CN114280758A - 光学镜头及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的电子设备。该光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其第一侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其第二侧面为凸面；以及具有正光焦度的第四透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

Description

光学镜头及电子设备

技术领域

本申请涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种光学镜头及电子设备。

背景技术

随着影像技术的不断进步，使用摄影设备和投影设备的场景越来越多。例如，摄影设备中，除了传统的相机、手机等移动设备和监视器等固定设备外，车载摄像头的种类不断丰富，为物联网、智能汽车等的发展贡献力量。在投影设备中，比如家庭影院、智能射灯等也不推陈出新。

随着上述各种影像设备的应用，业内对光学镜头的要求也不断提升。比如可能需要高亮度的成像画面，进而需要提升光学镜头的通光能力。然而提升通光能力的同时较难去保证光学镜头的成像质量。再比如光学成像设备越来越小型化，为了满足小型化电子设备的要求，所以光学镜头也不能太大。光学镜头的小型化至关重要，然而为了满足成像需求，光学镜头中的一些结构往往不得不设计的较大。

发明内容

本申请一方面提供了一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其第一侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其第二侧面为凸面；以及具有正光焦度的第四透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜和第三透镜胶合形成胶合透镜。

在一个实施方式中，第二透镜的第二侧面可为平面。

在一个实施方式中，第二透镜的第二侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第三透镜的第一侧面可为平面。

在一个实施方式中，第三透镜的第一侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL与第四透镜的第二侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL可满足：TL/BFL≤13。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与光学镜头的入瞳直径ENPD可满足：F/ENPD≤1.2。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的总有效焦距F可满足：TTL/F≤2.5。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第四透镜的有效焦距F4可满足：0.6≤|F3/F4|≤1.8。

在一个实施方式中，第二透镜的第二侧面和第三透镜的第一侧面在光轴上的距离d23与第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL可满足：d23/TL≤0.3。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL与第一透镜的第二侧面和第二透镜的第一侧面在光轴上的距离d12：TL/d12≥3.2。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1可满足：F/R1≤1.5。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7可满足：F/R7≤2.5。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV可满足：TTL/H/FOV≤0.35。

在一个实施方式中，第四透镜的第二侧面的中心曲率半径R8与第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7可满足：R8/R7≥1.2。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：FOV/H≥1.4。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1与第二透镜的第一侧面的有效通光直径D2可满足：D1/D2≥1。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中任意两透镜的中心厚度的最大值dn和最小值dm可满足：dn/dm≤3.8。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F、光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥51。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中任一透镜的有效焦距的最大值Fn和最小值Fm可满足：|Fn/Fm|≤2.8。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1与光学镜头的入瞳直径ENPD可满足：0.75≤D1/ENPD≤1.4。

在一个实施方式中，第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7、第四透镜的第二侧面的中心曲率半径R8与第四透镜在光轴上的中心厚度d4可满足：0.2≤R7/(R8+d4)≤0.75。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高SAG1与第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1可满足：SAG1/D1≤0.4。

在一个实施方式中，第四透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高SAG7与第四透镜的第一侧面的有效通光直径D4可满足：SAG7/D4≤0.4。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1、光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：D1/H/FOV≥0.13。

本申请另一方面提供了这样一种光学镜头。该光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜；其中，光学镜头的总有效焦距F与光学镜头的入瞳直径ENPD可满足：F/ENPD≤1.2。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为平面。

在一个实施方式中，第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面。

在一个实施方式中，第三透镜的第一侧面为平面，第二侧面为凸面。

在一个实施方式中，第三透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜和第三透镜胶合形成胶合透镜。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL与第四透镜的第二侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL可满足：TL/BFL≤13。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的总有效焦距F可满足：TTL/F≤2.5。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第四透镜的有效焦距F4可满足：0.6≤|F3/F4|≤1.8。

