CN114624854A - 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物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及具有负光焦度的第四透镜。

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

随着近年来汽车辅助驾驶系统的高速发展，镜头在汽车上得到了越来越广泛的应用。内视镜头作为重要的组成部分，可以应用于手势识别、人机交互以及疲劳监测等多种场景，尤其是监测驾驶员疲劳驾驶。由于驾驶员疲劳驾驶会严重影响道路安全性，因此，对所应用的内视镜头的性能要求越来越高。同时，车载内视镜头正朝着大芯片、大视场、大光圈、高清晰度的趋势发展。

一方面人们对车载镜头高清晰的要求，往往通过增加更多的镜片结构来提升光学镜头的解像能力，但这会严重影响镜头的小型化，还会带来制造成本增加的问题。而且，随着内视镜头系统的芯片尺寸的增加，会在一定程度上使镜头的总长增加，从而影响镜头的小型化。

另一方面由于汽车会在各种不同的环境中行驶，环境温度的变化可能导致镜头的性能下降，因而对镜头的稳定性也提出了更高的要求。

所以目前市场正需要一款能够较好地满足自动驾驶应用要求的光学镜头。

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物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面；以及具有负光焦度的第四透镜。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第一透镜具有非球面镜面；第二透镜具有非球面镜面以及第四透镜具有非球面镜面。

在一个实施方式中，第一透镜的物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≤3.5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV可满足：D/H/FOV≤0.04。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL与第一透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离TL可满足：BFL/TL≥0.3。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥60。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与第二透镜的有效焦距F2可满足：0.6≤|F1/F2|≤1.2。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与第三透镜的有效焦距F3可满足：0.5≤|F2/F3|≤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：|F3/F4|≥0.1。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第一透镜的物侧面的中心曲率半径R11可满足：|F/R11|≤2。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面的中心曲率半径R12与第二透镜的物侧面的中心曲率半径R21可满足：R12/R21≥0.15。

在一个实施方式中，第三透镜的物侧面的中心曲率半径R31与第三透镜的像侧面的中心曲率半径R32可满足：|R31/R32|≤2.5。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的中心曲率半径R11与第一透镜的像侧面的中心曲率半径R12可满足：0.5≤R11/R12≤4。

在一个实施方式中，光学镜头的光圈数FNO与光学镜头的总有效焦距F可满足：FNO/F≤0.8。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面的最大通光口径的一半d(s12)与第一透镜的像侧面的最大通光口径处的矢高SAG(s12)可满足：|arctan(SAG(s12)/d(s12))|≤35。

在一个实施方式中，第一透镜的中心厚度、第二透镜的中心厚度以及第四透镜的中心厚度三者中的最大值dn和最小值dm的比值可满足：dn/dm≤2.5。

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以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：1.5≤|F×tanFOV/H|≤2。

在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离d12与第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL可满足：d12/TTL≥0.05。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面的中心曲率半径R21与第二透镜的像侧面的中心曲率半径R22可满足：-1≤(R21-R22)/(R21+R22)≤1.5。

在一个实施方式中，第四透镜的有效焦距F4与光学镜头的总有效焦距F可满足：|F4/F|≥2。

本申请另一方面提供了另一种光学镜头。该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜；具有正光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；以及具有负光焦度的第四透镜，其中，光学镜头的光圈数FNO与光学镜头的总有效焦距F可满足：FNO/F≤0.8。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第三透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第一透镜具有非球面镜面；第二透镜具有非球面镜面以及第四透镜具有非球面镜面。

在一个实施方式中，第一透镜的物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≤3.5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV可满足：D/H/FOV≤0.04。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离BFL与第一透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离TL可满足：BFL/TL≥0.3。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥60。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与第二透镜的有效焦距F2可满足：0.6≤|F1/F2|≤1.2。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与第三透镜的有效焦距F3可满足：0.5≤|F2/F3|≤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：|F3/F4|≥0.1。

