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.目前，随着网络急速发展，人们更多的活跃在网络上，少不了在社交平台上分享照片，这就使得人们对摄像设备的要求越来越高，人们需要丰富的拍照模式满足自身的各种摄影要求，而丰富的拍照模式自然少不了人像模式，人像镜头一般为长焦镜头，具有焦距长、视角小的特点，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。
3.然而，随着人们对人像摄影的要求越来越高，一般长焦镜头的fno（fno=有效焦距/入瞳直径）在3.0左右，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，fno偏大，光圈偏小，在较暗的摄像环境下，不能呈现较好的人像效果。


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、成像清晰的优点，在较暗的环境下也有较好的人像成像效果。
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；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面在近光轴处为凹面；具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面；具有光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凸面；具有光焦度的第五透镜，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；具有光焦度的第六透镜，所述第六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：1.2《 f/d《1.5；其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，d表示所述光学镜头的入瞳直径。
7.相较现有技术，本发明提供的光学镜头，采用六片具有特定材料和表面形状的非球面镜片，且通过光阑的位置和光焦度的分配合理，很好的修饰了像差，使其成像更加清晰，较好的实现了人像镜头的高清像素要求，提升了用户摄像体验。
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f-tanθ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f-tanθ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f-tanθ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f-tanθ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、第六透镜以及滤光片。
12.其中，第一透镜具有正光焦度，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面在近光轴处为凹面或凸面；第二透镜具有负光焦度，第二透镜的物侧面在近光轴处为凸面或凹面，第二透镜的像侧面在近光轴处为凹面；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，第四透镜的像侧面在近光轴处为凹面或凸面；第五透镜具有光焦度，第五透镜的物侧面在近光轴处为凹面，第五透镜的像侧面在近光轴处为凸面；第六透镜具有光焦度，第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面或凹面，第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面。
13.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：
1.2《f/d《1.5；（1）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，d表示所述光学镜头的入瞳直径。
14.满足条件式（1）时，可以扩大镜头的进光量，保证镜头在较暗的环境下也能具有很好的成像效果。
15.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：3.0 mm《ih《3.5 mm；（2）2.7《f/ih《3.4；（3）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，ih表示所述光学镜头的半像高。
16.满足条件式（2）和（3）时，可以控制镜头有较长的焦距，并保证拍摄时能够很好的突出拍摄主体，虚化背景，更好的进行人像拍摄。
17.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：0.8《r31/r32《1.2；（4）其中，r31表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，r32表示所述第三透镜的像侧面的曲率半径。
18.满足条件式（4）时，能够有效控制第三透镜的弯曲程度，使第三透镜的镜片厚薄比均匀，在改善光学镜头球差提升镜头的光学性能的同时，能够有效降低鬼像产生的风险，提升镜头的解像能力。
19.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：1.2《(sag51+sag52)/sag51《2.1；（5）其中，sag51表示所述第五透镜的物侧面有效径边缘的矢高，sag52表示所述第五透镜的像侧面有效径边缘的矢高。
20.满足条件式（5）时，通过控制第五透镜的物侧面与像侧面边缘失高的比值，能够很好的控制第五透镜的面型，使边缘的光线偏折角度较小，光线在边缘能够平缓过渡，从而能够很好的修正边缘视场的像差，提升镜头的解像能力。
21.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：1《sag31/ct3《5；（6）其中，sag31表示所述第三透镜的物侧面有效径边缘的矢高，ct3表示所述第三透镜的中心厚度。
22.满足条件式（6）时，能够合理的控制第三透镜的形状，在满足镜片成型要求的同时，能够更好的减小镜头边缘像差以及轴上球差，提升光学镜头的成像质量。
23.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：1.7《f/r31《5；（7）其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，r31表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径。
24.满足条件式（7）时，能够合理修饰光线进入镜头后的色差，通过合理的控制镜片的曲率，可以很好的修饰进入镜头后的像差。
25.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：0.17《(ct4+ct5+ct6)/ttl 《0.26；（8）0.07＜ct4/ttl＜0.13；（9）
