CN113933975B - 光学镜头、摄像模组及电子设备 - Google Patents

光学镜头、摄像模组及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光学镜头,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、第四透镜以及第五透镜;第一透镜包括物侧面和像侧面,物侧面包括远离光轴的入射区和位于近光轴处的第二反射区,像侧面包括远离光轴的第一反射区和位于近光轴处的出射区,入射光线经入射区进入第一透镜,经第一反射区和第二反射区反射并由出射区射出第一透镜;第二透镜具有屈折力;第三透镜具有屈折力,其物侧面于圆周处为凹面;第四透镜具有屈折力;第五透镜具有负屈折力,其像侧面于圆周处为凸面。本发明公开的光学镜头、摄像模组及电子设备,能够在实现摄像模组小型化、大光圈的同时,保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。

Description

光学镜头、摄像模组及电子设备
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
随着在各种电子设备(如手机、笔记本电脑、平板电脑)搭载摄像模组的设计越来越普及,且由于市场对电子设备的小型化要求越来越高,搭载于电子设备内的摄像模组的整体尺寸也不宜过大。但是在满足摄像模组的小型化的设计要求下,极大的限制了摄像模组的远摄能力以及成像效果,因此如何在满足摄像模组小型化设计需求的同时,提高摄像模组的远摄能力并得到高品质成像成为目前亟需解决的问题。
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,能够在实现摄像模组小型化、大光圈的同时,保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。
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、第四透镜以及第五透镜;
所述第一透镜包括物侧面和像侧面,所述物侧面包括远离光轴的入射区和位于近光轴处的第二反射区,所述像侧面包括远离光轴的第一反射区和位于近光轴处的出射区,入射光线经所述入射区进入所述第一透镜,经所述第一反射区和所述第二反射区反射并由所述出射区射出所述第一透镜;所述第二透镜具有屈折力;所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于圆周处为凹面;所述第四透镜具有屈折力;所述第五透镜具有负屈折力,所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面。
本申请提供的所述光学镜头,通过设置具有折射和反射作用的所述第一透镜,当入射光线经所述入射区进入所述第一透镜,经所述第一反射区和所述第二反射区反射并由所述出射区射出所述第一透镜,入射光线在所述第一透镜内可进行多次折射和反射,有效降低所述光学镜头的总长,实现所述光学镜头的小型化设计需求;利用所述第二透镜的屈折力控制入射光线的走向,以缩短所述光学镜头的光学总长,实现所述光学镜头的小型化,同时所述第二透镜的屈折力设置可以降低球差,进而可以提高所述光学镜头的成像品质;配合具有负屈折力的所述第三透镜,且所述第三透镜的物侧面于圆周处为凹面的面型设计,可以对来自所述第二透镜的入射光线进行扩散,并降低入射光线的偏折角度,使得入射光线以合适的角度进入所述第四透镜;当入射光线经过具有屈折力的所述第四透镜,并进入到具有负屈折力的所述第五透镜时,配合所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面的面型设计,可以校正入射光线经过前述透镜所产生的畸变、像散以及场曲等,进而得到高品质成像,同时所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面的面型可以使得入射光线在成像面上的入射角保持在合理范围内,进而能够实现成像面的边缘的相对亮度较高,并可以满足图像传感器的小匹配角需求,以实现所述光学镜头的高品质成像。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一透镜的像侧面于近光轴区域具有凹陷结构,且所述第二透镜至所述第五透镜中的至少一个透镜位于所述凹陷结构内。此时可以使得所述第一反射区位于任意两个相邻的透镜之间,进而可以延长入射光线在所述第一透镜内的光路;同时利用所述第一透镜的像侧面的凹陷结构,可以将其余透镜设置在所述第一透镜的内部,使得所述光学镜头在实现折返光路的同时结构更加紧凑,以实现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:0.33<TTL/f<0.58;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所述光轴上的距离,f为所述光学镜头的有效焦距。上述关系式的限定可以反映所述光学镜头对入射光线的光路路径的压缩能力,当所述光学镜头满足上述关系式时,配合所述光学镜头的所述第一透镜实现的折返式光路对光路路径进行充分压缩,以实现所述光学镜头的小型化,并能够增大所述光学镜头的有效焦距,进而提高所述光学镜头的远摄能力。
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:0.8<SD1/IMGH<2.0;其中,SD1为所述第一透镜的所述入射区的最大有效半口径,IMGH为所述光学镜头的最大有效成像圆的半径。上述关系式的限定,可以使得所述光学镜头在较小的空间限制下适配更大的图像传感器,以提高所述光学镜头的成像品质;同时上述关系式的限定可以充分利用所述第一透镜的内部空间,进而提升所述光学镜头的紧凑性,以实现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:0.5<OAL/TTL<0.7;其中,OAL为所述第二透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面于所述光轴上的距离,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离,即所述光学镜头的光学总长。通过控制所述光学镜头的各个透镜的整体厚度,使得所述光学镜头的整体尺寸得到约束,以配合调整所述光学镜头的光学总长。上述关系式的限定,使得所述光学镜头的各个透镜的总体厚度尺寸占所述光学镜头的总尺寸的比例适当,通过合理压缩所述光学镜头的光学总长,提升所述第一透镜的光路占比,并充分利用所述第一透镜内部空间布置各个透镜,可以降低所述光学镜头的各个透镜的面型复杂度和公差敏感性。
