CN115728907A - 光学镜头、摄像头模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光学镜头、摄像头模组和电子设备。该光学镜头包括自物侧至像侧按序排列的第一镜片和第二镜片,第一镜片的物侧面和第二镜片的物侧面均为凸面;第一镜片的阿贝数为vd1,60≤vd1≤90;第二镜片的折射率为nd2,1.65≤nd2≤2;第一镜片折射率为nd1,0.2≤nd2‑nd1≤0.5;第二镜片的阿贝数为vd2,40<vd1‑vd2;光学镜头的光学总长为TTL,光学镜头的半像高为IH,0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。本申请能够保证光学镜头的拍摄效果的同时获得小尺寸的光学总长。
Description
技术领域
本申请实施方式涉及镜头领域,具体涉及一种光学镜头、摄像头模组和电子设备。
背景技术
随着人们对镜头拍摄场景的要求越来越多元和复杂,镜头需要满足在不同的场景下均能够完成高质量的拍摄效果。移动终端等电子设备的薄型化亦为发展趋势,以手机为例,应用在超薄手机中的光学镜头,需要具有较小的光学总长。如何在保证光学镜头的拍摄效果的同时获得小尺寸的光学总长,为业界发展的趋势。
发明内容
本申请实施方式提供一种光学镜头、包括所述光学镜头的摄像头模组、以及包括所述摄像头模组的电子设备,旨在保证光学镜头的拍摄效果的同时获得小尺寸的光学总长。
第一方面,本申请提供一种光学镜头,光学镜头包括沿光轴方向自物侧至像侧按序排列的第一镜片和第二镜片,所述第一镜片的物侧面和所述第二镜片的物侧面均为凸面,具体地,所述第一镜片的物侧面和所述第二镜片的物侧面于近光轴处均为凸面,第一镜片和第二镜片的物侧面为凸面的设置均有利于光学镜头大光圈、小型化的设计且有利于提高光学镜头的成像质量。所述第一镜片的阿贝数为vd1,60≤vd1≤90;所述第二镜片的折射率为nd2,1.65≤nd2≤2;所述第一镜片折射率为nd1,0.2≤nd2-nd1≤0.5;所述第二镜片的阿贝数为vd2,40<vd1-vd2;所述光学镜头的光学总长为TTL,所述光学镜头的半像高为IH,0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。
本申请提供一种具备良好成像品质的超薄型光学镜头,在本实施方式中,通过定义第一镜片和第二镜片的折射率和阿贝数,获得了超低TTL。TTL/(2*IH)用于表示TTLratio(光学总长比率),可以理解为,通过光学镜头的光学总长与光学镜头半像高的比值的一半来表达光学镜头的光学总长比率,TTL ratio被用来评价光学镜头的设计难易程度的指标。目前已有的光学镜头,其主摄TTL ratio均大于0.6。而本申请可以做到0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。本申请实例子提供的光学镜头的光学总长能够较短,以使得光学镜头能够适用于薄型化的电子设备内。
一种可能的实现方式中,0.52≤TTL/(2*IH)≤0.58。本方案限定光学总长和光学镜头的半像高的比值范围在0.52至0.58之间,其好处在于:在目前的加工制作水平的基础上,本方案能够在保证基本像高需求及光学总长较小的情况下,同时容易满足量产需求及可加工性的光学镜头。可以理解的是,当光学总长和光学镜头的半像高的比值范围在0.45至0.52之间的范围,光学总长确实很低,但是,对生产制作工艺的要求也是非常严格的。随着科技的发展、加工制作水平的提升,本申请可以实现光学总长和光学镜头的半像高的比值范围在0.45至0.52之间的范围。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头满足:0<f1/f≤1.2,其中,f1为所述第一镜片的焦距,f为所述光学镜头的焦距。本方案定义了第一镜片的焦距与整体成像光学镜头的焦距的关系式,能够实现:有效平衡光学镜头的球差及场曲量。具体而言,本实施方式中通过限定第一镜片的焦距与光学镜头的焦距的比值,即对光学镜头的多个镜片的光焦度进行一定的合理分配,从而合理控制第一镜片的光焦度,有利于提高光学镜头的成像质量。第一镜片为正光焦度,能有效汇聚光线,通过限定第一镜片的焦距与光学镜头的焦距的比值能够缩短光学总长,使得光学镜头适用于薄型化的电子设备。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头满足:0.4≤f1/f2≤0,其中,f1为所述第一镜片的焦距,f2为所述第二镜片的焦距。本方案定义了第一镜片的焦距与第二镜片的焦距的关系,通过组合控制第一镜片和第二镜片的焦距,能够实现:有效降低光学镜头的公差敏感性,即优化敏感度,提升光学镜头的成像品质。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头满足:1.55≤F#≤2.1,其中,F#为所述光学镜头的光圈值。本方案提供一种大光圈的光学镜头,能够满足光学镜头的进光量,提升拍摄效果。本方案通过限定光圈数的范围实现大光圈的技术效果。光圈数值越小,光圈越大。在上述光学镜头的结构下,本实施方式中光学镜头的光圈数能够满足在较小的范围内,以使光学镜头具有较大的光圈,大光圈有利于增大通光量且能够减小景深,增大通光量有利于光学镜头在较暗的环境下也能够很好的拍摄成像,减小景深有利于实现背景虚化的拍摄效果,在进行人像拍摄或者远距离拍摄时等场景时,采用本实施方式中的光学镜头可以实现背景虚化以突出被摄主体的拍摄效果,能够满足用户日益增长的拍摄需求。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头还包括沿光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列多个镜片,最邻近所述像侧的所述镜片具有负光焦度。本方案通过最靠近像侧的镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
一种可能的实现方式中,光学镜头包括八片镜片,所述光学镜头还包括沿光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列的第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片,所述第三镜片和所述第四镜片均具有负光焦度;
所述光学镜头满足:-0.2<f(f3+f4)/(f3*f4)<0;
其中,f3为所述第三镜片的焦距,f4为所述第四镜片的焦距,f为所述光学镜头的焦距。
本方案通过限定镜片的数量,以及合理分配第三镜片和第四镜片的焦距,以及通过第三镜片的焦距、第四镜片的焦距及所述光学镜头的焦距之间的关系式的定义,实现获得较好的成像品质。
一种可能的实现方式中,所述第五镜片、所述第六镜片和所述第七镜片均具有正光焦度,所述第八镜片具有负光焦度。本方案通过第五镜片为正光焦度的设计,能提高光学镜头性能,通过第八镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,本方案在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
一种可能的实现方式中,光学镜头包括七片镜片,所述光学镜头还包括沿光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列的第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片和第七镜片,所述第三镜片具有负光焦度,所述光学镜头满足:-0.4<f/f3<0,其中,f3为所述第三镜片的焦距,f为所述光学镜头的焦距。本方案通过限定镜片的数量,以及合理分配第三镜片的焦距,以及通过第三镜片的焦距及所述光学镜头的焦距之间的关系式的定义,实现获得较好的成像品质。
