专利摘要

本发明公开了一种光学镜头及成像设备，该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，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，其像侧面在近光轴处为凸面；具有光焦度的第三透镜，其物侧面在近光轴处为凸面，其像侧面在近光轴处为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面和像侧面在近光轴处均为凹面，且第五透镜的物侧面和像侧面均具有至少一个反曲点；滤光片。其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为非球面镜片。该光学镜头能够减轻鬼影对成像质量的影响，且实现了高像素和小型化的均衡。

权利要求

1.一种光学镜头，其特征在于，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为凹面，且所述第一透镜的像侧面具有反曲点；

具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面在近光轴处为凸面；

具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；

具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；

具有负光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面在近光轴处均为凹面，且所述第五透镜的物侧面和像侧面均具有至少一个反曲点；以及

设置于所述第五透镜与所述成像面之间的滤光片；

其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为非球面镜片；

所述光学镜头满足条件式：0.9<ET23/CT2<1.1；

其中，ET23表示所述第二透镜与所述第三透镜在1.0孔径处的空气间隔，CT2表示所述第二透镜的中心厚度。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.3<(D5-D4)/D4<0.4；

其中，D4表示所述第二透镜的像侧面的有效口径，D5表示所述第三透镜的物侧面的有效口径。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：(SAG20.8-SAG2)/R2>0；

其中，SAG20.8表示所述第一透镜的像侧面在0.8孔径处的矢高，SAG2表示所述第一透镜的像侧面在1.0孔径处的矢高，R2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.8<(CT12-ET12)/ET12<1.4；

其中，CT12表示所述第一透镜与所述第二透镜在光轴上的空气间隔，ET12表示所述第一透镜与所述第二透镜在1.0孔径处的空气间隔。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：1.1<(φ1-φ3)/φ<1.35；

其中，φ1表示所述第一透镜的光焦度，φ3表示所述第三透镜的光焦度，φ表示所述光学镜头的光焦度。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：2<θ10/R10<10；

其中，θ10表示所述第五透镜的像侧面的边缘面倾角，R10表示所述第五透镜的像侧面的曲率半径。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.1<SAG8/R8<0.5；

其中，SAG8表示所述第四透镜的像侧面在1.0孔径处的矢高，R8表示所述第四透镜的像侧面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：1.2<φ4/φ<1.6；

其中，φ4表示所述第四透镜的光焦度，φ表示所述光学镜头的光焦度。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.48<SD6/R6<0.73，1.63<SD6/SD4<1.74；

其中，SD4表示所述第二透镜的像侧面的有效半口径，SD6表示所述第三透镜的像侧面的有效半口径，R6表示所述第三透镜的像侧面的曲率半径。

10.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光学镜头及成像元件，所述成像元件用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号。

说明书

技术领域

本发明涉及成像镜头技术领域，特别是涉及一种光学镜头及成像设备。

背景技术

目前，随着便携式电子设备的普及，加上社交、视频、直播类软件的流行，人们对于摄影的喜爱程度越来越高，摄像镜头已经成为电子设备的标配，摄像镜头甚至已经成为消费者购买电子设备时首要考虑的指标。近年来，随着设计水平、制造加工技术的不断发展，摄像镜头不断地向着体积小、重量轻以及高性能的方向发展。

然而，发明人在对现有摄像镜头的研究中发现，为了提升镜头的成像性能，一方面是通过增加透镜的数量来达成，通常采用6~7片镜片设计，这样导致镜头体积较大且成本较高，且存在鬼影对成像质量造成影响；另一方面，采用面型较为复杂的光学镜头设计，导致产品结构敏感度高，加工难度加大，且环境光对成像质量的影响也随之加大。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种光学镜头及成像设备，用于解决上述问题。

本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。

第一方面，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为凹面，且所述第一透镜的像侧面具有反曲点；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面在近光轴处为凸面；具有光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面在近光轴处均为凹面，且所述第五透镜的物侧面和像侧面均具有至少一个反曲点；以及设置于所述第五透镜与所述成像面之间的滤光片；其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为非球面镜片；所述光学镜头满足条件式：0.9<ET23/CT2<1.1；其中，ET23表示所述第二透镜与所述第三透镜在1.0孔径处的空气间隔，CT2表示所述第二透镜的中心厚度。

第二方面，本发明提供一种成像设备，包括成像元件及第一方面提供的光学镜头，成像元件用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号。