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:0.75<(CT23+CT34+CT45)/CT2<5;其中,CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT2为所述第二透镜于所述光轴上的厚度。通过对所述第二透镜至所述第五透镜中各个透镜之间在所述光轴上的距离,可以降低所述光学镜头的组装难度,并避免由于各个透镜之间的距离过小带来的加工工艺性问题;同时,配合所述第二透镜在所述光轴上的厚度尺寸的调整,可以提高所述光学镜头的在加工工艺上的合理性,进而降低加工工艺对所述光学镜头的成像品质的影响。
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:1.5<TT1/TT3<4.0;其中,TT1为所述第一透镜的所述入射区至所述第一反射区于所述光轴上的距离,TT3为所述第一透镜的所述第二反射区至所述出射区于所述光轴上的距离。通过上述关系式的限定,可以控制所述第一透镜的尺寸,使得所述第一透镜可以适应不同的光路需求,以在提高所述光学镜头的有效焦距的同时控制所述第一透镜的尺寸,进而降低所述光学镜头的小型化设计难度。
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:0.6<|f2/f|<2.9;其中,f2为所述第二透镜的焦距,f为所述光学镜头的有效焦距。通过对所述第二透镜的焦距与所述光学镜头的有效焦距之间的关系进行约束,可以使得所述第二透镜承担较小的屈折力,通过利用所述第二透镜的面型特征,以增大所述光学镜头的光圈;同时,当所述第二透镜为非球面透镜时,上述关系式的限定可以控制所述第二透镜的非球面阶数,降低所述第二透镜的面型复杂度,进而可以提高所述第二透镜对边缘视场光线的像差修正能力,提高边缘视场的相对照度,以提高所述光学镜头的成像质量。
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:0.9<|f4/R41|<11.0;其中,f4为所述第四透镜的焦距,R41为所述第四透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径。通过对所述第四透镜的焦距以及第四透镜的物侧面的曲率半径之间的关系进行限定,可以有效避免当所述第四透镜的屈折力过大而导致的所述第四透镜的面型过于复杂,导致所述第四透镜的加工工艺性降低的情况;同时上述关系式的限定可以控制所述第四透镜的物侧面与像侧面的面型,避免所述第四透镜的物侧面或像侧面过于弯曲而影响加工工艺性;此外,当所述光学镜头满足上述关系式时,可以实现在降低所述光学镜头的球差、彗差、场曲的同时,提高所述光学镜头对高阶像差的校正能力,并降低所述光学镜头的公差敏感性。
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:4<IND2+IND3+IND4<5;其中,IND2为所述第二透镜在参考波长587.56nm下的折射率,IND3为所述第三透镜在参考波长587.56nm下的折射率,IND4为所述第四透镜在参考波长587.56nm下的折射率。通过使得所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜的折射率之和保持在合理范围内,以控制所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜的材料分配,继而可以通过合理使用低折射率材料以降低所述光学镜头的制造成本;同时上述关系式的限定可以提高所述光学镜头对色差、像散、球差的校正能力,进而提高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:4.2mm<f/FNO<8.2 mm;其中,f为所述光学镜头的有效焦距,FNO为所述光学镜头的光圈数。通过对所述光学镜头的有效焦距和光圈数进行调整,可以使得所述光学镜头在获得大的有效焦距的同时匹配较小的光圈数,以得到长焦距、大光圈的特征,使得所述光学镜头可以获得足够的进光量,进而可以实现所述光学镜头在进行远摄时能够得到足够的相对照度,改善所述光学镜头在暗环境下的成像质量。
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:0.65mm<FBL<0.8 mm;其中,FBL为所述第五透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴方向的最短距离,即所述光学镜头的后焦。通过控制所述光学镜头的后焦满足上述关系式,可以提高所述光学镜头与摄像模组的图像传感器的适配度,进而降低所述光学镜头在摄像模组上的组装难度。
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:1<SD2/SD4<3;其中,SD2为所述第一透镜的所述第一反射区的最大有效半口径,SD4为所述第一透镜的所述出射区的最大有效半口径。上述关系式的限定可以使得所述第一透镜具有较大的开口,以在所述第一透镜内部预留足够的空间用以设置其余各个透镜;同时所述第一透镜的较大的开口可以避免遮挡光线,同时便于设置台阶结构,以降低各个透镜布置在其内部的装配难度,并提高各个透镜的装配质量,进而在实现所述光学镜头小型化的同时提高所述光学镜头的成像质量。
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:0.6<SD2/IMGH<2.5;SD2为所述第一透镜的所述第一反射区的最大有效半口径,IMGH为所述光学镜头的最大有效成像圆的半径。上述关系式的限定可以使得所述光学镜头在有限的空间内部适配较大的图像传感器,以提高所述光学镜头的成像质量;同时通过合理利用所述第一透镜的内部空间布置其余各个镜片,可以提高所述光学镜头的结构紧凑性,进而实现所述光学镜头的小型化设计。
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以及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。具有该光学镜头的摄像模组,在实现小型化、大光圈的同时可以保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。
第三方面,本发明公开了一种电子设备,所述电子设备包括壳体以及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。具有该摄像模组的电子设备,在实现小型化、大光圈的同时可以保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。
