CN112782835B

CN112782835B - 光学成像镜头和指纹识别装置

Info

Publication number: CN112782835B
Application number: CN202110127087.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋文超; 戴付建; 赵烈烽
Original assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sunny Optics Co Ltd
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2041-01-29
Also published as: US20220244497A1; CN112782835A

Abstract

本申请公开了一种光学成像镜头和具有光学成像镜头的指纹识别装置。光学成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面。光学成像镜头的总有效焦距f与光学成像镜头的入瞳直径EPD满足：f/EPD＜1.5；以及光学成像镜头的最大视场角FOV满足：140°＜FOV＜160°。

Description

光学成像镜头和指纹识别装置

技术领域

本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种光学成像镜头和具有该光学成像镜头的指纹识别装置。

背景技术

当前，随着屏下指纹识别技术的发展，智能手机等便携式电子产品生产商逐步开始研究如何将屏下指纹识别技术应用于智能手机等便携式电子上，以提高自身产品的竞争力。由于手机屏幕如有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)屏具备较好的透光性，可在OLED屏下方安装屏下指纹识别装置，屏下指纹识别装置可以接收OLED屏自身发出的经过手指反射后形成的反射光检测指纹。

但是，考虑到屏下指纹识别装置需要匹配对应的光学成像镜头，而传统的光学成像镜头由于体积较大、视场角较小以及光圈较小等因素使得搭载屏下指纹识别装置容易导致成像品质较差，进而容易影响识别装置的工作效果。

发明内容

本申请一方面提供了这样一种光学成像镜头，该光学成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面。光学成像镜头的总有效焦距f与光学成像镜头的入瞳直径EPD可满足：f/EPD＜1.5；以及光学成像镜头的最大视场角FOV可满足：140°＜FOV＜160°。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面至第三透镜的像侧面中的至少一个镜面是非球面镜面。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距f1与光学成像镜头的总有效焦距f可满足：-5.0＜f1/f＜-2.8。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距f2与光学成像镜头的总有效焦距f可满足：4.6＜f2/f＜6.2。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距f3与光学成像镜头的总有效焦距f可满足：2.0＜f3/f＜2.5。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第二透镜的像侧面的曲率半径R4可满足：1.2＜(R3-R4)/(R3+R4)＜3.4。

在一个实施方式中，第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第三透镜的物侧面的曲率半径R5可满足：1.4＜CT3/R5＜2.3。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面至光学成像镜头的成像面在光轴上的距离TTL与第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离T12可满足：2.5＜TTL/T12＜3.9。

在一个实施方式中，第一透镜在光轴上的中心厚度CT1与第二透镜在光轴上的中心厚度CT2可满足：1.0＜CT2/CT1＜1.7。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的有效半口径DT11与第二透镜的物侧面的有效半口径DT21可满足：5.8＜DT11/DT21＜9.9。

在一个实施方式中，第三透镜的像侧面的有效半口径DT32与第二透镜的像侧面的有效半口径DT22可满足：2.1＜DT32/DT22＜2.9。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面和光轴的交点至第一透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离SAG11与第一透镜的边缘厚度ET1可满足：1.1＜SAG11/ET1＜2.1。

在一个实施方式中，第三透镜的边缘厚度ET3与第二透镜的边缘厚度ET2可满足：1.7＜ET3/ET2＜3.9。

在一个实施方式中，光学成像镜头还包括光阑，光阑至光学成像镜头的成像面在光轴上的距离SL与第二透镜和第三透镜的组合焦距f23可满足：2.9＜SL/f23＜3.5。

本申请另一方面还提供了这样一种光学成像镜头，该光学成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面。光学成像镜头的总有效焦距f与光学成像镜头的入瞳直径EPD可满足：f/EPD＜1.5；以及第三透镜在光轴上的中心厚度CT3与第三透镜的物侧面的曲率半径R5可满足：1.4＜CT3/R5＜2.3。

在一个实施方式中，光学成像镜头的最大视场角FOV可满足：140°＜FOV＜160°。

本申请另一方面还提供了这样一种指纹识别装置。指纹识别装置包括：上述光学成像镜头，其中，光学成像镜头还包括位于物侧的玻璃屏；以及图像传感器，用于将经由光学成像镜头入射至图像传感器的光信号转换为电信号。

本申请采用了三片透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述光学成像镜头具有大视野、小型化、大光圈以及高成像品质等至少一个有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本申请实施例1的光学成像镜头的结构示意图；