在一个实施方式中，第二透镜的第二侧面和第三透镜的第一侧面在光轴上的距离d23与第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL可满足：d23/TL≤0.3。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离TL与第一透镜的第二侧面和第二透镜的第一侧面在光轴上的距离d12：TL/d12≥3.2。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1可满足：F/R1≤1.5。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7可满足：F/R7≤2.5。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV可满足：TTL/H/FOV≤0.35。

在一个实施方式中，第四透镜的第二侧面的中心曲率半径R8与第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7可满足：R8/R7≥1.2。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：FOV/H≥1.4。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1与第二透镜的第一侧面的有效通光直径D2可满足：D1/D2≥1。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中任意两透镜的中心厚度的最大值dn和最小值dm可满足：dn/dm≤3.8。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F、光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥51。

在一个实施方式中，第一透镜至第四透镜中任一透镜的有效焦距的最大值Fn和最小值Fm可满足：|Fn/Fm|≤2.8。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1与光学镜头的入瞳直径ENPD可满足：0.75≤D1/ENPD≤1.4。

在一个实施方式中，第四透镜的第一侧面的中心曲率半径R7、第四透镜的第二侧面的中心曲率半径R8与第四透镜在光轴上的中心厚度d4可满足：0.2≤R7/(R8+d4)≤0.75。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高SAG1与第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1可满足：SAG1/D1≤0.4。

在一个实施方式中，第四透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高SAG7与第四透镜的第一侧面的有效通光直径D4可满足：SAG7/D4≤0.4。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面的有效通光直径D1、光学镜头的最大视场角FOV与光学镜头的最大视场角FOV对应的像高H可满足：D1/H/FOV≥0.13。

本申请另一方面提供了一种电子设备，其包括根据本申请提供的光学镜头及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本申请另一方面提供了一种电子设备，其包括根据本申请提供的光学镜头及用于将携带有图像信息的电信号转换为照射向光学镜头的光的芯片。

本申请采用了四片透镜，通过优化设置各透镜的形状、光焦度等，使光学镜头具有大通光量、小色差、小型化和低成本等至少一个有益效果。此外，通过合理设置透镜的焦距使得后焦留有足够的空间，在保证用于投影的光学镜头收集尽量多的光通量的同时，距离芯片最近的透镜反射到芯片面的能量级可得到降低，进而可减少芯片损伤风险；

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1为根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；

图2为根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图；

图3为根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图；

图4为根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图；

图5为根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图；

图6为根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图；

图7为根据本申请实施例7的光学镜头的结构示意图；

图8为根据本申请实施例8的光学镜头的结构示意图；以及

图9为根据本申请实施例的光学镜头中镜面的矢高的示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。

本申请提供的光学镜头可用作成像镜头，成像镜头的第一侧用于对着被摄物，第一侧也可被称为物侧；成像镜头的第二侧用于对着成像元件，第二侧也可被称为像侧。每个透镜的第一侧面即最靠近被摄物的表面也称为该透镜的物侧面，每个透镜的第二侧面即最靠近成像侧的表面称为该透镜的第二侧面。

本申请提供的光学镜头也可用作投影镜头，投影镜头的第一侧用于对着投影面，第一侧也可被称作成像侧；投影镜头的第二侧用于对着图像芯片，第二侧也可被称作像源侧。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下对本申请的特征、原理和其它方面进行详细描述。

在示例性实施方式中，光学镜头包括例如四片具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四片透镜沿着光轴从第一侧至第二侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度。第一透镜可具有凸凹面型。第一透镜的这种光焦度和面型的设置，使得光学镜头在应用于投影系统时，可以增大投影系统的投影范围，并且在实现照明功能时有利于增大照明范围。另一方面，在实际应用中，考虑到车载镜头室外安装使用环境会处于雨雪等恶劣天气，这样的形状有利于水滴的滑落，以减小对成像的影响。第一透镜可设置为非球面镜片，以进一步提高解像质量。

在示例性实施方式中，第二透镜可具有负光焦度。第二透镜可具有凹平面型或双凹面型。负光焦度的第二透镜可以使光学镜头在应用与成像功能时，第一透镜处收集到的大角度光线变得平缓，进而有助于减小光学成像镜头的像差。

在示例性实施方式中，第三透镜可具有正光焦度。第三透镜可具有平凸面型或双凸面型。正光焦度的第三透镜有助于使成像光线更加平缓，继而减少光学镜头的敏感性。

在示例性实施方式中，第四透镜可具有正光焦度。第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。当光学镜头应用于投影功能时，正光焦度的第四透镜有助于使光学镜头收集其第二侧方向设置的芯片发出的光线。并且第四透镜的这种光焦度和面型设置有助于减小其口径。当光学镜头用于摄像功能时，可以收集更多的光线进入第二侧以增加光通量，并实现较高的成像质量。示例性地，第四透镜的材料为高折射率、低阿贝数的材料。进而光学镜头的轴上像差可以得到更好的补偿进而进一步地提升成像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TL/BFL≤13，其中，TL是第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离，BFL是第四透镜的第二侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离。光学镜头满足该式，可使得在控制光学镜头的透镜组总长情况下，可以有效地增大光学镜头的后焦，进而有利于芯片及相关电子件的排布、安装。更具体地，TL与BFL可满足：TL/BFL≤11。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F/ENPD≤1.2，其中，F是光学镜头的总有效焦距，ENPD是光学镜头的入瞳直径。光学镜头满足：F/ENPD≤1.2，可控制器进光量，进而保证光学镜头具有大通光量。更具体地，F与ENPD可满足：F/ENPD≤1.1。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TTL/F≤2.5，其中，TTL是第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离，F是光学镜头的总有效焦距。光学镜头满足：TTL/F≤2.5，可具有小型化的特点。更具体地，TTL与F可满足：TTL/F≤2.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.6≤|F3/F4|≤1.8，其中，F3是第三透镜的有效焦距，F4是第四透镜的有效焦距。光学镜头满足：0.6≤|F3/F4|≤1.8，可控制第三透镜和第四透镜之间的光线走势，减小由于经第一透镜进入的大角度光线引起的像差，进而有利于矫正色差，同时使透镜结构紧凑，以有利于光学镜头的小型化。更具体地，F3与F4可满足：0.7≤|F3/F4|≤1.5。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：d23/TL≤0.3，其中，d23是第二透镜的第二侧面和第三透镜的第一侧面在光轴上的距离，TL是第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离。光学镜头满足：d23/TL≤0.3，有助于降低光学镜头的敏感度。更具体地，d23与TL可满足：d23/TL≤0.25。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TL/d12≥3.2，其中，TL是第一透镜的第一侧面至第四透镜的第二侧面在光轴上的距离，d12是第一透镜的第二侧面和第二透镜的第一侧面在光轴上的距离。光学镜头满足：TL/d12≥3.2，可调整第一透镜、第二透镜之间的间距，保证该处的空气间隔，并有助于减小第二透镜第二侧方向的透镜的尺寸，继而保证光学镜头的小型化。更具体地，TL与d12可满足：TL/d12≥3.5。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F/R1≤1.5，其中，F是光学镜头的总有效焦距，R1是第一透镜的第一侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：F/R1≤1.5，可避免第一透镜的第一侧面的中心曲率半径曲率过小的问题，以有效避免光线入射时产生的像差，且有利于第一透镜的生产，还有利于减小光学镜头的敏感性。更具体地，F与R1可满足：F/R1≤1.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F/R7≤2.5，其中，F是光学镜头的总有效焦距，R7是第四透镜的第一侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：F/R7≤2.5，可避免第四透镜的第一侧面的中心曲率半径曲率过小的问题，以有效避免光线入射时产生的像差，且有利于第四透镜的生产，还有利于减小光学镜头的敏感性。更具体地，F与R7可满足：F/R7≤2.