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,通过设置具有折射和反射作用的第一透镜,当入射光线经入射区进入第一透镜,经第一反射区和第二反射区反射并由出射区射出第一透镜,入射光线在第一透镜内可进行多次折射和反射,有效降低光学镜头的总长,实现光学镜头的小型化设计需求;利用第二透镜的屈折力控制入射光线的走向,以缩短光学镜头的光学总长,实现光学镜头的小型化,同时第二透镜的屈折力设置可以降低球差,进而可以提高光学镜头的成像品质;配合具有负屈折力的第三透镜,且第三透镜的物侧面于圆周处为凹面的面型设计,可以对来自第二透镜的入射光线进行扩散,并降低入射光线的偏折角度,使得入射光线以合适的角度进入第四透镜;当入射光线经过具有屈折力的第四透镜,并进入到具有负屈折力的第五透镜时,配合第五透镜的像侧面于圆周处为凸面的面型设计,可以校正入射光线经过前述透镜所产生的畸变、像散以及场曲等,进而得到高品质成像,同时第五透镜的像侧面于圆周处为凸面的面型可以使得入射光线在成像面上的入射角保持在合理范围内,进而能够实现成像面的边缘的相对亮度较高,并可以满足图像传感器的小匹配角需求,以实现光学镜头的高品质成像。
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、像散曲线图及畸变曲线图;
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、像散曲线图及畸变曲线图;
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、像散曲线图及畸变曲线图;
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、像散曲线图及畸变曲线图;
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、像散曲线图及畸变曲线图;
图11是本申请第六实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图12是本申请第六实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图13是本申请第七实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图14是本申请第七实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图15是本申请提供的摄像模组的结构示意图;
图16是本申请提供的电子设备的结构示意图。
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,该光学镜头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。其中第一透镜L1包括物侧面和像侧面,物侧面包括远离光轴O的入射区S1-1和位于近光轴O处的第二反射区S1-2,像侧面包括远离光轴O的第一反射区S2-1和位于近光轴O处的出射区S2-2;第二透镜L2具有正屈折力或负屈折力;第三透镜L3具有正屈折力或负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力或负屈折力;第五透镜L5具有负屈折力;成像时,光线从第一透镜L1的物侧依次经过入射区S1-1、第一反射区S2-1、第二反射区S1-2、出射区S2-2、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5并最终成像于光学镜头100的成像面101上。
入射光线在光学镜头100内的光路如图1所示(即,如图1中带有箭头的虚线),通过将第一透镜L1设置成具有折射和反射作用的透镜,使得入射光线经入射区S1-1进入第二透镜L2,经第一反射区S2-1和第二反射区S1-2反射并由出射区S2-2射出第一透镜L1,以实现入射光线在光学镜头100中的折返光路,通过折返光路可以有效降低光学镜头100的总长,实现光学镜头100的小型化设计需求。
进一步地,第一反射区S2-1和第二反射区S1-2为光学镜头100提供全反射作用,以实现入射光线的折返光路,进而实现光学镜头100的小型化设计,且全反射作用可以降低入射光线的能量损失,进而提高光学镜头100的成像品质。
进一步地,第一透镜L1的像侧面于近光轴O区域具有凹陷结构10,此时第一透镜L1的第一反射区S2-1与出射区S2-2不在同一平面,由于凹陷结构10的设置,在延长入射光线在第一透镜L1内的光路的同时,可以使得在第一透镜L1的内部形成容置空间,以容纳后续透镜;且第二透镜L2至第五透镜L5中的至少一个透镜位于凹陷结构10内,即可以将第二透镜L2设置在此凹陷结构10内,也可以将第二透镜L2和第三透镜L3同时设置在此凹陷结构10内,亦或者可以将第二透镜L2至第五透镜L5均设置在此凹陷结构10内。此时可以使得第一反射区S2-1位于任意两个相邻的透镜之间,进而可以延长入射光线在第一透镜L1内的光路;同时利用第一透镜L1的像侧面的凹陷结构10,可以将其余透镜设置在第一透镜L1的内部,使得光学镜头100在实现折返光路的同时结构更加紧凑,以实现光学镜头100的小型化设计。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面或凹面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凸面或凹面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凸面或凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面或凹面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面或凹面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面或凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面或凹面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面或凹面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凸面或凹面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凸面或凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面或凹面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凸面或凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凸面或凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凸面或凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
一些实施例中,当光学镜头100应用于智能手机、电子手表等电子设备时,则该第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5的材质可选为塑料,以实现光学镜头100的轻薄性的同时更易于对透镜的复杂面型进行加工。可以理解的是,在一些其他的实施例中,如需要也可采用玻璃材质,本实施例不作具体限制。