在一个实施方式中，光学镜头的总有效焦距F与第一透镜的物侧面的中心曲率半径R11可满足：|F/R11|≤2。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面的中心曲率半径R12与第二透镜的物侧面的中心曲率半径R21可满足：R12/R21≥0.15。

在一个实施方式中，第三透镜的物侧面的中心曲率半径R31与第三透镜的像侧面的中心曲率半径R32可满足：|R31/R32|≤2.5。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面的中心曲率半径R11与第一透镜的像侧面的中心曲率半径R12可满足：0.5≤R11/R12≤4。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面的最大通光口径的一半d(s12)与第一透镜的像侧面的最大通光口径处的矢高SAG(s12)可满足：|arctan(SAG(s12)/d(s12))|≤35。

在一个实施方式中，第一透镜的中心厚度、第二透镜的中心厚度以及第四透镜的中心厚度三者中的最大值dn和最小值dm的比值可满足：dn/dm≤2.5。

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以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：1.5≤|F×tanFOV/H|≤2。

在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离d12与第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL可满足：d12/TTL≥0.05。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面的中心曲率半径R21与第二透镜的像侧面的中心曲率半径R22可满足：-1≤(R21-R22)/(R21+R22)≤1.5。

在一个实施方式中，第四透镜的有效焦距F4与光学镜头的总有效焦距F可满足：|F4/F|≥2。

本申请另一方面还提供了一种电子设备，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，使光学镜头在红外波段具有大光圈、大视场角、小型化、敏感度低以及生产良率高等至少一个有益效果。同时能兼顾镜头温度性能佳的特点，进而镜头的像质稳定，有利于车辆使用的大部分环境。此外，该光学镜头还具有结构紧凑，后焦距长的特点，从而使该光学镜头易于组装，并且有利于降低制造成本。

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为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；

图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图；

图3为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图；

图4为示出根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图；

图5为示出根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图；以及

图6为示出根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图。

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。每个透镜最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像侧的表面称为该透镜的像侧面。

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物侧至像侧依序排列。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有负光焦度。负光焦度的第一透镜可在提高成像质量的同时避免物侧面的光线发散过大，有利于后方镜片的口径控制。

示例性地，第一透镜可具有凸凹面型。物侧面为凸面的第一透镜，可以尽可能地收集大视场范围内的光线进入后方光学镜头，以增加该光学镜头的通光量。此外，还有利于光学镜头适应诸如雨、雪等恶劣天气的室外环境，可以避免水珠滑落对成像的影响。

在示例性实施方式中，第二透镜可具有正光焦度。正光焦度的第二透镜可将光线汇聚。进一步地，第二透镜可具有凹凸面型。第二透镜可调整光线以减小光学镜头的色差，同时有利于缩短光学镜头的总长。

在示例性实施方式中，第二透镜与第三透镜之间可设置有用于收束光线的光阑以进一步提高光学镜头的成像质量。光阑还有助于减小各透镜的口径，缩短光学镜头的总长。在本申请实施方式中，光阑可设置在第二透镜的像侧面的附近处，或设置在第三透镜的物侧面的附近处。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，第三透镜可具有正光焦度。示例性地，第三透镜可具有双凸面型。正光焦度的第三透镜可将光线汇聚，并调整光线以使光线平稳过渡至后方镜片，还可以平衡第一镜片和第二镜片引起的球差。

在示例性实施方式中，第四透镜可具有负光焦度。可选地，第四透镜可具有凸凹面型、凹凸面型或双凹面型。负光焦度的第四透镜可将来自第三透镜的光线放大至成像面，同时有利于缩短光学镜头的总长。

在示例性实施方式中，第一透镜、第二透镜以及第四透镜可具有非球面镜面。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。此外，第二透镜采用非球面面型，有利于提高解像质量。第四透镜采用非球面面型，可以校正光学镜头的像散和场曲，有利于提高分辨率。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：TTL/F≤3.5，其中，TTL是第一透镜的物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≤3.5，可有效地限制自身的长度，继而有利于镜头的小型化。更具体地，TTL与F进一步可满足：TTL/F≤3.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：D/H/FOV≤0.04，其中，D是光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径，H是光学镜头的最大视场角对应的像高以及FOV是光学镜头的最大视场角。光学镜头满足D/H/FOV≤0.04，可使镜头前端口径减小，有利于镜头的小型化。该光学镜头还可具有较短的透镜组，在使结构紧凑的同时降低了透镜对调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)的敏感度，进而提高了生产良率，降低了生产成本。更具体地，D、H以及FOV进一步可满足：D/H/FOV≤0.02。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：BFL/TL≥0.3，其中，BFL是第四透镜的像侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离，TL是第一透镜的物侧面至第四透镜的像侧面在光轴上的距离。光学镜头满足BFL/TL≥0.3，可在满足小型化的基础上，使该光学镜头的后焦较长。进而有利于该光学镜头在镜头模组中的组装。更具体地，BFL与TL可满足：BFL/TL≥0.35。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：(FOV×F)/H≥60，其中，FOV是光学镜头的最大视场角，F是光学镜头的总有效焦距以及H是光学镜头的最大视场角对应的像高。光学镜头满足(FOV×F)/H≥60，可使该光学镜头具有较大的角分辨率。更具体地，FOV、F以及H可满足：(FOV×F)/H≥61。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：0.6≤|F1/F2|≤1.2，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0.6≤|F1/F2|≤1.2，可使第一透镜和第二透镜的焦距相近，有利于光线平稳地过渡，从而提高解像能力。更具体地，F1与F2进一步可满足：0.65≤|F1/F2|≤1.1。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：0.5≤|F2/F3|≤2.5，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0.5≤|F2/F3|≤2.5，可使第二透镜和第三透镜的焦距相近，有利于光线平稳地过渡，从而提高解像能力。更具体地，F2与F3进一步可满足：1≤|F2/F3|≤2.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：|F3/F4|≥0.1，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|F3/F4|≥0.1，可使第三透镜和第四透镜的焦距相近，有利于光线平稳地过渡，从而提高解像能力。更具体地，F3与F4进一步可满足：|F3/F4|≥0.15。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：|F/R11|≤2，其中，F是光学镜头的总有效焦距，R11是第一透镜的物侧面的中心曲率半径。光学镜头满足|F/R11|≤2，可避免第一透镜的物侧面的曲率半径较小，进而可以有效地避免光线入射时所产生的像差，并且有利于第一透镜的生产。更具体地，F与R11进一步可满足：|F/R11|≤1.5。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：R12/R21≥0.15，其中，R12是第一透镜的像侧面的中心曲率半径，R21是第二透镜的物侧面的中心曲率半径R21。光学镜头满足R12/R21≥0.15，可以校正该光学镜头的像差，并且可使从第一透镜的像侧面出射的光线入射至第二透镜的物侧面时较为平缓，从而降低该光学镜头的公差敏感度。更具体地，R12与R21进一步可满足：R12/R21≥0.18。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：|R31/R32|≤2.5，其中，R31是第三透镜的物侧面的中心曲率半径，R32是第三透镜的像侧面的中心曲率半径。光学镜头满足|R31/R32|≤2.5，可使光线过渡平缓，从而降低公差敏感度。更具体地，R31与R32进一步可满足：|R31/R32|≤2.2。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：0.5≤R11/R12≤4，其中，R11是第一透镜的物侧面的中心曲率半径，R12是第一透镜的像侧面的中心曲率半径。光学镜头满足0.5≤R11/R12≤4，可使第一透镜具有特殊的形状，从而提高解像能力。更具体地，R11与R12进一步可满足：1≤R11/R12＜3.0。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：FNO/F≤0.8，其中，FNO是光学镜头的光圈数，F是光学镜头的总有效焦距。光学镜头满足FNO/F≤0.8，可具有大光圈、长焦距的特点。更具体地，FNO与F进一步可满足：0.5≤FNO/F≤0.8。进一步地，FNO与F可满足：0.3≤FNO/F≤0.7。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：|arctan(SAG(s12)/d(s12))|≤35，其中，d(s12)是第一透镜的像侧面的最大通光口径的半口径，SAG(s12)是第一透镜的像侧面的最大通光口径处的矢高，即第一透镜的像侧面和光轴的交点至第一透镜的像侧面的最大通光口径处的顶点在光轴上的距离。光学镜头满足|arctan(SAG(s12)/d(s12))|≥20，可使第一透镜具有较小的张角，从而提高照度、减小畸变。光学镜头满足该条件式，还可以减小温度对面型的影响，从而改善在不同温度下的解像性能。更具体地，d(s12)与SAG(s12)进一步可满足：|arctan(SAG(S12)/d(S12))|≤32。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：dn/dm≤2.5，其中，dn是第一透镜的中心厚度、第二透镜的中心厚度以及第四透镜的中心厚度中的最大值，dm是三者中的最小值。光学镜头满足dn/dm≤2.5，可使第一透镜、第二透镜以及第四透镜的镜片厚度均匀，从而使各个镜片的作用稳定，进而可使光线在不同温度下变化较小。该光学镜头的温度性能佳。更具体地，dn与dm进一步可满足：dn/dm≤2.4。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：1.5≤|F×tanFOV/H|≤2，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，以及H是光学镜头的最大视场角对应的像高。光学镜头满足1.5≤|F×tanFOV/H|≤2，可具有较大的角分辨率。更具体地，F、tanFOV以及H进一步可满足：1.6≤|F×tanFOV/H|≤1.9。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：d12/TTL≥0.05，其中，d12是第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离，TTL是第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面在光轴上的距离。光学镜头满足d12/TTL≥0.05，有利于光学镜头的小型化。更具体地，d12与TTL进一步可满足：d12/TTL≥0.1。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：-1≤(R21-R22)/(R21+R22)≤1.5，其中，R21是第二透镜的物侧面的中心曲率半径，R22是第二透镜的像侧面的中心曲率半径。光学镜头满足-1≤(R21-R22)/(R21+R22)≤1.5，可校正光学镜头的像差，并且可以保证从第二透镜出射的光线较为平缓，从而可降低该光学镜头的公差敏感度。更具体地，R21与R22进一步可满足：0≤(R21-R22)/(R21+R22)≤1。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足条件式：|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，可使第四透镜具有长焦距的特点，有助于增大该光学镜头的焦距，并增大成像像高。更具体地，F4与F进一步可满足：|F4/F|≥2.5。

