CN113156624A - 光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车,光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜;第一透镜具有负屈折力,第一透镜的物侧面为平面,第一透镜的像侧面为凹面;第二透镜具有正屈折力,第二透镜的物侧面为凸面;第三透镜具有屈折力,第三透镜的物侧面为凸面,第三透镜的像侧面为凹面;第四透镜具有负屈折力,第四透镜的物侧面为凸面,第四透镜的像侧面为凹面;第五透镜具有正屈折力,第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面。本发明提供的光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车,能够在满足轻薄、小型化设计的同时,提高光学镜头的分辨率和成像清晰度,满足人们对光学镜头的高清成像要求。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车。
背景技术
目前,随着摄像技术的发展,人们对光学镜头的成像品质的要求越来越高,同时轻薄小型化的结构特点也逐渐成为光学镜头的发展趋势。相关技术中,在满足光学镜头轻薄小型化的设计趋势下,光学镜头的分辨率较低,成像质量也不够清晰,从而难以满足人们对光学镜头的高清成像要求。
发明内容
本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车,能够在实现光学镜头的轻薄、小型化设计的同时,提高光学镜头的分辨率和成像清晰度。
为了实现上述目的,本发明公开了一种光学镜头,所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜;
所述第一透镜具有负屈折力,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为平面,所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第二透镜具有正屈折力,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第四透镜具有负屈折力,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第五透镜具有正屈折力,所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面。
本申请提供的所述光学镜头中,通过选取合适数量的透镜并合理配置各个透镜的屈折力、面型,能够在实现所述光学镜头的轻薄、小型化设计的同时,提高所述光学镜头的分辨率和成像清晰度,从而满足人们对所述光学镜头的高清成像要求。进一步地,还有利于使得所述光学镜头在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,有利于在可见光波段和红外波段都能清晰成像,具有优异的成像性能,实现光学镜头在白天和夜间都能清晰成像的效果,提高光学镜头的日夜共焦效果。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:-11.5mm<f1*f2/f<-9.5mm;
其中,f1为所述第一透镜的焦距,f2为所述第二透镜的焦距,f为所述光学镜头的有效焦距。
满足上述关系式时,所述第一透镜和所述第二透镜的光焦度合理,有利于抑制因成像区域周边光束造成的高阶像差,从而有效抑制色差,进而有效提高所述光学镜头的分辨性能。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:9<f45/(CT4-CT5)<23;
其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度,CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。
通过合理地控制所述第四透镜与所述第五透镜的中心厚度分配比例,使得具有一正一负的两个透镜的曲折力也能得到合理的分配,有利于进行像差的相互校正,有利于所述第四透镜与所述第五透镜为所述光学镜头提供最小的像差贡献比。当超过上述关系式的下限时,所述第四透镜与所述第五透镜的中心厚度差异过大,不利于透镜的胶合固定,同时在高低温环境变化较大的环境下,因所述第四透镜与所述第五透镜的中心厚度差异而产生的冷热变形量差异较大,易产生胶裂或脱胶等现象。而当超过上述关系式的上限时,所述第四透镜与所述第五透镜的组合焦距过大,使得所述光学镜头易产生较严重的像散现象,不利于提升所述光学镜头的成像品质。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:45<(Nd5-Nd4)*100<55;
其中,Nd4为所述第四透镜的d光折射率,Nd5为所述第五透镜的d光折射率。
通过上述关系式限定,有利于优化所述光学镜头的像差,提高所述光学镜头的成像解析能力。超过关系式范围时,不利于所述光学镜头像差的校正,从而降低成像品质。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头还包括光阑,所述光学镜头满足以下关系式:2.5<TTL/DOS<3;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于光轴上距离,DOS为所述第一透镜的物侧面至所述光阑于光轴上的距离。
通过上述关系式限定,有利于使得所述光学镜头的结构更加紧凑,满足小型化的设计要求。当超过上述关系式的下限时,容易导致大角度光线束难以射入至所述光学镜头,降低了所述光学镜头的物空间成像范围;而当超过关系式的上限时,所述光学镜头的光学总长(即第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面于光轴上的距离)过长,不利于所述光学镜头的小型化。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:2.5<CT3/Sags6<4.5;
其中,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,Sags6为所述第三透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第三透镜的像侧面于光轴上的点在平行于光轴的方向上的距离。
