CN113359280B - 光学镜头、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的光学镜头、摄像模组及电子设备,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、第五透镜和第六透镜;第一透镜的物侧面和像侧面分别为平面和凹面;第二透镜的像侧面为凹面;第三透镜的物侧面和像侧面均为凸面;第四透镜的物侧面和像侧面均为凹面;第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面,第六透镜的物侧面为凸面;光学镜头满足以下关系:3.5<f45/f<10,其中,f45为第四透镜和第五透镜的组合焦距,f为光学镜头的有效焦距。本发明提供的光学镜头、摄像模组及电子设备,能够在满足轻薄、小型化设计的同时,还能够抓住大角度射进光学镜头的光线,有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。
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、摄像模组及电子设备。
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,光学镜头的视场角较小,分辨率较低,难以满足大角度范围的拍摄及清晰成像,从而无法满足大视场角的拍摄需求。
发明内容
本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备,能够在实现光学镜头的轻薄、小型化设计的同时,还有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。
为了实现上述目的,第一方面,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、第五透镜和第六透镜;
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;
所述第二透镜具有负屈折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第三透镜具有正屈折力,所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面;
所述第四透镜具有负屈折力,所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面;
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;
所述第六透镜具有正屈折力,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述光学镜头满足以下关系式:
3.5<f45/f<10,其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,f为所述光学镜头的有效焦距。
本申请提供的所述光学镜头中,第一透镜提供的负屈折力及物侧面和像侧面于近光轴处的平凹面面型设计,将有利于使与光轴呈大角度的入射光线进入光学镜头并得到有效会聚。配合第二透镜的负屈折力和像侧面于近光轴处凹面面型设计,可以进一步地会聚中心和边缘视场光线,从而有利于压缩光学镜头的总长,并可实现会聚光束的平滑传递。同时配合第三透镜的正屈折力及物侧面和像侧面于近光轴处的凹面面型设计,正负透镜相互配合可以抵消彼此产生的像差,从而可有效校正经第一透镜和第二透镜产生的边缘视场像差。第四透镜的负屈折力及双凹面面型设计能够配合物方透镜以进一步会聚入射光线,可以压缩光学镜头的总长,并可以抵消光线经过物方各透镜时所产生的像差。而第五透镜和第六透镜提供的正屈折力及于近光轴处的相应面型设计则能够平衡物方各透镜在会聚入射光线时所带来的难以校正的像差,能够进一步会聚中心视场的光线,从而压缩光学镜头的总长,同时也可较好地抑制球差。即,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,且由于第四透镜具有负屈折力,第五透镜具有正屈折力,第四透镜和所述第五透镜形成的整体具有正屈折力,有利于进行像差的相互校正,从而有利于提升所述光学镜头的成像品质。使得所述光学镜头满足关系式:3.5<f45/f<10时,能够在实现所述光学镜头的轻薄、小型化设计的同时,还有利于抓住大角度射进所述光学镜头的光线,扩大所述光学镜头的视场角范围,有利于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,将第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面胶合,即,第四透镜和第五透镜形成胶合件,通过胶合件的设置,将两个透镜的累加公差设置成一个整合透镜的公差,可减小透镜的偏心敏感度,有利于降低所述光学镜头的组装敏感度,解决了透镜加工制造及透镜组装困难的问题,从而提高光学镜头的良率。
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:-5<f2/CT2<-2.5;
其中,f2为所述第二透镜的焦距,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
通过限定第二透镜的有效焦距与所述第二透镜的中心厚度的比值,可以降低所述第二透镜的中心厚度的公差敏感度,降低所述第二透镜的加工难度,从而可以降低生产成本,同时还有利于提升所述光学镜头的组装良率。而当超过上述关系式的下限时,在满足光学性能的前提下,所述第二透镜的中心厚度过小,所述光学镜头对于所述第二透镜的中心厚度过于敏感,可能增加所述第二透镜的加工难度,导致所述第二透镜难以满足所需的公差要求,从而降低所述光学镜头的组装良率,不利于降低生产成本;而当超过上述关系式的上限时,在满足光学性能的前提下,会使得所述第二透镜的中心厚度过大,且当第二透镜采用玻璃材质时,由于玻璃透镜的密度较大,因此,所述第二透镜的中心厚度越大,越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:2.5<f6/CT6<3.5;
其中,f6为所述第六透镜的焦距,CT6为所述第六透镜于光轴上的厚度。
通过合理地将所述第六透镜的有效焦距与所述第六透镜的中心厚度的比值控制在合适的范围内,有利于减小光束射出第六透镜的出射角度,并且第六透镜作为最靠近成像面的透镜,从而有利于减小光束射入感光元件的角度,以提高所述感光元件的感光性能,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:-2.1mm*10-6/℃<(CT4-CT5)*(α4-α5)<-0.5mm*10-6/℃;
其中,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,α4为所述第四透镜在-30~70℃条件下的热膨胀系数,α5为所述第五透镜在-30~70℃条件下的热膨胀系数。
通过材料的合理搭配,不仅可以减小温度对所述光学镜头的影响,使得所述光学镜头可以在高温或低温条件下仍能保持良好的成像质量,同时还可以减小第四透镜和第五透镜这两片透镜的中心厚度差异及材料特性差异。此外,当第四透镜与第五透镜相胶合,且第四透镜以及第五透镜的材质为相同材质时,通过满足上述关系式,可以降低胶合透镜在高温或低温条件下发生开裂的风险,使得所述光学镜头在上述温度环境下仍然具有较好的解析能力。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头还包括光阑,所述光学镜头满足以下关系式:2<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。
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难以射入至所述光学镜头,从而会降低所述光学镜头的物空间成像范围,不利于实现广角化;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:0.5<(D12+CT2)/(CT3+D34)<1.5;