一些实施例中,光学镜头100还包括光阑,光阑可为孔径光阑和/或视场光阑,其可设置在第一反射区S2-1上,可避免外界景物的光线未经过第一反射区S2-1,而直接到光学镜头100的成像面101产生的鬼影,以提高光学镜头100的成像品质。可以理解的是,在其他实施例中该光阑也可以设置在其他透镜之间,根据实际需要进行调整,本实施例不作具体限定。
可选地,为了提高成像质量,光学镜头100还包括红外滤光片60,红外滤光片60设置于第五透镜L5与光学镜头100的成像面101之间。可以理解的是,红外滤光片60可以选为红外截止红外滤光片,选用红外截止红外滤光片,通过滤除红外光,能够提升光学镜头100的成像品质,使成像更加符合人眼的视觉体验。可以理解的是,红外滤光片60可以是光学玻璃镀膜制成的,也可以是有色玻璃制成的,或者其他材质的红外滤光片60,可根据实际需要进行选择,在本实施例中不作具体限定。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.33<TTL/f<0.58;其中,TTL为第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离,即光学镜头100的光学总长,f为光学镜头100的有效焦距。上述关系式的限定可以反映光学镜头100对入射光线的光路路径的压缩能力,当光学镜头100满足上述关系式时,配合光学镜头100的第一透镜L1实现的折返式光路对光路路径进行充分压缩,以实现光学镜头100的小型化,并能够增大光学镜头100的有效焦距,进而提高光学镜头100的远摄能力。当上述关系式的值低于下限时,光学镜头100的光学总长压缩效果好,但此时需要过度使用非球面面型,会导致光学镜头100的长焦性能的工艺性变差,同时会导致光学镜头100的性能稳定性变差;当上述关系式的值高于上限时,光学镜头100的光学总长压缩效果差,不利于实现光学镜头100的小型化设计,同时光学镜头100的长焦性能变差,无法实现远摄特性。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.8<SD1/IMGH<2.0;其中,SD1为第一透镜L1的入射区S1-1的最大有效半口径,IMGH为光学镜头100的最大有效成像圆的半径。上述关系式的限定,可以使得光学镜头100在较小的空间限制下适配更大的图像传感器,以提高光学镜头100的成像品质;同时上述关系式的限定可以充分利用第一透镜L1的内部空间,进而提升光学镜头100的紧凑性,以实现光学镜头100的小型化设计。当上述关系式的值低于下限时,可以实现光学镜头100的小型化,但是会对光学镜头100的内部空间压缩过度,使得各个透镜的组装难度增大,进而导致光学镜头100的组装工艺性变差;当上述关系式的值高于上限时,不利于实现光学镜头100的小型化设计,无法满足小空间内部匹配较大的图像传感器的设计,影响光学镜头100的成像效果。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.5<OAL/TTL<0.7;其中,OAL为第二透镜L2的物侧面21至第五透镜L5的像侧面52于光轴O上的距离,TTL为第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离,即光学镜头100的光学总长。通过控制光学镜头100的各个透镜的整体厚度,使得光学镜头100的整体尺寸得到约束,以配合调整光学镜头100的光学总长。上述关系式的限定,使得光学镜头100的各个透镜的总体厚度尺寸占光学镜头100的总尺寸的比例适当,通过合理压缩光学镜头100的光学总长,提升第一透镜L1的光路占比,并充分利用第一透镜L1内部空间布置各个透镜,可以降低光学镜头100的各个透镜的面型复杂度和公差敏感性。当上述关系式的值低于下限时,可以实现光学镜头100的小型化,但是难以避免各个透镜的厚度过薄和面型变化复杂的问题,严重影响光学镜头100的整体公差敏感性;当上述关系式的值高于上限时,各个透镜空间占比过大,第一透镜L1空间较小,不利于第一透镜L1的制作和与其余各透镜的公差配合。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.75<(CT23+CT34+CT45)/CT2<5;其中,CT23为第二透镜L2的像侧面22至第三透镜L3的物侧面31于光轴O上的距离,CT34为第三透镜L3的像侧面32至第四透镜L4的物侧面41于光轴O上的距离,CT45为第四透镜L4的像侧面42至第五透镜L5的物侧面51于光轴O上的距离,CT2为第二透镜L2于光轴O上的厚度。通过对第二透镜L2至第五透镜L5中各个透镜之间在光轴O上的距离,可以降低光学镜头100的组装难度,并避免由于各个透镜之间的距离过小带来的加工工艺性问题;同时,配合第二透镜L2在光轴O上的厚度尺寸的调整,可以提高光学镜头100的在加工工艺上的合理性,进而降低加工工艺对光学镜头100的成像品质的影响。当上述关系式的值低于下限时,可以实现光学镜头100的小型化,各个透镜之间的距离过小,无法保证光学镜头100的工艺可行性;当上述关系式的值高于上限时,各个透镜之间的距离过大,无法实现光学镜头100的小型化设计。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:1.5<TT1/TT3<4.0;其中,TT1为第一透镜L1的入射区S1-1至第一反射区S2-1于光轴O上的距离,TT3为第一透镜L1的第二反射区S1-2至出射区S2-2于光轴O上的距离。通过上述关系式的限定,可以控制第一透镜L1的尺寸,使得第一透镜L1可以适应不同的光路需求,以在提高光学镜头100的有效焦距的同时控制第一透镜L1的尺寸,进而降低光学镜头100的小型化设计难度。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.6<|f2/f|<2.9;其中,f2为第二透镜L2的焦距,f为光学镜头100的有效焦距。通过对第二透镜L2的焦距与光学镜头100的有效焦距之间的关系进行约束,可以使得第二透镜L2承担较小的屈折力,通过利用第二透镜L2的面型特征,以增大光学镜头100的光圈;同时,当第二透镜L2为非球面透镜时,上述关系式的限定可以控制第二透镜L2的非球面阶数,降低第二透镜L2的面型复杂度,进而可以提高第二透镜L2对边缘视场光线的像差修正能力,提高边缘视场的相对照度,以提高光学镜头100的成像质量。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.9<|f4/R41|<11.0;其中,f4为第四透镜L4的焦距,R41为第四透镜L4的物侧面41于光轴O处的曲率半径。通过对第四透镜L4的焦距以及第四透镜L4的物侧面41的曲率半径之间的关系进行限定,可以有效避免当第四透镜L4的屈折力过大而导致的第四透镜L4的面型过于复杂,导致第四透镜L4的加工工艺性降低的情况;同时上述关系式的限定可以控制第四透镜L4的物侧面41与像侧面42的面型,避免第四透镜L4的物侧面41或像侧面42过于弯曲而影响加工工艺性;此外,当光学镜头100满足上述关系式时,可以实现在降低光学镜头100的球差、彗差、场曲的同时,提高光学镜头100对高阶像差的校正能力,并降低光学镜头100的公差敏感性。