图2A和图2B分别示出了实施例1的光学成像镜头的象散曲线和畸变曲线；

图3示出了根据本申请实施例2的光学成像镜头的结构示意图；

图4A和图4B分别示出了实施例2的光学成像镜头的象散曲线和畸变曲线；

图5示出了根据本申请实施例3的光学成像镜头的结构示意图；

图6A和图6B分别示出了实施例3的光学成像镜头的象散曲线和畸变曲线；

图7示出了根据本申请实施例4的光学成像镜头的结构示意图；

图8A和图8B分别示出了实施例4的光学成像镜头的象散曲线和畸变曲线；

图9示出了根据本申请实施例5的光学成像镜头的结构示意图；

图10A和图10B分别示出了实施例5的光学成像镜头的象散曲线和畸变曲线。

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体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面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成像镜头可包括例如三片具有光焦度的透镜，分别是第一透镜、第二透镜和第三透镜。这三片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。第一透镜至第三透镜中的任意相邻两透镜之间均可具有间隔距离。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面；以及第三透镜具有正光焦度，其物侧面可为凸面。

在示例性实施方式中，将第一透镜设置为具有负光焦度，有利于发散光线；将第二透镜和第三透镜均设置为具有正光焦度，有利于汇聚光线。通过合理分配第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度，可以有效地平衡该三片透镜产生的球差和色差，可以使镜头获得更好的光焦度，有利于提升镜头成像质量。第一透镜具有凹凹面型、第二透镜具有凸凸面型以及第三透镜的物侧面为凸面，可以在保证镜头成像性能的基础上，提高该三片透镜的加工工艺性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：f/EPD＜1.5，其中，f是光学成像镜头的总有效焦距，EPD是光学成像镜头的入瞳直径。满足f/EPD＜1.5，可以在保证光学成像镜头的小型化的同时使镜头具有足够的通光量，以保证镜头成像面上具有较高的照度，实现镜头在夜晚或者光线能量较弱的环境下拍摄时仍具有较好的成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：140°＜FOV＜160°，其中，FOV是光学成像镜头的最大视场角。更具体地，FOV进一步可满足：140°＜FOV＜151°。满足140°＜FOV＜160°，有利于在实际拍摄过程中获得更大视野范围内的被摄物体，使光学成像镜头的识别范围较广。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：-5.0＜f1/f＜-2.8，其中，f1是第一透镜的有效焦距，f是光学成像镜头的总有效焦距。满足-5.0＜f1/f＜-2.8，可以保证第一透镜具有良好的可加工特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：4.6＜f2/f＜6.2，其中，f2是第二透镜的有效焦距，f是光学成像镜头的总有效焦距。满足4.6＜f2/f＜6.2，可以保证第二透镜具有良好的可加工特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：2.0＜f3/f＜2.5，其中，f3是第三透镜的有效焦距，f是光学成像镜头的总有效焦距。满足2.0＜f3/f＜2.5，可以保证第三透镜具有良好的可加工特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：1.2＜(R3-R4)/(R3+R4)＜3.4，其中，R3是第二透镜的物侧面的曲率半径，R4是第二透镜的像侧面的曲率半径。满足1.2＜(R3-R4)/(R3+R4)＜3.4，可以有效收敛镜头内部的光线，降低轴外视场上光线的全反射现象，从而有利于降低镜头的鬼像，还可以控制第二透镜的张角的加工，使镜片形状在成型工艺范围内，从而便于第二透镜的实际加工。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：1.4＜CT3/R5＜2.3，其中，CT3是第三透镜在光轴上的中心厚度，R5是第三透镜的物侧面的曲率半径。满足1.4＜CT3/R5＜2.3，可以降低第三透镜的厚度敏感性，矫正镜头场曲。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：2.5＜TTL/T12＜3.9，其中，TTL是第一透镜的物侧面至光学成像镜头的成像面在光轴上的距离，T12是第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离。满足2.5＜TTL/T12＜3.9，可以实现光学成像镜头的超薄化和高像素等特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：1.0＜CT2/CT1＜1.7，其中，CT1是第一透镜在光轴上的中心厚度，CT2是第二透镜在光轴上的中心厚度。满足1.0＜CT2/CT1＜1.7，既可以有效地降低镜头的畸变，降低由于光线在镜头内部反射造成的鬼像风险，又可以降低光学成像镜头的尺寸，避免光学成像镜头的体积过大，还可以降低第二透镜和第一透镜的组装难度，提高光学成像镜头的空间利用率。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：5.8＜DT11/DT21＜9.9，其中，DT11是第一透镜的物侧面的有效半口径，DT21是第二透镜的物侧面的有效半口径。满足5.8＜DT11/DT21＜9.9，有利于控制光学成像镜头中第一透镜和第二透镜的组立的段差在合理的加工范围内，便于各透镜的成型加工和组立，同时可以使镜头的轴外视场获得较高的通光量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：2.1＜DT32/DT22＜2.9，其中，DT32是第三透镜的像侧面的有效半口径，DT22是第二透镜的像侧面的有效半口径。满足2.1＜DT32/DT22＜2.9，有利于控制光学成像镜头中第二透镜和第三透镜的组立的段差在合理的加工范围内，便于各透镜的成型加工和组立，同时可以使镜头的轴外视场获得较高的通光量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：1.1＜SAG11/ET1＜2.1，其中，SAG11是第一透镜的物侧面和光轴的交点至第一透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，ET1是第一透镜的边缘厚度。满足1.1＜SAG11/ET1＜2.1，有利于调整光学成像镜头的主光线角度，可以有效提高光学成像镜头的相对亮度，提高光学成像镜头的识别精度，提升像面清晰度。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头可满足：1.7＜ET3/ET2＜3.9，其中，ET3是第三透镜的边缘厚度，ET2是第二透镜的边缘厚度。满足1.7＜ET3/ET2＜3.9，可以有效地降低镜头的畸变，降低由于光线在镜头内部反射造成的鬼像风险。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头还包括设置在第一透镜与第二透镜之间的光阑。根据本申请的光学成像镜头可满足：2.9＜SL/f23＜3.5，其中，SL是光阑至光学成像镜头的成像面在光轴上的距离，f23是第二透镜和第三透镜的组合焦距。满足2.9＜SL/f23＜3.5，有利于调整光学成像镜头的主光线角度，可以有效提高光学成像镜头的相对亮度，提高光学成像镜头的识别精度，提升像面清晰度。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学成像镜头还包括设置在物侧与第一透镜之间的玻璃屏。可选地，上述光学成像镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