通过上述关系式限定,能够使得所述第三透镜在满足具有较高的曲折力的同时,避免所述第三透镜的中心厚度过大或像侧面过于弯曲而增加了第三透镜的制造难度,从而可以降低生产成本。当超过上述关系式的下限时,所述第三透镜的像侧面过于弯曲,导致第三透镜的加工难度增大,增加了第三透镜的生产成本;同时由于所述第三透镜的像侧面的表面过于弯曲,易产生边缘像差,不利于提升所述光学镜头的像质。而当超过上述关系式的上限时,所述第三透镜的厚度值过大,不利于所述光学镜头的轻量化和小型化。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:7<(Rs5+Rs6)/(Rs5-Rs6)<9.1;
其中,Rs5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径,Rs6为所述第三透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
由于所述第三透镜的曲率半径,影响所述第三透镜的弯曲程度,因此,当满足上述关系式时,有利于校正所述光学镜头的边缘像差,抑制像散的产生,减小周边视角的主光线入射像面的角度。当超过关系式范围时,不利于所述光学镜头像差的校正。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:51deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<58deg;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,f为所述光学镜头的有效焦距,Imgh为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高的一半。
通过上述关系式限定,保证了所述光学镜头的良好的光学性能,使得所述光学镜头满足了高像素的成像要求,能够很好地捕捉被摄物体的细节。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:16.5deg/mm<FOV/EPD≤22.5deg/mm;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,EPD为所述光学镜头的入瞳直径。
通过参数的设定以控制所述光学镜头的进光量和入瞳直径,使所述光学镜头具有较大的视场角范围,同时所述光学镜头还能具有大光圈的效果以及较远的景深范围,即能够实现无限远、大角度清晰成像的同时,还具有对近处景物依然能有清晰的识别能力。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:-12<SDs10/Sags10<-10;
其中,SDs10为所述第五透镜的像侧面的通光孔的直径,Sags10为所述第五透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第五透镜的像侧面于光轴上的点在平行于光轴的方向上的距离。
通过上述关系式限定,一方面,能够避免所述第五透镜像侧面的面型过弯,减小所述第五透镜的加工难度,另一方面,不仅能避免所述第五透镜的像侧面太弯而导致镀膜不均匀的问题,以保证所述光学镜头的成像质量;同时还能避免所述第五透镜的像侧面过平,减小产生鬼影的风险。
第二方面,本发明公开了一种摄像模组,所述摄像模组包括图像传感器和如上述第一方面所述的光学镜头,所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。具有所述光学镜头的摄像模组能够在满足轻薄、小型化设计的同时,提高分辨率和成像清晰度。同时还有利于在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,有利于在可见光波段和红外波段都具有很好的成像效果,实现日夜共焦。
第三方面,本发明还公开了一种电子设备,所述电子设备包括壳体和如上述第二方面所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述壳体。具有所述摄像模组的电子设备,能够在满足轻薄、小型化设计的同时,提高分辨率和成像清晰度。同时还有利于在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,有利于在可见光波段和红外波段都具有很好的成像效果,实现日夜共焦。
第四方面,本发明还公开了一种汽车,所述汽车包括车体和如上述第二方面所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述车体上以获取影像信息,或者,所述汽车包括车体和上述第三方面所述的电子设备,所述电子设备设于所述车体。具有所述摄像模组的汽车或具有所述电子设备的汽车,有利于实现所述汽车在日间、夜间或光线较暗的环境中,如隧道,地下停车场等的拍摄和清晰成像,为驾驶员行车提供了更好的驾驶预警。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明实施例提供的光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车,所述光学镜头采用五片式透镜,使用的透镜的枚数相对较少,有利于实现光学镜头的轻薄、小型化设计,并且对各个透镜的屈折力、面型进行设计,能够提高光学镜头的分辨率和成像清晰度,因此,本申请实施例提供的光学镜头,能够在实现光学镜头的轻薄、小型化设计的同时,提高光学镜头的分辨率和成像清晰度,从而满足人们对光学镜头的高清成像要求。而且,通过选取合适数量的透镜并合理配置各个透镜的屈折力、面型,还有利于在保证光学镜头在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,使得所述五片式光学镜头有利于在可见光波段和红外波段都能清晰成像,具有优异的成像性能,实现光学镜头在白天和夜间都能清晰成像的效果,提高日夜共焦效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图2是本申请第一实施例公开的光学镜头的光线球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(%);
图3是本申请第二实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图4是本申请第二实施例公开的光学镜头的光线球差图(mm)、像散曲线图(mm)和畸变曲线图(%);
图5是本申请第三实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图6是本申请第三实施例公开的光学镜头的光线球差图(mm)、像散曲线图(mm)和畸变曲线图(%);
图7是本申请第四实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图8是本申请第四实施例公开的光学镜头的光线球差图(mm)、像散曲线图(mm)和畸变曲线图(%);