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:4<IND2+IND3+IND4<5;其中,IND2为第二透镜L2在参考波长为587.6nm下的折射率,IND3为第三透镜L3在参考波长为587.6nm下的折射率,IND4为第四透镜L4在参考波长为587.6nm下的折射率。通过使得第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4的折射率之和保持在合理范围内,以控制第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4的材料分配,继而可以通过合理使用低折射率材料以降低光学镜头100的制造成本;同时上述关系式的限定可以提高光学镜头100对色差、像散、球差的校正能力,进而提高光学镜头100的成像品质。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:4.2mm<f/FNO<8.2 mm;其中,f为光学镜头100的有效焦距,FNO为光学镜头100的光圈数。通过对光学镜头100的有效焦距和光圈数进行调整,可以使得光学镜头100在获得大的有效焦距的同时匹配较小的光圈数,以得到长焦距、大光圈的特征,使得光学镜头100可以获得足够的进光量,进而可以实现光学镜头100在进行远摄时能够得到足够的相对照度,改善光学镜头100在暗环境下的成像质量。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.65mm<FBL<0.8 mm;其中,FBL为第五透镜L5的像侧面52至光学镜头100的成像面101于光轴O方向的最短距离,即光学镜头100的后焦。通过控制光学镜头100的后焦满足上述关系式,可以提高光学镜头100与摄像模组的图像传感器的适配度,进而降低光学镜头100在摄像模组上的组装难度。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:1<SD2/SD4<3;其中,SD2为第一透镜L1的第一反射区S2-1的最大有效半口径,SD4为第一透镜L1的出射区S2-2的最大有效半口径。上述关系式的限定可以使得第一透镜L1具有较大的开口,以在第一透镜L1内部预留足够的空间用以设置其余各个透镜;同时第一透镜L1的较大的开口可以避免遮挡光线,同时便于设置台阶结构,以降低各个透镜布置在其内部的装配难度,并提高各个透镜的装配质量,进而在实现光学镜头100小型化的同时提高光学镜头100的成像质量。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.6<SD2/IMGH<2.5;SD2为第一透镜L1的第一反射区S2-1的最大有效半口径,IMGH为光学镜头100的最大有效成像圆的半径。上述关系式的限定可以使得光学镜头100在有限的空间内部适配较大的图像传感器,以提高光学镜头100的成像质量;同时通过合理利用第一透镜L1的内部空间布置其余各个镜片,可以提高光学镜头100的结构紧凑性,进而实现光学镜头100的小型化设计。当上述关系式的值低于下限时,可以实现光学镜头100的小型化,但会导致光学镜头100的内部空间过小,使得各个透镜的排布困难,进而影响光学镜头100的组装工艺性;当上述关系式的值高于上限时,不利于实现光学镜头100的小型化,同时会导致适配的图像传感器较小,难以进行装配对准。
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,且图1中示出了入射光线的光路示意图(即,图1中各个透镜内带有箭头的虚线),光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凸面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凸面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的物侧面51与第五透镜L5的像侧面52之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=10.84mm,光圈数FNO=2.00,光学镜头100的最大视场角FOV=23.35deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.62mm,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,表面编号较小的表面为该透镜的物侧面,表面编号较大的表面为该透镜的像侧面,如表面编号5和6分别对应第二透镜L2的物侧面和像侧面。表1中的曲率半径为相应表面编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,厚度的正负仅表示方向。光阑于“厚度”参数列中的数值为光阑至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离,默认第二透镜L2的物侧面到最后一枚透镜像侧面的方向为光轴O的正方向,当该值为负时,表明光阑设置于后一表面顶点的物侧,若光阑厚度为正值时,光阑在后一表面顶点的像侧。可以理解的是,表1中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。
在第一实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
Figure 391400DEST_PATH_IMAGE001
其中,x为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的于光轴O处的曲率,c=1/Y,Y为曲率半径,(即,近轴曲率c为表1中曲率半径的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。下表2给出了可用于第一实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表1
Figure 529120DEST_PATH_IMAGE002
表2
Figure 788063DEST_PATH_IMAGE003
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656.3nm、587.6nm、486.1nm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,单位为mm,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587.6nm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587.6nm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587.6nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
