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CN109116513B - 光学镜头模组 - Google Patents

光学镜头模组 Download PDF

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CN109116513B
CN109116513B CN201710534838.2A CN201710534838A CN109116513B CN 109116513 B CN109116513 B CN 109116513B CN 201710534838 A CN201710534838 A CN 201710534838A CN 109116513 B CN109116513 B CN 109116513B
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Abstract

一种光学镜头模组，其具有一光轴，所述光学镜头模组包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次对称排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有正向屈光度，其具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有正屈光度所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，第四透镜元件具有负屈光度。所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有正屈光度。所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，第六透镜元件具有负屈光度。所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面。

Description

光学镜头模组
技术领域
本发明涉及一种镜头，特别涉及一种光学镜头模组。
背景技术
在相机中，摄像头通过获取可见光而捕捉到物体并最终使得物体在底片或者屏幕上成像。光学镜头模组直接影响成像质量的优劣以及成像效果的好坏。
现有技术中，为了减小光学镜头模组的尺寸，往往通过减小图像传感器的尺寸和数量来实现。由于尺寸或数量小的图像传感器会使得相机成像分辨率降低。为了使得光学镜头模组尺寸较小同时能够具有较好的成像分辨率，大多数通过减小每个像素的大小来实现。如此，使得光学镜头模组虽然保证了较小的尺寸和一定的分辨率，然而所述光学镜头模组的成像像差较大，从而影响最终成像品质。
发明内容
有鉴于此，本发明提供尺寸较小、成像品质较高的光学镜头模组。
一种光学镜头模组，其具有一光轴，所述光学镜头模组包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有正向屈光度，所述第一透镜元件具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有正屈光度所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，所述第四透镜元件具有负屈光度，所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有正屈光度，所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，所述第六透镜元件具有负屈光度，所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面，所述光学镜头模组满足如下关系式：
0.82<T3/T4<0.9；
0.84<A3/A4<0.92；
1.33<E3/E4<1.55；
0.59<G3/G4<0.68；
0.3<Vd3/Vd4<0.5；
其中，T3、T4分别指所述第三透镜元件、第四透镜元件的中心厚度，A3指所述第三透镜元件与所述第四透镜元件之间在所述光轴上间隔的距离，A4指所述第四透镜元件与所述第五透镜元件之间在所述光轴上间隔的距离，E3、E4分别指所述第三透镜元件、第四透镜元件的边缘厚度，G3指所述第三透镜元件的边缘与所述第四透镜元件的边缘之间的间隔距离，G4指所述第四透镜元件边缘与所述第五透镜元件的边缘之间的间隔距离，Vd3、Vd4分别指所述第三透镜元件与所述第四透镜元件的阿贝数。
进一步地，还包括位于所述第六透镜元件与所述像平面之间且间隔设置的滤光片。
进一步地，所述第一表面为朝向物侧方向凸伸的凸曲面，所述第五表面为朝向第六表面方向内凹的凹曲面，所述第七表面和第八表面均为朝向第五透镜元件方向内凹的凹曲面，所述第九表面和第十表面均为朝向第六透镜元件方向内凹的凹曲面，所述第十一表面的中部朝向所述滤光片方向内凹，所述第十二表面为朝向所述滤光片方向凸伸的凸曲面。
进一步地，所述第二透镜元件具有正屈光度，所述第四表面为朝向第一透镜元件方向内凹的凹曲面。
