CN111694134A - 取像镜头、识别模组及电子装置 - Google Patents

取像镜头、识别模组及电子装置 Download PDF

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CN111694134A
CN111694134A CN201910198192.4A CN201910198192A CN111694134A CN 111694134 A CN111694134 A CN 111694134A CN 201910198192 A CN201910198192 A CN 201910198192A CN 111694134 A CN111694134 A CN 111694134A
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邹海荣
刘彬彬
邹金华
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Nanchang OFilm Precision Optical Products Co Ltd
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OFilm Tech Co Ltd
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
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Abstract

本发明涉及一种取像镜头，由物侧至像侧依次包括：具有负屈折力的第一透镜；具有正屈折力的第二透镜；具有正屈折力的第三透镜；取像镜头满足关系式：2.50mm＜SD11/sin(ANG12)＜5.20mm；其中，SD11为第一透镜的物侧面最大有效直径处相对于光轴的高度，ANG12为第一透镜的像侧面曲面于最大有效直径处的切线与光轴的垂线的夹角。满足上述关系时，可合理控制第一透镜的物侧面的有效半孔径以有效扩大取像镜头的视场角，同时，还能控制第一透镜的像侧面于最大有效直径处的曲面切线与切点垂线的夹角，使第一透镜的像侧面的面型弯曲不至于过大，从而提高第一透镜的成型良率，降低制作难度及成本。

Description

取像镜头、识别模组及电子装置
技术领域
本发明涉及光学成像领域，特别是涉及一种取像镜头、识别模组及电子装置。
背景技术
随着TOF(Time of Flight，飞行时间)技术的飞速发展以及支持TOF技术的感光元件的量产，支持TOF技术的应用领域将会十分广泛，如应用在手机上的人脸解锁、汽车自动驾驶、人机界面、游戏、工业机器视觉、测量等。
TOF技术中包括相互匹配的能够发射调制光线的发射结构及能够接收调制光线的接收结构。而一般的接收结构存在由于视角小而导致无法获取完整被测物信息的问题。
发明内容
基于此，有必要针对如何增大镜头视场角的问题，提供一种取像镜头、识别模组及电子装置。
一种取像镜头，由物侧至像侧依次包括：
具有负屈折力的第一透镜；
具有正屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜；
所述取像镜头满足关系式：
2.50mm＜SD11/sin(ANG12)＜5.20mm；
其中，SD11为所述第一透镜的物侧面最大有效直径处相对于光轴的高度，ANG12为所述第一透镜的像侧面曲面于最大有效直径处的切线与光轴的垂线的夹角。满足上述关系时，可合理控制所述第一透镜的物侧面的有效半孔径(最大有效直径处相对于光轴的高度)，以有效扩大所述取像镜头的视场角，同时，还能控制所述第一透镜的像侧面于最大有效直径处的曲面切线与切点垂线的夹角，使所述第一透镜的像侧面的面型弯曲不至于过大，从而提高所述第一透镜的成型良率，降低制作难度及成本。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
1.10＜FNO＜1.80；
其中，FNO为所述取像镜头的光圈数。
满足上述关系时，能够增大所述取像镜头的通光量，在较暗的环境下或者光线不足的情况下也能使所述取像镜头获取被测物清晰的细节信息，从而提升成像品质。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
2.00＜TTL/|f1|＜5.00；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述取像镜头的成像面于光轴上的距离，f1为所述第一透镜的焦距。所述第一透镜提供所述取像镜头全部的负屈折力，当满足上述关系时，可增强进入所述第一透镜后的光线的发散程度，从而有利于增大所述取像镜头的视场角。当TTL/|f1|≤2.00时，所述取像镜头的光学长度太短，会造成所述取像镜头的敏感度加大，使得像差修正困难。当TTL/|f1|≥5.00时，所述取像镜头的光学长度太长，造成光线进入成像面的主光线角度过小，并导致成像面相对亮度不足，从而容易出现暗角。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
2.50＜(f2+f3)/CT2＜9.00；
其中，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。满足上述关系时，由所述第二透镜和所述第三透镜合理配置正屈折力以平衡所述第一透镜产生的负球差，降低所述取像镜头的公差敏感度，并提高成像质量。当(f2+f3)/CT2≤2.50时，所述第二透镜于光轴上的厚度过厚，使得所述取像镜头的长度过长。当(f2+f3)/CT2≥9.00时，所述第二透镜的于光轴上的厚度过薄，制造困难。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
1.05＜f23/f＜2.40；
其中，f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f为所述取像镜头的总有效焦距。满足上述关系时，可合理分配所述第二透镜和所述第三透镜的屈折力以有效矫正所述取像镜头的像差。而当f23/f≤1.05时，所述第二透镜和所述第三透镜提供的正屈折力不足，难以修正所述取像镜头的像差。当f23/f≥2.40时，所述第二透镜和所述第三透镜提供的正屈折力不均衡，增加所述取像镜头的公差敏感度，导致成像品质不佳。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
-0.90＜R2/f1＜-0.50；
其中，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的焦距。满足上述关系时，所述第一透镜的像侧面于光轴处具有合适的曲率半径，有利于修正像差。而当R2/f1≤-0.90时，所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径过大，使得面型弯曲变大，成型良率低，镜片制造困难。当R2/f1≥-0.50时，所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径与所述第一透镜的焦距无法合理搭配，从而导致负屈折力不足，并使得所述取像镜头的像差过大，修正困难。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
-13.50＜(R6+R7)/(R6-R7)＜0.50；