根据本申请的上述实施方式的光学成像镜头可采用多片镜片，例如上文的三片。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，可有效地汇聚入射光线、降低成像镜头的光学总长并提高成像镜头的可加工性，使得光学成像镜头更有利于生产加工。本申请提出了一种具有例如小型化、大视场角、大光圈以及高成像质量等特性的光学成像镜头。根据本申请的光学成像镜头可用于屏下指纹识别装置。

在本申请的实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一透镜的物侧面至第三透镜的像侧面中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具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，从而改善成像质量。可选地，第一透镜、第二透镜和第三透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面中的至少一个为非球面镜面。可选地，第一透镜、第二透镜和第三透镜中的每个透镜的物侧面和像侧面均为非球面镜面。

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，可改变构成光学成像镜头的透镜数量，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三个透镜为例进行了描述，但是该光学成像镜头不限于包括三个透镜。如果需要，该光学成像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成像镜头的具体实施例。

实施例1

以下参照图1至图2B描述根据本申请实施例1的光学成像镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学成像镜头的结构示意图。

如图1所示，光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：玻璃屏E0、第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、滤光片E4和成像面S9。

玻璃屏E0具有物侧面S01和像侧面S02。第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。滤光片E4具有物侧面S7和像侧面S8。来自物体的光依序穿过各表面S01至S8并最终成像在成像面S9上。

表1示出了实施例1的光学成像镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。

表1

在本示例中，光学成像镜头的总有效焦距f为0.26mm，光学成像镜头的总长度TTL(即，从第一透镜E1的物侧面S1至光学成像镜头的成像面S9在光轴上的距离)为2.62mm，光学成像镜头的成像面S9上有效像素区域的对角线长的一半ImgH为1.01mm，光学成像镜头的最大视场角FOV为149.9°。

在实施例1中，第一透镜E1至第三透镜E3中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x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；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2示出了可用于实施例1中各非球面镜面S1-S6的高次项系数A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄、A₁₆、A₁₈和A₂₀。

