CN111766678B - 光学镜头及成像设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。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、第三透镜和第四透镜。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；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及第四透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面，且物侧面或像侧面中包含至少一个反曲点。根据本申请的光学镜头，可实现成像质量好、热补偿好、视场角大、通光孔径大、画面亮度高、小型化等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头及成像设备

技术领域

本申请涉及光学镜头和包括该光学镜头的成像设备，更具体地，本申请涉及一种包括四片透镜的光学镜头及成像设备。

背景技术

随着科技发展和应用需求的提升，光学镜头在很多领域都得到了广泛应用，并且对镜头的解像力要求越来越高；同时随着设备集成度的提高，对镜头尺寸也要求越来越小。

普通的小尺寸镜头解像较差，且受于体积的限制，通光孔径很难做大，因此不能满足低照度环境下的正常使用。

此外，在一些恶劣的使用环境中，例如车载镜头需要能够在冰雪严寒的低温环境和烈日直射的高温环境中使用，由于存在较大的温差，普通镜头会产生光学后焦的偏移，影响正常使用。为抑制镜头光学后焦随温度变化的偏移，传统做法是采用昂贵的热胀系数较小的光学玻璃镜片，但这会大幅增加镜头成本，不利于大批量生产、使用。

因此，亟需一款具备解像好、亮度高、稳定性好、成本低等特点的光学镜头来满足市场需求。

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、第三透镜和第四透镜。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；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及第四透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面，且物侧面或像侧面中包含至少一个反曲点。

其中，第一透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片。

其中，光学镜头还可包括设置在第一透镜与第二透镜之间的光阑。

其中，光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：F/TTL≤0.35。

其中，第一透镜的中心厚度CT1与第一透镜和第二透镜在光轴上的中心间距T12之间可满足：CT1/T12≤0.65。

其中，第二透镜的镜片折射率Nd2可满足：Nd2≥1.60。

其中，第二透镜的焦距值F2与第三透镜的焦距值F3之间可满足：0.2≤F2/F3≤1.0。

其中，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：0.8≤F2/F≤2.4。

其中，第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.5≤F234/F≤1.6。

其中，第一透镜的物侧面的中心曲率半径R1与第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2之间可满足：R2/R1≤0.3。

其中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025。

其中，第一透镜的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.15≤CT1/F≤0.45。

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、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜和第四透镜均可具有负光焦度；第二透镜和第三透镜均可具有正光焦度；第一透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片；以及光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：F/TTL≤0.35。

其中，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

其中，第二透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

其中，第三透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

其中，第四透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面，且物侧面或像侧面中可包含至少一个反曲点。

其中，光学镜头还可包括设置在第一透镜与第二透镜之间的光阑。

其中，第一透镜的中心厚度CT1与第一透镜和第二透镜在光轴上的中心间距T12之间可满足：CT1/T12≤0.65。

其中，第二透镜的镜片折射率Nd2可满足：Nd2≥1.60。

其中，第二透镜的焦距值F2与第三透镜的焦距值F3之间可满足：0.2≤F2/F3≤1.0。

其中，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：0.8≤F2/F≤2.4。

其中，第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.5≤F234/F≤1.6。

其中，第一透镜的物侧面的中心曲率半径R1与第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2之间可满足：R2/R1≤0.3。

其中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025。

其中，第一透镜的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.15≤CT1/F≤0.45。

本申请的又一方面提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据上述实施方式的光学镜头及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本申请采用了例如四片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度等，实现光学镜头的成像质量好、热补偿好、视场角大、通光孔径大、画面亮度高、小型化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；以及

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。

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包括例如四个具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四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。第一透镜可设置为凸面朝向物侧的弯月形形状，并选用非球面面型，以减小入射光线在迎击面上的入射角，有利于收集更多的光线进入光学系统，增加光通量，实现较高的成像质量。

第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第二透镜为会聚透镜，可压缩入射光线的角度，实现光线的平缓过渡，有利于减小后端镜片口径。同时第二透镜可选用高折射率低阿贝数的材料，以补偿系统的轴上像差，提高成像质量。

