CN112147756A - 光学镜头组、摄像头及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了光学镜头组、摄像头及终端设备。光学镜头组包括多个沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，其中至少一个透镜的材质为第一材质，所述第一材质的相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数，所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的前三个透镜依次为第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为正光焦度，所述第二透镜为负光焦度，所述第三透镜为正光焦度，所述光学镜头组的有效焦距为f，所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，TTL/f≦0.96。本申请通过对透镜的材质及前三个透镜的光焦度的限定，结合其余透镜的光焦度，解决了温漂效应的问题，能够提升成像效果。

Description

光学镜头组、摄像头及终端设备
技术领域
本发明属于光学成像技术领域，尤其涉及一种摄影光学系统的长焦镜头组及终端设备。
背景技术
便携式终端设备应用越来越广泛，摄像头是典型的终端设备组件。随着手机等便携设备的不断发展，摄像头应用日益多样化。在多摄的组合式变焦系统中，长焦镜头组已成为终端设备的摄影头的发展趋势。
通常情况下，终端设备的长焦摄影镜头组采用4片～6片塑胶透镜结构设计，光学镜头组的有效焦距和后截距随温度发生变化，称为温漂效应。随着光学镜头组的有效焦距增长，镜头组的温漂效应更加明显。温漂效应的问题严重影响了用户体验。
如果解决长焦镜头组的温漂效应为业界研发的方向。
发明内容
本申请提供一种光学镜头组、摄像头及终端设备，光学镜头组为长焦镜头，通过对透镜的材质限定，以及对近物侧前三个透镜的光焦度的限定，结合其余透镜的光焦度，解决了温漂效应的问题，能够提升成像效果，提供用户良好的体验。
第一方面，本发明实施例提供了一种光学镜头组，包括多个沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，透镜的数量可以为四个、五个、六个或七个等等。所述多个透镜中的至少一个透镜的材质为第一材质，所述第一材质的相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数，第一材质可以为玻璃材质，其它透镜的材质为塑料。所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的前三个透镜依次为第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为正光焦度，所述第二透镜为负光焦度，所述第三透镜为正光焦度，所述光学镜头组的有效焦距为f，所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，TTL/f≦0.96。所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL具体指的是第一透镜物侧表面与光轴的交点与成像面与光轴的交点之间的距离。本申请通过对至少一个透镜的材质限定为相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数的第一材质，结合第一透镜、第二透镜和第三透镜及其余透镜的光焦度的限定，能够抑制光学镜头组的温漂效应及解决综合色差问题，即使在高温环境下，也能保证光学镜头组的成像效果，而且可以得到较短的光学镜头组的总长。
一种可能的实施方式中，所述第一材质的相对折射率温漂系数为β(表示材料在空气等介质中的折射率随温度变化系数)，－9×10－5≤β≤9×10－5。本实施方式通过对第一材质的相对折射率温漂系数的范围的限定及光焦度的分配，对光学镜头组而言，能够获得较小的系统温漂系数。具体而言，所述第一材质的相对折射率温漂系数为β，－9×10－5≤β≤0，换言之，第一材质的相对折射率温漂系数选负值，可以为塑料材质的相对折射率温漂系数的相反数，例如玻璃材质。塑料材质的透镜的相对折射率温漂系数为正值，通过为负值的相对折射率温漂系数的设置，能够抵消部分塑料材质的透镜的相对折射率温漂系数，从而从整体效果来看，对光学镜头组而言，能够获得较小的系统温漂系数。
一种可能的实施方式中，所述光学镜头组的温漂系数为△f/△℃，－2.6um/℃≤△f/△℃≤2.6um/℃，利于抑制所述光学镜头组的温漂效应。本实施方式对温漂系数为范围的限定，可以保证光学镜头组满足使用需求，为了更优化其设计架构，温漂系数的范围可以具体为－1um/℃≤△f/△℃≤1um/℃。光学镜头组的温漂系数△f/△℃的绝对值越小，成像效果越好。
