摄像光学镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，特别涉及一种适用于智能手机、数码相机等手提终端设备，以及监视器、PC镜头等摄像装置的摄像光学镜头。

背景技术

近年来，随着智能手机的兴起，小型化摄影镜头的需求日渐提高，而一般摄影镜头的感光器件不外乎是感光耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)或互补性氧化金属半导体器件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Sensor,CMOS Sensor)两种，且由于半导体制造工艺技术的精进，使得感光器件的像素尺寸缩小，再加上现今电子产品以功能佳且轻薄短小的外型为发展趋势，因此，具备良好成像品质的小型化摄像镜头俨然成为目前市场上的主流。

为获得较佳的成像品质，传统搭载于手机相机的镜头多采用三片式透镜结构。然而，随着技术的发展以及用户多样化需求的增多，在感光器件的像素面积不断缩小，且系统对成像品质的要求不断提高的情况下，常见的三片式透镜虽然已经具有较好的光学性能，但是其光焦度、透镜间距和透镜形状设置仍然具有一定的不合理性，导致透镜结构在具有良好光学性能的同时，无法满足广角化、超薄化的设计要求。

因此，有必要提供一种具有良好的光学性能且满足广角化、超薄化设计要求的摄像光学镜头。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种摄像光学镜头，其具有良好光学性能的同时，满足广角化、超薄化的设计要求。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种摄像光学镜头，所述摄像光学镜头自物侧至像侧依序包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜以及具有正屈折力的第三透镜；其中，所述摄像光学镜头的焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第一透镜的物侧面的中心曲率半径为R1，所述第一透镜的像侧面的中心曲率半径为R2，所述第二透镜的物侧面的中心曲率半径为R3，所述第二透镜的像侧面的中心曲率半径为R4，所述第一透镜的像侧面到所述第二透镜的物侧面的轴上距离为d2，所述第二透镜的像侧面到所述第三透镜的物侧面的轴上距离为d4，且满足下列关系式：1.20≤f1/f≤1.80；-2.00≤f2/f≤-1.00；0.75≤f3/f≤1.10；-6.00≤R2/R1≤-2.00；2.20≤R4/R3≤8.00；1.50≤d2/d4≤3.50。

优选地，所述第三透镜的物侧面的中心曲率半径为R5，所述第三透镜的像侧面的中心曲率半径为R6，且满足下列关系式：-10.00≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-3.00。

优选地，所述第一透镜的轴上厚度为d1，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：-1.43≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.22；0.06≤d1/TTL≤0.25。

优选地，所述第二透镜的轴上厚度为d3，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：-5.33≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-0.86；0.04≤d3/TTL≤0.18。

优选地，所述第三透镜的轴上厚度为d5，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：0.07≤d5/TTL≤0.32。

优选地，所述摄像光学镜头的对角线方向的视场角为FOV，满足下列关系式：FOV≥87.00°。

优选地，所述摄像光学镜头的像高为IH，所述摄像光学镜头的光学总长为TTL，且满足下列关系式：TTL/IH≤1.45。

优选地，所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距为f12，且满足下列关系式：-112.19≤f12/f≤12.47。

本发明的有益效果在于：本发明的摄像光学镜头具有优秀的光学特性，且具有广角化、超薄化的特性，尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明第一实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；

图2是图1所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；

图3是图1所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；

图4是图1所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图；

图5是本发明第二实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；

图6是图5所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；

图7是图5所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；

图8是图5所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图；

图9是本发明第三实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；

图10是图9所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；

图11是图9所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；

图12是图9所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图；

图13是本发明第四实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；

图14是图13所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；

图15是图13所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；

图16是图13所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图；

图17是本发明第五实施方式的摄像光学镜头的结构示意图；

图18是图17所示摄像光学镜头的轴向像差示意图；

图19是图17所示摄像光学镜头的倍率色差示意图；

图20是图17所示摄像光学镜头的场曲及畸变示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

(第一实施方式)