第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第三透镜通过合理选择镜片的材料，可有效抑制整个镜头随环境温度变化产生的后焦漂移。

第四透镜可具有负光焦度，其物侧面在近轴处可为凸面，像侧面在近轴处可为凹面，且物侧面或像侧面中包含至少一个反曲点。第四透镜可矫正系统的场曲和像散，以及大角度视场的高阶像差。

在示例性实施方式中，可在例如第一透镜与第二透镜之间设置用于限制光束的光阑，以矫正畸变和慧差，降低系统公差敏感性，进一步提高镜头的成像质量。当光阑设置于第一透镜与第二透镜之间时，可有效收束进入光学系统的光线，缩短光学系统总长，减小前后镜片组的口径。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四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。

在示例性实施方式中，光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：F/TTL≤0.35，更理想地，可进一步满足0.15≤F/TTL≤0.3。满足条件式F/TTL≤0.35，可使光学镜头具有较好的性能，同时镜头体积又较小，实现小型化。

在示例性实施方式中，第一透镜的中心厚度CT1与第一透镜和第二透镜在光轴上的中心间距T12之间可满足：CT1/T12≤0.65，更理想地，可进一步满足CT1/T12≤0.55。满足条件式CT1/T12≤0.65，可有利于实现较大的通光孔径，提升画面整体亮度。

在示例性实施方式中，第二透镜的镜片折射率Nd2可满足：Nd2≥1.60，更理想地，可进一步满足Nd2≥1.65。通过第二透镜优先选用高折射率材料，可有利于减小镜头前端口径，提高成像质量，降低系统公差敏感性。

在示例性实施方式中，第二透镜的焦距值F2与第三透镜的焦距值F3之间可满足：0.2≤F2/F3≤1.0，更理想地，可进一步满足0.35≤F2/F3≤0.85。通过光焦度的合理分配，可有利于提升系统解像，减小镜头在高低温下的后焦漂移。

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：0.8≤F2/F≤2.4，更理想地，可进一步满足1≤F2/F≤2.2。满足条件式0.8≤F2/F≤2.4，可有利于控制第一透镜与第三透镜之间的光线走势，有利于减小镜头后端口径，同时减小由经第一透镜进入的大角度光线引起的像差。

在示例性实施方式中，第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.5≤F234/F≤1.6，更理想地，可进一步满足0.8≤F234/F≤1.3。通过光焦度的合理分配，可有助于减小系统总长，增大视场角。

在示例性实施方式中，第一透镜物侧面的中心曲率半径R1与第一透镜像侧面的中心曲率半径R2之间可满足：R2/R1≤0.3，更理想地，可进一步满足R2/R1≤0.25。通过镜片形状的合理设置，可有利于收集更大角度的光线进入后方光学系统，且减小镜头前端口径，减小体积，有利于提升解像的同时实现小型化和成本降低。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025，更理想地，可进一步满足D/H/FOV≤0.02。满足条件式D/H/FOV≤0.025，可减小镜头前端口径，实现小型化特性。

在示例性实施方式中，第一透镜的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：0.15≤CT1/F≤0.45，更理想地，可进一步满足0.2≤CT1/F≤0.4。通过设置使得第一透镜的镜片厚度大小较合适，容易获得较高的镜片制作良率。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV可满足：FOV≥120°，以保证光学镜头具有大的视场角。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可采用球面镜片或非球面镜片。例如，第一透镜、第三透镜和第四透镜均可为非球面镜片，以矫正系统的像差，提高解像。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。应理解的是，为了提高成像质量，根据本申请的光学镜头还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合理分配各透镜光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，在仅使用4片透镜的前提下，实现了具有高解像能力的镜头设计；通过合理的材料搭配，使镜头在高低温下的后焦偏移得到了很好的抑制，可满足更为严苛的使用环境；同时该光学镜头具有较大的通光孔径，增加了成像画面的明亮程度，即使在昏暗的环境下也能良好地成像；提高了例如车载镜头类的应用中的主动安全性；同时该光学镜头具有较大的视场角，可对更大的空间范围成像；同时实现了镜头小型化，便于镜头的安装集成。因此，根据本申请的上述实施方式的光学镜头能够具有成像质量好、热补偿好、视场角大、通光孔径大、画面亮度高、小型化等有益效果中的至少一个，可更好地符合例如车载镜头的应用要求。