一种可能的实施方式中，所述第二透镜物侧表面的曲率半径为R21，所述第二透镜的像侧表面的曲率半径为R22，满足条件：|f/R21|+|f/R22|＜10，以利于校正所述光学镜头组的综合像差。当|f/R21|+|f/R22|大于等于10的情况，不利于校正光学镜头组的综合像差，会影响成像效果。
一种可能的实施方式中，根据透镜材质的密度分配厚度，使得长焦镜头组的重量前后均匀，重心位置位于光学镜头组中心附近，保证光学镜头组的姿态平稳。光学镜头组的重心位于所述光学镜头组的中心位置，光学镜头组的中心位置指的是第一个透镜的物侧与光轴的交点至最后一个透镜的像侧与光轴的交点之间的中点的位置，本申请不限定中心位置为中点位置，可以在中点位置附近的范围内，只要能保证所有的透镜组装在摄像头的镜筒中时，摄像头前后重量均匀即可。因为本申请多个透镜中，至少其中一个透镜的材质为第一材质，例如玻璃，其余透镜的材质为塑料材质，第一材质的透镜比其它透镜要重，容易出现重心偏的问题，这样在摄像头使用的过程中，音圈马达驱动摄像头实现防抖的过程中，由于重心偏，不容易实现防抖。而本申请通过重心位置的限定，使得光学镜头组姿态平稳，这样在使用的过程中，更容易解决摄像头防抖的问题。
一种可能的实施方式中，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述光学镜头组还包括渐晕光阑，所述渐晕光阑设置在所述第一透镜的物侧和/或设置在所述第六透镜的像侧，渐晕光阑能够拦截像差大的成像光线(又称为拦截轴外点光束)，提高成像质量，利于减小所述光学镜头组的外径。
一种可能的实施方式中，具有第一材质的透镜的色散系数(阿贝数)为V，满足条件：15≤V≤100。本实施方式通过合理的光焦度分配和色散系数的选择，能够校正光学镜头组的色差，得到清晰度较好的成像效果。色散系数是衡量透镜成像清晰度的重要指标，通常用阿贝数(色散系数)表示。阿贝数越大，色散就越小，反之，阿贝数越小，则色散就越大，其成像的清晰度就越差。即表征某种材料对光源(光波谱线)的分离作用，理想透镜是一束平行白光通过后，聚焦于一点，但由于材料对不同的光波波长表现出不同的折射率，就对光线产生了分离作用，使其聚焦于多点(形成“彩虹”现象)。总的来说有这样一个规律：材料的折射率越大，色散越厉害，即阿贝数越低。
一种可能的实施方式中，所述第三透镜的材质为第一材质，所述第三透镜的至少一个表面为球面。所述第三透镜的所述球面表面的球面半径为R，－100mm＜R＜100mm。本实施方式第三透镜的材质为第一材质，以玻璃材质为例，第三透镜的制造成型相较塑料材质的透镜，难度较大，且球面半径过大，难以保证透镜的面型，本申请通过限定球面半径在正负100毫米之间，有利于降低第三透镜(材质为第一材质，可以为玻璃材质)的成型难度，确保玻璃透镜的可制造性。
一种可能的实施方式中，所述第三透镜的焦距为f3，满足0.1≤f3/f≤3。由于第一材质的透镜在本申请提供的光学透镜且镜头组中，占据主要光焦度，对光学性能的影响最大，本实施方式通过限定第三透镜焦距与光学透镜组有效焦距比值的范围，来调节光学透镜镜头组的光学性能。
一种可能的实施方式中，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第四透镜和所述第五透镜的间距为SP4，所述第一透镜物侧顶点位置到所述第六透镜像侧顶点位置的间距为LT，SP4/LT≤0.5。本实施方式通过将第四透镜和第五透镜之间的间距的限定，目的是为了利于所述光学镜头组的工艺的稳定性。具体而言，透镜之间的间距大，组立精度不容易保证，组立难度比较大，会影响光学镜头且的良率，本实施方式保证间距与LT之比小于0.5，使得间距在合理范围内，降低组立难度，提升良率。相邻的透镜之间的间距指的是沿光轴方向上相邻的光学表面之间的距离。
一种可能的实施方式中，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第四透镜的材质为第一材质，所述第四透镜的至少一个表面为球面。所述第四透镜的所述球面表面的球面半径为R，－100mm＜R＜100mm。本实施方式有利于降低第四透镜(材质为第一材质，可以为玻璃材质)的成型难度，确保玻璃透镜的可制造性。
一种可能的实施方式中，所述第四透镜的焦距为f4，满足0.1≤f4/f≤3。
一种可能的实施方式中，所述第五透镜和所述第六透镜的间距为SP5，所述第一透镜物侧顶点位置到所述第六透镜像侧顶点位置的间距为LT，SP5/LT≤0.2，本实施方式通过将第五透镜和第六透镜之间的间距的限定，目的是为了利于降低镜头组立难度。
第二方面，本发明实施例提供了一种摄像头，包括镜筒和前述任意一种实施方式所述的光学镜头组，所述光学镜头组安装在所述镜筒内。
第三方面，本申请提供一种终端设备，包括所述的摄像头。