图9是本申请第五实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图10是本申请第五实施例公开的光学镜头的光线球差图(mm)、像散曲线图(mm)和畸变曲线图(%);
图11是本申请公开的摄像模组的结构示意图;
图12是本申请公开的电子设备的结构示意图;
图13是本申请公开的汽车的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1,根据本申请的第一方面,本申请公开了一种光学镜头100,所述光学镜头100包括沿光轴O从物侧至像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5。成像时,光线从第一透镜L1的物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中,第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有屈折力(例如正屈折力或负屈折力),第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴O处可为平面,第一透镜L1的像侧面S2于近光轴O处可为凹面,第二透镜L2的物侧面S3于近光轴O处可为凸面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴O处可为凹面或者是凸面,第三透镜L3的物侧面S5于近光轴O处可为凸面,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴O处可为凹面,第四透镜L4的物侧面S7于近光轴O处可为凸面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴O处可为凹面,第五透镜L5的物侧面S9和像侧面S10于近光轴O处均可为凸面。
考虑到光学镜头100多应用于车载装置、行车记录仪等电子设备中或者是应用于汽车上。当光学镜头100作为汽车车体上的摄像头使用时,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均可为玻璃透镜,从而使得光学镜头100具有良好的光学效果的同时,还可降低光学镜头100的温度敏感性。
进一步地,为了便于加工成型,前述的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均可为球面。
此外,可以理解的是,在其他实施例中,当光学镜头100可应用于智能手机、智能平板等电子设备时,则所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5的材质也可选用塑料,同时各个透镜可采用非球面。
一些实施例中,光学镜头100还包括光阑102,光阑102可为孔径光阑102或视场光阑102,其可设置在第二透镜L2和第三透镜L3之间。示例性的,该光阑102可设置在第三透镜L3的像侧面S6和第四透镜L4的物侧面S7之间。可以理解的是,在其他实施例中,该光阑102也可设置在其他透镜之间或者设置在光学镜头100的物侧与第一透镜L1的物侧面S1之间,根据实际情况调整设置,本实施例对此不作具体限定。
一些实施例中,为了提高成像质量,光学镜头100还包括保护玻璃L7,保护玻璃L7设置于第五透镜L5的像侧面S10与光学镜头100的成像面101之间,该保护玻璃L7用于保护所述第五透镜L5。
进一步地,光学镜头100还包括滤光片L6,例如红外滤光片,红外滤光片设于第五透镜L5的像侧面S10与保护玻璃L7之间,从而可滤除诸如可见光等其他波段的光线,而仅让红外光通过,因此,所述光学镜头100可作为红外光学镜头使用,即,光学镜头100能够在昏暗的环境及其他特殊的应用场景下也能成像并能获得较好的影像效果。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:-11.5mm<f1*f2/f<-9.5mm;其中,f1为所述第一透镜L1的焦距,f2为所述第二透镜L2的焦距,f为光学镜头100的有效焦距。满足上述关系式时,可以使得第一透镜L1和第二透镜L2的光焦度不会变得过强,即第一透镜L1和第二透镜L2的光焦度合理,有利于抑制因成像区域周边光束造成的高阶像差,从而有效抑制色差,进而有效地提高光学镜头100的分辨性能。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:9<f45/(CT4-CT5)<23;其中,f45为第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距,CT4为第四透镜L4于光轴O上的厚度,CT5为第五透镜L5于光轴O上的厚度。
通过合理地控制第四透镜L4与第五透镜L5的中心厚度分配比例,使得具有一正一负的两个透镜的曲折力也能得到合理的分配,有利于进行像差的相互校正,有利于第四透镜L4与第五透镜L5为光学镜头100提供最小的像差贡献比。当超过上述关系式的下限时,第四透镜L4与第五透镜L5的中心厚度差异过大,不利于第四透镜L4与第五透镜L5的胶合固定,同时在高低温环境变化较大的环境下,会因第四透镜L4与第五透镜L5的中心厚度差异而产生的冷热变形量差异较大,易产生胶裂或脱胶等现象。而当超过上述关系式的上限时,第四透镜L4与第五透镜L5的组合焦距过大,使得光学镜头100易产生较严重的像散现象,不利于提升光学镜头100的成像品质。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:45<(Nd5-Nd4)*100<55;其中,Nd4为第四透镜L4的d光折射率,Nd5为第五透镜L5的d光折射率。通过上述关系式限定,有利于优化光学镜头100的像差,提高所述光学镜头100的成像解析能力。当超过上述关系式范围时,不利于光学镜头像差的校正,从而降低光学镜头100的成像品质。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:2.5<TTL/DOS<3;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面S1至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离,DOS为第一透镜L1的物侧面S1至光阑102于光轴O上的距离。
