CN113740999B - 光学镜头、镜头模组和电子设备 - Google Patents

光学镜头、镜头模组和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113740999B
CN113740999B CN202010482151.0A CN202010482151A CN113740999B CN 113740999 B CN113740999 B CN 113740999B CN 202010482151 A CN202010482151 A CN 202010482151A CN 113740999 B CN113740999 B CN 113740999B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical lens
optical
image
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010482151.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113740999A (zh
Inventor
赵帅
贾远林
姚秀文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202010482151.0A priority Critical patent/CN113740999B/zh
Priority to JP2022573256A priority patent/JP7468831B2/ja
Priority to PCT/CN2021/095889 priority patent/WO2021238945A1/zh
Priority to EP21812534.2A priority patent/EP4148479A4/en
Priority to KR1020227044819A priority patent/KR20230012633A/ko
Publication of CN113740999A publication Critical patent/CN113740999A/zh
Priority to US17/994,610 priority patent/US20230087877A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN113740999B publication Critical patent/CN113740999B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
    • G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G02B13/007—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror the beam folding prism having at least one curved surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/003—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having two lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0035—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having three lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0605—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using two curved mirrors
    • G02B17/061—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/04—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only
    • G02B9/10—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only one + and one - component

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本申请提供了一种光学镜头、镜头模组和电子设备。本申请中，通过光学镜头中的折返镜片对进入光学镜头内的光线进行轴向折叠，使得光学镜头具有较长的焦距以实现远景拍摄效果的同时，光学镜头的光学总长较小，从而将光学镜头应用于电子设备中时，不会影响电子设备的薄型化。并且，本申请中，光学镜头中不需要采用棱镜以实现光路折叠，相对于采用棱镜进行光路折叠的光学镜头来说，光学镜头的制作精度要求较低、制作成本较低，且光学镜头除光轴方向外的其它方向的空间占用较小。

Description

光学镜头、镜头模组和电子设备
技术领域
本申请实施例涉及镜头领域，具体涉及一种光学镜头、镜头模组和电子设备。
背景技术
近年来，手机等电子设备的拍照需求愈来愈高，对远处景物的清晰拍摄成为用户关注的焦点，即对长焦镜头的需求也越来越强烈。但是，长焦镜头的长度一般较长，而镜头的长度是影响手机等电子设备的厚度的重要因素。因此，长焦镜头的配置容易影响电子设备的薄型化。
目前，手机上的长焦镜头多采用潜望式镜头，潜望式镜头内设有用于光路弯折的玻璃棱镜，使得进入镜头内的光线在棱镜内产生弯折，从而能够实现长焦拍摄的同时，缩短长焦镜头的长度，减小长焦镜头的长度对电子设备的薄型化的影响。但是，潜望式镜头采用玻璃棱镜等结构，制作精度要求及制作成本均较高。
发明内容
本申请提供一种光学镜头、包括所述光学镜头的镜头模组、以及包括所述镜头模组的电子设备，旨在实现良好的成像效果的同时，获得一种具有长焦效果且长度较小、制作较为简单且成本较低的光学镜头。
第一方面，本申请提供一种光学镜头，该光学镜头包括多个组元，所述多个组元包括自物侧至像侧排列的第一组元及第二组元，所述第一组元具有正光焦度，所述第二组元具有负光焦度；每个所述组元包括至少一片镜片，每片所述镜片均包括朝向所述物侧的物侧面以及朝向所述像侧的像侧面；所述第一组元中的一片所述镜片为折返镜片，光线在所述折返镜片内进行数次折返；所述第二组元中的镜片均为透镜；所述光学镜头满足下列关系式：
0.25≤TTL/EFL≤0.5；
其中，TTL为所述光学镜头的光学总长，EFL为所述光学镜头的有效焦距。TTL/EFL为所述光学镜头的远距比。
本申请中，通过光学镜头中的折返镜片对进入光学镜头内的光线进行轴向折叠，使得光学镜头的光学总长与光学镜头的有效焦距的比值能够满足上述关系式，从而能够使得光学镜头具有较长的焦距以实现远景拍摄效果的同时，减小光学镜头的光学总长。并且，本申请中，光学镜头中不需要采用棱镜以实现光路折叠，相对于采用棱镜进行光路折叠的光学镜头来说，光学镜头的制作精度及制作成本均较低。并且，相较于通过棱镜进行光路折叠方式的潜望式镜头来说，本申请中的光学镜头通过折返镜片对光线进行轴向折叠，使得缩短光学镜头的光学总长的同时，对光学镜头的其它方向的空间占用较小。
一些实施方式中，所述光学镜头满足下列关系式：
0.3≦|f1/f|≦0.8
其中，f1为所述第一组元的焦距，f为所述光学镜头的总焦距。
上述关系是中规定了第一组元的焦距与光学镜头的总焦距的比值，即对光学镜头的第一组元及第二组元的光焦度进行一定的合理分配，从而使得光学镜头能够获得良好的远景拍摄效果的同时，减小光学镜头的长度，使得光学镜头适用于薄型化的电子设备。具体的，本申请实施方式中，第一组元的焦距与光学镜头的总焦距的比值较大，即第一组元的光焦度较大，主要用于增加光学镜头的焦距，以实现更好的远景拍摄效果。第二组元主要用于实现视场校正的功能，以使得光学镜头能够拍摄得到高质量的图像或影像。
一些实施方式中，所述折返镜片的物侧面包括第一反射区及环绕所述第一反射区设置的第一透射区，所述像侧面包括第二透射区及环绕所述第二透射区的第二反射区，所述第一透射区在所述像侧面沿光轴方向的投影位于所述第二反射区，光线经所述第一透射区入射后经所述第二反射区的反射及所述第一反射区的反射后，从所述第二透射区出射。
本实施方式中，通过在折返镜片的物侧面设置第一反射区，在像侧面设置第二反射区，使得光线能够在第一反射区及第二反射区均发生反射，即能够使得光线在折返镜片内进行两次折叠，从而在获得所需的光线方向调整效果以实现光学镜头的长焦距的同时，减小光学镜头中镜片的厚度，从而减小光学镜头的长度。
一些实施方式中，所述第一反射区为朝向所述第二透射区弯曲的内凹的自由曲面，所述第二反射区及所述第二透射区均为向背离所述第一反射区方向外凸的自由曲面，从而保证经第二反射区反射的光线能够反射至第一反射区，经第一反射区反射后的光线能够经第二透射区出射，从而满足设定需求。
一些实施方式中，所述光学镜头满足下列关系式：
0.25≦OBS≦0.5；
其中，OBS为所述第一反射区的直径与所述折返镜片的物侧面的直径的比值。
上述关系式规定了第一反射区的直径与折返镜片的物侧面的直径的比值，即使得折返镜片的第一反射区与第一透射区的大小在一定的范围内，以保证第一组元内的入光以及从第一组元出射并进入第二组元内的进光量，进而保证光学镜头内的光通量，保证光学镜头的成像效果。
一些实施方式中，所述第二组元包括至少两片镜片，通过至少两片镜片之间相互配合以实现更好的视场矫正效果，以使光学镜头能够获得更高质量的成像。一些实施方式中，所述第二组元的各所述镜片的物侧面及像侧面均为非球面，即第二组元的各个镜片的物侧面及像侧面有更高的设计自由度，从而更方便的设计得到所需的效果。一些实施方式中，第一组元的镜片的物侧面及像侧面也可以为自由曲面。
一些实施方式中，所述光学镜头中的直径最大的镜片的直径为7mm～10mm，从而满足设计需求以实现焦距较长且光学长度较小的光学镜头的同时，尽量的减小光学镜头的径向方向(即垂直于光轴方向)的尺寸，减小光学镜头占用的空间。
一些实施方式中，所述光学镜头满足下列关系式：
0.05≦IH/EFL≦0.15；
其中，IH为所述光学镜头的最大成像像高，EFL为所述光学镜头的有效焦距。
本申请实施方式中规定光学镜头的像高与光学镜头的有效焦距的比值满足上述关系式，能够保证在光学镜头具有较大的像高，从而使得光学镜头能够具有较好的成像质量。
第二方面，本申请还提供一种镜头模组，该镜头模组包括感光元件和上述的光学镜头，所述感光元件位于所述光学镜头的像侧，并位于所述光学镜头的焦平面上。感光元件能够将光学镜头获取的图像的光学信号转化为电信号，以方便对光学镜头获取的图像的进一步处理，从而或者质量较佳的图像。并且，本申请中，光学镜头能够具有较长的焦距以实现远景拍摄效果、较短的光学总长，且光学镜头的制作精度及制作成本均较低。因此，本申请的镜头模组能够实现较好的远景拍摄效果，并具有较短的光学总长，以更好的应用于薄型化的电子设备中，且镜头模组的制作精度及制作成本能够较低。
第三方面，本申请提供一种电子设备，该电子设备包括外壳和上述的镜头模组，所述镜头模组的光轴与所述电子设备的厚度方向相同。本申请中，由于镜头模组具有较好的远景拍摄效果，并具有较短的光学总长。因此，包括该镜头模组的电子设备具有较好的远景拍摄效果，并且，由于镜头模组具有较短的光学总长，且镜头模组的光轴方向与电子设备的厚度方向相同，因此，本申请的电子设备的厚度可以做的更薄，从而使得电子设备能够具有远景拍摄效果的同时，实现薄型化。并且，由于镜头模组的制作精度及制作成本较低，因此，本申请的电子设备的制作成本也可以较低。
附图说明
图1是本申请的一种电子设备的结构示意图。
