CN110262017B

CN110262017B - 光学镜头、相机模组和电子装置

Info

Publication number: CN110262017B
Application number: CN201910567330.1A
Authority: CN
Inventors: 徐青
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-07-16
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: CN110262017A

Abstract

本申请公开一种光学镜头、相机模组和电子装置。光学镜头沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜。第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面。第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面。第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，第三透镜的像侧面为凹面。第六透镜的物侧面于近光轴处和像侧面于近光轴处均为凹面，第六透镜的像侧面包含至少一个反曲点。光学镜头满足以下关系式：‑4＜F2/F1＜0；0＜F3/F1＜4；‑3＜F4/F1＜0。该光学镜头通过对多个透镜的合理配置，提升了像差像散的矫正效果，降低了光学镜头敏感度，其影像品质更好。

Description

光学镜头、相机模组和电子装置

技术领域

本申请涉及摄影技术领域，特别涉及一种光学镜头、相机模组和电子装置。

背景技术

传统的轻薄型光学成像镜头多采用四片式、五片式透镜结构，但四片式、五片式透镜结构在屈折力分配、像差像散矫正、敏感度分配等方面具有局限性，无法进一步满足更高规格的成像要求。

发明内容

本申请的实施方式提供了一种光学镜头、相机模组和电子装置。

本申请实施方式的光学镜头沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜。所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面。所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面。所述第六透镜的像侧面包含至少一个反曲点；所述光学镜头满足以下关系式：-4＜F2/F1＜0；0＜F3/F1＜4；-3＜F4/F1＜0；其中，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距。

本申请实施方式的相机模组包括所述光学镜头和感光元件，所述光学镜头沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜。所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面。所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面。所述第六透镜的像侧面包含至少一个反曲点；所述光学镜头满足以下关系式：-4＜F2/F1＜0；0＜F3/F1＜4；-3＜F4/F1＜0；其中，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距。所述感光元件设置在所述光学镜头的像侧，所述光学镜头用于所述感光元件聚光。

本申请实施方式的一种电子装置包括壳体及所述相机模组，所述相机模组包括所述光学镜头和感光元件，所述光学镜头沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有负屈折力的第二透镜、具有正屈折力的第三透镜、具有负屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜和具有负屈折力的第六透镜。所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面。所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面为凹面。所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面。所述第六透镜的像侧面包含至少一个反曲点；所述光学镜头满足以下关系式：-4＜F2/F1＜0；0＜F3/F1＜4；-3＜F4/F1＜0；其中，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距。所述感光元件设置在所述光学镜头的像侧，所述光学镜头用于所述感光元件聚光。所述相机模组安装在所述壳体上。

本申请实施方式的光学镜头、相机模组和电子装置中，通过对多个透镜的合理配置，该光学镜头的屈折力分配更加规范，像差像散的矫正效果更好，该光学镜头的敏感度分配更加均匀。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的或附加的方面和优点从下面结合附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请第一实施方式的光学镜头的结构示意图；

图2是本申请第一实施方式中光学镜头的纵向像差图(mm)；

图3是本申请第一实施方式中光学镜头的场曲图(mm)；

图4是本申请第一实施方式中光学镜头的畸变图(％)；

图5是本申请第一实施方式中光学镜头的MTF曲线图(lp/mm)；

图6是本申请第二实施方式中光学镜头的结构示意图；

图7是本申请第二实施方式中光学镜头的纵向像差图(mm)；

图8是本申请第二实施方式中光学镜头的场曲图(mm)；

图9是本申请第二实施方式中光学镜头的畸变图(％)；

图10是本申请第二实施方式中光学镜头的MTF曲线图(lp/mm)；

图11是本申请实施方式的相机模组的结构示意图；

图12是本申请实施方式的电子装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

请一并参阅图1和图6，本申请实施方式的光学镜头10沿光轴由物侧到像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜L1、具有负屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3、具有负屈折力的第四透镜L4、具有正屈折力的第五透镜L5及具有负屈折力的第六透镜L6。

第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2，第一透镜L1的物侧面S1于近光轴处为凸面。第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4，第二透镜L2的物侧面S3于近光轴为凸面。第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6，第三透镜L3的物侧面S5于近光轴为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于近光轴为凹面。第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8。第五透镜L5具有物侧面S9及像侧面S10。第六透镜L6具有物侧面S11及像侧面S12，第六透镜L6的物侧面S11于近光轴为凹面，第六透镜L6的像侧面S12于近光轴为凹面，第六透镜L6的像侧面S12具有至少一个反曲点。具体的，第六透镜L6的像侧面S12具有一个或者多个(两个或两个以上)反曲点。