其中,D12为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面于光轴的距离,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,D34为所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面于光轴的距离。
通过上述关系式限定,有利于校正所述光学镜头的像差,提高所述光学镜头的成像解析度,同时还有利于保证所述光学镜头的整体结构具有紧凑性,满足小型化的设计要求。而当超过上述关系式的范围时,不利于所述光学镜头的像差的校正,导致所述光学镜头的成像品质降低;同时,过大的空气间隔与透镜厚度的设置会增加所述光学镜头的总长负担,不利于所述光学镜头的小型化设计。
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:3<CT2/SAGS4<5.5;
其中,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,SAGS4为所述第二透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第二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(即第二透镜的像侧面的矢高)。
通过控制所述第二透镜的中心厚度与所述第二透镜的像侧面的矢高值的比值关系,能够使得所述第二透镜在满足具有较高的屈折力的同时,避免所述第二透镜的中心厚度过大或像侧面过于弯曲而增加了第二透镜的制造难度,从而可以降低第二透镜的生产成本。当超过上述关系式的下限时,所述第二透镜的像侧面过于弯曲,导致所述第二透镜的加工难度增大,增加了所述第二透镜的生产成本;同时由于所述第二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,所述第二透镜的厚度值过大,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:8.5mm<(Rs5*f3)/CT3<16.5mm;
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,f3为所述第三透镜的焦距,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。
由于所述第三透镜的曲率半径越小,所述第三透镜的表面越弯曲,越有利于使经第三透镜的物侧面折转而发散的光束会聚并传递至成像面,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至成像面的角度;同时,第三透镜的曲率半径和焦距的乘积越小,有利于缩短后焦的长度,从而有利于实现所述光学镜头的小型化设计。而当超过上述关系式的下限时,所述第三透镜的物侧面会很弯曲,从而会增加鬼影产生的机率或增加鬼影的强度,影响成像品质。
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:60deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<70deg;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,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,能够保证所述光学镜头具有大视角和大像面特性,从而使所述光学镜头具有良好的光学性能,使得所述光学镜头能够满足高像素的成像要求,能够很好地捕捉被摄物体的细节。
第二方面,本发明公开了一种摄像模组,所述摄像模组包括感光元件和如上述第一方面所述的光学镜头,所述感光元件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,还有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。
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在满足轻薄、小型化设计的同时,还有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。
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、摄像模组及电子设备,所述光学镜头采用六片式透镜,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,以及使所述光学镜头满足关系式:3.5<f45/f<10时,有利于抓住大角度射进光学镜头的光线,扩大光学镜头的视场角范围,有利于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。而且当满足上述关系式时,使得第四透镜和第五透镜形成的整体具有正屈折力,有利于进行像差的相互校正,从而有利于提升光学镜头的成像品质。
进一步地,通过胶合件的设置,将两个透镜的累加公差设置成一个整合透镜的公差,可减小偏心敏感度,有利于降低光学镜头组装敏感度,解决了透镜加工制造难及透镜组装难的问题,从而提高光学镜头的良率。
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、第五透镜L5和第六透镜L6。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、第五透镜L5和第六透镜L6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具有负屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6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处可为凸面或者是凹面,第二透镜L2的像侧面S4于近光轴O处可为凹面,第三透镜L3的物侧面S5和像侧面S6于近光轴O处均可为凸面,第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8于近光轴O处均可为凹面,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,第六透镜L6的物侧面S11于近光轴O处可为凸面,第六透镜L6的像侧面S12于近光轴O处可为凸面、凹面或者是平面。
更进一步地,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和第六透镜L6可为玻璃透镜或塑料透镜等。同时,前述的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6可为球面透镜或非球面透镜。
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,其可设置在第三透镜L3和第四透镜L4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L8,保护玻璃L8设置于第六透镜L6的像侧面S12与光学镜头100的成像面101之间,该保护玻璃L8用于保护所述第六透镜L6。
进一步地,光学镜头100还可包括滤光片L7,例如红外滤光片,红外滤光片设于第六透镜L6的像侧面S12与保护玻璃L8之间,从而可滤除诸如红外光等其他波段的光线,而仅让可见光通过;也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:3.5<f45/f<10;其中,f45为第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距,f为光学镜头100的有效焦距。当满足上述关系式时,有利于抓住大角度射进光学镜头100的光线,扩大光学镜头100的视场角范围,有利于提高光学镜头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。而且当满足上述关系式时,使得第四透镜L4和第五透镜L5形成的整体具有正屈折力,有利于进行像差的相互校正,从而有利于提升光学镜头100的成像品质。
