CN110858028A - 光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜可为弯月透镜；第三透镜可为弯月透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第五透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第七透镜可具有正光焦度。根据本申请的光学镜头，可实现小型化、高像素、大视场角、匹配大芯片等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头
技术领域
本申请涉及一种光学镜头，更具体地，本申请涉及一种包括七片透镜的光学镜头。
背景技术
得益于近年来汽车辅助驾驶系统的高速发展，镜头在汽车上得到越来越广泛的应用，车载镜头的像素要求越来越高。自动驾驶镜头也得到越来越广泛的关注和发展。
随着自动驾驶辅助系统的发展与普及，目前车载前视镜头已逐渐向大芯片、高像素发展。而镜头安装在汽车上就不得不考虑小型化的问题，镜头尺寸过大会使得镜头实际使用出现问题，例如对于安装在前挡风玻璃后的前视镜头，尺寸太大会对行车造成干扰；尺寸太大，也会挑战汽车整体的布局。
现在，一般可通过将透镜数量增加至6-7枚或以上来获得高解像，但是随着解像要求的进一步提高，不断增加镜片势必与小型化、低成本相冲突。然而，未来汽车的发展趋势是一辆车上安装10多颗镜头以提高驾驶员的安全性，所以不仅是前视，侧视镜头也需要具备匹配大芯片、高像素、大角度的特性。
发明内容
本申请提供了可适用于车载安装的、可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷的光学镜头。
本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜可为弯月透镜；第三透镜可为弯月透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第五透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第七透镜可具有正光焦度。
可选地，第五透镜和第六透镜可互相胶合形成胶合透镜。
可选地，第二透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片。
可选地，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.05。
可选地，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：TTL/H/FOV≤0.05。
可选地，第四透镜的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：d8/TTL≤0.25。
可选地，第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：1≤|F2/F|≤11。
可选地，第七透镜的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：F7/F≤8。
可选地，第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度；以及第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。在上述情况下，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.05≤BFL/TTL≤0.15。
可替代地，第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜具有负光焦度；以及第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。在上述情况下，可满足条件式：0.2≤(SAG21/d21)/(SAG22/d22)≤1.8，其中，SAG21/d21为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值；以及SAG22/d22为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值。还可满足条件式：0.8≤(SAG31/d31)/(SAG32/d32)≤2.5，其中，SAG31/d31为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值；以及SAG32/d32为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。此外，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.12。
本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中，第一透镜和第六透镜均可具有负光焦度；第四透镜、第五透镜和第七透镜均可具有正光焦度；第五透镜和第六透镜可互相胶合形成胶合透镜；光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.05；以及光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：TTL/H/FOV≤0.05。
可选地，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。
可选地，第四透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。
可选地，第五透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。
可选地，第六透镜的物侧面和像侧面均可为凹面。
可选地，第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度；以及第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。在上述情况下，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.05≤BFL/TTL≤0.15。
可替代地，第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜具有负光焦度；以及第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。在上述情况下，可满足条件式：0.2≤(SAG21/d21)/(SAG22/d22)≤1.8，其中，SAG21/d21为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值；以及SAG22/d22为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值。还可满足条件式：0.8≤(SAG31/d31)/(SAG32/d32)≤2.5，其中，SAG31/d31为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值；以及SAG32/d32为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。此外，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.12。
可选地，第二透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片。
可选地，第四透镜的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：d8/TTL≤0.25。
可选地，第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：1≤|F2/F|≤11。
可选地，第七透镜的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：F7/F≤8。
本申请采用了例如七片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度以及形成胶合透镜等，实现光学镜头的高像素、小型化、大视场角、匹配大芯片等有益效果中的至少一个。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；
图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图；
图3为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图；
图4为示出根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图；以及
图5示意性示出了镜片的物侧面/像侧面的最大通光口径的半口径D与其所对应的Sg值SAG。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜，第一胶合透镜也可被称作第二胶合透镜。
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的光学镜头包括例如七个具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。这七个透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
