CN114019651A - 光学镜头及具有该光学镜头的电子装置 - Google Patents

光学镜头及具有该光学镜头的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种光学镜头，包括第一、第二、第三、第四、第五、第六及第七透镜元件，第四透镜包括一位于物侧的第七表面及一位于像侧的第八表面，第七及第八表面上均具有反曲点，光学镜头满足如下条件式：条件式一：‑0.48<tan(EFL4*log(Slope_L42))<‑0.38；条件式二：1mm<Infp_L41_y<1.05mm；条件式三：0.58mm<Infp_L42_y<0.69mm；条件式四：1<(123^T4)/(456^Slope_L41)<1.67；其中，T4＝第四透镜元件的厚度；Slope_L41＝第七表面，高度y＝0.654321mm处的表面斜率；EFL4＝第四透镜元件的等效焦距；Slope_L42＝第八表面，高度y＝0.194875mm处的表面斜率；Infp_L41_y＝第七表面上的一个反曲点所在的位置高度；Infp_L42_y＝第八表面上的一个反曲点所在的位置高度。本发明还涉及一种电子装置。本发明提供的光学镜头及电子装置能够在短的空间内实现聚光成像且提高成像品质。

Description

光学镜头及具有该光学镜头的电子装置
技术领域
本发明涉及一种光学镜头及具有该光学镜头的电子装置。
背景技术
近年来，手机镜头的光学总长逐渐缩小，但是影像传感器的大小却没有因此而缩减，使得镜片需在更短的空间内实现聚光成像。但对现有技术中的手机镜头而言，在更短的空间内并不能得到理想的聚光成像的效果，从而会影响手机镜头的成像品质。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够在短的空间内实现聚光成像且成像品质高的光学镜头。
还有必要提供一种具有如上所述的光学镜头的电子装置。
一种光学镜头，其具有一光轴，所述光学镜头包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件及第七透镜元件，所述第四透镜包括一位于物侧的第七表面及一位于像侧的第八表面，所述第七表面及所述第八表面上均具有至少一个反曲点，所述光学镜头满足如下条件式：
条件式一：-0.48<tan(EFL4*log(Slope_L42))<-0.38；
条件式二：1mm<Infp_L41_y<1.05mm；
条件式三：0.58mm<Infp_L42_y<0.69mm；
条件式四：1<(123^T4)/(456^Slope_L41)<1.67；
其中，T4＝第四透镜元件的厚度；Slope_L41＝第四透镜元件的第七表面，高度y＝0.654321mm处的表面斜率；EFL4＝第四透镜元件的等效焦距；Slope_L42＝第四透镜元件的第八表面，高度y＝0.194875mm处的表面斜率；Infp_L41_y＝第四透镜元件的第七表面上的一个反曲点所在的位置高度；Infp_L42_y＝第四透镜元件的第八表面上的一个反曲点所在的位置高度。
进一步地，所述第一透镜元件、所述第二透镜元件、所述第三透镜元件、所述第四透镜元件、所述第五透镜元件、所述第六透镜元件及所述第七透镜元件均为非球面透镜。
进一步地，所述第一透镜元件包括一位于物侧的第一表面及一与所述第一表面相背的第二表面；所述第二透镜元件包括一面向所述第二表面的第三表面及一与所述第三表面相背的第四表面；所述第三透镜元件包括一面向所述第四表面的第五表面及一与所述第五表面相背的第六表面；所述第七表面面向所述第六表面，所述第八表面与所述第七表面相背；所述第五透镜元件包括一面向所述第八表面的第九表面及一与所述第九表面相背的第十表面；所述第六透镜元件包括一面向所述第十表面的第十一表面及一与所述第十一表面相背的第十二表面；所述第七透镜元件包括一面向所述第十二表面的第十三表面及一与所述第十三表面相背的第十四表面；所述第一表面朝向物侧凸出，所述第二表面朝向像侧凸出；所述第三表面朝向物侧凸出，所述第四表面朝向物侧凸出；所述第五表面朝向像侧凸出，所述第六表面朝向物侧凸出；所述第七表面朝向物侧凸出，所述第八表面朝向物侧凸出；所述第九表面朝向像侧凸出，所述第十表面朝向物侧凸出；所述第十一表面朝向像侧凸出，所述第十二表面朝向像侧凸出；所述第十三表面朝向像侧凸出，所述第十四表面朝向物侧凸出。
进一步地，所述第七表面与所述第八表面均呈波浪形。
进一步地，所述第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件及第七透镜元件的材质为塑料。
进一步地，所述光学镜头还包括一位于所述第四透镜元件与所述第五透镜元件之间的光圈，所述第四透镜元件、所述光圈及所述第五透镜元件间隔设置。
进一步地，所述光学镜头的光圈值为1.58且中心视场为80°。
进一步地，所述光学镜头还包括位于所述第七透镜元件之后的滤光片，所述第七透镜元件及所述滤光片间隔设置。
进一步地，所述光学镜头还包括位于所述滤光片之后的像平面，所述滤光片及所述像平面间隔设置。
