CN115437105A

CN115437105A - 光学镜头及电子设备

Info

Publication number: CN115437105A
Application number: CN202110622414.8A
Authority: CN
Inventors: 杨佳; 徐超; 张俊明
Original assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-12-06

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从第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，其第二侧面为凸面；具有正光焦度的第二透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其第一侧面为凹面，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。

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

随着光学镜头成像质量的提高，光学镜头在各领域中得到了广泛应用，例如，光学镜头在智能检测、安防监控、智能手机以及汽车辅助驾驶等多种领域中均发挥着不可替代的作用。与此同时，各大领域的镜头生产商为了提高自身产品的竞争力，开始不遗余力地在镜头性能的研发上投入大量时间和精力。

近年来随着汽车辅助驾驶系统的高速发展，光学镜头在汽车上的应用越来越广泛，用户对镜头小型化的要求越来越突出。目前，市场上为了提高镜头的成像质量，多采用增加透镜的片数的方式，但是，多片数的镜头结构会增加镜头的体积和重量。另外，多片数的镜头结构还会带来成本上升的问题，同时还会严重影响镜头的小型化。

此外，出于安全性考虑，在一些恶劣环境中应用的镜头，如何使镜头在温差较大的环境下使用时仍可以保持较好的成像性能；出于安装空间的考虑，在一些安装空间受限制的领域中应用的镜头，如何使镜头便于与其他部件合理搭配，已经成为了目前各大领域的镜头生产商研发的方向。

发明内容

本申请提供一种光学镜头，该光学镜头沿光轴从第一侧到第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，其第二侧面为凸面；具有正光焦度的第二透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其第一侧面为凹面，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。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面为凸面。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的第二侧面为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的第二侧面为凸面。

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EPND可满足：F/EPND≤1.5。

在一个实施方式中，光学镜头的总长度TTL与光学镜头的总有效焦距F可满足：TTL/F≤4.5。

在一个实施方式中，光学镜头的总长度TTL、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：TTL/H/FOV≤0.3。

在一个实施方式中，光学镜头的后焦长度BFL与第一透镜的第一侧面的中心至第四透镜的第二侧面的中心在光轴上的距离TL可满足：BFL/TL≥0.15。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：D/H/FOV≤0.1。

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≤70。

在一个实施方式中，光学镜头的后焦长度BFL与光学镜头的总长度TTL可满足：BFL/TTL≥0.1。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角对应的第二透镜的第一侧面的最大通光口径处的矢高sag4与光学镜头的最大视场角对应的第二透镜的第二侧面的最大通光口径处的矢高sag5可满足：0.5≤sag4/sag5≤2.5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角对应的第三透镜的第一侧面的最大通光口径处的矢高sag6与光学镜头的最大视场角对应的第三透镜的第二侧面的最大通光口径处的矢高sag7可满足：0.2≤sag6/sag7≤2.2。

在一个实施方式中，光学镜头还包括设置在第一侧与第一透镜之间的光阑，其中，光阑的中心至光学镜头的第二侧面在光轴上的距离L、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角对应的像高H以及光学镜头的总长度TTL可满足：FOV×H/L/TTL≤0.7。

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：0.5≤|F×tan(FOV/2)/(H/2)|≤2。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的总长度TTL可满足：TTL/H≤7。

在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距F1与光学镜头的总有效焦距F可满足：F1/F≥1.5。

在一个实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与光学镜头的总有效焦距F可满足：F2/F≥1.8。

在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与光学镜头的总有效焦距F可满足：F3/F≥1.8。

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≤1.95。

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第一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以及光学镜头的总有效焦距F可满足：D/H/F≤0.3。

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≥2。

在一个实施方式中，光学镜头还包括设置在第一侧与第一透镜之间的光阑，其中，光阑的中心至第一透镜的第一侧面的中心在光轴上的距离d0与光学镜头的总长度TTL可满足：0≤d0/TTL≤0.3。

在一个实施方式中，第二透镜和第三透镜的组合焦距F23与光学镜头的总有效焦距F可满足：F23/F≥1.8。

在一个实施方式中，光学镜头还包括设置在第一侧与第一透镜之间的光阑，其中，光学镜头的后焦长度BFL与光阑的中心至第四透镜的第二侧面的中心在光轴上的距离SL可满足：BFL/SL≥0.15。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角对应的像高H可满足：D/H/tan(FOV)≤5.5。

本申请另一方面提供了一种光学镜头。该光学镜头沿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；具有正光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；以及具有正光焦度的第四透镜；光学镜头的总有效焦距F与光学镜头的入瞳直径EPND可满足：F/EPND≤1.5。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

在一个实施方式中，第一透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面。

在一个实施方式中，第二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，第三透镜的第一侧面为凹面，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，第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

本申请另一方面提供了一种电子设备。该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，使光学镜头具有小型化、高解像、小CRA、小FNO、后焦长、大光圈、低成本、高成像品质等至少一个有益效果。

附图说明

结合附图，通过以下实施方式的详细描述，本实用申请的其它特征、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；

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；

图7为示出根据本申请实施例7的光学镜头的结构示意图；以及

图8为示出根据本申请实施例8的光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。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。每个透镜最靠近第一侧的表面称为该透镜的第一侧面，每个透镜最靠近成第二侧的表面称为该透镜的第二侧面，光学镜头中最靠近成第二侧的表面称为该光学镜头的第二侧面。示例性地，第一侧可为物方，第二侧可为像方；或者，第一侧可为成像侧，第二侧可为像源侧。

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，本申请提供的光学镜头可用作例如车载镜头，此时，该光学镜头的第一侧可为物方，第二侧可为像方。来自物方的光线可在像方成像。光学镜头的第二侧面为光学镜头的成像面。

在示例性实施方式中，本申请提供的光学镜头可用作例如投影镜头或激光雷达发射端镜头，此时，该光学镜头的第二侧可为像源侧，第一侧可为成像侧。来自像源侧的光线可在成像侧成像。光学镜头的第二侧面为光学镜头的像源面。

在示例性实施方式中，光学镜头还可进一步包括设置于第二侧面的感光元件。可选地，设置于第二侧面的感光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)。

在示例性实施方式中，第一透镜可具有正光焦度。第一透镜可具有凸凸面型或凹凸面型。第一透镜的这种光焦度和面型设置，有利于第一透镜收集更多的光线进入后方光学系统，有利于增加光学镜头的光通量。优选地，第一透镜可具有较大的焦距，有利于光线平缓过渡至镜头后方，有利于在实现小FNO的同时还可以提高解像质量。

在示例性实施方式中，第二透镜可具有正光焦度。第二透镜可具有凸凹面型。第二透镜的这种光焦度和面型设置，有利于使第二透镜具有较大的焦距，有利于收集光线，使光线走势平稳过渡，同时有利于使大角度光线尽可能多地射入第二透镜，提升照度。

在示例性实施方式中，第三透镜可具有正光焦度。第三透镜可具有凹凸面型。第三透镜的这种光焦度和面型设置，有利于使第三透镜具有较大的焦距，有利于进一步调整入射光线角度，平缓过渡周边光线，有利于降低第三透镜的敏感度，提高成像质量。

在示例性实施方式中，第四透镜可具有正光焦度。第四透镜可具有凸凹面型或凸凸面型。第四透镜的这种光焦度和面型设置，有利于使第四透镜具有较小的焦距，有利于汇聚入射至第四透镜的光线，可有效减小镜头的CRA等，使镜头更加适应于弱光环境下的使用，同时有利于提高镜头解像能力。

在示例性实施方式中，第一侧与第一透镜之间可设置有用于限制光束的光阑以进一步提高光学镜头的成像质量。将光阑设置在第一侧与第一透镜之间，有利于对进入光学镜头的光线进行有效的收束，减小镜片口径；有利于后续在光路中添加折转光路器件；以及有利于本申请提供的光学镜头与其他镜头组相配合。在本申请实施方式中，光阑可设置在第一透镜的第一侧面的附近处。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，本申请涉及的光学镜头的总长度TTL，具体地，当光学镜头中设置有光阑时，若光阑位于第一侧与第一透镜之间，TTL为光阑的中心至光学镜头的第二侧面在光轴上的距离，否则TTL为第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的第二侧面在光轴上的距离。本申请涉及的光学镜头的后焦长度BFL可为第四透镜的第二侧面的中心至光学镜头的第二侧面在光轴上的距离。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F/EPND≤1.5，其中，F是光学镜头的总有效焦距，EPND是光学镜头的入瞳直径。更具体地，F和EPND进一步可满足：F/EPND≤1.3。满足F/EPND≤1.5，有利于使镜头具有较小的光圈值FNO，以增大进光量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TTL/F≤4.5，其中TTL是光学镜头的总长度，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，TTL和F进一步可满足：TTL/F≤3。满足TTL/F≤4.5，可以有效地限制镜头的总长度，实现镜头小型化。

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≤0.3，其中，TTL是光学镜头的总长度，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角对应的像高。更具体地，TTL、H和FOV进一步可满足：TTL/H/FOV≤0.2。满足TTL/H/FOV≤0.3，有利于在镜头的成像面和像高不变的情况下，有效地限制镜头的长度，有利于实现镜头小型化。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：BFL/TL≥0.15，其中，BFL是光学镜头的后焦长度，TL是第一透镜的第一侧面的中心至第四透镜的第二侧面的中心在光轴上的距离。更具体地，BFL和TL进一步可满足：BFL/TL≥0.18。满足BFL/TL≥0.15，有利于在实现小型化的基础上，使镜头具有较长的后焦长度BFL，有利于镜头的组装。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：D/H/FOV≤0.1，其中，FOV是光学镜头的最大视场角，D是光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的第一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。更具体地，D、H和FOV进一步可满足：D/H/FOV≤0.085。满足D/H/FOV≤0.1，有利于减小前端口径，有利于实现小型化。

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≤70，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，H是光学镜头的最大视场角对应的像高。更具体地，FOV、F和H进一步可满足：(FOV×F)/H≤65。满足(FOV×F)/H≤70，有利于实现短焦、小视场角以及小畸变等特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：BFL/TTL≥0.1，其中，BFL是光学镜头的后焦长度，TTL是光学镜头的总长度。更具体地，BFL和TTL进一步可满足：BFL/TTL≥0.15。满足BFL/TTL≥0.1，有利于在实现小型化的基础上，使镜头具有较长的后焦长度BFL，有利于镜头的组装。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.5≤sag4/sag5≤2.5，其中，sag4是光学镜头的最大视场角对应的第二透镜的第一侧面的最大通光口径处的矢高，sag5是光学镜头的最大视场角对应的第二透镜的第二侧面的最大通光口径处的矢高。更具体地，sag4和sag5进一步可满足：0.7≤sag4/sag5≤2.2。满足0.5≤sag4/sag5≤2.5，有利于光线平稳过渡。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0.2≤sag6/sag7≤2.2，其中，sag6是光学镜头的最大视场角对应的第三透镜的第一侧面的最大通光口径处的矢高，sag7是光学镜头的最大视场角对应的第三透镜的第二侧面的最大通光口径处的矢高。更具体地，sag6和sag7进一步可满足：0.65≤sag6/sag7≤2。满足0.2≤sag6/sag7≤2.2，有利于光线平稳过渡。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：FOV×H/L/TTL≤0.7，其中，L是光阑至光学镜头的第二侧面在光轴上的距离，FOV是光学镜头的最大视场角，H是光学镜头的最大视场角对应的像高，TTL是光学镜头的总长度。更具体地，FOV、H、L和TTL进一步可满足：FOV×H/L/TTL≤0.4。满足FOV×H/L/TTL≤0.7，有利于在保证镜头的视场角和成像面一定的情况下，使镜头具有较小的CRA。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：TTL/H≤7，其中，H是光学镜头的最大视场角对应的像高，TTL是光学镜头的总长度。更具体地，TTL和H进一步可满足：TTL/H≤5。满足TTL/H≤7，可以有效地限制镜头的长度，实现镜头小型化。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F1/F≥1.5，其中，F1是第一透镜的有效焦距，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，F1和F进一步可满足：F1/F≥1.8。满足F1/F≥1.5，有利于使第一透镜具有较长的焦距，有助于光线平缓过渡，降低第一透镜的敏感性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F2/F≥1.8，其中，F2是第二透镜的有效焦距，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，F2和F进一步可满足：F2/F≥2。满足F2/F≥1.8，有利于使第二透镜具有较长的焦距，有助于光线平缓过渡，降低第二透镜的敏感性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F3/F≥1.8，其中，F3是第三透镜的有效焦距，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，F3和F进一步可满足：F3/F≥2。满足F3/F≥1.8，有利于使第三透镜具有较长的焦距，有助于光线平缓过渡，降低第三透镜的敏感性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F4/F≤1.95，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。更具体地，F4和F进一步可满足：F4/F≤1.7。满足F4/F≤1.95，有利于使第四透镜具有较短的焦距，有助于汇聚光线，实现小FNO。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：D/H/F≤0.3，其中，D是光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的第一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，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，D、H和F进一步可满足：D/H/F≤0.2。满足D/H/F≤0.3，有利于在镜头的总有效焦距不变的条件下，使镜头具有大靶面、小口径的特性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F3/F4≥2，其中，F3是第三透镜的有效焦距，F4是第四透镜的有效焦距。更具体地，F3和F4进一步可满足：F3/F4≥2.3。满足F3/F4≥2，有助于光线平缓过渡，有利于提升像质。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：0≤d0/TTL≤0.3，其中，d0是光阑至第一透镜的第一侧面的中心在光轴上的距离，TTL是光学镜头的总长度。更具体地，d0和TTL进一步可满足：0≤d0/TTL≤0.15。满足0≤d0/TTL≤0.3，有利于光阑和各透镜的装配。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：F23/F≥1.8，其中，F23是第二透镜和第三透镜的组合焦距，F是光学镜头的总有效焦距。更具体地，F23和F进一步可满足：F23/F≥2。满足F23/F≥1.8，有利于合理控制第二透镜和第三透镜之间的光线走势，有助于光线平缓过渡，降低第二透镜和第三透镜的敏感性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：BFL/SL≥0.15，其中，BFL是光学镜头的后焦长度，SL是光阑至第四透镜的第二侧面的中心在光轴上的距离。更具体地，BFL和SL进一步可满足：BFL/SL≥0.18。满足BFL/SL≥0.15，有利于使镜头在实现小型化的基础上，具有较长的后焦长度BFL，有利于镜头的组装。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可满足：D/H/tan(FOV)≤5.5，其中，FOV是光学镜头的最大视场角，D是光学镜头的最大视场角对应的第一透镜的第一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。更具体地，D、H和FOV进一步可满足：D/H/tan(FOV)≤4.8。满足D/H/tan(FOV)≤5.5，有利于减小前端口径，有利于实现小型化。

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和/或保护玻璃，以对具有不同波长的光线进行过滤，并防止光学镜头的像方元件(例如，芯片)损坏。

在示例性实施方式中，第一透镜至第四透镜可为球面透镜或非球面透镜。示例性地，第一透镜、第二透镜和第四透镜可为球面透镜；第三透镜可为非球面透镜。第三透镜为非球面透镜，有利于提高镜头解像能力，减小CRA。本申请并不具体限定球面透镜和非球面透镜的具体数量，在重点体现成像质量时，可以增加非球面透镜的数量。特别地，为了提高光学系统的解像质量，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可均为非球面透镜。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校正系统像差，提升解像力。

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4片透镜的情况下，实现光学镜头具有高解像、小CRA、后焦长、小型化、大光圈、小FNO、低成本以及良好的成像质量等至少一个有益效果。该光学镜头的光阑前置、后焦较长、CRA较小，有利于搭载大尺寸的光源或探测器，有利于实现高分辨率，有利于提高镜头的可装配性；同时还有利于大幅缩减小该光学镜头的总长度，实现镜头小型化，便于在一些特殊领域中实现有限空间的装配。

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可均为玻璃透镜。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。例如，全玻璃设计的光学镜头的温度范围较广，可在-40℃～105℃范围内保持稳定的光学性能。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。当然，光学镜头中的第一透镜至第四透镜也可由塑料和玻璃搭配制成。

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描述了根据本申请实施例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为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S2为凸面，第二侧面S3为凸面。第二透镜L2为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S4为凸面，第二侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S6为凹面，第二侧面S7为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S8为凸面，第二侧面S9为凸面。

本申请提供的光学镜头可用作例如车载镜头，此时，来自物体的光依序穿过各表面S1至S9并最终成像在设置于第二侧的成像面上，其中，成像面处设置有图像传感芯片IMA。应理解，本申请提供的光学镜头也可用作例如投影镜头或激光雷达发射端镜头，此时，来自像源侧的光依序穿过各表面S9至S1并最终投射至设置于第一侧的投影面(未示出)上，其中，像源面处设置有图像传感芯片IMA。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第一侧与第一透镜L1之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可设置在第一侧与第一透镜L1之间靠近第一透镜L1的第一侧面S2的位置处。

表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离d(应理解，STOP所在行的厚度/距离d为光阑STO与第一透镜L1之间的间隔距离d0、S2所在行的厚度/距离d为第一透镜L1的中心厚度d1，以此类推)、折射率Nd以及阿贝数Vd。

表1

在实施例1中，第三透镜L3的物侧面S6和像侧面S7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S6和S7的圆锥系数k和高次项系数A4、A6、A8、A10和A12。

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

S6

-2.725E-01

-1.780E-03

1.878E-04

-4.601E-06

1.604E-07

-2.675E-09

S7

-1.752E-01

5.695E-04

2.570E-05

4.168E-06

-2.264E-07

5.949E-09

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。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1相似的描述。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。

表3示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离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

S6

-3.759E-01

-1.773E-03

1.875E-04

-4.620E-06

1.606E-07

-2.813E-09

S7

-2.195E-01

5.602E-04

2.533E-05

4.169E-06

-2.273E-07

5.820E-09

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为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S2为凸面，第二侧面S3为凸面。第二透镜L2为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S4为凸面，第二侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S6为凹面，第二侧面S7为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S8为凸面，第二侧面S9为凹面。

表5示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离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

S6

-1.788E+00

-7.999E-04

5.460E-05

4.990E-07

-8.772E-08

2.182E-09

S7

-3.698E-01

6.476E-04

-9.553E-06

3.798E-06

-1.821E-07

3.303E-09

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。

表7示出了实施例4的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离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

S6

-1.548E+00

-7.930E-04

5.485E-05

4.911E-07

-8.811E-08

2.191E-09

S7

-3.329E-01

6.525E-04

-9.279E-06

3.788E-06

-1.822E-07

3.309E-09

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为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S2为凹面，第二侧面S3为凸面。第二透镜L2为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S4为凸面，第二侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S6为凹面，第二侧面S7为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其第一侧面S8为凸面，第二侧面S9为凸面。

表9示出了实施例5的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离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

S6

-8.036E-02

-1.464E-03

9.429E-05

-1.461E-06

2.534E-08

6.687E-10

S7

-2.098E-01

1.121E-04

-1.889E-05

4.050E-06

-1.524E-07

2.384E-09

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。

表11示出了实施例6的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离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

S6

-7.938E-02

-1.463E-03

9.420E-05

-1.463E-06

2.541E-08

6.756E-10

S7

-2.100E-01

1.116E-04

-1.891E-05

4.049E-06

-1.524E-07

2.385E-09

表12

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为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S2为凹面，第二侧面S3为凸面。第二透镜L2为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S4为凸面，第二侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凹凸透镜，其第一侧面S6为凹面，第二侧面S7为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的凸凹透镜，其第一侧面S8为凸面，第二侧面S9为凹面。

表13示出了实施例7的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表14示出了可用于实施例7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13

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

S6

-1.528E+00

-9.264E-04

2.952E-05

1.484E-06

-6.690E-08

8.588E-10

S7

-1.448E-01

7.104E-04

-1.946E-05

4.477E-06

-1.776E-07

2.937E-09

表14

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。

表15示出了实施例8的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度/距离d、折射率Nd以及阿贝数Vd。表16示出了可用于实施例8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15

面号

k

A4

A6

A8

A10

A12

S6

-1.595E+00

-8.930E-04

2.752E-05

1.341E-06

-6.369E-08

8.719E-10

S7

-2.140E-01

7.690E-04

-2.581E-05

4.534E-06

-1.721E-07

2.653E-09

表16

综上，实施例1至实施例8分别满足以下表17-1和表17-2所示的关系。在表17-1和表17-2中，F、ENPD、TTL、H、BFL、SL、TL、d0、L、D、R4、R5、sag4、sag5、sag6、sag7、F1、F2、F3、F4、F23的单位为毫米(mm)，FOV的单位为度(°)。

表17-1

表17-2

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。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

1.光学镜头，其特征在于，所述光学镜头沿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，其第二侧面为凸面；

具有正光焦度的第二透镜，其第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；

具有正光焦度的第三透镜，其第一侧面为凹面，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。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的第一侧面为凸面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的第一侧面为凹面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的第二侧面为凹面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的第二侧面为凸面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，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EPND满足：F/EPND≤1.5。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的总长度TTL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：TTL/F≤4.5。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的总长度TTL、所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角对应的像高H满足：TTL/H/FOV≤0.3。

9.光学镜头，其特征在于，所述光学镜头沿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；

具有正光焦度的第二透镜；

具有正光焦度的第三透镜；以及

具有正光焦度的第四透镜；

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EPND满足：F/EPND≤1.5。

10.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项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。