相比于现有技术，本发明提供的光学镜头，通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，有效的减轻了鬼影对成像质量的影响，同时降低了第二透镜与第三透镜之间的间隔敏感度，便于生产加工，提高了镜头的生产良率，使镜头具有较好成像效果的同时结构更加紧凑，从而较好地实现了高像素和小型化的均衡，能够满足市场对小体积高像素摄像头的需求。

附图说明

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为现有技术中五片式光学镜头的第一透镜中内反鬼像光路图；

图2为本发明第一实施例中的光学镜头的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图；

图4为本发明第一实施例中的光学镜头的畸变曲线图；

图5为本发明第一实施例中的光学镜头的第一透镜中内反鬼像光路图；

图6为本发明第二实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图；

图7为本发明第二实施例中的光学镜头的畸变曲线图；

图8为本发明第二实施例中的光学镜头的第一透镜中内反鬼像光路图；

图9为本发明第三实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图；

图10为本发明第三实施例中的光学镜头的畸变曲线图；

图11为本发明第三实施例中的光学镜头的第一透镜中内反鬼像光路图；

图12为本发明第四实施例中的光学镜头的垂轴色差曲线图；

图13为本发明第四实施例中的光学镜头的畸变曲线图；

图14为本发明第四实施例中的光学镜头的第一透镜中内反鬼像光路图；

图15为本发明第五实施例提供的成像设备的结构示意图。

具体实施方式

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。

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例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

发明人研究发现，鉴于目前五片式光学镜头中第二、三透镜之间的距离较近，且第三透镜的口径较小，普遍存在间隔公差敏感度高的现象，导致产品良率低、对加工工艺要求高等问题；再加上第一透镜（L1）的像侧面大多数呈凹面，存在L1内四次反射的鬼影（具体如图1中L1的内反鬼像光路图所示），导致鬼影能量强，目前靠镀膜无法改善这种四次反射鬼影的缺陷，影响镜头的成像效果。鉴于此，本发明提出一种光学镜头，至少具有体积小、公差敏感度低、成像质量效果好等特点。

本发明提出一种光学镜头，该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、第五透镜以及滤光片。

其中，光阑设置于第一透镜之前。

第一透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面，且第一透镜的像侧面具有反曲点；

第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，其像侧面在近光轴处为凸面；

第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，其像侧面在近光轴处为凹面；

第四透镜具有正光焦度，其物侧面在近光轴处为凸面或者凹面，其像侧面为凸面；

第五透镜具有负光焦度，其物侧面在近光轴处为凹面，其像侧面在近光轴处为凹面，且第五透镜的物侧面和像侧面均具有至少一个反曲点。

作为一种实施方式，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜可以是非球面镜片，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。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

0.9<ET23/CT2<1.1；（1）

其中，ET23表示第二透镜与第三透镜在1.0孔径处的空气间隔，CT2表示第二透镜的中心厚度。满足条件式（1），通过合理控制第二、三透镜之间的距离，可避免因第二、三透镜的距离太近导致镜头的公差敏感度大的问题，有效降低了第二、三透镜间的间隙敏感度，提高了产品的良率。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

0.3<(D5-D4)/D4<0.4；（2）

其中，D4表示第二透镜的像侧面的有效口径，D5表示第三透镜的物侧面的有效口径。满足条件式（2），可使第三透镜具有较大的口径，便于实现镜头的大像高，从而有利于实现镜头的高清成像。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

(SAG20.8-SAG2)/R2>0；（3）

其中，SAG20.8表示第一透镜的像侧面在0.8孔径处的矢高（0.8孔径即为透镜面的最大有效口径的80%的位置），SAG2表示第一透镜的像侧面在1.0孔径处的矢高（1.0孔径即为透镜面的最大有效口径处），R2表示第一透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（3），表明第一透镜的像侧面在0.8孔径处设置有反曲点，通过合理设置第一透镜的边缘视场处的面型来改变鬼影的反射角度，从而改变第一透镜内四次反射鬼影的形状，起到有效降低鬼影能量的作用。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

0.8<(CT12-ET12)/ET12<1.4；（4）

其中，CT12表示第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隔，ET12表示第一透镜与第二透镜在1.0孔径处的空气间隔。满足条件式（4），通过合理设置第一、二透镜之间的间距，可有效收缩光线，减少光程，校正像差。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

