜头广角时的结构示意图；
33.图14示出了本发明实施例3的小型变焦镜头长焦时的结构示意图；
34.图15示出了本发明实施例3的小型变焦镜头广角时的畸变曲线图；
35.图16示出了本发明实施例3的小型变焦镜头长焦时的畸变曲线图；
36.图17示出了本发明实施例3的小型变焦镜头广角时的轴向像差图；
37.图18示出了本发明实施例3的小型变焦镜头长焦时的轴向像差图。
38.图中：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、第六透镜l6、第七透镜l7、第一透镜物侧面s1、第一透镜像侧面s2、第二透镜物侧面s3、第二透镜像侧面s4、第三透镜物侧面s5、第三透镜像侧面s6、光阑s7、第四透镜物侧面s8、第四透镜像侧面s9、第五透镜物侧面s10、第五透镜像侧面s11、第六透镜物侧面s12、第六透镜像侧面s13、第
七透镜物侧面s14、第七透镜像侧面s15、滤光片i8。
具体实施方式
39.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。
40.实施例1
41.如图1和图2所示，本实施例提供一种小型变焦镜头。该变焦镜头沿光轴从物侧至像侧依次包含具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组。
42.其中，前透镜组从物侧至像侧依次包含第一透镜l1和第二透镜l2。第一透镜l1光焦度为负，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面。第二透镜l2光焦度为正，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。
43.其中，后透镜组从物侧至像侧依次包含第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7。第三透镜l3光焦度为正，其物侧面s5为凸面，像侧面s6也为凸面。第四透镜l4光焦度为负，其物侧面s8为凹面，像侧面s9也为凹面。第五透镜l5光焦度为正，其物侧面s10为凸面，像侧面s11也为凸面。第六透镜l6光焦度为负，其物侧面s12为凹面，像侧面s13为凸面。第七透镜l7光焦度为负，其物侧面s14为凸面，像侧面s15为凹面。第七透镜l7的像侧面至少具有一个反曲点。
44.该镜头还包括光阑s7和滤光片i8，光阑s7设置在第三透镜l3和第四透镜l4之间，滤光片i8设置在第七透镜l7与像面之间。
45.具体地，前透镜组和后透镜组在变焦过程中沿光轴方向前后移动。第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第六透镜l6、第七透镜l7均为塑料非球面透镜，第五透镜l5为玻璃非球面透镜。
46.表一(a)展示了实施例1的小型变焦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)。
47.表一(a)
48.表面编号表面名称表面类型曲率半径厚度材料特性(nd:vd)0物面球面无限无限 1第一透镜非球面-9.5470.2981.545:55.9872 非球面7.7431.185 3第二透镜非球面3.0690.3781.671:19.2644 非球面3.0830.040 5第三透镜非球面1.9620.6461.545:55.9876 非球面-7.146-0.009 7光阑球面无限0.275 8第四透镜非球面-6.9640.2201.661:20.3549 非球面3.0800.152 10第五透镜非球面3.9510.4671.851:40.05611 非球面-7.9400.844 12第六透镜非球面-2.0200.2921.535:56.114
13 非球面-2.1760.651 14第七透镜非球面1.6410.6011.640:23.52915 非球面1.2720.513 16ir球面无限0.210bk7_schott17 球面无限0.442 18像面球面无限0.029 49.表一(b)给出了可用于实施例1中各非球面镜的圆锥系数k，及高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14和a16。
50.表一(b)
51.表面编号ka4a6a8a10a12a14a161-4.44e 015.01e-02-1.55e-024.06e-03-7.52e-048.26e-05-4.84e-061.17e-072-6.90e 006.33e-02-6.93e-03-3.59e-051.01e-03-1.10e-04-3.94e-055.56e-063-2.05e 017.44e-02-5.94e-024.95e-02-2.53e-027.31e-03-1.18e-038.40e-0541.43e-01-1.20e-02-6.61e-032.25e-02-1.95e-027.27e-03-1.33e-039.96e-0551.47e 00-1.93e-02-2.70e-022.98e-02-5.36e-023.76e-02-1.07e-02-3.27e-036-9.90e 014.97e-03-3.98e-022.77e-01-8.23e-011.24e 00-9.51e-012.88e-018-5.88e 01-1.02e-013.61e-01-8.50e-011.39e 00-1.48e 008.92e-01-2.33e-019-2.08e 00-2.02e-014.94e-01-8.84e-011.14e 00-9.25e-014.33e-01-9.05e-0210-5.34e 