本申请通过将光学镜头组中的至少一个透镜的材质选择为相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数的第一材质，能够抑制光学镜头组的光学效应，使得光学镜头组的焦距和MTF(Modulation Transfer Function(调制传递函数))等参数对温度不敏感，利于减少音圈马达用于补偿镜头组温漂效应的行程余量或取消摄影系统的温漂效应补偿算法，改善用户体验，能够获得优秀的光学品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请提供的光学镜头组应用在终端设备中的示意图；
图2a是本申请第一实施例提供的光学镜头组的示意图；
图2b是第一实施例的光学系统的轴向球面相差曲线；
图2c是第一实施例的光学系统的像散曲线；
图2d是第一实施例的光学系统的畸变曲线；
图2e是第一实施例的光学系统的垂轴色差曲线；
图3a是本申请第二实施例提供的光学镜头组的示意图；
图3b是第二实施例的光学系统的轴向球面相差曲线；
图3c是第二实施例的光学系统的像散曲线；
图3d是第二实施例的光学系统的畸变曲线；
图3e是第二实施例的光学系统的垂轴色差曲线；
图4a是本申请第三实施例提供的光学镜头组的示意图；
图4b是第三实施例的光学系统的轴向球面相差曲线；
图4c是第三实施例的光学系统的像散曲线；
图4d是第三实施例的光学系统的畸变曲线；
图4e是第三实施例的光学系统的垂轴色差曲线。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
参阅图1，本申请涉及的光学镜头组10可以为长焦摄影系统，应用在终端设备100中的摄像头。终端设备100可以为手机、平板等便携式终端。光学镜头组10可以为长焦镜头组，光学镜头组10安装在摄像头的镜筒内。摄像头组装在终端设备100内部，可以为终端设备100的后置摄像头或前置摄像头，或可以伸出终端设备100外壳的伸缩式的摄像头。
本申请提供的光学镜头组包括六个透镜，所述六个透镜沿着光轴方向从物侧至像侧依序分布分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述六个透镜中的至少一个透镜的材质为第一材质，所述第一材质的相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数，例如可以为玻璃材质，玻璃材质的折射率对温漂系数不敏感，具体而言，玻璃材质的相对折射率温漂系数为负值，塑料材质的相对折射率温漂系数为正值，且玻璃材质的相对折射率温漂系数与塑料材质的相对折射率温漂系数为相反数。所述第一透镜为正光焦度，所述第二透镜为负光焦度，所述第三透镜为正光焦度，所述光学镜头组的有效焦距为f，所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，TTL/f≦0.96。通过对至少一个透镜的特殊选材，选用第一材质，配合前三片透镜的光焦度的分配，能够改善光学镜头组的温度效应，使得光学镜头组的有效焦距和MTF等参数对温度不敏感，利于减少音圈马达用于补偿镜头组温漂效应的行程余量或取消光学镜头组的温漂效应补偿算法，提升用户的使用体验。
具体而言，玻璃材质可以为：冕牌玻璃、火石玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等。
具体而言，光学镜头组的从物侧至像侧分布的前三片透镜(即本申请所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜)分配了光学镜头组的主要光焦度，通过将所述第一透镜为正光焦度，所述第二透镜为负光焦度，所述第三透镜为负光焦度，可以更好地校正光学镜头组的色差，提升成像品质。
透镜的非球面曲线方程式如下定义：
Figure BDA0002219440710000041
Z：非球面上距离光轴为r的点，其与相切于非球面光轴上交点的切面的垂直距离；
r：非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；
C：曲率；k：锥面系数；αi：第i阶非球面系数。
以下通过七个具体的实施例对本申请进行详细的说明。
以下通过三个具体的实施例对本申请进行详细的说明。
实施例一
如图2a所示，中间的点划线表示光轴，光学镜头组左侧为物侧，右侧为像侧。本实施例提供的光学镜头组中，沿着光轴从物侧到像侧依次为渐晕光阑ST1、第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、孔径光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6，红外滤光元件IRCF、电子感光元件可置于像面。
第一透镜L1具有正光焦度，且为树脂材质(树脂材质也称为塑料材质，下文描述具相同的解释)，其物侧表面S1近光轴处为凸面，像侧表面S2近光轴处为凹面，均为非球面。
第二透镜L2具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S3近光轴处为凸面，像侧表面S4近光轴处为凹面，均为非球面。