进一步地，所述第二透镜元件具有负屈光度，所述第第三表面为朝向第三透镜元件方向凹陷的凹曲面。
进一步地，所述光学镜头模组进一步满足：-1.24<f3/(f4*f5^2)<-1.05，其中，f3、f4、f5分别指所述第三透镜元件、所述第四透镜元件以及所述第五透镜元件的焦距大小。
进一步地，所述光学镜头模组进一步满足：0.18<(T3+T4+A3+A4)/TTL<0.24，其中，TTL指所述第一透镜元件的第一表面与所述像平面之间的距离。
进一步地，所述光学镜头模组进一步满足：0.6<D6/D1/EFL<0.73，其中，D1指所述第一透镜元件的通光孔径，D6指所述第六透镜元件的通光孔径，EFL指所述光学镜头模组的有效焦距。
进一步地，所述光学镜头模组进一步满足：0.43<L/D6/R1<0.52，其中，L指所述第一透镜的第一表面的中部至所述第六透镜元件的第十二表面中部之间的距离，R1指所述第一透镜元件的第一表面的曲率半径。
进一步地，所述第一透镜元件、所述第二透镜元件、所述第三透镜元件、所述第四透镜元件、所述第五透镜元件以及所述第六透镜元件在垂直于所述光轴方向上的高度依次增大。
本发明所述光学镜头模组实现减小光学镜头模组的整体尺寸的同时提高成像品质。
附图说明
图1所示为本发明一实施例中所述光学镜头模组的结构示意图。
图2所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组成像球差在纵向的分布特性区曲线图。
图3所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组成像色差在横向的分布曲线图。
图4所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头模组的成像场曲特性曲线图。
图5所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组畸变特性曲线图。
图6所示为本发明第二实施例中所述光学镜头模组示意图。
图7-10所示为本发明第二实施例中所述光学镜头模组成像的纵向球差特性曲线图、横向的光差特性曲线图、场曲特性曲线图以及畸变特性曲线图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001340356890000031
Figure BDA0001340356890000041
如下具体实施方式将上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本文中所使用的方位词“第一”、“第二”均是以使用时所述第一基板的位置定义，而并不限定。
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。本文中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方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，本发明第一实施例中所述光学镜头模组100包括从物侧朝向像侧方向依次排列设置的第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及第六透镜元件60、滤光片70以及像平面80。
所述光学镜头模组100具有一光轴110。所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60均关于所述光轴110对称设置。
所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60沿着垂直于所述光轴110方向上的高度依次增大。
所述第一透镜元件10具有正向屈光度，其具有第一表面101及第二表面102。所述第一表面101为朝向物侧方向凸伸的凸曲面。
所述第二透镜元件20具有正屈光度。所述第二透镜元件20具有第三表面201和第四表面202。所述第四表面202为朝向第一透镜元件10方向内凹的凹曲面。
所述第三透镜元件30具有正屈光度所述第三透镜元件30具有第五表面301和第六表面302。所述第五表面301为朝向第六表面302方向内凹的凹曲面。
第四透镜元件40具有负屈光度。所述第四透镜元件40具有第七表面401和第八表面402。所述第七表面401和第八表面402均朝向第五透镜元件50方向内凹的凹曲面。
所述第五透镜元件50具有正屈光度。所述第五透镜元件50具有第九表面501和第十表面502。所述第九表面501和第十表面502为均朝向第六透镜元件方向内凹的凹曲面。
第六透镜元件60具有负屈光度。所述第六透镜元件60具有第十一表面601和第十二表面602。所述第十一表面601周缘为平面，所述第十一表面601的中部朝向所述滤光片70方向内凹。所述第十二表面602为朝向所述滤光片70方向凸伸的凸曲面。
所述滤光片70用于过滤经过所述第六透镜元件60的光线中的红外光而避免物体在所述像平面80的成像品质。