第二实施例
本申请的第二实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图3所示,为了便于看清透镜结构,在第二实施例以及后续实施例的光学镜头100的结构示意图中,未示出入射光线的光路,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的像侧面52与光学镜头100的成像面101之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=12.20mm,光圈数FNO=1.84,光学镜头100的最大视场角FOV=20.84deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.73mm,光学镜头100的其他参数由下表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中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表3中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第二实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表4给出了可用于第二实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表3
Figure 870289DEST_PATH_IMAGE004
表4
Figure 872880DEST_PATH_IMAGE005
请参阅图4,由图4中的(A)光线球差曲线图、图4中的(B)光线像散图以及图4中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图4中的(A)、图4中的(B)、图4中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
第三实施例
本申请的第三实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图5所示,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凹面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凹面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的像侧面52与光学镜头100的成像面101之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=14.22mm,光圈数FNO=1.88,光学镜头100的最大视场角FOV=21.49deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.93mm,光学镜头100的其他参数由下表5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5中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表5中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第三实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表6给出了可用于第三实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表5
Figure 865107DEST_PATH_IMAGE006
表6
Figure 373579DEST_PATH_IMAGE007
请参阅图6,由图6中的(A)光线球差曲线图、图6中的(B)光线像散图以及图6中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图6中的(A)、图6中的(B)、图6中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
第四实施例
本申请的第四实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图7所示,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的像侧面52与光学镜头100的成像面101之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=13.27mm,光圈数FNO=1.86,光学镜头100的最大视场角FOV=22.95deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.98mm,光学镜头100的其他参数由下表7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7中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表7中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第四实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表8给出了可用于第四实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表7
Figure 880784DEST_PATH_IMAGE008
表8
Figure 155908DEST_PATH_IMAGE009
请参阅图8,由图8中的(A)光线球差曲线图、图8中的(B)光线像散图以及图8中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图8中的(A)、图8中的(B)、图8中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
第五实施例