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TTL/H/FOV≤0.35，其中，TTL是第一透镜的第一侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角FOV对应的像高。光学镜头满足：TTL/H/FOV≤0.35，在相同成像面相同像高情况下，可以有效地限制光学镜头的长度，进而有利于实现光学镜头的小型化。更具体地，TTL、FOV和H可满足：TTL/H/FOV≤0.32。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：R8/R7≥1.2，其中，R8是第四透镜的第二侧面的中心曲率半径，R7是第四透镜的第一侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：R8/R7≥1.2，在保证其具有大光通量的同时确保第四透镜对光学性能不敏感。更具体地，R8与R7可满足：R8/R7≥1.4。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：FOV/H≥1.4，其中，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角FOV对应的像高。光学镜头满足：FOV/H≥1.4，使光学镜头在具有一定的像高时，可具有较大的放大倍率。更具体地，FOV与H可满足：FOV/H≥1.45。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：D1/D2≥1，其中，D1是第一透镜的第一侧面的有效通光直径，D2是第二透镜的第一侧面的有效通光直径。光学镜头满足：D1/D2≥1，可以有效的限制光学镜头的直径，继而有利于实现小型化。更具体地，D1与D2可满足：D1/D2≥1.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：dn/dm≤3.8，其中，dn和dm是第一透镜至第四透镜中任意两透镜的中心厚度的最大值和最小值。光学镜头满足：dn/dm≤3.8，可使各透镜的厚度均匀，并使得各个透镜的作用稳定，进而有助于在高、低温变化时光线的变化小，该光学镜头的温度性能佳。更具体地，dn和dm可满足：dn/dm≤3.6。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：(FOV×F)/H≥51，其中，F是光学镜头的总有效焦距，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角FOV对应的像高。光学镜头满足：(FOV×F)/H≥51，可具有长焦和大视场角的特点。更具体地，F、FOV与H可满足：(FOV×F)/H≥55。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：|Fn/Fm|≤2.8，其中，Fn是第一透镜至第四透镜中任一透镜的有效焦距的最大值，Fm是第一透镜至第四透镜中任一透镜的有效焦距的最小值。光学镜头满足：|Fn/Fm|≤2.8，使得其中的各透镜的焦距差异不大，有助于使光学镜头在高、低温变化时焦距差异小，该光学镜头的温度性能佳。更具体地，Fn和Fm可满足：|Fn/Fm|≤2.6。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.75≤D1/ENPD≤1.4，其中，D1是第一透镜的第一侧面的有效通光直径，ENPD是光学镜头的入瞳直径。光学镜头满足：0.75≤D1/ENPD≤1.4，保证其第一侧端的有效通光尺寸与入瞳接近，进而有助于保证第一透镜的第一侧面的光线通光面积。更具体地，D1与ENPD可满足：0.85≤D1/ENPD≤1.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.2≤R7/(R8+d4)≤0.75，其中，R7是第四透镜的第一侧面的中心曲率半径，R8是第四透镜的第二侧面的中心曲率半径，d4是第四透镜在光轴上的中心厚度。光学镜头满足：0.2≤R7/(R8+d4)≤0.75，可使得第四透镜的周边光线与中心光线存有光程差，进而使经过第四透镜的中心光线发散地从第四透镜传出，且可减小光学镜头的第一侧端口径，继而减小光学镜头的体积，以有利于小型化和成本降低。更具体地，R7、R8与d4可满足：0.25≤R7/(R8+d4)≤0.65。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：SAG1/D1≤0.4，其中，SAG1是第一透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高，D1是第一透镜的第一侧面的有效通光直径。光学镜头满足：SAG1/D1≤0.4，可保证透镜表面面型平缓，继而有利于透镜的加工，并降低光学镜头的敏感度。更具体地，SAG1与D1可满足：SAG1/D1≤0.3。更具体地，SAG1是第一透镜的第一侧面和光轴的交点至第一透镜的第一侧面的最大通光口径在光轴上的距离。

