CN111025565A

CN111025565A - 光学镜头

Info

Publication number: CN111025565A
Application number: CN201911365683.XA
Authority: CN
Inventors: 王春燕; 金兑映
Original assignee: Liaoning Zhonglan Photoelectric Technology Co Ltd
Current assignee: Liaoning Zhonglan Photoelectric Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本申请公开了一种光学镜头，该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。其中，第一透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面，至少一个面为非球面。第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面。第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，至少一个面非球面。第四透镜是具有负光焦度高折射力的透镜。所述光学镜头的半像高IH与所述光学镜头的光学总长TTL满足IH/TTL<0.27。所述光学镜头的光学畸变distortion<25％，且视场角FOV≥101°。所述光学镜头的光学总长度TTL与所述光学镜头的光学后焦BFL满足TTL/BFL>3.8。

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四片透镜的光学镜头。

背景技术

随着例如智能手机等便携式电子产品的不断发展，镜头拍摄越来越要求视野宽广。这就需要广角镜头的作用，广角镜头焦距比标准镜头短，但视角广。随着技术发展，镜头需要在具有广角特性的同时满足小型化要求。

发明内容

本发明提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的光学镜头。

一种光学镜头，该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。其中，第一透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面，至少一个面为非球面。第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面。第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，至少一个面非球面。第四透镜是具有负光焦度高折射力的透镜。所述光学镜头的半像高IH与所述光学镜头的光学总长TTL满足IH/TTL<0.27。

在一个实施方式中，光学镜头的光学畸变distortion<25％，且视场角FOV≥101°。

在一个实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL与所述光学镜头的光学后焦BFL满足TTL/BFL>3.8。

本发明的优点是：

本发明采用了多片(例如，四片)透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述光学镜头具有超薄、小型化、广角、低敏感度、高成像品质等至少一个有益效果。

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。

图1是实施例1的二维结构示意图；

图2A是实施例1所示镜头的轴上色差曲线；

图2B是实施例1所示镜头的像散曲线；

图2C是实施例1所示镜头的畸变曲线；

图2D是实施例1所示镜头的倍率色差曲线；

图3是实施例2的二维结构示意图；

图4A是实施例2所示镜头的轴上色差曲线；

图4B是实施例2所示镜头的像散曲线；

图4C是实施例2所示镜头的畸变曲线；

图4D是实施例2所示镜头的倍率色差曲线。

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。

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可包括例如四片具有光焦度的透镜，即，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜。这四片透镜沿着光轴由物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度；第二透可具有正光焦度；第三透镜可具有正光焦度；第四透镜具有负光焦度高折射力。

在示例性实施方式中，第一透镜的像侧面为凹面，至少一个面为非球面。

在示例性实施方式中，第二透镜为物侧面为凸面。

在示例性实施方式中，第三透镜其物侧可为凸面，至少一个面为非球面。

在示例性实施方式中，第四透镜为具有高折射力的透镜。

在示例性实施方式中，光学镜头的半像高IH与所述光学镜头的光学总长TTL满足IH/TTL<0.27。更进一步的，IH/TTL<0.268,可以保证广角特性，并保证成像高度。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学畸变distortion<25％，且视场角FOV≥101°，有利于在保证广角光学系统的同时，保证光学性能。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL与所述光学镜头的光学后焦BFL满足TTL/BFL>3.8。更进一步的可满足TTL/BFL>3.84。设置总长与后焦可以确保镜头性能的同时保持小型化特征

可选地，上述光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头可采用多片镜片，例如上文所述的五片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地缩小镜头的体积、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性，使得光学镜头更有利于生产加工并且可适用于便携式电子产品。同时，通过上述配置的光学镜头，还具有例如超薄、广角、高成像品质等有益效果。

在本申请的实施方式中，部分透镜的镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜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。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。

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，可改变构成光学镜头的透镜数量，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四透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括四个透镜。根据需要，该光学镜头还可包括其它数量的透镜。