本申请的第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图9所示,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。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具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凹面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凸面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第二透镜L2的像侧面22与第三透镜L3的物侧面31之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=8.85mm,光圈数FNO=2.06,光学镜头100的最大视场角FOV=33.97deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.83mm,光学镜头100的其他参数由下表9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9中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表9中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第五实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表10给出了可用于第五实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表9
Figure 268220DEST_PATH_IMAGE010
表10
Figure 931283DEST_PATH_IMAGE011
请参阅图10,由图10中的(A)光线球差曲线图、图10中的(B)光线像散图以及图10中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图10中的(A)、图10中的(B)、图10中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
第六实施例
本申请的第六实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图11所示,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凸面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凹面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凸面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的像侧面52与光学镜头100的成像面101之间。具体地,以光学镜头100的有效焦距f=14.21mm,光圈数FNO=2.00,光学镜头100的最大视场角FOV=21.90deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=5.80mm,光学镜头100的其他参数由下表11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11中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表11中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第六实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表12给出了可用于第六实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表11
Figure 925783DEST_PATH_IMAGE012
表12
Figure 207860DEST_PATH_IMAGE013
请参阅图12,由图12中的(A)光线球差曲线图、图12中的(B)光线像散图以及图12中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图12中的(A)、图12中的(B)、图12中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
第七实施例
本申请的第七实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图13所示,光学镜头100沿光轴O从物侧到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和红外滤光片60,其中红外滤光片60为玻璃材质,第一透镜L1至第五透镜L5均为塑料材质。第二透镜L2具有正屈折力;第三透镜L3具有负屈折力;第四透镜L4具有正屈折力;第五透镜L5具有负屈折力。
进一步地,第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面,第二透镜L2的物侧面21于圆周处为凹面,第二透镜L2的像侧面22于圆周处为凹面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凹面,第三透镜L3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜L3的像侧面32于圆周处为凸面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面,第四透镜L4的物侧面41于圆周处为凹面,第四透镜L4的像侧面42于圆周处为凸面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凸面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凹面,第五透镜L5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜L5的像侧面52于圆周处为凸面。
进一步地,第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均设置于第一透镜L1的凹陷结构10内,此时出射区S2-2位于第二透镜L2的物侧面21的一侧,第一反射区S2-1位于第五透镜L5的像侧面52与光学镜头100的成像面101之间。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=14.46mm,光圈数FNO=1.80,光学镜头100的最大视场角FOV=17.64deg,光学镜头100的第一透镜L1的物侧面至光学镜头100的成像面101于光轴O上距离TTL=4.95mm,光学镜头100的其他参数由下表13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13中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表13中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587.6nm。在第七实施例中,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中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。下表14给出了可用于第七实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。