图2是本申请的另一种电子设备的结构示意图。
图3a是本申请实施例的镜头模组的分解示意图。
图3b是本申请一实施例的镜头模组的结构示意图。
图4是图3a所示实施方式的折返镜片的截面示意图。
图5是本申请第一实施例的光学镜头的部分结构示意图。
图6是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第一实施例的光学镜头后的轴向像差的示意图。
图7是波长为555nm的光经过第一实施例的光学镜头后的场曲和光学畸变的示意图。
图8是不同波长的光经过第一实施例的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差示意图。
图9是第一实施例的光学镜头的像面相对照度分布曲线。
图10是本申请第二实施例的光学镜头的部分结构示意图。
图11是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第二实施例的光学镜头后的轴向像差的示意图。
图12是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第二实施例的光学镜头后的场曲和光学畸变的示意图。
图13是不同波长的光经过第二实施例的光学镜头后在不同像高位置的横向色差示意图。
图14是第二实施例的光学镜头的像面相对照度分布曲线。
图15是本申请第三实施例的光学镜头的部分结构示意图。
图16是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第三实施例的光学镜头后的轴向像差的示意图。
图17是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第三实施例的光学镜头后的场曲和光学畸变的示意图。
图18是不同波长的光经过第三实施例的光学镜头后在不同像高位置的横向色差示意图。
图19是第三实施例的光学镜头的像面相对照度分布曲线。
图20是本申请第四实施例的光学镜头的部分结构示意图。
图21是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第四实施例的光学镜头后的轴向像差的示意图。
图22是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第四实施例的光学镜头后的场曲和光学畸变的示意图。
图23是不同波长的光经过第四实施方式的光学镜头后在不同像高位置的横向色差。
图24是第四实施例的光学镜头的像面相对照度分布曲线。
图25是本申请第五实施例的光学镜头的部分结构示意图。
图26是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第五实施例的光学镜头后的轴向像差的示意图。
图27是波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第五实施例的光学镜头后的场曲和光学畸变的示意图。
图28是不同波长的光经过第五实施方式的光学镜头后在不同像高位置的横向色差的示意图。
图29是第五实施例的光学镜头的像面相对照度分布曲线。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为方便理解，下面先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。
焦距(focal length，f)，也称为焦长，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指无限远的景物通过镜片或镜片组在成像面结成清晰影像时，镜片或镜片组的光学中心至成像面的垂直距离。对于薄透镜，焦距即为透镜中心到成像面的距离；对于厚镜片或者镜片组，焦距等于有效焦距(effective focal length，EFL)，即为镜片或者镜片组的后主平面至成像面之间的距离。
光圈，是用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小用F/数值表示。
光圈F值，是镜头的焦距/镜头通光直径得出的相对值(相对孔径的倒数)。光圈F值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多。光圈F值越大，景深越小，拍照的背景内容将会虚化，类似长焦镜头的效果。
后焦(Back Focal Length，BFL)，光学镜头中最靠近像侧的镜片至光学镜头的成像面的距离。
正光焦度，也可以称为正光焦度，表示镜片有正的焦距、有会聚光线的效果。
负光焦度，也可以称为负光焦度，表示镜片有负的焦距、有发散光线的效果。
光学总长(total track length，TTL)，指从光学镜头最靠近物侧的镜片的物侧面至成像面的总长度，是形成相机高度的主要因素。
阿贝数，即色散系数，是光学材料在不同波长下的折射率的差值比，代表材料色散程度大小。
视场角(field of view，FOV)，在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。
光轴，是一条垂直穿过理想镜片中心的光线。与光轴平行的光线射入凸镜片时，理想的凸镜应是所有的光线会聚在镜片后的一点，这个会聚所有光线的一点，即为焦点。光线沿着光轴进行传播时，其传输方向不会发生改变。
物侧，以镜片为界，待成像景物所在的一侧为物侧。
像侧，以镜片为界，待成像景物的图像所在的一侧为像侧。
物侧面，镜片靠近物侧的表面称为物侧面。
像侧面，镜片靠近像侧的表面称为像侧面。
以镜片为界，被摄物体所在的一侧为物侧，镜片靠近物侧的表面可以称为物侧面；以镜片为界，被摄物体的图像所在的一侧为像侧，镜片靠近像侧的表面可以称为像侧面。
轴向色差，也称为纵向色差或位置色差或轴向像差，一束平行于光轴的光线，在经过镜头后会聚于前后不同的位置，这种像差称为位置色差或轴向色差。这是由于镜头对各个波长的光所成像的位置不同，使得最后成像时不同色的光的像其成像面不能重合，复色光散开形成色散。
横向色差，也称为倍率色差，光学系统对不同色光的放大率的差异称为倍率色差。波长引起光学系统的放大率的变化，像的大小随之变化。
畸变(distortion)，也称为失真，光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度。畸变是由于光阑球差的影响，不同视场的主光线通过光学系统后与高斯像面的交点高度不等于理想像高，两者之差就是畸变。因此畸变只改变轴外物点在理想面上的成像位置，使像的形状产生失真，但不影响像的清晰度。
光学畸变(optical distortion)是指光学理论上计算所得到的变形度。
衍射极限(diffraction limit)，是指一个理想物点经光学系统成像，由于衍射的限制，不可能得到理想像点，而是得到一个夫朗和费衍射像。由于一般光学系统的口径都是圆形，夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。
多片镜片的轴上厚度(TTL1)，是指光学镜头的轴线与第一片镜片的物侧面的交点至光学镜头的轴线与最后一片镜片的像侧面的交点之间的距离。
本申请提供一种电子设备，电子设备可以为手机、智能手机、平板电脑、手提电脑、摄像机、录像机、照相机或其他形态的具有拍照或摄像功能的设备。其中，该电子设备包括有至少一个光学镜头，光学镜头中包括有长焦镜头，从而使得该电子设备能够实现较好的远景拍摄效果。请参阅图1，图1所示为本申请一种实施例的电子设备1000的示意图。本实施例中，电子设备1000为手机。本申请以电子设备1000为手机为例进行描述。
电子设备1000包括镜头模组100以及与镜头模组100通信连接的图像处理模块200，镜头模组100用于获取图像数据并将图像数据输入到图像处理模块200中，以便图像处理模块200对图像数据进行处理。其中，镜头模组100与图像处理模块200的通信连接可以包括通过走线等电连接方式进行数据传输，也可以通过耦合等方式实现数据传输。可以理解的是，镜头模组100与图像处理模块200还可以通过其它能够实现数据传输的方式实现通信连接。
图像处理模块200的功能是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号进行优化处理，最后把处理后的信号传到显示器上进行显示。图像处理模块200可以是图像处理芯片或数字信号处理芯片(DSP)等。它的作用是将镜头模组100的感光芯片获得的数据及时快速地传递给中央处理器并刷新感光芯片，因此DSP芯片的好坏，直接影响画面品质(比如色彩饱和度，清晰度等)。
图1所示实施例中，镜头模组100设于电子设备1000的背面，为电子设备1000的后置镜头。可以理解的是，一些实施例中，镜头模组100还可设于电子设备1000的正面，作为电子设备1000的前置镜头。前置镜头及后置镜头均可以用于自拍，也可以用于拍摄者拍摄其他对象。
本申请中，电子设备1000包括外壳1001，镜头模组100设于外壳1001内。具体的，外壳1001上设有开孔，镜头模组100设于外壳1001内时，镜头模组100的一端设于开孔内，以保证电子设备1000外的光线能够进入镜头模组100中，从而实现景物的拍摄。本实施方式中，外壳1001包括后盖板，开孔设于后盖板上，从而使得镜头模组100能够作为电子设备100的后置镜头。
本申请中，镜头模组100的光轴方向与电子设备1000的厚度方向相同。即本申请中，镜头模组100的光轴方向为直线方向，与潜望式镜头的光轴经棱镜后改变呈折线不同。因此，镜头模组100的长度为影响电子设备1000的厚度重要因素，且镜头模组100也不会过多的占用电子设备1000的其它方向的空间。
一些实施例中，镜头模组100有多个，多个是指为两个或者两个以上。不同的镜头模组100的作用可以不同，从而能够满足于不同的拍摄场景下。例如，一些实施方式中，多个镜头模组中包括长焦镜头模组或广角镜头模组，以分别实现长焦拍摄及广角拍摄的作用。图1所示实施例中，电子设备1000的后置镜头有两个，两个镜头模组100分别为普通镜头模组以及长焦镜头模组。其中，普通镜头模组能够在日常的普通拍摄中进行应用，长焦镜头模组能够用于对远处的景物进行清晰的拍摄。一些实施方式中，多个不同的镜头模组100可以均与图像处理模块200进行通信连接，以通过图像处理模块200实现对各镜头模组100拍摄得到的图像数据进行处理。
应理解，图1所示实施例的电子设备1000的镜头模组100的安装位置仅仅是示意性的，在一些其他的实施例中，镜头模组100也可以安装于手机上的其他位置，例如镜头模组100可以安装于手机背面的上部中间或右上角。或者，镜头模组100还可以不设置在手机主体上，而设置在相对手机可移动或转动的部件上，例如该部件可以从手机主体上外伸、收回或旋转等，本申请对镜头模组100的安装位置不做任何限定。
请参阅图2，图2所示为本申请的另一种电子设备的结构示意图一些实施例中，电子设备1000还包括模数转换器(也可称为A/D转换器)300。模数转换模块300连接于镜头模组100与图像处理模块200之间。模数转换模块300用于将镜头模组100产生的信号转换为数字图像信号并传输至图像处理模块200，再通过图像处理模块200对数字图像信号进行处理，最终通过显示屏或者显示器进行图像或者影像显示。
一些实施例中，电子设备1000还包括存储器400，存储器400与图像处理模块200通信连接，图像处理模块200对图像数字信号加工处理以后再将图像传输至存储器400中，以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储中查找图像并在显示屏上进行显示。一些实施例中，图像处理模块200还会对处理后的图像数字信号进行压缩，再存储至存储器400中，以节约存储器400空间。需要说明的是，图2仅为本申请实施例的结构示意图，其中所示的镜头模组100、图像处理模块200、模数转换模块300、存储器400的位置结构等均仅为示意。