光学镜头10满足以下关系式：-4＜F2/F1＜0；0＜F3/F1＜4；-3＜F4/F1＜0；其中，F1为第一透镜L1的焦距，F2为第二透镜L2的焦距，F3为第三透镜L3的焦距，F4为第四透镜L4的焦距。也就是说，F2/F1可以为区间(-4，0)之间的任意数值，例如，该值可以为-3.99、-3.95、-3.80、-3.00、-2.27、-2.25、-2.00、-1.55、-1.00、-0.05、-0.01等等。F3/F1可以为区间(0，4)之间的任意数值，例如，该值可以为0.01、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、2.63、2.674、2.999、3.50、3.99等等。F4/F1可以为区间(-3，0)之间的任意数值，例如，该值可以为-2.99、-2.95、-2.50、-2.00、-1.99、-1.52、-1.50、-1.00、-0.50、-0.01等等。其中，当第一透镜L1具有正屈折力时，第一透镜L1的焦距为正，第二透镜L2具有负屈折力时，第二透镜L2的焦距为负，第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6同理，在此不再赘述。当光学镜头10满足第二透镜L2与第一透镜L1之间的焦距比值处于区间(-4，0)中时，该光学镜头10的口径比较小，因此方便搭载于轻薄可携带式的电子装置1000(图12所示)中。

本申请实施方式的光学镜头10通过对多个透镜的合理配置，在光学镜头10中提供合适的正屈折力和负屈折力，可以降低光学镜头10的敏感度，并提高了像差像散的矫正效果，具有大光圈、优异的视场角度等，能提供良好的成像品质。

在某些实施方式中，光学镜头10可用于为感光元件20聚光，感光元件20包括一个弯曲的成像面S13，成像面S13的弯曲曲率半径可满足以下关系式：-500mm＜R＜0；其中，R为所述成像面S13的曲率半径。也就是R可以为区间(-500，0)的任意值。例如，该值可以为-499mm、-450mm、-400mm、-350mm、-300mm、-250mm、-200mm、-150mm、-137mm、-125mm、-100mm、-50mm、-1mm、-0.5mm等等。需要说明的是，曲率半径的负值是指成像面S13的弯曲方向，以成像面S13与光轴的交点为准，以物侧到像侧为光的传播方向，若成像面S13朝该交点的物侧方向弯曲，则该成像面S13的曲率半径为负，即是指成像面S13在近光轴为凹面。弯曲的成像面S13保证了光学镜头10的整体性能，改善了场曲像差。

当光学镜头10用于成像时，被摄物体发出或发射的光线从物侧方向进入光学镜头10，并依次穿过第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，最终汇聚在成像面S13上，形成影像。

在某些实施方式中，光学镜头10包括有光阑，光阑包括主光阑STO和副光阑，主光阑STO设在第一透镜L1上，副光阑可包括五个，分别为第一副光阑T1、第二副光阑T2、第三副光阑T3、第四副光阑T4和第五副光阑T5。第一副光阑T1设于第一透镜L1与第二透镜L2之间，第二副光阑T2设于第二透镜L2与第三透镜L3之间，第三副光阑T3设于第三透镜L3和第四透镜L4之间，第四副光阑T4设于第四透镜L4上，第五副光阑T5设于第五透镜L5上。具体的，光阑可以是孔径光阑和视场光阑等，光阑可以是带圆孔的薄片。需要说明的是，主光阑STO设于第一透镜L1上可以是将主光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面S1上，第四副光阑T4设于第四透镜L4上可以是将第四副光阑T4设于第四透镜L4的像侧面S8上，第五副光阑T5设于第五透镜L5上可以是将第五副光阑T5设于第五透镜L5的像侧面S10上。通过多个光阑的设置，可以更好的控制进光量。光学镜头10使用大光圈设计，例如FNO为2.0、2.1、2.2等等，扩大了光学镜头10的通光量，使画面更明亮，在环境光线偏暗时，提高图像的解析力。