通过上述关系式限定,有利于使光学镜头100的结构更加紧凑,以保证所述光学镜头100的整体结构具有紧凑性,满足小型化的设计要求。当超过上述关系式的下限时,容易导致大角度光线束难以射入至光学镜头100,降低了光学镜头100的物空间成像范围;而当超过关系式的上限时,光学镜头100的光学总长(即第一透镜L1的物侧面S1至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离)过长,不利于光学镜头100的小型化。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:2.5<CT3/Sags6<4.5;其中,CT3为第三透镜L3于光轴O上的厚度,Sags6为第三透镜L3的像侧面S5的最大通光孔的直径处至第三透镜L3的像侧面于光轴上的点在平行于光轴O的方向上的距离。
通过上述关系式限定,能够使得第三透镜L3在满足具有较高的曲折力的同时,避免第三透镜L3的中心厚度过大或第三透镜L3的像侧面S6过于弯曲而增加了第三透镜L3的制造难度,从而可以降低生产成本。当超过上述关系式的下限时,第三透镜L3的像侧面S6过于弯曲,导致第三透镜L3的加工难度增大,增加了第三透镜L3的生产成本;同时由于第三透镜L3的像侧面S6的表面过于弯曲,易产生边缘像差,不利于提升光学镜头100的像质。而当超过上述关系式的上限时,第三透镜L3的厚度值过大,不利于光学镜头100的轻量化和小型化。
一些实施例中,光学镜头1满足以下关系式:7<(Rs5+Rs6)/(Rs5-Rs6)<9.1;其中,Rs5为第三透镜L3的物侧面S5于光轴O处的曲率半径,Rs6为第三透镜L3的像侧面S6于光轴O处的曲率半径。
由于第三透镜L3的曲率半径,影响第三透镜L3的弯曲程度,因此,当满足上述关系式时,有利于校正光学镜头100的边缘像差,抑制像散的产生,减小周边视角的主光线入射像面的角度。当超过关系式范围时,不利于光学镜头100像差的校正。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:
51deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<58deg;其中,FOV为光学镜头100的最大视场角,f为光学镜头100的有效焦距,Imgh为光学镜头100的最大视场角所对应的像高的一半。通过上述关系式限定,保证了光学镜头100的良好的光学性能,使得光学镜头100满足了高像素的成像要求,能够很好地捕捉被摄物体的细节。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:16.5deg/mm<FOV/EPD≤22.5deg/mm;其中,FOV为光学镜头100的最大视场角,EPD为光学镜头100的入瞳直径。
通过参数的设定以控制光学镜头100的进光量和入瞳直径,使光学镜头100具有较大的视场角范围,同时光学镜头100还能具有大光圈的效果以及较远的景深范围,即能够实现无限远、大角度清晰成像的同时,还具有对近处景物依然能有清晰的识别能力。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:-12<SDs10/Sags10<-10;其中,SDs10为第五透镜L5的像侧面S10的通光孔的直径,Sags10为第五透镜L5的像侧面S10的最大通光孔的直径处至第五透镜L5的像侧面于光轴上的点在平行于光轴O的方向上的距离。
通过上述关系式限定,一方面,能够避免第五透镜L5像侧面S10的面型过弯,降低第五透镜L5的加工难度,另一方面,不仅能避免第五透镜L5的像侧面S10太弯而导致镀膜不均匀的问题,以保证光学镜头100的成像质量;同时还能避免第五透镜L5的像侧面S10过平,减小产生鬼影的风险。
以下将结合具体参数对本实施例的光学镜头100进行详细说明。
第一实施例
本申请的第一实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图1所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片L6和保护玻璃L7。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的屈折力、材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
进一步地,第一透镜L1的物侧面S1、像侧面S2于近光轴O处分别为平面和凹面,第二透镜L2的物侧面S3、像侧面S4于近光轴O处分别为凸面和凹面。第三透镜L3的物侧面S5、像侧面S6于近光轴O处分别为凸面和凹面。第四透镜L4的物侧面S7、像侧面S8于近光轴O处分别为凸面和凹面,第五透镜L5的物侧面S9、像侧面S10于近光轴O处均为凸面。
具体地,以光学镜头100的焦距f=5.75mm、光学镜头100的视场角FOV=48°、光圈大小FNO=2.03为例,光学镜头100的其他参数由下表1给出。其中,沿光学镜头100的光轴O由物侧向像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。在同一透镜中,面序号较小的表面为该透镜的物侧面,面序号较大的表面为该透镜的像侧面,如面序号1和2分别对应第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴O处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴O上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴O上的距离。光阑102于“厚度”参数列中的数值为光阑102至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离,默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴O的正方向,当该值为负时,表明光阑102设置于后一表面顶点的右侧,若光阑102厚度为正值时,光阑102在后一表面顶点的左侧。可以理解的是,表1中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,有效焦距的参考波长为940nm。
表1
请参阅图2中的(A),图2中的(A)示出了第一实施例中的光学镜头100在波长为920nm、930nm、940nm、950nm以及960nm下的光线球差曲线图。图2中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图2中的(A)可以看出,第一实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图2中的(B),图2中的(B)为第一实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图2中的(B)可以看出,在该波长下,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图2中的(C),图2中的(C)为第一实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。由图2中的(C)可以看出,在波长940nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