请参阅图3a，图3a是本申请实施例的镜头模组100的分解示意图。镜头模组100包括光学镜头10以及感光元件20。感光元件20位于光学镜头10的像侧，且当镜头模组100进行工作时，待成像景物通过光学镜头10后在感光元件20上成像。具体的，镜头模组100的工作原理为：被摄景物反射的光线通过光学镜头10生成光学图像投射到感光元件20的表面，感光元件20将光学图像转为电信号即模拟图像信号并将转换得到的模拟图像信号传输至模数转换模块300，以通过模数转换模块300转换为数字图像信号给图像处理模块200。
感光元件20是一种半导体芯片，表面包含有几十万到几百万的光电二极管，受到光照射时，会产生电荷，通过模数转换模块300芯片转换成数字信号。感光元件20可以是电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)。电荷藕合器件感光元件20CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换模块300芯片转换成数字信号。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位将照射至其上的光信号转换为电信号，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。互补性氧化金属半导体CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
光学镜头10影响成像质量和成像效果，景物光线通过光学镜头10后在成像面上形成清晰的影像，并通过位于成像面上的感光元件20记录景物的影像。其中，成像面是指景物经过光学透镜10进行成像后得到的像所在的平面。本申请中，光学镜头10包括自物侧至像侧排列的多个组元，每个组元包括有至少一片镜片，且各组元的镜片同轴设置。通过各组元中镜片的配合形成具有较佳成像效果的影像。其中，物侧是指被摄景物所在侧，像侧是指成像平面所在侧。
本申请中，光学镜头10可以为固定焦距镜头或者变焦镜头。其中，固定焦距镜头即为各个组元中的镜片位置相对固定，从而保证光学镜头10的焦距固定不变。变焦镜头即是指各个组元内的镜片或者各个组元之间的镜片能够进行相对移动，通过移动不同的镜片之间的相对位置，从而改变光学镜头10的焦距。
一些实施例中，光学镜头10能够相对感光元件20进行轴向移动，以使得光学镜头10靠近或者远离感光元件20。当光学镜头10的为变焦镜头，改变光学镜头10的焦距时，相应的使光学镜头10相对感光元件20进行轴向移动，从而能够使感光元件20始终位于光学镜头的成像面上，能够保证在光学镜头10在任意的焦距下均能够较好的成像。可以理解的是，一些实施方式中，移动光学镜头10内的各镜片之间的距离以改变光学镜头10的焦距时，光学镜头10内的镜片与感光元件20之间的距离也可以进行改变，以使感光元件20位于光学镜头10的成像面上。此时，光学镜头10与感光元件20之间的距离可以不变。
请参阅图3b，图3b是本申请一实施例的镜头模组100的结构示意图。本实施例中，镜头模组100还包括固定基座50(holder)、红外滤光片30、线路板60等结构。光学镜头10还包括镜筒10a，光学镜头10的各个组元的镜片固定于镜筒10a内，且固定于镜筒10a内的镜片同轴设置。
感光元件20通过键合或者贴片等方式固定于线路板60上，并将模数转换模块300、图像处理模块200、存储器400等也键合或者贴片等方式固定于线路板60上，从而通过线路板60实现感光元件20、模数转换模块300、图像处理模块200、存储器400等之间的通信连接。一些实施例中，固定基座固定于线路板60上。线路板60可以是柔性电路板(flexibleprinted circuit，FPC)或印刷电路板(printed circuit board，PCB)，用于传输电信号，其中，FPC可以是单面柔性板、双面柔性板、多层柔性板、刚柔性板或混合结构的柔性电路板等。对于镜头模组100包括的其他元件在此不再一一详述。
一些实施方式中，红外滤光片30可以固定于线路板60上，并位于光学镜头10与感光元件20之间。经光学镜头10的光线照射至红外滤光片30上，并经红外滤光片30传输至感光元件20。红外滤光片可以消除投射到感光元件20上的不必要的光线，防止感光元件20产生伪色或波纹，以提高其有效分辨率和彩色还原性。一些实施例中，红外滤光片30也可以固定于光学镜头10朝向像侧的一端上。
一些实施例中，固定基座50固定于线路板60上，光学镜头10、红外滤光片30及感光元件20均收容于固定基座50内，且感光元件20、红外滤光片30及光学镜头10依次层叠于线路板60的上方，从而使得经光学镜头10的光线能够照射至红外滤光片30上，并经红外滤光片30传输至感光元件20。光学镜头10的镜筒10a与固定基座50连接并能够相对固定基座50进行移动，从而改变光学镜头10与感光元件20之间的距离。具体的，本申请一些实施例中，所述固定基座50包括固定筒51，固定筒51的内壁设有内螺纹，镜筒10a的外壁设有外螺纹，镜筒10a与固定筒51进行螺纹连接。通过驱动部40的驱动件驱动镜筒10a旋转，从而使得镜筒10a相对固定筒51产生轴向方向的移动，使得光学镜头10的镜片靠近或远离感光元件20。可以理解的是，镜筒10a还可以以其它的方式与固定基座50连接，并实现相对固定基座50的移动。例如，镜筒10a与固定基座50之间通过滑轨进行连接。一些实施例中，光学镜头10的各镜片设于镜筒10a内，并能够相对镜筒10a进行移动，使得不同的镜片之间能够相对移动，从而进行调焦。
请重新参阅图3a，本申请中，光学镜头10的多个组元中包括自物侧至像侧依次排列的第一组元S1及第二组元S2。各组元内的各镜片同轴设置，且各组元的各镜片的轴线为直线，即各镜片的排列方向相同。本申请中，各组元的各镜片的轴线位置即为镜头模组100的光轴方向，因此，本申请的各组元的各镜片在电子设备1000的厚度方向上排列。每片镜片包括朝向物侧的物侧面以及朝向像侧的像侧面。可以理解的是，本申请的各片镜片均为具有正光焦度或负曲折力的镜片，当在镜片之间插入平面镜时，平面镜不算作为本申请的光学镜头10的镜片。例如，第一组元S1内具有第一镜片及第二镜片两片镜片，当在第一镜片与第二镜片之间插入平面镜时，第一组元S1不能算作有三片镜片，平面镜不能算作第一组元S1的第三镜片。
本申请中，所述第一组元S1具有正光焦度，所述第二组元S2具有负光焦度，从而通过第一组元S1及第二组元S2的光角度的配合以得到具有较好的远景拍摄效果的光学镜头10。本申请中，第一组元S1中的一片镜片为折返镜片，光线能够在所述折返镜片内进行数次折返。通过折返镜片对进入光学镜头10内的光线进行轴向折叠，从而能够使得光学镜头10具有较长的焦距以实现远景拍摄效果的同时，减小光学镜头10的光学总长。
请参阅图4，图4所示为图3a所示实施方式的折返镜片的截面示意图。本实施方式中，所述折返镜片的物侧面包括第一反射区111及环绕所述第一反射区111设置的第一透射区112。所述像侧面包括第二透射区113及环绕所述第二透射区113的第二反射区114。所述第一透射区112在所述像侧面沿光轴方向的投影位于所述第二反射区114。其中，光线能够从第一透射区112及第二透射区113出射，能够在第一反射区111及第二反射区114进行反射。具体的，一些实施方式中，在物侧面对应于第一反射区111的区域形成反射膜层，从而使得光线在第一反射区111能够进行反射。在像侧面对应于第二反射区114的区域形成反射膜层，从而使得光线在第二反射区114能够进行反射。其中，形成反射膜层的方式可以为通过涂布、溅射、气相沉积等方式形成反射膜层，或者直接粘贴反射膜。
光线经所述第一透射区112入射后沿光路a照射至第二反射区114，在第二反射区114进行反射后沿光路b照射至第一反射区111，再在第一反射区111进行反射后沿光路c照射至第二投射区，并从第二投射区出射。即本实施方式中，通过折光镜片，即能够使得光线进行两次折叠，形成分别沿光路a、光路b、光路c进行照射的镜片。一般来说，当第一组元S1中的各镜片均为透镜时，为了第一组元S1能够实现所需的光线折射效果，以得到所需的长焦距的光学镜头10，需要至少三个镜片，光线在三个镜片中分别沿光路a的方向、沿光路b的方向及沿光路c的方向传输，从而通过第一组元S1的三个镜片使得光线按所需的角度从第一组元S1进行出射。而本申请实施方式中，通过一片折返镜片即能够达到三个透镜实现的效果，从而使得光学镜头10实现所需的远景拍摄效果的同时，光学镜头10的多片镜片的轴上厚度TTL1较小。而光学镜头10的光学总长TTL的长度为光学镜头10的后焦长度BFL与光学镜头10的多片镜片的轴上厚度TTL1的和，当光学镜头10的远景拍摄效果相同时，光学镜头10的后焦长度BFL是基本相同的。而本申请中，由于通过折返镜片对光线进行多次折叠，从而使得多片镜片的轴上厚度TTL1的值能够较小，进而使得光学镜头10的光学总长较小，能够更好的适用于薄型化的电子设备。并且，本申请中通过折返镜片从而实现对进入光学镜头10内的光线进行轴向折叠，不需要采用棱镜以实现光路折叠，相对于采用棱镜进行光路折叠的潜望式镜头来说，光学镜头10的制作精度及制作成本均较低。并且，相较于通过棱镜进行光路折叠方式的潜望式镜头来说，本申请中的光学镜头10通过折返镜片对光线进行轴向折叠，使得缩短光学镜头10的光学总长的同时，光学镜头10的其它方向的空间占用较小。
一些实施方式中，第一组元S1的折返镜片还可以为透镜，第一组元S1中包括折返镜片以及位于折返镜片的物侧及像侧面的反射镜。光线从折返镜片的物侧面入射后从像侧面出射并在位于像侧的反射镜反射，经位于像侧的反射镜反射后的光线从折返镜片的像侧面入射并从物侧面出射后照射至位于物侧的反射镜，再经位于物侧的反射镜反射后再次入射至折返镜片，从而实现光线在折返镜片内的多次折返，使得光学镜头10在实现较好的远景拍摄效果，并具有较短的光学总长。
本申请一些实施方式中，光学镜头10满足：
0.25≦OBS≦0.5；
其中，OBS为所述第一反射区111的直径与所述折返镜片的物侧面的直径的比值。
上述关系式规定了第一反射区111的直径与折返镜片的物侧面的直径的比值，即使得折返镜片的第一反射区111与第一透射区112的大小在一定的范围内，以保证第一组元S1内的入光以及从第一组元S1出射并进入第二组元S2内的进光量，进而保证光学镜头10内的光通量，保证光学镜头10的成像效果。
一些实施方式中，所述第一反射区111为朝向所述第二透射区弯曲的内凹的自由曲面，所述第二反射区114及所述第二透射区113均为向背离所述第一反射区111方向外凸的自由曲面，从而能够保证从第一透射区112入光的光线能够在第二反射区114反射后照射至第一反射区111，并经第一反射区111反射后再从第二透射区113出射，从而满足设定需求。并且，通过调整第一反射区111、第二反射区114及第二透射区113的曲率，能够调整第一组元S1的光焦度，以得到具有较好的远景拍摄效果的光学镜头10，并尽量减小光学镜头10的光学总长。可以理解的是，本申请的其它实施方式中，光学镜头10的第一透射区112、第一反射区111、第二反射区114及第二透射区113也可以为其它形状。
本申请一些实施方式中，光学镜头10满足下列关系式：
0.25≤TTL/EFL≤0.5；
其中，TTL为所述光学镜头10的光学总长，EFL为所述光学镜头10的有效焦距，TTL/EFL为光学镜头10的远距比。需要说明的是，本申请各个位置出现的EFL、TTL、TTL/EFL表示的意思均相同，在后续出现时不再进行赘述。