参考图9，光学件镜头中的透镜L包括第一侧面S。第一侧面S具有与光学镜头的最大视场角对应的最大通光口径的半口径D。第一侧面S还与光轴相交于交点a。第一侧面S的矢高SAG指交点a与最大通光口径在光轴上的距离。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：SAG7/D4≤0.4，其中，SAG7是第四透镜的第一侧面的有效通光直径处的矢高，D4是第四透镜的第一侧面的有效通光直径。具体地，SAG7是第四透镜的第一侧面与光轴的交点至第四透镜的第一侧面的最大通光口径在光轴上的距离。光学镜头满足：SAG7/D4≤0.4，可保证透镜表面面型平缓，继而有利于透镜的加工，并可降低光学镜头的敏感度。更具体地，SAG7与D4可满足：SAG7/D4≤0.3。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：D1/H/FOV≥0.13，其中，D1是第一透镜的第一侧面的有效通光直径，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角FOV对应的像高。光学镜头满足：D1/H/FOV≥0.13，使得第一透镜的尺寸大，以有利于保证光学镜头具有大光通量。更具体地，D1、FOV与H可满足：D1/H/FOV≥0.15。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：|R1/R2|≤0.35，其中，R1是第一透镜的第一侧面的中心曲率半径，R2是第一透镜的第二侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：|R1/R2|≤0.35，可以使第一透镜收集更大角度的光线进入光学镜头，有利于提升解像，同时有利于实现小型化。更具体地，R1与R2可满足：|R1/R2|≤0.3。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F4/F≤2，其中，F4是第四透镜的有效焦距，F是光学镜头的总有效焦距。光学镜头满足：F4/F≤2，可使第四透镜具有短焦距以用于收光，进而保证通光量。更具体地，F4和F满足：F4/F≤1.7。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.4≤|F2/F3|≤1.2，其中，F2是第二透镜的有效焦距，F3是第三透镜的有效焦距。光学镜头满足：0.4≤|F2/F3|≤1.2，有利于使光线在第二透镜和第三透镜处平稳过渡，进而提高光学镜头的解像质量。更具体地，F2和F3满足：0.5≤|F2/F3|≤1.1。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：1.25≤|F1/F2|≤2.6，其中，F1是第一透镜的有效焦距，F2是第二透镜的有效焦距。光学镜头满足：1.25≤|F1/F2|≤2.6，可控制第一透镜和第二透镜之间的光线走势，减小由于经第一透镜进入的大角度光线引起的像差，并有利于矫正色差，同时使透镜结构紧凑，有利于光学镜头的小型化。更具体地，F1和F2满足：1.35≤|F1/F2|≤2.5。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：-1.4≤R3/(R3+R4)≤0，其中，R3是第二透镜的第一侧面的中心曲率半径，R4是第二透镜的第二侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：-1.4≤R3/(R3+R4)≤0，可保证将第二透镜的第一侧面设计为凹面，同时使第二透镜的第二侧面较平缓，从而保证从第二透镜出射的光线较为平缓，进而降低该光学镜头的公差敏感度。更具体地，R3和R4可满足：-1.2≤R3/(R3+R4)≤0。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：-1.4≤R6/(R5+R6)≤0，其中，R5是第三透镜的第一侧面的中心曲率半径，R6是第四透镜的第二侧面的中心曲率半径。光学镜头满足：-1.4≤R6/(R5+R6)≤0，可保证第三透镜的第二侧面为凹面，并使第三透镜的第一侧面较为平缓，从而使从第三透镜出射的光线较为平缓，从而降低该光学镜头的公差敏感度。更具体地，R5和R6满足：-1.2≤R6/(R5+R6)≤0。

在示例性实施方式中，第二透镜与第四透镜之间可设置有用于限制光束的光阑以降低光学镜头的组立敏感度并可减小其第二侧方向设置的透镜的口径。在本申请实施方式中，光阑可设置在第二透镜的第二侧面的附近处，或设置在第三透镜的第二侧面的附近处。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。

在示例性实施方式中，根据需要，根据本申请的光学镜头还可包括设置在第四透镜与成像面之间的滤光片，以对具有不同波长的光线进行过滤。根据本申请的光学镜头还可包括设置在第四透镜与成像面之间的保护玻璃，以防止光学镜头的像方元件(例如，芯片)损坏。

胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失，从而实现高解像，提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可简化镜头制造过程中的装配程序。

在示例性实施方式中，第二透镜和第三透镜胶合形成胶合透镜。进一步地，当第二透镜的第二侧面为凹面时可以更好地与第三透镜的第一侧面配合。胶合透镜有助于使得光学镜头的各种像差得到充分的校正，并且在使光学镜头的结构紧凑的同时，可以提高分辨率、优化畸变并优化主光线角度(CRA)等光学性能。并且正、负光焦度的配合可以将第一透镜收集的光线进一步汇聚后再过渡到第二侧方向。

具体地，可设置正光焦度的第三透镜具有较低的折射率，并设置负光焦度的第二透镜具有较高的折射率。胶合透镜还可以减少第二透镜与第三透镜之间的光线反射，进而减小了光量的损失。配合着折射率的设置，有利于光线快速过渡，并有助于增大光阑的口径以提升通光量，继而提升光学镜头的照度。

胶合透镜整体具有正光焦度，有利于更好地调整大角度的光线、并使光线平缓地过渡到第二侧方向，进而减小了光学镜头的敏感性。胶合透镜有助于校正光学镜头的像差、提高解像能力。胶合透镜优选非球面镜片，以进一步提高解像质量。

示例性地，第三透镜的阿贝数AB3与第二透镜的阿贝数AB2可满足：AB3/AB2≥1.2。光学镜头满足AB3/AB2≥1.2，可较好地矫正色差。更具体地，AB2与AB3可满足：AB3/AB2≥1.4。

示例性地，第三透镜的阿贝数AB3满足：AB3≥50。光学镜头满足AB3≥50，可具有较弱的色差。更具体地，AB3满足：AB3≥55。

示例性地，第三透镜的折射率Nd3与第二透镜的折射率Nd2可满足：Nd3/Nd2≤2。光学镜头满足Nd3/Nd2≤2，可较好地矫正色差。更具体地，Nd2与Nd3可满足：Nd3/Nd2≤1.5。

在示例性实施方式中，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中均可具有非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的。与从透镜中心到周边有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。非球面透镜的设置有助于矫正系统像差，提升解像力。具体地，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜至少一片透镜为非球面透镜，有利于提高光学系统的解像质量。

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：

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中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i-th阶的修正系数。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过各透镜形状和光焦度的合理设置，在仅使用四片透镜的情况下，实现光学系统具有大通光量、长后焦、色差小、高解像等至少一个有益效果。同时，光学系统还兼顾镜头体积小、敏感度低的低成本要求。该光学镜头可以很好的匹配车载芯片，不会产生偏色和暗角现象。同时该光学镜头温度适应性能佳、高低温环境下成像效果变化小、像质稳定的优点。

在示例性实施方式中，光学镜头中的第一透镜至第四透镜可均由玻璃制成。用玻璃制成的光学透镜可抑制光学镜头后焦随温度变化的偏移，以提高系统稳定性。同时采用玻璃材质可避免因使用环境中高、低温温度变化造成的镜头成像模糊，影响到镜头的正常使用。具体地，在重点关注解像质量和信赖性时，第一透镜至第四透镜可均为玻璃非球面镜片。当然在温度稳定性要求较低的应用场合中，光学镜头中的第一透镜至第四透镜也可均由塑料制成。用塑料制作光学透镜，可有效减小制作成本。

然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下，可改变构成镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以四片透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括四片透镜。如果需要，该光学镜头还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体实施例。

实施例1

以下参照图1描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。图1中左侧为第一侧，右侧为第二侧。

如图1所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S5为凸面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。第二透镜L2和第三透镜L3可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T(应理解，S1所在行的厚度T为第一透镜L1的中心厚度T1，S2所在行的厚度T为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔d12，以此类推)、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表1

实施例2

以下参照图2描述了根据本申请实施例2的光学镜头。图2示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。

如图2所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S5为凸面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。第二透镜L2和第三透镜L3可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表2示出了实施例2的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表2

实施例3

以下参照图3描述了根据本申请实施例3的光学镜头。图3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。

如图3所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S5为凸面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表3示出了实施例3的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表3

实施例4

以下参照图4描述了根据本申请实施例4的光学镜头。图4示出了根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。

如图4所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S4为凹面，第二侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S5为凸面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表4示出了实施例4的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表4

实施例5

以下参照图5描述了根据本申请实施例5的光学镜头。图5示出了根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图。

如图5所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的平凸透镜，其第一侧面S5为平面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表5示出了实施例5的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表5

实施例6

以下参照图6描述了根据本申请实施例6的光学镜头。图6示出了根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图。

如图6所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的平凸透镜，其第一侧面S5为平面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表6示出了实施例6的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表6

实施例7

以下参照图7描述了根据本申请实施例7的光学镜头。图7示出了根据本申请实施例7的光学镜头的结构示意图。

如图7所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹平透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为平面。第三透镜L3为具有正光焦度的平凸透镜，其第一侧面S5为平面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。第二透镜L2和第三透镜L3可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表7示出了实施例7的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表7

实施例8

以下参照图8描述了根据本申请实施例8的光学镜头。图8示出了根据本申请实施例8的光学镜头的结构示意图。

如图8所示，光学镜头沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。

第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S1为凸面，第二侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹平透镜，其第一侧面S3为凹面，第二侧面S4为平面。第三透镜L3为具有正光焦度的平凸透镜，其第一侧面S5为平面，第二侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其第一侧面S7为凸面，第二侧面S8为凹面。第二透镜L2和第三透镜L3可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的第二侧面S6设置。

示例性地，在成像面S9处可设置图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S8并最终成像在成像面S9上。

表8示出了实施例8的光学镜头的各透镜的中心曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表8

综上，实施例1至实施例8分别满足以下表9-1和表9-2所示的关系。在表9-1和表9-2中，TTL、TL、F、H、D1～D4、、F1～F4、SAG1、SAG7、d12、d23的单位为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

表9-1

表9-2

本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。示例性地，电子设备包括设置于光学镜头的成像面的成像元件。可选地，设置于成像面的成像元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。

该电子设备可以是诸如探测距离相机的独立电子设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。此外，电子设备还可以是诸如车载相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如辅助驾驶系统上的成像模块。

本申请还提供了一种电子设备，该电子设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头及用于将携带有图像信息的电信号转换为照射向所述光学镜头的光的芯片。该芯片可以是LED光源芯片，或者DMD芯片等。

该电子设备可以是诸如射灯等用于投射图像的设备，或者车载大灯等投影模块。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.光学镜头，其特征在于，沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括：

具有正光焦度的第一透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；

具有负光焦度的第二透镜，其第一侧面为凹面；

具有正光焦度的第三透镜，其第二侧面为凸面；以及

具有正光焦度的第四透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的第二侧面为平面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的第二侧面为凹面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的第一侧面为平面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的第一侧面为凸面。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜胶合形成胶合透镜。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的第一侧面至所述第四透镜的第二侧面在所述光轴上的距离TL与所述第四透镜的第二侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL满足：TL/BFL≤13。

8.光学镜头，其特征在于，沿着光轴由第一侧至第二侧依序包括：

具有正光焦度的第一透镜；

具有负光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜；以及

具有正光焦度的第四透镜；

其中，所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的入瞳直径ENPD满足：F/ENPD≤1.2。

9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1或8所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1或8所述的光学镜头及用于将携带有图像信息的电信号转换为照射向所述光学镜头的光的芯片。

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