所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60的第一表面101、第二表面102、第三表面201、第四表面202、第五表面301、第六表面302、第七表面401、第八表面402、第九表面501、第十表面502、第十一表面601、第十二表面602均满足如下非球面公式：
(a)
Figure BDA0001340356890000061
其中，z是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c是曲率半径，h为透镜高度，K为圆锥定数(Coin Constant)，Ai为i次的非球面系数(i-th orderAspherical Coefficient)。∑Aihi表示对Aihi累加，i为自然数。
如下表1-2分别表示了本发明第一实施例中所述光学镜头模组100的部分参数。表1中，其中，R表示相应表面的曲率半径，L1代表相邻的二表面在光轴110上的间隔距离，N表示每个表面的折射率，h代表相应表面边缘到光轴110的垂直距离，k表示阿贝数，L2表示相邻的二表面的边缘之间的间隙大小。
通过将表1-2中的数值K、h、c以及Ai代入上述公式(a)中，可以获得本发明第一实施例中所述光学镜头模组100中所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50以及所述第六透镜元件60对应的第一表面101、第二表面102、第三表面201、第四表面202、第五表面301、第六表面302、第七表面401、第八表面402、第九表面501、第十表面502、第十一表面601、第十二表面602的非球面形状。
表一
Figure BDA0001340356890000071
表二
Figure BDA0001340356890000072
本发明第一实施例中所述光学镜头模组100成像时，光线自物侧入射至所述光学镜头模组100，依次经过第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50、第六透镜元件60以及所述滤光片70后成像于所述像平面80上。本发明所述光学镜头模组100还满足如下关系：
(1)0.82<T3/T4<0.9
(2)0.84<A3/A4<0.92
(3)1.33<E3/E4<1.55
(4)0.59<G3/G4<0.68
(5)0.3<Vd3/Vd4<0.5
其中，T3指所述第三透镜元件30的中心厚度。T4指第四透镜元件40中心厚度。A3指第三透镜元件30与所述第四透镜元件40之间的间隙于光轴110中上的距离。A4指第四透镜元件40与第五透镜元件50之间间隙于光轴110上的距离。E3、E4分别指第三透镜元件30、第四透镜元件40的边缘厚度。G3指第三透镜元件30的边缘与所述第四透镜元件40的边缘之间的间隔距离。G4指第四透镜元件40边缘与所述第五透镜元件50的边缘之间的间隔距离。Vd3、Vd4分别指所述第三透镜元件30与所述第四透镜元件40的阿贝数。
对于光学镜头模组100的图像传感器尺寸较小时，通过满足上述关系式(1)-(5)，可以有效减小所述光学镜头模组100的成像色差，提高成像品质。
进一步地，本发明所述光学镜头模组100还满足如下关系式：
(6)-1.24<f3/(f4*f5^2)<-1.05
其中，f3、f4、f5分别指所述第三透镜元件30、第四透镜元件40以及所述第五透镜元件50的焦距大小。所述光学镜头模组100满足关系式(6)可以平衡所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、第五透镜元件50以及第六透镜元件60的光通过率，提高所述光学镜头模组100成像公差敏感性。
(7)0.18<(T3+T4+A3+A4)/TTL<0.24
其中，TTL指所述第一透镜元件10的第一表面101与所述像平面80之间的距离。通过满足关系式(7)，所述光学镜头模组100能够更好的改善成像产生的像差、失真以及场曲率。
(8)0.6<D6/D1/EFL<0.73
其中，D1指所述第一透镜元件10的通光孔径。D6指所述第六透镜元件60的通光孔径。EFL指所述光学镜头模组100的有效焦距。通过满足关系式(8)，通过控制所述光学镜头模组100的有效焦距与第一透镜元件10、第六透镜元件60的比值使得所述光学镜头模组100的尺寸小型化。
(9)0.43<L/D6/R1<0.52
其中，L指所述第一透镜元件10的第一表面101的中部至所述第六透镜元件60的第十二表面中部之间的距离。R1指所述第一透镜元件10的第一表面的曲率半径。通过满足关系式(9)同样用于减小所述光学镜头模组100的尺寸小型化。
在本发明第一实施例中所述光学镜头模组100中，T3/T4＝0.849，A3/A4＝0.849,E3/E4＝1.346，G3/G4＝0.633，Vd3/Vd4＝0.400，f3/(f4*f5^2)＝-1.21，(T3+T4+A3+A4)/TTL＝0.181，D6/D1/EFL＝0.647，L/D6/R1＝0.480。