本申请实施例中，光学镜头10的有效焦距(EFL)、光学总长(Total Track Length，TTL)满足上述关系式时，光学镜头10具有较长的有效焦距，同时具有较小的光学总长，即光学镜头10能够实现较好的远景拍摄效果的同时，具有较小的长度，能够更适合应用于手机等有薄型化要求的电子设备1000中。本申请中，光学镜头10的光轴即为镜头模组100的光轴。光学镜头10的光轴即为光学镜头10的中心线，入射至光学镜头10的光轴的光线沿光轴进行传输后不会发生方向的改变。本申请中，由于光学镜头10的光轴方向与电子设备1000的厚度方向相同，因此，光学镜头10的长度为影响电子设备1000的厚度的重要因素。因此，光学镜头10具有较小的长度时，电子设备1000的厚度可以较薄，满足目前对于电子设备1000的薄型化的要求。本申请一些实施方式中，电子设备1000为手机、平板、相机或者笔记本电脑等类型的电子产品，包括显示屏，电子设备1000的厚度方向垂直于显示屏方形。
可以理解的是，在本申请的其它一些实施方式中，TTL/EFL可以略小于0.25，例如为0.23、0.2等；或者TTL/EFL也可以略大于0.5，例如为0.55、0.6等。
本申请的一些实施例中，光学镜头10的各镜片可以为塑料材质、玻璃材质或者其它的复合材料。其中，塑料材质能够容易的制得各种形状复杂的光学镜片结构。玻璃材质的镜片的折射率n1满足：1.50≤n1≤1.90，其相对于塑料镜片的折射率范围(1.55-1.65)来说，折射率可选择的范围较大，更容易得到较薄但性能较好的玻璃镜片，有利于减小光学镜头10的多片镜片的轴上厚度TTL1，不容易制得形状复杂的光学镜片结构。因此，本申请的一些实施例中，考虑制作成本、效率以及光学效果，根据需要合理的选用不同镜片的具体应用材质。本申请一些实施例中，光学镜头10的各镜片均为塑料材质，从而节约光学镜头10的制作成本以及制作难度。可以理解的是，本申请的一些实施方式中，光学镜头10中也可以设置玻璃镜片，从而进一步的降低光学镜头10的多片镜片的轴上厚度TTL1的大小。例如，将第一组元S1的折返镜片设置为玻璃镜片。
本申请中，通过合理的设置各组元中各镜片的参数(包括材质、轴上厚度、表面参数等)，从而对配置各组元的光焦度的合理分配，以优化各组元的焦距、折射率等光学参数，从而使得光学镜头10在获得高成像性能的同时，具有较小的长度尺寸，从而满足薄型化电子设备1000的需求。具体的，本申请一些实施方式中，光学镜头10满足下列关系式：
0.3≦|f1/f|≦0.8；
其中，f1为所述第一组元S1的焦距，f为所述光学镜头10的总焦距。
上述关系是中规定了第一组元S1的焦距与光学镜头10的总焦距的比值，即对光学镜头10的第一组元S1及第二组元S2的光焦度进行一定的合理分配，从而使得光学镜头10能够获得良好的远景拍摄效果的同时，减小光学镜头10的长度，使得光学镜头10适用于薄型化的电子设备1000。具体的，本申请实施方式中，第一组元S1的焦距与光学镜头10的总焦距的比值较大，即第一组元S1的光焦度较大，主要用于增加光学镜头10的焦距，以实现更好的远景拍摄效果。
需要说明的是，本申请实施方式中，第一组元S1包括的镜片为具有一定厚度的厚镜片或者多片镜片组成的镜片组，因此，本申请实施方式中，第一组元S1的焦距f1为第一组元S1的有效焦距EFL1，光学镜头10的总焦距f即为光学镜头10的有效焦距EFL。
本申请中，第二组元S2的镜片均为透镜。光线经第一组元S1出射后入射至第二组元S2中，第二组元S2的各透镜对经第一组元S1出射后的光线进行校正调整，从而得到成像质量更好的像。本申请一些实施方式中，所述第二组元S2包括至少两片镜片，通过至少两片镜片之间相互配合以实现更好的视场矫正效果，以使光学镜头10能够获得更高质量的成像。一些实施方式中，所述第二组元S2的各所述镜片的物侧面及像侧面均为非球面，即第二组元S2的各个镜片的物侧面及像侧面有更高的设计自由度，从而更方便的设计得到所需的效果。一些实施方式中，第一组元S1的镜片的物侧面及像侧面也可以为自由曲面，从而更方便的设计得到所需的效果。
一些实施方式中，各镜片的像侧面及物侧面均为非球面时，且各镜片像侧面及物侧面满足公式：
Figure GDA0003784321620000121
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，ai为非球面系数，ρ为归一化轴向坐标。
通过上述关系式，以得到具有不同的非球面的镜片，使得不同的镜片能够实现不同的光学效果，从而通过各不同的非球面镜片的配合实现良好的拍摄效果。
可以理解的是，一些实施方式中，第一组元S1或第二组元S2中的部分镜片的物侧面或像侧面也可以为平面或者球面。
本申请实施方式中，所述光学镜头10中的直径最大的镜片的直径为7mm～10mm，从而满足设计需求以实现焦距较长且光学长度较小的光学镜头10的同时，尽量的减小光学镜头10的径向方向(即垂直于光轴方向)的尺寸，减小光学镜头10占用的空间。由于光线需要在折光镜片内进行多次折返，因此，折光镜片的直径需要较大。一般来说，折返镜片为光学镜头10的各镜片中直径最大的镜片，即折返镜片的直径为7mm～10mm，从而保证通过折返镜头能够实现光路的轴向折叠以得到厚度较小的光学镜头10的同时，避免折返镜头的直径大小过大而增加光学镜头10的径向方向的尺寸，从而减小光学镜头10的径向方向占用的空间。
一些实施方式中，所述光学镜头10还满足下列关系式：
0.05≦IH/EFL≦0.15；
其中，IH为所述光学镜头10的最大成像像高，EFL为所述光学镜头10的有效焦距。
本申请实施方式中规定光学镜头10的像高与光学镜头10的有效焦距的比值满足上述关系式，能够保证在光学镜头10具有较大的像高，从而使得光学镜头10能够具有较好的成像质量。
根据本申请一些实施例中给定的关系式和范围，通过第一组元S1的折光镜片及第二组元S2的透镜的组合，可以使光学镜头10满足远景拍摄和小光学长度的需求，同时还可以获得较高的成像性能，且相对于潜望式镜头来说不会过多的增加光学镜头10的径向方向(即垂直于光轴的光轴方向)的尺寸，避免光学镜头10增加垂直于电子设备1000厚度方向上占用的空间。
下面将结合图5至图24更加详细地描述本申请实施例的一些具体的而非限制性的例子。
请参阅图5，图5所示为本申请第一实施例的光学镜头10的部分结构示意图。本实施例中，光学镜头10包括两个组元，两个组元分别为第一组元S1及第二组元S2，第一组元S1包括第一镜片11，第二组元S2包括第二镜片12、第三镜片13，第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13自物侧至像侧依次设置，且各片镜片同轴设置。其中，第一镜片11为折返镜片，第二镜片12及第三镜片13均为普通透镜。
本实施方式中，第一镜片11具有正光焦度；第二镜片12及第三镜片13均具有负光焦度。第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13均为塑料材质制得，以减少光学镜头10的制作成本。
本申请第一实施例的设计参数如下表1。
表1第一实施例的光学镜头10的设计参数
TTL/EFL 0.306 |f<sub>1</sub>/f| 0.438 |f<sub>2</sub>/f| 0.11
OBS 0.45 IH/EFL 0.084 D<sub>max</sub> 8.5mm
上表中，表格中各个符号的含义如下。
f：光学镜头10的焦距。
f1：第一组元S1的焦距。
f2：第二组元S2的焦距。
EFL:光学镜头10的有效焦距。本实施方式中，f与EFL的值相同。
TTL：光学镜头10的光学总长，TTL为光学镜头10的后焦长度BFL与光学镜头10的多片镜片的轴上厚度TTL1之和。
IH：光学镜头10最大成像的像高。
Dmax：光学镜头10中的直径最大的镜片的直径，即本实施方式中的第一镜片11的直径。
需要说明的是，本申请中，f、f1、f2、TTL、EFL、OBS、IH、Dmax等符号表示的意义均相同，在后续再次出现时不再进行赘述。
根据表1中的设计参数，需要相应的设计各个组成镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数以及各镜片的物侧面及像侧面的表面系数，以实现表1中的设计参数。请参阅表2及表3，表2示出了本申请实施例中光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数，表3示出了本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数。
表2第一实施方式的光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数
Figure GDA0003784321620000131
上表中，表格中各个符号的含义如下。
R1：第一镜片11的物侧面的第一透射区112的近轴处的曲率半径，其中，Infinity是指曲率半径为无穷大，即第一镜片11的物侧面的第一透射区112为平面。近轴处即为靠近镜片的光轴的区域。本实施方式中，第一透射区112的近轴处的曲率半径是指第一透射区112延伸至近轴位置的部分的曲率半径。
R2：第一镜片11的像侧面的第二反射区114的近轴处的曲率半径。本实施方式中，第二反射区114的近轴处的曲率半径是指第二反射区114延伸至近轴位置的部分的曲率半径。
R3：第一镜片11的物侧面的第一反射区111的近轴处的曲率半径。
R4：第一镜片11的像侧面的第二透射区113的近轴处的曲率半径。
R5：第二镜片12的物侧面的近轴处的曲率半径。
R6：第二镜片12的像侧面的近轴处的曲率半径。
R7：第三镜片13的物侧面的近轴处的曲率半径。
R8：第三镜片13的像侧面的近轴处的曲率半径。
a1：第一镜片11的物侧面的第一透射区112与第一镜片11的像侧面的第二反射区114的轴上距离。
a2：第一镜片11的像侧面的第二反射区114与第一镜片11的物侧面的第一反射区111的轴上距离。
a3：第一镜片11的物侧面的第一反射区111与第一镜片11的像侧面的第二透射区113的轴上距离。
a4：第一镜片11的像侧面的第二透射区113至第二镜片12的物侧面的轴向距离。
a5：第二镜片12的像侧面至第三镜片13的物侧面的轴向距离。
d1：第一镜片11的轴上厚度。
d2：第二镜片12的轴上厚度。
d3：第三镜片13的轴上厚度。
n1：第一镜片1111的折射率。
n2：第二镜片12的折射率。
n3：第三镜片13的折射率。
需要说明的是，本申请中上述各符号表示的意义除另有说明外，在后续再次出现时表示意思相同，将不再进行赘述。
需要说明的是，曲率半径的正负表示光学面向物侧凸或向像侧凸，光学面(包括物侧面或像侧面)向物侧凸时，该光学面的曲率半径为正值；光学面(包括物侧面或像侧面)向像侧凸时，相当于光学面向物侧面凹，该光学面的曲率半径为负值。
本实施方式中，第一组元S1及第二组元S2的各镜片的物侧面及像侧面均为非球面，其表面系数及为非球面系数。本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数如表3所示。
表3第一实施方式的光学镜头10的非球面系数
Figure GDA0003784321620000141
Figure GDA0003784321620000151
其中，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6等符号表示非球面系数。需要说明的是，表格中的各参数为科学计数法表示。例如，3.423E-4是指3.423×10-4；-7.50E-02是指-7.50×10-2。需要说明的是，本申请中K、A2、A3、A4、A5、A6等符号在后续再次出现时，除非有另外的解释，否则表示的意思与此处相同，后续不再赘述。
本实施例中，第一镜片11至第三镜片13的各镜片的面型均为偶次非球面，可以采用以下非球面公式进行限定：
Figure GDA0003784321620000152
本实施方式中，
Figure GDA0003784321620000153
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6为非球面系数。