其中，R6为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R7为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径和所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径能够得到合适的配置，从而增加所述第三透镜的形状的可加工性，同时，还可有效改善所述取像镜头的像散及像差问题。
在其中一个实施例中，所述取像镜头满足关系式：
BFL≥1.70mm；
其中，BFL为所述第三透镜的像侧面到所述取像镜头的成像面于光轴上的距离。满足上述关系时，可保证所述取像镜头在模组的安装过程中有足够的对焦空间，从而提升模组的组装良率，同时，还能使所述取像镜头的焦深变宽以获取物方更多的深度信息。
一种识别模组，包括：
发射结构，用以发射调制光线；
接收结构，包括感光元件及上述任一项实施例所述的取像镜头，所述感光元件设置于所述取像镜头的成像面上。
一种电子装置，包括上述任一项实施例所述的取像镜头或识别模组。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的取像镜头示意图图；
图2为第一实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图3为本发明第二实施例提供的取像镜头的示意图；
图4为第二实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图5为本发明第三实施例提供的取像镜头的示意图；
图6为第三实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图7为本发明第四实施例提供的取像镜头的示意图；
图8为第四实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图9为本发明第五实施例提供的取像镜头的示意图；
图10为第五实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图11为本发明第六实施例提供的取像镜头的示意图；
图12为第六实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图13为本发明第七实施例提供的取像镜头的示意图；
图14为第七实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图15为本发明第八实施例提供的取像镜头的示意图；
图16为第八实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图17为本发明第九实施例提供的取像镜头的示意图；
图18为第九实施例中取像镜头的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)；
图19为本发明一实施例提供的识别模组的示意图；
图20为本发明一实施例提供的电子装置的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。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本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个原件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一原件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
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。
参考图1所示，本申请实施中的取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜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。
携带被测物信息的光线从取像镜头10的物侧进入第一透镜L1，随后依次经过第二透镜L2及第三透镜L3，并到达取像镜头10的成像面上。
第一透镜L1包括物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2包括物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3包括物侧面S5和像侧面S6。另外，取像镜头10的成像面S10位于第三透镜L3的像侧。
第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3的非球面面型公式为:
Figure BDA0001996514960000031
其中，Z是非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，r是非球面上相应点到光轴的距离，c是非球面顶点的曲率，k是圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
在一些实施例中，取像镜头10还设置有光阑ST0。优选地，光阑ST0可设置于第一透镜L1与第二透镜L2之间，或者设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间。
在一些实施例中，取像镜头10可用于生物识别、机器视觉、测量等涉及到TOF(Timeof Flight，飞行时间)技术的识别设备中，因此在这些实施例中，取像镜头10中还设置有滤光片110以获取相应波长的探测光线并过滤干扰光。滤光片110包括物侧面S7和像侧面S8。优选地，滤光片110设置于第三透镜L3与成像面S10之间。在其中一些实施例中，滤光片110可以为红外带通滤光片或紫外带通滤光片。在另一些实施例中，当取像镜头10工作于暗环境下且工作光源为可见光光源时，滤光片110也可以为可见光带通滤光片。带通滤光片可允许某一波段的光线透过，从而过滤其他波长的干扰光，提高识别质量。
在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的材质均为塑料，此时，塑料材质的透镜能够减少取像镜头10的重量并降低生成成本。在一些实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的材质均为玻璃，此时，取像镜头10能够耐受较高的温度且具有较好的光学性能。在另一些实施例中，也可以仅是第一透镜L1为玻璃材质，而其他透镜为塑料材质，此时，最靠近物侧的第一透镜L1能够较好地耐受物侧的环境温度影响，且由于其他透镜为塑料材质的关系，从而也能降低取像镜头10生产成本。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
2.50mm＜SD11/sin(ANG12)＜5.20mm；
其中，SD11为第一透镜L1的物侧面S1最大有效直径处相对于光轴的高度，ANG12为所第一透镜L1的像侧面S2曲面于最大有效直径处的切线与光轴的垂线的夹角，具体参考图1，若图1中的A点为第一透镜L1的像侧面S2的最大有效直径位置，则θ角即代表上述的ANG12。在其中的一些实施例中，SD11/sin(ANG12)具体可以为2.80mm、3.00mm、3.50mm、4.00mm、4.50mm或4.90mm。满足上述关系时，可合理控制第一透镜L1的物侧面S1的有效半孔径(最大有效直径处相对于光轴的高度)，以有效扩大取像镜头10的视场角，同时，还能控制第一透镜L1的像侧面S2于最大有效直径处的曲面切线与切点垂线的夹角，使第一透镜L1的像侧面S2的面型弯曲不至于过大，从而提高第一透镜L1的成型良率，降低制作难度及成本。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