根据本申请示例性实施方式的光学镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地，设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。
第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面、像侧面可为凹面。第一透镜设置为凸向物侧的弯月形状能够尽可能地收集大视场光线，使光线进入后方光学系统，增加通光量。像侧面设置为凹面可迅速收束光线，有利于减小系统总长，减小后端镜片口径。在实际应用中，考虑到车载镜头室外安装使用环境，会处于雨雪等恶劣天气，这样的凸向物侧的弯月形状设计，有利于水滴的滑落，有利于镜头在雨雪等恶劣环境中的无障碍使用，减小对成像的影响。
第二透镜可设置为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜。第二透镜可发散光线或汇聚光线，配合后方第三透镜的光焦度，可使光线平缓过渡至后方光学系统。
第三透镜可设置为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。第三透镜可发散光线或汇聚光线，配合前方第二透镜的光焦度，可使光线顺利进入后方光学系统。
可选地，第二透镜可为凸向物侧的负弯月透镜，第三透镜可为凸向像侧的正弯月透镜。当第二透镜具有负光焦度(其物侧面为凸面，像侧面为凹面)，第三透镜具有正光焦度时，能够补偿前两组镜片引入的球差；并且第三透镜与第二透镜两者凹面相对设置，可有助于实现小型化、大视场角要求，满足小畸变。
可替代地，第二透镜可为凸向像侧的具有正弯月透镜，第三透镜可为凸向像侧的负弯月透镜。
进一步地，当第二透镜设置为凸向像侧的正弯月形状时，其物侧面和像侧面的形状设计相接近，即满足条件式：0.2≤(SAG21/d21)/(SAG22/d22)≤1.8，更理想地，可进一步满足0.4≤(SAG21/d21)/(SAG22/d22)≤1.2，其中，SAG21/d21为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值、SAG22/d22为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值。这样的设置，可平缓过渡周边光线，有利于降低镜片敏感度。
进一步地，当第三透镜具有负光焦度时，其物侧面和像侧面的形状设计相接近，即满足条件式：0.8≤(SAG31/d31)/(SAG32/d32)≤2.5，更理想地，可进一步满足1≤(SAG31/d31)/(SAG32/d32)≤1.8，其中，SAG31/d31为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值，SAG32/d32为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。这样的设置，可平缓过渡周边光线，有利于降低镜片敏感度。
第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第四透镜可平缓过度光线至后方光学系。
第五透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。
第六透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。
第七透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可选地可为凸面或凹面。通过第二透镜与第七透镜的搭配，可控制镜头的后焦整体不会过短，便于镜头的组装。
在示例性实施方式中，可在例如第三透镜与第四透镜之间设置用于限制光束的光阑，以进一步提高镜头的成像质量。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。
在示例性实施方式中，根据需要，根据本申请的光学镜头还可包括设置在第七透镜与成像面之间的滤光片，以对具有不同波长的光线进行过滤；以及还可包括设置在滤光片与成像面之间的保护玻璃，以防止光学镜头的内部元件(例如，芯片)被损坏。
如本领域技术人员已知的，胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失，从而提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可简化镜头制造过程中的装配程序。
在示例性实施方式中，可通过将第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面胶合，而将第五透镜和第六透镜组合成胶合透镜。胶合透镜的采用，本身可以自身消色差，减小公差敏感度，也可以残留部分色差以平衡系统的色差；且胶合的方式减少了镜片间的空气间隔，使得光学系统整体结构紧凑，满足小型化要求；同时降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。
在胶合透镜中，靠近物侧的第五透镜具有正光焦度，靠近像侧的第六透镜具有负光焦度。这样的设置，可以将前方光线经进一步汇聚后再过渡到后方，减小镜头后端口径/尺寸，减小系统总长。
在示例性实施方式中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.05，更理想地，可进一步满足BFL/TTL≥0.06。通过这样的设置来控制镜头的光学后焦，便于镜头的组装。
可选地，当第二透镜为负弯月透镜时，搭配弯月形状的、具有汇聚作用的第七透镜，可有助于镜头实现较短后焦，更有利于减小CRA，提升解像质量。即，在这种设置下，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.05≤BFL/TTL≤0.15。
可替代地，当第二透镜为正弯月透镜时，搭配双凸形状的、具有汇聚作用的第七透镜，可有助于光线在最后进行有效平稳的汇聚，使光线平稳到达成像面，实现较长的后焦，同时有助于减轻镜头的整体重量与成本。即，在这种设置下，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.12。
在示例性实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间可满足：TTL/H/FOV≤0.05，更理想地，可进一步满足TTL/H/FOV≤0.035。满足条件式TTL/H/FOV≤0.05，相比于其他镜头，在相同视场角相同像高下，系统总长更短，即系统可匹配大芯片。
在示例性实施方式中，第四透镜的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：d8/TTL≤0.25，更理想地，可进一步满足d8/TTL≤0.2。通过合理控制第四透镜的中心厚度，有利于迅速收缩光线，减小系统总长。
在示例性实施方式中，第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：1≤|F2/F|≤11，更理想地，可进一步满足3≤|F2/F|≤9。通过合理分配光焦度，可有利于提升解像质量。
在示例性实施方式中，第七透镜的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：F7/F≤8，更理想地，可进一步满足2≤F7/F≤5。通过合理分配光焦度，可有利于提升解像质量。
在示例性实施方式中，第二透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片。非球面镜片的特点是：从镜片中心到周边曲率是连续变化的。与从镜片中心到周边有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。第二透镜、第三透镜和第四透镜采用非球面镜片，可矫正系统的轴外点像差，优化畸变、CRA等光学性能，提升成像质量。应理解的是，为了提高成像质量，根据本申请的光学镜头可增加非球面镜片的数量。
在示例性实施方式中，光学镜头所采用的镜片可以是塑料材质的镜片，还可以是玻璃材质的镜片。塑料材质的镜片热膨胀系数较大，当镜头所使用的环境温度变化较大时，塑料材质的透镜会引起镜头的光学后焦变化量较大。采用玻璃材质的镜片，可减小温度对镜头光学后焦的影响，但是成本较高。
根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过优化设置镜片形状，合理分配光焦度，合理选取镜片材料，可使得光学系统整体实现短TTL，可以匹配大尺寸芯片，保证镜头的小型化的同时，实现高解像。根据本申请的上述实施方式的光学镜头能够更好地符合车载镜头的要求。
然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以七个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括七个透镜。如果需要，该光学镜头还可包括其它数量的透镜。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体实施例。
实施例1
以下参照图1描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。