第三透镜L3具有正光焦度，且为玻璃材质，其物侧表面S5近光轴处为凸面，像侧表面S6近光轴处为凸面，均为球面。
第四透镜L4具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S7近光轴处为凹面，像侧表面S8近光轴处为凹面，均为非球面。
第五透镜L5具有正光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S9近光轴处为凹面，像侧表面S10近光轴处为凸面，均为非球面。
第六透镜L6具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S11近光轴处为凹面，像侧表面S12近光轴处为凹面，均为非球面。
红外滤光元件IRCF的物侧表面S13和像侧表面S14均为平面。
更一般的，上述树脂材质可以替换为其他透明的塑料。通常塑料的相对折射率的温漂系数为正。塑料是指以高分子材料(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。树脂材质是塑料的一种。
第一透镜L1物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL，光学镜头组的有效焦距为f，其可满足下列条件：TTL/f≤0.96，实现较短TTL，利于光学镜头组的小型化设计，节约终端设备内部空间，利于终端设备薄形化发展。
在实施例1中，第三透镜L3的色散系数(阿贝数)为V3，V3满足15≤V3≤100。通过合理的光焦度分配和色散系数选择，能够校正镜头组的色差。
在实施例1中，温度变化△℃时，焦距f变化量为△f。△f/△℃定义为镜头组的温漂系数，其中温漂系数满足如下条件：－1um/℃≤△f/△℃≤1um/℃，能够改善摄影系统的温漂效应。
相对折射率温漂系数β定义为(dn/dt)rel(n是折射率，T是温度)表示材料在空气等介质中的折射率随温度变化系数。实施例1中的第三透镜L3相对折射率温漂系数β3满足：－9×10－5≤β3≤9×10－5，第三透镜L3的焦距为f3，光学镜头组的有效焦距为f，f3/f＝0.40满足0≤f3/f≤3条件，采用低折射率温漂系数材料和光焦度分配能够获得较小的系统温漂系数。
相邻的透镜之间的间距指的是沿光轴方向上相邻的光学表面之间的距离。
在实施例1中，第四透镜L4和第五透镜L5的间距为SP4(即沿着光轴方向，第四透镜L4的像侧表面S8与第五透镜L5的物侧表面S9之间的距离)，第一透镜L1物侧顶点位置到第六透镜L6像侧顶点位置的间距为LT，SP4/LT≤0.5，利于降低镜头组立的实施难度。具体而言，透镜之间的间距大，组立精度不容易保证，组立难度比较大，会影响光学镜头且的良率，本实施方式保证第四透镜L4和第五透镜L5的间距为SP2与LT之比小于等于0.5，使得第四透镜L4和第五透镜L5之间的间距在合理范围内，降低组立难度，提升良率。
本申请所述的透镜的物侧顶点指的是透镜物侧表面在光轴上的位置，像侧顶点位置指的是透镜像侧表面在光轴上的位置，其它的实施例亦是同样的解释。
作为实施例1的扩展，可以选择在第一透镜L1前方(即物侧)有渐晕光阑ST1(未图示)，在第五透镜L5后方(即像侧)有渐晕光阑ST2(未图示)，能够有效减小镜头组的直径。
在实施例1中，光学镜头组的有效焦距为f，第二透镜L2物侧表面的曲率半径为R21，第二透镜L2像侧表面的曲率半径为R22，满足如下条件：|f/R21|+|f/R22|＝3.78，利于校正系统像差，使得光学镜头组的垂轴色差小于1.5um，轴向色差小于10um，畸变小于1％。
表1a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
表1a
Figure BDA0002219440710000061
表1b给出了可用于第一实施例中各非球面镜面S1－S12的高次项系数A4、A6、A8和A10。
表1b
Figure BDA0002219440710000062
Figure BDA0002219440710000071
表1c给出了本实施例的光学系统的第一透镜L1的物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL、光学镜头组的最大像高ImgH、光学镜头组的有效焦距为f、第一透镜焦距f1、第二透镜焦距f2、第三透镜焦距f3、第四透镜焦距f4、第五透镜焦距f5、第六透镜焦距f6。
表1c
参数 TTL ImgH f f1 f2 f3 f4 f5 f6
数值(mm) 12.7 2.5 14.46 8.49 －10.41 5.82 －5.04 4.37 －4.57
图2b示出了第一实施例的光学系统的轴向球面相差曲线，横轴是光轴上聚焦位置，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场的轴向聚焦位置。