进一步地，附图2所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组100成像球差在纵向的分布特性区曲线图。其中C1、C2、C3分别代表波长为486.1纳米、588纳米、656纳米的光经光学镜头模组100后产生成像球差在纵向的分布特性曲线图。由附图2可知，本发明第一实施例中所述光学镜头模组100对可见光(波长400-700纳米)的光成像的纵向球差被控制在-0.02-0.02毫米之间。
进一步地，附图3所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组100成像色差在横向的分布曲线图。其中，C1、C2、C3分别代表波长为486.1纳米、588纳米、656纳米的光经光学镜头模组100后产生成像色差在横向的分布特性曲线图。由此可知，本发明第一实施例中所述光学镜头模组100对可见光(波长400-700纳米)的光成像横向色差被控制在-1微米至1微米之间。
进一步地，附图4所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头模组100的成像场曲特性曲线图。其中，C1、C2、C3分别代表波长为486.1纳米、588纳米、656纳米的光经光学镜头模组100后产生的场曲特性曲线图。其中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential fieldcurvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。由附图4可知，本发明第一实施例中所述光学镜头模组100的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在-0.05mm～0.05mm范围内。
进一步地，附图5所示为本发明第一实施例中所述光学镜头模组100畸变特性曲线图。其中，C1、C2、C3分别代表波长为486.1纳米、588纳米、656纳米的光经光学镜头模组100后产生的畸变特性曲线图。由此可知，本发明第一实施例中所述光学镜头模组100的畸变量被控制在3％以内。
如图6所示为本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a示意图，其与第一实施例中所述光学镜头模组100类似，不同之处在于：所述第二透镜元件20a具有负屈光度。所述第二透镜元件20具有第三表面201a和第四表面202a。所述第第三表面201a为朝向第三透镜元件30方向凹陷的凹曲面。
如下表3-4分别表示本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a的部分参数。分别将表3-4中的数值K、h、R(曲率的倒数)以及Ai代入上述公式(a)中，可以得到本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a的各个透镜的非球面形状。
表三
Figure BDA0001340356890000101
表四
Figure BDA0001340356890000111
进一步地，本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a同样满足上述本发明第一实施例中所述光学镜头模组100的关系式:
(1)0.82<T3/T4<0.9
(2)0.84<A3/A4<0.92
(3)1.33<E3/E4<1.55
(4)0.59<G3/G4<0.68
(5)0.3<Vd3/Vd4<0.5
(6)-1.24<f3/(f4*f5^2)<-1.05
(7)0.18<(T3+T4+A3+A4)/TTL<0.24
(8)0.6<D6/D1/EFL<0.73
(9)0.43<L/D6/R1<0.52
其中，T3指所述第三透镜元件30的中心厚度。T4指第四透镜元件40中心厚度。A3指第三透镜元件30与所述第四透镜元件40之间的间隙于光轴110中上的距离。A4指第四透镜元件40与第五透镜元件50之间间隙于光轴110上的距离。E3、E4分别指第三透镜元件30、第四透镜元件40的边缘厚度。G3指第三透镜元件30的边缘与所述第四透镜元件40的边缘之间的间隔距离。G4指第四透镜元件40边缘与所述第五透镜元件50的边缘之间的间隔距离。Vd3、Vd4分别指所述第三透镜元件30与所述第四透镜元件40的阿贝数。f3、f4、f5分别指所述第三透镜元件30、第四透镜元件40以及所述第五透镜元件50的焦距大小。TTL指所述第一透镜元件10的第一表面101与所述像平面80之间的距离。D1指所述第一透镜元件10的通光孔径。D6指所述第六透镜元件60的通光孔径。EFL指所述光学镜头模组100的有效焦距。L指所述第一透镜元件10的第一表面101的中部至所述第六透镜元件60的第十二表面中部之间的距离。R1指所述第一透镜元件10的第一表面的曲率半径。
在本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a中，T3/T4＝0.847，A3/A4＝0.90，E3/E4＝1.535,G3/G4＝0.601，Vd3/Vd4＝0.400，f3/(f4*f5^2)＝-122，(T3+T4+A3+A4)/TTL＝0.232，D6/D1/EFL＝0.716，L/D6/R1＝0.467。
进一步地，参附图7-10所示为本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a成像的纵向球差特性曲线图、横向的光差特性曲线图、场曲特性曲线图以及畸变特性曲线图。
由附图7可知，本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a对可见光(波长在400纳米-700纳米)成像产生的纵向球差值控制在-0.02mm-0.01mm范围内。
由附图8可知，本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a产生的横向色差被控制在-1μm-1μm的范围内。
由附图9可知，本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在-0.03mm～0.05mm范围内。
由附图10可知，本发明第二实施例中所述光学镜头模组100a的畸变量被控制在3％以内。
综上所述，本发明所述光学镜头模组100、100a均通过上述关系式(1)-(9)实现减小光学镜头模组的整体尺寸的同时提高成像品质。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学镜头模组，其具有一光轴，所述光学镜头模组包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件以及像平面，所述第一透镜元件具有正向屈光度，所述第一透镜元件具有第一表面及第二表面，所述第二透镜元件具有第三表面和第四表面，所述第三透镜元件具有正屈光度，所述第三透镜元件具有第五表面和第六表面，所述第四透镜元件具有负屈光度，所述第四透镜元件具有第七表面和第八表面，所述第五透镜元件具有正屈光度，所述第五透镜元件具有第九表面和第十表面，所述第六透镜元件具有负屈光度，所述第六透镜元件具有第十一表面和第十二表面，其特征在于：所述光学镜头模组满足如下关系式：
0.82<T3/T4<0.9；
0.84<A3/A4<0.92；
1.33<E3/E4<1.55；
0.59<G3/G4<0.68；
0.3<Vd3/Vd4<0.5；
其中，T3、T4分别指所述第三透镜元件、第四透镜元件的中心厚度，A3指所述第三透镜元件与所述第四透镜元件之间在所述光轴上间隔的距离，A4指所述第四透镜元件与所述第五透镜元件之间在所述光轴上间隔的距离，E3、E4分别指所述第三透镜元件、第四透镜元件的边缘厚度，G3指所述第三透镜元件的边缘与所述第四透镜元件的边缘之间的间隔距离，G4指所述第四透镜元件边缘与所述第五透镜元件的边缘之间的间隔距离，Vd3、Vd4分别指所述第三透镜元件与所述第四透镜元件的阿贝数。
2.如权利要求1所述光学镜头模组，其特征在于：还包括位于所述第六透镜元件与所述像平面之间且间隔设置的滤光片。
3.如权利要求2所述光学镜头模组，其特征在于：所述第一表面为朝向物侧方向凸伸的凸曲面，所述第五表面为朝向第六表面方向内凹的凹曲面，所述第七表面和第八表面均为朝向第五透镜元件方向内凹的凹曲面，所述第九表面和第十表面均为朝向第六透镜元件方向内凹的凹曲面，所述第十一表面的中部朝向所述滤光片方向内凹，所述第十二表面为朝向所述滤光片方向凸伸的凸曲面。
4.如权利要求1所述光学镜头模组，其特征在于：所述第二透镜元件具有正屈光度，所述第四表面为朝向第一透镜元件方向内凹的凹曲面。
5.如权利要求1所述光学镜头模组，其特征在于：所述第二透镜元件具有负屈光度，所述第三表面为朝向第三透镜元件方向凹陷的凹曲面。
6.如权利要求3所述光学镜头模组，其特征在于：所述光学镜头模组进一步满足：-1.24<f3/(f4*f5^2)<-1.05，其中，f3、f4、f5分别指所述第三透镜元件、所述第四透镜元件以及所述第五透镜元件的焦距大小。
7.如权利要求3所述光学镜头模组，其特征在于：所述光学镜头模组进一步满足：0.18<(T3+T4+A3+A4)/TTL<0.24，其中，TTL指所述第一透镜元件的第一表面与所述像平面之间的距离。
8.如权利要求3所述光学镜头模组，其特征在于：所述光学镜头模组进一步满足：0.6<D6/D1/EFL<0.73，其中，D1指所述第一透镜元件的通光孔径，D6指所述第六透镜元件的通光孔径，EFL指所述光学镜头模组的有效焦距。
9.如权利要求8所述光学镜头模组，其特征在于：所述光学镜头模组进一步满足：0.43<L/D6/R1<0.52，其中，L指所述第一透镜的第一表面的中部至所述第六透镜元件的第十二表面中部之间的距离，R1指所述第一透镜元件的第一表面的曲率半径。
10.如权利要求1所述光学镜头模组，其特征在于：所述第一透镜元件、所述第二透镜元件、所述第三透镜元件、所述第四透镜元件、所述第五透镜元件以及所述第六透镜元件在垂直于所述光轴方向上的高度依次增大。
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