如图1所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜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和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。
第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。
第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S8和像侧面S9均为凸面。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10和像侧面S11均为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凹面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。
第七透镜L7为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。
在该实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。
在本实施例的光学镜头中，可在第三透镜L3与第四透镜L4之间的、靠近第四透镜L4的物侧面S8附近设置光阑STO以提高成像质量。
表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。
表1
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 50.2314 0.8994 1.75 49.61
2 5.9277 2.6711
3 40.3015 2.4358 1.69 31.16
4 10.2294 2.4911
5 -18.5896 2.6817 1.85 41.00
6 -7.5199 3.3783
STO 无穷 -0.6745
8 11.0675 4.6268 1.63 63.41
9 -8.9219 0.1602
10 14.5933 2.7699 1.62 55.00
11 -8.8653 0.9492 1.85 23.79
12 7.6071 2.6295
13 8.2411 2.4755 1.50 70.42
14 39.3513 0.5000
15 无穷 0.9500 1.52 64.21
16 无穷 2.0546
IMA 无穷
本实施例采用了七片透镜作为示例，通过合理分配各个透镜的光焦度与面型，各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔，可使镜头具有小型化、高像素、大视场角、匹配大芯片等有益效果中的至少一个。各非球面面型Z由以下公式限定：
Figure BDA0001773315140000111
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数conic；A、B、C、D、E均为高次项系数。下表2示出了可用于实施例1中的非球面透镜表面S3-S6、S8-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。
表2
面号 K A B C D E
3 31.6270 -5.1927E-04 -1.1022E-05 -4.8735E-07 2.5511E-08 -6.0803E-11
4 1.5166 6.1133E-04 -3.5364E-06 5.3936E-07 5.3992E-09 -9.6522E-10
5 -28.1389 -4.7290E-04 1.6965E-05 -1.0199E-06 7.1409E-08 -2.8775E-09
6 -1.3983 -1.5527E-05 -5.4903E-06 -1.9025E-07 1.8454E-08 -8.8275E-10
8 -0.7217 2.0451E-04 1.3275E-06 1.3942E-07 2.2188E-09 1.2897E-10
9 -2.5443 4.9025E-04 2.2472E-06 1.3865E-07 1.3943E-08 -2.4763E-10
下表3给出了实施例1的光学镜头的光学后焦BFL(即，最后一个透镜第七透镜L7的像侧面S14的中心至成像面IMA的轴上距离)、光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面IMA的轴上距离)、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、第四透镜L4的中心厚度d8、第二透镜L2的焦距值F2、第七透镜L7的焦距值F7以及光学镜头的整组焦距值F。
表3
BFL(mm) 3.5046 F2(mm) -20.4431
TTL(mm) 30.9985 F7(mm) 20.2470
H(mm) 9.6760 F(mm) 4.7418
FOV(°) 118
d8(mm) 4.6268
在本实施例中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.1131；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0271；第四透镜L4的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d8/TTL＝0.1493；第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F2/F|＝4.3113；以及第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝4.2699。
实施例2
以下参照图2描述了根据本申请实施例2的光学镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图2示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。
如图2所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜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和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。
第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。
第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S8和像侧面S9均为凸面。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10和像侧面S11均为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凹面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。
第七透镜L7为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S13为凸面，像侧面S14为凹面。
在该实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。
在本实施例的光学镜头中，可在第三透镜L3与第四透镜L4之间设置光阑STO以提高成像质量。
下表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表5示出了可用于实施例2中非球面透镜表面S3-S6、S8-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表6给出了实施例2的光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、第四透镜L4的中心厚度d8、第二透镜L2的焦距值F2、第七透镜L7的焦距值F7以及光学镜头的整组焦距值F。
表4
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 21.8861 1.3000 1.82 49.61
2 5.2520 3.9543
3 45.6911 2.1618 1.69 31.16
4 9.9870 2.5202
5 -18.1724 2.6354 1.81 41.00
6 -7.5208 1.5399
STO 无穷 0.1000
8 11.1664 5.0812 1.65 63.41
9 -8.6758 0.1000
10 13.8438 2.8160 1.62 63.41
11 -7.9959 1.3000 1.87 23.79
12 6.9252 2.2752
13 8.1493 2.7660 1.52 70.42
14 136.7803 0.5000
15 无穷 0.9500 1.52 64.21
16 无穷 1.1409
IMA 无穷
表5
表6
BFL(mm) 2.5909 F2(mm) -18.8949
TTL(mm) 31.1409 F7(mm) 16.4924
H(mm) 9.1440 F(mm) 4.4010
FOV(°) 118
d8(mm) 5.0812