根据表2及表3的设计参数，设计得到具有如下表4所示的基本参数的光学镜头10，从而满足光学镜头10较好的成像质量，且具有长焦距、小的光学长度的要求。
表4第一实施例的光学镜头10基本参数
焦距f 24.5mm
F值 3
中心遮拦比OBS 0.45
像高IH 2.06mm
半FOV 4.312°
BFL 3.29mm
TTL 7.4mm
远距比 0.306
设计波长 470nm～650nm
图6-图9为第一实施例的光学镜头10的光学性能的表征图。
具体的，图6为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第一实施例的光学镜头10后的轴向像差的示意图。图6的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标，横坐标表示轴向方向上的像差，单位为毫米。从图6中可以看出，本实施例中，轴向像差控制在一个很小的范围内。
图7为波长为555nm的光经过第一实施例的光学镜头10后的场曲和光学畸变的示意图，用于表示光经过光学镜头10后的成像变形与理想形状的差异。其中，图7中左边的图中实线为555nm的光经过光学镜头10后的子午方向的场曲示意图；虚线为555nm的光经过光学镜头10后的弧矢方向的场曲示意图。图7中右边的图为555nm的光经过第一实施例的光学镜头10后的光学畸变的示意图。由图可见，本实施例中，光学系统将场曲及畸变控制在肉眼辨识范围内(2％及以下肉眼不可辨识)。
图8为不同波长的光经过第一实施例的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差示意图。图8的纵坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)，横坐标表示为成像偏差，单位为毫米(mm)。其中，曲线a表示波长为620nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差；曲线b表示波长为550nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差。从图中可知，不同波段的光经过第一实施例的光学镜头10后成像在不同的像高位置的成像偏差较小，即各波长的光经过第一实施例的光学镜头10后的成像偏差基本不会对光学镜头10的成像质量产生影响。
图9为第一实施例的光学镜头10的像面相对照度分布曲线。图9的横坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)；纵坐标表示为相对照度，单位为毫米(mm)。从图中可知，本实施方式的光学镜头的像面不同区域的分布较为的均匀，即经本实施方式的光学镜头10能够得到亮度较为均匀的成像，从而能够得到较好的成像。
本实施例中提供的光学镜头10，其焦距f为24.5mm，总体光学长度TTL为7.4mm，则TTL1的长度为4.11mm，即使得光学镜头10具有良好的成像质量的同时，具有长焦距(f较大)，能够实现远景拍摄的效果，同时，还具有较好的光学长度(TTL1及TTL均较小)，即本实施方式的光学镜头10具有较小的长度，进而使得包括该光学镜头10的电子设备1000能够具有较薄的厚度。
请参阅图10，图10所示为本申请第二实施例的光学镜头10的结构示意图。本实施例中，光学镜头10包括两个组元，两个组元分别为第一组元S1及第二组元S2，第一组元S1包括第一镜片11，第二组元S2包括第二镜片12、第三镜片13，第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13自物侧至像侧依次设置，且各片镜片同轴设置。其中，第一镜片11为折返镜片，第二镜片12及第三镜片13均为普通透镜。
本实施方式中，第一镜片11具有正光焦度；第二镜片12及第三镜片13均具有负光焦度。第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13均为塑料材质制得，以减少光学镜头10的制作成本。
本申请第二实施例的设计参数如下表5，表5中各符号的含义请参考表1。
表5第二实施例的光学镜头10的设计参数
TTL/EFL 0.306 |f<sub>1</sub>/f| 0.627 |f<sub>2</sub>/f| 0.118
OBS 0.31 IH/EFL 0.084 Dmax 9.2mm
根据表5中的设计参数，需要相应的设计各个组成镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数以及各镜片的物侧面及像侧面的表面系数，以实现表5中的设计参数。请参阅表6及表7，表6示出了本申请实施例中光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数，表7示出了本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数。
表6第二实施方式的光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数
Figure GDA0003784321620000171
上表中，表格中各个符号的含义请参照表2。
本实施方式中，第一组元S1及第二组元S2的各镜片的物侧面及像侧面均为非球面，其表面系数及为非球面系数。本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数如表7所示。
表7第二实施方式的光学镜头10的非球面系数
类型 K A2 A3 A4 A5 A6
R1 偶次非球面 0.00E+00 0 0 0 0 0
R2 偶次非球面 1.07E-02 1.37E-04 -1.15E-07 7.17E-08 -3.08E-09 3.86E-11
R3 偶次非球面 -2.21E-01 6.60E-03 -5.06E-04 1.47E-04 -3.82E-05 3.75E-06
R4 偶次非球面 1.07E-02 1.37E-04 -1.15E-07 7.17E-08 -3.08E-09 3.86E-11
R5 偶次非球面 -1.51E+00 -3.69E-02 3.09E-02 -5.72E-03 7.30E-04 -2.50E-05
R6 偶次非球面 -3.73E-01 -6.50E-02 4.88E-02 -1.35E-02 7.61E-03 -9.46E-05
R7 偶次非球面 -1.64E-01 2.86E-02 -3.84E-03 1.70E-03 2.04E-13 -2.70E-13
R8 偶次非球面 0.00E+00 -1.79E-01 3.82E-02 -1.00E-02 9.09E-04 -1.85E-12
本实施例中，第一镜片11至第三镜片13的各镜片的面型均为偶次非球面，可以采用以下非球面公式进行限定：
Figure GDA0003784321620000172
本实施方式中，
Figure GDA0003784321620000173
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6为非球面系数。
根据表6及表7的设计参数，设计得到具有如下表8所示的基本参数的光学镜头10，从而满足光学镜头10较好的成像质量，且具有长焦距、小的光学长度的要求。
表8第二实施例的光学镜头10基本参数
焦距f 24.5mm
F值 3
中心遮拦比OBS 0.31
像高IH 2.06mm
半FOV 4.312°
BFL 1.11mm
TTL 7.4mm
远距比 0.306
设计波长 470nm～650nm
图11-图14为第二实施例的光学镜头10的光学性能的表征图。
具体的，图11为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第二实施例的光学镜头10后的轴向像差的示意图。图11的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标，横坐标表示轴向方向上的像差，单位为毫米。从图11中可以看出，本实施例中，轴向像差控制在一个很小的范围内。
图12为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第二实施例的光学镜头10后的场曲和光学畸变的示意图，用于表示光经过光学镜头10后的成像变形与理想形状的差异。其中，图12中左边的图中实线为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的子午方向的场曲示意图；虚线为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的弧矢方向的场曲示意图。图12中右边的图为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第二实施例的光学镜头10后的光学畸变的示意图。由图可见，本实施例中，光学系统将场曲及畸变控制在肉眼辨识范围内(2％及以下肉眼不可辨识)。
图13为不同波长的光经过第二实施例的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差示意图。图13的纵坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)，横坐标表示为成像偏差，单位为毫米(mm)。其中，曲线a表示波长为620nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差；曲线b表示波长为550nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差。从图中可知，不同波段的光经过第一实施例的光学镜头10后成像在不同的像高位置的成像偏差较小，即各波长的光经过第一实施例的光学镜头10后的成像偏差基本不会对光学镜头10的成像质量产生影响。
图14为第二实施例的光学镜头10的像面相对照度分布曲线。图14的横坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)；纵坐标表示为相对照度，单位为毫米(mm)。从图中可知，本实施方式的光学镜头的像面不同区域的分布较为的均匀，即经本实施方式的光学镜头10能够得到亮度较为均匀的成像，从而能够得到较好的成像。
本实施例中提供的光学镜头10，其焦距f为24.5mm，总体光学长度TTL为7.4mm，则TTL1的长度为6.29mm，即使得光学镜头10具有良好的成像质量的同时，具有长焦距(f较大)，能够实现远景拍摄的效果，同时，还具有较好的光学长度(TTL1及TTL均较小)，即本实施方式的光学镜头10具有较小的长度，进而使得包括该光学镜头10的电子设备1000能够具有较薄的厚度。
请参阅图15，图15为本申请第三实施例的光学镜头10的结构示意图。本实施例中，光学镜头10包括两个组元，两个组元分别为第一组元S1及第二组元S2，第一组元S1包括第一镜片11，第二组元S2包括第二镜片12、第三镜片13，第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13自物侧至像侧依次设置，且各片镜片同轴设置。其中，第一镜片11为折返镜片，第二镜片12及第三镜片13均为普通透镜。
本实施方式中，第一镜片11具有正光焦度；第二镜片12及第三镜片13均具有负光焦度。第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13均为塑料材质制得，以减少光学镜头10的制作成本。
本申请第三实施例的设计参数如下表9，表9中各符号的含义请参考表1。
表9第三实施例的光学镜头10的设计参数
TTL/EFL 0.507 |f<sub>1</sub>/f| 0.755 |f<sub>2</sub>/f| 0.57
OBS 0.45 IH/EFL 0.1374 Dmax 7.4mm
