CN112505896A - 潜望式光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明可以满足摄像镜头的望远特性，微型化以及高品质的成像特性。一种潜望式光学镜头,是具有正折射能力，像侧表面为凸面，物侧表面为凸面的第一透镜；具有负折射能力，物侧表面为凹面的第二透镜；具有正折射能力，像侧表面为凸面的第三透镜；具有负折射能力，物侧表面为凹面的第四透镜,光学系统的光阑设置在第一透镜前。本镜头具有较小体积，高照度和能够清晰成像的特点，且镜头敏感度较低，使用时搭配棱镜，组装简单，适用范围广。

Description

潜望式光学镜头
技术领域
本发明涉及一种潜望式光学镜头，可适用于对尺寸有一定需求的手机或超薄视频摄像装置。
背景技术
近年来，随着小型化摄影镜头的蓬勃发展，微型取像模块的需求日渐提高。随着半导体制程技术的不断精进，使感光元件CCD的尺寸不断减小，加上目前电子产品以性能良好且轻薄短小为发展趋势。因此，具备良好成像品质的小型化摄影镜头俨然成为目前市场上的主流。
传统的望远摄像模块其镜面形状、透镜材质变化受限，使得产品体积较大，且第二片透镜厚度较薄导致敏感度较高，从而影响光学系统的稳定性。因此有必要提供一种体积较小、易于组装、性能良好的潜望式摄像镜头。
发明内容
本发明目的是提供一种潜望式光学镜头。
本发明采用的技术方案是：
一种潜望式光学镜头，沿光轴从物侧到像面依次布置第一透镜、第二透镜、第三透镜，第四透镜；第一透镜具有正折射能力，像侧表面为凸面，物侧表面为凸面；第二透镜具有负折射能力，物侧表面为凹面；第三透镜具有正折射能力,像侧表面为凸面；第四透镜具有负折射能力，物侧表面为凹面。透镜镜片的表面皆为非球面，且镜头光学系统的光阑设置在第一透镜前。
在实施方式中，满足以下条件式：
0.28<(CT1+CT2)/TTL<0.4
其中，TTL为所述第一透镜物侧表面到像平面的光学总高；CT1为第一透镜在光轴上的厚度，CT2为第二透镜在光轴上的厚度，在此条件时，可以保持第一透镜第二透镜的厚度，镜头可以在拥有多片透镜的情况下实现轻薄小型化的特点。
在实施方式中，表述第四透镜的物侧表面的矢高SAG7和第四透镜的物侧表面的有效通光孔径SD7满足条件：
0<|SAG7/SD7|<0.36
满足条件的镜头可以对像差进行一定程度的补正，使镜头可以呈现更清晰的像。
在实施方式中，表述第二透镜在光轴上的厚度CT2和第四透镜在光轴上的厚度CT4满足条件：
0<CT4/CT2<0.6
满足条件的镜头可以有效的控制第二透镜和第四透镜的厚度比例，既可以提升成像品质，也可避免因厚度过薄导致的镜片敏感度过高。
在实施方式中，表述第一透镜的光焦度F1和第二透镜的光焦度F2满足条件：
0.3<|F1/F2|<1
满足条件的镜头可以调整第一透镜和第二透镜的光焦度比例，减少光学系统的像差。
在实施方式中，表述第四透镜像侧表面曲率半径R8和第四透镜的光焦度F4满足条件：
-1.5<R8/F4
满足条件的镜头可以有效的平衡第四透镜的面型与光焦度，可以改善像散对镜头的影响，提升镜头性能。
在实施方式中,表述透镜组的半像高IH和镜头的光学总长TTL满足条件：
5.3<TTL/IH
满足条件的的镜头可以降低镜头总厚度，达到镜头小型化的特点。
在实施方式中，表述所述光学系统的有效焦距EFl和光学系统的光学总高TTL满足条件：
1.0<EFL/TTL
镜头在实现该条件后，表明镜头具有望远的功能，可以拍摄到清晰的图片。
在实施方式中，表述第二透镜的像侧表面的曲率半径R4和所述光学系统的第二透镜光焦度F2满足条件：
0.9<R4/F2<20.1
镜头在满足上述条件后可以优化进入到镜头中的光线，并提升镜头的照度。
上述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、物侧和像侧表面均采用非球面，其中非球面系数满足如下方程：
Z＝cy2/[1+{1－(1+k)c2 y2}+1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18
其中，Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数、A14为14次非球面系数、A16为16次非球面系数，A18为18次非球面系数。
本发明的优点是：采用潜望摄像的方式，在保证了镜头的望远功能的同时也能保证镜头的小型化，且镜头成像质量良好，照度较高。
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。
图1是实施例1光学镜头的结构示意图。
图2A是实施例1光学镜头的轴上像散曲线图。
图2B是实施例1光学镜头的轴上畸变曲线图。
图2C是实施例1光学镜头的轴上照度曲线图。
图3是实施例2光学镜头的结构示意图。
图4A是实施例2光学镜头的轴上像散曲线图。
图4B是实施例2光学镜头的轴上畸变曲线图。
图4C是实施例2光学镜头的轴上照度曲线图。
图5是实施例2光学镜头的结构示意图。
图6A是实施例3光学镜头的轴上像散曲线图。
图6B是实施例3光学镜头的轴上畸变曲线图。
图6C是实施例3光学镜头的轴上照度曲线图。
图7是实施例2光学镜头的结构示意图。
图8A是实施例4光学镜头的轴上像散曲线图。
图8B是实施例4光学镜头的轴上畸变曲线图。
图8C是实施例4光学镜头的轴上照度曲线图。
图9是实施例2光学镜头的结构示意图。
图10A是实施例5光学镜头的轴上像散曲线图。
图10B是实施例5光学镜头的轴上畸变曲线图。
图10C是实施例5光学镜头的轴上照度曲线图。
具体实施方式
实施例1
以下参照图1是根据本申请实施例1给出光学镜头的2D图。
如图1所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜具有正折射力；第二透镜具有负折射力；第三透镜具有正折射力；第四透镜具有负折射能力；滤光片具有物侧面和像侧面。入射的光依序穿过各镜片表面最终成像在成像面。
表一示出了实施例1的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
本实施例的透镜组的设计参数具体请参照下表：
表一(a)
镜片 表面序号 表面类型 曲率半径 厚度 材料特性(Nd:Vd)
物 球面 Inf Inf
Stop 球面 Inf -0.36
P1 1 非球面 3.426 1.75 1.5445；55.987
2 非球面 -10.589 0.10
P2 3 非球面 -8.124 1.90 1.6397；23.529
4 非球面 -255.629 0.65
P3 5 非球面 -9.985 0.94 1.6612.20.3540
6 非球面 -7.516 0.46
P4 7 非球面 -9.965 0.22 1.5352：56.115
8 非球面 5.610 0.10
IR 9 球面 Inf 0.21 BK7
10 球面 Inf 4.55
像 球面
表一(b)
Figure BDA0002845122340000041
本实施例中，镜头符合上诉权利项的要求,其具体参数如下表所示：
表一(c)
Figure BDA0002845122340000042
Figure BDA0002845122340000051
根据表一(a)、表一(b)和图1，将当前实施例的镜片形状和镜片的各项属性较为清楚的展示出来，说明当前实施例是可以实现小型化的潜望摄像镜头。
根据表一(c)中和图2A中像散曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的像散S线和T线最大差值在0.01mm左右，表明该透镜具有较好改善像散的能力。
根据表一(c)中和图2B中畸变曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的畸变最大值小于0.8％并且总体趋势是单调上升，说明镜头具有良好的改善畸变的能力。
根据表一(c)中和图2C中照度曲线情况较为清晰的展示了，边缘视场光线在像面的照度达到90％，表明镜头在经过镜头照度损失较小，拍摄出来的图像会更加明亮。
根据以上信息说明该潜望镜头的实施例是具有镜头的小型化、镜头的照度高和拍摄清晰图像的特点。
实施例2
以下参照图3是根据本申请实施例2给出光学镜头的2D图。
如图3所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜具有正折射力；第二透镜具有负折射力；第三透镜具有正折射力；第四透镜具有负折射能力；滤光片具有物侧面和像侧面。入射的光依序穿过各镜片表面最终成像在成像面。
表二示出了实施例2的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
本实施例中，具体设计参数请参照下表：
表二(a)
Figure BDA0002845122340000052
Figure BDA0002845122340000061
表二(b)
Figure BDA0002845122340000062
本实施例中，镜头符合上诉权利项的要求,其具体参数如下表所示：
表二(c)
Figure BDA0002845122340000063
根据表二(a)、表二(b)和图3，将当前实施例的镜片形状和镜片的各项属性较为清楚的展示出来，说明当前实施例是可以实现小型化的潜望摄像镜头。
根据表二(c)中和图4A中像散曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的像散S线和T线最大差值在0.015mm左右，表明该透镜具有较好改善像散的能力。
根据表二(c)中和图4B中畸变曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的畸变最大值小于0.8％并且总体趋势是单调增加，说明镜头具有良好的改善畸变的能力。
根据表二(c)中和图4C中照度曲线情况较为清晰的展示了，边缘视场光线在像面的照度达到90％，表明镜头在经过镜头照度损失较小，拍摄出来的图像会更加明亮。
根据以上信息说明该潜望镜头的实施例是具有镜头的小型化、镜头的照度高和拍摄清晰图像的特点。
实施例3
以下参照图5是根据本申请实施例3给出光学镜头的2D图。
如图5所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜具有正折射力；第二透镜具有负折射力；第三透镜具有正折射力；第四透镜具有负折射能力；滤光片具有物侧面和像侧面。来入射的光依序穿过各镜片表面最终成像在成像面。
表三示出了实施例3的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
本实施例中，具体设计参数请参照下表：
表三(a)
镜片 表面序号 表面类型 曲率半径 厚度 材料特性(Nd:Vd)
物 球面 Inf Inf
Stop 球面 Inf -0.24
P1 1 非球面 4.008 2.00 1.5445；55.987
2 非球面 -6.736 0.10
P2 3 非球面 -9.232 1.78 1.6397；23.529
4 非球面 12.173 1.46
P3 5 非球面 19.577 0.97 1.6397；23.529
6 非球面 -19.647 0.18
P4 7 非球面 -2.661 0.29 1.5445；55.987
8 非球面 -9.882 0.77
IR 9 球面 Inf 0.30 BK7
10 球面 Inf 3.34
像 球面
表三(b)
Figure BDA0002845122340000081
本实施例中，镜头符合上诉权利项的要求,其具体参数如下表所示：
表三(c)
Figure BDA0002845122340000082
根据表三(a)、表三(b)和图5，将当前实施例的镜片形状和镜片的各项属性较为清楚的展示出来，说明当前实施例是可以实现小型化的摄像镜头。
根据表三(c)中和图6A中像散曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的像散S线和T线最大差值在0.02mm左右，表明该透镜具良好的改善像散的能力。
根据表三(c)中和图6B中畸变曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的畸变最大值小于1％并且总体趋势是单调增加，说明镜头具有良好的改善畸变的能力。
根据表三(c)中和图6C中照度曲线情况较为清晰的展示了，边缘视场光线在像面的照度达到90％，表明镜头在经过镜头照度损失较小，拍摄出来的图像会更加明亮。
根据以上信息说明该潜望镜头的实施例是具有镜头的小型化、镜头的照度高和拍摄清晰图像的特点。
实施例四
以下参照图7是根据本申请实施例4给出光学镜头的2D图。
如图所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜具有正折射力；第二透镜具有负折射力；第三透镜具有正折射力；第四透镜具有负折射能力；滤光片具有物侧面和像侧面。来入射的光依序穿过各镜片表面最终成像在成像面。
表三示出了实施例4的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
本实施例中，具体设计参数请参照下表：
表四(a)
镜片 表面序号 表面类型 曲率半径 厚度 材料特性(Nd:Vd)
物 球面 Inf Inf
Stop 球面 Inf -0.37
P1 1 非球面 3.508 2.00 1.5445；55.987
2 非球面 -10.538 0.10
P2 3 非球面 -8.040 2.00 1.6397；23.529
4 非球面 -34.672 0.49
P3 5 非球面 -9.983 1.10 1.6612；23.354
6 非球面 -8.114 0.30
P4 7 非球面 -10.213 0.25 1.5352；56.115
8 非球面 5.282 0.10
IR 9 球面 Inf 0.21 BK7
10 球面 Inf 4.54
像 球面
表四(b)
Figure BDA0002845122340000091
本实施例中，镜头符合上诉权利项的要求,其具体参数如下表所示：
表四(c)
Figure BDA0002845122340000101
根据表四(a)、表四(b)和图7，将当前实施例的镜片形状和镜片的各项属性较为清楚的展示出来，说明当前实施例是可以实现小型化的摄像镜头。
根据表四(c)中和图8A中像散曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的像散S线和T线最大差值在0.02mm左右，表明该透镜具良好的改善像散的能力。
根据表四(c)中和图8B中畸变曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的畸变最大值小于0.8％并且总体趋势是单调增加，说明镜头具有良好的改善畸变的能力。
根据表四(c)中和图8C中照度曲线情况较为清晰的展示了，边缘视场光线在像面的照度达到90％，表明镜头在经过镜头照度损失较小，拍摄出来的图像会更加明亮。
根据以上信息说明该潜望镜头的实施例是具有镜头的小型化、镜头的照度高和拍摄清晰图像的特点。
实施例五
以下参照图9是根据本申请实施例5给出光学镜头的2D图。
如图所示，根据本申请示例性实施方式的光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜具有正折射力；第二透镜具有负折射力；第三透镜具有正折射力；第四透镜具有负折射能力；滤光片具有物侧面和像侧面。来入射的光依序穿过各镜片表面最终成像在成像面。
表三示出了实施例5的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
本实施例中，具体设计参数请参照下表：
表五(a)
镜片 表面序号 表面类型 曲率半径 厚度 材料特性(Nd:Vd)
物 球面 Inf Inf
Stop 球面 Inf -0.43
P1 1 非球面 3.386 2.77 1.5445；55.987
2 非球面 -10.584 0.06
P2 3 非球面 -10.936 0.46 1.6397；23.529
4 非球面 5.190 1.38
P3 5 非球面 7.518 1.58 1.6397；23.529
6 非球面 -151.463 0.52
P4 7 非球面 -1.809 0.28 1.5352；56.115
8 非球面 -2.821 0.79
IR 9 球面 Inf 0.21 BK7
10 球面 Inf 3.37
像 球面
表五(b)
Figure BDA0002845122340000111
本实施例中，镜头符合上诉权利项的要求,其具体参数如下表所示：
表五(c)
Figure BDA0002845122340000112
Figure BDA0002845122340000121
根据表五(a)、表五(b)和图9，将当前实施例的镜片形状和镜片的各项属性较为清楚的展示出来，说明当前实施例是可以实现小型化的摄像镜头。
根据表五(c)中和图10A中像散曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的像散S线和T线最大差值在0.02mm左右，表明该透镜具良好的改善像散的能力。
根据表五(c)中和图10B中畸变曲线说明较为清晰的展示了，镜头在满足权利项的要求后，镜头的畸变最大值小于1％并且总体趋势是单调增加，说明镜头具有良好的改善畸变的能力。
根据表五(c)中和图10C中照度曲线情况较为清晰的展示了，边缘视场光线在像面的照度达到82％，表明镜头在经过镜头照度损失较小，拍摄出来的图像会更加明亮。
根据以上信息说明该潜望镜头的实施例是具有镜头的小型化、镜头的照度高和拍摄清晰图像的特点。

Claims (6)

1.一种潜望式光学镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到像面依次布置第一透镜、第二透镜、第三透镜，第四透镜；
第一透镜具有正折射能力，像侧表面为凸面，物侧表面为凸面；第二透镜具有负折射能力，物侧表面为凹面；第三透镜具有正折射能力,像侧表面为凸面；第四透镜具有负折射能力，物侧表面为凹面；第一透镜、第二透镜、第三透镜，第四透镜的表面皆为非球面，镜头光学系统的光阑设置在第一透镜前；
镜头满足以下条件式：
0.28<(CT1+CT2)/TTL<0.4
其中CT1为第一透镜中厚；CT2为第二透镜中厚；TTL为光学镜头的光学总长；
0<|SAG7/SD7|<0.36
其中SAG7为第四透镜的物侧表面的矢高，SD7为第四透镜的物侧表面的有效通光孔径。
2.根据权利要求1所述的潜望式光学镜头，其特征在于，还满足以下关系式：
0<CT4/CT2<0.6
0.3<|F1/F2|<1
其中，CT4为第四透镜中厚，CT2为第二透镜中厚；其中F1为第一透镜的焦距、F2为第二透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的潜望式光学镜头，其特征在于，还满足以下关系式：
-1.5<R8/F4
其中,R8为第四透镜的像侧表面曲率半径，F4为第四透镜的光焦度。
4.根据权利要求1所述的潜望式光学镜头，其特征在于，还满足以下关系式:
5.3<TTL/IH
其中，TTL为镜头光学系统总长,IH为透镜组的半像高IH。
5.根据权利要求1所述的潜望式光学镜头，其特征在于，还满足以下关系式：
1.0<EFL/TTL
其中，EFl为镜头的有效焦距，TTL为镜头的光学总高。
6.根据权利要求1所述的潜望式光学镜头，其特征在于，还满足以下关系式：
0.9<R4/F2<20.1
其中，R4为第二透镜的像侧表面的曲率半径；F2为第二透镜有效焦距。
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