第二实施例
请参照图3,图3为本申请第二实施例的光学镜头100的结构示意图。光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片L6和保护玻璃L7。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的屈折力、材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
进一步地,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5的面型可参见上述实施例一的说明,这里不再赘述。
在第二实施例中,以光学镜头100的焦距f=5.74mm、光学镜头100的视场角的FOV=61.7°、光圈大小FNO=2.03为例。
该第二实施例中的其他各项参数由下列表2给出,且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表2中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表2中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,有效焦距的参考波长为940nm。
表2
进一步地,请参阅图4中的(A),示出了第二实施例中的光学镜头100在波长为920nm、930nm、940nm、950nm以及960nm下的光线球差曲线图。图4中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图4中的(A)可以看出,第二实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图4中的(B),图4中的(B)为第二实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图4中的(B)可以看出,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图4中的(C),图4中的(C)为第二实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,单位为mm。由图4中的(C)可以看出,在波长940nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
第三实施例
请参照图5,图5示出了本申请第三实施例的光学镜头100的结构示意图。光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片L6和保护玻璃L7。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的屈折力、材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
进一步地,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5的面型可参见上述实施例一的说明,这里不再赘述。
在第三实施例中,以光学镜头100的焦距f=5.7mm、光学镜头100的视场角的FOV=63°、光圈大小FNO=2.02为例。
该第三实施例中的其他各项参数由下列表3给出,且其中各参数的定义可由前述说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表3中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表3中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,有效焦距的参考波长为940nm。
表3
进一步地,请参阅图6中的(A),示出了第三实施例中的光学镜头100在波长为920nm、930nm、940nm、950nm以及960nm下的光线球差曲线图。图6中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图6中的(A)可以看出,第三实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图6中的(B),图6中的(B)为第三实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图6中的(B)可以看出,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图6中的(C),图6中的(C)为第三实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。由图6中的(C)可以看出,在波长940nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
第四实施例
请参阅图7,为本申请第四实施例公开的光学镜头100的结构示意图。光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片L6和保护玻璃L7。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的屈折力、材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
第四实施例中,第一透镜L1的物侧面S1、像侧面S2于近光轴O处分别为平面和凹面,第二透镜L2的物侧面S3、像侧面S4于近光轴O处均为凸面。第三透镜L3的物侧面S5、像侧面S6于近光轴O处分别为凸面和凹面。第四透镜L4的物侧面S7、像侧面S8于近光轴O处分别为凸面和凹面,第五透镜L5的物侧面S9、像侧面S10于近光轴O处均为凸面。
在第四实施例中,以光学镜头100的焦距f=5.7mm、光学镜头100的视场角的FOV=62.2°、光圈大小FNO=2.04为例。
该第四实施例中的其他各项参数由下列表4给出,且其中各参数的定义可由前述说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表4中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表4中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,有效焦距的参考波长为940nm。