根据表9中的设计参数，需要相应的设计各个组成镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数以及各镜片的物侧面及像侧面的表面系数，以实现表9中的设计参数。请参阅表10及表11，表10示出了本申请实施例中光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数，表11示出了本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数。
表10第三实施方式的光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数
Figure GDA0003784321620000191
Figure GDA0003784321620000201
上表中，表格中各个符号的含义请参照表2。
本实施方式中，第一组元S1及第二组元S2的各镜片的物侧面及像侧面均为非球面，其表面系数及为非球面系数。本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数如表11所示。
表11第三实施方式的光学镜头10的非球面系数
类型 K A2 A3 A4 A5 A6
R1 偶次非球面 0.00E+00 0 0 0 0 0
R2 偶次非球面 0.00E+00 1.31E-04 4.44E-07 9.87E-09 -1.73E-09 6.81E-11
R3 偶次非球面 0.00E+00 3.00E-03 -2.11E-04 6.41E-05 -3.16E-05 6.03E-06
R4 偶次非球面 0.00E+00 1.31E-04 4.44E-07 9.87E-09 -1.73E-09 6.81E-11
R5 偶次非球面 0.00E+00 -3.16E-02 1.77E-02 -1.44E-03 1.00E-03 -2.50E-05
R6 偶次非球面 0.00E+00 -7.87E-02 2.81E-02 -7.95E-03 3.29E-03 -9.46E-05
R7 偶次非球面 0.00E+00 -1.42E-01 1.56E-02 -1.45E-02 3.43E-03 4.37E-12
R8 偶次非球面 0.00E+00 -1.01E-01 2.22E-02 -6.66E-03 1.00E-03 3.47E-12
本实施例中，第一镜片11至第三镜片13的各镜片的面型均为偶次非球面，可以采用以下非球面公式进行限定：
Figure GDA0003784321620000202
本实施方式中，
Figure GDA0003784321620000203
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6为非球面系数。
根据表10及表11的设计参数，设计得到具有如下表12所示的基本参数的光学镜头10，从而满足光学镜头10较好的成像质量，且具有长焦距、小的光学长度的要求。
表12第三实施例的光学镜头10基本参数
焦距f 15mm
F值 3
中心遮拦比OBS 0.45
像高IH 2.06mm
半FOV 7.45°
BFL 2.35mm
TTL 7.5mm
远距比 0.506
设计波长 470nm～650nm
图16-图19为第三实施例的光学镜头10的光学性能的表征图。
具体的，图16为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第三实施例的光学镜头10后的轴向像差的示意图。图14的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标，横坐标表示轴向方向上的像差，单位为毫米。从图14中可以看出，本实施例中，轴向像差控制在一个很小的范围内。
图17为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第三实施例的光学镜头10后的场曲和光学畸变的示意图，用于表示光经过光学镜头10后的成像变形与理想形状的差异。其中，图17中左边的图中实线为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的子午方向的场曲示意图；虚线为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的弧矢方向的场曲示意图。图17中右边的图为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第三实施例的光学镜头10后的光学畸变的示意图。由图可见，本实施例中，光学系统将场曲及畸变控制在肉眼辨识范围内(2％及以下肉眼不可辨识)。
图18为不同波长的光经过第三实施例的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差示意图。图18的纵坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)，横坐标表示为成像偏差，单位为毫米(mm)。其中，曲线a表示波长为620nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差；曲线b表示波长为550nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差。从图中可知，不同波段的光经过第一实施例的光学镜头10后成像在不同的像高位置的成像偏差较小，即各波长的光经过第一实施例的光学镜头10后的成像偏差基本不会对光学镜头10的成像质量产生影响。
图19为第三实施例的光学镜头10的像面相对照度分布曲线。图19的横坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)；纵坐标表示为相对照度，单位为毫米(mm)。从图中可知，本实施方式的光学镜头的像面不同区域的分布较为的均匀，即经本实施方式的光学镜头10能够得到亮度较为均匀的成像，从而能够得到较好的成像。
本实施例中提供的光学镜头10，其焦距f为15mm，总体光学长度TTL为7.5mm，TTL1的长度为5.15mm，即使得光学镜头10具有良好的成像质量的同时，具有长焦距(f较大)，能够实现远景拍摄的效果，同时，还具有较好的光学长度(TTL1及TTL均较小)，即本实施方式的光学镜头10具有较小的长度，进而使得包括该光学镜头10的电子设备1000能够具有较薄的厚度。
请参阅图20，图20为本申请第四实施方式的光学镜头10的结构示意图。本实施例中，光学镜头10包括两个组元，两个组元分别为第一组元S1及第二组元S2，第一组元S1包括第一镜片11，第二组元S2包括第二镜片12、第三镜片13及第四镜片14，第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13及第四镜片14自物侧至像侧依次设置，且各片镜片同轴设置。其中，第一镜片11为折返镜片，第二镜片12、第三镜片13及第四镜片14均为普通透镜。
本实施方式中，第一镜片11具有正光焦度；第二镜片12及第三镜片13及第四镜片14均具有负光焦度。第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13及第四镜片14均为塑料材质制得，以减少光学镜头10的制作成本。
本申请第四实施方式的设计参数如下表13，表13中各符号的含义请参考表1。
表13第四实施方式的光学镜头10的设计参数
TTL/EFL 0.302 |f<sub>1</sub>/f| 0.548 |f<sub>2</sub>/f| 0.078
OBS 0.32 IH/EFL 0.137 Dmax 8.5mm
根据表13中的设计参数，需要相应的设计各个组成镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数以及各镜片的物侧面及像侧面的表面系数，以实现表13中的设计参数。请参阅表14及表15，表14示出了本申请实施例中光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数，表15示出了本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数。
表14第四实施方式的光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数
Figure GDA0003784321620000221
上表中，R9表示第四镜片14的物侧面的近轴处的曲率半径；R10表示第四镜片14的像侧面的近轴处的曲率半径；a6表示第三镜片13的像侧面至第四镜片14的物侧面的轴向距离；d4表示第四镜片14的轴上厚度；n4表示第四镜片14的折射率；v4表示第四镜片14的阿贝数，表格中其它各个符号的含义请参照表2。
本实施方式中，第一组元S1及第二组元S2的各镜片的物侧面及像侧面均为非球面，其表面系数及为非球面系数。本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数如表15所示。
表15第四实施方式的光学镜头10的非球面系数
Figure GDA0003784321620000222
Figure GDA0003784321620000231
其中，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6、A7等符号表示非球面系数。
本实施例中，第一镜片11至第四镜片14的各镜片的面型均为偶次非球面，可以采用以下非球面公式进行限定：
Figure GDA0003784321620000232
本实施方式中，
Figure GDA0003784321620000233
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6、A7为非球面系数。
根据表14及表15的设计参数，设计得到具有如下表16所示的基本参数的光学镜头10，从而满足光学镜头10较好的成像质量，且具有长焦距、小的光学长度的要求。
表16第四实施方式的光学镜头10基本参数
焦距f 25mm
F值 3
中心遮拦比OBS 0.32
像高IH 2.06mm
半FOV 4.62°
BFL 0.3mm
TTL 7.5mm
远距比 0.296
设计波长 470nm～650nm
图21-图24为第四实施方式的光学镜头10的光学性能的表征图。
具体的，图21为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第四实施方式的光学镜头10后的轴向像差的示意图。图21的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标，横坐标表示轴向方向上的像差，单位为毫米。从图21中可以看出，本实施例中，轴向像差控制在一个很小的范围内。
图22为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第四实施方式的光学镜头10后的场曲和光学畸变的示意图，用于表示光经过光学镜头10后的成像变形与理想形状的差异。其中，图22中左边的图中实线为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的子午方向的场曲示意图；虚线为555nm的光经过光学镜头10后的弧矢方向的场曲示意图。图22中右边的图为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第四实施方式的光学镜头10后的光学畸变的示意图。由图可见，本实施例中，光学系统将场曲及畸变控制在肉眼辨识范围内(2％及以下肉眼不可辨识)。