在某些实施方式中，光学镜头10还包括设置在第六透镜L6和成像面S13之间的滤光片L7。滤光片L7可采用IR通过滤光片(红外线通过滤光片)、紫外通过滤光片和IR截止滤光片等等。采用不同的滤光片L7，光学镜头10能在不同的环境中进行更好地工作。在第六透镜L6和成像面S13之间设置一个滤光片L7，能将光学透镜10中的杂光进行过滤。例如，当光学透镜10为用于获取红外图像的红外镜头，滤光片L7采用IR通过滤光片时，滤光片L7能将经过IR滤光片的可见光进行过滤，仅仅使得红外光线进入，降低了杂光对影像的干扰，提高了成像品质，由于红外光在白天或夜间的成像效果基本不会受到影响，光学镜头10的使用场景不受限制，既可以白天使用，也可以夜间使用。

在某些实施方式中，光学镜头10满足以下关系式，TTL/H＜0.67；其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至成像面S13在光轴上的距离，即光学总长，H为光学镜头10的影像高度。TTL和H均为正数，所以TTL/H的取值可以理解为在区间(0，0.67)之间的任意值。例如，该值可以为0.66、0.657、0.64、0.50、0.1、0.05、0.01等等。满足上述关系式时，较短的TTL可以满足超薄化需求，可为相机模组100(图11所示)留有更大的空间，且合理的焦距设置可以满足生产需求，且有利于维持光学镜头10的小型化，以便光学镜头10搭载于轻薄可携带式的电子装置1000(图12所示)中。

在某些实施方式中，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和第六透镜L6中的任意两个相邻的透镜在近光轴上互相间隔。具体地，第一透镜L1和第二透镜L2之间存在间隔，第二透镜L2与第三透镜L3之间存在间隔，第三透镜L3与第四透镜L4之间存在间隔，第四透镜L4与第五透镜L5之间存在间隔，第五透镜L5与第六透镜L6之间存在间隔。这些间隔的大小加上第一透镜L1、第一副光阑T1、第二透镜L2、第二副光阑T2、第三透镜L3、第三副光阑T3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6在近光轴上的厚度和第六透镜L6至成像面S13在近光轴上的间隔距离即为TTL的大小。通过在两两透镜之间设置间隔，减小了像差，可得到更加清晰的影像。这些两两透镜之间设置的间隔，也有利于透镜之间的组装，降低了加工难度，以提升制造良率。

在某些实施方式中，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和第六透镜L6彼此之间于近光轴上无相对移动。具体地，第一透镜L1与第二透镜L2之间在近光轴上无相对移动，第二透镜L2与第三透镜L3之间在近光轴上无相对移动，第三透镜L3与第四透镜L4之间在近光轴上无相对移动，第四透镜L4与第五透镜L5在近光轴上无相对移动，第五透镜L5与第六透镜L6之间在近光轴上无相对移动。也可以理解为，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及第六透镜L6均处于相对固定的位置。这种设计，更有利于透镜的组装，降低了加工难度，以提升制造良率。

在某些实施方式中，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和第六透镜L6为玻璃透镜或塑料透镜。例如，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和第六透镜L6均为玻璃透镜。如此，光学镜头10通过对透镜的材料的合理配置，在校正像差和解决温漂问题的同时可以实现超薄化，且成本较低。当然，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和第六透镜L6中的部分透镜可为玻璃透镜，另一部分透镜可为塑料透镜。

在某些实施方式中，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和第六透镜L6的物侧面和像侧面均为非球面。光学镜头10中各透镜的非球面表面形状均满足下列方程：

其中，Z是非球面上任一点与表面顶点的纵向距离，r是非球面上任一点到光轴的距离，c是顶点曲率(曲率半径的倒数)，k是圆锥常数，Ai是非球面第i-th阶的修正系数。

如此，光学镜头10可以通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小光学镜头10的总长度，并可以有效地校正像差，提高成像质量。

第一实施方式

请一并参阅图1至图5，光学镜头10的有效焦距为EFL＝4.41mm，光学镜头10的光圈数FNO＝2.0，光学镜头10的视场角的一半HFOV＝41.6度，光学镜头10的光学总长TTL＝5.19mm。光学镜头10满足条件式：F2/F1＝-2.27；F3/F1＝2.63；F4/F1＝-1.52；R＝-125mm；TTL/H＝0.64。光学镜头10还满足下面表格条件：

表1

表2

由图2可以看出，纵向色差控制在±0.002mm以内，光学镜头10像差的矫正效果更好。由图3可以看出场曲全视场控制在±0.1mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图4可以看出光学畸变＜2.1％时，控制了成像面S13上影像的变形，提高了成像质量。由图5可以看出在110lp/mm时，全视场MTF＞0.52，光学镜头10具有很好的图像解析力。