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四个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。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和第四透镜L4。

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为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。

第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凸面。

第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8在近轴处为凸面，像侧面S9在近轴处为凹面，且物侧面S8或像侧面S9中包含至少一个反曲点。

其中，第一透镜L1、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S10和像侧面S11的滤光片OF和/或保护透镜OF’。滤光片OF可用于校正色彩偏差。保护透镜OF’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S11并最终成像在成像面S12上。

在本实施例的光学镜头中，可在第一透镜L1与第二透镜L2之间设置光阑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(应理解，T₁为第一透镜L1的中心厚度，T₂为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔，以此类推)、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

本实施例采用了四片透镜作为示例，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，可使镜头具有成像质量好、热补偿好、视场角大、通光孔径大、画面亮度高、小型化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：

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S1-S2和S6-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

1

8.7461

3.1721E-03

-4.8357E-04

1.8928E-05

-3.9510E-07

1.8909E-09

2

-0.1523

1.1111E-02

-3.5294E-04

5.1307E-05

6.1585E-06

-1.6421E-06

6

-3.1088

-4.9938E-04

1.0505E-05

-1.4950E-05

6.4818E-07

3.0475E-08

7

4.0620

-6.3899E-03

1.1696E-03

-1.1387E-04

5.3686E-06

-1.4850E-09

8

0.4719

-1.7125E-02

7.5356E-04

-1.7769E-05

2.4436E-06

-7.5574E-08

9

0.2200

-1.0951E-02

4.4760E-04

-1.1127E-05

-3.1440E-07

3.0143E-08

下表3给出了实施例1的光学镜头的最大视场角FOV、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所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2的中心曲率半径R1-R2、第一透镜L1的中心厚度CT1、第一透镜L1与第二透镜L2在光轴上的中心间距T12、第二透镜L2的镜片折射率Nd2、光学镜头的整组焦距值F、第二透镜L2至第三透镜L3的焦距值F2-F3、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234以及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)。

表3

D(mm)	7.54	F2(mm)	5.8464
				H(mm)	6.874	F3(mm)	9.7097
FOV(°)	122	F(mm)	3.5330
				R1(mm)	14.1357	F234(mm)	3.8191
R2(mm)	2.7343	TTL(mm)	14.7003
				CT1(mm)	1.0154
T12(mm)	3.3152
				Nd2	1.73

在本实施例中，光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间满足F/TTL＝0.2403；第一透镜L1的物侧面S1的中心曲率半径R1与第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2之间满足R2/R1＝0.1934；第一透镜L1的中心厚度CT1与第一透镜L1和第二透镜L2在光轴上的中心间距T12之间满足CT1/T12＝0.3063；第二透镜L2的焦距值F2与第三透镜L3的焦距值F3之间满足F2/F3＝0.6021；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＝1.6548；第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间满足F234/F＝1.0810；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0090；以及第一透镜L1的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间满足CT1/F＝0.2874。

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和第四透镜L4。

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为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。

第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凸面。

第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8在近轴处为凸面，像侧面S9在近轴处为凹面，且物侧面S8或像侧面S9中包含至少一个反曲点。

其中，第一透镜L1、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S10和像侧面S11的滤光片OF和/或保护透镜OF’。滤光片OF可用于校正色彩偏差。保护透镜OF’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S11并最终成像在成像面S12上。

在本实施例的光学镜头中，可在第一透镜L1与第二透镜L2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S1-S2和S6-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的光学镜头的最大视场角FOV、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所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2的中心曲率半径R1-R2、第一透镜L1的中心厚度CT1、第一透镜L1与第二透镜L2在光轴上的中心间距T12、第二透镜L2的镜片折射率Nd2、光学镜头的整组焦距值F、第二透镜L2至第三透镜L3的焦距值F2-F3、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234以及光学镜头的光学总长度TTL。