1.1<(φ1-φ3)/φ<1.35；（5）

其中，φ1表示第一透镜的光焦度，φ3表示第三透镜的光焦度，φ表示光学镜头的光焦度。满足条件式（5），可将第一透镜的敏感度分担到第三透镜上，从而降低第一透镜的敏感度，而由于第三透镜具有较大的口径，不会很敏感，从而极大地提高镜头的生产良率。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

2<θ10/R10<10；（6）

其中，θ10表示第五透镜的像侧面的边缘面倾角，R10表示第五透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（6），通过合理控制第五透镜的面型，一方面可有效控制主光线的入射角度，另一方面，可避免第五透镜的像侧面的边缘面倾角过大，出现鬼像，影响成像效果。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

0.1<SAG8/R8<0.5；（7）

其中，SAG8表示第四透镜的像侧面在1.0孔径处的矢高，R8表示第四透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（7），通过合理控制第四透镜的像侧面的面型形状，有利于解像的提升及像差的校正；并将第四透镜的面型设置的较为平缓，使镜片易于镀膜。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

1.2<φ4/φ<1.6；（8）

其中，φ4表示第四透镜的光焦度，φ表示光学镜头的光焦度。满足条件式（8），可使第四透镜具有较大的光焦度，有利于缩短镜头的光学总长。

在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：

0.48<SD6/R6<0.73，（9）

1.63<SD6/SD4<1.74；（10）

其中，SD4表示第二透镜的像侧面的有效半口径，SD6表示第三透镜的像侧面的有效半口径，R6表示第三透镜的像侧面的曲率半径。满足条件式（9）和（10），可使第三透镜的像侧面在近轴处面型较平滑，同时还具有较大的口径，有利于降低第三透镜的敏感度，降低加工的难度。

本实施例中，作为一种方式，当光学镜头中的各个透镜均为非球面透镜时，光学镜头的各个非球面面型可以均满足如下方程式：

，

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，A2i为第2i阶的非球面面型系数。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在以下每个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径有所不同，具体不同可参见各实施例中的参数表。

第一实施例

请参阅图2，本发明第一实施例提供的一种光学镜头100，从物侧到成像面依次包括：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以及滤光片G。

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为凹面，第一透镜的像侧面S2具有一个反曲点；

第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜的物侧面S3为凹面，第二透镜的像侧面S4为凸面；

第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜的物侧面S5在近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面S6在近光轴处为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S7在近光轴处为凸面，第四透镜的像侧面S8为凸面；

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在近光轴处为凹面，第五透镜的物侧面和像侧面均具有一个反曲点。

其中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均为塑胶非球面镜片。

具体的，本实施例提供的光学镜头100的各透镜参数如表1所示：

表1

本实施例中，光学镜头100中各个透镜的非球面参数如表2所示。

表2

请参照图3、图4及图5，所示分别为光学镜头100的垂轴色差曲线图、畸变曲线图、L1内反射鬼像光路图。

图3的垂轴色差曲线表示各波长相对于中心波长（0.550μm）在成像面上不同像高处的色差。其中，图3中横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值（单位：微米），纵轴表示归一化视场角。从图3中可以看出，最长波长与最短波长的垂轴色差控制在±1微米以内，说明光学镜头100的垂轴色差得到良好的矫正。

图4畸变曲线表示成像面上不同像高处的畸变。其中，图4中横轴表示f-tanθ畸变百分比，纵轴表示视场角（单位：度）。从图4中可以看出，成像面上不同像高处的光学畸变控制在0.02%以内，说明光学镜头100的畸变得到良好的矫正。

图5的L1内反射鬼像光路图表示第一透镜L1内的四次反射鬼影的光路图，从图5中可以看出，L1内的四次反射鬼影的路径的出射位置在第一透镜像侧面的反曲处，且出射角可达32°，能够使鬼影能量有效发散出去，从而降低鬼影能量对成像的影响。

