CN116057939A - 相机装置 - Google Patents

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CN116057939A CN202180054284.0A CN202180054284A CN116057939A CN 116057939 A CN116057939 A CN 116057939A CN 202180054284 A CN202180054284 A CN 202180054284A CN 116057939 A CN116057939 A CN 116057939A
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Abstract

实施例公开了一种相机装置，包括：多个透镜，多个透镜沿光轴从物侧到像侧依次布置；以及镜筒，多个透镜容纳在镜筒中，并在镜筒的上表面处形成有入射孔，其中，镜筒包括多个透镜。头部设置在与多个透镜中最靠近物侧的透镜对应的区域上，并且在与光轴垂直的方向上，头部的上部的长度小于头部的下部的长度。

Description

相机装置
技术领域
实施例涉及一种具有改善的光学性能的相机装置，并且可以实施为紧凑尺寸。
背景技术
相机装置拍摄物体并以图像或视频的形式存储，并被安装在各种电子设备中。特别是，相机装置生产为非常小的尺寸，不仅应用于例如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等便携式设备，而且还应用于无人机和车辆，以提供各种功能。例如，相机装置可以包括用于形成图像的成像透镜以及用于将形成的图像转换为电信号的图像传感器。在这种情况下，相机装置可以通过自动调整图像传感器与成像透镜之间的距离来执行对准透镜焦距的自动对焦(AF)功能，并且可以通过经由变焦透镜增加或减少远程物体的放大率来执行放大或缩小的缩放功能。此外，该相机装置采用了图像稳定(IS)技术，以矫正或防止由于不稳定的固定装置或由用户的移动引起的相机移动而导致的图像不稳定。
这种相机装置获得图像的最重要元件是形成像侧的成像透镜。最近，人们对高分辨率的兴趣越来越大，为了实现这一目标，人们正在进行使用五或六个透镜的研究。例如，正在进行使用具有正(+)和/或负(-)屈光度的多个成像透镜的研究，以实现高分辨率。然而，当包括多个透镜时，存在下述问题，即，很难得到优秀的光学特性和像差特性。最近，相机装置已被应用于各种电子设备。例如，正在研究将相机装置布置在显示器、触摸板等内部，并且也一直在发布应用于了相机的产品。然而，考虑到多个透镜的光学特性和容纳多个透镜的镜筒的可靠性，很难实现紧凑的相机装置。因此，相机装置在显示屏或触摸面板上所占的面积增加，导致用户无法通过相机装置使用的无效区域的面积增加。因此，需要一种能够解决上述问题的新光学系统和相机装置。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供了一种具有改善的光学特性的光学系统。
本发明的实施例提供了一种能够使镜筒小型化的相机装置。
技术方案
根据本发明的实施例的光学系统包括：多个透镜，多个透镜沿光轴从物侧到像侧依次布置；以及镜筒，多个透镜容纳在镜筒中，并且在镜筒上表面形成有入射孔，其中，镜筒包括头部，头部设置在与多个透镜中的最靠近物侧的透镜对应的区域上，并且在与光轴垂直的方向上，头部的上部的长度可以小于头部的下部的长度。
根据本发明的实施例，头部包括面对最靠近物侧的透镜的内表面以及与内表面对应的外表面，并且内表面可以具有两个倾斜表面，两个倾斜表面具有不同或相同的倾斜角。内表面与外表面之间的距离可以从头部的上部到头部的下部变得更近。在头部的下部，内表面与外表面之间的距离可以是恒定的。
根据本发明的实施例，最靠近物侧的透镜包括连接表面，连接表面连接物侧表面上的有效直径的端部与设置在最靠近物侧的透镜的有效区域周围的肋部的上表面。与光轴平行的虚拟的第一线接触有效直径的第一端和镜筒的第一内表面，并且虚拟的第一线和镜筒的内表面接触的第一点沿与光轴垂直的方向在镜筒的头部的上部处可以具有最大宽度。连接表面和镜筒的内表面可以彼此间隔开。连接表面和镜筒的内表面可以包括彼此平行的区域。与光轴平行的虚拟的第二线接触有效直径的第二端和镜筒的第二内表面，第二点与虚拟的第二线和镜筒的内表面接触，连接第一点和第二点的虚拟的第三线可以与最靠近物侧的透镜的物侧表面接触。
根据本发明的实施例，与光轴平行的虚拟的第二线接触有效直径的第二端和镜筒的第二内表面，第二点接触虚拟的第二线和镜筒的内表面。连接第一点和第二点的虚拟的第三线可以与最靠近物侧的透镜的物侧表面间隔开。
根据本发明的实施例，在光轴的方向上，连接表面的厚度可以大于肋部的厚度。此外，头部的内表面与光轴之间的倾斜角可以大于0度且小于30度。
根据本发明的实施例的相机装置包括多个透镜，多个透镜在沿光轴从物侧到像侧的方向上依次布置，多个透镜包括第一透镜以及连接表面，第一透镜设置为最靠近物侧，连接表面连接第一透镜的物侧表面的有效直径的端部与设置在第一透镜的有效区域周围的肋部的上表面，并且连接表面与光轴之间的倾斜角可以小于30度。
根据本发明的实施例，连接表面与光轴之间的倾斜角可以大于0度且小于30度。多个透镜包括沿光轴从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其中，第一透镜和第二透镜可以满足式1。
[式1]
3＜TL1/T2
在式1中，TL1是指从第一透镜的物侧表面在光轴上的顶点到第二透镜的物侧表面在光轴上的顶点的距离。此外，T2是指第二透镜的中心厚度。
第一透镜可以满足式2。
[式2]
0＜Sag1/T1＜0.3
在式2中，Sag1是第一透镜的物侧表面的Sag值，是指在光轴的方向上，从第一透镜的物侧表面在光轴上的顶点到第一透镜的物侧表面的有效直径的端部的距离，T1是指第一透镜的中心厚度。
第一透镜可以满足式3。
[式3]
0.4＜TH1/TL1＜1
在式3中，TH1指在光轴的方向上，从第一透镜的物侧表面在光轴上的顶点到第一透镜的肋部的上表面的距离。
有益效果
根据实施例的相机装置可以具有改善的光学特性。具体地，相机装置的光学系统可以纠正像差特性并实现高清晰度和高分辨率。根据实施例的相机装置可以设置为紧凑的尺寸。具体地，在相机装置的镜筒中，头部和延伸部可以被设置为阶梯形状。因此，当相机装置被插入并放置在例如显示器的独立构件中时，头部的尺寸可以减小，从而使暴露在构件表面的相机装置的面积最小。此外，由相机装置形成到构件的非有效区域的面积可以被最小化。
