CN111090167A - 红外镜头、相机模组及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外镜头、相机模组及电子装置。本发明实施方式的红外镜头从物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有正屈折力，所述红外镜头满足以下条件式：abbe(vd)<35；其中，abbe(vd)为所述第一透镜至所述第四透镜中最大的阿贝数。本发明实施方式的红外镜头、相机模组及电子装置通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头的敏感度，从而使得红外镜头具有较好的成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术，特别涉及一种红外镜头、相机模组及电子装置。
背景技术
现有的红外镜头一般通过设置红外滤光片滤除可见光对成像的影响，仅通过获取红外光以成像，然而，由于红外光源的亮度一般较为微弱，导致成像质量较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施方式提供一种红外镜头、相机模组及电子装置。
本发明实施方式的红外镜头从物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有正屈折力，所述红外镜头满足以下条件式：abbe(vd)<35；其中，abbe(vd)为所述第一透镜至所述第四透镜中最大的阿贝数。
本发明实施方式的红外镜头通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头的敏感度，从而使得红外镜头具有较好的成像质量。
在某些实施方式中，所述红外镜头还满足以下条件式：0.3≤TTL/f≤1.7；其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴的距离，f为所述红外镜头的焦距。
红外镜头满足条件式0.3≤TTL/f≤1.7时，红外镜头具有较短的TTL，从而缩短了红外镜头的长度。
在某些实施方式之中，所述红外镜头满足以下条件式：0<f3/f≤3；其中，f3为所述第三透镜的焦距，f为所述红外镜头的焦距。
红外镜头满足条件式0<f3/f≤3时，第三透镜可以为红外镜头提供合适的正屈折力，有利于改善像差，提升成像效果。
在某些实施方式之中，所述红外镜头满足以下条件式：f4/f>0；其中，f4为所述第四透镜的焦距，f为所述红外镜头的焦距。
红外镜头满足条件式f4/f>0时，第四透镜可以为红外镜头提供合适的正屈折力，有利于改善像差，提升成像效果。
在某些实施方式之中，所述红外镜头满足以下条件式：1.1<FNO<1.5；其中，FNO为所述红外镜头的光圈数。
红外镜头满足条件式1.1<FNO<1.5时，具有较大的光圈，较大的光圈有利于增加进光量，从而提升红外镜头的成像效果。
在某些实施方式中，所述广角镜头还包括光阑，所述红外镜头还包括光阑，所述光阑设置在所述第一透镜和被摄物体之间；或所述光阑设置在所述第一透镜至所述第四透镜中任意一个上；或所述光阑设置在所述第一透镜至所述第四透镜中任意两个相邻的透镜之间。
广角镜头通过合理的光阑位置设置，可以更好地控制进光量，提升成像效果。
在某些实施方式中，所述第一透镜、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，且采用塑料材质。
广角镜头通过合理的透镜面型及透镜材质配置，可实现超薄化。
在某些实施方式中，所述广角镜头还包括红外滤光片，所述红外滤光片设置在所述第三透镜与成像面之间。
红外滤光片可滤除环境光中的可见光对成像的影响，从而提升成像质量。
本发明实施方式的相机模组包括上述任一实施方式的红外镜头和感光元件。所述感光元件设置在所述红外镜头的像侧。
本发明实施方式的相机模组通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头的敏感度，从而使得红外镜头具有较好的成像质量。
本发明实施方式的电子装置包括壳体和上述实施方式所述的相机模组。所述相机模组安装在所述壳体上。
本发明实施方式的电子装置通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头的敏感度，从而使得红外镜头具有较好的成像质量。且壳体可对相机模组起到保护作用。
本发明实施方式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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面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是本发明第一实施例的红外镜头的结构示意图；
图2至图4分别是第一实施例中红外镜头的纵向像差图(mm)、场曲图(mm)和畸变图(％)；
图5是本发明第二实施例的红外镜头的结构示意图；
图6至图8分别是第二实施例中红外镜头的纵向像差图(mm)、场曲图(mm)和畸变图(％)；
图9是本发明实施方式的相机模组的结构示意图；和
图10是本发明实施方式的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1和图5，本发明实施方式的红外镜头10从物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3和具有正屈折力的第四透镜L4。
第一透镜L1具有物侧面S1及像侧面S2。第二透镜L2具有物侧面S3及像侧面S4。第三透镜L3具有物侧面S5及像侧面S6。第四透镜L4具有物侧面S7及像侧面S8。
红外镜头10满足以下条件式：abbe(vd)<35；其中，abbe(vd)为第一透镜L1至第四透镜L4中最大的阿贝数。例如，在第一实施例中，第一透镜L1的阿贝数为20.0，第二透镜L2的阿贝数为20.0，第三透镜L3的阿贝数为20.0，第四透镜L1的阿贝数为20.0，故abbe(vd)＝20.0；在第二实施例中，第一透镜L1的阿贝数为20.0，第二透镜L2的阿贝数为20.0，第三透镜L3的阿贝数为20.0，第四透镜L1的阿贝数为20.0，故abbe(vd)＝20.0。也就是说，abbe(vd)可以为小于35的任意数值，例如，该值可以为18、20、25、28、34等等。
本发明实施方式的红外镜头10通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头10的敏感度，从而使得红外镜头10具有较好的成像质量。
在某些实施方式中，红外镜头10还满足以下条件式：0.3≤TTL/f≤1.7；其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1到成像面S11于光轴的距离，f为红外镜头10的焦距。也即是说，TTL/f可以为区间[0.3，1.7]之间的任意数值，例如，该值为0.3、0.985、1.245、1.488、1.578、1.689、1.7等等。