1.10＜FNO＜1.80；
其中，FNO为取像镜头10的光圈数。在其中的一些实施例中，FNO具体可以为1.30、1.40、1.50、1.60或1.70。满足上述关系时，能够增大取像镜头10的通光量，当被测物远离取像镜头10时，取像镜头10依然能够获得较多的由被测物反射的光线，从而提升成像品质。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
2.00＜TTL/|f1|＜5.00；
其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至取像镜头10的成像面S10于光轴上的距离，f1为第一透镜L1的焦距。在其中的一些实施例中，TTL/|f1|具体可以为2.60、2.90、3.50、3.90、4.20或4.60。第一透镜L1提供取像镜头10全部的负屈折力，当满足上述关系时，可增强进入第一透镜L1后的光线的发散程度，从而有利于增大取像镜头10的视场角。当TTL/|f1|≤2.00时，取像镜头10的光学长度太短，会造成取像镜头10的敏感度加大，使得像差修正困难。当TTL/|f1|≥5.00时，取像镜头10的光学长度太长，造成光线进入成像面S10的主光线角度过小，并导致成像面S10相对亮度不足，从而容易出现暗角。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
2.50＜(f2+f3)/CT2＜9.00；
其中，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度。在其中的一些实施例中，(f2+f3)/CT2具体可以为2.80、3.50、4.20、4.90、6.30、7.50或8.50。满足上述关系时，由第二透镜L2和第三透镜L3合理配置正屈折力以平衡第一透镜L1产生的负球差，降低取像镜头10的公差敏感度，并提高成像质量。当(f2+f3)/CT2≤2.50时，第二透镜L2于光轴上的厚度过厚，使得取像镜头10的长度过长。当(f2+f3)/CT2≥9.00时，第二透镜L2的于光轴上的厚度过薄，制造困难。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
1.05＜f23/f＜2.40；
其中，f23为第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距，f为取像镜头10的总有效焦距。在其中的一些实施例中，f23/f具体可以为1.20、1.50、1.70、1.90、2.10或2.30。满足上述关系时，可合理分配第二透镜L2和第三透镜L3的屈折力以有效矫正取像镜头10的像差。而当f23/f≤1.05时，第二透镜L2和第三透镜L3提供的正屈折力不足，难以修正取像镜头10的像差。当f23/f≥2.40时，第二透镜L2和第三透镜L3提供的正屈折力不均衡，增加取像镜头10的公差敏感度，导致成像品质不佳。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
-0.90＜R2/f1＜-0.50；
其中，R2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径，f1为第一透镜L1的焦距。在其中的一些实施例中，R2/f1具体可以为-0.80、-0.75、-0.70、-0.65、-0.60或-0.55。满足上述关系时，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处具有合适的曲率半径，有利于修正像差。而当R2/f1≤-0.90时，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径过大，使得面型弯曲变大，成型良率低，镜片制造困难。当R2/f1≥-0.50时，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径与第一透镜L1的焦距无法合理搭配，从而导致负屈折力不足，并使得取像镜头10的像差过大，修正困难。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
-13.50＜(R6+R7)/(R6-R7)＜0.50；
其中，R6为第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径，R7为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。在其中的一些实施例中，(R6+R7)/(R6-R7)具体可以为-11.50、-10.40、-6.00、-3.00、-0.50、0.30或0.40。满足上述关系时，第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径和第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径能够得到合适的配置，从而增加第三透镜L3的形状的可加工性，同时，还可有效改善取像镜头10的像散及像差问题。
在一些实施例中，取像镜头10满足关系式：
BFL≥1.70mm；
其中，BFL为第三透镜L3的像侧面S6到取像镜头10的成像面S10于光轴上的距离。在其中的一些实施例中，BFL具体可以为1.75、1.80、1.85、1.90、1.95、2.00、2.05、2.10或2.15。满足上述关系时，可保证取像镜头10在模组的安装过程中有足够的对焦空间，从而提升模组的组装良率，同时，还能使取像镜头10的焦深变宽以获取物方更多的深度信息。
第一实施例
如图1所示的第一实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑ST0、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图2为第一实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长(见表1中的注释)下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凹面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
具体地，取像镜头10满足关系式：
SD11/sin(ANG12)＝5.00mm；
其中，SD11为第一透镜L1的物侧面S1最大有效直径处相对于光轴的高度，ANG12为所第一透镜L1的像侧面S2曲面于最大有效直径处的切线与光轴的垂线的夹角。满足上述关系时，可合理控制第一透镜L1的物侧面S1的有效半孔径(最大有效直径处相对于光轴的高度)，以有效扩大取像镜头10的视场角，同时，还能控制第一透镜L1的像侧面S2于最大有效直径处的曲面切线与切点垂线的夹角，使第一透镜L1的像侧面S2的面型弯曲不至于过大，从而提高第一透镜L1的成型良率，降低制作难度及成本。
取像镜头10满足关系式：
FNO＝1.25；
其中，FNO为取像镜头10的光圈数。满足上述关系时，能够增大取像镜头10的通光量，当被测物远离取像镜头10时，取像镜头10依然能够获得较多的由被测物反射的光线，从而增加识别能力。