第二实施例

本实施例提供的光学镜头与第一实施例的光学镜头100大致相同，不同之处在于各个透镜的设计参数不同，具体各个透镜的相关参数参见表3所示。

表3

本实施例的各透镜非球面的参数如表4所示。

表4

请参照图6、图7及图8，所示分别为本实施例中光学镜头的垂轴色差曲线图、畸变曲线图、L1内反射鬼像光路图。

从图6中可以看出，最长波长与最短波长的垂轴色差控制在±1微米以内，说明本实施例中光学镜头的垂轴色差得到良好的矫正。

从图7中可以看出，成像面上不同像高处的光学畸变控制在0.02%以内，说明本实施例中光学镜头的畸变得到良好的矫正。

从图8中可以看出，L1内的四次反射鬼影的路径的出射位置在面型反曲处，且出射角可达38°，能够使鬼影能量有效发散出去，从而降低鬼影能量对成像的影响。

第三实施例

本实施例提供的光学镜头与第一实施例的光学镜头100大致相同，不同之处在于第三透镜具有负光焦度，第四透镜L4的结构有差异、以及各个透镜的设计参数不同，具体为第四透镜的像侧面S8上的边缘矢高更大一点，有利于校正像差，提升成像质量。

具体的，本实施例提供的光学镜头的设计参数如表5所示。

表5

本实施例中光学镜头中各个透镜的非球面参数如表6所示。

表6

请参照图9、图10及图11，所示分别为本实施例中光学镜头的垂轴色差曲线图、畸变曲线图、L1内反射鬼像光路图。

从图9中可以看出，最长波长与最短波长的垂轴色差控制在±1微米以内，说明本实施例中光学镜头的垂轴色差得到良好的矫正。

从图10中可以看出，成像面上不同像高处的光学畸变控制在0.02%以内，说明本实施例中光学镜头的畸变得到良好的矫正。

从图11中可以看出，L1内的四次反射鬼影的路径的出射位置在面型反曲处，且出射角可达37°，能够使鬼影能量有效发散出去，从而降低鬼影能量对成像的影响。

第四实施例

本实施例提供的光学镜头与第一实施例的光学镜头100大致相同，不同之处在于第四透镜L4的结构有差异、以及各个透镜的设计参数不同，具体为第四透镜的像侧面S8上的边缘矢高更大一点，有利于校正像差，提升像质量。

具体的，本实施例提供的光学镜头的设计参数如表7所示。

表7

本实施例中光学镜头中各个透镜的非球面参数如表8所示。

表8

请参照图12、图13及图14，所示分别为本实施例中光学镜头的垂轴色差曲线图、畸变曲线图、L1内反射鬼像光路图。

从图12中可以看出，最长波长与最短波长的垂轴色差控制在±1微米以内，说明本实施例中光学镜头的垂轴色差得到良好的矫正。

从图13中可以看出，成像面上不同像高处的光学畸变控制在0.02%以内，说明本实施例中光学镜头的畸变得到良好的矫正。

从图14中可以看出，L1内的四次反射鬼影的路径的出射位置在面型反曲处，且出射角可达35°，能够使鬼影能量有效发散出去，从而降低鬼影能量对成像的影响。

请参阅表9，表9为上述四个实施例中的光学镜头分别对应的光学特性，包括光学镜头的焦距f、光圈数F#、光学总长TTL和视场角2θ，以及与前述的每个条件式对应的相关数值。

表9

从以上每个实施例的垂轴色差与畸变曲线图可以看出，各实施例中的光学镜头的垂轴色差小于1um、畸变小于2%，表明成像画面失真小，清晰度高；从L1鬼像反射路径来看，L1四次反射产生的鬼影的第四次反射的出射角度都大于30°，且出射的位置都在L1像侧面面型反曲的位置，鬼影光线较发散，能量较低。

综上，本发明提供的光学镜头，通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，有效的修正了光学镜头的鬼像，合理的分配了镜片的敏感度，缓解了因第二透镜、第三透镜间隙敏感度高造成的生产合格率低的问题，并使得第三透镜的口径较大，可获得较大的像高，以满足高像素的需求；由此，本发明实施例提供的光学镜头具有鬼像能量低、成像品质高、小型化及良率高的优点，其对便携式电子设备具有良好的适用性，能够有效提升用户的摄像体验。

第五实施例

请参阅图15，本发明第五实施例提供了一种成像设备200，该成像设备200包括成像元件210和上述任一实施例中的光学镜头（例如光学镜头100）。成像元件210可以是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补性金属氧化物半导体）图像传感器，还可以是CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）图像传感器。

该成像设备200可以是智能手机、Pad以及其它任意一种形态的装载了上述光学镜头的便携式电子设备。

本申请实施例提供的成像设备200包括上述光学镜头，由于上述光学镜头具有成像品质高、小型化及良率高的优点，具有该光学镜头的成像设备200也具有成像品质高、小型化的优点。

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。

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专利范围的限制。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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

光学镜头及成像设备专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。