第二实施方式

请一并参阅图6至图10，光学镜头10的有效焦距为EFL＝4.45mm，光学镜头10的光圈数FNO＝2.2，光学镜头10的视场角的一半HFOV＝41.7度，光学镜头10的光学总长TTL＝5.2mm。光学镜头10满足条件式：F2/F1＝-2.25；F3/F1＝2.674；F4/F1＝-1.5；R＝-137mm；TTL/H＝0.651。光学镜头10还满足下面表格条件：

表3

表4

由图7可以看出，纵向色差控制在±0.002mm以内，光学镜头10像差的矫正效果更好。由图8可以看出场曲全视场控制在±0.1mm以内，优化了场曲，提高了成像质量。由图9可以看出光学畸变＜2.1％时，控制了成像面S13上影像的变形，提高了成像质量。由图10可以看出在110lp/mm时，全视场MTF＞0.4，光学镜头10具有很好的图像解析力。

请参阅图11，本申请实施方式的相机模组100包括以上任一实施方式的光学镜头10和感光元件20。感光元件20设置在光学镜头10的像侧，感光元件20包括弯曲的成像面S13，成像面S13的的曲率半径满足以下关系式：-500＜R＜0；其中，R为成像面S13的曲率半径。具体地，R可以为区间(-500，0)的任意值。例如，该值可以为-499、-450、-400、-350、-300、-250、-200、-150、-137、-125、-100、-50、-1、-0.5等等。

感光元件20可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)感光元件20或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)感光元件20。

本申请实施方式的相机模组100中的光学镜头10通过对多个透镜的合理配置，在光学镜头10中提供合适的正屈折力和负屈折力，可以降低光学镜头10的敏感度，并提高了像差像散的矫正效果，具有大光圈、优异的视场角度等，能提供良好的成像品质。相机模组100中弯曲的成像面S13保证了相机模组的整体性能，改善了场曲像差。

请参阅图12，本申请实施方式的电子装置1000包括壳体200和上述实施方式的相机模组100。相机模组100安装在壳体200上。本申请实施方式的电子装置1000包括但不限于为智能电话、门禁系统、监控相机、移动电话、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、游戏机、个人计算机(personal computer，PC)、相机、智能手表、平板电脑等信息终端设备或具有拍照功能的家电产品等。

本申请实施方式的电子装置1000中的相机模组100通过对光学镜头10的多个透镜进行合理配置，在光学镜头10中提供合适的正屈折力和负屈折力，可以降低光学镜头10的敏感度，并提高了像差像散的矫正效果，具有大光圈、优异的视场角度等，能提供良好的成像品质。相机模组100中弯曲的成像面S13保证了相机模组100的整体性能，改善了场曲像差。电子装置1000通过将相机模组100安装在壳体200上，可以对相机模组100起到保护作用。

Claims

1.一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头沿光轴由物侧到像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

具有负屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于近光轴为凹面；

具有负屈折力的第四透镜；

具有正屈折力的第五透镜；及

具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面，所述第六透镜的像侧面包含至少一个反曲点；

所述光学镜头满足以下关系式：

-4＜F2/F1＜0；

0＜F3/F1＜4；

-3＜F4/F1＜0；

TTL/H＜0.67；

其中，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，F4为所述第四透镜的焦距，TTL为所述第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离，H为所述光学镜头的影像高度。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括设置在所述第六透镜和成像面之间的滤光片。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括光阑，所述光阑包括主光阑，所述主光阑设置在所述第一透镜上。

4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述光阑还包括副光阑，所述副光阑包括：

设置在所述第一透镜和所述第二透镜之间的第一副光阑；

设置在所述第二透镜和所述第三透镜之间的第二副光阑；

设置在所述第三透镜和所述第四透镜之间的第三副光阑；

设置在所述第四透镜上的第四副光阑；和

设置在所述第五透镜上的第五副光阑。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜中任意两个相邻的透镜在近光轴上相互间隔。

7.一种相机模组，其特征在于，所述相机模组包括：

权利要求1至6中任意一项所述的光学镜头；和

感光元件，所述感光元件设置在所述光学镜头的像侧，所述光学镜头用于所述感光元件聚光。

8.根据权利要求7所述的相机模组，其特征在于，所述感光元件包括弯曲的成像面，所述成像面的曲率半径满足以下关系式：

-500mm＜R＜0；其中，R为所述成像面的曲率半径。

9.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

壳体；及

权利要求8所述的相机模组，所述相机模组安装在所述壳体上。