根据实施例的相机装置可以具有改善的可靠性。具体地，设置在头部中的第一透镜可以包括面对头部的内表面的连接表面，并且该连接表面相对于光轴可以具有小于约30度的倾斜角。因此，有可能防止或最小化因镜筒中的第一透镜被头部突出而引起的镜筒厚度的变化。因此，镜筒的头部的尺寸可以被最小化，镜筒的可靠性可以得到改善。
附图说明
图1和图2是根据第一实施例的相机装置的配置图。
图3是根据第二实施例的相机装置的配置图。
图4是根据第三实施例的相机装置的配置图。
图5是示出根据示例性实施例的相机装置的调制传递函数(MTF)特性的曲线图。
图6是示出根据示例性实施例的相机装置的像差特性的曲线图。
图7是示出根据示例性实施例的相机装置的畸变特性的视图。
具体实施方式
下面，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。本发明的技术精神并不局限于要描述的一些实施例，可以以各种其他形式实现，而且可以有选择地组合和替换其中的一个或多个组成部分，以便在本发明的技术精神范围内使用。此外，本发明实施例中使用的术语(包括技术和科学术语)，除非具体定义和明确描述，否则可按本发明相关技术的普通技术人员可普遍理解的含义进行解释，常用的术语，如字典中定义的术语，应能在考虑相关技术的上下文含义的基础上解释其含义。此外，本发明的实施例中使用的术语是为了解释实施例，而不是为了限制本发明。在本说明书中，单数形式也可以包括复数形式，除非在短语中另有特别说明，在说明A和(和)B、C中至少一个(或一个或多个)的情况下，可以包括可以与A、B和C结合的所有组合中的一个或多个。在描述本发明实施例的组件时，可使用例如第一、第二、A、B、(a)和(b)等术语。这样的术语只是为了将组件与其他组件区分开来，而不能由该术语来决定相应组成元件的性质、顺序或程序等。此外，当描述一个组件与另一组件“连接”、“耦接”或“结合”时，该描述不仅可以包括与另一组件直接连接、耦接或结合的情况，还可以包括通过该组件与该另一组件之间的另一个组件“连接”、“耦接”或“结合”的情况。此外，在被描述为在各个组件的“上方(上)”或“下方(下)”形成或设置的情况下，该描述不仅包括当两个组件彼此直接接触的情况，也包括一个或多个其他组件形成或设置在两个组件之间的情况。此外，当表述为“上方(上)”或“下方(下)”时，它可以指相对于一个元件的向下方向以及向上方向。
在本说明书中，透镜的凸面可以指与光轴对应的区域的透镜表面具有凸面形状，而透镜的凹面可以指与光轴对应的区域的透镜表面具有凹面形状。此外，“物侧表面”可指透镜相对于光轴面对物侧的表面，而“像侧表面”可指透镜相对于光轴面对成像表面的表面。垂直方向可以指与光轴垂直的方向，而透镜或透镜表面的端部可以指入射光线通过的透镜有效区域的端部。
图1和图2是根据第一实施例的相机装置的配置图，图3是根据第二实施例的相机装置的配置图，图4是根据第三实施例的相机装置的配置图。
参考图1至图4，根据实施例的相机装置1000可以包括光学系统100，光学系统100包括多个透镜、镜筒200和图像传感器300。镜筒200可以在其中包括容纳空间。多个透镜可以被设置在容纳空间中。镜筒200可以保护设置在容纳空间中的多个透镜不受外部的影响，并使多个透镜相对于光轴OA对齐。镜筒200可以包括面对多个透镜的内表面和与内表面对应的外表面。
镜筒200可以包括头部210和延伸部220。基于光轴OA的方向，头部210可以位于镜筒200的上部的位置处。具体地，头部210可以位于与镜筒200的邻近图像传感器300的下部相对的上部处。头部210可以设置在与多个透镜中的最靠近物侧的第一透镜110对应的区域中。头部210可以设置在与第一透镜110的有效区域A1对应的区域中。头部210可以在光轴OA的方向上延伸，并向物侧突出。头部210可以具体有设定宽度d1。这里，头部210的宽度d1可以指与光轴OA垂直的方向上的宽度。头部210的宽度d1可以小于镜筒200的下部的宽度。具体地，形成有下文将要描述的入射孔200h的头部210的上部的宽度可以小于镜筒200的下部的宽度。头部210可以具有设定高度d2。这里，头部210的高度d2是在光轴OA的方向上的高度，可以指从头部210的上表面到延伸部220的上表面的高度。当相机装置1000被插设到例如显示器等的附加部件(未示出)时，头部210可以是插设在形成在基板上的孔中的区域。头部210的宽度d1和高度d2可以根据形成在构件中用于插入头部210的孔的大小而变化。例如，当相机装置1000表现出相同的光学性能时，头部210的宽度d1越小，由镜筒200占据的区域越小，构件的有效区域就可以得到保证。
延伸部220可以连接到头部210。延伸部220可以连接到头部210的端部。延伸部220可以被弯曲，并从头部210的上端延伸。延伸部220可以在与光轴OA的方向不同的方向上延伸。例如，延伸部220可以在与光轴OA垂直的方向上从头部210的端部延伸。延伸部220可以设置在与第一透镜110的肋部RB1对应的区域中。这里，第一透镜110的肋部RB1是没有光入射的区域，并且可以是设置在第一透镜110的有效区域周围的无效区域。延伸部220可以设置为面对第一透镜110的肋部RB1的物侧表面111。延伸部220可以直接接触肋部RB1的物侧表面111。延伸部220可以具有设定宽度。这里，延伸部220的宽度可以指与光轴OA垂直的方向上的宽度。延伸部220的宽度可以大于头部210的宽度d1。
镜筒200可以进一步包括入射孔200h。入射孔200h可以形成在镜筒200的上表面上。入射孔200h可以设置在镜筒200的物侧表面上。入射孔200h形成为通过镜筒200的上表面的中心，可以与镜筒200的容纳空间相通。入射孔200h可以形成在头部210的上表面上。入射孔200h可以形成在与第一透镜110的有效区域A1对应的区域中。入射孔200h的中心可以与光轴OA重叠。第一透镜110的一部分可以设置在形成有入射孔200h的头部210的内部。例如，第一透镜110的有效区域A1的一部分可以被插入并设置在头部210内。入射孔200h可以为光提供入射到相机装置1000中的路径。也就是说，入射到相机装置1000的光可以通过入射孔200h入射到多个透镜中，并且光学路径由多个透镜控制以提供到图像传感器300。