红外镜头10满足条件式0.3≤TTL/f≤1.7时，红外镜头10具有较短的TTL，从而缩短了红外镜头10的长度。
在某些实施方式中，红外镜头10满足以下条件式：0<f3/f≤3；其中，f3为第三透镜L3的焦距，f为红外镜头10的焦距。也即是说，f3/f可以为区间(0，3]内的任意数值，例如，该值为0.955、1.345、1.637、2.206、3等等。
红外镜头10满足条件式0<f3/f≤3时，第三透镜L3可以为红外镜头10提供合适的正屈折力，有利于改善像差，提升成像效果。
在某些实施方式中，红外镜头10满足以下条件式：f4/f>0；其中，f4为第四透镜L4的焦距，f为红外镜头10的焦距。也即是说，f4/f可以为大于0的任意数值，例如，该值为2.564、6.349、25.666、38.586、69.989等等。
红外镜头10满足条件式f4/f>0时，第四透镜L4可以为红外镜头10提供合适的正屈折力，有利于改善像差，提升成像效果。
在某些实施方式中，红外镜头10还包括滤光片L5。滤光片L5设置在第四透镜L4和成像面S11之间。在本发明的实施方式中，滤光片L5为红外滤光片L5，红外滤光片L5用于滤除可见光以仅使得红外光进入感光元件20(图9示)。当红外镜头10用于成像时，被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入红外镜头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以及红外滤光片L5，最终汇聚到成像面S11上。红外滤光片L5设置在第四透镜L4和成像面S11之间，可滤除可见光对成像的影响，从而提升对红外光的成像质量。
在某些实施方式中，红外镜头10还包括光阑STO。光阑STO可以是孔径光阑或视场光阑。本发明实施方式以光阑STO是孔径光阑为例进行说明。光阑STO可以设置在被摄物体至第一透镜L1之间，或设置在任意一枚透镜的表面上，或设置在任意两枚透镜之间，或设置在第四透镜L4与红外滤光片L5之间。例如，本发明第一实施例中，光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面S1上；第二实施例中，光阑STO设置在第一透镜L1的像侧面S2上。红外镜头10通过合理的光阑STO位置设置，可以更好地控制进光量，从而提升成像效果。
在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4为塑料透镜或玻璃透镜。塑料透镜的成本较低，有利于降低整个红外镜头10的成本；而玻璃透镜不易因环境温度改变引起热胀冷缩现象，使得红外镜头10的成像质量较为稳定。
在某些实施方式中，红外镜头10中第一透镜L1至第四透镜L4的至少一个表面为非球面。红外镜头10可以通过调节各透镜表面的曲率半径和非球面系数，有效减小红外镜头10的总长度，并可以有效地校正像差，提高成像质量。
在某些实施方式中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均为非球面镜，且采用塑料材质，以达到超薄型的红外镜头10的设计。例如，第一实施例和第二实施例中，第一透镜L1至第四透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面，且第一透镜L1至第四透镜L4均采用塑料材质。
非球面的面型由以下公式决定：
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，A、B、C、D、E、F、G是非球面系数。
第一实施例
请参阅图1至图4，从物侧至像侧，红外镜头10依次包括光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。
光阑STO设置在第一透镜L1的物侧面S1上。
第一透镜L1具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，并均为非球面。第二透镜L2具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，并均为非球面。第三透镜L3具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S5于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，像侧面S6于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，并均为非球面。第四透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，并均为非球面。
红外滤光片L5为玻璃材质，其设置在第四透镜L4及成像面S11之间且不影响红外镜头10的焦距。
感光元件20(图9所示)为1/6英寸(吋)，有效影像感测区的对角距离为3mm。红外镜头10的焦距为f＝1.890mm，红外镜头10的光圈数为FNO＝1.15，红外镜头10的视场角为FOV＝76.8度。红外镜头10的光学总长(即第一透镜L1的物侧面S1至成像面S11于光轴的距离)TTL＝2.813mm。红外镜头10满足以下条件：abbe(vd)＝20.0；TTL/f＝1.488mm；f3/f＝2.206；f4/f＝6.349。红外镜头10还满足下面表格的条件：
表1
表2
第二实施例
请参阅图5至图8，从物侧至像侧，红外镜头10依次包括第一透镜L1、光阑STO、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及红外滤光片L5。
光阑STO设置在第一透镜L1的像侧面S2上。
第一透镜L1具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面，并均为非球面。第二透镜L2具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，并均为非球面。第三透镜L3具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S5于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，像侧面S6于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，并均为非球面。第四透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，其物侧面S7于光轴处为凸面，于圆周处为凹面，像侧面S8于光轴处为凹面，于圆周处为凸面，并均为非球面。
红外滤光片L5为玻璃材质，其设置在第四透镜L4及成像面S11之间且不影响红外镜头10的焦距。
感光元件20(图9所示)为1/6英寸(吋)，有效影像感测区的对角距离为3mm。
红外镜头10满足下面表格的条件：
表3
表4
根据表3和表4可得出以下数据：
| f(mm) | 1.875 | abbe(vd) | 20.0 |
| FNO | 1.3 | TTL/f | 1.578 |
| FOV(度) | 76.4 | f3/f | 1.637 |
| TTL(mm) | 2.959 | f4/f | 69.989 |
请参阅图9，本发明实施方式的相机模组100包括上述任一实施方式的红外镜头10和感光元件20。感光元件20设置在红外镜头10的像侧。
感光元件20可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)感光元件或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)感光元件。
本发明实施方式的相机模组100通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头10的敏感度，从而使得红外镜头10具有较好的成像质量。
请一并参阅图9和图10，本发明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。
本发明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 Digital Assistant，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。
本发明实施方式的电子装置1000通过合理的透镜配置且满足条件式abbe(vd)<35，不仅具有较大的光圈，可扩大进光量，还可降低红外镜头10的敏感度，从而使得红外镜头10具有较好的成像质量。另外，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。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种红外镜头，其特征在于，所述红外镜头从物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有正屈折力，所述红外镜头满足以下条件式：
abbe(vd)<35；
其中，abbe(vd)为所述第一透镜至所述第四透镜中最大的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还满足以下条件式：
0.3≤TTL/f≤1.7；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到成像面于光轴的距离，f为所述红外镜头的焦距。
3.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还满足以下条件式：
0<f3/f≤3；
其中，f3为所述第三透镜的焦距，f为所述红外镜头的焦距。
4.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还满足以下条件式：
f4/f>0；
其中，f4为所述第四透镜的焦距，f为所述红外镜头的焦距。
5.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还满足以下条件式：
1.1<FNO<1.5；
其中，FNO为所述红外镜头的光圈数。
6.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还包括光阑，所述光阑设置在所述第一透镜和被摄物体之间；或
所述光阑设置在所述第一透镜至所述第四透镜中任意一个上；或
所述光阑设置在所述第一透镜至所述第四透镜中任意两个相邻的透镜之间。
7.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面镜，且采用塑料材质。
8.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述红外镜头还包括红外滤光片，所述红外滤光片设置在所述第四透镜和成像面之间。
9.一种相机模组，其特征在于，所述相机模组包括：
权利要求1-8任意一项所述的红外镜头；及
感光元件，所述感光元件设置在所述红外镜头的像侧。
10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
壳体；和
权利要求9所述的相机模组，所述相机模组安装在所述壳体上。
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| CN201811238399.1A CN111090167A (zh) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 红外镜头、相机模组及电子装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2018
- 2018-10-23 CN CN201811238399.1A patent/CN111090167A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113281880A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-20 | 江西晶超光学有限公司 | 成像系统、镜头模组及电子设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 330096 No.699 Tianxiang North Avenue, Nanchang hi tech Industrial Development Zone, Nanchang City, Jiangxi Province Applicant after: Jiangxi OMS Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province Applicant before: OFilm Microelectronics Technology Co.,Ltd. Address after: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province Applicant after: OFilm Microelectronics Technology Co.,Ltd. Address before: 330013 No.698 Tianxiang Avenue, high tech Zone, Nanchang City, Jiangxi Province Applicant before: NANCHANG OFILM BIO-IDENTIFICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200501 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |