CN114755810B - 成像透镜组、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种成像透镜组、摄像模组及电子设备。成像透镜组沿光轴由物侧至像侧依次包括具有负曲折力的第一透镜、具有正曲折力的第二透镜、具有正曲折力的第三透镜及具有负曲折力的第四透镜共四片透镜,第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面,第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面,第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面;还满足条件式154 deg/mm≤FOV/SD11≤243 deg/mm,其中,FOV为成像透镜组的最大视场角,SD11为第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半,便于缩小成像透镜组的前端透镜组的口径,满足成像透镜组小头部的需求,并通过优化各透镜的面形、光焦度、厚度、材料等参数,满足轻薄化设计和成像效果好的需求。
Description
技术领域
本申请涉及摄像技术领域,尤其涉及一种成像透镜组、摄像模组及电子设备。
背景技术
近年来,随着智能手机等具有摄像功能的便携式电子设备的快速更新迭代,消费者对摄像功能的要求也越来越多。广角摄像头因其具有更大的视野,可以在有限的距离范围内拍摄出大场面或全景照片,越来越受用户青睐。由于广角摄像头拍摄的图片常容易发生畸变,需要对广角摄像头的各透镜进行搭配,以便进行畸变矫正还原图像。然而,在搭配各透镜的面型、间距等参数来满足摄像头的广角化需求时,又难以满足摄像头的小型化需求。
发明内容
本申请提供一种成像透镜组、摄像模组及电子设备,能够解决成像透镜组难以兼顾大视场角和小尺寸头部的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种成像透镜组,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有负曲折力的第一透镜,第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第二透镜,第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有正曲折力的第三透镜,第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第四透镜;
成像透镜组具有曲折力的透镜的数量为四片;
成像透镜组满足条件式:154 deg/mm≤FOV/SD11≤243 deg/mm,其中,FOV为成像透镜组的最大视场角,SD11为第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半。
本申请实施例的成像透镜组,设置第一透镜具有负曲折力,有利于大角度的入射光线进入成像透镜组,进而扩大成像透镜组的视场范围,设置第一透镜的像侧面为凹面有利于减小各视场的光线偏折角度,降低畸变风险,提升成像透镜组的成像质量。
第二透镜和第三透镜均具有正曲折力,起到汇聚光线的作用,有利于平衡第一透镜的像差,且第二透镜和第三透镜两者的像侧面于近光轴处均为凸面的设计有利于加强第二透镜和第三透镜的曲折力,提升成像透镜组的结构紧凑性,有利于成像透镜组的小型化,其中,第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面还可为中心视场和边缘视场提供不同曲折力,有利于降低内外视场光程差,提升成像透镜组的成像质量。
设置第四透镜具有负曲折力,有利于抑制中心视场光线的出射角度,可较好地抑制球差、场曲,提高成像透镜组的光学性能。
设置成像透镜组还满足:条件式(1)154 deg/mm≤FOV/SD11≤243 deg/mm。满足条件式(1)时,成像透镜组的最大视场角和第一透镜的物侧面的最大有效口径得到合理配置,成像透镜组在具有较大视场角的同时具有较小尺寸的头部。当FOV/SD11<154 deg/mm时,第一透镜物侧面的最大有效口径过大,一方面导致成像透镜组的头部尺寸过大,不利于成像透镜组实现小头部特性,另一方面导致成像透镜组的通光量过大,成像面亮度过大,降低成像透镜组的成像质量;当FOV/SD11>243 deg/mm时,成像透镜组的最大视场角过大,容易造成边缘视场畸变过大,图像边缘会出现扭曲现象,降低成像透镜组的成像品质。
基于本申请实施例的成像透镜组,通过设置成像透镜组包括具有曲折力的四片透镜,通过优化各透镜的面形、光焦度、厚度、材料等参数,将四片透镜的面型合理搭配,利于压缩成像透镜组光学总长以满足轻薄化设计,使大角度的入射光线能够进入成像透镜组,扩大成像透镜组的视场范围,以及利于降低成像透镜组的色差、畸变、像散、场曲等像差。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(2)2.1≤f/SD11≤3.5;其中,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,参数f与参数SD11的比值,反映了成像透镜组的相对进光量。当成像透镜组满足条件式(2)时,成像透镜组的相对进光量保持在合理范围,在满足成像透镜组小头部需求的情况下,可使成像透镜组获得较大的入瞳直径,有助于降低成像透镜组的光圈值FNO,并提升成像透镜组的进光量和像质;其中,较大的入瞳直径可提供更多的进光量,非常适合将成像透镜组应用于屏下摄像模组等光线较低场景的摄像模组中。当f/SD11>3.5时,第一透镜物侧面的最大有效口径较小,虽可实现小头部,但成像透镜组的相对进光量较低,暗环境下的成像质量差;当f/SD11<2.1时,成像透镜组的相对进光量得以保障,但第一透镜的有效口径过大,不利于实现小头部。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(3)0.9≤ET1/CT1≤1.1,其中,CT1为第一透镜于光轴上的厚度,即第一透镜的中心厚度,ET1为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离,即第一透镜的边缘厚度。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(3)时,有利于第一透镜的小头部结构的外观设计,从而缩短成像透镜组头部口径的尺寸,进而有利于减小屏幕开孔的大小,提升电子设备的屏占比;同时,还有利于合理配置第一透镜的形状,使得第一透镜的面型不会过度弯曲,从而降低第一透镜的成型和组装难度,提升成型和组装良率。当ET1/CT1>1.1时,第一透镜的边缘厚度过大,导致第一透镜的曲折力过强,光线偏折角度过大,第一透镜产生的像差修正难度加大,难以满足高质量拍摄需求;当ET1/CT1<0.9时,第一透镜的中心厚度过大,加工制造难度加大,且不利于缩短成像透镜组的光学总长,从而不利于成像透镜组的轻薄化。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(4)0.9≤TTL/(2*IMGH)≤1,其中,TTL为第一透镜物侧面到成像透镜组的成像面于光轴上的距离,即光学总长,IMGH为成像透镜组的最大视场角所对应的像高的一半。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(4)时,便于调节成像透镜组的光学总长和成像面的大小在合适的范围内,来调节整个成像透镜组的尺寸,以及在具有四片透镜的透镜组中,当光学总长一定的情况下,成像透镜组具有更大的成像面,从而使成像透镜组具有更高的像素。当TTL/(2*IMGH)>1,则光学总长过长,不利于成像透镜组小型化设计;当TTL/(2*IMGH)<0.9,则成像透镜组的成像面尺寸过大,成像透镜组的像素低。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(5)1.8≤TTL/f≤2.2,其中,TTL为第一透镜的物侧面到成像透镜组的成像面于光轴上的距离,即光学总长,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(5)时,便于调节成像透镜组的光学总长和有效焦距在合适的范围内,以兼顾成像透镜组的尺寸和成像效果需求。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(6)-4.3≤f1/f≤-1.9;其中,f1为第一透镜的有效焦距,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(6)时,通过控制第一透镜的有效焦距和整个成像透镜组的有效焦距两个参数的比值在一定的范围,从而便于控制第一透镜的曲折力不会过强,能够校正高级球差,使得成像透镜组具有良好的成像质量。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(7)0.8≤f2/f≤1.2,其中,f2为第二透镜的有效焦距,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(7)时,可以在第一透镜具有负曲折力、第三透镜具有正曲折力的情况下,减小整个成像透镜组的轴上球差,同时修正后端透镜组(即第三透镜和第四透镜)的光路走向,有利于减小成像透镜组的光学畸变。当f2/f>1.2时或当f2/f<0.8时,第二透镜的曲折力过强或过弱,不利于第二透镜分别与第一透镜以及后端透镜组搭配以调节光路走向。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(8)1.3≤f3/f≤9.2。其中,f3为第三透镜的有效焦距,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(8)时,合理设置第三透镜曲折力,便于第三透镜为中心视场和边缘视场提供不同曲折力,有利于降低内外视场光程差,提升成像透镜组的成像质量。当f3/f>9.2时,第三透镜的有效焦距过大,第三透镜曲折力较弱,不利于调节第三透镜与第四透镜之间的间距和光线传播角度需求,容易导致第三透镜与第四透镜间距过大,使整个成像透镜组尺寸过大;当f3/f<1.3时,第三透镜的有效焦距过小,第三透镜曲折力较强,容易导致第三透镜与第四透镜间距过小,增加装配难度。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(9)1.3≤|f4/f|≤19,其中,f4为第四透镜的有效焦距,f为成像透镜组的有效焦距。
基于上述实施例,由于前端透镜组(即第一透镜、第二透镜和第三透镜)共同提供正曲折力,将光线汇聚至第四透镜,第四透镜提供负曲折力,发散光线,修正像差,且当成像透镜组满足条件式(9)时,便于调节第四透镜至成像面的距离,以缩短成像透镜组的后焦距。当|f4/f|>19时,第四透镜曲折力较弱,对边缘光线的发散能力过弱,不利于通过第四透镜调节前端透镜组的光线以使成像透镜组具有大的成像面;当|f4/f|<1.3时,第四透镜的负曲折力过强,不利于缩短成像透镜组的后焦距来缩短光学总长,不利于成像透镜组的轻薄化。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(10)-6.9≤f3/R32≤-0.59,其中,f3为第三透镜的有效焦距,R32为第三透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(10)时,第三透镜的有效焦距和像侧面于近光轴处的面型得到合理配置,有利于通过第三透镜平衡成像透镜组的像差,同时可以进一步修正第二透镜所产生的高阶像差,提高成像品质。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(11)1.2≤R41/R42≤2.1,其中,R41为第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R42为第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(11)时,合理约束第四透镜物侧面的曲率半径与像侧面的曲率半径,能有效分配第四透镜承担的光学偏折角,同时通过第四透镜改善轴外视场像散,提高成像透镜组的成像质量。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(12)1≤CT4/|SAG41|≤19;其中,CT4为第四透镜于光轴上的厚度,SAG41为第四透镜的物侧面与光轴的交点至第四透镜的物侧面的最大有效半径处于光轴方向的位移量,水平位移量朝向像侧方向定义为正,朝向物侧方向则定义为负。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(12)时,第四透镜的面型得到合理配置,有利于第四透镜的制造及成型,减少第四透镜成型不良的缺陷,同时可修正第一透镜至第三透镜所产生的场曲,以便平衡成像透镜组的场曲,提高成像透镜组的成像质量。当CT4/|SAG41|>19,第四透镜的物侧面于圆周处的面型过于平滑,对轴外视场光线折射能力不足,不利于畸变和场曲像差的矫正;当CT4/|SAG41|<1,第四透镜于光轴处上的厚度过薄,增加第四透镜的成型难度。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(13)90deg≤FOV≤110deg;其中,FOV为成像透镜组的最大视场角。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(13)时,成像透镜组具有大视场角以实现广角特性,拍摄取景能力强,使短距离范围内能够更多的还原人眼看到的景象,提升用户体验。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组满足:条件式(14)0.85<SD11/IMGH<1.05;其中,IMGH为成像透镜组的最大视场角所对应的像高的一半。
基于上述实施例,当成像透镜组满足条件式(14)时,能够使第一透镜的物侧面的光学有效孔径与成像透镜组的成像面尺寸得到合理配置,缩小第一透镜的径向尺寸,从而使上述具有四片式结构的成像透镜组实现小头部设计,以便缩小在设备屏幕上的开孔尺寸,进而提高设备的屏占比。
第二方面,本申请实施例还提供了一种摄像模组,摄像模组包括感光元件和如上的成像透镜组,感光元件设于成像透镜组的成像面内,以接收由成像透镜组形成的图像的光线。通过采用上述成像透镜组应用于摄像模组中,摄像模组同样能够满足小型化设计需求,同时具有成像效果好的特点。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括固定件以及如上的摄像模组,摄像模组安装在固定件上用以获取图像。通过采用上述摄像模组,电子设备也能够获得良好的成像品质。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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为本申请实施例一提供的成像透镜组的结构示意图;
图2为本申请实施例一提供的成像透镜组的球差曲线图、像散曲线图及畸变曲线图;
图3为本申请实施例二提供的成像透镜组的结构示意图;
图4为本申请实施例二提供的成像透镜组的球差曲线图、像散曲线图及畸变曲线图;
图5为本申请实施例三提供的成像透镜组的结构示意图;
图6为本申请实施例三提供的成像透镜组的球差曲线图、像散曲线图及畸变曲线图;
图7为本申请实施例四提供的成像透镜组的结构示意图;
图8为本申请实施例四提供的成像透镜组的球差曲线图、像散曲线图及畸变曲线图;
图9为本申请实施例五提供的成像透镜组的结构示意图;
图10为本申请实施例五提供的成像透镜组的球差曲线图、像散曲线图及畸变曲线图;
图11为本申请一种实施例中提供的摄像模组的剖视图;
图12为本申请一种实施例中提供的电子设备的主视图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1、图3、图5、图7和图9所示,为本申请实施例提供的成像透镜组100的结构示意图,成像透镜组100具有曲折力的透镜的数量为四片,成像透镜组100的四片透镜同轴设置,即,四片透镜的光轴均处于同一直线,该直线可称为成像透镜组100的光轴H。具体地,成像透镜组100沿光轴H由物侧至像侧依次包括具有负曲折力的第一透镜L1、具有正曲折力的第二透镜L2、具有正曲折力的第三透镜L3、具有负曲折力的第四透镜L4。成像透镜组100还包括成像面IMG,成像面IMG内用于安装将光线转化为图像信号的光学元件,例如光学元件为感光芯片。来自物侧的光线依次经过第一透镜L1至后投射至成像面IMG内的光学元件上,光学元件将光线转换为图像信号传输给后端控制系统进行图像解析等处理。
成像透镜组100还包括光阑ST,光阑ST中心位于成像透镜组100的光轴H上,光阑ST可置于任一两个透镜之间或置于第一透镜L1的物侧,并随各透镜安装于例如镜头的镜筒上。在一些实施例中,光阑ST设于第二透镜L2的像侧面S4与第三透镜L3的物侧面S5之间。在另一些实施例中,光阑ST可设置为遮光图层,遮光图层涂覆于透镜的物侧面或像侧面上,并保留通光区域以允许光线穿过。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,设置第一透镜L1具有负曲折力,有利于大角度的入射光线进入成像透镜组,进而扩大成像透镜组100的视场范围,并设置第一透镜L1的像侧面S2为凹面有利于减小各视场的光线偏折角度,降低畸变风险,提升成像透镜组100的成像质量。本申请对第一透镜L1的物侧面S1的面型不做限定,例如,第一透镜L1的物侧面S1于近光轴H处可为凹面或凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,并设置第二透镜L2的像侧面S4于近光轴H处为凸面。本申请对第二透镜L2的物侧面S3的面型不做限定,例如,第二透镜L2的物侧面S3于近光轴H处可为凹面或凹面。
第三透镜L3具有正曲折力,并设置第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凸面。本申请对第三透镜L3的物侧面S5的面型不做限定,例如,第三透镜L3的物侧面S5于近光轴H处可为凹面或凹面。其中,设置第二透镜L2和第三透镜L3均具有正曲折力,起到汇聚光线的作用,有利于平衡第一透镜L1的像差,且第二透镜L2和第三透镜L3两者的像侧面于近光轴H处均为凸面的设计有利于加强第二透镜L2和第三透镜L3的曲折力,提升成像透镜组100的结构紧凑性,有利于成像透镜组100的小型化,其中,第三透镜L3的像侧面S6于近光轴H处为凸面还可为中心视场和边缘视场提供不同曲折力,有利于降低内外视场光程差,提升成像透镜组100的成像质量。
第四透镜L4具有负曲折力,本申请对第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8的面型均不做限定,例如,第四透镜L4的物侧面S7于近光轴H处可为凹面或凹面,第四透镜L4的像侧面S8于近光轴H处可为凹面或凹面。其中,设置第四透镜L4具有负曲折力,有利于抑制中心视场光线的出射角度,可较好地抑制球差、场曲,提高成像透镜组100的光学性能。
成像透镜组100还满足:条件式(1)154 deg/mm≤FOV/SD11≤243 deg/mm,例如FOV/SD11可以为154.429 deg/mm、160.124 deg/mm、169.692 deg/mm、182.692 deg/mm、196.364 deg/mm、200.156 deg/mm、209.654 deg/mm、216.40 deg/mm、232.569 deg/mm或242.889 deg/mm等,其中,FOV为成像透镜组100的最大视场角,SD11为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径的一半。当成像透镜组100满足条件式(1)时,成像透镜组100的最大视场角和第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径得到合理配置,成像透镜组100在具有较大视场角的同时具有较小尺寸的头部。当FOV/SD11<154 deg/mm时,第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径过大,一方面导致成像透镜组100的头部尺寸过大,不利于成像透镜组100实现小头部特性,另一方面导致成像透镜组100的通光量过大,成像面IMG亮度过大,降低成像透镜组100的成像质量;当FOV/SD11>243 deg/mm时,成像透镜组100的最大视场角过大,容易造成边缘视场畸变过大,图像边缘会出现扭曲现象,降低成像透镜组100的成像品质。
基于本申请实施例的成像透镜组100,通过设置成像透镜组100包括具有曲折力的四片透镜,过优化各透镜的面形、光焦度、厚度、材料等参数,将四片透镜的面型合理搭配,利于压缩成像透镜组100的光学总长以满足轻薄化设计,使大角度的入射光线能够进入成像透镜组100,扩大成像透镜组100的视场范围,以及降低成像透镜组100的色差、畸变、像散、场曲等像差。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(2)2.1≤f/SD11≤3.5,例如f/SD11可以为2.190、2.262、2.399、2.501、2.621、2.876、3.004、3.196、3.358或3.453等,其中,f为成像透镜组100的有效焦距,参数f与参数SD11的比值,反映了成像透镜组100的相对进光量。当成像透镜组100满足条件式(2)时,成像透镜组100的相对进光量保持在合理范围,在满足成像透镜组100小头部需求的情况下,可使成像透镜组100获得较大的入瞳直径,有助于降低成像透镜组100的光圈值FNO,并提升成像透镜组100的进光量和像质;其中,较大的入瞳直径可提供更多的进光量,非常适合将成像透镜组100应用于屏下摄像模组等光线较低场景的摄像模组中。当f/SD11>3.5时,第一透镜L1的物侧面S1的最大有效光学口径较小,虽可实现小头部,但成像透镜组100的相对进光量较低,暗环境下的成像质量差;当f/SD11<2.1时,成像透镜组100的相对进光量得以保障,但第一透镜L1的有效口径过大,不利于实现小头部。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(3)0.9≤ET1/CT1≤1.1,例如ET1/CT1可以为0.912、0.992、1.000、1.005、1.028、1.045、1.061、1.074、1.085或1.099等,其中,CT1为第一透镜L1于光轴H上的厚度,即第一透镜L1的中心厚度,ET1为第一透镜L1的物侧面S1的最大有效口径处至第一透镜L1的像侧面S2的最大有效口径处于光轴H方向的距离,即第一透镜L1的边缘厚度。当成像透镜组100满足条件式(3)时,有利于第一透镜L1的小头部结构的外观设计,从而缩短成像透镜组100头部口径的尺寸,进而有利于减小屏幕开孔的大小,提升电子设备的屏占比;同时,还有利于合理配置第一透镜L1的形状,使得第一透镜L1的面型不会过度弯曲,从而降低第一透镜L1的成型和组装难度,提升成型和组装良率。当ET1/CT1>1.1时,第一透镜L1的边缘厚度过大,导致第一透镜L1的曲折力过强,光线偏折角度过大,第一透镜L1产生的像差修正难度加大,难以满足高质量拍摄需求;当ET1/CT1<0.9时,第一透镜L1的中心厚度过大,加工制造难度加大,且不利于缩短成像透镜组100的光学总长,从而不利于成像透镜组100的轻薄化。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(4)0.9≤TTL/(2*IMGH)≤1,例如TTL/(2*IMGH)可以为0.902、0.913、0.919、0.927、0.933、0.945、0.959、0.964、0.975或0.989等,其中,TTL为第一透镜L1物侧面到成像透镜组100的成像面IMG于光轴H上的距离,即光学总长,IMGH为成像透镜组100的最大视场角所对应的像高的一半。当成像透镜组100满足条件式(4)时,便于调节成像透镜组100的光学总长和成像面IMG的大小在合适的范围内,来调节整个成像透镜组100的尺寸,以及在具有四片透镜的透镜组中,当光学总长一定的情况下,成像透镜组100具有更大的成像面IMG,从而使成像透镜组100具有更高的像素。当TTL/(2*IMGH)>1,则光学总长过长,不利于成像透镜组100小型化设计;当TTL/(2*IMGH)<0.9,则成像透镜组100的成像面IMG尺寸过小,成像透镜组100的像素低。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(5)1.8≤TTL/f≤2.2,例如TTL/f可以为1.816、1.965、2.016、2.023、2.080、2.140、2.151、2.164、2.178或2.197等,其中,TTL为第一透镜L1的物侧面到成像透镜组100的成像面IMG于光轴H上的距离,即光学总长,f为成像透镜组100的有效焦距。当成像透镜组100满足条件式(5)时,便于调节成像透镜组100的光学总长和有效焦距在合适的范围内,以兼顾成像透镜组100的尺寸和成像效果需求。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(6)-4.3≤f1/f≤-1.9,例如,f1/f可以为-4.240、-3.987、-3.700、-3.652、-2.581、-2.514、-2.498、-1.976、-1.912或-1.901等,其中,f1为第一透镜L1的有效焦距,f为成像透镜组100的有效焦距。当成像透镜组100满足条件式(6)时,通过控制第一透镜L1的有效焦距和整个成像透镜组100的有效焦距两个参数的比值在一定的范围,从而便于控制第一透镜L1的曲折力不会过强,能够校正高级球差,使得成像透镜组100具有良好的成像质量。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(7)0.8≤f2/f≤1.2,例如,f2/f可以为0.802、0.821、0.855、0.924、0.959、0.981、0.989、1.163、1.801或1.952等,其中,f2为第二透镜L2的有效焦距,f为成像透镜组100的有效焦距。当成像透镜组100满足条件式(7)时,可以在第一透镜L1组具有负曲折力、第三透镜L3组具有正曲折力的情况下,减小整个成像透镜组100的轴上球差,同时修正后端透镜组(即第三透镜L3和第四透镜L4)的光路走向,有利于减小成像透镜组100的光学畸变。当f2/f>1.2时或当f2/f<0.8时,第二透镜L2的曲折力过强或过弱,不利于第二透镜L2分别与第一透镜L1以及后端透镜组搭配以调节光路走向。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(8)1.3≤f3/f≤9.2,例如,f3/f可以为1.304、1.346、1.685、2.263、3.510、4.231、5.671、6.532、7.034或9.159,其中,f3为第三透镜L3的有效焦距,f为成像透镜组100的有效焦距。当成像透镜组100满足条件式(8)时,合理设置第三透镜L3曲折力,便于第三透镜L3为中心视场和边缘视场提供不同曲折力,有利于降低内外视场光程差,提升成像透镜组100的成像质量。当f3/f>9.2时,第三透镜L3的有效焦距过大,第三透镜L3曲折力较弱,不利于调节第三透镜L3与第四透镜L4之间的间距和光线传播角度需求,容易导致第三透镜L3与第四透镜L4间距过大,使整个成像透镜组100尺寸过大;当f3/f<1.3时,第三透镜L3的有效焦距过小,第三透镜L3曲折力较强,容易导致第三透镜L3与第四透镜L4间距过小,增加装配难度。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(9)1.3≤|f4/f|≤19,例如,|f4/f|可以为1.393、1.304、2.124、5.102、6.264、8.654、11.235、14.501、16.952或18.941等,其中,f4为第四透镜L4的有效焦距,f为成像透镜组100的有效焦距。由于前端透镜组(即第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3)共同提供正曲折力,将光线汇聚至第四透镜L4,第四透镜L4提供负曲折力,发散光线,修正像差,且当成像透镜组100满足条件式(9)时,便于调节第四透镜L4至成像面IMG的距离,以缩短成像透镜组100的后焦距。当|f4/f|>19时,第四透镜L4曲折力较弱,对边缘光线的发散能力过弱,不利于通过第四透镜L4调节前端透镜组的光线以使成像透镜组100具有大的成像面IMG;当|f4/f|<1.3时,第四透镜L4的负曲折力过强,不利于缩短成像透镜组100的后焦距来缩短光学总长,不利于成像透镜组100的轻薄化。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(10)-6.9≤f3/R32≤-0.59,例如,f3/R32可以为-6.866、-5.112、-4.251、-3.999、-2.379、-2.356、-2.127、-1.567、-0.889或-0.597等,其中,f3为第三透镜L3的有效焦距,R32为第三透镜L3的像侧面于光轴H处的曲率半径。当成像透镜组100满足条件式(10)时,第三透镜L3的有效焦距和像侧面S6于近光轴H处的面型得到合理配置,有利于通过第三透镜L3平衡成像透镜组100的像差,同时可以进一步修正第二透镜L2所产生的高阶像差,提高成像品质。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(11)1.2≤R41/R42≤2.1,例如,R41/R42可以为1.205、1.235、1.288、1.321、1.375、1.564、1.617、1.736、2.032或2.070等,其中,R41为第四透镜L4的物侧面S7于光轴H处的曲率半径,R42为第四透镜L4的像侧面S8于光轴H处的曲率半径。当成像透镜组100满足条件式(11)时,合理约束第四透镜L4物侧面S7的曲率半径与像侧面S8的曲率半径,能有效分配第四透镜L4承担的光学偏折角,同时通过第四透镜L4改善轴外视场像散,提高成像透镜组100的成像质量。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(12)1≤CT4/|SAG41|≤19,例如,CT4/|SAG41|可以为1.126、1.310、1.511、2.101、2.371、2.446、13.564、15.269、17.568或18.762等;其中,CT4为第四透镜L4于光轴H上的厚度,SAG41为第四透镜L4的物侧面S7与光轴H的交点至第四透镜L4的物侧面S7的最大有效半径处沿平行于光轴H方向的位移量,水平位移量朝向像侧方向定义为正,朝向物侧方向则定义为负。当成像透镜组100满足条件式(12)时,第四透镜L4的面型得到合理配置,有利于第四透镜L4的制造及成型,减少第四透镜L4成型不良的缺陷,同时可修正第一透镜L1至第三透镜L3所产生的场曲,以便平衡成像透镜组100的场曲,提高成像透镜组100的成像质量。当CT4/|SAG41|>19,第四透镜L4的物侧面S7于圆周处的面型过于平滑,对轴外视场光线折射能力不足,不利于畸变和场曲像差的矫正;当CT4/|SAG41|<1,第四透镜L4于光轴H上的厚度过薄,增加第四透镜L4的成型难度。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(13)90deg≤FOV≤110deg,例如,FOV可以为90.3、92.1、95.0、99.2、101.1、104.6、108.0、108.1、108.2或109.3等。当成像透镜组100满足条件式(13)时,成像透镜组100具有大视场角以实现广角特性,拍摄取景能力强,使短距离范围内能够更多的还原人眼看到的景象,提升用户体验。
在一些示例性的实施例中,成像透镜组100满足:条件式(14)0.85<SD11/IMGH<1.05,例如SD11/IMGH可以为0.8784、0.8965、0.9088、0.9251、0.9664、1.0211、1.0298、1.0381、1.0412或1.0499等,其中,IMGH为成像透镜组100的最大视场角所对应的像高的一半。当成像透镜组100满足条件式(14)时,能够使第一透镜L1的物侧面S1的光学有效孔径与成像透镜组100的成像面IMG的尺寸得到合理配置,缩小第一透镜L1的径向尺寸,从而使上述具有四片式结构的成像透镜组100实现小头部设计,以便缩小在设备屏幕上的开孔尺寸,进而提高设备的屏占比。
在一些实施例中,成像透镜组100各透镜的物侧面和/或像侧面可为球面或非球面。非球面设计能够使透镜的物侧面及/或像侧面拥有更灵活的设计,使透镜在较小、较薄的情况下便能良好地解决成像不清,视界歪曲、视野狭小等不良现象,无需设置过多的透镜便能使透镜组拥有良好的成像品质,且有助于缩短成像透镜组100的长度。球面透镜则制作工艺简单,成产成本低。在一些实施例中,各透镜之间具体的球面及非球面的配置根据实际设计需求而定,此处不加以赘述。通过球面与非球面的配合也可有效消除系统的像差,使成像透镜组100具有良好的成像品质,且同时提高透镜设计及组装的灵活性,使系统在高像质与低成本之间取得平衡。需注意的是,实施例中的球面和非球面的具体形状并不限于附图中示出的球面和非球面的形状,附图主要为示例参考而非严格按比例绘制。
在一些实施例中,成像透镜组100中各透镜的材质可均为塑料,也可均为玻璃,或者可为玻璃与塑料的组合搭配。塑料材质的透镜能够减少成像透镜组100的重量并降低制备成本,而玻璃材质的透镜能够耐受较高的温度且具有优良的光学效果。在另一些实施例中,第一透镜L1至的材质可均为玻璃,使得位于物方的玻璃透镜对极端环境具有很好的耐受效果,不易受物方环境的影响而出现老化等情况,从而当成像透镜组100处于暴晒高温等极端环境下时,这种结构能够较好地平衡系统的光学性能与成本。当然,成像透镜组100中透镜材质配置关系并不限于上述实施例,任意一个透镜的材质可以为塑料,也可以为玻璃,具体配置关系根据实际设计需求而定,此处不加以赘述。
在一些实施例中,成像透镜组100包括滤光片L5和保护玻璃(图中未示出),滤光片L5和保护玻璃设置于第四透镜L4像侧面S8和成像面IMG之间。滤光片L5为用于滤除红外光的红外滤光片,防止红外光到达成像透镜组100的成像面IMG,从而防止红外光干扰正常成像,保护玻璃临近成像面IMG设置,以保护成像面IMG内的感光元件。滤光片L5和保护玻璃可与各透镜一同装配以作为成像透镜组100中的一部分。例如,在一些实施例中,成像透镜组100中的各透镜安装于镜筒内,滤光片L5和保护玻璃安装于镜筒的像端。
在另一些实施例中,滤光片L5和保护玻璃并不属于成像透镜组100的元件,此时滤光片L5和保护玻璃可以在成像透镜组100与感光元件装配成摄像模组时,一并安装至成像透镜组100与感光元件之间。在一些实施例中,滤光片L5也可设置在第一透镜L1的物侧。另外,在一些实施例中也可不设置滤光片L5,而是通过在第一透镜L1至第四透镜L4中的至少一个透镜的物侧面或像侧面上设置红外滤光膜,以实现滤除红外光的作用。
本申请实施例的成像透镜组100,通过设置成像透镜组100包括具有曲折力的四片透镜,通过优化各透镜的面形、光焦度、厚度、材料等参数,将四片透镜的面型合理搭配,有利于在压缩成像透镜组100光学总长以满足轻薄化设计的前提下,还满足长焦摄像需求,同时降低成像透镜组100的F数,使成像透镜组100的拍摄画面更明亮清晰,以及提高成像透镜组100的分辨率,降低成像透镜组100的色差、畸变、像散、场曲等像差。
以下将参照附图及表格,结合具体数值介绍本技术方案的成像透镜组100在各具体实施方式中的组装结构以及对应的实施结果。
各实施例中示出的标记意义如下所示。
S1、S3、S5、S7、S9分别为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和滤光片L5物侧面的编号,S2、S4、S6、S8、S10分别为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和滤光片L5像侧面的编号。
当第一透镜L1至第四透镜L4的物侧面或像侧面为偶次非球面时,则偶次非球面满足数学式1的非球面公式:
数学式1:
其中,K为圆锥常数(Conic Conant),“A4”、“A6”、“A8”、“A10”、“A12”分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶非球面系数;r为非球面上任一点至光轴H的距离;c为非球面顶点处的近光轴H曲率;Z为非球面沿光轴H方向在高度为r的位置时,距离非球面顶点的距离的矢量高度。
实施例一
本实施例中的成像透镜组100的结构示意图参照图1所示,成像透镜组100包括沿光轴H由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以及滤光片L5,成像面IMG位于滤光片L5远离第四透镜L4的一侧,感光元件的有效像素区域位于成像面IMG上。光阑ST设于第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间。第一透镜L1至第四透镜L4均为塑料非球面透镜,滤光片L5为红外滤光片,红外滤光片的材质为玻璃。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面,第一透镜L1物侧面S1于圆周处为凸面、像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于近光轴H处均为凸面,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于圆周处均为凸面。
第三透镜L3具有正曲折力,第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面,第三透镜L3物侧面S5于圆周处为凹面、像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4具有负曲折力,第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面,第四透镜L4物侧面S7于圆周处为凹面、像侧面S8于圆周处为凸面。
实施例一中成像透镜组100的折射率和阿贝数以波长为587.6nm的光线为参考,成像透镜组100的有效焦距以555nm的光线为参考,成像透镜组100的相关参数如表1所示。其中,f为成像透镜组100的有效焦距,FNO为光圈值,FOV为成像透镜组100的最大视场角,TTL为成像透镜组100的光学总长,曲率半径、厚度、有效焦距的单位均为毫米。
表1
根据表1中的参数得出本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表2所示。
表2
根据表2中结果可知,本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(14)。
实施例一中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表3所示。
表3
图2中的(A)图、(B)图和(C)图分别为实施例一中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场,图2中(A)图给出的波长分别在650.00nm、610.00nm、555.00nm、510.00nm以及470.00nm时,不同视场的焦点偏移均在±0.025毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,图2中(B)图给出的像散曲线表示波长在555.00nm时,弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.05毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率,纵坐标表示像高,由图2中(C)图给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变率在±25%以内,说明本实施例中成像透镜组100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图2可知,实施例一中给出的成像透镜组100能够实现良好的成像效果。
实施例二
本实施例中的成像透镜组100的结构示意图参照图3所示,成像透镜组100包括沿光轴H由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以及滤光片L5,成像面IMG位于滤光片L5远离第四透镜L4的一侧,感光元件的有效像素区域位于成像面IMG上。光阑ST设于第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间。第一透镜L1至第四透镜L4均为塑料非球面透镜,滤光片L5为红外滤光片,红外滤光片的材质为玻璃。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面,第一透镜L1物侧面S1于圆周处为凸面、像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于近光轴H处均为凸面,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于圆周处均为凸面。
第三透镜L3具有正曲折力,第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面,第三透镜L3物侧面S5于圆周处为凹面、像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4具有负曲折力,第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面,第四透镜L4物侧面S7于圆周处为凹面、像侧面S8于圆周处为凸面。
实施例二中成像透镜组100的折射率和阿贝数以波长为587.6nm的光线为参考,成像透镜组100的有效焦距以555nm的光线为参考,成像透镜组100的相关参数如表4所示。其中,f为成像透镜组100的有效焦距,FNO为光圈值,FOV为成像透镜组100的最大视场角,TTL为成像透镜组100的光学总长,曲率半径、厚度、有效焦距的单位均为毫米。
表4
根据表4中的参数得出本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表5所示。
表5
根据表5中结果可知,本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(14)。
实施例二中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示。
表6
图4中的(A)图、(B)图和(C)图分别为实施例二中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场,图4中(A)图给出的波长分别在650.00nm、610.00nm、555.00nm、510.00nm以及470.00nm时,不同视场的焦点偏移均在±0.025毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,图4中(B)图给出的像散曲线表示波长在555.00nm时,弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.05毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率,纵坐标表示像高,由图4中(C)图给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变率在±25%以内,说明本实施例中成像透镜组100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图4可知,实施例二中给出的成像透镜组100能够实现良好的成像效果。
实施例三
本实施例中的成像透镜组100的结构示意图参照图5所示,成像透镜组100包括沿光轴H由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以及滤光片L5,成像面IMG位于滤光片L5远离第四透镜L4的一侧,感光元件的有效像素区域位于成像面IMG上。光阑ST设于第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间。第一透镜L1至第四透镜L4均为塑料非球面透镜,滤光片L5为红外滤光片,红外滤光片的材质为玻璃。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,第一透镜L1物侧面S1和像侧面S2于近光轴H处均为凹面,第一透镜L1物侧面S1于圆周处为凸面、像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,第二透镜L2物侧面S3于近光轴H处为凹面、像侧面S4于近光轴H处为凸面,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于圆周处均为凸面。
第三透镜L3具有正曲折力,第三透镜L3物侧面S5于近光轴H处为凹面、像侧面S6于近光轴H处为凸面,第三透镜L3物侧面S5和像侧面S6于圆周处均为凹面。
第四透镜L4具有负曲折力,第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面,第四透镜L4物侧面S7于圆周处为凹面、像侧面S8于圆周处为凸面。
实施例三中成像透镜组100的折射率和阿贝数以波长为587.6nm的光线为参考,成像透镜组100的有效焦距以555nm的光线为参考,成像透镜组100的相关参数如表7所示。其中,f为成像透镜组100的有效焦距,FNO为光圈值,FOV为成像透镜组100的最大视场角,TTL为成像透镜组100的光学总长,曲率半径、厚度、有效焦距的单位均为毫米。
表7
根据表7中的参数得出本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表8所示。
表8
根据表8中结果可知,本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(14)。
实施例三中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表9所示。
表9
图6中的(A)图、(B)图和(C)图分别为实施例三中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场,图6中(A)图给出的波长分别在650.00nm、610.00nm、555.00nm、510.00nm以及470.00nm时,不同视场的焦点偏移均在±0.05毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,图6中(B)图给出的像散曲线表示波长在555.00nm时,弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.2毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率,纵坐标表示像高,由图6中(C)图给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变率在±25%以内,说明本实施例中成像透镜组100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图6可知,实施例三中给出的成像透镜组100能够实现良好的成像效果。
实施例四
本实施例中的成像透镜组100的结构示意图参照图7所示,成像透镜组100包括沿光轴H由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以及滤光片L5,成像面IMG位于滤光片L5远离第四透镜L4的一侧,感光元件的有效像素区域位于成像面IMG上。光阑ST设于第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间。第一透镜L1至第三透镜L3均为塑料非球面透镜,第四透镜L4为塑料Qcon非球面透镜,滤光片L5为红外滤光片,红外滤光片的材质为玻璃。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,第一透镜L1物侧面S1和像侧面S2于近光轴H处均为凹面,第一透镜L1物侧面S1于圆周处为凸面、像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于近光轴H处均为凸面,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于圆周处均为凸面。
第三透镜L3具有正曲折力,第三透镜L3物侧面S5和像侧面S6于近光轴H处均为凸面,第三透镜L3物侧面S5于圆周处为凹面、像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4具有负曲折力,第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面,第四透镜L4物侧面S7于圆周处为凹面、像侧面S8于圆周处为凸面。
实施例四中成像透镜组100的折射率和阿贝数以波长为587.6nm的光线为参考,成像透镜组100的有效焦距以555nm的光线为参考,成像透镜组100的相关参数如表10所示。其中,f为成像透镜组100的有效焦距,FNO为光圈值,FOV为成像透镜组100的最大视场角,TTL为成像透镜组100的光学总长,曲率半径、厚度、有效焦距的单位均为毫米。
表10
根据表10中的参数得出本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表11所示。
表11
根据表11中结果可知,本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(14)。
实施例四中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表12所示。
表12
图8中的(A)图、(B)图和(C)图分别为实施例四中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场,图8中(A)图给出的波长分别在650.00nm、610.00nm、555.00nm、510.00nm以及470.00nm时,不同视场的焦点偏移均在±0.05毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,图8中(B)图给出的像散曲线表示波长在555.00nm时,弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.5毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率,纵坐标表示像高,由图8中(C)图给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变率在±25%以内,说明本实施例中成像透镜组100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图8可知,实施例四中给出的成像透镜组100能够实现良好的成像效果。
实施例五
本实施例中的成像透镜组100的结构示意图参照图9所示,成像透镜组100包括沿光轴H由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以及滤光片L5,成像面IMG位于滤光片L5远离第四透镜L4的一侧,感光元件的有效像素区域位于成像面IMG上。光阑ST设于第一透镜L1的像侧面S2与第二透镜L2的物侧面S3之间。第一透镜L1至第四透镜L4均为塑料非球面透镜,滤光片L5为红外滤光片,红外滤光片的材质为玻璃。
其中,第一透镜L1具有负曲折力,第一透镜L1物侧面S1于近光轴H处为凸面、像侧面S2于近光轴H处为凹面,第一透镜L1物侧面S1于圆周处为凸面、像侧面S2于圆周处为凹面。
第二透镜L2具有正曲折力,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于近光轴H处均为凸面,第二透镜L2物侧面S3和像侧面S4于圆周处均为凸面。
第三透镜L3具有正曲折力,第三透镜L3物侧面S5和像侧面S6于近光轴H处均为凸面,第三透镜L3物侧面S5于圆周处为凹面、像侧面S6于圆周处为凸面。
第四透镜L4具有负曲折力,第四透镜L4物侧面S7于近光轴H处为凸面、像侧面S8于近光轴H处为凹面,第四透镜L4物侧面S7于圆周处为凹面、像侧面S8于圆周处为凸面。
实施例五中成像透镜组100的折射率和阿贝数以波长为587.6nm的光线为参考,成像透镜组100的有效焦距以555nm的光线为参考,成像透镜组100的相关参数如表13所示。其中,f为成像透镜组100的有效焦距,FNO为光圈值,FOV为成像透镜组100的最大视场角,TTL为成像透镜组100的光学总长,曲率半径、厚度、有效焦距的单位均为毫米。
表13
根据表13中的参数得出本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果如表14所示。
表14
根据表14中结果可知,本实施例中成像透镜组100各透镜相关参数之间的数值关系计算结果分别一一对应满足条件式(1)至条件式(14)。
实施例五中各透镜的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表15所示。
表15
图10中的(A)图、(B)图和(C)图分别为实施例五中球差曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图。
球差曲线图的横坐标表示焦点偏移、纵坐标表示归一化视场,图10中(A)图给出的波长分别在650.00nm、610.00nm、555.00nm、510.00nm以及470.00nm时,不同视场的焦点偏移均在±0.025毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的球差较小、成像质量较好。
像散曲线图横坐标表示焦点偏移,纵坐标表示像高,图10中(B)图给出的像散曲线表示波长在555.00nm时,弧矢像面和子午像面的焦点偏移均在±0.08毫米以内,说明本实施例中成像透镜组100的像散较小、成像质量较好。
畸变曲线图横坐标表示畸变率,纵坐标表示像高,由图10中(C)图给出的畸变曲线表示波长在555.00nm时的畸变率在±12.5%以内,说明本实施例中成像透镜组100的畸变得到了较好的矫正、成像质量较好。
根据图10可知,实施例五中给出的成像透镜组100能够实现良好的成像效果。
本申请实施例还提供了一种摄像模组200,如图11所示,摄像模组200包括感光元件210和如上所述的成像透镜组100,感光元件210设于成像透镜组100的成像面IMG内,以接收由成像透镜组100形成的图像的光线。
本申请实施例还提供了一种电子设备300,如图12所示,电子设备300包括固定件310以及如上所述的摄像模组200,摄像模组200安装在固定件310上用以获取图像。固定件310可以为电路板、中框、保护壳体等部件。电子设备300可以为但不限于智能手机、智能手表、电子书、阅读器、车载摄像设备、监控设备、医疗设备、平板电脑、生物识别设备PDA(Personal DigitalAssiant,个人数字助理)、无人机等。以电子设备300为手机为例,摄像模组200可安装手机的壳体内,如图12所示,为摄像模组200安装于手机壳体的主视图。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种成像透镜组,其特征在于,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
具有负曲折力的第一透镜,所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
具有正曲折力的第二透镜,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有正曲折力的第三透镜,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
具有负曲折力的第四透镜;
所述成像透镜组具有曲折力的透镜的数量为四片;
所述成像透镜组满足条件式:154deg/mm≤FOV/SD11≤243 deg/mm,其中,FOV为所述成像透镜组的最大视场角,SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径的一半。
2.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:2.1≤f/SD11≤3.5;其中,f为所述成像透镜组的有效焦距。
3.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:0.9≤ET1/CT1≤1.1,其中,CT1为所述第一透镜于光轴上的厚度,ET1为所述第一透镜的物侧面的最大有效口径处至所述第一透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴方向的距离。
4.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:1.8≤TTL/f≤2.2,其中,TTL为所述第一透镜的物侧面到所述成像透镜组的成像面于光轴上的距离,f为所述成像透镜组的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:-4.3≤f1/f≤-1.9;其中,f1为所述第一透镜的有效焦距,f为所述成像透镜组的有效焦距。
6.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,
所述成像透镜组满足条件式:0.8≤f2/f≤1.2,其中,f2为所述第二透镜的有效焦距,f为所述成像透镜组的有效焦距;
所述成像透镜组满足条件式:1.3≤|f4/f|≤19,其中,f4为所述第四透镜的有效焦距,f为所述成像透镜组的有效焦距。
7.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:1.2≤R41/R42≤2.1,其中,R41为所述第四透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,R42为所述第四透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的成像透镜组,其特征在于,所述成像透镜组满足条件式:1≤CT4/|SAG41|≤19;其中,CT4为所述第四透镜于光轴上的厚度,SAG41为所述第四透镜的物侧面与光轴的交点至所述第四透镜的物侧面的最大有效半径处于光轴方向的位移量。
9.一种摄像模组,其特征在于,包括感光元件以及如权利要求1-8中任一项所述的成像透镜组;所述感光元件设于所述成像透镜组的成像面内,以接收由所述成像透镜组形成的图像的光线。
10.一种电子设备,其特征在于,包括固定件以及如权利要求9所述的摄像模组,所述摄像模组安装于所述固定件。
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