一种可能的实现方式中,所述第四镜片、所述第五镜片和所述第六镜片均具有正光焦度,所述第七镜片具有负光焦度。本方案通过第四镜片、第五镜片和第六镜片为正光焦度的设计,能提高光学镜头性能,通过第七镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,本方案在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
具体而言,一种实施方式中,相邻的镜片之间不设置其它光学元件,在第八镜片的像侧还可以设置IR玻璃,即IR镜头、红外镜头,用于消除可见光和红外光的焦面偏移,因此从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面成像,使图像都能清晰,可以用于夜景拍摄。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头满足:|vd2-vd3|<25,其中,vd2为所述第二镜片的阿贝数,vd3为所述第三镜片的阿贝数。本方案通过限定第二镜片的阿贝数和第三镜片的阿贝数之间的关系,能够实现:有利于像质校正。
一种可能的实现方式中,所述光学镜头满足:1<d2(R3+R4)/(R3-R4)<5,其中,d2为所述第二镜片的中心厚度,即第二镜片沿光轴方向在光轴位置处的厚度,R3为所述第二镜片的物侧面的曲率半径,R4为所述第二镜片的像侧面的曲率半径。本方案通过限定第二镜片的厚度、第二镜片的物侧面的曲率半径、第二镜片的像侧面的曲率半径之间的关系,限定了第二镜片的形状,满足此光学式的第二镜片有利于实现在超低TTL的基础上获得较佳像质。
第二方面,本申请实施试方式提供一种摄像头模组,摄像头模组包括感光元件和第一方面任意一种可能的实施方式所述的光学镜头,所述感光元件位于所述光学镜头的像侧,光线经所述光学镜头后投射至所述感光元件,感光元件用于将光信号转换为电信号,即将投射在感光元件上的光线转化成图像信号。由于本申请实施例提供的光学镜头具有超低的光学总长,使得本申请提供的摄像头模组在满足摄像性能的情况下,也能够实现超薄的设计。
第三方面,本申请实施试方式提供一种电子设备,电子设备包括图像处理器和第二方面所述的摄像头模组,所述图像处理器与所述摄像头模组的感光元件通信连接(例如电连接),其中,连接可以是直接连接,也可以是通过其他部件(例如模数转换器等)的间接连接。所述摄像头模组用于获取图像信号并将所述图像信号输入到所述图像处理器中,所述图像处理器用于对输出其中的所述图像信号进行处理。本申请提供的电子设备容易实现薄型化的设计,亦具优质的拍照效果,具有良好的客户体验感。
附图说明
图1为本申请一种实施方式的电子设备的结构示意图。
图2为本申请另一种实施方式的电子设备的结构示意图。
图3为图2所示的电子设备的成像原理示意图。
图4为本申请第一种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图5为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图6为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图7为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
图8为本申请第二种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图9为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图10为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图11为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
图12为本申请第三种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图13为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图14为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图15为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
图16为本申请第四种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图17为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图18为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图19为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
图20为本申请第五种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图21为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图22为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图23为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
图24为本申请第六种实施方式提供的光学镜头的结构示意图。
图25为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。
图26为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。
图27为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。
具体实施方式
为方便理解,在结合附图对本申请各个实施例进行描述前,先对本申请所涉及的技术术语进行解释和描述。
焦距(focal length,简称f),也称为焦长,是光学镜头中衡量光的聚集或发散的度量方式,指无限远的景物通过镜片或镜片组在焦平面结成清晰影像时,镜片或镜片组的光学中心至焦平面的垂直距离。
光阑,是指在光学镜头中对光束起着限制作用的实体。它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面,限制光束或限制视场(成像范围)大小。光学镜头中限制光束最多的光阑,称为孔径光阑,限制视场(大小)最多的光阑,称为视场光阑。由上可知,孔径光阑和视场光阑两者都是实物。决定光学镜头的孔径光阑的一般规则是:从物点看光阑或光阑的像,由其中张角最小的那一个,来决定光学镜头的孔径光阑。如果张角最小的是某光阑的像,则该光阑本身就是孔径光阑。
光圈,是用来控制光线透过镜头照射至感光元件的光量的装置。表达光圈大小用F数/F值表示。
光圈F值(F#),是镜头的焦距/镜头通光直径得出的相对值(相对孔径的倒数)。光圈F值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多;光圈F值越大,景深越小,拍照的背景内容将会虚化。
正光焦度,也可以称为正折光力,表示镜片有正的焦距、有会聚光线的效果。
负光焦度,也可以称为负折光力,表示镜片有负的焦距、有发散光线的效果。
成像面:成像是指光线经过折射、衍射或由小孔直线传播而在光屏投下的实像,成像面是指成像所在的平面。
半像高(image height,IH),即成像圆的半径。
光轴,是一条假想的线,定义光学镜头如何传导光线,光轴一般是垂直穿过镜片中心的光线。
物侧,以光学镜头为界,景物所在的一侧为物侧。
像侧,以光学镜头为界,景物的成像所在的一侧为像侧。
物侧面,镜片朝向物侧的表面称为物侧面。
像侧面,镜片朝向像侧的表面称为像侧面。
光学总长(total track length,TTL),指从光学镜头远离成像面的一端至成像面的总长度。本申请中,光学总长是指在光学镜头的光轴上,第一镜片的物侧面至感光元件的距离。光学镜头应用在电子设备中,光学镜头的光学总长是影响电子设备的厚度的主要因素。
光学总长比率(TTL ratio),TTL/(2*IH)用于表示TTL ratio,可以理解为,通过光学镜头的光学总长与光学镜头半像高的比值的一半来表达光学镜头的光学总长比率,TTLratio被用来评价镜头设计难易程度的指标。
阿贝数,即色散系数,是光学材料在不同波长下的折射率的差值比,代表材料色散程度。
镜片折射率,是光在真空中的传播速度与光在镜片材料中的传播速度之比,反映了镜片对光线的折射能力。
像差(aberration),是指实际光学镜头中,由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致,与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。
视场,代表着摄像头能够观察到的最大范围。
本申请提供一种电子设备或智能终端,电子设备可以为手机、平板、电脑、摄像机、照相机或其他形态的具有拍照或摄像功能的电子设备。
请参阅图1,图1所示为本申请一种实施方式的电子设备1000的结构示意图。本实施方式中,电子设备1000为手机。电子设备1000可以包括摄像头模组100以及与摄像头模组100通信连接的图像处理器200。摄像头模组100用于获取图像信号并将图像信号输入到图像处理器200中,以便图像处理器200对图像信号进行处理。其中,摄像头模组100与图像处理器200的通信连接可以包括通过走线连接等电连接方式进行数据传输,也可以通过光缆连接或无线传输等其它能够实现数据传输的方式实现通信连接。
图像处理器200可以通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,最后把处理后的信号传到显示器上或存储至存储器中。图像处理器200可以是图像处理芯片或数字信号处理(digital signal processing,DSP)芯片。
图1所示实施方式中,摄像头模组100可以设于电子设备1000的背面,为电子设备1000的后置摄像头。本申请中,电子设备1000包括后盖板1001,后盖板1001上开设有入光孔1002,电子设备1000外的光线经入光孔1002入射至摄像头模组100中的光学镜头10。应理解,图1所示实施方式的电子设备1000的摄像头模组100的安装位置仅仅是示意性的。在一些其他的实施方式中,摄像头模组100也可以安装于电子设备1000上的其他位置。例如,摄像头模组100可以安装于电子设备1000的正面,作为电子设备1000的前置摄像头。或者,摄像头模组100可以安装于电子设备1000的背面的上部中间或右上角;或者,摄像头模组100还可以不设置在手机主体上,而设置在相对手机可移动或转动的部件上,例如该部件可以从手机主体上外伸、收回或旋转等。本申请对摄像头模组100的安装位置不做任何限定。
请参阅图2,图2是本申请另一种实施方式的电子设备1000的结构示意图。图2中摄像头模组100、入光孔1002以及光学镜头10和图1中的相同,在此不做赘述。在图2所示的实施方式中,相比于图1所示的实施方式,电子设备1000还包括模数转换器(digital analogconverter,DAC)300。请参见图2,模数转换器300连接于摄像头模组100与图像处理器200之间。模数转换器300用于将摄像头模组100产生的模拟图像信号转换为数字图像信号并传输至图像处理器200,再通过图像处理器200对数字图像信号进行处理,最终通过显示屏或者显示器进行图像或者影像显示。
一些实施方式中,电子设备1000还可以包括存储器400,存储器400与图像处理器200通信连接,图像处理器200对图像数字信号加工处理以后再将图像传输至存储器400中,以便于在后续需要查看图像时能够随时从存储中查找图像并在显示屏上进行显示(请参见图2)。一些实施方式中,图像处理器200还会对处理后的图像数字信号进行压缩,再存储至存储器400中,以节约存储器400空间。需要说明的是,图2仅为本申请实施方式的结构示意图,其中所示的摄像头模组100、图像处理器200、模数转换器300、存储器400的位置结构等均仅为示意。
请参阅图3,图3为图2所示电子设备1000的成像原理示意图。摄像头模组100包括光学镜头10以及感光元件20。感光元件20位于光学镜头10的像侧。其中,光学镜头10的像侧是指光学镜头10靠近景物的成像的一侧。当摄像头模组100进行工作时,景物通过光学镜头10在感光元件20上成像。具体的,摄像头模组100的工作原理为:景物反射的光线L通过光学镜头10生成光学图像并投射到感光元件20的表面,感光元件20将光学图像转为电信号即模拟图像信号S1并将转换得到的模拟图像信号S1传输至模数转换器300,以通过模数转换器300转换为数字图像信号S2给图像处理器200。
感光元件20是一种半导体器件,表面可包含有几十万到几百万的光电二极管,受到光照射时,会产生电荷,从而完成将光学信号转化为电信号。可选的,感光元件20可以为任意能够将光学信号转化为电信号的器件。例如,感光元件20可以是电荷耦合元件(chargecoupled device,CCD),也可以是互补金属氧化物导体器件(complementary metal-oxidesemiconductor,CMOS)。
光学镜头10影响成像质量和成像效果。光学镜头10包括沿光轴方向从物侧至像侧排列的多片镜片,其主要利用镜片的折射原理进行成像。具体的,待成像物体的光线通过光学镜头10在焦平面上形成清晰的影像,并通过位于成像面上的感光元件20记录景物的影像。相邻的镜片之间可以具有间隔,也可以紧贴设置。各片镜片起到的主要作用不同,通过不同镜片之间的配合以得到最佳的成像质量。
本申请具体实施方式提供的光学镜头包括沿光轴方向从物侧至像侧面依次排列的多片镜片、IR玻璃和成像面。本申请实施方式通过限定第一镜片的物侧面和第二镜片的物侧面均为凸面,且定义第一镜片和第二镜片的折射率和阿贝数,获得了超低TTL。具体而言,所述第一镜片的阿贝数为vd1,60≤vd1≤90;所述第二镜片的折射率为nd2,1.65≤nd2≤2;所述第一镜片折射率为nd1,0.2≤nd2-nd1≤0.5;所述第二镜片的阿贝数为vd2,40<vd1-vd2;本申请提供的光学镜头的半像高为IH,0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。
相较现有技术中的光学镜头,现有技术中的光学镜头的主摄TTL ratio均大于0.6,而本申请可以做到0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。因此,本申请提供一种具备良好成像品质的超薄型光学镜头,光学镜头的光学总长能够较短,以使得光学镜头能够适用于薄型化的电子设备内。
本申请实施方式通过定义第一镜片的焦距与整体成像光学镜头的焦距f的关系式,即:0<f1/f≤1.2,其中,f1为第一镜片的焦距,f为光学镜头的焦距,使得光学镜头能够有效平衡光学镜头的球差及场曲量。具体而言,本实施方式中通过限定第一镜片的焦距与光学镜头的焦距的比值,即对光学镜头的多个镜片的光焦度进行一定的合理分配,从而合理控制第一镜片的光焦度,有利于提高光学镜头的成像质量。本申请实施方式通过限定第一镜片的焦距与光学镜头的焦距的比值还能够缩短光学总长,使得光学镜头适用于薄型化的电子设备。
第一镜片为正光焦度,能有效汇聚光线,本申请实施方式通过限定第一镜片为正光焦度,有利于聚光,能够更多的将外界的光线汇聚至光学镜头内,增加光学镜头的入光量,以实现更好的拍照效果。
本申请实施方式通过定义第一镜片的焦距与第二镜片的焦距的组合控制,能够有效降低公差敏感性,即优化敏感度,提升光学镜头的成像品质,具体而言,光学镜头满足:0.4≤f1/f2≤0,其中,f1为所述第一镜片的焦距,f2为所述第二镜片的焦距。
本申请实施方式通过合理分配中间几片镜片的光焦度,有利于获得较好的成像品质。
一种实施方式中,本申请实施例提供的光学镜头包括多片镜片,邻近所述像侧的所述镜片具有负光焦度。本方案通过最靠近像侧的镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
一种实施方式中,光学镜头包括八片镜片,自物侧至像侧按序排列,分别为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片。其中,所述第三镜片和所述第四镜片均具有负光焦度。所述光学镜头满足:-0.2<f(f3+f4)/(f3*f4)<0;其中,f3为所述第三镜片的焦距,f4为所述第四镜片的焦距,f为光学镜头的焦距。本方案通过限定镜片的数量,以及合理分配第三镜片和第四镜片的焦距,以及通过第三镜片的焦距、第四镜片的焦距及光学镜头的焦距之间的关系式的定义,实现获得较好的成像品质。第五镜片、第六镜片和第七镜片均具有正光焦度,第八镜片具有负光焦度。本方案通过第五镜片为正光焦度的设计,能提高光学镜头性能,通过第八镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,本方案在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
另一种实施方式中,光学镜头包括七片镜片,自物侧至像侧按序排列,分别为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片和第七镜片。其中,第三镜片具有负光焦度,光学镜头满足:-0.4<f/f3<0,其中,f3为所述第三镜片的焦距,f为光学镜头的焦距。本方案通过限定镜片的数量,以及合理分配第三镜片的焦距,以及通过第三镜片的焦距及光学镜头的焦距之间的关系式的定义,实现获得较好的成像品质。第四镜片、第五镜片和第六镜片均具有正光焦度,所述第七镜片具有负光焦度。本方案通过第四镜片、第五镜片和第六镜片为正光焦度的设计,能提高光学镜头性能,通过第七镜片为负光焦度的设计,有利于校正像差,本方案在提升光学镜头性能的同时,能够实现较好的像差控制。
本申请实施方式通过定义最后一片镜片(即邻近像侧的镜片)的光焦度,有利于校正像差。例如上述八片镜片的实施方式中,第八镜片的光焦度为负光焦度;上述七片镜片的实施方式中,第七镜片的光焦度为负光焦度。
本申请实施方式通过限定第二镜片的阿贝数和第三镜片的阿贝数之间的关系,能够实现:有利于像质校正和实现超低TTL。具体而言,所述光学镜头满足:|vd2-vd3|<25,其中,vd2为所述第二镜片的阿贝数,vd3为所述第三镜片的阿贝数。
本申请实施方式通过限定第二镜片的中心厚度、第二镜片的物侧面的曲率半径、第二镜片的像侧面的曲率半径之间的关系,限定了第二镜片的形状,满足此光学式的第二镜片有利于获得超低TTL。具体而言,所述光学镜头满足:1<d2(R3+R4)/(R3-R4)<5,其中,d2为所述第二镜片的中心厚度,R3为所述第二镜片的物侧面的曲率半径,R4为所述第二镜片的像侧面的曲率半径。
由于本申请实施例提供的光学镜头具有超低的光学总长,使得本申请提供的摄像头模组在满足摄像性能的情况下,也能够实现超薄的设计,本申请提供的电子设备容易实现薄型化的设计,亦具优质的拍照效果,具有良好的客户体验感。
本申请可以具有多种不同的实施例,接下来以六个不同具体实施方式为例,展开详细说明本申请提供的光学镜头。
第一实施方式
参阅图4,本实施方式提供的光学镜头包括八片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、第八镜片L8、IR玻璃和成像面。光圈S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。
其中,光阑S1是指在光学镜头中对光束起着限制作用的实体。它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面,限制光束或限制视场(成像范围)大小。IR玻璃也可以称为IR镜头(即红外镜头),为光学玻璃材料,用于消除可见光和红外光的焦面偏移,使得从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面成像,使图像都能清晰。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=81.61,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=0.88。
所述第二镜片L2为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd2=1.8385。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-3.58。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2差值满足如下关系式:nd2-nd1=0.34;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2差值满足如下关系式:vd1-vd2=44.33;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3阿贝数vd3差值满足如下关系式:vd2-vd3=19.17。
所述第三镜片L3和第四镜片L4具有负光焦度,且第三镜片L3的焦距f3、第四镜片L4的焦距f4和所述光学镜头的焦距f之间满足如下关系式:f(f3+f4)/(f3f4)=-0.05。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=3.87。
所述第六镜片L6具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=137.60。
所述第七镜片L7具有正光焦度,第七镜片L7的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=2.95。
所述第八镜片L8具有负光焦度,第八镜片L8的焦距f8与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f8/f=-0.64。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=1.87。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.56。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=1.08。
本实施方式达到的技术效果如下表(表1A、表1B、表1C)所示:
表1A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 5.38mm |
F值(F#) | 1.87 |
半像高IH | 5.2mm |
TTL ratio | 0.56 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表1B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表1B中各符号的含义如下:
S1:光圈
R:镜片中心处的曲率半径;
R1:第一镜片L1的物侧面;
R2:第一镜片L1的像侧面;
R3:第二镜片L2的物侧面;
R4:第二镜片L2的像侧面;
R5:第三镜片L3的物侧面;
R6:第三镜片L3的像侧面;
R7:第四镜片L4的物侧面;
R8:第四镜片L4的像侧面;
R9:第五镜片L5的物侧面;
R10:第五镜片L5的像侧面;
R11:第六镜片L6的物侧面;
R12:第六镜片L6的像侧面;
R13:第七镜片L7的物侧面;
R14:第七镜片L7的像侧面;
R15:第八镜片L8的物侧面;
R16:第八镜片L8的像侧面;
Rg1:光学过滤片IR玻璃的物侧面;
Rg2:光学过滤片IR玻璃的像侧面;
d:镜片的中心厚度(即镜片沿光轴方向在光轴位置处的厚度,也可以称为轴上厚度)或镜片之间的轴上距离(即沿光轴方向,镜片之间在光轴位置处的距离);
d0:光阑S1到第一镜片L1的物侧面的轴上距离;
d1:第一镜片L1的中心厚度;
d2:第一镜片L1的像侧面到第二镜片L2的物侧面的轴上距离;
d3:第二镜片L2的中心厚度;
d4:第二镜片L2的像侧面到第三镜片L3的物侧面的轴上距离;
d5:第三镜片L3的中心厚度;
d6:第三镜片L3的像侧面到第四镜片L4的物侧面的轴上距离;
d7:第四镜片L4的中心厚度;
d8:第四镜片L4的像侧面到第五镜片L5的物侧面的轴上距离;
d9:第五镜片L5的中心厚度;
d10:第五镜片L5的像侧面到第六镜片L6的物侧面的轴上距离;
d11:第六镜片L6的中心厚度;
d12:第六镜片L6的像侧面到第七镜片L7的物侧面的轴上距离;
d13:第七镜片L7的中心厚度;
d14:第七镜片L7的像侧面到第八镜片L8的物侧面的轴上距离;
d15:第八镜片L8的中心厚度;
d16:第八镜片L8的像侧面到光学过滤片IR玻璃的物侧面的轴上距离;
dg1:光学过滤片IR玻璃的中心厚度;
dg2:光学过滤片IR玻璃的像侧面到像面的轴上距离;
nd:d线的折射率(d线为波长为550nm的绿光);
nd1:第一镜片L1的d线的折射率;
nd2:第二镜片L2的d线的折射率;
nd3:第三镜片L3的d线的折射率;
nd4:第四镜片L4的d线的折射率;
nd5:第五镜片L5的d线的折射率;
nd6:第六镜片L6的d线的折射率;
nd7:第七镜片L7的d线的折射率;
nd8:第八镜片L8的d线的折射率;
ndg:光学过滤片IR玻璃的d线的折射率;
vd:阿贝数;
v1:第一镜片L1的阿贝数;
v2:第二镜片L2的阿贝数;
v3:第三镜片L3的阿贝数;
v4:第四镜片L4的阿贝数;
v5:第五镜片L5的阿贝数;
v6:第六镜片L6的阿贝数;
v7:第七镜片L7的阿贝数;
v8:第八镜片L8的阿贝数;
vdg:光学过滤片(IR玻璃)的阿贝数。
需要说明的是,上述符号表示的意义除另有说明外,在后续再次出现时表示的意思相同,将不再进行赘述。
表1C为各镜片非球面系数
由表1C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含16个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4、A6、A8…A30为非球面系数。
图5为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图5的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图5可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图6为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图6中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图6可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图7为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图7表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
第二实施方式
参阅图8,本实施方式提供的光学镜头包括八片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、第八镜片L8、IR玻璃和成像面。光阑S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。光阑S1和IR玻璃的解释参照第一实施方式。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=60.00,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=1.20。
所述第二镜片L2为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd1=2.0000。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-7.77。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2差值满足如下关系式:nd2-nd1=0.51;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2差值满足如下关系式:vd1-vd2=40.67;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3的阿贝数vd3差值满足如下关系式:vd2-vd3=1.23。
所述第三镜片L3和第四镜片L4具有负光焦度,且第三镜片L3的焦距f3、第四镜片L4的焦距f4和所述光学镜头的焦距f之间满足如下关系式:f(f3+f4)/(f3f4)=-0.06。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=2.56。
所述第六镜片L6具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=12.75。
所述第七镜片L7具有正光焦度,第七镜片L7的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=3.71。
所述第八镜片L8具有负光焦度,第八镜片L8的焦距f8与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f8/f=-0.76。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=1.55。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.599。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=1.17。
本实施方式达到的技术效果如下表(表2A、表2B、表2C)所示:
表2A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 5.32mm |
F值(F#) | 1.55 |
半像高IH | 5.20mm |
TTL ratio | 0.599 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表2B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表2B中各符号的含义与前述第一实施方式中的表1B中各符号的含义相同。
表2C为各镜片非球面系数
由表2C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含16个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4、A6、A8…A30为非球面系数。
图9为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图9的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图9可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图10为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图10中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图10可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图11为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图11表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
第三实施方式
参阅图12,本实施方式提供的光学镜头包括七片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、IR玻璃和成像面。光阑S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。光阑S1和IR玻璃的解释参照第一实施方式。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=90.00,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=0.79。
所述第二镜片L2为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd2=1.9363。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-2.88。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2差值满足如下关系式:nd2-nd1=0.50;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2差值满足如下关系式:vd1-vd2=65.28;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3的阿贝数vd3差值满足如下关系式:vd2-vd3=3.00。
所述第三镜片L3具有负光焦度,第三镜片L3的焦距f3与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f3/f=-5.96。
所述第四镜片L4具有正光焦度,第四镜片L4的焦距f4与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f4/f=6.87。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=2.78。
所述第六镜片L6具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=6.33。
所述第七镜片L7具有负光焦度,第七镜片L7的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=-0.43。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=2.09。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.48。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=0.95。
本实施方式达到的技术效果如下表(表3A、表3B、表3C)所示:
表3A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 5.27mm |
F值(F#) | 2.09 |
半像高IH | 5.20mm |
TTL ratio | 0.48 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表3B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表3B中各符号的含义与前述第一实施方式中的表1B中各符号的含义相同。
表3C为各镜片非球面系数
由表3C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含14个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4、A6、A8…A30为非球面系数。
图13为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图13的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图13可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图14为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图14中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图14可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图15为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图15表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
第四实施方式
参阅图16,本实施方式提供的光学镜头包括七片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、IR玻璃和成像面。光阑S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。光阑S1和IR玻璃的解释参照第一实施方式。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=90.00,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=0.71。
所述为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd2=1.8564。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-2.11。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2差值满足如下关系式:nd2-nd1=0.42;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2差值满足如下关系式:vd1-vd2=50.27;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3的阿贝数vd3差值满足如下关系式:vd2-vd3=20.49。
所述第三镜片L3具有负光焦度,第三镜片L3的焦距f3与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f3/f=-25.63。
所述第四镜片L4具有正光焦度,第四镜片L4的焦距f4与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f4/f=49.27。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=3.47。
所述第六镜片L6具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=17.78。
所述第七镜片L7具有负光焦度,第七镜片L7的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=-0.51。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=2.09。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.51。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=0.98。
本实施方式达到的技术效果如下表(表4A、表4B、表4C)所示:
表4A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 5.39mm |
F值(F#) | 2.09 |