参考附图，本发明提供了一种摄像光学镜头10。图1所示为本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的结构示意图，该摄像光学镜头10包括三片透镜。具体的，左侧为物侧，右侧为像侧，摄像光学镜头10由物侧至像侧依序包括：第一透镜L1、光圈S1、第二透镜L2以及第三透镜L3。

在本实施方式中，第一透镜L1具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力。

在本实施方式中，第一透镜L1为塑料材质，第二透镜L2为塑料材质，第三透镜L3为塑料材质。在其他实施例中，各透镜也可以是其他材质。

在本实施方式中，定义所述摄像光学镜头10的焦距为f，所述第一透镜L1的焦距为f1，满足下列关系式：1.20≤f1/f≤1.80，规定了第一透镜L1的焦距f1与摄像光学镜头10的焦距f的比值，可以有效地平衡摄像光学镜头10的球差以及场曲量。

所述摄像光学镜头10的焦距为f，定义所述第二透镜L2的焦距为f2，满足下列关系式：-2.00≤f2/f≤-1.00，规定了第二透镜L2的焦距f2与摄像光学镜头10的焦距f的比值，通过焦距的合理分配，使得摄像光学镜头10具有较佳的成像品质和较低的敏感性。

所述摄像光学镜头10的焦距为f，定义所述第三透镜L3的焦距为f3，满足下列关系式：0.75≤f3/f≤1.10，规定了第三透镜L3的焦距f3与摄像光学镜头10的焦距f的比值，通过焦距的合理分配，使得摄像光学镜头10具有较佳的成像品质和较低的敏感性。

定义所述第一透镜L1的物侧面的中心曲率半径为R1，所述第一透镜L1的像侧面的中心曲率半径为R2，满足下列关系式：-6.00≤R2/R1≤-2.00，规定了第一透镜L1的形状，在关系式范围内，可以缓和光线经过镜片的偏折程度，有效减小像差。

定义所述第二透镜L2的物侧面的中心曲率半径为R3，所述第二透镜L2的像侧面的中心曲率半径为R4，满足下列关系式：2.20≤R4/R3≤8.00，规定了第二透镜L2的形状，在关系式范围内，有利于补正轴上色像差。

定义所述第一透镜L1的像侧面到所述第二透镜L2的物侧面的轴上距离为d2，所述第二透镜L2的像侧面到所述第三透镜L3的物侧面的轴上距离为d4，满足下列关系式：1.50≤d2/d4≤3.50。规定了第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离d2与第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离d4的比值，在关系式范围内有助于压缩光学总长TTL，实现超薄化效果。

定义所述第三透镜L3的物侧面的中心曲率半径为R5，所述第三透镜L3的像侧面的中心曲率半径为R6，满足下列关系式：-10.00≤(R5+R6)/(R5-R6)≤-3.00。规定了第三透镜L3的形状，在关系式范围内，有利于补正轴外画角的像差。

本实施方式中，第一透镜L1的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

所述第一透镜L1的物侧面的中心曲率半径为R1，所述第一透镜L1的像侧面的中心曲率半径为R2，满足下列关系式：-1.43≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.22，合理控制第一透镜L1的形状，使得第一透镜L1能够有效地校正摄像光学镜头10的球差。优选地，满足-0.89≤(R1+R2)/(R1-R2)≤-0.28。

定义所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL，所述第一透镜L1的轴上厚度为d1，满足下列关系式：0.06≤d1/TTL≤0.25，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.10≤d1/TTL≤0.20。

本实施方式中，第二透镜L2的物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面。

所述第二透镜L2的物侧面的中心曲率半径为R3，所述第二透镜L2的像侧面的中心曲率半径为R4，满足下列关系式：-5.33≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-0.86，规定了第二透镜L2的形状，在关系式范围内时，随着摄像光学镜头10向超薄化、广角化发展，有利于补正轴上色像差问题。优选地，满足-3.33≤(R3+R4)/(R3-R4)≤-1.07。

所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL，定义所述第二透镜L2的轴上厚度为d3，满足下列关系式：0.04≤d3/TTL≤0.18，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.07≤d3/TTL≤0.15。