表4

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	13.7234	0.8785	1.68	40.00
2	2.8630	3.8971
					STO(S3)	无穷	0.0231
4	20.9612	2.1709	1.87	37.23
					5	-7.4725	0.5772
6	7.6796	3.1007	1.54	63.59
					7	-12.6594	1.0977
8	8.7081	1.6737	1.61	44.24
					9	6.7623	1.0000
10	无穷	0.5000	1.52	64.21
					11	无穷	1.0249
IMA(S12)	无穷

表5

面号

K

A

B

C

D

E

1

4.7134

4.6285E-03

-7.8615E-04

4.3392E-05

-1.2881E-06

1.5547E-08

2

-0.3961

1.3449E-02

-9.3765E-04

1.4763E-06

1.2102E-05

-1.7230E-06

6

0.1688

-2.3634E-04

-3.4405E-06

-3.5374E-06

6.9219E-07

-1.5907E-08

7

-4.0455

-5.8536E-03

8.5389E-04

-6.8003E-05

3.1703E-06

-7.3076E-09

8

2.2052

-1.2421E-02

-1.8344E-04

9.9275E-05

-4.5928E-06

5.7993E-08

9

0.2331

-5.6750E-03

-2.6913E-04

6.6566E-05

-3.7482E-06

7.0596E-08

表6

D(mm)	7.5	F2(mm)	6.7309
				H(mm)	6.84	F3(mm)	9.5242
FOV(°)	122	F(mm)	3.5607
				R1(mm)	13.7234	F234(mm)	4.0769
R2(mm)	2.8630	TTL(mm)	15.9439
				CT1(mm)	0.8785
T12(mm)	3.9203
				Nd2	1.87

在本实施例中，光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间满足F/TTL＝0.2233；第一透镜L1的物侧面S1的中心曲率半径R1与第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2之间满足R2/R1＝0.2086；第一透镜L1的中心厚度CT1与第一透镜L1和第二透镜L2在光轴上的中心间距T12之间满足CT1/T12＝0.2241；第二透镜L2的焦距值F2与第三透镜L3的焦距值F3之间满足F2/F3＝0.7067；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＝1.8903；第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间满足F234/F＝1.1450；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0090；以及第一透镜L1的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间满足CT1/F＝0.2467。

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和第四透镜L4。

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为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。

第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凸面。

第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8在近轴处为凸面，像侧面S9在近轴处为凹面，且物侧面S8或像侧面S9中包含至少一个反曲点。

其中，第一透镜L1、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S10和像侧面S11的滤光片OF和/或保护透镜OF’。滤光片OF可用于校正色彩偏差。保护透镜OF’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S11并最终成像在成像面S12上。

在本实施例的光学镜头中，可在第一透镜L1与第二透镜L2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S1-S2和S6-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的光学镜头的最大视场角FOV、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所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2的中心曲率半径R1-R2、第一透镜L1的中心厚度CT1、第一透镜L1与第二透镜L2在光轴上的中心间距T12、第二透镜L2的镜片折射率Nd2、光学镜头的整组焦距值F、第二透镜L2至第三透镜L3的焦距值F2-F3、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234以及光学镜头的光学总长度TTL。

表7

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	78.2178	1.1190	1.67	26.53
2	3.1196	2.2137
					STO(S3)	无穷	0.1369
4	15.5923	2.3950	1.84	35.22
					5	-5.5596	0.2688
6	13.0851	2.0551	1.56	51.11
					7	-12.5167	1.3605
8	5.5473	1.6228	1.67	46.11
					9	5.1421	1.0000
10	无穷	0.5000	1.52	64.21
					11	无穷	1.0208
IMA(S12)	无穷