半像高IH | 5.20mm |
TTL ratio | 0.51 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表4B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表4B中各符号的含义与前述第一实施方式中的表1B中各符号的含义相同。
表4C为各镜片非球面系数
由表4C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含14个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4、A6、A8…A30为非球面系数。
图17为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图17的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图17可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图18为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图18中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图18可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图19为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图19表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
第五实施方式
参阅图20,本实施方式提供的光学镜头包括七片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、IR玻璃和成像面。光阑S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。光阑S1和IR玻璃的解释参照第一实施方式。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=90.00,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=0.77。
所述第二镜片L2为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd2=1.6776。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-2.55。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2的差值满足如下关系式:nd2-nd1=0.24.;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2的差值满足如下关系式:vd1-vd2=45.89;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3的阿贝数vd3的差值满足如下关系式:vd2-vd3=24.86。
所述第三镜片L3具有负光焦度,第三镜片L3的焦距f3与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f3/f=-2.73。
所述第四镜片L4具有正光焦度,第四镜片L4的焦距f4与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f4/f=4.07。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=6.04。
所述具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=2.82。
所述具有负光焦度,第七镜片L7的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=-1.16。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=2.09。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.599。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=1.12。
本实施方式达到的技术效果如下表(表5A、表5B、表5C)所示:
表5A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 5.57mm |
F值(F#) | 2.09 |
半像高IH | 5.20mm |
TTL ratio | 0.599 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表5B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表5B中各符号的含义与前述第一实施方式中的表1B中各符号的含义相同。
表5C为各镜片非球面系数
由表5C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含14个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4、A6、A8…A30为非球面系数。
图21为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图21的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图21中可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图22为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图22中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图22可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图23为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图23表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
第六实施方式
参阅图24,本实施方式提供的光学镜头包括八片镜片,从左至右为物侧至像侧,光学镜头包括依次排列的:光阑S1、第一镜片L1、第二镜片L2、第三镜片L3、第四镜片L4、第五镜片L5、第六镜片L6、第七镜片L7、第八镜片L8、IR玻璃和成像面。光阑S1位于第一镜片L1的物侧,可以理解为,光阑S1位于第一镜片L1的物侧面的外围,第一镜片L1的物侧面可以至少部分伸入光阑S1的内部。光阑S1和IR玻璃的解释参照第一实施方式。
第一镜片L1和第二镜片L2的物侧面(具体为物侧面近光轴处的位置)均为凸面。
所述第一镜片L1为高阿贝数正光焦度镜片,第一镜片L1的阿贝数vd1=77.63,第一镜片L1的焦距f1与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f1/f=0.91。
所述第二镜片L2为高折射率负光焦度镜片,第二镜片L2的折射率nd2=1.8469。第二镜片L2的焦距f2与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f2/f=-4.21。
所述第一镜片L1的折射率nd1与第二镜片L2的折射率nd2的差值满足如下关系式:0.36,即nd2-nd1=0.36;第一镜片L1的阿贝数vd1与第二镜片L2的阿贝数vd2的差值满足如下关系式:55.71,即vd1-vd2=55.71;所述第二镜片L2的阿贝数vd2和第三镜片L3的阿贝数vd3的差值满足如下关系式:vd2-vd3=1.53。