图2c示出了第一实施例的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中曲率较大的实线表示的是子午像面弯曲，曲率较小的虚线表示的是弧矢像面弯曲。
图2d示出了第一实施例的光学系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。
图2e示出了第一实施例的光学系统的垂轴色差曲线，横轴是像高变化，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场角对应的垂轴色差大小。
根据图2b至图2e可知，第一实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
实施例二
如图3a所示，本实施方式的光学镜头组中，沿着光轴从物侧到像侧依次为渐晕光阑ST1、第一个透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、孔径光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6，红外滤光元件IRCF、电子感光元件可置于像面。
第一透镜L1具有正光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S1近光轴处为凸面，像侧表面S2近光轴处为凹面，均为非球面。
第二透镜L2具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S3近光轴处为凸面，像侧表面S4近光轴处为凹面，均为非球面。
第三透镜L3具有正光焦度，且为玻璃材质，其物侧表面S5近光轴处为凸面，像侧表面S6近光轴处为凹面，均为球面。
第四透镜L4具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S7近光轴处为凹面，像侧表面S8近光轴处为凹面，均为非球面。
第五透镜L5具有正光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S9近光轴处为凹面，像侧表面S10近光轴处为凸面，均为非球面。
第六透镜L6具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S11近光轴处为凹面，像侧表面S12近光轴处为凹面，均为非球面。
第一透镜L1物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL，光学镜头组的有效焦距为f，其可满足下列条件：TTL/f≤0.96，实现较短TTL，利于光学镜头组的小型化设计，节约终端设备内部空间，利于终端设备薄形化发展。
在实施例2中，第三透镜L3的色散系数(阿贝数)为V3，V3满足15≤V3≤100。通过合理的光焦度分配和色散系数选择，能够校正镜头组的色差。
在实施例2中，温度变化△℃时，焦距f变化量为△f。△f/△℃定义为镜头组的温漂系数，其中温漂系数满足如下条件：－1um/℃≤△f/△℃≤1um/℃，能够改善摄影系统的温漂效应。
相对折射率温漂系数β定义为(dn/dt)rel表示材料在空气等介质中的折射率随温度变化系数。第三透镜L3相对折射率温漂系数β3满足：－9×10－5≤β3≤9×10－5，第三透镜L3的焦距为f3，镜头组的有效焦距为f，f3/f＝0.39满足0≤f3/f≤3条件，采用低折射率温漂系数材料和光焦度分配能够获得较小的系统温漂系数。
在实施例2中，第四透镜L4和第五透镜L5的间距为SP4，第一透镜L1物侧顶点位置到第六透镜L6像侧顶点位置的间距为LT，SP4/LT≤0.5，利于降低镜头组立的实施难度。
作为实施例1的扩展，可以选择在第一透镜L1前方(即物侧)设渐晕光阑ST1(未图示)，在第五透镜L5后方(即像侧)有渐晕光阑ST2(未图示)，能够有效减小镜头组的直径。
在实施例2中，光学镜头组的有效焦距为f，第二透镜L2物侧表面的曲率半径为R21，第二透镜L2像侧表面的曲率半径为R22，满足如下条件：|f/R21|+|f/R22|＝8.6，利于校正系统像差，使得光学镜头组的垂轴色差小于1.5um，轴向色差小于10um，畸变小于1％。
表2a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
表2a
面号 说明 表面类型 曲率半径 厚度 材质 折射率 色散系数
OBJ 平面 无限 无限
VIGSTO 渐晕光阑 非球面 无限 －0.773
S1 第一透镜 非球面 3.3580 2.100 PLASTIC 1.544 56
S2 非球面 4.8218 0.225
S3 第二透镜 非球面 4.6570 0.360 PLASTIC 1.65 22.4
S4 非球面 2.6314 0.370
S5 第三透镜 球面 2.2982 1.157 GLASS 1.49 70.4
S6 球面 12.1668 0.707
STO 孔径光阑 平面 无限大 0.119
S7 第四透镜 非球面 －7.4242 0.400 PLASTIC 1.65 22.4
