CN112305710B - 光学镜头及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的电子设备。该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，其中：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，其像侧面为凸面；所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及所述第四透镜具有负光焦度。该光学镜头可实现高解像、小型化、低成本等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头及电子设备

技术领域

本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种光学镜头及电子设备。

背景技术

随着汽车驾驶辅助系统的快速发展，光学镜头在其中扮演着越来越重要的作用。尤其是车载应用的光学镜头在智能驾驶系统中，担当慧眼系统的基础。与此同时，随着其在智能驾驶系统中的重要性不断提高，光学镜头更要面对市场的诸多诉求。一方面，出于镜头的隐蔽性考虑，市场对车载应用的光学镜头的小型化要求越来越高。另一方面，出于安全性的考虑，市场对车载应用的光学镜头的成像质量的要求也越来越高。因此，需要一种兼顾解像力和小型化的光学镜头。

发明内容

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包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其像侧面为凸面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及第四透镜具有负光焦度。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面为凸面。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面具有至少一个反曲点。

在一个实施方式中，第一透镜、第三透镜、第四透镜中的至少一片透镜为非球面透镜。

在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜之间设置有光阑。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中的至少一片透镜由玻璃材料制成。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的总有效焦距F满足：TTL/F≤3.8。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面的曲率半径R8、第四透镜的像侧面的曲率半径R9以及第四透镜在光轴上的中心厚度T4满足：0.1≤R8/(R9+T4)≤5。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：1.5≤R1/R2≤10。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、与最大视场角FOV对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：D/H/FOV≤0.0085。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL与第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL满足：BFL/TTL≥0.2。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与第三透镜的有效焦距F3满足：0.5≤|F2/F3|≤5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：(FOV×F)/H≥45。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与第四透镜的有效焦距F4满足：F1/F4≤1。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第四透镜的有效焦距F4满足：F3/F4≥-0.55。

在一个实施方式中，第三透镜在光轴上的中心厚度T3与第三透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离T34满足：T3/T34≤0.59。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面在光轴上的间距T12与光学镜头的总有效焦距F满足：T12/F≥0.4。

本申请的另一方面提供了一种光学镜头，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，第一透镜具有负光焦度；第二透镜具有正光焦度；第三透镜具有正光焦度；以及第四透镜具有负光焦度，其中：第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的总有效焦距F满足：TTL/F≤3.8。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面具有至少一个反曲点。

在一个实施方式中，第一透镜、第三透镜、第四透镜中的至少一片透镜为非球面透镜。

在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜之间设置有光阑。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中的至少一片透镜由玻璃材料制成。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面的曲率半径R8、第四透镜的像侧面的曲率半径R9以及第四透镜在光轴上的中心厚度T4满足：0.1≤R8/(R9+T4)≤5。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：1.5≤R1/R2≤10。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、与最大视场角FOV对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：D/H/FOV≤0.0085。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL与第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL满足：BFL/TTL≥0.2。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与第三透镜的有效焦距F3满足：0.5≤|F2/F3|≤5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：(FOV×F)/H≥45。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与第四透镜的有效焦距F4满足：F1/F4≤1。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第四透镜的有效焦距F4满足：F3/F4≥-0.55。

在一个实施方式中，第三透镜在光轴上的中心厚度T3与第三透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离T34满足：T3/T34≤0.59。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面在光轴上的间距T12与光学镜头的总有效焦距F满足：T12/F≥0.4。

本申请的又一方面提供了一种电子设备，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。

本申请采用了四片透镜，通过优化设置各透镜的形状、光焦度等，使光学镜头具有高解像、小型化、低成本、高稳定性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，本申请的其它特征、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；

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；以及

图4为示出根据本申请实施例4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。每个透镜最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像侧的表面称为该透镜的像侧面。

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形式化意义解释，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、原理和其它方面进行详细描述。

在示例性实施方式中，光学镜头包括例如四片具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，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并具有弯月形状，其物侧面可为凸面，并且其像侧面可为凹面。第一透镜的这种光焦度和面型配置有利于收集大视场角的入射光线，保证尽量多的光线进入光学系统，从而增加光通量，提升照度，提高成像质量。在实际应用中车载镜头一般暴露在外部环境中，这种凸向物方的弯月透镜有利于雨雪沿镜头滑落，延长镜头使用寿命。

第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凸面。根据本申请实施方式的第二透镜可汇聚前方光学系统中的光线以缩短光学系统总长。

第三透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。根据本申请实施方式的第三透镜是会聚透镜，其可减小光线的出射角度以实现光线的平缓过渡，有利于减小后端透镜口径。根据本申请实施例，该透镜可选用高折射率低阿贝数材料制作，以补偿光学系统的轴上像差，提高成像质量。

第四透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面，或其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。根据本申请实施方式的第四透镜的光焦度和面型搭配，有利于矫正光学系统的场曲、像散以及大角度视场的高阶像差，以提高系统的光学成像质量。

在示例性实施方式中，第一透镜与第二透镜之间可设置有用于限制光束的光阑以进一步提高光学镜头的成像质量。光阑有利于有效收束进入光学系统的光线，减小透镜口径。在本申请实施方式中，光阑可设置在第二透镜的物侧面附近处。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。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，光学镜头中的第一透镜至第四透镜中至少一片透镜是由玻璃制成。包含有由玻璃制成的光学透镜的光学镜头易适用于更为严苛的使用环境。该光学镜头在高低温环境下产生的后焦偏移可得到有效控制，并具有更好的系统稳定性。

在示例性实施方式中，第三透镜可采用高折射率材料制作。优选地，采用折射率Nd3大于等于1.8的高折射率材料制作。采用通过这种材料制备的透镜，减小了光学镜头口径、提高了系统成像质量、降低了系统公差敏感性、提高了生产良率以及降低了生产成本等。

在示例性实施方式中，第四透镜的像侧面具有至少一个反曲点。第四透镜的像侧面上设置相应的反曲点，有利于提高系统的成像质量。

在示例性实施方式中，第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的总有效焦距F满足：TTL/F≤3.8。优选地，TTL/F≤3.5。在本申请中，第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离也称作光学镜头的总长度。合理控制光学镜头的总长度与总有效焦距之间的比例关系，有利于实现系统小型化。

在示例性实施方式中，第四透镜的物侧面的曲率半径R8、第四透镜的像侧面的曲率半径R9以及第四透镜在光轴上的中心厚度T4满足：0.1≤R8/(R9+T4)≤5。优选地，0.5≤R8/(R9+T4)≤4.5。合理设置第四透镜的形状，有助于实现光学系统小型化的同时，提高系统解像力。

在示例性实施方式中，第一透镜的物侧面的曲率半径R1与第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：1.5≤R1/R2≤10。优选地，2≤R1/R2≤9.5。合理设置第一透镜的面型，尤其是控制像侧面的曲率半径适当地小于物侧面的曲率半径，有利于更大角度的光线进入后方光学系统。与此同时，控制像侧面的曲率半径适当地小于物侧面的曲率半径还有利于减小光学镜头的前端口径，在提高镜头解像力的同时实现镜头小型化。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、与最大视场角FOV对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：D/H/FOV≤0.0085。优选地，D/H/FOV≤0.008。合理设置上述三者之间的相互关系，易于减小光学镜头的前端口径，实现小型化。

在示例性实施方式中，第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL与第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL满足：BFL/TTL≥0.2。优选地，BFL/TTL≥0.3。在本申请中，第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离也称作光学镜头的总长度；第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离也称作光学镜头的后焦长。合理控制光学镜头的后焦长与光学镜头的总长度的比例关系，有利于对小型化模组的组装。

在示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与第三透镜的有效焦距F3满足：0.5≤|F2/F3|≤5。设置第二透镜的有效焦距和第三透镜的有效焦距的比值在适宜的数值范围内，有助于光线在透镜间平缓过渡，有利于提高光学系统的成像质量。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F以及与最大视场角FOV对应的像高H满足：(FOV×F)/H≥45。优选地，(FOV×F)/H≥50。合理设置上述三者的相互关系，使得光学系统具有小畸变、大视场角和长焦的特点。

在示例性实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与第四透镜的有效焦距F4满足：F1/F4≤1。优选地，F1/F4≤0.8。合理设置第一透镜的有效焦距与第四透镜的有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第四透镜的有效焦距F4满足：F3/F4≥-0.55。优选地，F3/F4≥-0.58。合理设置第三透镜的有效焦距与第四透镜的有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与光学镜头的总有效焦距F满足：F1/F≤-0.5。优选地，F1/F≤-0.8。合理设置第一透镜的有效焦距与光学镜头的总有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与光学镜头的总有效焦距F满足：F2/F≤4。优选地，F2/F≤3.5。合理设置第二透镜的有效焦距与光学镜头的总有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与光学镜头的总有效焦距F满足：F3/F≤4。优选地，F3/F≤3.5。合理设置第三透镜的有效焦距与光学镜头的总有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第四透镜的有效焦距F4与光学镜头的总有效焦距F满足：F4/F≤-2.5。优选地，F4/F≤-3。合理设置第四透镜的有效焦距与光学镜头的总有效焦距的比例关系，有利于实现光学系统的热补偿。

在示例性实施方式中，第三透镜在光轴上的中心厚度T3与第三透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离T34满足：T3/T34≤0.59。优选地，T3/T34≤0.58。合理设置第三透镜的形状，有助于实现光学系统小型化的同时，提高系统解像力。

在示例性实施方式中，第一透镜的像侧面至第二透镜的物侧面在光轴上的间距T12与光学镜头的总有效焦距F满足：T12/F≥0.4。优选地，T12/F≥0.42。合理设置第一透镜和第二透镜在光轴上的间距，有利于光学成像系统小型化。

在示例性实施方式中，第一透镜、第三透镜以及第四透镜中的至少一片透镜为非球面透镜。非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的。与从透镜中心到周边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，从而提升镜头的成像质量。非球面透镜的设置有助于矫正系统像差，提升解像力。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过优化设置透镜形状，合理分配光焦度，使用四片架构就能够实现高清成像，同时能够兼顾镜头小型化、高解像、低成本、高稳定性等要求。

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片透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括四片透镜。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，光学镜头沿着光轴由物侧至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为凸面，像侧面S5为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第二透镜L2的物侧面S4设置。

在本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片或保护玻璃L5，滤光片可用于校正色彩偏差，保护玻璃可用于保护位于成像面处的图像传感芯片IMA。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。

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，S1所在行的厚度T为第一透镜L1的中心厚度，S2所在行的厚度T为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔d12，以此类推)、折射率Nd以及阿贝数Vd。

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，可使镜头具有高解像、小型化、前端小口径、CRA小、温度性能佳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、S4、S5、S8和S9的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。

面号

K

A

B

C

D

E

S1

-5.1235

3.4137E-02

-9.7938E-03

9.0123E-04

-3.2622E-05

1.1049E-07

S2

0.2452

7.0956E-02

5.8502E-03

-8.2828E-03

4.4470E-03

-1.1746E-03

S4

-3.6232

5.9904E-03

-1.3295E-02

1.3841E-02

-8.8538E-03

1.7676E-03

S5

0.8852

5.5017E-03

-3.0020E-03

3.1372E-03

-1.1835E-03

1.9815E-04

S8

-1.8885

3.0156E-02

-6.9932E-03

-1.7014E-03

5.1213E-04

-2.5061E-05

S9

-1.0237

5.6272E-02

-1.7039E-03

-2.5072E-03

4.6527E-04

-2.2333E-05

表2

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，光学镜头沿着光轴由物侧至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为凸面，像侧面S5为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第二透镜L2的物侧面S4设置。

在本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片或保护玻璃L5，滤光片可用于校正色彩偏差，保护玻璃可用于保护位于成像面处的图像传感芯片IMA。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。

表3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。

表3

下表4给出了可用于实施例2中非球面透镜表面S1、S2、S4、S5、S8和S9的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。

面号

K

A

B

C

D

E

S1

-5.1235E+00

3.4137E-02

-9.7938E-03

9.0123E-04

-3.2622E-05

0.0000

S2

2.4519E-01

7.0956E-02

5.8502E-03

-8.2828E-03

4.4470E-03

-0.0012

S4

-3.6232E+00

5.9904E-03

-1.3295E-02

1.3841E-02

-8.8538E-03

0.0018

S5

8.8525E-01

5.5017E-03

-3.0020E-03

3.1372E-03

-1.1835E-03

0.0002

S8

-1.8885E+00

3.0156E-02

-6.9932E-03

-1.7014E-03

5.1213E-04

0.0000

S9

-1.0237E+00

5.6272E-02

-1.7039E-03

-2.5072E-03

4.6527E-04

0.0000

表4

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。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1所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S4为凹面，像侧面S5为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第二透镜L2的物侧面S4设置。

在本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片或保护玻璃L5，滤光片可用于校正色彩偏差，保护玻璃可用于保护位于成像面处的图像传感芯片IMA。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。

表5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。

表5

下表6给出了可用于实施例3中非球面透镜表面S1、S2、S4、S5、S8和S9的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。

面号

K

A

B

C

D

E

S1

-10.0000

3.3859E-02

-8.9560E-03

1.2179E-03

-1.2096E-04

6.0683E-06

S2

-4.0530

1.2994E-01

-5.2794E-03

-4.0613E-03

5.6088E-03

-1.1746E-03

S4

99.0000

3.0941E-03

-8.0720E-03

9.5011E-03

-6.9089E-03

1.7676E-03

S5

1.7386

-1.2119E-03

-3.4418E-03

2.9103E-03

-1.1803E-03

1.9815E-04

S8

45.3217

-1.1937E-02

-6.1930E-03

3.5288E-04

3.4271E-04

-4.7884E-05

S9

88.5052

1.3982E-02

-7.5149E-03

1.6542E-03

-8.2033E-05

-3.4333E-06

表6

实施例4

以下参照图4描述了根据本申请实施例4的光学镜头。图4示出了根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。

如图1所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S4为凹面，像侧面S5为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S6为凸面，像侧面S7为凹面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第二透镜L2的物侧面S4设置。

在本实施例中，第一透镜L1、第三透镜L3以及第四透镜L4的物侧面和像侧面均可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片或保护玻璃L5，滤光片可用于校正色彩偏差，保护玻璃可用于保护位于成像面处的图像传感芯片IMA。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。

表7示出了实施例4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。

表7

下表8给出了可用于实施例4中非球面透镜表面S1、S2、S4、S5、S8和S9的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。

面号

K

A

B

C

D

E

S1

-5.0000

3.3859E-02

-8.9560E-03

1.2179E-03

-1.2096E-04

6.0683E-06

S2

-4.0530

1.2994E-01

-5.2794E-03

-4.0613E-03

5.6088E-03

-1.1746E-03

S4

95.0000

3.0941E-03

-8.0720E-03

9.5011E-03

-6.9089E-03

1.7676E-03

S5

1.7386

-1.2119E-03

-3.4418E-03

2.9103E-03

-1.1803E-03

1.9815E-04

S8

32.1353

-1.1937E-02

-6.1930E-03

3.5288E-04

3.4271E-04

-4.7884E-05

S9

99.0000

1.3982E-02

-7.5149E-03

1.6542E-03

-8.2033E-05

-3.4333E-06

表8

综上，实施例1至实施例4分别满足以下表9所示的关系。在表9中，D、H、R1、R2、R8、R9、T12、T3、T4、T34、TTL、F、BFL、F1、F2、F3、F4的单位为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

表13

本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可包括根据本申请上述实施方式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。该电子设备可以是诸如探测距离相机的独立电子设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。此外，电子设备还可以是诸如车载相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如辅助驾驶系统上的成像模块。

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 (38)

1.一种光学镜头，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，其像侧面为凸面；

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第四透镜具有负光焦度；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的数量是四；

所述光学镜头的最大视场角FOV、与所述最大视场角FOV对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及与所述最大视场角FOV对应的像高H满足：D/H/FOV×180°≤1.53；以及

所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面在所述光轴上的间距T12与所述光学镜头的总有效焦距F满足：T12/F≥0.4。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凹面。

4.根据权利要求1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。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面具有至少一个反曲点。

7.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、所述第四透镜中的至少一片透镜为非球面透镜。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光阑。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中的至少一片透镜由玻璃材料制成。

10.根据权利要求1-9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至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

TTL/F≤3.8。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R8、所述第四透镜的像侧面的曲率半径R9以及所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度T4满足：

0.1≤R8/(R9+T4)≤5。

12.根据权利要求1-9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曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：

1.5≤R1/R2≤10。

13.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL满足：

BFL/TTL≥0.2。

14.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距F2与所述第三透镜的有效焦距F3满足：

0.5≤|F2/F3|≤5。

15.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的总有效焦距F以及与所述最大视场角FOV对应的像高H满足：

(FOV×F)/H≥45°。

16.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距F1与所述第四透镜的有效焦距F4满足：

F1/F4≤1。

17.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距F3与所述第四透镜的有效焦距F4满足：

F3/F4≥-0.55。

18.根据权利要求1-9中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度T3与所述第三透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的距离T34满足：

T3/T34≤0.59。

19.一种光学镜头，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；

所述第二透镜具有正光焦度；

所述第三透镜具有正光焦度；

所述第四透镜具有负光焦度；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的数量是四；

所述光学镜头的最大视场角FOV、与所述最大视场角FOV对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及与所述最大视场角FOV对应的像高H满足：D/H/FOV×180°≤1.53；

所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面在所述光轴上的间距T12与所述光学镜头的总有效焦距F满足：T12/F≥0.4；以及

所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：TTL/F≤3.8。

20.根据权利要求19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。

21.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面。

22.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

23.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

24.根据权利要求19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。

25.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

26.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面具有至少一个反曲点。

27.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜中的至少一片透镜为非球面透镜。

28.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光阑。

29.根据权利要求19所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜中的至少一片透镜由玻璃材料制成。

30.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面的曲率半径R8、所述第四透镜的像侧面的曲率半径R9以及所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度T4满足：

0.1≤R8/(R9+T4)≤5。

31.根据权利要求19-29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曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：

1.5≤R1/R2≤10。

32.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL满足：

BFL/TTL≥0.2。

33.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距F2与所述第三透镜的有效焦距F3满足：

0.5≤|F2/F3|≤5。

34.根据权利要求21-31中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的总有效焦距F以及与所述最大视场角FOV对应的像高H满足：

(FOV×F)/H≥45°。

35.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距F1与所述第四透镜的有效焦距F4满足：

F1/F4≤1。

36.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距F3与所述第四透镜的有效焦距F4满足：

F3/F4≥-0.55。

37.根据权利要求19-29中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度T3与所述第三透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的距离T34满足：

T3/T34≤0.59。

38.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1或19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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