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

7.4313E-01

-1.0624E+00

9.7175E-01

-5.5765E-01

2.0082E-01

-4.4532E-02

5.8532E-03

-4.1683E-04

1.2377E-05

S2

6.8508E+00

-1.0964E+02

1.0972E+03

-6.2184E+03

2.1182E+04

-4.3851E+04

5.3811E+04

-3.5994E+04

1.0133E+04

S3

-9.1461E+00

1.0600E+03

-9.7985E+04

5.1344E+06

-1.6180E+08

2.9733E+09

-2.9435E+10

1.2301E+11

0.0000E+00

S4

-1.4856E+01

4.4545E+02

-1.2442E+04

2.3623E+05

-2.9339E+06

2.3543E+07

-1.1853E+08

3.4012E+08

-4.2420E+08

S5

3.1083E+01

-1.3399E+03

3.3976E+04

-5.4345E+05

5.5590E+06

-3.6184E+07

1.4464E+08

-3.2312E+08

3.0837E+08

S6

1.9912E+00

2.9093E+01

-8.2985E+02

1.1088E+04

-9.0427E+04

4.7002E+05

-1.5993E+06

3.6076E+06

-5.3567E+06

表2

图2A示出了实施例1的光学成像镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图2B示出了实施例1的光学成像镜头的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图2A和图2B可知，实施例1所给出的光学成像镜头能够实现良好的成像品质。

实施例2

以下参照图3至图4B描述根据本申请实施例2的光学成像镜头。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2的光学成像镜头的结构示意图。

如图3所示，光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：玻璃屏E0、第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、滤光片E4和成像面S9。

在本示例中，光学成像镜头的总有效焦距f为0.30mm，光学成像镜头的总长度TTL为2.58mm，光学成像镜头的成像面S9上有效像素区域的对角线长的一半ImgH为0.96mm，光学成像镜头的最大视场角FOV为145.7°。

表3示出了实施例2的光学成像镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表4示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表3

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

1.4035E+00

-2.6991E+00

3.3386E+00

-2.6646E+00

1.3685E+00

-4.3740E-01

8.3003E-02

-8.5180E-03

3.6347E-04

S2

1.0750E+01

-2.1549E+02

3.0528E+03

-2.3898E+04

1.0833E+05

-2.8566E+05

4.3145E+05

-3.4777E+05

1.1720E+05

S3

-1.6047E+01

3.3712E+03

-3.7512E+05

2.2418E+07

-7.6511E+08

1.4877E+10

-1.5325E+11

6.4860E+11

0.0000E+00

S4

-1.4099E+01

4.3961E+02

-1.2451E+04

2.3638E+05

-2.9339E+06

2.3543E+07

-1.1853E+08

3.4012E+08

-4.2420E+08

S5

3.1012E+01

-1.3347E+03

3.3939E+04

-5.4336E+05

5.5590E+06

-3.6184E+07

1.4464E+08

-3.2312E+08

3.0837E+08

S6

-1.6549E+00

1.2732E+02

-2.6955E+03

3.3238E+04

-2.6421E+05

1.4071E+06

-5.1140E+06

1.2708E+07

-2.1235E+07

表4

图4A示出了实施例2的光学成像镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4B示出了实施例2的光学成像镜头的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图4A和图4B可知，实施例2所给出的光学成像镜头能够实现良好的成像品质。

实施例3

以下参照图5至图6B描述了根据本申请实施例3的光学成像镜头。图5示出了根据本申请实施例3的光学成像镜头的结构示意图。

如图5所示，光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：玻璃屏E0、第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、滤光片E4和成像面S9。

玻璃屏E0具有物侧面S01和像侧面S02。第一透镜E1具有负光焦度，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面。第二透镜E2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面。第三透镜E3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面。滤光片E4具有物侧面S7和像侧面S8。来自物体的光依序穿过各表面S01至S8并最终成像在成像面S9上。

在本示例中，光学成像镜头的总有效焦距f为0.27mm，光学成像镜头的总长度TTL为2.75mm，光学成像镜头的成像面S9上有效像素区域的对角线长的一半ImgH为0.96mm，光学成像镜头的最大视场角FOV为142.9°。

表5示出了实施例3的光学成像镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表6示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