在本实施例中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.0832；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0289；第四透镜L4的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d8/TTL＝0.1632；第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F2/F|＝4.2934；以及第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝3.7475。
实施例3
以下参照图3描述了根据本申请实施例3的光学镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。
如图3所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜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和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。
第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S8和像侧面S9均为凸面。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10和像侧面S11均为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凹面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。
第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S13和像侧面S14均为凸面。
在该实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。
在本实施例的光学镜头中，可在第三透镜L3与第四透镜L4之间设置光阑STO以提高成像质量。
下表7示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表8示出了可用于实施例3中非球面透镜表面S3-S6、S8-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表9给出了实施例3的光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、第四透镜L4的中心厚度d8、第二透镜L2的焦距值F2、第七透镜L7的焦距值F7、光学镜头的整组焦距值F、光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21(如图5所示)与其所对应的Sg值SAG21(如图5所示)的比值SAG21/d21、光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值SAG22/d22、光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值SAG31/d31、光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值SAG32/d32。
表7
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 19.2888 0.9000 1.77 23.00
2 4.4533 4.2827
3 -19.8124 4.0688 1.69 31.16
4 -10.4260 1.2035
5 -6.9372 2.3000 1.84 41.00
6 -8.7248 0.1000
STO 无穷 0.4774
8 21.8365 5.3000 1.62 63.41
9 -6.6576 0.1000
10 12.2817 2.8994 1.62 48.70
11 -15.9892 0.9000 1.85 23.79
12 7.5699 1.4601
13 14.6522 2.5841 1.53 70.42
14 -21.5283 0.5000
15 无穷 0.9500 1.52 64.21
16 无穷 4.5920
IMA 无穷
表8
面号 K A B C D E
3 -6.8928 -4.6486E-04 -7.1772E-06 -6.0241E-08 -2.3383E-08 -1.3789E-09
4 0.3297 -3.4683E-04 -9.9079E-06 4.8181E-08 -2.4316E-08 7.4683E-10
5 -2.2608 -2.9021E-04 5.1546E-05 -2.9618E-07 4.4862E-08 -3.0020E-09
6 -2.5488 4.3004E-04 4.8410E-05 -1.7935E-07 8.2962E-08 1.0530E-09
8 -12.0988 -5.9531E-05 3.9429E-06 -6.7272E-07 4.6926E-08 -4.1039E-10
9 -0.9610 1.0572E-04 -1.6412E-06 3.4213E-07 -2.0822E-08 5.7588E-10
表9
Figure BDA0001773315140000171
在本实施例中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.1852；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0288；第四透镜L4的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d8/TTL＝0.1625；第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F2/F|＝6.0439；第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝3.7721；(SAG21/d21)/(SAG22/d22)＝0.7134，其中，SAG21/d21为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值、SAG22/d22为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值；以及(SAG31/d31)/(SAG32/d32)＝1.6475，其中，SAG31/d31为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值，SAG32/d32为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。
实施例4
以下参照图4描述了根据本申请实施例4的光学镜头。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。图4示出了根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。
如图4所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜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和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。
第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S8和像侧面S9均为凸面。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10和像侧面S11均为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凹面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。
第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S13和像侧面S14均为凸面。
在该实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面S17上。
在本实施例的光学镜头中，可在第三透镜L3与第四透镜L4之间的设置光阑STO以提高成像质量。
下表10示出了实施例4的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表11示出了可用于实施例4中非球面透镜表面S3-S6、S8-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表12给出了实施例4的光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、第四透镜L4的中心厚度d8、第二透镜L2的焦距值F2、第七透镜L7的焦距值F7、光学镜头的整组焦距值F、光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值SAG21/d21、光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值SAG22/d22、光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值SAG31/d31、光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值SAG32/d32。