所述第三镜片L3和第四镜片L4具有负光焦度,且第三镜片L3的焦距f3、第四镜片L4的焦距f4和所述光学镜头的焦距f之间的关系满足如下关系式:f(f3+f4)/(f3f4)=-0.048。
所述第五镜片L5具有正光焦度,第五镜片L5的焦距f5与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f5/f=4.07。
所述第六镜片L6具有正光焦度,第六镜片L6的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f6/f=10.43。
所述第七镜片L7具有正光焦度,第七镜片L7的焦距f6与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f7/f=2.91。
所述第八镜片L8具有负光焦度,第八镜片L8的焦距f7与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:f8/f=-0.57。
本实施方式提供的光学镜头为一种超低总高、大光圈、大靶面光学成像光学镜头,其光学F#=1.82。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与半像高IH的比值满足如下关系式:TTL/(2*IH)=0.542。
本实施方式提供的光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的焦距f的比值满足如下关系式:TTL/f=1.06。
本实施方式达到的技术效果如下表(表6A、表6B、表6C)所示:
表6A、光学镜头基本参数
光学参数 | |
焦距f | 4.84mm |
F值(F#) | 1.82 |
半像高IH | 5.20mm |
TTL ratio | 0.542 |
设计波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
表6B、光学镜头各镜片曲率半径、中心厚度、镜片间轴上距离、折射率、阿贝数
表6B中各符号的含义与前述第一实施方式中的表1B中各符号的含义相同。
表6C为各镜片非球面系数
由表6C可知,本实施方式提供的光学镜头一共包含16个非球面。
在本实施例中,所有偶次非球面面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
其中,z为非球面的矢高,r为非球面的径向坐标,c为非球面顶点球曲率,K为二次曲面常数,A4,A6,A8…A30为非球面系数。
图25为波长分别为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的轴向像差曲线图。图25的横坐标表示球差的大小,单位为毫米,纵坐标表示归一化的孔径,单位为毫米。从图25中可以看出,本实施方式中,不同波长的光线经本实施方式的光学镜头后的轴向像差能够控制在一个较小的范围内。
图26为波长为555nm的光经过本实施方式提供的光学镜头后的像散曲线图。图26中S为弧矢方向的场曲,T为子午方向的场曲,横坐标表示场曲的大小,T和S之间的横向距离表示像散的大小,纵坐标表示视场。从图26可以看出,光经本实施方式的光学镜头后在弧矢方向和子午方向的像散场曲均较小,即本实施方式的光学镜头的成像的像散场曲较小。
图27为波长为555nm的光经本实施方式提供的光学镜头后的畸变曲线图。畸变(distortion),是指图像中点的实际显示位置与它们在理想光学镜头中所处位置之间的差距。图27表示成像变形与理想光学镜头之间的差异,横坐标为畸变大小,纵坐标表示视场。
因此,本实施方式中,光线经本实施方式的光学镜头后轴向像差、像散场曲及畸变等均较小,也即本实施方式的光学镜头能够实现具有较好的成像效果。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种光学镜头,其特征在于,包括沿光轴方向自物侧至像侧按序排列的第一镜片和第二镜片,所述第一镜片的物侧面和所述第二镜片的物侧面均为凸面;所述第一镜片的阿贝数为vd1,60≤vd1≤90;所述第二镜片的折射率为nd2,1.65≤nd2≤2;所述第一镜片折射率为nd1,0.2≤nd2-nd1≤0.5;所述第二镜片的阿贝数为vd2,40<vd1-vd2;所述光学镜头的光学总长为TTL,所述光学镜头的半像高为IH,0.45≤TTL/(2*IH)≤0.6。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,0.52≤TTL/(2*IH)≤0.58。
3.根据权利要求1或2所述的光学镜头,其特征在于,所述第一镜片的焦距为f1,所述光学镜头的焦距为f,0<f1/f≤1.2。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一镜片的焦距为f1,所述第二镜片的焦距为f2,0.4≤f1/f2≤0。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的光圈值为F#,1.55≤F#≤2.1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头还包括沿所述光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列多个镜片,其中,最邻近所述像侧的镜片具有负光焦度。
7.根据权利要求6所述的光学镜头,其特征在于,所述多个镜片包括沿所述光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列的第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片,所述第三镜片和所述第四镜片均具有负光焦度,所述第三镜片的焦距为f3,所述第四镜片的焦距为f4,所述光学镜头的焦距为f,-0.2<f(f3+f4)/(f3*f4)<0。
8.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第五镜片、所述第六镜片和所述第七镜片均具有正光焦度。
9.根据权利要求6所述的光学镜头,其特征在于,所述多个镜片包括沿所述光轴方向自所述第二镜片至所述像侧按序排列的第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片和第七镜片;所述第三镜片具有负光焦度,所述第三镜片的焦距为f3,所述光学镜头的焦距为f,-0.4<f/f3<0。
10.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,所述第四镜片、所述第五镜片和所述第六镜片均具有正光焦度。
11.根据权利要求7-10任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三镜片的阿贝数为vd3,|vd2-vd3|<25。
12.根据权利要求1-11任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第二镜片的中心厚度为d2,所述第二镜片的物侧面的曲率半径为R3,所述第二镜片的像侧面的曲率半径为R4,1<d2(R3+R4)/(R3-R4)<5。
13.一种摄像头模组,其特征在于,包括感光元件和如权利要求1-12任一项所述的光学镜头,所述感光元件位于所述光学镜头的像侧,光线经所述光学镜头后投射至所述感光元件,所述感光元件用于将投射在所述感光元件的光线转化成图像信号。
14.一种电子设备,其特征在于,包括图像处理器和如权利要求13所述的摄像头模组,所述图像处理器与所述摄像头模组的所述感光元件通信连接,所述图像处理器用于对所述感光元件输出的所述图像信号进行处理。
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