取像镜头10满足关系式：
TTL/|f1|＝4.86；
其中，TTL为第一透镜L1的物侧面S1至取像镜头10的成像面S10于光轴上的距离，f1为第一透镜L1的焦距。第一透镜L1提供取像镜头10全部的负屈折力，当满足上述关系时，可增强进入第一透镜L1后的光线的发散程度，从而有利于增大取像镜头10的视场角。
取像镜头10满足关系式：
(f2+f3)/CT2＝2.54；
其中，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，CT2为第二透镜L2于光轴上的厚度。满足上述关系时，由第二透镜L2和第三透镜L3合理配置正屈折力以平衡第一透镜L1产生的负球差，降低取像镜头10的公差敏感度，并提高成像质量。
取像镜头10满足关系式：
f23/f＝2.35；
其中，f23为第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距，f为取像镜头10的总有效焦距。满足上述关系时，可合理分配第二透镜L2和第三透镜L3的屈折力以有效矫正取像镜头10的像差。
取像镜头10满足关系式：
R2/f1＝-0.55；
其中，R2为第一透镜L1的像侧面S2于光轴处的曲率半径，f1为第一透镜L1的焦距。满足上述关系时，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处具有合适的曲率半径，有利于修正像差。
取像镜头10满足关系式：
(R6+R7)/(R6-R7)＝0.33；
其中，R6为第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径，R7为第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径。满足上述关系时，第三透镜L3的物侧面S5于光轴处的曲率半径和第三透镜L3的像侧面S6于光轴处的曲率半径能够得到合适的配置，从而增加第三透镜L3的形状的可加工性，同时，还可有效改善取像镜头10的像散及像差问题。
取像镜头10满足关系式：
BFL＝1.73mm；
其中，BFL为第三透镜L3的像侧面S6到取像镜头10的成像面S10于光轴上的距离。满足上述关系时，可保证取像镜头10在模组的安装过程中有足够的对焦空间，从而提升模组的组装良率，同时，还能使取像镜头10的焦深变宽以获取物方更多的深度信息。
在第一实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝0.91mm，光圈数FNO＝1.25，最大视场角FOV＝132.6度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝8.52mm。
另外，取像镜头10的各参数由表1和表2给出。由物侧至像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。在同一透镜中，面序号较小的表面为该透镜的物侧面，面序号较大的表面为该透镜的像侧面，如面序号1和2分别为第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径。第一透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一透镜的物侧面于光轴上的距离。光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一透镜的物侧面顶点(顶点指透镜与光轴的交点)于光轴上的距离，我们默认第一透镜物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴的正方向，当该值为负时，表明光阑ST0设置于后一透镜的物侧面顶点的右侧，若光阑STO厚度为正值时，光阑在第一透镜物侧面顶点的左侧。滤光片110于“厚度”参数中的面序号9所对应的数值为滤光片110的像侧面S8至成像面S10于光轴上的距离。表2为表1中各透镜的非球面表面的相关参数表，其中K为圆锥常数，Ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
另外，以下各实施例中，各透镜的折射率与阿贝数均为参考波长下的数值。
表1
Figure BDA0001996514960000071
表2
Figure BDA0001996514960000072
第二实施例
如图3所示的第二实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑ST0、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图4为第二实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凹面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第二实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝0.91mm，光圈数FNO＝1.25，最大视场角FOV＝132.6度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝8.00mm。
另外，取像镜头10的各参数由表3和表4给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表3
Figure BDA0001996514960000081
表4
Figure BDA0001996514960000082
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000083
第三实施例
如图5所示的第三实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑ST0、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图6为第三实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凹面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第三实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝0.91mm，光圈数FNO＝1.25，最大视场角FOV＝132.7度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.85mm。
另外，取像镜头10的各参数由表5和表6给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表5
Figure BDA0001996514960000091
表6
Figure BDA0001996514960000092
Figure BDA0001996514960000101
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000102
第四实施例