当更详细地描述头部210时，头部210可以包括上部区域211和下部区域212。上部区域211可以是形成有入射孔200h的区域。下部区域212可以是位于与图像传感器300相邻的比上部区域211低的位置的部分的区域。下部区域212可以是连接上部区域211和延伸部220的区域。
头部210可以包括面向第一透镜110的内表面IS以及与内表面IS对应的外表面OS，并且内表面IS可以包括第一内表面IS1和第二内表面IS2。第一内表面IS1可以是头部210的上部区域211的内表面。第一内表面IS1可以与入射孔200h连接。第一内表面IS1可以在图像传感器300的方向上延伸。另外，第二内表面IS2可以是头部210的下部区域212的内表面。第二内表面IS2可以与第一内表面IS1连接。第二内表面IS2位于比第一内表面IS1低的位置，并且可以在图像传感器300的方向上延伸。第一内表面IS1和第二内表面IS2可以具有相对于光轴OA设定的倾斜角。例如，第一内表面IS1相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。另外，第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以大于或等于0度且小于30度。此外，第一内表面IS1和第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以彼此不同。在这种情况下，第一内表面IS1的倾斜角可以大于第二内表面IS2的倾斜角。或者，第一内表面IS1和第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以彼此相等。
头部210的上部区域211和下部区域212可以在垂直方向上具有距光轴的设定长度。具体地，从光轴OA到上部区域211的内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以从物侧到图像传感器300增加。此外，从光轴OA到下部区域212的内表面IS2的距光轴OA的垂直长度可以从上部区域211到图像传感器增加或保持不变。从光轴OA到上部区域211的第一内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以小于从光轴OA到下部区域212的第二内表面IS2的距光轴OA的垂直长度。具体地，在上部区域211的距光轴OA的垂直长度的最小值可以小于在下部区域212的距光轴OA的垂直长度的最小值。此外，在上部区域211的距光轴OA的垂直长度的最大值可以小于或等于在下部区域212的距光轴OA的垂直长度的最大值。
此外，头部210的上部区域211和下部区域212可以具有设定宽度。这里，宽度是头部210的在与光轴OA垂直的方向上的内表面IS与外表面OS之间的距离，并且可以指头部210的厚度。头部210的宽度可以从上部区域211到下部区域212减少。具体地，在上部区域211的第一内表面IS1与外表面OS之间的距离可以从物侧到图像传感器300变得更近。此外，在下部区域212中的第二内表面IS2与外表面OS之间的距离可以从物侧到图像传感器300更近或保持不变。
相机装置1000可以包括与光轴OA平行的虚拟的第一线L1。第一线L1与定义为第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的有效直径的一端的第一端P1接触，并且可以与镜筒200的内表面接触。这里，第一端P1可以是第一透镜110的第一表面S1和下文将要描述的连接表面113之间的接触点。第一线L1可以与头部210的内表面IS接触。具体地，第一线L1可以与第一内表面IS1接触，该第一内表面IS1是头部210的上部区域211的内表面。这里，第一线L1与第一内表面IS1之间的接触点可以定义为第一点IP1。头部210的上部区域211可以在与光轴OA垂直的方向上在第一点IP1处具有最大宽度。
相机装置1000可以包括与光轴OA平行的虚拟的第二线L2。第二线L2可以与定义为第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的另一端的第二端P2接触，并且可以与镜筒200的内表面接触。这里，第二端P2可以是连接表面113与肋部RB1之间的接触点。第二线L2可以与头部210的内表面IS接触。具体地，第二线L2可以与头部210的第一内表面IS1或第二内表面IS2接触。这里，第二线L2和头部210的内表面IS彼此接触的接触点可以定义为第二点IP2。此时，包括第三线(未示出)，该第三线是通过第一点IP1和第二点IP2的虚拟直线，并且第三线可以与最靠近物侧的透镜(例如，第一透镜110的物侧表面(第一表面S1))接触或间隔开。
根据实施例的光学系统100可以被设置在由镜筒200设定的位置处。例如，第一透镜110可以被设置为有效区域A1的一部分可以设在与入射孔200h对应的头部210中，并且肋部RB1可以被设置在镜筒200的延伸部220的内表面上。因此，第一透镜110可以与镜筒200中的光轴OA对齐，并设置在固定位置处。
此外，根据实施例的相机装置1000可以包括具有阶梯形状的头部210和延伸部220，并且可以包括上述外表面OS、内表面IS和延伸部220等。因此，当相机装置1000被插入并设置在例如显示器的附加构件中时，插入该构件的头部210的尺寸可以减小。因此，由相机装置1000暴露于构件表面的面积可以被最小化，并且通过相机装置1000形成在该构件上的无效区域的面积可以被有效减少。
光学系统100可以包括多个透镜。例如，光学系统100可以包括四个或多个透镜。具体地，光学系统100可以包括五个透镜。光学系统100可以包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150可以沿光学系统100的光轴OA依次设置。与物体信息对应的光通过第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150，并可以入射到图像传感器300上。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150中的每一个可以包括有效区域和无效区域。有效区域可以是入射到第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150中的每一个的光所通过的区域。也就是说，有效区域可以是入射光被折射以实现光学特性的区域。非有效区域是设置在有效区域周围的肋部，可以是不入射光的区域。非有效区域可以是与光学特性无关的区域。另外，非有效区域可以是固定到镜筒200等的区域。
图像传感器300可以检测光。具体地，图像传感器300可以检测依次通过第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的光。图像传感器300可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。
可以进一步在多个透镜110、120、130、140和150与图像传感器300之间设置滤光器(未示出)。滤光器可以设置在图像传感器300与多个透镜110、120、130、140和150中的最靠近图像传感器300的最后一个透镜(第五透镜150)之间。滤光器可以包括红外滤光器和光学滤光器中的至少一个，如盖玻璃。滤光器可以允许设定波长带的光通过，并过滤其他波长带的光。当滤光器包括红外线滤光器时，可以阻挡从外部光发出的辐射热，以不传递到图像传感器300。此外，滤光器可以传输可见光并反射红外光。
根据本实施例的相机装置1000可以包括用于调整入射光量的孔径光阑(未示出)。孔径光阑可以设置在物体与第一透镜110之间，或者设置在选自第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的两个透镜之间。例如，孔径光阑可以设置在第一透镜110的物侧表面上。第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150中的至少一个透镜可以作为孔径光阑。例如，选自第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的一个透镜的物侧表面或像侧表面可以作为调整光量的孔径光阑。
下面，将更详细地描述包括在根据实施例的光学系统100中的多个透镜。
【表1】
Figure BDA0004105432140000101
表1示出了根据本实施例的曲率半径、各透镜的厚度以及第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140和第五透镜150的透镜之间的距离、折射率、阿贝数和焦距。参考表1，第一透镜110可以有正(+)屈光度。第一透镜110可以包括塑料或玻璃材料。例如，第一透镜110可以由塑料材料制成。第一透镜110可以包括定义为物侧表面的第一表面S1以及定义为像侧表面的第二表面S2。在这种情况下，第一表面S1可以是凸形的。第二表面S2可以是凹形的。也就是说，第一透镜110可以具有向物侧凸起的弯月形状。第一表面S1和第二表面S2中至少有一个可以是非球面。例如，第一表面S1和第二表面S2可以均为非球面。第一透镜110可以包括连接表面113。连接表面113可以是设置在第一表面S1与物侧表面111之间的表面，物侧表面111是肋部RB1的上表面。具体地，连接表面113可以是连接在第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的有效直径的第一端P1与肋部RB1的上表面111之间的表面。连接表面113可以具有直线和曲线形状中的至少一个。例如，连接表面113可以设置为直线形状，以连接有效直径的端部和肋部RB1的上表面111。连接表面113可以面对由入射孔200h形成的头部210的内表面。连接表面113可以具有设定厚度。这里，厚度可以指在光轴OA的方向上的厚度。连接表面113的厚度可以大于第一透镜110的肋部RB1的厚度。连接表面113可以被形成为相对于光轴OA具有设定倾斜角。连接表面113与光轴OA之间的倾斜角可以小于约30度。另外，在第一透镜110中，连接表面113与肋部RB1的上表面111之间的边界可以具有呈设定角度的角形。然而，本实施例不限于此，该边界可以被设置为具有预定曲率的曲面。
第二透镜120可以具有负(-)屈光度。第二透镜120可以包括塑料或玻璃材料。例如，第二透镜120可以由塑料材料制成。第二透镜120可以包括定义为物侧表面的第三表面S3和定义为像侧表面的第四表面S4。第三表面S3可以是凸形的。第四表面S4可以是凹形的。也就是说，第二透镜120可以具有向物侧凸起的弯月形状。第三表面S3和第四表面S4中至少有一个可以是非球面。例如，第三表面S3和第四表面S4可以均为非球面。
第三透镜130可以具有正(+)或负(-)屈光度。具体地，第三透镜130可以具有正(+)屈光度。第三透镜130可以包括塑料或玻璃材料。例如，第三透镜130可以由塑料材料制成。第三透镜130可以包括定义为物侧表面的第五表面S5和定义为像侧表面的第六表面S6。第五表面S5可以是凸形的。第六表面S6可以是凹形的。也就是说，第三透镜130可以具有向物侧凸起的弯月形状。第五表面S5和第六表面S6中至少有一个可以是非球面。例如，第五表面S5和第六表面S6可以均为非球面。
第四透镜140可以具有正(+)屈光度。第四透镜140可以包括塑料或玻璃材料。例如，第四透镜140可以由塑料材料制成。第四透镜140可以包括定义为物侧表面的第七表面S7和定义为像侧表面的第八表面S8。第七表面S7可以是凹形的。第八表面S8可以是凸形的。也就是说，第四透镜140可以具有向像侧凸起的弯月形状。第七表面S7和第八表面S8中至少有一个可以是非球面。例如，第七表面S7和第八表面S8可以均为非球面。
第五透镜150可以具有负(-)屈光度。第五透镜150可以包括塑料或玻璃材料。例如，第五透镜150可以由塑料材料制成。第五透镜150可以包括定义为物侧表面的第九表面S9和定义为像侧表面的第十表面S10。第九表面S9可以是凹形的。第十表面S10可以是凹形的。也就是说，第五透镜150可以在两边都有一个凹形的形状。第九表面S9和第十表面S10中的至少一个可以是非球面。例如，第九表面S9和第十表面S10可以均为非球面。
在根据实施例的光学系统100中，每个透镜表面的非球面系数的值示出在以下表2中。
【表2】
S2 S3 S4 S5
K 0.145620396 0 0 0 0
A -0.01133467 -0.1179992 -0.13501809 -0.12373895 -0.17920802
B 0.054343409 0.433457783 -0.05709058 0.256068421 -0.61701149
D -0.89025866 -4.3895759 0.607326615 0.019980264 4.325307599
E 7.714147645 20.76668616 -6.16217177 -4.15458997 -13.3809947
F -36.7999294 -57.4543464 25.63995636 18.62749118 23.59724485
G 99.39775715 92.83862194 -52.6254517 -40.6885044 -24.5761773
H -152.268711 -80.9662938 53.9472389 49.71184273 14.00519552
I 123.4129637 29.48502877 -22.030157 -32.6425428 -3.34186442
J -41.1214772 0 0 9.02562275 0
S6 S7 S8 S9 S10
K 0 0 -1.27530967 1.314250859 -0.97994531
A -0.01046298 0.168720148 0.436157739 0.276795086 -0.34396818
B -1.2059514 —0.77441729 -0.90789981 -1.07621764 0.195703871
D 3.868194588 1.098466354 1.093987107 1.568925333 -0.07698649
E -7.00000934 -0.49866785 -0.83215988 -1.3406384 0.018431071
F 7.998400254 -0.34140694 0.406346352 0.732594541 -0.00212301
G -5.7381048 0.581096492 -0.10872016 -0.26321165 -9.24E-05
H 2.359881015 -0.32880899 0.008402728 0.061801784 6.44E-05
I -0.41993452 0.088489545 0.00221863 -0.00877918 -7.94E-06
J 0 -9.47E-03 -0.00037875 5.75E-04 3.44E-07
参考以下附图，将描述第一透镜110的连接表面113的倾斜角的多个实施例。参考图1和图2，在第一实施例中，头部210可以包括包含第一内表面IS1的上部区域211以及包含第二内表面IS2的下部区域212。第一内表面IS1和第二内表面IS2可以具有相对于光轴OA设定的倾斜角。例如，第一内表面IS1相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。另外，第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以大于或等于0度且小于30度。例如，第二内表面IS2的倾斜角可以是与光轴OA平行的0度。也就是说，在第一实施例中，第一内表面IS1的倾斜角可以大于第二内表面IS2的倾斜角。
头部210的上部区域211和下部区域212可以在垂直方向上具有距光轴OA的设定长度。具体地，从光轴OA到上部区域211的内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以从物侧到图像传感器300增加。此外，从光轴OA到下部区域212的内表面IS2的距光轴OA的垂直长度可以从上部区域211到图像传感器300保持恒定。
在这种情况下，从光轴OA到上部区域211的第一内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以小于从光轴OA到下部区域212的第二内表面IS2的距光轴OA的垂直长度。具体地，上部区域211的光轴OA的垂直长度的最小值可以小于下部区域212的光轴OA的垂直长度的最小值。另外，上部区域211中的光轴OA的垂直长度的最大值可以与下部区域212中的光轴OA的垂直长度的最大值相同。头部210的上部区域211和下部区域212可以具有设定宽度。具体地，在上部区域211中的第一内表面IS1与外表面OS之间的距离(宽度)可以从物侧到图像传感器300变得更近。此外，在下部区域212，第二内表面IS2与外表面OS之间的距离(宽度)从物侧到图像传感器300保持不变，并且可以是恒定的。设置在头部210中的第一透镜110可以包括具有设定倾斜角的连接表面113。具体地，连接表面113可以连接在第一透镜110的第一表面S1的第一端P1与肋部RB1的上表面111之间，并且可以具有直线形状。
在第一实施例中，连接表面113与光轴OA之间的倾斜角可以小于约30度。具体地，倾斜角可以是0度。也就是说，连接表面113可以设置为与光轴OA平行，并且可以包括与内表面IS平行的区域。例如，连接表面113可以设置为平行于第二内表面IS2。此外，连接表面113可以与头部210的内表面IS间隔开。相机装置1000可以包括与光轴OA平行的第一线L1和第二线L2。第一线L1可以与第一透镜110的第一端P1和头部210的内表面IS的第一点IP1接触。此外，第二线L2可以与第一透镜110的第二端P2以及头部210的内表面IS的第二点IP2接触。
根据第一实施例的连接表面113可以相对于光轴OA具有0度的倾斜角。因此，第一线L1和第二线L2可以重叠。也就是说，第一点IP1和第二点IP2可以是同一点，并且第一端P1和第二端P2可以布置在与第一线L1或第二线L2相同的线上。因此，延伸通过第一点IP1和第二点IP2并与光轴OA平行的第三线可以与第一透镜110的第一表面S1接触。具体地，第三线可以与第一表面S1的第一端P1接触。
因此，镜筒200的与第一透镜110对应的区域可以具有改善的可靠性。例如，在镜筒200中头部210与延伸部220之间的边界区域可能由于突出的头部210而具有相对较弱的刚性。然而，在第一实施例中，由于倾斜角满足0度，头部210的外表面与头部210的内表面之间面对第一透镜110的厚度可能不会被第一透镜110所改变。因此，在镜筒200中，头部210与延伸部220之间的边界区域、头部210和延伸部220中的每一个可以具有确保刚性的厚度。因此，镜筒200可以具有改善的可靠性。此外，镜筒200可以有效地减少插入构件的头部210的尺寸。
参考图3，在第二实施例中，头部210可以具有包括第一内表面IS1的上部区域211以及包括第二内表面IS2的下部区域212。第一内表面IS1和第二内表面IS2可以具有相对于光轴OA设定的倾斜角。例如，第一内表面IS1相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。另外，第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。例如，在第二实施例中，第一内表面IS1的倾斜角可以大于第二内表面IS2的倾斜角。
头部210的上部区域211和下部区域212可以在垂直方向上具有距光轴OA的设定长度。具体地，从光轴OA到上部区域211的内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以从物侧到图像传感器300增加。此外，从光轴OA到下部区域212的内表面IS2的光轴OA的垂直长度可以从上部区域211到图像传感器300增加。从光轴OA到上部区域211的第一内表面IS1的光轴OA的垂直长度可以小于从光轴OA到下部区域212的第二内表面IS2的距光轴OA的垂直长度。具体地，上部区域211中的光轴OA的垂直长度的最小值可以小于下部区域212中的光轴OA的垂直长度的最小值。此外，上部区域211中的光轴OA的垂直长度的最大值可以小于下部区域212中的光轴OA的垂直长度的最大值。
头部210的上部区域211和下部区域212可以具有设定宽度。具体地，在上部区域211中的第一内表面IS1与外表面OS之间的距离(宽度)可以从物侧到图像传感器300变得更近。此外，在下部区域212的第二内表面IS2与外表面OS之间的距离(宽度)可以从物侧到图像传感器300变得更近。在这种情况下，第一内表面IS1与外表面OS之间的最大距离可以大于第二内表面IS2与外表面OS之间的最大距离。设置在头部210中的第一透镜110可以包括具有设定倾斜角的连接表面113。具体地，连接表面113可以连接第一透镜110的第一表面S1的第一端P1和肋部RB1的上表面111，并且可以具有直线形状。
在第二实施例中，连接表面113与光轴OA之间的倾斜角θ1可以小于约30度。具体地，倾斜角θ1可以是约10度。连接表面113可以与头部210的内表面IS间隔开。相机装置1000可以包括与光轴OA平行的第一线L1和第二线L2。第一线L1可以与第一透镜110的第一端P1和头部210的内表面IS的第一点IP1接触。另外，第二线L2可以与第一透镜110的第二端P2和头部210的内表面IS的第二点IP2接触。根据第二实施例的连接表面113可以相对于光轴OA具有小于约30度的倾斜角。因此，第二线L2可以基于光轴OA位于第一线L1上方的位置处。因此，延伸通过第一点IP1和第二点IP2的虚拟的第三线可以与第一透镜110的第一表面S1和连接表面113分开。
参考图4，在第三实施例中，头部210可以包括包含第一内表面IS1的上部区域211以及包含第二内表面IS2的下部区域212。第一内表面IS1和第二内表面IS2可以具有相对于光轴OA设定的倾斜角。例如，第一内表面IS1相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。另外，第二内表面IS2相对于光轴OA的倾斜角可以大于0度且小于30度。例如，在第三实施例中，第一内表面IS1的倾斜角可以大于第二内表面IS2的倾斜角。
头部210的上部区域211和下部区域212可以在垂直方向上具有距光轴OA的设定长度。具体地，从光轴OA到上部区域211的内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以从物侧到图像传感器300增加。此外，从光轴OA到下部区域212的内表面IS2的光轴OA的垂直长度可以从上部区域211到图像传感器300增加。
在这种情况下，从光轴OA到上部区域211的第一内表面IS1的距光轴OA的垂直长度可以小于从光轴OA到下部区域212的第二内表面IS2的垂直长度。具体地，上部区域211中距光轴OA的垂直长度的最小值可以小于下部区域212中距光轴OA的垂直长度的最小值。另外，上部区域211中距光轴OA的垂直长度的最大值可以小于下部区域212中距光轴OA的垂直长度的最大值。头部210的上部区域211和下部区域212可以具有设定宽度。具体地，在上部区域211中，第一内表面IS1与外表面OS之间的距离(宽度)可以从物侧到图像传感器300变得更近。此外，在下部区域212中的第二内表面IS2与外表面OS之间的距离(宽度)可以从物侧到图像传感器300变得更近。在这种情况下，第一内表面IS1与外表面OS之间的最大距离可以大于第二内表面IS2与外表面OS之间的最大距离。设置在头部210中的第一透镜110可以包括具有设定倾斜角的连接表面113。具体地，连接表面113可以连接第一透镜110的第一表面S1的第一端P1和肋部RB1的上表面111，并且可以具有直线形状。
在第三实施例中，连接表面113与光轴OA之间的倾斜角θ1可以小于约30度。具体地，倾斜角θ1可以是约20度。连接表面113可以与头部210的内表面IS间隔开。相机装置1000可以包括与光轴OA平行的第一线L1和第二线L2。第一线L1可以与第一透镜110的第一端P1和头部210的内表面IS的第一点IP1接触。另外，第二线L2可以与第一透镜110的第二端P2和头部210的内表面IS的第二点IP2接触。根据第三实施例的连接表面113可以相对于光轴OA具有小于约30度的倾斜角。因此，第二线L2可以基于光轴OA位于第一线L1上方的位置处。因此，延伸通过第一点IP1和第二点IP2的虚拟的第三线可以与第一透镜110的第一表面S1和连接表面113分开。
在根据第二和第三实施例的镜筒200中，头部210与延伸部220之间的边界区域由于突出的头部210可能具有相对较弱的刚性。然而，在第二和第三实施例中，倾斜角θ1和θ2可以分别小于约30度、约10度和约20度。因此，可以通过第一透镜110使头部210的外表面与内表面之间的厚度变化最小。也就是说，在本实施例中，在镜筒200中的头部210与延伸部220之间的边界区域、头部210和延伸部220中的每一个可以具有确保刚性的厚度。因此，镜筒200可以具有改善的可靠性。此外，镜筒200可以有效地减少插入构件中的头部210的尺寸。
根据上述实施例的相机装置1000可以满足下面描述的条件表述中的至少一个。因此，根据实施例的相机装置1000具有光学上的改进效果，并且可以实施为小尺寸。此外，相机装置1000可以具有改善的可靠性。
[式1]
θ＜30
在式1中，θ是指第一透镜110的连接表面113与光轴OA之间的倾斜角(度)。
[式2]
3＜TL1/T2
在式2中，TL1是指从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)在光轴OA上的顶点到第二透镜120的物侧表面(第三表面S3)在光轴OA上的顶点的距离(mm)。另外，T2是指第二透镜120的中心厚度(mm)。
[式3]
0＜Sag1/T1＜0.3
在式3中，Sag1是第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的Sag值，并是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的物侧表面在光轴OA上的顶点到第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的有效直径的端部的距离(mm)。另外，T1是指第一透镜110的中心厚度(mm)。
[式4]
0.4＜TH1/TL1＜1
在式4中，TH1是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)在光轴OA上的顶点到第一透镜110的肋部RB1的上表面111的距离(mm)。此外，TL1是指从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)在光轴OA上的顶点到第二透镜120的物侧表面(第三表面S3)在光轴OA上的顶点的距离(mm)。
[式5]
0.2＜d2/TL1<0.7
在式5中，d2是指头部210在光轴OA的方向上的高度(mm)，TL1是指从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)在光轴OA上的顶点到第二透镜120的物侧表面(第三表面S3)在光轴OA上的顶点的距离(mm)。
[式6]
1.2＜F/d1＜2
在式6中，F是指光学系统100的总焦距(mm)，d1是头部210的直径且是指头部210在与光轴OA垂直的方向上的宽度(mm)。
[式7]
1＜TTL/Img＜1.5
在式7中，镜头总长(TTL)是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的距离(mm)，Img是指在垂直方向上，从与光轴OA重叠的图像传感器300的上表面到图像传感器300的1.0视场的区域的距离。也就是说，Img是指图像传感器300的有效区域的对角线长度(mm)的1/2的数值。
[式8]
0.5＜F/TTL＜1
在式8中，F是指光学系统100的总焦距(mm)，TTL(镜头总长)是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的距离(mm)。
[式9]
0.5＜F/f1＜2
在式9中，F是指光学系统100的总焦距(mm)，f1是指第一透镜110的焦距(mm)。
[式10]
0.1＜TH2/EG1＜0.5
在式10中，TH2是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的成像侧表面(第二表面S2)在光轴OA上的顶点到第一透镜110的肋部RB1的下表面的距离(mm)。这里，肋部RB1的下表面可以与肋部RB1的上表面111相对。另外，EG1是指第一透镜110的肋部RB1在光轴OA的方向上的厚度(mm)。
[式11]
0.1<EG1/TL1＜0.5
在式11中，EG1是指第一透镜110的肋部RB1在光轴OA的方向上的厚度(mm)，TL1是指从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)在光轴OA上的顶点到第二透镜120的物侧表面(第三表面S3)在光轴OA上的顶点的距离(mm)。
[式12]
4＜TTL/d2＜10
在式12中，TTL(镜头总长)是指在光轴OA的方向上，从第一透镜110的物侧表面(第一表面S1)的顶点到图像传感器300的上表面的距离(mm)，而d2是指头部210在光轴OA的方向上的高度(mm)。
[式13]
d1/Img＜0.8
在式13中，d1是指头部210在与光轴垂直的方向上的宽度(mm)，并是指在垂直方向上，从与光轴OA重叠的图像传感器300的上表面到图像传感器300的1.0视场的区域的距离。也就是说，Img是指图像传感器300的有效区域的对角线长度(mm)的1/2的数值。
[式14]
1.5＜G1＜1.6
在式14中，G1是指第一透镜110对587nm波段的光的折射率。
[式15]
40＜V1＜60
在式15中，V1是指第一透镜110的阿贝数。
[式16]
1.6＜G2＜1.7
在式16中，G2是指第二透镜120对587nm波段的光的折射率。
[式17]
15＜V2＜30
在式17中，V2是指第二透镜120的阿贝数。
[式18]
Figure BDA0004105432140000211
在式18中，Z是Sag，可以指从非球面上的任意位置到非球面在光轴的方向上的顶点距离。Y可以指在与光轴垂直的方向上从非球面上的任意位置到光轴的距离。另外，c可以指透镜的曲率，K可以指圆锥常数。A、B、C、D、E和F可以指非球面常数。
根据实施例的相机装置1000可以满足式1至17中的至少一个。在这种情况下，相机装置1000可以具有改善的光学特性，并减少镜筒200的头部210的尺寸。当相机装置1000满足式1至17中的至少一个时，镜筒200可以防止或尽量减少通过容纳在其中的透镜引起的一个区域的厚度变化，进而导致更多的改进可以具有可靠性。因此，当相机装置1000被插入并放置在例如显示器的构件中时，相机装置1000具有改善的可靠性，并且可以最小化相机装置1000在构件表面上所占据的区域。
【表3】
Figure BDA0004105432140000221
【表4】
Figure BDA0004105432140000231
表3涉及根据第一至第三实施例的相机装置1000中的上述各式的项目，并且涉及镜头总长(TTL)、总焦距(F)、Img以及连接表面113与光学系统100的光轴OA之间的倾斜角。另外，表4示出了根据第一至第三实施例的相机装置1000中式1至17的结果值。参考表4，可以看出，根据第一至第三实施例的相机装置1000满足式1至17中的至少一个。具体地，可以看出，根据实施例的相机装置1000满足所有的上述式1至17。因此，根据第一至第三实施例的相机装置1000可以具有如图5至图7所示的调制传递函数(MTF)特性、像差特性和畸变特性。具体地，图6是根据实施例的光学系统100的像差曲线图，是从左到右测量纵向球差、像散视场曲线和畸变的图。在图6中，X轴可以代表焦距(mm)和畸变(％)，Y轴可以代表图像的高度。此外，球面像差的曲线图是约435nm、约486nm、约546nm、约587nm和约656nm的波长带的光的曲线图，而像散和畸变的曲线图是546nm的波长带的光的曲线图。也就是说，根据第一至第三实施例的相机装置1000可以具有改善的光学特性。此外，相机装置1000的镜筒200可以有效地减小尺寸，同时确保插入到独立基板中的头部210的可靠性。因此，根据实施例的相机装置1000可以实施为小尺寸，并具有改善的可靠性，因此可以应用于各种基板。
上述实施例中描述的特征、结构、效果等包括在本发明的至少实施例中，并且不一定只限于实施例。此外，每个实施例中说明的特征、结构和效果可以由该实施例所属领域的技术人员对其他实施例进行组合或修改。因此，与这些组合和变化有关的内容应被理解为包括在本发明的范围内。此外，尽管上述内容已重点描述了本发明的实施例，但这些仅是示例，并不限制本发明，本发明所属领域的技术人员可以在不偏离本发明实施例的基本特征的范围内对上述内容进行举例说明。可以看出，各种变化和未作的应用都是可能的。例如，实施例中具体显示的每个部件都可以被修改和实现。而与这些修改和应用有关的差异应被理解为包括在所附权利要求书中定义的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种相机装置，包括：
多个透镜，所述多个透镜沿光轴从物侧到像侧依次布置；以及
镜筒，所述多个透镜容纳在所述镜筒中，并在所述镜筒的上表面处形成有入射孔，
其中，所述镜筒包括头部，所述头部设置在与所述多个透镜中的最靠近所述物侧的透镜对应的区域上，并且
其中，在与所述光轴垂直的方向上，所述头部的上部的长度小于所述头部的下部的长度。
2.根据权利要求1所述的相机装置，其中，所述头部包括面对最靠近所述物侧的所述透镜的内表面以及与所述内表面对应的外表面，并且
其中，所述内表面具有两个倾斜表面，所述两个倾斜表面具有不同或相同的倾斜角。
3.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述内表面与所述外表面之间的距离从所述头部的所述上部向所述头部的所述下部变得更近。
4.根据权利要求2所述的相机装置，其中，在所述头部的所述下部，所述内表面与所述外表面之间的距离是恒定的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的相机装置，其中，最靠近所述物侧的所述透镜包括连接表面，所述连接表面连接物侧表面的有效直径的端部与设置在最靠近所述物侧的所述透镜的有效区域周围的肋部的上表面，并且
其中，与所述光轴平行的虚拟的第一线与所述有效直径的第一端和所述镜筒的第一内表面接触，并且
其中，所述虚拟的第一线与所述镜筒的内表面接触的第一点在与所述光轴垂直的方向上在所述镜筒的所述头部的所述上部处具有最大宽度。
6.根据权利要求5所述的相机装置，其中，所述连接表面和所述镜筒的内表面彼此间隔开。
7.根据权利要求6所述的相机装置，其中，所述连接表面和所述镜筒的所述内表面包括彼此平行的区域。
8.根据权利要求7所述的相机装置，其中，与所述光轴平行的虚拟的第二线与所述有效直径的第二端和所述镜筒的第二内表面接触，
所述相机装置包括第二点，所述第二点与所述虚拟的第二线和所述镜筒的所述内表面接触，
其中，连接所述第一点和所述第二点的虚拟的第三线与最靠近所述物侧的所述透镜的物侧表面接触。
9.根据权利要求6所述的相机装置，其中，与所述光轴平行的所述虚拟的第二线与所述有效直径的第二端和所述镜筒的第二内表面接触，
所述相机装置包括第二点，所述第二点与所述虚拟的第二线和所述镜筒的所述内表面接触，
其中，连接所述第一点和所述第二点的虚拟的第三线与最靠近所述物侧的所述透镜的物侧表面间隔开。
10.根据权利要求9所述的相机装置，其中，在所述光轴的方向上，所述连接表面的厚度大于所述肋部的厚度。
11.根据权利要求10所述的相机装置，其中，所述头部的内表面与所述光轴之间的倾斜角大于0度且小于30度。
12.一种相机装置，包括：
多个透镜，所述多个透镜在沿光轴从物侧到像侧的方向上依次布置
其中，所述多个透镜包括第一透镜，所述第一透镜设置为最靠近所述物侧，
其中，所述第一透镜包括连接表面，所述连接表面连接所述第一透镜的物侧表面的有效直径的端部与设置在所述第一透镜的有效区域周围的肋部的上表面，并且
其中，所述连接表面与所述光轴之间的倾斜角小于30度。
13.根据权利要求12所述的相机装置，其中，所述连接表面与所述光轴之间的倾斜角大于0度且小于30度。
14.根据权利要求13所述的相机装置，其中，所述多个透镜包括沿所述光轴从所述物侧向所述像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，并且
其中，所述第一透镜和所述第二透镜满足下式1：
[式1]
3＜TL1/T2
在式1中，TL1是指从所述第一透镜的物侧表面在所述光轴上的顶点到所述第二透镜的物侧表面在所述光轴上的顶点的距离，T2是指所述第二透镜的中心厚度。
15.根据权利要求14所述的相机装置，其中，所述第一透镜满足下式2：
[式2]
0＜Sag1/T1＜0.3
在式2中，Sag1是所述第一透镜的物侧表面的Sag值，是指在所述光轴的方向上，从所述第一透镜的物侧表面在所述光轴上的顶点到所述第一透镜的物侧表面的所述有效直径的端部的距离，T1是指所述第一透镜的中心厚度。
16.根据权利要求13所述的相机装置，其中，所述第一透镜满足下式3：
[式3]
0.4＜TH1/TL1＜1
在式3中，TH1是指在所述光轴的方向上，从所述第一透镜的物侧表面在所述光轴上的顶点到所述第一透镜的所述肋部的所述上表面的距离。
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