表8

面号

K

A

B

C

D

E

1

92.7918

6.6680E-03

-8.3799E-04

4.0443E-05

-1.1689E-06

1.7321E-08

2

-0.0051

1.7897E-02

-2.1777E-05

5.9211E-05

5.2835E-05

-1.3189E-05

6

-0.0591

-1.2707E-03

6.6093E-05

-2.3998E-06

1.3566E-06

-5.2201E-08

7

0.0633

-9.7225E-03

1.3362E-03

-8.9219E-05

3.6168E-06

6.4311E-08

8

0.0191

-1.5027E-02

-3.3909E-04

1.3941E-04

-7.3279E-06

1.3381E-07

9

-0.0022

-9.7599E-03

-9.2853E-05

7.3627E-05

-5.9858E-06

1.7047E-07

表9

D(mm)	6.66	F2(mm)	5.2751
				H(mm)	6.874	F3(mm)	12.0756
FOV(°)	122	F(mm)	3.6002
				R1(mm)	78.2178	F234(mm)	3.5178
R2(mm)	3.1196	TTL(mm)	13.6926
				CT1(mm)	1.1190
T12(mm)	2.3506
				Nd2	1.84

在本实施例中，光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的光学总长度TTL之间满足F/TTL＝0.2629；第一透镜L1的物侧面S1的中心曲率半径R1与第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2之间满足R2/R1＝0.0399；第一透镜L1的中心厚度CT1与第一透镜L1和第二透镜L2在光轴上的中心间距T12之间满足CT1/T12＝0.4761；第二透镜L2的焦距值F2与第三透镜L3的焦距值F3之间满足F2/F3＝0.4368；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＝1.4652；第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距值F234与光学镜头的整组焦距值F之间满足F234/F＝0.9771；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0079；以及第一透镜L1的中心厚度CT1与光学镜头的整组焦距值F之间满足CT1/F＝0.3108。

综上，实施例1至实施例3分别满足以下表10所示的关系。

表10

条件式/实施例	1	2	3
				F/TTL	0.2403	0.2233	0.2629
R2/R1	0.1934	0.2086	0.0399
				CT1/T12	0.3063	0.2241	0.4761
F2/F3	0.6021	0.7067	0.4368
				F2/F	1.6548	1.8903	1.4652
F234/F	1.0810	1.1450	0.9771
				D/H/FOV	0.0090	0.0090	0.0079
CT1/F	0.2874	0.2467	0.3108

本申请还提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头和用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。该成像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)。该成像设备可以是诸如探测距离相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。

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 (25)

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、第三透镜和第四透镜，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；

所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面，且物侧面或像侧面中包含至少一个反曲点；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是四片；以及

以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D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：(D×180°)/(H×FOV)≤4.5。

2.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、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面镜片。

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设置在所述第一透镜与所述第二透镜之间的光阑。

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，所述光学镜头的整组焦距值F与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：F/TTL≤0.35。

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，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的中心间距T12之间满足：CT1/T12≤0.65。

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，所述第二透镜的镜片折射率Nd2满足：Nd2≥1.60。

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与所述第三透镜的焦距值F3之间满足：0.2≤F2/F3≤1.0。

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：0.8≤F2/F≤2.4。

9.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、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距值F234与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：0.5≤F234/F≤1.6。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的中心曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2之间满足：R2/R1≤0.3。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：0.15≤CT1/F≤0.45。

12.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、第三透镜和第四透镜，其特征在于，

所述第一透镜和所述第四透镜均具有负光焦度；

所述第二透镜和所述第三透镜均具有正光焦度；

所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面镜片；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是四片；

以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D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：(D×180°)/(H×FOV)≤4.5；以及

所述光学镜头的整组焦距值F与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：F/TTL≤0.35。

13.根据权利要求12所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

14.根据权利要求12所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

15.根据权利要求12所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

16.根据权利要求12所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，且物侧面或像侧面中包含至少一个反曲点。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括设置在所述第一透镜与所述第二透镜之间的光阑。

18.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的中心间距T12之间满足：CT1/T12≤0.65。

19.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的镜片折射率Nd2满足：Nd2≥1.60。

20.根据权利要求12-16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与所述第三透镜的焦距值F3之间满足：0.2≤F2/F3≤1.0。

21.根据权利要求12-16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：0.8≤F2/F≤2.4。

22.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距值F234与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：0.5≤F234/F≤1.6。

23.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的中心曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2之间满足：R2/R1≤0.3。

24.根据权利要求12-16中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：0.15≤CT1/F≤0.45。

25.一种成像设备，其特征在于，包括权利要求1或12所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

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