表13
Figure 971417DEST_PATH_IMAGE014
表14
Figure 320228DEST_PATH_IMAGE015
请参阅图14,由图14中的(A)光线球差曲线图、图14中的(B)光线像散图以及图14中的(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图14中的(A)、图14中的(B)、图14中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅表15,表15为本申请第一实施例至第七实施例中各关系式的比值汇总。
表15
Figure 536445DEST_PATH_IMAGE016
请参阅图15,本申请还公开了一种摄像模组200,摄像模组200包括图像传感器201以及如上述第一实施例至第七实施例中任一实施例所述的光学镜头100,图像传感器201设置于光学镜头100的像侧,图像传感器201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。可以理解的是,具有上述光学镜头100的摄像模组200,在实现小型化、大光圈的同时可以保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。
请参阅图16,本申请还公开了一种电子设备300,电子设备300包括壳体以及如上述的摄像模组200,所述摄像模组200设于所述壳体。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。可以理解的是,具有上述摄像模组200的电子设备300,在实现小型化、大光圈的同时可以保持良好的远摄能力,实现良好的成像效果。
以上对本发明实施例公开的光学镜头、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 (12)

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、第四透镜以及第五透镜;
所述第一透镜包括物侧面和像侧面,所述物侧面包括远离光轴的入射区和位于近光轴处的第二反射区,所述像侧面包括远离光轴的第一反射区和位于近光轴处的出射区,入射光线经所述入射区进入所述第一透镜,经所述第一反射区和所述第二反射区反射并由所述出射区射出所述第一透镜;
所述第二透镜具有屈折力;
所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于圆周处为凹面;
所述第四透镜具有屈折力;
所述第五透镜具有负屈折力,所述第五透镜的像侧面于圆周处为凸面;
所述光学镜头具有屈折力的透镜为上述五片透镜;
所述光学镜头满足以下关系式:
0.33<TTL/f<0.58;
1.5<TT1/TT3<4.0;
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所述光轴上的距离,f为所述光学镜头的有效焦距,TT1为所述第一透镜的所述入射区至所述第一反射区于所述光轴上的距离,TT3为所述第一透镜的所述第二反射区至所述出射区于所述光轴上的距离。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的像侧面于近光轴区域具有凹陷结构,且所述第二透镜至所述第五透镜中的至少一个透镜位于所述凹陷结构内。
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:
0.8<SD1/IMGH<2.0,或,
0.6<SD2/IMGH<2.5;
其中,SD1为所述第一透镜的所述入射区的最大有效半口径,IMGH为所述光学镜头的最大有效成像圆的半径,SD2为所述第一透镜的所述第一反射区的最大有效半口径。
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:
0.5<OAL/TTL<0.7;
其中,OAL为所述第二透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面于所述光轴上的距离,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
0.75<(CT23+CT34+CT45)/CT2<5;
其中,CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT2为所述第二透镜于所述光轴上的厚度。
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:
0.6<|f2/f|<2.9;
其中,f2为所述第二透镜的焦距,f为所述光学镜头的有效焦距。
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:
0.9<|f4/R41|<11.0;
其中,f4为所述第四透镜的焦距,R41为所述第四透镜的物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:
4<IND2+IND3+IND4<5;或,
0.65mm<FBL<0.8 mm;
其中,IND2为所述第二透镜在参考波长587.56nm下的折射率,IND3为所述第三透镜在参考波长587.56nm下的折射率,IND4为所述第四透镜在参考波长587.56nm下的折射率,FBL为所述第五透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴方向的最短距离。
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:
4.2mm<f/FNO<8.2 mm;
其中,f为所述光学镜头的有效焦距,FNO为所述光学镜头的光圈数。
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:
1<SD2/SD4<3;
其中,SD2为所述第一透镜的所述第一反射区的最大有效半口径,SD4为所述第一透镜的所述出射区的最大有效半口径。
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以及如权利要求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以及如权利要求11所述的摄像模组,所述摄像模组设于所述壳体。
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