一种电子装置，所述电子装置包括一本体，所述电子装置还包括至少一如上所述的光学镜头，所述光学镜头设置在所述本体内。
本发明提供的光学镜头及电子装置，通过满足上述条件式一至四，使得第四透镜成为一个波浪形的非球面透镜，使得低角度入射到所述光学镜头内的光线能够快速聚光，高角度入射到所述光学镜头内的光线能够发散到高处再利用后续透镜元件聚焦在像平面上，从而能够在较短的空间内实现较理想的聚光成像，进一步提高所述光学镜头的成像品质高。
附图说明
图1所示为本发明所述光学镜头的结构示意图。
图2所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的成像场曲特性曲线图。
图3所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光畸变特性曲线图。
图4所示分别本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光的成像场曲特性曲线图。
图5所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光畸变特性曲线图。
图6为本发明提供的一种电子装置的示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0002588467670000031
Figure BDA0002588467670000041
如下具体实施方式将上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
本文中所使用的方位词“第一”、“第二”均是以使用时透镜组件及光圈的位置定义，而并不限定。
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方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，本发明实施方式中所述光学镜头100包括从物侧朝向像侧方向依次排列设置的第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、光圈110、第五透镜元件50、第六透镜元件60、第七透镜元件70、滤光片80以及像平面90。
所述光学镜头100具有一光轴120。所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、第四透镜元件40、光圈110、第五透镜元件50、第七透镜元件70、滤光片80以及像平面90均关于所述光轴120对称设置。
所述第一透镜元件10为一非球面透镜，其包括一位于物侧的第一表面11及一与所述第一表面11相背的第二表面12。所述第一表面11朝向物侧凸出。所述第二表面12朝向像侧凸出。
所述第二透镜元件20为一非球面透镜。所述第二透镜元件20包括一面向所述第二表面12的第三表面21及一与所述第三表面21相背的第四表面22。所述第三表面21朝向物侧凸出，所述第四表面22朝向物侧凸出。
所述第三透镜元件30为一非球面透镜。所述第三透镜元件30包括一面向所述第四表面22的第五表面31及一与所述第五表面31相背的第六表面32。所述第五表面31朝向像侧凸出，所述第六表面32朝向像侧凸出。
所述第四透镜元件40为非球面透镜。所述第四透镜元件40包括一面向所述第六表面32的第七表面41及一与所述第七表面41相背的第八表面42。所述第七表面41朝向物侧凸出，所述第八表面42朝向物侧凸出。所述第七表面41与所述第八表面42均呈波浪形。所述第七表面41及所述第八表面42上均具有至少一个反曲点。
所述光圈110位于所述第四透镜元件40与所述第五透镜元件50之间且位于所述光轴120上。具体地，所述第二光圈110靠近所述第四透镜元件40的第八表面42设置。
所述第五透镜元件50为非球面透镜。所述第五透镜元件50包括一面向所述第八表面42的第九表面51及一与所述第九表面51相背的第十表面52。所述第九表面51朝向像侧凸出，所述第十表面52朝向物侧凸出。
所述第六透镜元件60为非球面透镜。所述第六透镜元件60包括一面向所述第十表面52的第十一表面61及一与所述第十一表面61相背的第十二表面62。所述第十一表面61朝向像侧凸出，所述第十二表面62朝向像侧凸出。
所述第七透镜元件70为非球面透镜。所述第七透镜元件70包括一面向所述第十二表面62的第十三表面71及一与所述第十三表面71相背的第十四表面72。所述第十三表面71朝向像侧凸出，所述第十四表面72朝向像侧凸出。
所述滤光片80用于过滤经过所述第七透镜元件70的光线中的红外光，从而避免物体在所述像平面90的成像品质。
所述像平面90用于成像。
在本发明中，所述光学镜头100满足如下条件式：
条件式一：-0.48<tan(EFL4*log(Slope_L42))<-0.38；
条件式二：1mm<Infp_L41_y<1.05mm；
条件式三：0.58mm<Infp_L42_y<0.69mm；
条件式四：1<(123^T4)/(456^Slope_L41)<1.67；
其中，T4＝第四透镜元件40的厚度；Slope_L41＝第四透镜元件40的第七表面41，高度y＝0.654321mm处的表面斜率；EFL4＝第四透镜元件40的等效焦距；Slope_L42＝第四透镜元件40的第八表面42，高度y＝0.194875mm处的表面斜率；Infp_L41_y＝第四透镜元件40的第七表面41上的一个反曲点所在的位置高度；Infp_L42_y＝第四透镜元件40的第八表面42上的一个反曲点所在的位置高度。
其中，所述条件式一要求所述第四透镜元件40能够汇聚低角度入射光，条件式二和三要求所述第四透镜元件40的第七表面41及第八表面42皆为波浪形，条件式四限制所述第四透镜元件40的厚度及表面斜率。
本发明所述光学镜头将通过不同实施例进一步阐述如下：
实施例一：
如下表1-3分别表示了本发明第一实施例中所述光学镜头的部分参数。表1中，其中，R表示相应表面的曲率半径，T代表相应透镜元件的厚度。
通过将表1-3中的数值均满足上述公式一至公式四，可以获得本发明第一实施例中所述光学镜头100中所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50、所述第六透镜元件60及第七透镜元件70对应的第一表面11、第二表面12、第三表面21、第四表面22、第五表面31、第六表面32、第七表面41、第八表面42、第九表面51、第十表面52、第十一表面61、第十二表面62、第十三表面71及第十四表面72的非球面状。
表一
表面 类型 R(mm) T(mm)
物面 平面 无穷大
空氣 平面 无穷大
第一表面 非球面 1.67 0.72
第二表面 非球面 -10.094 0.05
第三表面 非球面 4.728 0.22
第四表面 非球面 8.551 0.12
第五表面 非球面 -19.12 0.32
第六表面 非球面 7.225 0.05
第七表面 非球面 3.931 0.22
第八表面 非球面 4.545 0.36
光圈 平面 无穷大
第九表面 非球面 -59.92 0.25
第十表面 非球面 6.846 0.13
第十一表面 非球面 -0.699 0.64
第十二表面 非球面 -2.403 0.12
第十三表面 非球面 -0.622 0.65
第十四表面 非球面 1.13 0.49
滤光片 平面 0.21
像平面 平面 0.45
表二
Figure BDA0002588467670000071
Figure BDA0002588467670000081
表三
Figure BDA0002588467670000082
进一步地，附图2所示分别本发明第一实施例中所述光学镜头100对可见光的成像场曲特性曲线图。其中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。由附图2可知，本发明第一实施例中所述光学镜头的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在+0.1mm～-0.3mm范围内。
进一步地，附图3所示为本发明第一实施例中所述光学镜头对可见光的畸变特性曲线图。由此可知，本发明第一实施例中所述光学镜头的畸变量被控制在0％～2％以内。
实施例二：
如下表4-6分别表示了本发明第二实施例中所述光学镜头100的部分参数。表1中，其中，R表示相应表面的曲率半径，T代表相应透镜元件的厚度。
通过将表4-6中的数值均满足上述公式一至公式四，可以获得本发明第二实施例中所述光学镜头100中所述第一透镜元件10、第二透镜元件20、第三透镜元件30、所述第四透镜元件40、第五透镜元件50、所述第六透镜元件60及第七透镜元件70对应的第一表面11、第二表面12、第三表面21、第四表面22、第五表面31、第六表面32、第七表面41、第八表面42、第九表面51、第十表面52、第十一表面61、第十二表面62、第十三表面71及第十四表面72的非球面状。
表四
Figure BDA0002588467670000083
Figure BDA0002588467670000091
表五
非球面系數 第七表面 第八表面
A2 0.0464 0.0197
A4 -0.0183 0.0212
A6 -0.091 -0.0581
A8 9.67E-03 -3.81E-03
A10 0.022 -4.48E-03
A12 -1.88E-03 3.48E-03
A14 0 0
A16 0 0
表六
Figure BDA0002588467670000101
进一步地，附图4所示分别本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光的成像场曲特性曲线图。其中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。由附图4可知，本发明第二实施例中所述光学镜头的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在+0.04mm～-0.2mm范围内。