表4
进一步地,请参阅图8中的(A),示出了第四实施例中的光学镜头100在波长为920nm、930nm、940nm、950nm以及960nm下的光线球差曲线图。图8中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图8中的(A)可以看出,第四实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图8中的(B),图8中的(B)为第四实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图8中的(B)可以看出,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图8中的(C),图8中的(C)为第四实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。由图8中的(C)可以看出,在波长940nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
第五实施例
请参阅图9,为本申请第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图。光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、滤光片L6和保护玻璃L7。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的屈折力、材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
进一步地,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5的面型可参见上述实施例一的说明,这里不再赘述。
在第五实施例中,以光学镜头100的焦距f=4.27mm、光学镜头100的视场角的FOV=63.4°、光圈大小FNO=2.0为例。
该第五实施例中的其他各项参数由下列表5给出,且其中各参数的定义可由前述说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表5中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表5中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587.56nm,有效焦距的参考波长为940nm。
表5
进一步地,请参阅图10中的(A),示出了第五实施例中的光学镜头100在波长为920nm、930nm、940nm、950nm以及960nm下的光线球差曲线图。图10中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图10中的(A)可以看出,第五实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图10中的(B),图10中的(B)为第五实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S,由图10中的(B)可以看出,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图10中的(C),图10中的(C)为第五实施例中的光学镜头100在波长为940nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示视场角,单位为deg。由图10中的(C)可以看出,在波长940nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
请参阅表6,表6为本申请第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。
表6
关系式/实施例 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 |
-11.5<f1*f2/f<-9.5(单位:mm) | -9.570 | -10.094 | -9.968 | -11.145 | -11.142 |
9<f45/(CT4-CT5)<23 | 22.683 | 16.454 | 9.489 | 9.339 | 9.384 |
45<(Nd5-Nd4)*100<55 | 3.815 | 53.283 | 53.283 | 53.283 | 48.650 |
2.5<TTL/DOS<3 | 2.753 | 2.653 | 2.682 | 2.930 | 2.943 |
2.5<CT3/Sags6<4.5 | 2.700 | 4.241 | 4.314 | 4.405 | 4.352 |
7<(Rs5+Rs6)/(Rs5-Rs6)<9.1 | 8.356 | 7.018 | 7.062 | 8.928 | 9.037 |
51<(FOV*f)/(2*Imgh)<58(单位:deg) | 57.627 | 57.289 | 57.665 | 51.211 | 57.405 |
16.5<FOV/EPD≤22.5(单位:deg/mm) | 16.941 | 21.805 | 22.279 | 22.218 | 22.500 |
-12<SDs10/Sags10<-10 | -11.8 | -11.7 | -11.3 | -10.6 | -10.4 |
请参阅图11,本申请还公开了一种摄像模组,摄像模组200包括图像传感器201和如上述第一实施例至第五实施例中任一实施例所述的光学镜头100,所述图像传感器201设置于光学镜头100的像侧。光学镜头100可用于接收被摄物的光信号并投射到图像传感器201,图像传感器201可用于将对应于被摄物的光信号转换为图像信号。这里不做赘述。可以理解的,具有上述光学镜头100的摄像模组200能够在使得光学镜头100在满足轻薄、小型化设计的同时,提高光学镜头100的分辨率和成像清晰度,从而满足人们对光学镜头100的高清成像要求。而且,还有利于在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,有利于在可见光波段和红外波段都具有很好的成像效果,实现日夜共焦。由于上述技术效果已在光学镜头100的实施例中做了详细介绍,此处就不再赘述。