015.54e-03-5.28e-028.32e-02-1.06e-018.21e-02-1.82e-02-2.15e-03113.63e 01-5.63e-033.38e-03-1.39e-029.34e-032.41e-03-2.72e-031.96e-03121.04e 00-1.72e-013.47e-01-5.31e-015.66e-01-3.27e-019.76e-02-1.23e-02139.16e-01-2.56e-013.86e-01-3.94e-012.75e-01-9.28e-021.01e-026.32e-0414-6.98e 00-1.50e-017.52e-02-3.28e-021.04e-02-2.32e-033.14e-04-2.29e-0515-5.11e 00-8.39e-023.62e-02-1.22e-022.68e-03-3.74e-042.90e-05-9.37e-07
52.本实施例1中，镜头的具体参数如下表所示：
53.表一(c)
[0054][0055]
根据表一(a)、表一(b)和图1、图2所展示的光学系统的各项属性和结构特点，实施例1中展示的镜头具有小体积的特点，并且可以实现分段式变焦。
[0056]
根据表一(c)和图3、图4中镜头分别处于广角和长焦状态的畸变曲线，实施例1中展示的镜头具有良好的改善畸变的能力。
[0057]
根据表一(c)和图5、图6中镜头分别处于广角和长焦状态的轴向像差曲线，实施例1中展示的镜头可以高质量成像。
[0058]
实施例2
[0059]
如图7和图8所示，本实施例提供一种小型变焦镜头。该变焦镜头沿光轴从物侧至
像侧依次包含具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组。
[0060]
其中，前透镜组从物侧至像侧依次包含第一透镜l1和第二透镜l2。第一透镜l1光焦度为负，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面。第二透镜l2光焦度为正，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。
[0061]
其中，后透镜组从物侧至像侧依次包含第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7。第三透镜l3光焦度为正，其物侧面s5为凸面，像侧面s6也为凸面。第四透镜l4光焦度为负，其物侧面s8为凹面，像侧面s9也为凹面。第五透镜l5光焦度为正，其物侧面s10为凸面，像侧面s11也为凸面。第六透镜l6光焦度为负，其物侧面s12为凹面，像侧面s13为凸面。第七透镜l7光焦度为负，其物侧面s14为凸面，像侧面s15为凹面。第七透镜l7的像侧面至少具有一个反曲点。
[0062]
该镜头还包括光阑s7和滤光片i8，光阑s7设置在第三透镜l3和第四透镜l4之间，滤光片i8设置在第七透镜l7与像面之间。
[0063]
具体地，前透镜组和后透镜组在变焦过程中沿光轴方向前后移动。第一透镜l1、第二透镜l2、第四透镜l4、第六透镜l6、第七透镜l7均为塑料非球面透镜，第三透镜l3、第五透镜l5为玻璃非球面透镜。
[0064]
表二(a)展示了实施例2的小型变焦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]
表二(a)
[0066]
表面编号表面名称表面类型曲率半径厚度材料特性(nd:vd)0物面球面无限无限 1第一透镜非球面-41.0180.2831.545:55.9872 非球面5.0221.357 3第二透镜非球面3.2270.3491.671:19.2644 非球面3.0680.040 5第三透镜非球面1.9070.6261.620:60.3686 非球面33.5680.038 7光阑球面无限0.360 8第四透镜非球面162.9790.2201.661:20.3549 非球面2.4710.061 10第五透镜非球面4.0900.5251.851:40.05611 非球面-8.0110.125 12第六透镜非球面-8.7300.3761.543:56.50013 非球面-4.4660.927 14第七透镜非球面5.9371.0411.640:23.52915 非球面2.3690.512 16ir球面无限0.210bk7_schott17 球面无限0.302 18像面球面无限0.027 [0067]
表二(b)给出了可用于实施例2中各非球面镜的圆锥系数k，及高次项系数a4、a6、
a8、a10、a12、a14和a16。
[0068]
表二(b)
[0069]
表面编号ka4a6a8a10a12a14a1619.90e 018.16e-02-2.96e-029.56e-03-2.20e-032.96e-04-2.09e-056.06e-0722.11e 009.30e-02-1.43e-02-7.15e-043.64e-03-1.08e-034.81e-056.59e-063-2.05e 017.49e-02-4.81e-023.87e-02-2.14e-027.02e-03-1.34e-031.11e-0441.73e-01-4.26e-03-4.17e-031.27e-02-1.33e-025.51e-03-1.14e-039.81e-0551.48e 00-2.40e-021.83e-02-1.32e-012.98e-01-3.81e-012.48e-01-6.72e-026-9.90e 016.07e-03-4.55e-022.23e-01-4.79e-015.50e-01-3.17e-017.11e-028-5.88e 01-2.65e-014.77e-01-1.16e 002.35e 00-2.89e 001.83e 00-4.66e-019-9.62e 00-2.90e-018.11e-01-1.87e 002.81e 00-2.43e 001.11e 00-2.11e-0110-4.22e 01-4.42e-023.10e-01-7.88e-019.52e-01-5.96e-011.95e-01-2.71e-02113.63e 01-1.51e-013.26e-01-2.90e-011.31e-01-4.17e-021.80e-02-3.92e-03124.06e 01-3.80e-015.83e-01-2.86e-011.37e-01-1.65e-011.11e-01-2.62e-02132.28e 00-1.92e-012.45e-01-1.28e-018.16e-02-2.67e-02-5.10e-032.98e-0314-6.98e 00-1.60e-016.41e-02-4.69e-023.28e-02-1.61e-024.73e-03-8.39e-0415-8.00e 00-6.60e-022.23e-02-6.83e-031.47e-03-2.09e-041.65e-05-5.37e-07
[0070]
本实施例2中，镜头的具体参数如下表所示：
[0071]
表二(c)
[0072][0073]
根据表二(a)、表二(b)和图7、图8所展示的光学系统的各项属性和结构特点，实施例2中展示的镜头具有小体积的特点，并且可以实现分段式变焦。
[0074]
根据表二(c)和图9、图10中镜头分别处于广角和长焦状态的畸变曲线，实施例2中展示的镜头具有良好的改善畸变的能力。
[0075]
根据表二(c)和图11、图12中镜头分别处于广角和长焦状态的轴向像差曲线，实施例2中展示的镜头可以高质量成像。
[0076]
实施例3
[0077]
如图13和图14所示，本实施例提供一种小型变焦镜头。该光学镜头沿光轴从物侧至像侧依次包含具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组。
[0078]
其中，前透镜组从物侧至像侧依次包含第一透镜l1和第二透镜l2。第一透镜l1光焦度为负，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面。第二透镜l2光焦度为正，其物侧面s3为凸面，像侧面s4为凹面。
[0079]
其中，后透镜组从物侧至像侧依次包含第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7。第三透镜l3光焦度为正，其物侧面s5为凸面，像侧面s6也为凸面。第四透镜l4光焦度为负，其物侧面s8为凹面，像侧面s9也为凹面。第五透镜l5光焦度为正，
其物侧面s10为凸面，像侧面s11也为凸面。第六透镜l6光焦度为负，其物侧面s12为凹面，像侧面s13为凸面。第七透镜l7光焦度为负，其物侧面s14为凸面，像侧面s15为凹面。第七透镜l7的像侧面至少具有一个反曲点。
[0080]
该镜头还包括光阑s7和滤光片i8，光阑s7设置在第三透镜l3和第四透镜l4之间，滤光片i8设置在第七透镜l7与像面之间。
[0081]
具体地，前透镜组和后透镜组在变焦过程中沿光轴方向前后移动。第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第六透镜l6、第七透镜l7均为塑料非球面透镜，第五透镜l5为玻璃非球面透镜。
[0082]
表三(a)展示了实施例3的小型变焦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)。
[0083]
表三(a)
[0084][0085][0086]
表三(b)给出了可用于实施例3中各非球面镜的圆锥系数k，及高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14和a16。
[0087]
表三(b)
[0088]
表面编号ka4a6a8a10a12a14a1619.58e 014.78e-02-1.51e-024.27e-03-8.76e-041.06e-04-6.74e-061.75e-0725.04e-016.00e-02-1.09e-026.26e-03-2.71e-031.30e-03-3.27e-042.72e-053-2.05e 016.90e-02-5.12e-024.33e-02-2.43e-028.11e-03-1.57e-031.31e-0446.53e-02-9.47e-03-3.25e-031.08e-02-1.03e-023.92e-03-7.64e-046.41e-0551.71e 00-2.43e-021.92e-02-1.32e-012.75e-01-3.31e-012.05e-01-5.35e-026-9.90e 012.15e-02-4.19e-022.05e-01-5.14e-016.68e-01-4.44e-011.18e-01
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[0089]
本实施例3中，镜头的具体参数如下表所示：
[0090]
表三(c)
[0091][0092]
根据表三(a)、表三(b)和图13、图14所展示的光学系统的各项属性和结构特点，实施例3中展示的镜头具有小体积的特点，并且可以实现分段式变焦。
[0093]
根据表三(c)和图15、图16中镜头分别处于广角和长焦状态的畸变曲线，实施例3中展示的镜头具有良好的改善畸变的能力。
[0094]
根据表三(c)和图17、图18中镜头分别处于广角和长焦状态的轴向像差曲线，实施例3中展示的镜头可以高质量成像。