其中，ct4表示所述第四透镜的中心厚度，ct5表示所述第五透镜的中心厚度，ct6表示所述第六透镜的中心厚度，ttl表示所述光学镜头的光学总长。
26.满足条件式（8）和（9）时，能够合理配置第四透镜、第五透镜与第六透镜的中心厚度，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。
27.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：-4《（φ31-φ21）/（φ32+φ22）《13；(10)其中，φ21表示所述第二透镜的物侧面的光焦度，φ22表示所述第二透镜的像侧面的光焦度，φ31表示所述第三透镜的物侧面的光焦度，φ32表示所述第三透镜的像侧面的光焦度。
28.满足条件式（10）时，能够很好的控制镜头的长度，利于结构设计，同时能够很好的控制各视场离焦曲线分散，提升镜头的成像质量。
29.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：0.1《|f34/f3|《0.9；（11）其中，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f34表示所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距。
30.满足条件式（11）时，通过控制第三透镜与第四透镜的焦距，可以合理分配第三透镜与第四透镜的光焦度，能够有效减小镜头的球差和轴向色差，提升镜头的成像质量。
31.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：0.40 mm2《at12*ttl《0.61 mm2；（12）其中，at12表示所述第一透镜与所述第二透镜之间在光轴上的空气间距，ttl表示所述光学镜头的光学总长。
32.满足条件式（12）时，能够合理控制第一透镜与第二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。
33.作为一种实施方式，所述光学镜头满足以下条件式：0《at45/ttl《0.2；（13）0《et45/ttl《0.2；（14）其中，at45表示所述第四透镜与所述第五透镜之间在光轴上的空气间距，et45表示所述第四透镜与所述第五透镜在边缘上的空气间距，ttl表示所述光学镜头的光学总长。
34.满足条件式（13）和（14）时，能够合理搭配第四透镜与第五透镜之间的间距，在修饰镜头色差以及轴上球差色差的同时，让镜头更加紧凑，实现镜头的小型化。
35.作为一种实施方式，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜均是非球面镜片。采用非球面镜片可以有效减少镜片的数量，修正像差，提供更好的光学性能。
36.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。
37.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。
38.第一实施例请参照图1，所示为本发明第一实施例提供的光学镜头100的结构示意图，该光学镜头100沿光轴从物侧到像侧面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以及滤光片g1。
39.其中，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在近光轴处为凹面；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为凸面，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；第六透镜l6具有正光焦度，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；滤光片g1的物侧面为s13、像侧面为s14；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。
40.具体的，本实施例提供的光学镜头100中各个镜片的设计参数如表1所示，其中r代表曲率半径（单位：mm），d代表光学表面间距（单位：mm），nd代表材料的d线折射率，vd代表材料的阿贝数。
41.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。
42.表2
在本实施例中，光学镜头100的场曲、f-tanθ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。
43.图2中曲线表示子午方向和弧失方向在像面不同像高的场曲。横坐标为偏移量，纵坐标为视场角，从图可知，子午方向和弧失方向在像面的场曲偏移量都控制在
±
0.1mm内，说明场曲矫正良好。
44.图3中曲线表示像面上不同像高对应的f-tanθ畸变。横坐标表示畸变大小，纵坐标表示视场角，从图可知，在镜头要求的成像视场内，畸变控制在2%以内，说明畸变被很好的矫正。
45.图4中曲线表示轴上点球差色差，横坐标表示偏移量，纵坐标表示归一化光瞳坐标，从图可知，主波长（0.550μm）的色差偏移量控制在
±
0.02mm以内，最短波长与最大波长轴向色差控制在
±
0.025mm以内，说明轴上点球差色矫正良好。
46.图5中曲线表示各波长相对主波长在像面上不同像高的色差，横坐标表示色差值，纵坐标表示归一化视场角。从图可知，在不同视场内，各波长相对于中心波长的色差都控制在
±
2μm内，可见光学镜头的横向色差也被很好的矫正。
47.第二实施例请参阅图6，所示为本发明第二实施例提供的光学镜头200的结构示意图，该光学镜头200沿光轴从物侧到像侧面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以及滤光片g1。
48.其中，第一透镜l1具有正光焦度，所述第一透镜的物侧面s1为凸面，所述第一透镜
的像侧面s2在近光轴处为凹面；第二透镜l2具有负光焦度，所述第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面s4在近光轴处为凹面；第三透镜l3具有负光焦度，所述第三透镜的物侧面s5为凸面，所述第三透镜的像侧面s6为凹面；第四透镜l4具有负光焦度，所述第四透镜的物侧面s7为凸面，所述第四透镜的像侧面s8在近光轴处为凹面；第五透镜l5具有正光焦度，所述第五透镜的物侧面s9在近光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面s10在近光轴处为凸面；第六透镜l6具有负光焦度，所述第六透镜的物侧面s11在近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面s12在近光轴处为凹面；滤光片g1的物侧面为s13、像侧面为s14；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。