图23为不同波长的光经过第四实施方式的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差。图23的纵坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)，横坐标表示为成像偏差，单位为毫米(mm)。其中，曲线a表示波长为620nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差；曲线b表示波长为550nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差。从图中可知，不同波段的光经过第一实施例的光学镜头10后成像在不同的像高位置的成像偏差较小，即各波长的光经过第一实施例的光学镜头10后的成像偏差基本不会对光学镜头10的成像质量产生影响。
图24为第四实施例的光学镜头10的像面相对照度分布曲线。图24的横坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)；纵坐标表示为相对照度，单位为毫米(mm)。从图中可知，本实施方式的光学镜头的像面不同区域的分布较为的均匀，即经本实施方式的光学镜头10能够得到亮度较为均匀的成像，从而能够得到较好的成像。
本实施例中提供的光学镜头10，其焦距f为25mm，总体光学长度TTL为7.5mm，TTL1的长度为7.2mm，即使得光学镜头10具有良好的成像质量的同时，具有长焦距(f较大)，能够实现远景拍摄的效果，同时，还具有较好的光学长度(TTL1及TTL均较小)，即本实施方式的光学镜头10具有较小的长度，进而使得包括该光学镜头10的电子设备1000能够具有较薄的厚度。
请参阅图25，图25所示为本申请第五实施方式的光学镜头10的结构示意图。本实施例中，光学镜头10包括两个组元，两个组元分别为第一组元S1及第二组元S2，第一组元S1包括第一镜片11，第二组元S2包括第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15，第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15自物侧至像侧依次设置，且各片镜片同轴设置。其中，第一镜片11为折返镜片，第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15均为普通透镜。
本实施方式中，第一镜片11及第四镜片14具有正光焦度；第二镜片12、第三镜片13及第五镜片15均具有负光焦度。第一镜片11、第二镜片12、第三镜片13、第四镜片14及第五镜片15均为塑料材质制得，以减少光学镜头10的制作成本。
本申请第五实施方式的设计参数如下表17，表17中各符号的含义请参考表1。
表17第五实施方式的光学镜头10的设计参数
TTL/EFL 0.261 |f<sub>1</sub>/f| 0.606 |f<sub>2</sub>/f| 0.056
OBS 0.28 IH/EFL 0.100 Dmax 8.5mm
根据表17中的设计参数，需要相应的设计各个组成镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数以及各镜片的物侧面及像侧面的表面系数，以实现表17中的设计参数。请参阅表18及表19，表18示出了本申请实施例中光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率和阿贝数等参数，表19示出了本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数。
表18第五实施方式的光学镜头10中各镜片的曲率半径、厚度、折射率、阿贝数
Figure GDA0003784321620000251
上表中，R11表示第五镜片15的物侧面的近轴处的曲率半径；R12表示第五镜片15的像侧面的近轴处的曲率半径；a7表示第五镜片15的像侧面至第五镜片15的物侧面的轴向距离；d5表示第五镜片15的轴上厚度；n5表示第五镜片15的折射率；v5表示第五镜片15的阿贝数，表格中其它各个符号的含义请参照表14。
本实施方式中，第一组元S1及第二组元S2的各镜片的物侧面及像侧面均为非球面，其表面系数及为非球面系数。本实施例中光学镜头10中各镜片的表面系数如表19所示，表中各符号的含义请参照表15。
表19第五实施方式的光学镜头10的非球面系数
类型 K A2 A3 A4 A5 A6 A7
R1 偶次非球面 0.00E+00 -1.65E-06 -1.62E-06 -2.35E-08 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
R2 偶次非球面 0.00E+00 2.49E-04 1.38E-06 1.36E-08 -3.41E-11 7.22E-12 0.00E+00
R3 偶次非球面 0.00E+00 1.78E-02 4.62E-04 -6.68E-03 1.84E-02 -2.75E-02 2.43E-02
R4 偶次非球面 0.00E+00 3.79E-04 2.52E-06 2.87E-08 -6.71E-11 2.27E-11 0.00E+00
R5 偶次非球面 0.00E+00 3.50E-01 -1.27E+00 5.32E+00 -1.47E+01 2.73E+01 -3.32E+01
R6 偶次非球面 0.00E+00 5.39E-01 -3.43E+00 1.60E+01 -4.94E+01 1.04E+02 -1.47E+02
R7 偶次非球面 0.00E+00 5.89E-02 -2.58E+00 9.50E+00 -2.08E+01 2.58E+01 -1.47E+01
R8 偶次非球面 -1.00E+00 -8.18E-02 -2.61E+00 1.25E+01 -3.36E+01 5.61E+01 -6.00E+01
R9 偶次非球面 0.00E+00 -4.48E-01 -4.09E-01 2.82E+00 -4.65E+00 2.48E+00 1.69E+00
R10 偶次非球面 0.00E+00 -3.22E-01 -1.15E-01 1.77E+00 -3.79E+00 4.27E+00 -2.91E+00
R11 偶次非球面 -1.00E+00 -5.82E-01 4.30E-01 9.82E-01 -2.59E+00 2.68E+00 -1.49E+00
R12 偶次非球面 0.00E+00 -6.08E-01 7.67E-01 -6.15E-01 3.22E-01 -1.21E-01 3.47E-02
本实施例中，第一镜片11至第五镜片15的各镜片的面型均为偶次非球面，可以采用以下非球面公式进行限定：
Figure GDA0003784321620000261
本实施方式中，
Figure GDA0003784321620000262
其中，z为非球面的矢高，r为非球面的径向坐标，c为非球面顶点球曲率，K为二次曲面常数，A2、A3、A4、A5、A6、A7为非球面系数。
根据表18及表19的设计参数，设计得到具有如下表20所示的基本参数的光学镜头10，从而满足光学镜头10较好的成像质量，且具有长焦距、小的光学长度的要求。
表20第五实施方式的光学镜头10基本参数
Figure GDA0003784321620000263
Figure GDA0003784321620000271
图26-图29为第五实施方式的光学镜头10的光学性能的表征图。
具体的，图26为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第五实施方式的光学镜头10后的轴向像差的示意图。图26的纵坐标表示的是归一化瞳孔坐标，横坐标表示轴向方向上的像差，单位为毫米。从图26中可以看出，本实施例中，轴向像差控制在一个很小的范围内。
图27为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第五实施方式的光学镜头10后的场曲和光学畸变的示意图，用于表示光经过光学镜头10后的成像变形与理想形状的差异。其中，图27中左边的图中实线为分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的子午方向的场曲示意图；虚线为分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过光学镜头10后的弧矢方向的场曲示意图。图27中右边的图为分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过第五实施方式的光学镜头10后的光学畸变的示意图。由图可见，本实施例中，光学系统将场曲及畸变控制在肉眼辨识范围内(2％及以下肉眼不可辨识)。
图28为不同波长的光经过第五实施方式的光学镜头10后在不同像高位置的横向色差的示意图。图28的纵坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)，横坐标表示为成像偏差，单位为毫米(mm)。其中，曲线a表示波长为620nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差；曲线b表示波长为550nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像与波长为470nm的光经第一实施例的光学镜头10后的成像在不同像高位置的成像偏差。从图中可知，不同波段的光经过第一实施例的光学镜头10后成像在不同的像高位置的成像偏差较小，即各波长的光经过第一实施例的光学镜头10后的成像偏差基本不会对光学镜头10的成像质量产生影响。
图29为第五实施例的光学镜头10的像面相对照度分布曲线。图29的横坐标表示实际像高，单位为毫米(mm)；纵坐标表示为相对照度，单位为毫米(mm)。从图中可知，本实施方式的光学镜头的像面不同区域的分布较为的均匀，即经本实施方式的光学镜头10能够得到亮度较为均匀的成像，从而能够得到较好的成像。
本实施例中提供的光学镜头10，其焦距f为27.2mm，总体光学长度TTL为7.1mm，TTL1的长度为6.72mm，即使得光学镜头10具有良好的成像质量的同时，具有长焦距(f较大)，能够实现远景拍摄的效果，同时，还具有较好的光学长度(TTL1及TTL均较小)，即本实施方式的光学镜头10具有较小的长度，进而使得包括该光学镜头10的电子设备1000能够具有较薄的厚度。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光学镜头，其特征在于，包括多个组元，所述多个组元包括自物侧至像侧排列的第一组元及第二组元，所述第一组元具有正光焦度，所述第二组元具有负光焦度；每个所述组元包括至少一片镜片，每片所述镜片均包括朝向所述物侧的物侧面以及朝向所述像侧的像侧面；所述第一组元中的一片所述镜片为折返镜片，光线在所述折返镜片内进行数次折返；所述第二组元中的镜片均为透镜；
所述折返镜片的物侧面包括第一反射区及环绕所述第一反射区设置的第一透射区，所述像侧面包括第二透射区及环绕所述第二透射区的第二反射区，所述第一反射区为朝向所述第二透射区弯曲的内凹的自由曲面，所述第二反射区及所述第二透射区均为向背离所述第一反射区方向外凸的自由曲面；
所述光学镜头满足下列关系式：
0.25≤TTL/EFL≤0.302；
其中，TTL为所述光学镜头的光学总长，EFL为所述光学镜头的有效焦距；
所述光学镜头中的直径最大的镜片的直径为7mm～10mm。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列关系式：
0.3≦|f1/f|≦0.8
其中，f1为所述第一组元的焦距，f为所述光学镜头的总焦距。
3.根据权利要求1或2所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透射区在所述像侧面沿光轴方向的投影位于所述第二反射区，光线经所述第一透射区入射后经所述第二反射区的反射及所述第一反射区的反射后，从所述第二透射区出射。