进一步地,将第四透镜L4的像侧面S8与第五透镜L5的物侧面S9胶合,即,第四透镜L4和第五透镜L5形成胶合件,将两个透镜的累加公差设置成一个整合透镜的公差,可减小透镜的偏心敏感度,有利于降低光学镜头100的组装敏感度,解决了透镜加工制造难及透镜组装困难的问题,从而提高光学镜头100的良率。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:-5<f2/CT2<-2.5;其中,f2为第二透镜L2的焦距,CT2为第二透镜L2于光轴O上的厚度。
通过限定第二透镜L2的有效焦距与所述第二透镜L2的中心厚度的比值,可以降低第二透镜L2的中心厚度的公差敏感度,降低第二透镜L2的加工难度,从而可以降低生产成本,同时还有利于提升光学镜头100的组装良率。而当超过上述关系式的下限时,在满足光学性能的前提下,第二透镜L2的中心厚度过小,光学镜头100对于第二透镜L2的中心厚度过于敏感,可能增加第二透镜L2的加工难度,导致第二透镜L2难以满足所需的公差要求,从而会降低光学镜头100的组装良率,不利于降低生产成本;而当超过上述关系式的上限时,在满足光学性能的前提下,会使得第二透镜L2的中心厚度过大,且当第二透镜L2采用玻璃材质时,由于玻璃透镜的密度较大,因此,第二透镜L2的中心厚度越大,越不利于光学镜头100的轻量化和小型化。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:2.5<f6/CT6<3.5;其中,f6为第六透镜L6的焦距,CT6为第六透镜L6于光轴O上的厚度。通过合理地将第六透镜L6的有效焦距与第六透镜L6的中心厚度的比值控制在合适的范围内,有利于减小光束射出第六透镜L6的出射角度,并且第六透镜L6作为最靠近成像面102的透镜,从而有利于减小光束射入感光元件的角度,以提高所述感光元件的感光性能,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:
-2.1mm*10-6/℃<(CT4-CT5)*(α4-α5)<-0.5mm*10-6/℃;其中,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,α4为第四透镜L4在-30~70℃条件下的热膨胀系数,α5为第五透镜L5在-30~70℃条件下的热膨胀系数。
通过材料的合理搭配,不仅可以减小温度对光学镜头100的影响,使得光学镜头100可以在高温或低温条件下仍能保持良好的成像质量;同时还可以减小第四透镜L4和第五透镜L5这两片透镜的中心厚度差异及材料特性差异。此外,当第四透镜L4与第五透镜L5相胶合,且第四透镜L4以及第五透镜L5的材质为相同材质时,通过满足上述关系式,可以降低胶合透镜在高温或低温条件下(即上述温度环境下)发生开裂的风险,使得光学镜头100在上述温度环境下仍然具有较好的解析能力。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:2<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,有利于使得光学镜头100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光学镜头100,从而会降低光学镜头100的物空间成像范围,不利于实现广角化;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1满足以下关系式:3<CT2/SAGS4<5.5;其中,CT2为第二透镜L2于光轴O上的厚度,SAGS4为第二透镜L2的像侧面S4的最大通光孔的直径处至第二透镜L2的像侧面S4于光轴O上的点在平行于光轴的方向上的距离(即第二透镜L2的像侧面S4的矢高)。
通过控制第二透镜L2的中心厚度与第二透镜L2的像侧面S4的矢高值的比值关系,能够使得第二透镜L2在满足具有较高的屈折力的同时,避免第二透镜L2的中心厚度过大或像侧面S4过于弯曲而增加了第二透镜L2的制造难度的情况,从而可以降低第二透镜的生产成本。当超过上述关系式的下限时,第二透镜L2的像侧面S4过于弯曲,导致第二透镜L2的加工难度增大,增加了第二透镜L2的生产成本;同时由于第二透镜L2的像侧面S4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,第二透镜L2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100满足以下关系式:8.5mm<(Rs5*f3)/CT3<16.5mm;其中,Rs5为第三透镜L3的物侧面S5于光轴O处的曲率半径,f3为第三透镜L3的焦距,CT3为第三透镜L3于光轴O上的厚度。
由于第三透镜L3的曲率半径越小,第三透镜L3的表面越弯曲,越有利于使经第三透镜L3的物侧面S5折转而发散的光束会聚并传递至成像面,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至成像面102的角度;同时,第三透镜L3的曲率半径和焦距的乘积越小,有利于缩短后焦的长度,从而有利于实现光学镜头100的小型化设计。而当超过上述关系式的下限时,第三透镜L3的物侧面S5会很弯曲,从而会增加鬼影产生的机率或增加鬼影的强度,影响成像品质。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:60deg<(FOV*f)/(2*Imgh)<70deg;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,能够保证光学镜头100具有大视角和大像面特性,从而使光学镜头100具有良好的光学性能,使得光学镜头100能够满足高像素的成像要求,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:0.5<(D12+CT2)/(CT3+D34)<1.5;其中,D12为第一透镜L1的像侧面S1与第二透镜L2的物侧面S3于光轴O的距离,CT2为第二透镜L2于光轴O上的厚度,CT3为第三透镜L3于光轴O上的厚度,D34为第三透镜L3的像侧面S6与第四透镜L4的物侧面S7于光轴O的距离。
通过上述关系式限定,有利于校正光学镜头100的像差,提高光学镜头100的成像解析度,同时还有利于保证光学镜头100的整体结构具有紧凑性,满足小型化的设计要求。而当超过上述关系式的范围时,不利于光学镜头100的像差的校正,导致光学镜头100的成像品质降低;同时,过大的空气间隔与透镜厚度的设置会增加光学镜头100的总长负担,不利于光学镜头100的小型化设计。
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、第三透镜L3、光阑102、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7和保护玻璃L8。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6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处均为凹面。第三透镜L3的物侧面S5、像侧面S6于近光轴O处均为凸面。第四透镜L4的物侧面S7、像侧面S8于近光轴O处均为凹面。第五透镜L5的物侧面S9、像侧面S10于近光轴O处均为凸面。第六透镜L6的物侧面S11、像侧面S12于近光轴O处均为凸面。
可选地,第二透镜L2的物侧面S3、像侧面S4为非球面,第一透镜L1、第三透镜L3至第六透镜L6的物侧面、像侧面为球面。第二透镜L2的材质为塑料或玻璃,第一透镜L1、第三透镜L3至第六透镜L6的材质为玻璃。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=3.4mm、光学镜头100的光圈大小FNO=2.0、视场角FOV=126.6°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546.074nm,有效焦距的参考波长为587.56nm。
表1
在第一实施例中,第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4均为非球面,则第二透镜L2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Y半径R的倒数);k为圆锥系数;Ai是非球面第i项高次项相对应的修正系数。表2给出了可用于第一实施例中第二透镜L2的物侧面S3、像侧面S4的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
表2
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435.8343nm、488.0000nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm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546.0740nm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546.0740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2中的(C)可以看出,在波长546.0740nm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、第三透镜L3、光阑102、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7和保护玻璃L8。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6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。
第二实施例中,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于近光轴O处为凸面、像侧面S4于近光轴O处为凹面。第三透镜L3的物侧面S5、像侧面S6于近光轴O处均为凸面。第四透镜L4的物侧面S7、像侧面S8于近光轴O处均为凹面。第五透镜L5的物侧面S9、像侧面S10于近光轴O处均为凸面。第六透镜L6的物侧面S11、像侧面S12于近光轴O处均为凸面。
在第二实施例中,以光学镜头100的有效焦距f=3.4mm、光学镜头100的光圈大小FNO=2.0、视场角的FOV=127.8°为例。
该第二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实施例的说明中得出,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546.074nm,有效焦距的参考波长为587.56nm。
表3
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435.8343nm、488.0000nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm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546.0740nm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546.0740nm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546.0740nm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、第三透镜L3、光阑102、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7和保护玻璃L8。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6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、第五透镜L5以及第六透镜L6的面型可参见上述第二实施例的说明,这里不再赘述。
在第三实施例中,以光学镜头100的有效焦距f=3.4mm、光学镜头100的光圈大小FNO=2.0、视场角的FOV=127.8°为例。
该第三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546.074nm,有效焦距的参考波长为587.56nm。
表4
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435.8343nm、488.0000nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm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546.0740nm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546.0740nm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6中的(C)可以看出,在波长546.0740nm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、第三透镜L3、光阑102、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7和保护玻璃L8。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6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、第五透镜L5以及第六透镜L6的面型可参见上述第二实施例的说明,这里不再赘述。
在第四实施例中,以光学镜头100的焦距f=3.4mm、光学镜头100的光圈大小FNO=2.0、视场角的FOV=127.7°为例。
该第四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546.074nm,有效焦距的参考波长为587.56nm。
表5
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435.8343nm、488.0000nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm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546.0740nm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546.0740nm nm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8中的(C)可以看出,在波长546.0740nm nm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、第三透镜L3、光阑102、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7和保护玻璃L8。其中,关于第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6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。
第五实施例中,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处均为凸面。第四透镜L4的物侧面S7、像侧面S8于近光轴O处均为凹面。第五透镜L5的物侧面S9、像侧面S10于近光轴O处均为凸面。第六透镜L6的物侧面S11、像侧面S12于近光轴O处分别为凸面和平面。
在第五实施例中,以光学镜头100的焦距f=3.45mm、光学镜头100的光圈大小FNO=2.0、视场角的FOV=127°为例。
该第五实施例中的其他各项参数由下列表6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6中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表6中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为546.074nm,有效焦距的参考波长为587.56nm。
表6
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435.8343nm、488.0000nm、546.0740nm、587.5618nm以及656.2725nm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546.0740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546.0740nm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10中的(C)可以看出,在波长546.0740nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
请参阅表7,表7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7
请参阅图11,本申请还公开了一种摄像模组,摄像模组200包括感光元件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,所述感光元件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感光元件201,感光元件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具有上述光学镜头100的全部技术效果,即使得所述光学镜头100在满足轻薄、小型化设计的同时,还有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。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301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、无人机等。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,使得所述光学镜头100在满足轻薄、小型化设计的同时,还有利于满足大视场角的拍摄需求以及实现清晰成像。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。
可以理解的,在其他实施例中,还可以公开一种汽车,如图13所示,该汽车400可包括车体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。可以理解的,具有上述的摄像模组的汽车,也具有上述光学镜头100的全部技术效果。即,能够有利于该汽车400对车体401周围的环境信息的获取,同时还可实现大角度范围的拍摄和清晰成像,为驾驶员行车提供了更好的驾驶预警。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。
以上对本发明实施例公开的一种光学镜头、摄像模组及电子设备进行了详细介绍,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、摄像模组及电子设备及其核心思想;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 (9)
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、第五透镜和第六透镜;
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;
所述第二透镜具有负屈折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第三透镜具有正屈折力,所述第三透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凸面;
所述第四透镜具有负屈折力,所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面;
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;
所述第六透镜具有正屈折力,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述光学镜头具有屈折力的透镜为上述六片透镜;
所述光学镜头满足以下关系式:
3.5<f45/f<10;
3<CT2/SAGS4<5.5;
其中,f45为所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距,f为所述光学镜头的有效焦距,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,SAGS4为所述第二透镜的像侧面的最大通光孔的直径处至所述第二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。
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:
-5<f2/CT2<-2.5;
其中,f2为所述第二透镜的焦距,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度。
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:
2.5<f6/CT6<3.5;
其中,f6为所述第六透镜的焦距,CT6为所述第六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:
-2.1mm*10-6/℃<(CT4-CT5)*(α4-α5)<-0.5mm*10-6/℃;
其中,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,α4为所述第四透镜在-30~70℃条件下的热膨胀系数,α5为所述第五透镜在-30~70℃条件下的热膨胀系数。
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<TTL/DOS<3;和/或
0.5<(D12+CT2)/(CT3+D34)<1.5;
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,D12为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面于光轴的距离,CT2为所述第二透镜于光轴上的厚度,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度,D34为所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面于光轴的距离。
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:
8.5mm<(Rs5*f3)/CT3<16.5mm;
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,f3为所述第三透镜的焦距,CT3为所述第三透镜于光轴上的厚度。
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:
60deg<(FOV*f)/ (2*Imgh)<70deg;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,Imgh为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高的一半。
8.一种摄像模组,其特征在于,所述摄像模组包括感光元件和如权利要求1-7任一项所述的光学镜头,所述感光元件设置于所述光学镜头的像侧。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体和如权利要求8所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述壳体。
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