49.具体的，本实施例提供的光学镜头200中各个镜片的设计参数如表3所示。
50.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。
51.表4
在本实施例中，光学镜头200的场曲、f-tanθ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。
52.图7表示子午方向和弧失方向在像面不同像高的场曲，从图可知，子午和弧矢方向的场曲都控制在
±
0.1mm内，说明镜头场曲矫正良好。
53.图8表示在像面上不同像高的f-tanθ畸变，从图可知，在像面上不同像高畸变都控制在1%以内，说明镜头畸变矫正良好。
54.图9表示轴上点球差色差，从图可知，主波长（0.550μm）的像差被控制在
±
0.03mm内，所有波长的色差被控制在
±
0.07mm内，说明镜头的轴向点球差色差也被矫正的良好。
55.图10表示不同视场的各个波长相对于主波长的色差，从图可知，在成像视场范围内，相对于主波长色差都控制在
±
2μm内，说明该光学镜头很好矫正边缘视场像差以及各个视场的色差。
56.第三实施例请参阅图11，所示为本发明第一实施例提供的光学镜头300的结构示意图，该光学镜头300沿光轴从物侧到像侧面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以及滤光片g1。
57.其中，第一透镜l1具有正光焦度，所述第一透镜的物侧面s1为凸面，所述第一透镜的像侧面s2在近光轴处为凸面；第二透镜l2具有负光焦度，所述第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凹面，所述第二透镜的像侧面s4在近光轴处为凹面；
第三透镜l3具有负光焦度，所述第三透镜的物侧面s5为凸面，所述第三透镜的像侧面s6为凹面；第四透镜l4具有正光焦度，所述第四透镜的物侧面s7为凸面，所述第四透镜的像侧面s8在近光轴处为凸面；第五透镜l5具有正光焦度，所述第五透镜的物侧面s9在近光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面s10在近光轴处为凸面；第六透镜l6具有负光焦度，所述第六透镜的物侧面s11为凹面，所述第六透镜的像侧面s12在近光轴处为凹面；滤光片g1的物侧面为s13、像侧面为s14；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。
58.具体的，本实施例提供的光学镜头300中各个镜片的设计参数如表5所示。
59.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。
60.表6
在本实施例中，光学镜头300的场曲、f-tanθ畸变、轴上点球差色差和横向色差的曲线图分别如图12、图13、图14和图15所示。
61.图12表示子午方向和弧失方向在像面不同像高的场曲，从图可知，子午和弧矢方向的场曲都控制在
±
0.05mm内，说明镜头场曲矫正良好。
62.图13表示在像面上不同像高的f-tanθ畸变，从图可知，在像面上不同像高畸变都控制在
±
1.0%以内，说明镜头畸变矫正良好。
63.图14表示轴上点球差色差，从图可知，主波长（0.550μm）的像差被控制在
±
0.02mm内，所有波长的色差被控制在
±
0.03mm内，说明镜头的轴向点球差色差也被矫正的良好。
64.图15表示不同视场的各个波长相对于主波长的色差，从图可知，在成像视场范围内，相对于主波长都控制在
±
2μm内，说明该光学镜头很好矫正边缘视场像差以及各个视场的色差。
65.第四实施例请参阅图16，所示为本发明第一实施例提供的光学镜头400的结构示意图，该光学镜头400沿光轴从物侧到像侧面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以及滤光片g1。
66.其中，第一透镜l1具有正光焦度，所述第一透镜的物侧面s1为凸面，所述第一透镜的像侧面s2在近光轴处为凹面；第二透镜l2具有负光焦度，所述第二透镜的物侧面s3在近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面s4在近光轴处为凹面；
第三透镜l3具有负光焦度，所述第三透镜的物侧面s5为凸面，所述第三透镜的像侧面s6为凹面；第四透镜l4具有正光焦度，所述第四透镜的物侧面s7为凸面，所述第四透镜的像侧面s8在近光轴处为凹面；第五透镜l5具有负光焦度，所述第五透镜的物侧面s9在近光轴处为凹面，所述第五透镜的像侧面s10在近光轴处为凸面；第六透镜l6具有正光焦度，所述第六透镜的物侧面s11在近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面s12在近光轴处为凹面；滤光片g1的物侧面为s13、像侧面为s14；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。
67.具体的，本实施例提供的光学镜头100中各个镜片的设计参数如表7所示。
68.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。
69.表8
在本实施例中，光学镜头400的场曲、f-tanθ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。
70.图17表示子午方向和弧失方向在像面不同像高的场曲，从图可知，子午和弧矢方向的场曲都控制在
±
0.05mm内，说明镜头场曲矫正良好。
71.图18表示在像面上不同像高的f-tanθ畸变，从图可知，在像面上不同像高畸变都控制在2%以内，说明镜头畸变矫正良好。
72.图19表示轴上点球差色差，从图可知，主波长（0.550μm）的像差被控制在
±
0.02mm内，所有波长的色差被控制在
±
0.04mm内，说明镜头的轴向点球差色差也被矫正的良好。
73.图20表示不同视场的各个波长相对于主波长的色差，从图可知，在成像视场范围内，相对于主波长都控制在
±
2μm内，说明该光学镜头很好矫正边缘视场像差以及各个视场的色差。
74.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半像高ih、有效焦距f、光学总长tll及视场角2θ，以及与上述每个条件式对应的数值。
75.表9
综上，本发明提供的光学镜头至少具有以下优点：（1）由于光学镜头的fno（即f/d）较小，以及光阑及其他各透镜形状设置合理，使得光学镜头在较暗的环境也能有较好的成像效果，能更好的虚化背景、突出拍摄主体。
76.（2）采用六片具有特定光焦度的非球面镜片以及采用特定的面型进行搭配，使得光学镜头具有长焦超高清像素的成像质量的特点，能够更好的迎合当下镜头发展趋势。
77.（3）相对于价格昂贵的长焦高清人像镜头，本发明在保证高像素、长焦的前提下制作工艺成熟，极大的降低了制造成本，更有利于市场的推广。
78.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。
79.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。