S8 非球面 14.1861 0.453
S9 第五透镜 非球面 －27.8432 0.782 PLASTIC 1.67 20.4
S10 非球面 －3.7492 0.104
S11 第六透镜 非球面 －3.9463 0.360 PLASTIC 1.544 56
S12 非球面 30.6675 0.353
S13 红外滤光片 平面 0.210 GLASS 1.52 64.2
S14 平面 无限 5.000
S15 平面 无限
表2b给出了可用于第二实施例中各非球面镜面S1－S12的高次项系数A4、A6、A8和A10。
表2b
面号 K A4 A6 A8 A10
S1 2.769E－01 －9.860E－04 －1.497E－04 －8.492E－06 －3.102E－06
S2 4.350E+00 4.266E－03 －3.149E－03 2.320E－04 －9.858E－05
S3 2.694E+00 －1.851E－02 －2.341E－03 3.658E－04 －7.524E－05
S4 －3.955E+00 －3.858E－03 －4.622E－03 9.610E－04 －1.423E－04
S7 －1.198E+01 2.024E－02 －3.226E－02 1.771E－03 1.613E－03
S8 0 9.374E－02 －2.672E－02 3.463E－03 0
S9 －6.024E+01 5.249E－02 －1.466E－02 1.182E－02 －5.389E－03
S10 －9.667E+00 2.070E－02 －3.383E－02 2.227E－02 －3.202E－03
S11 4.406E+00 2.987E－02 －3.650E－02 2.938E－02 －5.521E－03
S12 －9.407E+01 －2.365E－02 6.634E－03 0 0
表2c给出了本实施例的光学系统的第一透镜L1的物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL、光学镜头组的最大像高ImgH、光学镜头组的有效焦距为f、第一透镜焦距f1、第二透镜焦距f2、第三透镜焦距f3、第四透镜焦距f4、第五透镜焦距f5、第六透镜焦距f6。
表2c
参数 TTL ImgH f f1 f2 f3 f4 f5 f6
数值(mm) 12.7 2.5 14.46 13.43 －10.09 5.58 －7.51 6.41 －6.38
图3b示出了第二实施例的光学系统的轴向球面相差曲线，横轴是光轴上聚焦位置，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场的轴向聚焦位置。
图3c示出了第二实施例的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中曲率较大的实线表示的是子午像面弯曲，曲率较小的虚线表示的是弧矢像面弯曲。
图3d示出了第二实施例的光学系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。
图3e示出了第二实施例的光学系统的垂轴色差曲线，横轴是像高变化，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场角对应的垂轴色差大小。
根据图3b至图3e可知，第二实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
实施例三
如图4a所示，本实施方式的光学镜头组中，，沿着光轴从物侧到像侧依次为孔径光阑STO、第一个透镜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，红外滤光元件IRCF、电子感光元件可置于像面。
第一透镜L1具有正光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S1近光轴处为凸面，像侧表面S2近光轴处为凸面，均为非球面。
第二透镜L2具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S3近光轴处为凹面，像侧表面S4近光轴处为凹面，均为非球面。
第三透镜L3具有正光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S5近光轴处为凸面，像侧表面S6近光轴处为凸面，均为球面。
第四透镜L4具有正光焦度，且为玻璃材质，其物侧表面S7近光轴处为凹面，像侧表面S8近光轴处为凹面，均为球面。
第五透镜L5具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S9近光轴处为凹面，像侧表面S10近光轴处为凸面，均为非球面。
第六透镜L6具有负光焦度，且为树脂材质，其物侧表面S11近光轴处为凹面，像侧表面S12近光轴处为凸面，均为非球面。