4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列关系式：
0.25≦OBS≦0.5；
其中，OBS为所述第一反射区的直径与所述折返镜片的物侧面的直径的比值。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二组元包括至少两片镜片，所述第二组元的各所述镜片的物侧面及像侧面均为非球面。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列关系式：
0.05≦IH/EFL≦0.15；
其中，IH为所述光学镜头的最大成像像高，EFL为所述光学镜头的有效焦距。
7.一种镜头模组，其特征在于，包括感光元件和如权利要求1-6中任一项所述的光学镜头，所述感光元件位于所述光学镜头的像侧，并位于所述光学镜头的焦平面上。
8.一种电子设备，其特征在于，包括外壳和如权利要求7所述的镜头模组，所述镜头模组设于所述外壳内，所述镜头模组的光轴与所述电子设备的厚度方向相同。
CN202010482151.0A 2020-05-29 2020-05-29 光学镜头、镜头模组和电子设备 Active CN113740999B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010482151.0A CN113740999B (zh) 2020-05-29 2020-05-29 光学镜头、镜头模组和电子设备
JP2022573256A JP7468831B2 (ja) 2020-05-29 2021-05-25 光学レンズ、カメラモジュール、および電子デバイス
PCT/CN2021/095889 WO2021238945A1 (zh) 2020-05-29 2021-05-25 光学镜头、镜头模组和电子设备
EP21812534.2A EP4148479A4 (en) 2020-05-29 2021-05-25 OPTICAL LENS, LENS MODULE AND ELECTRONIC DEVICE
KR1020227044819A KR20230012633A (ko) 2020-05-29 2021-05-25 광학 렌즈, 카메라 모듈 및 전자 장치
US17/994,610 US20230087877A1 (en) 2020-05-29 2022-11-28 Optical lens, camera module, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010482151.0A CN113740999B (zh) 2020-05-29 2020-05-29 光学镜头、镜头模组和电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113740999A CN113740999A (zh) 2021-12-03
CN113740999B true CN113740999B (zh) 2023-02-10

Family

ID=78723009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010482151.0A Active CN113740999B (zh) 2020-05-29 2020-05-29 光学镜头、镜头模组和电子设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230087877A1 (zh)
EP (1) EP4148479A4 (zh)
JP (1) JP7468831B2 (zh)
KR (1) KR20230012633A (zh)
CN (1) CN113740999B (zh)
WO (1) WO2021238945A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12019225B2 (en) * 2019-01-23 2024-06-25 Nikon Corporation Optical system, optical apparatus, imaging apparatus, and method for manufacturing optical system and imaging apparatus
CN113933975B (zh) * 2021-12-17 2022-05-17 江西晶超光学有限公司 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN116774377A (zh) * 2022-03-10 2023-09-19 华为技术有限公司 一种电子设备
CN117666073A (zh) * 2022-08-22 2024-03-08 荣耀终端有限公司 镜头、摄像头模组和电子设备
WO2024071973A1 (ko) * 2022-09-28 2024-04-04 삼성전자 주식회사 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307680A (ja) * 2002-04-17 2003-10-31 Nikon Corp 反射屈折光学系
CN105700133A (zh) * 2014-12-11 2016-06-22 禾伸堂企业股份有限公司 短距离虹膜辨识用光学系统
CN107436485A (zh) * 2017-09-21 2017-12-05 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统
CN108254859A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 株式会社腾龙 折反射光学系统和摄像装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089910A (en) * 1990-06-28 1992-02-18 Lookheed Missiles & Space Company, Inc. Infrared catadioptric zoom relay telescope with an asperic primary mirror
CN101581828B (zh) * 2009-06-09 2011-06-22 苏州大学 环形孔径超薄光学成像系统
JP2013015712A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Sony Corp 反射屈折型レンズ系および撮像装置
KR20160091085A (ko) * 2015-01-23 2016-08-02 삼성전자주식회사 반사 굴절 광학계 및 이미지 촬영 장치
WO2019056817A1 (zh) 2017-09-21 2019-03-28 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统
CN207148403U (zh) * 2017-09-21 2018-03-27 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统
CN110908077A (zh) * 2019-12-12 2020-03-24 瑞声光电科技(常州)有限公司 紧凑型长焦镜头
JP6886061B1 (ja) * 2020-05-21 2021-06-16 エーエーシー オプティックス ソリューションズ ピーティーイー リミテッド 反射屈折光学系の撮像レンズ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307680A (ja) * 2002-04-17 2003-10-31 Nikon Corp 反射屈折光学系
CN105700133A (zh) * 2014-12-11 2016-06-22 禾伸堂企业股份有限公司 短距离虹膜辨识用光学系统
CN108254859A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 株式会社腾龙 折反射光学系统和摄像装置
CN107436485A (zh) * 2017-09-21 2017-12-05 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230012633A (ko) 2023-01-26
EP4148479A4 (en) 2023-11-08
EP4148479A1 (en) 2023-03-15
WO2021238945A1 (zh) 2021-12-02
CN113740999A (zh) 2021-12-03
JP2023527070A (ja) 2023-06-26
JP7468831B2 (ja) 2024-04-16
US20230087877A1 (en) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113740999B (zh) 光学镜头、镜头模组和电子设备
CN110888216B (zh) 光学镜头、镜头模组以及终端
CN110261997A (zh) 镜头、摄像模组及电子设备
WO2024046056A1 (zh) 摄像头模组和电子设备
KR20230003582A (ko) 광학 렌즈, 렌즈 모듈 및 단말
WO2022228189A1 (zh) 光学镜头、摄像头模组和电子设备
US20220163764A1 (en) Optical Lens, Camera Module, And Terminal
CN113917656B (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN113933967B (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN214474193U (zh) 光学系统、摄像模组及电子设备
WO2022001589A1 (zh) 光学镜头、摄像头模组和电子设备
CN113391427B (zh) 光学镜头、摄像头模组和终端
CN114859511A (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN210129058U (zh) 镜头、摄像模组及电子设备
CN114002814A (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
CN113568142A (zh) 光学镜头、摄像模组及电子设备
WO2023174212A1 (zh) 长焦镜头、摄像头模组及电子设备
CN116500766B (zh) 光学镜头
US20230185062A1 (en) Compact imaging apparatus comprising a folded wide angle imaging lens system
WO2024120514A1 (zh) 长焦镜头、摄像头模组及电子设备
CN113050252B (zh) 光学镜头、摄像头模组和终端
WO2022022026A1 (zh) 光学镜头、镜头模组和终端
CN117555121A (zh) 光学镜头、镜头模组及电子设备
CN118057220A (zh) 光学镜头、摄像头模组及电子设备
CN115704948A (zh) 光学镜头、镜头模组及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant