CN112698473B

CN112698473B - 光学镜头及电子设备

Info

Publication number: CN112698473B
Application number: CN201911012523.7A
Authority: CN
Inventors: 李季; 王东方; 姚波
Original assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN112698473A

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；第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及第四透镜具有光焦度。该光学镜头可实现高解像、小型化、低成本、温度适应性能好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

近年来随着汽车行业的快速发展，车载镜头的应用变得越来越多。人们对车载镜头的要求也越来越高，车载镜头在技术方面也逐渐趋向于高、精、尖水平。一方面，人们要求镜头的整体尺寸越来越小，以便于车载镜头安装。另一方面，人们要求镜头的解像力越来越高，以便于获得高质量图像。

此外，车载镜头的应用环境可能存在较大的温差，如夏日高温和冬天的低温，在这种条件下应用的普通镜头会产生像面的偏移，使镜头成像模糊，影响正常使用。为了使车载镜头在高低温的工作条件下都能成清晰的画面，我们需要抑制镜头光学后焦随温度变化的偏移。

发明内容

本申请的一个方面提供了一种光学镜头，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，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；所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及所述第四透镜具有光焦度。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面为凸面。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面为凹面。

在一个实施方式中，所述第四透镜的物侧面为凹面或所述第四透镜的像侧面为凹面。

在一个实施方式中，所述第二透镜和所述第四透镜均为非球面透镜。

在一个实施方式中，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≤8.5。

在一个实施方式中，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、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述最大视场角FOV对应的最大像高H满足：TTL/H/FOV≤0.03。

在一个实施方式中，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：|R1/R2|≤6。

在一个实施方式中，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对应的最大像高H满足：D/H/FOV≤0.025。

在一个实施方式中，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≥0.1。

在一个实施方式中，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：|F2/F3|≤8。

在一个实施方式中，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对应的最大像高H满足：(FOV×F)/H≥45。

在一个实施方式中，所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足：F/EPD≤2.5。

在一个实施方式中，所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2与所述光学镜头的总有效焦距F满足：0.5≤R2/F≤2.2。

在一个实施方式中，所述第一透镜的有效焦距F1与所述第三透镜的有效焦距F3满足：|F1/F3|≤2.5。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5与所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6满足：|(R5+R6)/(R5-R6)|≤1.2。

在一个实施方式中，所述第二透镜为塑料透镜，以及所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足：ET2/CT2≤3。

在一个实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第二透镜的物侧面的最大通光口径半径DT21与所述最大视场角FOV对应的所述第三透镜的像侧面的最大通光口径半径DT32满足：DT21/DT32≤3.2。

在一个实施方式中，所述第四透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的物侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG41与所述第四透镜的像侧面和所述光轴的交点至所述最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG42满足：SAG41/SAG42≤2。

在一个实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径DT42与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足：DT42/ImgH≤0.8。

在一个实施方式中，所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：

0.11≤CT2/CT4≤1.1。

本申请的另一个方面提供了一种光学镜头，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，所述第一透镜具有负光焦度；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三透镜具有正光焦度；以及所述第四透镜具有光焦度；其中，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：|R1/R2|≤6。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面为凸面。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面为凹面。

在一个实施方式中，所述第二透镜为塑料透镜，以及所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第二透镜的中心厚度CT2满足：ET2/CT2≤3。

在一个实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径半径DT42与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足：DT42/ImgH≤0.8。

在一个实施方式中，所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：0.11≤CT2/CT4≤1.1。

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、温度适应性能好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；

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；

图5为示出根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图；

图6为示出根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图；以及

图7为示出根据本申请实施例的光学镜头的部分参数示意图。

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减小入射光线在光学系统迎击面上的入射角，收集更多的光线进入光学系统，从而增加光通量，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，且能够延长镜头使用寿命。

第二透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面，同时像侧面为凹面，或其物侧面和像侧面均为凹面。根据本申请实施方式的第二透镜可具有与第一透镜相近的透镜形状，可将第一透镜收集的光线适当压缩，更好地过渡从第一透镜入射的光线至后组透镜。当第二透镜为弯月形状时，其有利于减少第一透镜和第二透镜之间距离，从而有利于缩短镜头的物理总长，实现镜头小型化。同时通过合理选择第二透镜的材质，有利于减小镜头的热补偿，从而保证系统具有良好的热性能。

第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面可同时为凸面。第三透镜为会聚透镜，既有利于压缩入射光线的角度，实现入射光线平缓过渡，又有利于减小光学镜头的后端口径。

第四透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凸面，同时像侧面可为凹面，或其物侧面可为凹面，同时像侧面可为凸面。第四透镜的光焦度和面型配合设置，有利于矫正光学系统的场曲和像散，以及大角度视场的高阶像差，提高光学系统的解像力。

在示例性实施方式中，第三透镜与第四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，缩短系统总体长度，减小透镜口径。在本申请实施方式中，光阑可设置在第三透镜的像侧面的附近处、第四透镜的物侧面的附近处或第三透镜与第四透镜的中间位置。本申请实施方式中光阑设置，有利于有效约束进入光学系统的光线，减小光学系统后端的透镜口径，并降低光学系统的组立敏感度。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，以防止光学镜头的像方元件(例如，芯片)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可均由玻璃制成。用玻璃制成的光学透镜可抑制光学镜头后焦随温度变化的偏移，以提高系统稳定性。同时采用玻璃材质可避免因使用环境中高、低温温度变化造成的镜头成像模糊，影响到镜头的正常使用。当然在温度稳定性要求较低的应用场合中，光学镜头中的第一透镜至第四透镜也可均由塑料制成。

在示例性实施方式中，第三透镜可由高折射率低阿贝数材料制作。例如，第三透镜的折射率Nd3满足：Nd3≥1.75。第三透镜的这种材料选择有利于减小光学系统的前端口径、提高成像质量、降低光学系统公差敏感性、提高生产良率以及降低生产成本。

在示例性实施方式中，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≤8.5，例如，TTL/F≤7.5。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，有利于光学镜头实现较好的性能，同时能保证镜头小型化。

在示例性实施方式中，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、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述最大视场角FOV对应的最大像高H满足：TTL/H/FOV≤0.03，例如，TTL/H/FOV≤0.025。合理设置上述三者之间的相互关系，有利于实现镜头小型化。

在示例性实施方式中，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：|R1/R2|≤6，例如，|R1/R2|≤5.5。合理设置第一透镜的物侧面的曲率半径与所述第一透镜的像侧面的曲率半径的比例关系，有效控制第一透镜的镜片形状，既有利于第一透镜收集更大角度的光线进入后方光学系统，减小镜头的前端口径以及镜头体积，又有利于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，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对应的最大像高H满足：D/H/FOV≤0.025，例如，D/H/FOV≤0.02。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。图7为示出根据本申请实施例的光学镜头的部分参数示意图。如图7所示，最大视场角对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D的半径示意如图7所示。

在示例性实施方式中，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≥0.1，例如，BFL/TTL≥0.15。在本申请中，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，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：|F2/F3|≤8，例如，|F2/F3|≤6。合理设置第二透镜的有效焦距与所述第三透镜的有效焦距的比例关系，有利于实现透镜间光线平缓过渡,提高光学系统成像质量。

在示例性实施方式中，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对应的最大像高H满足：(FOV×F)/H≥45，例如，(FOV×F)/H≥50。合理设置上述三者的相互关系，有利于光学镜头兼具大视场角和长焦特性，实现大视场角和长焦的平衡设计。

在示例性实施方式中，所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足：F/EPD≤2.5，例如，1.8≤F/EPD≤2.2。合理设置光学镜头的总有效焦距与所述光学镜头的入瞳直径的比例关系，有利于提高光学系统成像面上的像面能量密度，进而提高像方传感器输出信号的信噪比，即提高测量深度的精度。

在示例性实施方式中，所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2与所述光学镜头的总有效焦距F满足：0.5≤R2/F≤2.2，例如，0.8≤R2/f≤2。合理设置第一透镜的像侧面的曲率半径与所述光学镜头的总有效焦距的比例关系，实现光学镜头的广角特性的同时，保证第一透镜具有较好的加工工艺性。

在示例性实施方式中，所述第一透镜的有效焦距F1与所述第三透镜的有效焦距F3满足：|F1/F3|≤2.5，例如，|F1/F3|≤2.3。合理设置第一透镜的有效焦距与所述第三透镜的有效焦距的比例关系，使得第一透镜和第三透镜具有相近的光焦度，有利于扩大光学系统的视场，提高系统成像质量。

在示例性实施方式中，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5与所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6满足：|(R5+R6)/(R5-R6)|≤1.2，例如，|(R5+R6)/(R5-R6)|≤1。合理设置第三透镜的物侧面的曲率半径与所述第三透镜的像侧面的曲率半径的比例关系，有利于第三透镜的加工成型，提高产品良率。

在示例性实施方式中，所述第二透镜为塑料透镜，以及所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第二透镜的中心厚度CT2满足：ET2/CT2≤3，例如，1≤ET2/CT2≤2.6。第二透镜可通过塑料材料加工制作。在此条件下，合理设置第二透镜的边缘厚度与所述第二透镜的中心厚度的比例关系，有利于第二透镜的加工脱模。

在示例性实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第二透镜的物侧面的最大通光口径半径DT21与所述最大视场角FOV对应的所述第三透镜的像侧面的最大通光口径半径DT32满足：DT21/DT32≤3.2，例如，DT21/DT32≤2.9。合理设置第二透镜的物侧面的最大通光口径半径与所述第三透镜的像侧面的最大通光口径半径的比例关系，使得第二透镜的物侧面和第三透镜的像侧面具有相近的最大通光口径，有利于光学镜头的装配，提高镜头装配精度，也有利于成像质量的提升。

在示例性实施方式中，所述第四透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的物侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG41与所述第四透镜的像侧面和所述光轴的交点至所述最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG42满足：SAG41/SAG42≤2，例如，SAG41/SAG42≤1.5。合理设置其比例关系，使得第四透镜物侧面和像侧面面型形状接近，有利于平缓过渡周边光线，降低透镜敏感度。所述透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述最大视场角FOV对应的所述透镜的物侧面的最大通光口径半径顶点的轴上距离SAG的示意如图7所示。

在示例性实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径半径DT42与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足：DT42/ImgH≤0.8，例如，DT42/ImgH≤0.6。合理设置所述最大视场角FOV对应的第四透镜的像侧面的最大通光口径半径与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半的比例关系，使得所述最大视场角FOV对应的第四透镜的像侧面的有效半口径和成像面上有效像素区域对角线长的一半大小近似，有利于光学系统的主光线角在入射至成像面时具有较小角度，提高系统相对照度。

在示例性实施方式中，所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：0.11≤CT2/CT4≤1.1，例如，0.25≤CT2/CT4≤0.8。合理设置第二透镜在所述光轴上的中心厚度与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度的比例关系，有利于提高镜头的成像质量。

在示例性实施方式中，所述第一透镜的有效焦距F1与所述光学镜头的总有效焦距F满足：|F1/F|≤5，例如，|F1/F|≤4。合理分配第一透镜的有效焦距，有助于实现系统热补偿。

在示例性实施方式中，所述第二透镜的有效焦距F2与所述光学镜头的总有效焦距F满足：|F2/F|≤10，例如，|F2|/F≤9。合理分配第二透镜的有效焦距，有助于实现系统热补偿。

在示例性实施方式中，所述第三透镜的有效焦距F3与所述光学镜头的总有效焦距F满足：|F3/F|≤4，例如，|F3/F|≤3。合理分配第三透镜的有效焦距，有助于实现系统热补偿。

在示例性实施方式中，所述第四透镜的有效焦距F4与所述光学镜头的总有效焦距F满足：|F4/F|≤50，例如，|F4/F|≤46。合理分配第四透镜的有效焦距，有利于光学系统对光线收束，保证系统通光量。

在示例性实施方式中，所述光学镜头的光圈数FNO满足：FNO≤3，例如，FNO≤2.5。合理设置光学镜头的光圈数，有利于实现系统较大透光量，提高成像画面亮度。

在示例性实施方式中，第一透镜至第四透镜均可为非球面透镜，优选地，第二透镜和第四透镜中的至少一片透镜可为非球面透镜。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。优选地，第二透镜和第四透镜均为非球面透镜，有利于矫正系统像差，提高解像力。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过材料、面型、各透镜光焦度的合理搭配，以及各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距的设计，在仅使用4片透镜的前提下，实现镜头高解像能力(2M)及小型化。通过合理的材料选择与搭配、透镜焦距的合理设置使镜头在高低温下的后焦偏移得到了很好的控制，以使镜头适用于更为严苛的使用环境。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，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可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的物侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2和第四透镜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L5和/或保护玻璃L5’，该滤光片L5可用于校正色彩偏差以及该保护玻璃L5’可用于保护位于成像面S12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S3、S4、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

S3

-9.9887E+01

4.8942E-03

-5.5129E-04

4.8882E-05

-3.4946E-06

1.1289E-07

S4

1.2990E+00

7.6667E-03

-1.9526E-04

2.9301E-05

1.5942E-05

-2.8443E-07

S8

-8.2135E+01

-1.6834E-03

-3.3664E-03

6.9963E-03

-3.9598E-03

8.1823E-04

S9

-1.0611E+02

4.2024E-03

-5.3300E-04

3.4077E-04

-5.9789E-05

1.9161E-06

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。

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S3、S4、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

S3

4.0948E+02

3.9508E-03

-6.4256E-04

5.5945E-05

-3.4292E-06

1.0280E-07

S4

4.5112E-01

7.5593E-03

-5.5898E-04

1.1060E-04

-9.0495E-06

-4.5457E-07

S8

-2.3301E+01

-2.4618E-03

-5.7598E-03

6.2160E-03

-3.8520E-03

9.1699E-04

S9

-9.8181E+01

-9.4006E-03

3.1878E-03

-9.0271E-04

7.3602E-05

1.1867E-06

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3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。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。

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S3、S4、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

S3

-8.4139E+01

4.4221E-03

-5.4114E-04

5.4352E-05

-3.0565E-06

6.2238E-08

S4

2.6012E-01

8.5601E-03

-4.9192E-04

1.7168E-04

-6.4083E-06

4.0278E-07

S8

-5.0000E+01

-1.4493E-03

-6.1979E-03

6.8695E-03

-3.9005E-03

7.9390E-04

S9

-5.0001E+01

-7.3396E-03

5.2576E-03

-9.6747E-04

1.4802E-05

1.6958E-05

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4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为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凸面，像侧面S9为凹面。

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S3、S4、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

S3

-1.4577E+01

1.6308E-03

-5.1891E-05

-3.4697E-06

5.1333E-08

-2.1118E-09

S4

7.6003E+01

9.3782E-03

-4.3740E-04

1.1154E-04

-9.7695E-06

5.9394E-07

S8

-9.8671E+01

4.7450E-02

-3.3676E-02

1.6342E-02

-4.4279E-03

4.9442E-04

S9

3.7300E+01

5.4620E-03

-7.6247E-04

2.6939E-04

-8.5769E-05

6.4285E-06

表8

实施例5

以下参照图5描述了根据本申请实施例5的光学镜头。图5示出了根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图。

如图5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为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6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可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的像侧面S6设置。

表9示出了实施例5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9

下表10给出了可用于实施例5中非球面透镜表面S3、S4、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

S3

9.6000E+01

-5.2230E-03

-1.7047E-04

1.8665E-05

7.0535E-07

0.0000E+00

S4

1.8351E+01

-4.1064E-03

-1.5702E-04

6.1992E-05

-1.8690E-06

-3.0904E-24

S8

-4.1960E+01

2.1944E-02

-1.8467E-02

9.0229E-03

-3.2195E-03

4.9442E-04

S9

3.1717E+00

1.1264E-03

-2.6171E-03

2.7204E-04

-1.0153E-04

6.4285E-06

表10

实施例6

以下参照图6描述了根据本申请实施例6的光学镜头。图6示出了根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图。

如图6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。

表11示出了实施例6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11

下表12给出了可用于实施例6中非球面透镜表面S3、S4、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

S3

1.0000E+02

-1.3604E-03

2.8359E-05

1.4387E-06

-2.4474E-07

0.0000E+00

S4

1.8351E+01

2.1275E-04

8.3885E-06

2.6228E-05

-1.3101E-06

7.4165E-23

S8

-1.7572E+02

5.0928E-03

-1.7462E-02

1.0453E-02

-3.7528E-03

4.9442E-04

S9

-1.4129E+01

1.7880E-03

-3.9936E-04

2.8626E-04

-5.6177E-05

6.4285E-06

表12

综上，实施例1至实施例6分别满足以下表13所示的关系。在表13中，D、H、ImgH、R1、R2、R5、R6、F、BFL、TTL、CT2、CT4、ET2、EPD、DT21、DT32、DT42、SAG41、SAG42、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

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；

所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及

所述第四透镜具有光焦度；

其中，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对应的最大像高H满足：D/H/FOV×180°≤4.5；

所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的入瞳直径EPD满足：F/EPD≤2.5；以及

所述光学镜头具有光焦度的透镜数量为四片。

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凹面或所述第四透镜的像侧面为凹面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第四透镜均为非球面透镜。

6.根据权利要求1-5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≤8.5。

7.根据权利要求1-5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、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述最大视场角FOV对应的最大像高H满足：

TTL/H/FOV×180°≤5.4。

8.根据权利要求1-5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：

|R1/R2|≤6。

9.根据权利要求1-5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≥0.1。

10.根据权利要求1-5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：

|F2/F3|≤8。

11.根据权利要求1-5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对应的最大像高H满足：

(FOV×F)/H≥45°。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

0.5≤R2/F≤2.2。

13.根据权利要求1-5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与所述第三透镜的有效焦距F3满足：

|F1/F3|≤2.5。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5与所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6满足：

|(R5+R6)/(R5-R6)|≤1.2。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜为塑料透镜，以及所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足：

ET2/CT2≤3。

16.根据权利要求1-5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对应的所述第二透镜的物侧面的最大通光口径半径DT21与所述最大视场角FOV对应的所述第三透镜的像侧面的最大通光口径半径DT32满足：

DT21/DT32≤3.2。

17.根据权利要求1-5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和所述光轴的交点至所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的物侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG41与所述第四透镜的像侧面和所述光轴的交点至所述最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG42满足：

SAG41/SAG42≤2。

18.根据权利要求1-5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对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径半径DT42与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足：

DT42/ImgH≤0.8。

19.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：

0.11≤CT2/CT4≤1.1。

20.一种光学镜头，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；

所述第二透镜具有负光焦度；

所述第三透镜具有正光焦度；以及

所述第四透镜具有光焦度；其中，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：

|R1/R2|≤6；

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对应的最大像高H满足：D/H/FOV×180°≤4.5；

所述光学镜头具有光焦度的透镜数量为四片。

21.根据权利要求20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。

22.根据权利要求20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。

23.根据权利要求20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或所述第四透镜的像侧面为凹面。

24.根据权利要求20所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第四透镜均为非球面透镜。

25.根据权利要求20-24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≤8.5。

26.根据权利要求20-24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、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述最大视场角FOV对应的最大像高H满足：

TTL/H/FOV×180°≤5.4。

27.根据权利要求20-24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≥0.1。

28.根据权利要求20-24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：

|F2/F3|≤8。

29.根据权利要求20-24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对应的最大像高H满足：

(FOV×F)/H≥45°。

30.根据权利要求20-24中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

0.5≤R2/F≤2.2。

31.根据权利要求20-24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与所述第三透镜的有效焦距F3满足：

|F1/F3|≤2.5。

32.根据权利要求20-24中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5与所述第三透镜的像侧面的曲率半径R6满足：

|(R5+R6)/(R5-R6)|≤1.2。

33.根据权利要求20-24中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜为塑料透镜，以及所述第二透镜的边缘厚度ET2与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足：

ET2/CT2≤3。

34.根据权利要求20-24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对应的所述第二透镜的物侧面的最大通光口径半径DT21与所述最大视场角FOV对应的所述第三透镜的像侧面的最大通光口径半径DT32满足：

DT21/DT32≤3.2。

35.根据权利要求20-24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和所述光轴的交点至所述光学镜头的最大视场角FOV对应的所述第四透镜的物侧面的最大通光口径顶点的轴上距离SAG41与所述第四透镜的像侧面和所述光轴的交点至所述最大视场角FOV对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径的轴上距离SAG42满足：

SAG41/SAG42≤2。

36.根据权利要求20-24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对应的所述第四透镜的像侧面的最大通光口径半径DT42与所述光学镜头的成像面上有效像素区域的对角线长的一半ImgH满足：

DT42/ImgH≤0.8。

37.根据权利要求20-24中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2与所述第四透镜在所述光轴上的中心厚度CT4满足：

0.11≤CT2/CT4≤1.1。

38.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1或20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。