第一透镜L1物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL，光学镜头组的有效焦距为f，其可满足下列条件：TTL/f≤0.94，实现较短TTL，利于光学镜头组的小型化设计，节约终端设备内部空间，利于终端设备薄形化发展。
在实施例3中，第四透镜L4的色散系数(阿贝数)为V4，V4满足15≤V4≤100。通过合理的光焦度分配和色散系数选择，能够校正镜头组的色差。
在实施例3中，温度变化△℃时，f变化量为△f。△f/△℃定义为镜头组的温漂系数，其中温漂系数满足如下条件：－1um/℃≤△f/△℃≤1um/℃，能够改善摄影系统的温漂效应。
相对折射率温漂系数β定义为(dn/dt)rel表示材料在空气等介质中的折射率随温度变化系数。实施例3中的第四透镜L4相对折射率温漂系数β4满足：－9×10－5≤β4≤9×10－5，第四透镜的焦距为f4，光学镜头组的有效焦距为f，f4/f＝0.75满足0.1≤f4/f≤3条件，采用低折射率温漂系数材料和光焦度的合理分配减小镜头组的温漂系数。
在实施例3中，第五透镜L5和第六透镜L6的间距为SP5，第一透镜L1物侧顶点位置到第六透镜L6像侧顶点位置的间距为LT，SP5/LT≤0.2，利于降低镜头组立的实施难度。
在实施例3中，光学镜头组的有效焦距为f，第二透镜L2物侧表面的曲率半径为R21，第二透镜L2像侧表面的曲率半径为R22，满足如下条件：|f/R21|+|f/R22|＝1.99，利于校正系统像差，使得光学镜头组的垂轴色差小于1.5um，轴向色差小于10um，畸变小于1％。
结合上述具体实施例，本申请所提供的光学镜头组通过对各透镜的光焦度、材质、面形(凹面或凸面)的限定，结合透镜的色散系数、温漂系数、相对折射率温漂系数、相邻透镜之间间距及各表面曲率半径的范围限定，不但解决的温漂效应问题，还能提升成像效果，且利于校正光学镜头组的综合像差，使得本申请提供的光学镜头组的垂轴色差小于1.5um，轴向色差小于10um，畸变小于1％。
表3a示出了本实施例的光学系统的特性的表格，曲率半径、厚度的单位均为毫米(mm)。
表3a
Figure BDA0002219440710000101
Figure BDA0002219440710000111
表3b给出了可用于第三实施例中各非球面镜面S1－S12的高次项系数A4和A6。
表3b
面号 K A4 A6
S1 1.924E－010 －1.491E－003 1.306E－004
S2 3.377E－011 3.070E－004 2.890E－004
S3 4.193E－011 1.349E－004 2.514E－004
S4 8.395E－011 8.726E－005 4.237E－004
S5 0 0 0
S6 0 0 0
S7 0 0 0
S8 0 0 0
S9 1.321E－010 8.912E－003 3.154E－004
S10 1.740E－010 1.651E－004 8.713E－004
S11 －3.420E－010 －2.463E－002 －1.490E－003
S12 －3.664E－010 －2.039E－002 1.028E－003
表3c给出了本实施例的光学系统的第一透镜L1的物侧表面S1至无穷远物体距离成像面S15于光轴上的距离为TTL、光学镜头组的最大像高ImgH、光学镜头组的有效焦距为f、第一透镜焦距f1、第二透镜焦距f2、第三透镜焦距f3、第四透镜焦距f4、第五透镜焦距f5、第六透镜焦距f6。
表3c
参数 TTL ImgH f f1 f2 f3 f4 f5 f6
数值(mm) 13.57 2.8 14.50 6.66 －11.07 20.67 10.85 －6.38 －22.08
图4b示出了第三实施例的光学系统的轴向球面相差曲线，横轴是光轴上聚焦位置，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场的轴向聚焦位置。
图4c示出了第三实施例的光学系统的像散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲，其中曲率较大的实线表示的是子午像面弯曲，曲率较小的虚线表示的是弧矢像面弯曲。
图4d示出了第三实施例的光学系统的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。
图4e示出了第三实施例的光学系统的垂轴色差曲线，横轴是像高变化，纵轴是视场，其表示五条不同波长的光线在不同视场角对应的垂轴色差大小。
根据图4b至图4e可知，第三实施例所给出的光学系统能够实现良好的成像品质。
结合上述具体实施例，本申请所提供的光学镜头组通过对各透镜的光焦度、材质、面形(凹面或凸面)的限定，结合透镜的色散系数、温漂系数、相对折射率温漂系数、相邻透镜之间间距及各表面曲率半径的范围限定，不但解决的温漂效应问题，还能提升成像效果，且利于校正光学镜头组的综合像差，使得本申请提供的光学镜头组的垂轴色差小于1.5um，轴向色差小于10um，畸变小于1％。