如图7所示的第四实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑ST0、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图8为第四实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凸面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第四实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝1.24mm，光圈数FNO＝1.29，最大视场角FOV＝127.5度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.32mm。
另外，取像镜头10的各参数由表7和表8给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表7
Figure BDA0001996514960000103
表8
Figure BDA0001996514960000104
Figure BDA0001996514960000111
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000112
第五实施例
如图9所示的第五实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、具有正屈折力的第二透镜L2、光阑ST0、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图10为第五实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凸面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第五实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝0.93mm，光圈数FNO＝1.29，最大视场角FOV＝148.5度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.32mm。
另外，取像镜头10的各参数由表9和表10给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表9
Figure BDA0001996514960000113
Figure BDA0001996514960000121
表10
Figure BDA0001996514960000122
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000123
第六实施例
如图11所示的第六实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、光阑ST0、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图12为第六实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凸面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第六实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝1.50mm，光圈数FNO＝1.70，最大视场角FOV＝121.5度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.28mm。
另外，取像镜头10的各参数由表11和表12给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表11
Figure BDA0001996514960000131
表12
Figure BDA0001996514960000132
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000133
第七实施例
如图13所示的第七实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、光阑ST0、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图14为第七实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凹面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凸面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第七实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝1.36mm，光圈数FNO＝1.50，最大视场角FOV＝119度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.34mm。
另外，取像镜头10的各参数由表13和表14给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表13
Figure BDA0001996514960000141
表14
Figure BDA0001996514960000142
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000151
第八实施例
如图15所示的第八实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、光阑ST0、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图16为第八实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凹面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凸面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凸面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第八实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝1.26mm，光圈数FNO＝1.40，最大视场角FOV＝124度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝6.85mm。
另外，取像镜头10的各参数由表15和表16给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表15
Figure BDA0001996514960000152
表16
Figure BDA0001996514960000153
Figure BDA0001996514960000161
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000162
第九实施例
如图17所示的第九实施例中，取像镜头10由物侧至像侧依次包括具有负屈折力的第一透镜L1、光阑ST0、具有正屈折力的第二透镜L2、具有正屈折力的第三透镜L3以及红外带通滤光片110。另外，图18为第九实施例中取像镜头10的球色差图(mm)、像散图(mm)和畸变图(％)，其中的像散图和畸变图为参考波长下的数据图。