实施例1

以下参照图1至图2D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，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、滤光片E5、像面S13。

第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S2为凹面，像侧面S3为凹面；第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面；第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面；第四透镜E4具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。滤光片E5具有物侧面S11和像侧面S12。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表1

由表1可知，第一透镜E1、第三透镜E3、第四透镜E4中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x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(在表1中已给出)；A_i是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S10的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。

表2

表3给出实施例1中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f4、光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜E1的物侧面S2的中心至成像面S13在光轴上的距离)以及光学镜头的最大半视场角HFOV。

表3

f1(mm)	-1.118837	f(mm)	0.844
				f2(mm)	1.841397	TTL(mm)	3.4
f3(mm)	0.949045	HFOV(°)	101.5
				f4(mm)	-1.591538

实施例1中的光学镜头满足：IH/TTL＝0.262,满足IH/TTL<0.27。IH为光学镜头的半像高,TTL为光学镜头的光学总长。

distortion＝15％，且视场角FOV＝101.5°满足distortion<25％，且视场角FOV≥101°，distortion光学镜头的光学畸变。

TTL/BFL＝3.9满足TTL/BFL>3.8，TTL为光学镜头的光学总长度与BFL为所述光学镜头的光学后焦。

另外，图2A示出了实施例1的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图2B示出了实施例1的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2C示出了实施例1的光学镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图2D示出了实施例1的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图2A至图2D可知，实施例1所给出的光学镜头能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图3至图4D描述根据本申请实施例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3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3所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、滤光片E5像面S13。

表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。

表4

由表4可知，第一透镜E1、第三透镜E3、第四透镜E4中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

9.72E-02

-8.90E-03

2.23E-03

-5.22E-04

1.78E-04

-6.57E-05

3.05E-05

S2

3.82E-02

-2.90E-03

-1.28E-04

-1.67E-04

-1.03E-04

3.70E-06

-2.68E-05

S3

1.27E-02

1.24E-03

1.06E-03

8.92E-04

6.88E-04

4.10E-04

2.15E-04

S4

-3.24E-02

9.20E-03

-1.11E-03

2.00E-04

-1.70E-05

1.45E-05

-1.95E-06

S5

-5.03E-02

5.53E-03

-9.98E-04

1.41E-04

-2.82E-05

-5.75E-07

8.33E-06

S6

-1.55E-01

1.15E-03

4.39E-03

-6.69E-03

3.01E-03

-1.60E-03

6.14E-04

S7

-9.09E-02

1.85E-02

1.18E-02

-1.96E-02

3.67E-03

-5.98E-03

-8.69E-04

S8

-3.57E-01

-2.49E-01

-7.39E-02

-1.16E-02

3.73E-02

6.86E-03

9.32E-03

表6示出了实施例2中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至f5、光学镜头的光学总长度TTL以及光学镜头的最大半视场角HFOV。

表6

f1(mm)	-1.12115	f(mm)	0.848
				f2(mm)	1.800427	TTL(mm)	3.4
f3(mm)	0.956987	HFOV(°)	101.6
				f4(mm)	-1.56199

图4A示出了实施例2的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图4B示出了实施例2的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4C示出了实施例2的光学镜头的畸变曲线，其表示不同视角情况下的畸变大小值。图4D示出了实施例2的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图4A至图4D可知，实施例2所给出的光学镜头能够实现良好的成像品质。

Claims

1.一种光学镜头，其特征在于，该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；其中，第一透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面，至少一个面为非球面；第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，至少一个面非球面；第四透镜是具有负光焦度高折射力的透镜；所述光学镜头的半像高IH与光学总长TTL满足如下条件：

IH/TTL<0.27。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，光学镜头的光学畸变distortion<25％，且视场角FOV≥101°。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL与光学后焦BFL满足如下条件：

TTL/BFL>3.8。