本申请通过将光学镜头组中的至少一个透镜的材质选择为相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数的第一材质，能够抑制光学镜头组的光学效应，使得光学镜头组的焦距和MTF(Modulation Transfer Function(调制传递函数))等参数对温度不敏感，利于减少音圈马达用于补偿镜头组温漂效应的行程余量或取消摄影系统的温漂效应补偿算法，改善用户体验，能够获得优秀的光学品质。

Claims (20)

1.一种光学镜头组，包括多个沿着光轴方向从物侧至像侧依序排列的多个透镜，其特征在于，所述多个透镜中的至少一个透镜的材质为第一材质，所述第一材质的相对折射率温漂系数小于塑料材质的相对折射率温漂系数，所述多个透镜中，从物侧至像侧方向的前三个透镜依次为第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜为正光焦度，所述第二透镜为负光焦度，所述第三透镜为正光焦度，所述光学镜头组的有效焦距为f，所述第一透镜之物侧表面至成像面于所述光轴上的距离为TTL，TTL/f≦0.96。
2.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述第一材质的相对折射率温漂系数为β，－9×10－5≤β≤9×10－5。
3.如权利要求2所述的光学镜头组，其特征在于，所述第一材质的相对折射率温漂系数为β，－9×10－5≤β≤0。
4.如权利要求3所述的光学镜头组，其特征在于，所述第一材质为玻璃材质。
5.如权利要求2所述的光学镜头组，其特征在于，所述光学镜头组的温漂系数为△f/△℃，－2.6um/℃≤△f/△℃≤2.6um/℃。
6.如权利要求5所述的光学镜头组，其特征在于，－1um/℃≤△f/△℃≤1um/℃。
7.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述第二透镜物侧表面的曲率半径为R21，所述第二透镜的像侧表面的曲率半径为R22，|f/R21|+|f/R22|＜10。
8.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述光学镜头组还包括渐晕光阑，所述渐晕光阑设置在所述第一透镜的物侧和/或设置在所述第六透镜的像侧。
9.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，材质为所述第一材质的所述透镜的色散系数为V，15≤V≤100。
10.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述第三透镜的材质为第一材质，所述第三透镜的至少一个表面为球面。
11.如权利要求10所述的光学镜头组，其特征在于，所述第三透镜的所述球面表面的球面半径为R，－100mm＜R＜100mm。
12.如权利要求10所述的光学镜头组，其特征在于，所述第三透镜的焦距为f3，满足0.1≤f3/f≤3。
13.如权利要求10所述的光学镜头组，其特征在于，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第四透镜和所述第五透镜的间距为SP4，所述第一透镜物侧顶点位置到所述第六透镜像侧顶点位置的间距为LT，SP42/LT≤0.5。
14.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述多个透镜的数量为六个，分别为从物侧至像侧方向的依次排布的所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述第四透镜的材质为第一材质，所述第四透镜的至少一个表面为球面。
15.如权利要求14所述的光学镜头组，其特征在于，所述第四透镜的所述球面表面的球面半径为R，－100mm＜R＜100mm。
16.如权利要求14所述的光学镜头组，其特征在于，所述第四透镜的焦距为f4，满足0.1≤f4/f≤3。
17.如权利要求14所述的光学镜头组，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜的间距为SP5，所述第一透镜物侧顶点位置到所述第六透镜像侧顶点位置的间距为LT，SP5/LT≤0.2。
18.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述第一透镜的物侧表面的近光轴处为凸面。
19.一种摄像头，其特征在于，包括镜筒和如权利要注1至18任一项所述的光学镜头组，所述光学镜头组安装在所述镜筒内。
20.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求19所述的摄像头。
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