9.3870E-01

-1.4593E+00

1.4171E+00

-8.6256E-01

3.3093E-01

-7.8632E-02

1.1130E-02

-8.5698E-04

2.7597E-05

S2

9.0485E+00

-1.3771E+02

1.3354E+03

-7.5363E+03

2.6002E+04

-5.5638E+04

7.2015E+04

-5.1591E+04

1.5671E+04

S3

-2.8332E+01

5.2365E+03

-5.6751E+05

3.5442E+07

-1.3216E+09

2.8940E+10

-3.4322E+11

1.7001E+12

0.0000E+00

S4

-1.5317E+01

4.3720E+02

-1.2449E+04

2.3617E+05

-2.9339E+06

2.3543E+07

-1.1853E+08

3.4012E+08

-4.2420E+08

S5

2.9808E+01

-1.3348E+03

3.3945E+04

-5.4343E+05

5.5590E+06

-3.6184E+07

1.4464E+08

-3.2312E+08

3.0837E+08

S6

-6.7749E-01

3.9847E+01

-4.2069E+02

2.4583E+03

-9.5098E+03

2.5698E+04

-4.9128E+04

6.5908E+04

-6.0450E+04

表6

图6A示出了实施例3的光学成像镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图6B示出了实施例3的光学成像镜头的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图6A和图6B可知，实施例3所给出的光学成像镜头能够实现良好的成像品质。

实施例4

以下参照图7至图8B描述了根据本申请实施例4的光学成像镜头。图7示出了根据本申请实施例4的光学成像镜头的结构示意图。

如图7所示，光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：玻璃屏E0、第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、滤光片E4和成像面S9。

在本示例中，光学成像镜头的总有效焦距f为0.29mm，光学成像镜头的总长度TTL为2.82mm，光学成像镜头的成像面S9上有效像素区域的对角线长的一半ImgH为1.04mm，光学成像镜头的最大视场角FOV为141.4°。

表7示出了实施例4的光学成像镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表8示出了可用于实施例4中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表7

面号

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

A18

A20

S1

1.0755E+00

-1.6790E+00

1.6460E+00

-1.0350E+00

4.2564E-01

-1.1183E-01

1.7831E-02

-1.5613E-03

5.7433E-05

S2

7.0318E+00

-7.7605E+01

5.9007E+02

-2.6192E+03

7.0956E+03

-1.2064E+04

1.2858E+04

-8.0168E+03

2.2478E+03

S3

-1.6545E+01

2.4105E+03

-2.1418E+05

1.0735E+07

-3.1511E+08

5.3041E+09

-4.7081E+10

1.6986E+11

0.0000E+00

S4

-1.4373E+01

4.3167E+02

-1.2485E+04

2.3660E+05

-2.9339E+06

2.3543E+07

-1.1853E+08

3.4012E+08

-4.2420E+08

S5

3.0920E+01

-1.3371E+03

3.3929E+04

-5.4333E+05

5.5590E+06

-3.6184E+07

1.4464E+08

-3.2312E+08

3.0837E+08

S6

-1.0295E+00

6.1539E+01

-7.8172E+02

5.7850E+03

-2.8624E+04

9.8056E+04

-2.3450E+05

3.8910E+05

-4.3795E+05

表8

图8A示出了实施例4的光学成像镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图8B示出了实施例4的光学成像镜头的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图8A和图8B可知，实施例4所给出的光学成像镜头能够实现良好的成像品质。

实施例5

以下参照图9至图10B描述了根据本申请实施例5的光学成像镜头。图9示出了根据本申请实施例5的光学成像镜头的结构示意图。

如图9所示，光学成像镜头由物侧至像侧依序包括：玻璃屏E0、第一透镜E1、光阑STO、第二透镜E2、第三透镜E3、滤光片E4和成像面S9。

在本示例中，光学成像镜头的总有效焦距f为0.29mm，光学成像镜头的总长度TTL为2.81mm，光学成像镜头的成像面S9上有效像素区域的对角线长的一半ImgH为1.03mm，光学成像镜头的最大视场角FOV为144.0°。

表9示出了实施例5的光学成像镜头的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和焦距的单位均为毫米(mm)。表10示出了可用于实施例5中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表9

表10

图10A示出了实施例5的光学成像镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图10B示出了实施例5的光学成像镜头的畸变曲线，其表示不同像高对应的畸变大小值。根据图10A和图10B可知，实施例5所给出的光学成像镜头能够实现良好的成像品质。