在示例性实施方式中，根据需要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。

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，使光学镜头具有高解像质量、高分辨率、小型化以及适用环境范围广的有益效果。同时，该光学镜头还兼顾敏感度低、生产良率高的低成本要求。此外，该光学镜头的前端口径小而利于小型化，后焦较长而便于组装。该光学镜头还具有大视场角、大光圈等焦距长的特点。同时该光学镜头温度适应性能佳，其在高低温环境下成像效果变化小、像质稳定。

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。

如图1所示，光学镜头沿着光轴由物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S11和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13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所在行的间隔d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

在实施例1中，第一透镜L1的物侧面S1至第二透镜L2的像侧面S4以及第四透镜L4的物侧面S8和像侧面S9均可以是非球面，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：

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。下表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面S1至S4以及S13和S14的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16。

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-0.0292

-1.8177E-02

4.1331E-04

-9.1890E-05

-1.3779E-05

2.0135E-05

-4.1478E-06

2.5803E-07

S2

2.5480

-3.2196E-02

6.2445E-03

-5.9914E-03

4.8061E-03

-5.5537E-03

3.8096E-03

-5.1794E-04

S3

8.5292

-1.9460E-02

-8.8314E-03

4.3661E-03

-2.2455E-03

2.1183E-04

-4.1867E-04

2.6130E-05

S4

1.9469

3.1751E-03

1.5928E-03

2.9688E-03

-2.4229E-03

1.9432E-03

-8.5524E-04

1.9300E-04

S7

98.7218

-1.8837E-02

1.9241E-03

-5.6240E-06

-2.2344E-06

-2.1442E-05

7.7380E-06

-1.2342E-07

S8

0.7109

-1.5484E-02

3.2531E-03

-2.4520E-04

-2.8439E-05

1.4252E-05

-1.3828E-06

-2.0467E-10

表2

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物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S11和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表3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/间隔d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表4示出了可用于实施例2中各非球面镜面的圆锥系数和高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表3

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

-0.0521

-1.8776E-02

3.4161E-04

-9.8286E-05

-1.2775E-05

2.1265E-05

-4.3062E-06

2.5980E-07

S2

-10.5182

-3.3051E-02

5.3054E-03

-6.5102E-03

4.7705E-03

-5.8268E-03

3.9902E-03

-9.4010E-04

S3

8.1429

-1.9029E-02

-9.4667E-03

5.1474E-03

-2.1336E-03

2.6419E-04

-5.5483E-04

1.4367E-04

S4

1.9291

3.5801E-03

1.3759E-03

2.9548E-03

-2.4817E-03

2.0298E-03

-8.9275E-04

1.9861E-04

S7

-99.0111

-1.9487E-02

2.1204E-03

1.3682E-05

-3.6325E-06

-2.1597E-05

7.8828E-06

-2.0814E-07

S8

0.4102

-1.6460E-02

3.4545E-03

-2.3253E-04

-2.9967E-05

1.4129E-05

-1.5828E-06

2.8521E-08

表4

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物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S10和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表5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/间隔d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表6示出了可用于实施例3中各非球面镜面的圆锥系数和高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表5

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

1.7511

-2.2434E-02

5.5215E-03

-3.1629E-03

1.1922E-03

-2.5572E-04

2.8589E-05

-1.3268E-06

S2

4.5446

-3.3995E-02

2.1901E-02

-2.3449E-02

1.5095E-02

-4.2697E-03

2.1403E-05

2.3218E-04

S3

15.3855

-1.3861E-02

1.9966E-03

4.6835E-03

-4.9935E-03

1.9453E-03

2.5669E-04

-4.0649E-05

S4

2.4922

7.6387E-03

-5.3052E-03

5.0292E-03

-1.7742E-03

2.8665E-03

-1.0962E-05

-2.5244E-04

S7

1.5636

-1.7669E-02

2.1104E-03

5.6596E-04

-1.0016E-04

-1.8024E-06

1.2037E-07

5.3111E-07

S8

-95.3830

-1.2758E-02

2.1883E-03

2.5850E-04

-3.5979E-05

-5.3150E-06

-2.4753E-08

1.2123E-07

表6

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物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S11和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表7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/间隔d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表8示出了可用于实施例4中各非球面镜面的圆锥系数和高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表7

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

1.7511

-2.0069E-02

5.5127E-03

-3.1302E-03

1.1912E-03

-2.5703E-04

2.8500E-05

-1.2516E-06

S2

0.0318

-2.9048E-02

2.3166E-02

-2.5877E-02

1.5396E-02

-3.7208E-03

1.9605E-05

7.6054E-06

S3

15.3855

-1.2580E-02

-4.9976E-03

5.8681E-03

-4.9781E-03

1.4388E-03

-1.2277E-05

1.0313E-07

S4

2.4922

1.8024E-03

-2.3989E-04

5.8386E-03

-4.5554E-03

2.1688E-03

-1.7132E-04

1.1839E-05

S7

1.5636

-1.3099E-02

7.6961E-04

5.0608E-04

-1.3713E-05

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

S8

-95.3830

-1.0026E-02

1.3975E-03

2.3365E-04

-2.2220E-05

0.0000E+00

0.0000E+00

0.0000E+00

表8

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物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S11和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表9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/间隔d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表10示出了可用于实施例5中各非球面镜面的圆锥系数和高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表9

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

0.0000

-1.5894E-02

-4.3965E-03

1.2856E-03

-2.1692E-04

2.2300E-05

-1.4009E-06

1.5177E-08

S2

-0.8017

-1.1328E-02

1.2204E-02

-2.3308E-02

1.5936E-02

-3.5040E-03

9.9605E-05

7.6054E-06

S3

16.6324

-1.8838E-02

-7.5437E-03

6.0637E-03

-5.5995E-03

1.4388E-03

-8.2454E-05

4.0313E-07

S4

3.8508

-1.9263E-03

2.9350E-04

5.2342E-03

-4.1818E-03

2.5727E-03

-2.2141E-04

1.1839E-05

S7

-21.9189

1.4681E-02

-1.1964E-02

3.8839E-03

-8.1599E-04

8.4540E-05

-1.6943E-06

-2.2046E-07

S8

-0.5759

-1.0019E-02

-1.6162E-03

6.8330E-04

-1.2716E-04

1.2900E-05

-7.8750E-07

4.4400E-08

表10

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物侧至像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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凹面。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第二透镜L2与第三透镜L3之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第三透镜L3的物侧面S5设置。

示例性地，该光学镜头还可包括无光焦度的辅助透镜L5和L6，辅助透镜L5可具有物侧面S9和像侧面S10，辅助透镜L6可具有物侧面S11和像侧面S12。可选地，辅助透镜L5和L6可以是滤光片或保护玻璃。滤光片可用于矫正色彩偏差。保护玻璃可用于保护位于成像面S13处的图像传感芯片IMA。来自物体的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。

表11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/间隔d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表12示出了可用于实施例6中各非球面镜面的圆锥系数和高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。

表11

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

S1

0.0000

-1.5519E-02

-4.5194E-03

1.2685E-03

-2.1587E-04

2.2794E-05

-1.3577E-06

1.6735E-09

S2

-0.8017

-1.2833E-02

1.5498E-02

-2.3001E-02

1.5436E-02

-3.9176E-03

1.3653E-04

1.0188E-04

S3

16.6324

-1.6801E-02

-7.2152E-03

5.2016E-03

-5.4541E-03

1.4505E-03

-1.5091E-06

-1.4011E-04

S4

3.8508

-1.0512E-03

1.5578E-04

5.3886E-03

-3.9468E-03

2.2222E-03

-2.9038E-04

-1.7058E-05

S7

-21.9189

1.3623E-02

-1.1910E-02

3.8943E-03

-8.1450E-04

8.4205E-05

-1.4540E-06

-2.3899E-07

S8

-0.5759

-1.0665E-02

-1.4627E-03

7.0400E-04

-1.2635E-04

1.5041E-05

-8.1454E-07

4.6334E-08

表12

综上，实施例1至实施例6分别满足以下表13所示的关系。在表13中，TTL、F、D、H、BFL、TL、F1、F2、F3、F4、SAG(s12)以及d(s12)的单位为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

表13

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。

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，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；以及

具有负光焦度的第四透镜。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

TTL/F≤3.5。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D、所述光学镜头的最大视场角对应的像高H以及所述光学镜头的最大视场角FOV满足：

D/H/FOV≤0.04。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离BFL与所述第一透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的距离TL满足：

BFL/TL≥0.3。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的有效焦距F4与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

|F4/F|≥2。

9.光学成像镜头，其特征在于，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：

具有负光焦度的第一透镜；

具有正光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜；以及

具有负光焦度的第四透镜

其中，所述光学镜头的光圈数FNO与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

FNO/F≤0.8。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1或9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。

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