请参阅图12,本申请还公开了一种电子设备,所述电子设备300包括壳体300和如上述的摄像模组200,摄像模组200设于壳体301以获取影像信息。其中,电子设备300可以但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、监控器等。可以理解的,具有上述摄像模组200的电子设备300,也具有上述光学镜头100的全部技术效果。即,所述电子设备300能够在使得光学镜头100在满足轻薄、小型化设计的同时,提高光学镜头100的分辨率和成像清晰度,从而满足人们对光学镜头100的高清成像要求。而且,还有利于在高低温条件下仍然具有较好的成像能力的同时,有利于在可见光波段和红外波段都具有很好的成像效果,实现日夜共焦。由于上述技术效果已在光学镜头100的实施例中做了详细介绍,此处就不再赘述。
请参阅图13,本申请还公开了一种汽车。具体地,如图13中的(a)所示,图13中的(a)示出了汽车400包括车体401和如上述的摄像模组200,摄像模组200设于车体401上以获取影像信息;或者如图13中的(b)所示,图13中的(b)示出了汽车400包括车体401和上述的电子设备300,电子设备300设于车体401以获取影像信息。可以理解的,具有上述的摄像模组的汽车,或者具有上述的电子设备的汽车,也具有上述光学镜头100的全部技术效果。即,不仅能够提升汽车的拍摄效果,还有利于实现汽车在日间、夜间或光线较暗的环境中,如隧道,地下停车场等的拍摄和清晰成像,为驾驶员行车提供了更好的驾驶预警。
以上对本发明实施例公开的一种光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的光学镜头、摄像模组、电子设备及汽车及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (13)
1.一种光学镜头,其特征在于,所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜;
所述第一透镜具有负屈折力,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为平面,所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第二透镜具有正屈折力,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第四透镜具有负屈折力,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第五透镜具有正屈折力,所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
-11.5mm<f1*f2/f<-9.5mm;
其中,f1为所述第一透镜的焦距,f2为所述第二透镜的焦距,f为所述光学镜头的有效焦距。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
9<f45/(CT4-CT5)<23;
其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度,CT5为所述第五透镜于光轴上的厚度。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
45<(Nd5-Nd4)*100<55;
其中,Nd4为所述第四透镜的d光折射率,Nd5为所述第五透镜的d光折射率。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头还包括光阑,所述光学镜头满足以下关系式:
2.5<TTL/DOS<3;
其中,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于光轴上的距离,DOS为所述第一透镜的物侧面至所述光阑于光轴上的距离。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
2.5<CT3/Sags6<4.5;
其中,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,Sags6为所述第三透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第三透镜的像侧面于光轴上的点在平行于光轴的方向上的距离。
7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
7<(Rs5+Rs6)/(Rs5-Rs6)<9.1;
其中,Rs5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径,Rs6为所述第三透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
51deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<58deg;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,f为所述光学镜头的有效焦距,Imgh为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高的一半。
9.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
16.5deg/mm<FOV/EPD≤22.5deg/mm;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,EPD为所述光学镜头的入瞳直径。
10.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
-12<SDs10/Sags10<-10;
其中,SDs10为所述第五透镜的像侧面的通光孔的直径,Sags10为所述第五透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第五透镜的像侧面于光轴上的点在平行于光轴的方向上的距离。
11.一种摄像模组,其特征在于,所述摄像模组包括图像传感器和如权利要求1-10任一项所述的光学镜头,所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。
12.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体和如权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述壳体。
13.一种汽车,其特征在于,所述汽车包括车体和如权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述车体上以获取影像信息,或者,所述汽车包括车体和如权利要求12所述的电子设备,所述电子设备设于所述车体。
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