表10
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 31.0057 1.2000 1.79 49.61
2 4.2939 4.1383
3 -26.2730 2.3614 1.69 31.16
4 -13.3342 1.1850
5 -7.4378 1.2694 1.72 41.00
6 -8.6457 1.8000
STO 无穷 0.1000
8 14.5078 5.3000 1.64 63.41
9 -7.3471 0.5309
10 10.7206 3.0567 1.62 53.00
11 -14.5028 1.2000 1.85 23.79
12 7.2296 1.3392
13 12.1488 2.8363 1.51 70.42
14 -17.9199 0.5000
15 无穷 0.9500 1.52 64.21
16 无穷 3.7675
IMA 无穷
表11
面号 K A B C D E
3 -23.7378 -4.0330E-04 -1.5280E-05 4.0327E-07 -5.3795E-08 -1.3789E-09
4 3.3233 -4.1373E-04 -2.2394E-05 -8.8202E-07 5.0820E-08 -1.9329E-09
5 -3.1260 -3.3863E-05 8.4894E-05 -1.5272E-06 6.8559E-08 -3.0020E-09
6 -4.8716 5.9754E-04 7.2499E-05 4.2490E-07 1.1709E-08 1.0530E-09
8 -0.8394 2.5171E-05 1.8815E-05 -1.1814E-06 9.4887E-08 -2.2493E-09
9 -1.8178 3.1667E-04 5.4186E-06 1.5404E-07 -2.6730E-09 5.7212E-10
表12
Figure BDA0001773315140000201
Figure BDA0001773315140000211
在本实施例中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.1655；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0285；第四透镜L4的中心厚度d8与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d8/TTL＝0.1681；第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F2/F|＝8.2414；第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝3.3227；(SAG21/d21)/(SAG22/d22)＝0.4943，其中，SAG21/d21为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值、SAG22/d22为光学镜头最大视场角所对应的第二透镜像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值；以及(SAG31/d31)/(SAG32/d32)＝1.4586，其中，SAG31/d31为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值，SAG32/d32为光学镜头最大视场角所对应的第三透镜像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。
综上，实施例1至实施例4分别满足以下表13所示的关系。
表13
Figure BDA0001773315140000212
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，
其特征在于，
所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜为弯月透镜；
所述第三透镜为弯月透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；
所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；
所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及
所述第七透镜具有正光焦度。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成胶合透镜。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面镜片。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：BFL/TTL≥0.05。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：TTL/H/FOV≤0.05。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的中心厚度d8与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：d8/TTL≤0.25。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距值F2与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：1≤|F2/F|≤11。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的焦距值F7与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：F7/F≤8。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
10.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜具有正光焦度。
11.根据权利要求9或10所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。
12.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：0.05≤BFL/TTL≤0.15。
13.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。
14.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，满足条件式：0.2≤(SAG21/d21)/(SAG22/d22)≤1.8，
其中，SAG21/d21为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第二透镜的物侧面的最大通光口径的半口径d21与其所对应的Sg值SAG21的比值；以及
SAG22/d22为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第二透镜的像侧面的最大通光口径的半口径d22与其所对应的Sg值SAG22的比值。
15.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜具有负光焦度。
16.根据权利要求15所述的光学镜头，其特征在于，满足条件式：0.8≤(SAG31/d31)/(SAG32/d32)≤2.5，
其中，SAG31/d31为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第三透镜的物侧面的最大通光口径的半口径d31与其所对应的Sg值SAG31的比值；以及
SAG32/d32为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第三透镜的像侧面的最大通光口径的半口径d32与其所对应的Sg值SAG32的比值。
17.根据权利要求13或15所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。
18.根据权利要求17所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：BFL/TTL≥0.12。
19.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于，
所述第一透镜和所述第六透镜均具有负光焦度；
所述第四透镜、所述第五透镜和所述第七透镜均具有正光焦度；
所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成胶合透镜；
所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：BFL/TTL≥0.05；以及
所述光学镜头的光学总长度TTL、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：TTL/H/FOV≤0.05。
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