CN113189739A - 成像镜头、取像装置、电子装置及驾驶装置 - Google Patents
成像镜头、取像装置、电子装置及驾驶装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种成像镜头、取像装置、电子装置及驾驶装置。成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括具有负屈折力的第一透镜;具有正屈折力的第二透镜;具有负屈折力的第三透镜;具有屈折力的第四透镜,第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面;具有屈折力的第五透镜,第五透镜的物侧面和像侧面均为凹面;具有正屈折力的第六透镜;具有屈折力的第七透镜,第七透镜的像侧面为凸面;以及光阑,光阑设于第四透镜的物侧。上述成像镜头能够在具备高解像能力的同时兼顾小型化,且成本较低,适于批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,特别是涉及一种成像镜头、取像装置、电子装置及驾驶装置。
背景技术
随着科学技术的发展,高级驾驶辅助系统(Advanced Driving AssistantSystem,ADAS)、驾驶员监控系统(Driver Monitor System,DMS)、行车记录仪以及倒车影像等车载用摄像头的技术逐渐成熟。上述各项技术均需要获取清晰的路面信息图像或是清晰的驾驶员驾驶图像,才能更准确地判断路面状况或是驾驶员的驾驶状态,以为驾驶安全提供保障。
传统的车载镜头通常采用六片以上的透镜来获得较高的解像能力。但是,增加透镜数量会影响镜头的小型化,不利于镜头的安装使用,同时还会增加镜头的成本。另外,常规技术中通常采用非球面透镜来校正像差,当采用塑料非球面透镜时,由于塑料具有较大的热膨胀系数,会存在温度变化引起的像面模糊问题;当采用玻璃非球面透镜时,又会使得镜头的成本过高。
发明内容
基于此,有必要针对传统的车载镜头较难兼顾小型化、轻量化以及高解像能力的问题,提供一种改进的成像镜头。
一种成像镜头,所述成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有负屈折力的第一透镜;
具有正屈折力的第二透镜;
具有负屈折力的第三透镜;
具有屈折力的第四透镜,所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
具有屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凹面;
具有正屈折力的第六透镜;
具有屈折力的第七透镜,所述第七透镜的像侧面为凸面;以及,
光阑,所述光阑设于所述第四透镜的物侧。
上述成像镜头,通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的屈折力、面型以及各透镜的有效焦距,可以增强所述成像镜头的成像解析能力并有效修正像差,使其能够更精准地捕捉景物细节;同时通过合理控制各透镜间的距离可以有效缩短所述成像镜头的总长,实现镜头的小型化、轻量化。
在其中一个实施例中,所述第二透镜至所述第七透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面。
通过上述方式,可以提高透镜设计的灵活性,并有效地校正像差,提高成像镜头的成像质量。
在其中一个实施例中,所述第二透镜至所述第七透镜中,至少一个透镜的物侧面或像侧面为平面。
通过上述方式,有利于降低透镜的加工难度,同时也有利于降低镜头的组装敏感度,提升组装良率,降低镜头的生产成本。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:-10<R1/f1<-1.5;其中,R1表示所述第一透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f1表示所述第一透镜的有效焦距。
通过控制第一透镜物侧面于光轴处的曲率半径与第一透镜的有效焦距的比值满足关系式的上限时,有利于为成像镜头提供负的屈折力,使大角度入射的光线也能进入镜头,从而提高成像镜头的视场角,同时也有利于降低成像镜头的敏感度,实现镜头的小型化;而当该比值满足关系式的下限时,则可以避免成像时鬼影的产生。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:12<TTL/D34<20;其中,TTL表示所述第一透镜物侧面至所述成像镜头的成像面在光轴上的距离,D34表示所述第三透镜像侧面至所述第四透镜物侧面在光轴上的距离。
通过控制第一透镜物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离与第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离满足上述关系,有利于减小第三透镜和第四透镜之间的空气间隔,实现镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:-2<f5/f<0;其中,f5表示所述第五透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
通过控制第五透镜的有效焦距与成像镜头的有效焦距满足上关系,有利于为成像镜头提供负的屈折力,以矫正镜头的高阶像差,保证镜头的成像质量。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:-25<f56/f<-3;其中,f56表示所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
通过控制第五透镜和第六透镜的组合焦距与成像镜头的有效焦距满足上述关系,可以为成像镜头提供负的屈折力,以校正镜头的色差,同时也有利于减小镜头的偏心敏感度,并修正成像镜头的像差,提升镜头的成像解析度;进一步的,可以将第五透镜和第六透镜胶合,以同时解决镜片制作工艺和镜头的组装问题,从而降低镜头的组装敏感度,提升组装良率。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0.6<(CT6-CT5)/(CT4-CT5)<1.4;其中,CT4表示所述第四透镜在光轴上的厚度,CT5表示所述第五透镜在光轴上的厚度,CT6表示所述第六透镜在光轴上的厚度。
通过控制第四透镜、第五透镜以及第六透镜在光轴上的厚度满足上述关系,有利于校正成像镜头的像差,并减小镜头的像面弯曲程度,同时也有利于实现镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0.7<(R5r×R5f)/(R6f×R4r)<1.3;其中,R4r表示所述第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R5f表示所述第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R5r表示所述第五透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R6f表示所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。
通过控制上述各透镜的表面于光轴处的曲率半径满足上关系,有利于降低上述各透镜之间的空气间隔,进而缩短成像镜头的总长,实现小型化;除此之外,还可以减少镜头内杂散光的产生,降低鬼影的产生几率。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:f7/f>3.5;其中,f7表示所述第七透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
通过控制第七透镜的有效焦距与成像镜头的有效焦距满足上述关系,可以为系统提供正的屈折力,从而矫正镜头的高阶像差,保证镜头具备较高的成像质量。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0.5<(R7r+R7f)/(R7f-R7r)<3.0;其中,R7f表示所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R7r表示所述第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径。
通过控制上述各透镜的表面于光轴处的曲率半径满足上关系,可以防止边缘视角的主光线入射角过度增大,以使镜头能够更好地与传统规格的感光元件匹配;除此之外,也有利于抑制像散的产生,保证镜头的成像质量。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:1<∑CT/∑D<5;
其中,∑CT表示所述第一透镜至所述第七透镜中各透镜在光轴上的厚度之和,∑D表示所述第一透镜至所述第七透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。
通过控制各透镜在光轴上的厚度之和与各相邻透镜间的空气间隔满足上述关系,有利于使镜头的结构更为紧凑,进而实现镜头的小型化。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:
0.1<tan(FOV)/ImgH<0.5;其中,FOV为所述成像镜头的最大视场角,ImgH为所述成像镜头的成像面上有效像素区域的对角线长度。
通过控制成像镜头的视场角与成像镜头的成像面上有效像素区域的对角线长度满足上述关系,可以使成像镜头具备较高的成像分辨率,同时还可以将镜头的拍摄焦距以及镜头的畸变设置在一个合理范围内,从而获得较佳的广角拍摄效果。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:nd2>1.95;其中,nd2表示所述第二透镜的d光折射率。
通过合理配置第二透镜的折射率,可以保证第二透镜的屈折力,有利于校正成像镜头的像差,提升镜头的成像解析能力。
在其中一个实施例中,所述成像镜头满足下列关系式:|nd6-nd5|×100<5;其中,nd5表示所述第五透镜的d光折射率,nd6表示所述第六透镜的d光折射率。
通过控制第五透镜的折射率与第六透镜的折射率满足上述关系,有利于降低第五透镜和第六透镜胶合时胶合面的鬼影产生几率,进而提高镜头的成像质量。
本申请还提供一种取像装置。
一种取像装置,包括如前所述的成像镜头以及感光元件,所述感光元件设于所述成像镜头的像侧。
上述取像装置,利用前述的成像镜头能够拍摄得到高清晰、视角广的图像,同时取像装置还具有小型化、轻量化的结构特点,方便适配至如手机、平板以及车载镜头等尺寸受限的装置。
本申请还提供一种电子装置。
一种电子装置,包括壳体以及如前所述的取像装置,所述取像装置安装在所述壳体上。
上述电子装置,利用前述的取像装置能够拍摄得到分辨率较高的图像,并可及时地将图像传送至对应的处理系统,以便系统做出准确的分析和判断。
本申请还提供一种驾驶装置。
一种驾驶装置,包括车体以及如前所述的取像装置,所述取像装置设于所述车体以获取所述车体周围的环境信息。
上述驾驶装置,可以通过前述取像装置及时、准确地获取其周围的环境信息,并根据获得的环境信息对周围的道路状况进行实时分析,从而提升驾驶的安全性。
附图说明
图1示出了本申请实施例1的成像镜头的结构示意图;
图2分别示出了实施例1的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图3示出了本申请实施例2的成像镜头的结构示意图;
图4分别示出了实施例2的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图5示出了本申请实施例3的成像镜头的结构示意图;
图6分别示出了实施例3的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图7示出了本申请实施例4的成像镜头的结构示意图;
图8分别示出了实施例4的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图9示出了本申请实施例5的成像镜头的结构示意图;
图10分别示出了实施例5的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图11示出了本申请实施例6的成像镜头的结构示意图;
图12分别示出了实施例6的成像镜头的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图;
图13示出了本申请一实施例的取像装置的示意图;
图14示出了本申请一实施例的应用取像装置的驾驶装置示意图;
图15示出了本申请一实施例的应用取像装置的电子装置示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
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。
为了便于说明,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。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
高像素成像镜头能将捕捉的景物信息清晰地呈现在感光元件的感光面上,并传输到相应的系统进行识别处理,在倒车系统、自动驾驶系统以及监控系统中均起着十分重要的作用。然而传统的车载镜头在设计时较难兼顾小型化和高解像能力,使得镜头的制备成本较高,难于批量化生产。
针对以上方案所存在的缺陷,均是发明人在经过实践并仔细研究后得到的结果,因此,上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案,都应是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
以下将对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
请一并参阅图1、图3、图5、图7、图9和图11,本申请实施例提供一种可兼顾高像素以及小型化的成像镜头。具体的,该成像镜头包括七片具有屈折力的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜。该七片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列,成像镜头的成像面位于第七透镜的像侧。
第一透镜具有负屈折力,有利于使大角度入射的光线也能聚焦至成像镜头的成像面,从而实现稳定成像。
第二透镜具有正屈折力,可使光线能够平稳过渡或会聚至第三透镜,同时也有利于修正部分第一透镜产生的像差,使镜头具有较高的分辨率。
第三透镜具有负屈折力,从而有利于防止第二透镜过度矫正,进一步使入射光线聚焦至成像镜头的成像面。
第四透镜具有屈折力,且其物侧面和像侧面均可为凸面,从而有利于减小离轴视场的畸变,避免成像失真,同时也有利于修正像差。
第五透镜具有屈折力,且其物侧面和像侧面均可为凹面,可以使第五透镜具备较强的负屈折力,从而与具有正屈折力的第六透镜配合,以校正镜头色差,减小镜头的偏心敏感度,并进一步修正像差,提升镜头的成像解析能力;同时,也有利于与第四透镜的面型相适配,进一步减小镜头总长。进一步的,可以将第五透镜和第六透镜设置为胶合透镜,使得成像镜头的整体结构更为紧凑,降低镜片在组立过程中产生的倾斜或偏心等公差敏感度问题,提升镜头的组装良率。
如本领域技术人员已知的,在光线转折处的离散透镜,容易因加工误差和/或组立误差造成敏感,而胶合透镜的使用可有效地降低镜头的敏感度。在本申请中使用胶合透镜,不仅能够有效地降低镜头的敏感度、缩短镜头的整体长度,还能够分担镜头的整体色差、像差的矫正,提高成像镜头的解像能力。进一步的,胶合透镜可包括一枚具有正屈折力的透镜和一枚具有负屈折力的透镜,如第六透镜具有正屈折力,则第五透镜具有负屈折力。
第七透镜具有屈折力,其像侧面为凸面。在一些实施方式中,第七透镜可具有负屈折力,以将经过第六透镜的光线进行发散,使光线平稳过渡至成像面,有利于缩短镜头总长;在另一些实施方式中,第七透镜可具有正屈折力,从而有利于获得较小的主光线入射角,以进一步提高镜头的成像分辨率,并使像面亮度较为均匀。
成像镜头中还设置有光阑,光阑设于第四透镜的物侧,以更好地控制入射光束的大小。具体的,光阑包括孔径光阑和视场光阑。优选的,光阑为孔径光阑。孔径光阑可位于透镜的表面上(例如物侧面和像侧面),并与透镜形成作用关系,例如,通过在透镜的表面涂覆阻光涂层以在该表面形成孔径光阑;或通过夹持件固定夹持透镜的表面,位于该表面的夹持件结构能够限制轴上物点成像光束的宽度,从而在该表面上形成孔径光阑。
当上述成像镜头用于成像时,被摄物体发出或者反射的光线从物侧方向进入成像镜头,并依次穿过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜,最终汇聚到成像面上。
上述成像镜头,通过选取合适数量的透镜并合理分配各透镜的屈折力、面型以及各透镜的有效焦距,可以增强成像镜头的成像解析能力并有效修正像差;同时通过合理控制各透镜间的距离可以有效缩短所述成像镜头的总长,实现镜头的小型化、轻量化;同时,通过在第四透镜的物侧设置光阑可以有效限制入射光束的大小,从而进一步提高成像质量。
在示例性实施方式中,第二透镜至第七透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面。通过上述方式,可以提高透镜设计的灵活性,并有效地校正像差,提高成像镜头的成像质量。在另一些实施方式中,成像镜头的各透镜的物侧面和像侧面也可以均为球面。需要注意的是,上述实施方式仅是对本申请的一些实施方式的举例,在一些实施方式中,成像镜头中各透镜的表面可以是非球面或球面的任意组合。
进一步的,第二透镜至第七透镜中,至少一个透镜的物侧面或像侧面为平面。通过上述方式,有利于降低透镜的加工难度,同时也有利于降低镜头的组装敏感度,提升组装良率,降低镜头的生产成本。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:-10<R1/f1<-1.5;其中,R1表示第一透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f1表示第一透镜的有效焦距。R1/f1可以为-9、-8、-6、-4、-3、-2.9、-2.7、-2.5、-2.3、-2.1、-1.8或-1.6。当R1/f1低于上限时,有利于为成像镜头提供负的屈折力,使大角度入射的光线也能进入镜头,从而提高成像镜头的视场角,同时也有利于降低成像镜头的敏感度,实现镜头的小型化;当R1/f1高于下限时,则可以避免成像时鬼影的产生。而当R1/f1大于等于上限时,无法为镜头提供足够的负屈折力以使大角度入射的光线也能进入镜头,容易导致成像不完整和画面亮度低的问题;而当R1/f1小于等于下限时,则较难遏制杂散光的形成,容易产生鬼影。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:12<TTL/D34<20;其中,TTL表示第一透镜物侧面至成像镜头的成像面在光轴上的距离,D34表示第三透镜像侧面至第四透镜物侧面在光轴上的距离。TTL/D34可以是13、14、15、15.4、15.8、16.2、16.4、16.6、16.8、17.0、17.2、17.4、17.6、18或19。在满足上述关系的条件下,有利于减小第三透镜和第四透镜之间的空气间隔,实现镜头的小型化。而当TTL/D34大于等于上限时,会使得镜头的总长较长,不利于小型化,或是使得第三透镜和第四透镜的空气间隔较小,不利于降低镜头的组装敏感度;而当TTL/D34小于等于下限时,会使得第三透镜和第四透镜的空气间隔过大,不利于镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:-2<f5/f<0;其中,f5表示第五透镜的有效焦距,f表示成像镜头的有效焦距。f5/f可以是-1、-0.8、-0.7、-0.68、-0.66、-0.64、-0.62、-0.6、-0.4或-0.2。在满足上述关系的条件下,有利于为成像镜头提供负的屈折力,以矫正镜头的高阶像差,保证镜头的成像质量。而当f5/f大于等于0时,则无法为镜头提供负的屈折力以校正镜头像差;而当f5/f小于等于-2时,第五透镜的负屈折力过小,不利于矫正像差。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:-25<f56/f<-3;其中,f56表示第五透镜和第六透镜的组合焦距,f表示成像镜头的有效焦距。f56/f可以是-24、-22、-21、-15、-10、-9、-8、-7、-6.5、-6、-5.5、-5、-4.5、-4或-3.5。在满足上述关系的条件下,第五透镜配合第六透镜可以为成像镜头提供负的屈折力,以校正镜头的色差,同时也有利于减小镜头的偏心敏感度,并修正成像镜头的像差,提升镜头的成像解析度;进一步的,可以将第五透镜和第六透镜胶合,以同时解决镜片制作工艺和镜头的组装问题,从而降低镜头的组装敏感度,提升组装良率。而当f56/f大于等于上限或小于等于下限时,将较难为成像镜头提供合适大小的负屈折力以校正镜头的色差和像差。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0.6<(CT6-CT5)/(CT4-CT5)<1.4;其中,CT4表示第四透镜在光轴上的厚度,CT5表示第五透镜在光轴上的厚度,CT6表示第六透镜在光轴上的厚度。(CT6-CT5)/(CT4-CT5)可以是0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2或1.3。在满足上述关系的条件下,有利于校正成像镜头的像差,并减小镜头的像面弯曲程度,避免导致镀膜不均匀的问题,同时,也有利于实现镜头的小型化。而当(CT6-CT5)/(CT4-CT5)大于等于上限或小于等于下限时,不利于校正成像镜头的像差,且较难控制透镜表面的弯曲程度,不利于镜头的加工和组装,同时,也不利于实现镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0.7<(R5r×R5f)/(R6f×R4r)<1.3;其中,R4r表示第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R5f表示第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R5r表示第五透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R6f表示第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。(R5r×R5f)/(R6f×R4r)可以是0.8、0.84、0.88、0.92、0.96、1.0、1.04、1.08、1.12、1.16、1.2、1.24或1.28。在满足上述关系的条件下,有利于降低上述各透镜之间的空气间隔,进而缩短成像镜头的总长,实现小型化;除此之外,还可以减少镜头内杂散光的产生,降低鬼影的产生几率。而当(R5r×R5f)/(R6f×R4r)小于等于下限或大于等于上限时,则较难合理分配上述各透镜的屈折力,不利于像差修正以及鬼影消除,同时,也不利于实现镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:f7/f>3.5;其中,f7表示第七透镜的有效焦距,f表示成像镜头的有效焦距。f7/f可以是3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2或5.4。在满足上述关系的条件下,可以为系统提供正的屈折力,从而校正镜头的高阶像差,保证镜头具备较高的成像质量。而当f7/f小于等于3.5时,则无法为成像镜头提供合适的正屈折力,不利于镜头的像差修正。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0.5<(R7r+R7f)/(R7f-R7r)<3.0;其中,R7f表示第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R7r表示第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径。(R7r+R7f)/(R7f-R7r)可以是0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.4、2.6或2.8。在满足上述关系的条件下,可以防止边缘视角的主光线入射角过度增大,以使镜头能够更好地与传统规格的感光元件匹配;除此之外,也有利于抑制像散的产生,从而保证镜头的成像质量。而当(R7r+R7f)/(R7f-R7r)大于等于上限时,不利于抑制像散以及像差修正;而当(R7r+R7f)/(R7f-R7r)小于等于下限时,则较难平衡第七透镜两个表面的曲率,不利于减小主光线入射到成像面的角度,较难保证成像质量。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:1<∑CT/∑D<5;其中,∑CT表示第一透镜至第七透镜中各透镜在光轴上的厚度之和,∑D表示第一透镜至第七透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。∑CT/∑D可以是1.5、2、2.5、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6或4.8。在满足上述关系的条件下,有利于使镜头的结构更为紧凑,进而实现镜头的小型化。而当∑CT/∑D大于等于上限时,容易使得透镜的厚度过大,导致镜头的总重量增加,不利于实现镜头的轻量化以及低成本生产;而当∑CT/∑D小于等于下限时,相邻透镜间的空气间隔过大,不利于镜头的小型化。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:
0.1<tan(FOV)/ImgH<0.5;其中,FOV为成像镜头的最大视场角,具体的,FOV为成像镜头的成像面上有效像素区域的对角线方向视场角,ImgH为成像镜头的成像面上有效像素区域的对角线长度。tan(FOV)/ImgH可以是0.15、0.2、0.25、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.38、0.42、0.46或0.48。在满足上述关系的条件下,可以使成像镜头具备较高的成像分辨率,同时还可以将镜头的拍摄焦距以及镜头的畸变设置在一个合理范围内,从而获得较佳的广角拍摄效果。而当tan(FOV)/ImgH大于等于上限时,会使得视场角过大,不利于抑制主光线入射角,容易降低镜头的成像解析能力;而当tan(FOV)/ImgH小于等于下限时,会使得成像面的上的像高过大,不利于畸变的控制。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:nd2>1.95;其中,nd2表示第二透镜的d光折射率,d光为黄光,其波长为587.56nm。nd2可以是1.96、1.97、1.98、1.99、2.0、2.01、2.02、2.05或2.1。通过合理配置第二透镜的折射率,可以保证第二透镜的屈折力,从而有利于校正成像镜头的像差,提升镜头的成像解析能力。
在示例性实施方式中,成像镜头满足下列关系式:|nd6-nd5|×100<5;其中,nd5表示第五透镜的d光折射率,nd6表示第六透镜的d光折射率。|nd6-nd5|×100可以是1、1.1、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.0、3.1、3.5、3.9、4.3、4.7或4.9。在满足上述关系的条件下,有利于降低第五透镜和第六透镜胶合时胶合面的鬼影产生几率,进而提高镜头的成像质量。
在示例性实施方式中,成像镜头中各透镜的材质可以均为玻璃或均为塑料,塑料材质的透镜能够减少成像镜头的重量并降低生产成本,而玻璃材质的透镜可使成像镜头具备较好的温度耐受特性以及优良的光学性能。需要注意的是,成像镜头中各透镜的材质也可以玻璃和塑料的任意组合,并不一定要是均为玻璃或均为塑料。
在示例性实施方式中,成像镜头还包括红外滤光片。红外滤光片设于第七透镜的像侧,用于过滤入射光线,具体用于隔绝红外光,防止红外光被感光元件吸收,从而防止红外光对正常影像的色彩与清晰度造成影响,提高成像镜头的成像品质。
在示例性实施方式中,成像镜头还包括保护玻璃。保护玻璃设于红外滤光片的像侧,从而在后续组装成模组时能够靠近感光元件,起到保护感光元件的作用。感光元件位于成像镜头的成像面上。进一步的,该成像面可以为感光元件的感光表面。
本申请的上述实施方式的成像镜头可采用多片镜片,例如上文所述的七片。通过合理分配各透镜焦距、屈折力、面型、厚度以及各透镜之间的轴上间距等,可以保证上述成像镜头的总长较小、重量较轻且具备较高的成像分辨率,同时还具备较大的光圈(FNO可以为2.0)以及较大的视场角,从而更好地满足如车载辅助系统的镜头、手机、平板等轻量化电子设备的应用需求。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。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的成像镜头的具体实施例。在下述实施例中,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。此处近轴区域是指光轴附近的区域。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。
实施例1
以下参照图1至图2描述本申请实施例1的成像镜头100。
图1示出了实施例1的成像镜头100的结构示意图。如图1所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
将第七透镜L7的物侧面S13和像侧面S14均设置为非球面,有利于修正像差、解决像面歪曲的问题,也能够使透镜在较小、较薄且较平的情况下实现优良的光学成像效果,进而使成像镜头100具备小型化特性。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,使用玻璃材质的透镜可使成像镜头100具备较好的温度耐受特性以及优良的光学性能。第七透镜L7的材质为塑料,可以方便透镜面型的注塑成型,从而有利于降低生产成本,同时,塑料材质的透镜还能减少成像镜头100的重量,实现轻量化。
第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO,以限制入射光束的大小,进一步提升成像镜头100的成像质量。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。具体的,滤光片110的材质为玻璃。滤光片110和保护玻璃120可以属于成像镜头100的一部分,与各透镜一同装配,或者也可在成像镜头100与感光元件装配时一同安装。
表1示出了实施例1的成像镜头100的透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。另外,以透镜L1为例,透镜L1的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜在光轴上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至像侧方向的后一透镜的物侧面在光轴上的距离;光阑ST0于“厚度”参数列中的数值为光阑ST0至后一透镜的物侧面顶点(顶点指透镜与光轴的交点)于光轴上的距离,我们默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴的正方向,当该值为负时,表明光阑ST0设置于该透镜的物侧面顶点的右侧,若光阑STO厚度为正值时,光阑在该透镜物侧面顶点的左侧。面序号S6中的“厚度”参数为第三透镜L3的像侧面S6至光阑ST0于光轴上的距离。保护玻璃120“厚度”参数中面序号S18所对应的数值为保护玻璃120的像侧面S18至成像面S19于光轴上的距离。表1的参考波长为546nm。
表1
透镜中的非球面面型由以下公式限定:
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为表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数;Ai是非球面的第i阶系数。下表2给出了可用于实施例1中透镜非球面S13-S14的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表2
本实施例成像镜头100的成像面S19上有效像素区域的对角线长度ImgH为10.29mm,因此结合表1和表2中的数据可知,实施例1中的成像镜头100满足:
R1/f1=-1.83,其中,R1表示第一透镜L1物侧面S1于光轴处的曲率半径,f1表示第一透镜L1的有效焦距;
TTL/D34=15.49,其中,TTL表示第一透镜L1物侧面S1至成像镜头100的成像面S19在光轴上的距离,D34表示第三透镜L3像侧面S6至第四透镜L4物侧面S7在光轴上的距离;
f5/f=-0.65,其中,f5表示第五透镜L5的有效焦距,f表示成像镜头100的有效焦距;
f56/f=-5.40,其中,f56表示第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距,f表示成像镜头100的有效焦距;
(CT6-CT5)/(CT4-CT5)=0.69,其中,CT4表示第四透镜L4在光轴上的的厚度,CT5表示第五透镜L5在光轴上的的厚度,CT6表示第六透镜L6在光轴上的的厚度;
(R5r×R5f)/(R6f×R4r)=1.12,其中,R4r表示第四透镜L4像侧面S8于光轴处的曲率半径,R5f表示第五透镜L5物侧面S9于光轴处的曲率半径,R5r表示第五透镜L5像侧面S10于光轴处的曲率半径,R6f表示第六透镜L6物侧面S11于光轴处的曲率半径;
f7/f=3.63,其中,f7表示第七透镜L7的有效焦距,f表示成像镜头100的有效焦距;
(R7r+R7f)/(R7f-R7r)=1.6,其中,R7f表示第七透镜L7物侧面S13于光轴处的曲率半径,R7r表示第七透镜L7像侧面S14于光轴处的曲率半径;
∑CT/∑D=3.305其中,∑CT表示第一透镜L1至第七透镜L7中各透镜在光轴上的厚度之和,∑D表示第一透镜L1至第七透镜L7的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和;
tan(FOV)/ImgH=0.29,其中,FOV为成像镜头100的最大视场角,具体的,FOV为成像镜头100的成像面S19上有效像素区域的对角线方向视场角,ImgH为成像镜头100的成像面S19上有效像素区域的对角线长度;
nd2=2.001,其中,nd2表示第二透镜L2的d光折射率;
|nd6-nd5|×100=3.09,其中,nd5表示第五透镜L5的d光折射率,nd6表示第六透镜L6的d光折射率。
图2分别示出了实施例1的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图2可知,实施例1给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例2
以下参照图3至图4描述本申请实施例2的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了本申请实施例2的成像镜头100的结构示意图。
如图3所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,第七透镜L7的材质为塑料,第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。
表3示出了实施例2的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表3的参考波长为546nm。表4示出了可用于实施例2中透镜非球面S13-S14的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表5示出了实施例2中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表3
表4
表5
图4分别示出了实施例2的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图4可知,实施例2给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例3
以下参照图5至图6描述本申请实施例3的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图5示出了本申请实施例3的成像镜头100的结构示意图。
如图5所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,第七透镜L7的材质为塑料,第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。
表6示出了实施例3的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表6的参考波长为546nm。表7示出了可用于实施例3中透镜非球面S13-S14的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表8示出了实施例3中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表6
表7
表8
图6分别示出了实施例3的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图6可知,实施例3给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例4
以下参照图7至图8描述本申请实施例4的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图7示出了本申请实施例4的成像镜头100的结构示意图。
如图7所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,第七透镜L7的材质为塑料,第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。
表9示出了实施例4的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表9的参考波长为546nm。表10示出了可用于实施例4中透镜非球面S13-S14的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表11示出了实施例4中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表9
表10
表11
图8分别示出了实施例4的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图8可知,实施例4给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例5
以下参照图9至图10描述本申请实施例5的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图9示出了本申请实施例5的成像镜头100的结构示意图。
如图9所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凹面,于圆周处为凹面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,第七透镜L7的材质为塑料,第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。
表12示出了实施例5的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表12的参考波长为546nm。表13示出了可用于实施例5中透镜非球面S13-S14的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表14示出了实施例5中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表12
表13
表14
图10分别示出了实施例5的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图10可知,实施例5给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
实施例6
以下参照图11至图12描述本申请实施例6的成像镜头100。在本实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图11示出了本申请实施例6的成像镜头100的结构示意图。
如图11所示,成像镜头100沿着光轴从物侧至像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和成像面S19。
第一透镜L1具有负屈折力,其物侧面S1和像侧面S2均为球面,其中物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。
第二透镜L2具有正屈折力,其物侧面S3为球面,像侧面S4为平面,其中物侧面S3为凸面。
第三透镜L3具有负屈折力,其物侧面S5和像侧面S6均为球面,其中物侧面S5为凹面,像侧面S6为凹面。
第四透镜L4具有正屈折力,其物侧面S7和像侧面S8均为球面,其中物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。
第五透镜L5具有负屈折力,其物侧面S9和像侧面S10均为球面,其中物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。
第六透镜L6具有正屈折力,其物侧面S11和像侧面S12均为球面,其中物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。
第七透镜L7具有正屈折力,其物侧面S13和像侧面S14均为非球面,其中物侧面S13于光轴处为凸面,于圆周处为凸面,像侧面S14于光轴处为凸面,于圆周处为凸面。
第一透镜L1至第六透镜L6的材质均为玻璃,第七透镜L7的材质为塑料,第三透镜L3和第四透镜L4之间还设置有光阑STO。成像镜头100还包括具有物侧面S15和像侧面S16的滤光片110以及设于滤光片110像侧且具有物侧面S17和像侧面S18的保护玻璃120。来自物体OBJ的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面S19上。进一步的,滤光片110为红外滤光片,用以滤除入射至成像镜头100的外界光线中的红外光线,避免成像失真。
表15示出了实施例6的成像镜头100的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材质、折射率、阿贝数(即色散系数)和各透镜的有效焦距,其中,曲率半径、厚度、各透镜的有效焦距的单位均为毫米(mm)。表15的参考波长为546nm。表16示出了可用于实施例6中透镜非球面S13-S14的高次项系数,其中非球面面型可由实施例1中给出的公式(1)限定;表17示出了实施例6中给出的成像镜头100的相关参数数值。
表15
表16
表17
图12分别示出了实施例6的成像镜头100的纵向球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。其中纵向球差曲线图示出了波长为450nm、479.99nm、546.07nm、587.56nm以及656.27nm的光线经由成像镜头100后的会聚焦点偏离;像散曲线图示出了成像镜头100的子午像面弯曲和弧矢像面弯曲;畸变曲线图示出了成像镜头100不同像高情况下的畸变率。根据图12可知,实施例6给出的成像镜头100能够实现良好的成像品质。
如图13所示,本申请还提供一种取像装置200,包括如前文所述的成像镜头100;以及感光元件210,感光元件210设于成像镜头100的像侧,感光元件210的感光表面与成像面S19重合。具体的,感光元件210可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS,ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)图像传感器或者电荷耦合元件(CCD,Charge-coupledDevice)图像传感器。
上述取像装置200利用前述的成像镜头100能够拍摄得到高清晰、视角广的图像,同时取像装置200还具有小型化、轻量化的结构特点。取像装置200可应用于手机、汽车、监控、医疗等领域。具体可作为手机摄像头、车载摄像头、监控摄像头或内窥镜等。
如图14所示,上述取像装置200可作为车载摄像头应用于驾驶装置300中。驾驶装置300可以为自动驾驶汽车或非自动驾驶汽车。取像装置200可作为驾驶装置300的前视摄像头、后视摄像头或侧视摄像头。具体的,驾驶装置300包括车体310,取像装置200安装于车体的310的左后视镜、右后视镜、后尾箱、前大灯、后大灯等任意位置,以获取车体310周围的清晰的环境图像。此外,驾驶装置300中还设置有显示屏320,显示屏320安装于车体310内,且取像装置200与显示屏320通信连接,取像装置200所获得的影像信息能够传输至显示屏320中显示,从而使司机能够获得更完整的周边影像信息,提高驾驶时的安全保障。
特别地,在一些实施例中,取像装置200可应用于自动驾驶汽车上。继续参考图14,取像装置200安装于自动驾驶汽车车体上的任意位置,具体可参考上述实施例驾驶装置300中取像装置200的安装位置。对于自动驾驶汽车而言,取像装置200还可安装于车体的顶部。此时,通过在自动驾驶汽车上安装多个取像装置200以获得车体310周围360°视角的环境信息,取像装置200获得的环境信息将被传递至自动驾驶汽车的分析处理单元以对车体310周围的道路状况进行实时分析。通过采用取像装置200,可提高分析处理单元识别分析的准确性,从而提升自动驾驶时的安全性能。
如图15所示,本申请还提供一种电子装置400,包括壳体410以及如前文所述的取像装置200,取像装置200安装在壳体410上。具体的,取像装置200设置在壳体410内并从壳体410暴露以获取图像,壳体410可以给取像装置200提供防尘、防水防摔等保护,壳体410上开设有与取像装置200对应的孔,以使光线从孔中穿入或穿出壳体。
上述电子装置400,利用前述的取像装置200能够拍摄得到分辨率较高的图像。在另一些实施方式中,上述电子装置400还设置有对应的处理系统,电子装置400在拍摄物体图像后可及时地将图像传送至对应的处理系统,以便系统做出准确的分析和判断。
另一些实施方式中,所使用到的“电子装置”还可包括,但不限于被设置成经由有线线路连接和/或经由无线接口接收或发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的电子装置可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括,但不限于卫星或蜂窝电话;可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system,PCS)终端;可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(globalpositioning system,GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant,PDA);以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.一种成像镜头,其特征在于,所述成像镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有负屈折力的第一透镜;
具有正屈折力的第二透镜;
具有负屈折力的第三透镜;
具有屈折力的第四透镜,所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面;
具有屈折力的第五透镜,所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凹面;
具有正屈折力的第六透镜;
具有屈折力的第七透镜,所述第七透镜的像侧面为凸面;以及,
光阑,所述光阑设于所述第四透镜的物侧。
2.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第二透镜至所述第七透镜中,至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面。
3.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第二透镜至所述第七透镜中,至少一个透镜的物侧面或像侧面为平面。
4.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
-10<R1/f1<-1.5;
其中,R1表示所述第一透镜物侧面于光轴处的曲率半径,f1表示所述第一透镜的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
12<TTL/D34<20;
其中,TTL表示所述第一透镜物侧面至所述成像镜头的成像面在光轴上的距离,D34表示所述第三透镜像侧面至所述第四透镜物侧面在光轴上的距离。
6.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
-2<f5/f<0;
其中,f5表示所述第五透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
7.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
-25<f56/f<-3;
其中,f56表示所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
8.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0.6<(CT6-CT5)/(CT4-CT5)<1.4;
其中,CT4表示所述第四透镜在光轴上的的厚度,CT5表示所述第五透镜在光轴上的的厚度,CT6表示所述第六透镜在光轴上的的厚度。
9.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0.7<(R5r×R5f)/(R6f×R4r)<1.3;
其中,R4r表示所述第四透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R5f表示所述第五透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R5r表示所述第五透镜像侧面于光轴处的曲率半径,R6f表示所述第六透镜物侧面于光轴处的曲率半径。
10.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
f7/f>3.5;
其中,f7表示所述第七透镜的有效焦距,f表示所述成像镜头的有效焦距。
11.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0.5<(R7r+R7f)/(R7f-R7r)<3.0;
其中,R7f表示所述第七透镜物侧面于光轴处的曲率半径,R7r表示所述第七透镜像侧面于光轴处的曲率半径。
12.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
1<∑CT/∑D<5;
其中,∑CT表示所述第一透镜至所述第七透镜中各透镜在光轴上的厚度之和,∑D表示所述第一透镜至所述第七透镜的各相邻透镜中前一透镜的像侧面至后一透镜的物侧面在光轴上的距离之和。
13.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
0.1<tan(FOV)/ImgH<0.5;
其中,FOV为所述成像镜头的最大视场角,ImgH为所述成像镜头的成像面上有效像素区域的对角线长度。
14.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
nd2>1.95;
其中,nd2表示所述第二透镜的d光折射率。
15.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足下列关系式:
|nd6-nd5|×100<5;
其中,nd5表示所述第五透镜的d光折射率,nd6表示所述第六透镜的d光折射率。
16.一种取像装置,其特征在于,包括如权利要求1-15任一项所述的成像镜头以及感光元件,所述感光元件设于所述成像镜头的像侧。
17.一种电子装置,其特征在于,包括壳体以及如权利要求16所述的取像装置,所述取像装置安装在所述壳体上。
18.一种驾驶装置,其特征在于,包括车体以及如权利要求16所述的取像装置,所述取像装置设于所述车体以获取所述车体周围的环境信息。
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