进一步地，附图5所示为本发明第二实施例中所述光学镜头对可见光的畸变特性曲线图。由此可知，本发明第二实施例中所述光学镜头的畸变量被控制在0％～1.6％以内。
请参阅图6，本发明还提供一种电子装置200，所述电子装置200包括一本体210，所述电子装置200还包括至少一如上所述的光学镜头100，所述光学镜头100设置在所述本体210内。
本发明提供的光学镜头及电子装置，通过满足上述条件式一至四，使得第四透镜成为一个波浪形的非球面透镜，使得低角度入射到所述光学镜头内的光线能够快速聚光，高角度入射到所述光学镜头内的光线能够发散到高处再利用后续透镜元件聚焦在像平面上，从而能够在较短的空间内实现较理想的聚光成像，进一步提高所述光学镜头的成像品质高。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其具有一光轴，所述光学镜头包括从物侧朝向像侧沿着所述光轴依次排列的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件及第七透镜元件，所述第四透镜包括一位于物侧的第七表面及一位于像侧的第八表面，其特征在于，所述第七表面及所述第八表面上均具有至少一个反曲点，所述光学镜头满足如下条件式：
条件式一：-0.48<tan(EFL4*log(Slope_L42))<-0.38；
条件式二：1mm<Infp_L41_y<1.05mm；
条件式三：0.58mm<Infp_L42_y<0.69mm；
条件式四：1<(123^T4)/(456^Slope_L41)<1.67；
其中，T4＝第四透镜元件的厚度；Slope_L41＝第四透镜元件的第七表面，高度y＝0.654321mm处的表面斜率；EFL4＝第四透镜元件的等效焦距；
Slope_L42＝第四透镜元件的第八表面，高度y＝0.194875mm处的表面斜率；
Infp_L41_y＝第四透镜元件的第七表面上的一个反曲点所在的位置高度；
Infp_L42_y＝第四透镜元件的第八表面上的一个反曲点所在的位置高度。
2.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜元件、所述第二透镜元件、所述第三透镜元件、所述第四透镜元件、所述第五透镜元件、所述第六透镜元件及所述第七透镜元件均为非球面透镜。
3.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜元件包括一位于物侧的第一表面及一与所述第一表面相背的第二表面；所述第二透镜元件包括一面向所述第二表面的第三表面及一与所述第三表面相背的第四表面；所述第三透镜元件包括一面向所述第四表面的第五表面及一与所述第五表面相背的第六表面；所述第七表面面向所述第六表面，所述第八表面与所述第七表面相背；所述第五透镜元件包括一面向所述第八表面的第九表面及一与所述第九表面相背的第十表面；所述第六透镜元件包括一面向所述第十表面的第十一表面及一与所述第十一表面相背的第十二表面；所述第七透镜元件包括一面向所述第十二表面的第十三表面及一与所述第十三表面相背的第十四表面；所述第一表面朝向物侧凸出，所述第二表面朝向像侧凸出；所述第三表面朝向物侧凸出，所述第四表面朝向物侧凸出；所述第五表面朝向像侧凸出，所述第六表面朝向物侧凸出；所述第七表面朝向物侧凸出，所述第八表面朝向物侧凸出；所述第九表面朝向像侧凸出，所述第十表面朝向物侧凸出；所述第十一表面朝向像侧凸出，所述第十二表面朝向像侧凸出；所述第十三表面朝向像侧凸出，所述第十四表面朝向物侧凸出。
4.如权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述第七表面与所述第八表面均呈波浪形。
5.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件、第六透镜元件及第七透镜元件的材质为塑料。
6.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括一位于所述第四透镜元件与所述第五透镜元件之间的光圈，所述第四透镜元件、所述光圈及所述第五透镜元件间隔设置。
7.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光圈值为1.58且中心视场为80°。
8.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括位于所述第七透镜元件之后的滤光片，所述第七透镜元件及所述滤光片间隔设置。
9.如权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括位于所述滤光片之后的像平面，所述滤光片及所述像平面间隔设置。
10.一种电子装置，所述电子装置包括一本体，其特征在于，所述电子装置还包括至少一如权利要求1至9任一项所述的光学镜头，所述光学镜头设置在所述本体内。
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