本实施方式中，第三透镜L3的物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面。

所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL，定义所述第三透镜L3的轴上厚度为d5，满足下列关系式：0.07≤d5/TTL≤0.32，在关系式范围内，有利于实现超薄化。优选地，满足0.12≤d5/TTL≤0.25。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头10的焦距为f，所述第一透镜L1与所述第二透镜L2的组合焦距为f12，满足下列关系式：-112.19≤f12/f≤12.47，在条件式范围内，可消除所述摄像光学镜头10的像差与歪曲，且可压制摄像光学镜头10后焦距，维持影像镜片系统组小型化。优选的，满足-70.12≤f12/f≤9.98。

可以理解的是，在其他实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3的物侧面和像侧面于近轴处的面型也可设置为其他凹、凸分布情况。

本实施方式中，所述摄像光学镜头10的对角线方向的视场角为FOV，满足下列关系式：FOV≥87.00°，从而有利于实现广角化。

本实施方式中，所述摄像光学镜头10的像高为IH，所述摄像光学镜头10的光学总长为TTL，满足下列关系式：TTL/IH≤1.45，从而有利于实现超薄化。

当满足上述关系时，使得摄像光学镜头10具有良好光学性能的同时，能够满足广角化、超薄化的设计要求；根据该摄像光学镜头10的特性，该摄像光学镜头10尤其适用于由高像素用的CCD、CMOS等摄像元件构成的手机摄像镜头组件和WEB摄像镜头。

下面将用实例进行说明本发明的摄像光学镜头10。各实例中所记载的符号如下所示。焦距、轴上距离、中心曲率半径、轴上厚度、反曲点位置、驻点位置的单位为mm。

TTL：光学总长(第一透镜L1的物侧面到像面Si的轴上距离)，单位为mm；

光圈值FNO：是指摄像光学镜头的有效焦距和入瞳直径的比值。

优选的，所述透镜的物侧面和/或像侧面上还可以设置有反曲点和/或驻点，以满足高品质的成像需求，具体的可实施方案，参下所述。

表1、表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10的设计数据。

【表1】

其中，各符号的含义如下。

S1：光圈；

R：光学面中心处的曲率半径；

R1：第一透镜L1的物侧面的中心曲率半径；

R2：第一透镜L1的像侧面的中心曲率半径；

R3：第二透镜L2的物侧面的中心曲率半径；

R4：第二透镜L2的像侧面的中心曲率半径；

R5：第三透镜L3的物侧面的中心曲率半径；

R6：第三透镜L3的像侧面的中心曲率半径；

d：透镜的轴上厚度、透镜之间的轴上距离；

d0：光圈S1到第一透镜L1的物侧面的轴上距离；

d1：第一透镜L1的轴上厚度；

d2：第一透镜L1的像侧面到第二透镜L2的物侧面的轴上距离；

d3：第二透镜L2的轴上厚度；

d4：第二透镜L2的像侧面到第三透镜L3的物侧面的轴上距离；

d5：第三透镜L3的轴上厚度；

d6：第三透镜L3的像侧面到像面Si的轴上距离；

nd：d线的折射率；

nd1：第一透镜L1的d线的折射率；

nd2：第二透镜L2的d线的折射率；

nd3：第三透镜L3的d线的折射率；

vd：阿贝数；

v1：第一透镜L1的阿贝数；

v2：第二透镜L2的阿贝数；

v3：第三透镜L3的阿贝数；

表2示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的非球面数据。

【表2】

其中，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20是非球面系数。

y＝(x

其中，x是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，y是非球面深度。(非球面上距离光轴为x的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)。

为方便起见，各个透镜面的非球面使用上述公式(1)中所示的非球面。但是，本发明不限于该公式(1)表示的非球面多项式形式。

表3、表4示出本发明第一实施方式的摄像光学镜头10中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。其中，P1R1、P1R2分别代表第一透镜L1的物侧面和像侧面，P2R1、P2R2分别代表第二透镜L2的物侧面和像侧面，P3R1、P3R2分别代表第三透镜L3的物侧面和像侧面。“反曲点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的反曲点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。“驻点位置”栏位对应数据为各透镜表面所设置的驻点到摄像光学镜头10光轴的垂直距离。