综上，实施例1至实施例5分别满足表11中所示的关系。

条件式/实施例	1	2	3	4	5
						f/EPD	1.40	1.36	1.38	1.48	1.49
f1/f	-3.58	-2.99	-4.07	-4.63	-4.85
						f2/f	6.07	4.70	5.16	5.91	5.63
f3/f	2.38	2.22	2.34	2.13	2.25
						(R3-R4)/(R3+R4)	1.38	3.29	2.51	2.66	1.73
CT3/R5	1.75	1.54	2.15	1.86	1.86
						TTL/T12	3.01	3.78	2.96	2.82	2.61
CT2/CT1	1.34	1.13	1.52	1.59	1.55
						DT11/DT21	8.69	5.93	8.13	7.84	9.76
DT32/DT22	2.62	2.25	2.77	2.22	2.77
						SL/f23	3.04	3.14	3.38	3.26	3.09
SAG11/ET1	1.80	1.21	1.50	1.45	1.98
						ET3/ET2	1.83	2.04	3.77	3.03	3.33

表11

本申请还提供一种指纹识别装置，其包括以上描述的光学成像镜头。并且该指纹识别装置中的图像传感器可用于将经由光学成像镜头入射至图像传感器的光信号转换为电信号。

本申请还提供一种成像装置，其电子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)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的光学成像镜头。

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.光学成像镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；

具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及

具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；

所述光学成像镜头的总有效焦距f与所述光学成像镜头的入瞳直径EPD满足：f/EPD＜1.5；

所述光学成像镜头的最大视场角FOV满足：140°＜FOV＜160°；

所述第一透镜的物侧面的有效半口径DT11与所述第二透镜的物侧面的有效半口径DT21满足：5.8＜DT11/DT21＜9.9；以及

所述光学成像镜头中具有光焦度的透镜的片数是三片。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：-5.0＜f1/f＜-2.8。

3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：4.6＜f2/f＜6.2。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距f3与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：2.0＜f3/f＜2.5。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：1.2＜(R3-R4)/(R3+R4)＜3.4。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3与所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5满足：1.4＜CT3/R5＜2.3。

7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面至所述光学成像镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的间隔距离T12满足：2.5＜TTL/T12＜3.9。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足：1.0＜CT2/CT1＜1.7。

9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的像侧面的有效半口径DT32与所述第二透镜的像侧面的有效半口径DT22满足：2.1＜DT32/DT22＜2.9。

10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜的物侧面的有效半径顶点在所述光轴上的距离SAG11与所述第一透镜的边缘厚度ET1满足：1.1＜SAG11/ET1＜2.1。

11.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的边缘厚度ET3与所述第二透镜的边缘厚度ET2满足：1.7＜ET3/ET2＜3.9。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头还包括光阑，

所述光阑至所述光学成像镜头的成像面在所述光轴上的距离SL与所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距f23满足：2.9＜SL/f23＜3.5。

13.光学成像镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；

所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度CT3与所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5满足：1.4＜CT3/R5＜2.3；

所述光学成像镜头中具有光焦度的透镜的片数是三片。

14.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：-5.0＜f1/f＜-2.8。

15.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第二透镜的有效焦距f2与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：4.6＜f2/f＜6.2。

16.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距f3与所述光学成像镜头的总有效焦距f满足：2.0＜f3/f＜2.5。

17.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：1.2＜(R3-R4)/(R3+R4)＜3.4。

18.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面至所述光学成像镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的间隔距离T12满足：2.5＜TTL/T12＜3.9。

19.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度CT1与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度CT2满足：1.0＜CT2/CT1＜1.7。

20.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的像侧面的有效半口径DT32与所述第二透镜的像侧面的有效半口径DT22满足：2.1＜DT32/DT22＜2.9。

21.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜的物侧面的有效半径顶点在所述光轴上的距离SAG11与所述第一透镜的边缘厚度ET1满足：1.1＜SAG11/ET1＜2.1。

22.根据权利要求13所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第三透镜的边缘厚度ET3与所述第二透镜的边缘厚度ET2满足：1.7＜ET3/ET2＜3.9。

23.根据权利要求13-22中任一项所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头还包括光阑，

24.根据权利要求13-22中任一项所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头的最大视场角FOV满足：140°＜FOV＜160°。

25.一种指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置包括：

根据权利要求1-24中任一项所述的光学成像镜头，其中，所述光学成像镜头还包括位于物侧的玻璃屏；以及

图像传感器，用于将经由所述光学成像镜头入射至所述图像传感器的光信号转换为电信号。