其中，第一透镜L1的物侧面S1于光轴处为凹面，第一透镜L1的像侧面S2于光轴处为凹面；第一透镜L1的物侧面S1于圆周处为凸面，第一透镜L1的像侧面S2于圆周处为凹面。第二透镜L2的物侧面S3于光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于光轴处为凸面；第二透镜L2的物侧面S3于圆周处为凸面，第二透镜L2的像侧面S4于圆周处为凸面。第三透镜L3的物侧面S5于光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面S5于圆周处为凸面，第三透镜L3的像侧面S6于圆周处为凹面。
第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的物侧面及像侧面均为非球面。
另外，第一透镜L1、第二透镜L2及第三透镜L3的材质均为塑料。
在第九实施例中，取像镜头10的总有效焦距f＝1.68mm，光圈数FNO＝1.76，最大视场角FOV＝110度(deg.)，第一透镜L1的物侧面S1到成像面S10于光轴上的距离TTL＝7.32mm。
另外，取像镜头10的各参数由表17和表18给出，且其中各参数的定义与第一实施例中的相同，此处不加以赘述。
表17
Figure BDA0001996514960000163
Figure BDA0001996514960000171
表18
Figure BDA0001996514960000172
依据上述所提供的各参数信息可推得以下数据：
Figure BDA0001996514960000173
参考图19所示，在一些实施例中，取像镜头10通过与感光元件210匹配安装以组成接收结构20。另外，感光元件210还与电路板电连接。优选地，感光元件210设置于取像镜头10的成像面S10上。此时，安装有取像镜头10的接收结构20将具有大广角的特性。在一些实施例中，感光芯片210可以为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)。入射的光线被感光元件210接收后将转换为电信号，并通过电路板传送至图像处理器中进行分析。
在其中一些实施例中，感光元件210与取像镜头10的距离相对固定(如将感光元件210设置在取像镜头10的成像面S10上)，此时的识别模组20为定焦模组。在其中的另一些实施例中，通过设置音圈马达以使感光元件210能够相对取像镜头10移动，进而使识别模组20具有对焦功能。具体地，音圈马达可控制取像镜头10整体相对感光元件210移动，或控制感光元件210相对取像镜头10移动以实现对焦。
另外，在一些实施例中，也可将接收结构20与一发射结构匹配以形成识别模组，其中的发射结构能够向被测物发射特定波段(如红外光)及调制信息的光线，而接收结构20通过配置相应的滤光片110以接收由被测物反射回来的调制光线。
在一些实施例中，识别模组可应用于生物识别(指纹识别、掌纹识别、面部识别)、机器视觉、人机界面、自动驾驶等产品上。具体地，识别模组可作为TOF(Time of Flight，飞行时间)技术设备中的一部分，以对被测物的3D轮廓进行识别。
参考图20所示，在一些实施例中，上述识别模组可应用于电子装置30中，电子装置30可以为小型化的智能电话、摄像手机、数位相机、游戏机、平板电脑、PC、指纹打卡机或作为附加有照相机功能的家电产品中。
在另一些实施例中，取像镜头10也可直接应用于上述各种类的电子装置中，以获取外界的可见景象。
具体地，电子装置30可以为采用TOF识别技术的设备。此时，电子装置30设置有发射结构310以发射经调制的光线，同时，取像镜头10作为电子装置30中接收结构的一部分。此时，接收结构能够接收发射结构310所发出的具有特定波段(如红外光)及调制信息的光线。在一些实施例中，当电子装置30为便携式移动设备时，取像镜头10可与感光元件及发射结构共同组成电子装置30的前置识别模组或后置识别模组。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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。

Claims (10)

1.一种取像镜头，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：
具有负屈折力的第一透镜；
具有正屈折力的第二透镜；
具有正屈折力的第三透镜；
所述取像镜头满足关系式：
2.50mm＜SD11/sin(ANG12)＜5.20mm；
其中，SD11为所述第一透镜的物侧面最大有效直径处相对于光轴的高度，ANG12为所述第一透镜的像侧面曲面于最大有效直径处的切线与光轴的垂线的夹角。
2.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
1.10＜FNO＜1.80；
其中，FNO为所述取像镜头的光圈数。
3.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
2.00＜TTL/|f1|＜5.00；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述取像镜头的成像面于光轴上的距离，f1为所述第一透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
2.50＜(f2+f3)/CT2＜9.00；
其中，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
5.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
1.05＜f23/f＜2.40；
其中，f23为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距，f为所述取像镜头的总有效焦距。
6.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
-0.90＜R2/f1＜-0.50；
其中，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，f1为所述第一透镜的焦距。
7.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
-13.50＜(R6+R7)/(R6-R7)＜0.50；
其中，R6为所述第三透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R7为所述第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的取像镜头，其特征在于，所述取像镜头满足关系式：
BFL≥1.70mm；
其中，BFL为所述第三透镜的像侧面到所述取像镜头的成像面于光轴上的距离。
9.一种识别模组，其特征在于，包括：
发射结构，用以发射调制光线；
接收结构，包括感光元件及权利要求1-8任一项所述的取像镜头，所述感光元件设置于所述取像镜头的成像面上。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的取像镜头或权利要求9所述的识别模组。
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