【表3】

【表4】

图2、图3分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及430nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的轴向像差以及倍率色差示意图。图4则示出了波长为555nm的光经过第一实施方式的摄像光学镜头10后的场曲及畸变示意图，图4的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

后出现的表21示出各实施方式一、二、三、四、五中各种数值与条件式中已规定的参数所对应的值。

如表21所示，第一实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头10的入瞳直径ENPD为0.723mm，全视场像高IH为1.750mm，对角线方向的视场角FOV为88.80°，所述摄像光学镜头10满足广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。

(第二实施方式)

图5所示为本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的结构示意图，第二实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。

表5、表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20的设计数据。

【表5】

表6示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的非球面数据。

【表6】

表7、表8示出本发明第二实施方式的摄像光学镜头20中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。

【表7】

【表8】

图6、图7分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及430nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的轴向像差以及倍率色差示意图。图8则示出了波长为555nm的光经过第二实施方式的摄像光学镜头20后的场曲及畸变示意图。图8的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

如表21所示，第二实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头20的入瞳直径ENPD为0.713mm，全视场像高IH为1.750mm，对角线方向的视场角FOV为89.00°，所述摄像光学镜头20满足广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。

(第三实施方式)

图9所示为本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的结构示意图，第三实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。

表9、表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30的设计数据。

【表9】

表10示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的非球面数据。

【表10】

表11、表12示出本发明第三实施方式的摄像光学镜头30中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。

【表11】

【表12】

图10、图11分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及430nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的轴向像差以及倍率色差示意图。图12则示出了波长为555nm的光经过第三实施方式的摄像光学镜头30后的场曲及畸变示意图。图12的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

如表21所示，第三实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头30的入瞳直径ENPD为0.753mm，全视场像高IH为1.750mm，对角线方向的视场角FOV为87.00°，所述摄像光学镜头30满足广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。

(第四实施方式)

图13所示为本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的结构示意图，第四实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。

表13、表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40的设计数据。

【表13】

表14示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的非球面数据。

【表14】

表15、表16示出本发明第四实施方式的摄像光学镜头40中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。

【表15】

【表16】

图14、图15分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及430nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的轴向像差以及倍率色差示意图。图16则示出了波长为555nm的光经过第四实施方式的摄像光学镜头40后的场曲及畸变示意图，图16的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

如表21所示，第四实施方式满足各条件式。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头40的入瞳直径ENPD为0.718mm，全视场像高IH为1.750mm，对角线方向的视场角FOV为89.40°，所述摄像光学镜头40满足广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。

(第五实施方式)

图17所示为本发明第五实施方式的摄像光学镜头50的结构示意图，第五实施方式与第一实施方式基本相同，符号含义与第一实施方式相同，以下只列出不同点。

表17、表18示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50的设计数据。

【表17】

表18示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50中各透镜的非球面数据。

【表18】

表19、表20示出本发明第五实施方式的摄像光学镜头50中各透镜的反曲点以及驻点设计数据。

【表19】

【表20】

图18、图19分别示出了波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm及430nm的光经过第五实施方式的摄像光学镜头50后的轴向像差以及倍率色差示意图。图20则示出了波长为555nm的光经过第五实施方式的摄像光学镜头50后的场曲及畸变示意图，图20的场曲S是弧矢方向的场曲，T是子午方向的场曲。

以下表21按照上述条件式列出了本实施方式中对应各条件式的数值。显然，本实施方式的摄像光学镜头50满足上述的条件式。

在本实施方式中，所述摄像光学镜头50的入瞳直径ENPD为0.710mm，全视场像高IH为1.750mm，对角线方向的视场角FOV为89.40°，所述摄像光学镜头50满足广角化、超薄化的设计要求，其轴上、轴外色像差被充分补正，且具有优秀的光学特征。

【表21】

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。