CN116400492A - 光学镜头、摄像模组及终端设备 - Google Patents

光学镜头、摄像模组及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光学镜头、摄像模组及终端设备。光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置具有负屈折力的第一透镜，物侧面、像侧面分别为凸面、凹面；具有正屈折力的第二透镜，物侧面、像侧面分别为凸面、凹面；具有正屈折力的第三透镜，物侧面、像侧面均为凸面；具有负屈折力的第四透镜，物侧面、像侧面均为凹面；且满足3.3＜TTL/f＜5，其中TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离，f为所述光学镜头的焦距。从而能够保证光学镜头的光学总长保持在合理范围内，从而缩小光学镜头的长度，在将光学镜头用于内窥镜时，能够减轻患者使用内窥镜检查时的异物感和痛楚，提升患者使用内窥镜时的使用感受。

Description

光学镜头、摄像模组及终端设备
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学镜头、摄像模组及终端设备。
背景技术
内窥镜能够经由人体的口腔、鼻腔等孔道进入人体内，并拍摄人体内患病部位的图像，有助于医生进行观察和诊断。内窥镜需要具有较高的像素、足够大的视场角以及良好的景深效果，才能满足对患病部位进行全面准确观察的需求。然而相关技术中具有上述良好性能的内窥镜往往具有较大的体积，在内窥镜进入人体时容易引起患者不适。
发明内容
本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及终端设备，能够在兼顾光学镜头具有大视场的前提下实现光学镜头的小型化设计。
为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种光学镜头，共有四片具有屈折力的透镜，所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；
所述第一透镜具有负屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述第二透镜具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述光学镜头满足以下关系式：
3.3＜TTL/f＜5；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离（即光学镜头的光学总长），f为所述光学镜头的焦距。
本申请提供的所述光学镜头中，当入射光线经过具有负屈折力的第一透镜，能够有效地将较大视场范围的光线耦合进入光学镜头中，配合所述第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面、凹面的面型设计，有利于增大光学镜头的视场角，并且缩短光学镜头的光学总长。第二透镜具有正屈折力，且第二透镜的物侧面于近光轴处设置为凸面、像侧面于近光轴处设置为凹面，有助于降低光线在第二透镜的物侧面和第二透镜的像侧面上的入射角度，降低光线在透镜的表面上的反射，并且还能校正像差。第三透镜具有正屈折力，且第三透镜的物侧面、像侧面于近光轴处设置为凸面，有利于合理分配光学镜头的屈折力，使得光学镜头整体的屈折力朝物侧方向移动的幅度减小，有助于缩短光学镜头的光学总长，实现小型化的设计需求。搭配具有负屈折力的第四透镜，能够较好的矫正光学镜头的场曲和像散，并且能够与具有较大主光角的图像传感器相匹配，从而提高成像质量。通过将第四透镜的物侧面和像侧面均设置为凹面，能够进一步缩短光学镜头的光学总长，使得四片透镜的结构更为紧凑。
当光学镜头满足3.3＜TTL/f＜5时，通过限定光学镜头的光学总长与焦距关系，能够在满足光学镜头实现小型化设计的同时满足光学镜头具有较大景深的效果。也即，当光学镜头满足上述关系式时，能够使得光学镜头的焦距较小，这样能够获得较大的景深，光学镜头能够在人体内部的工作环境中拍摄景深更大的景象，从而提高光学镜头拍摄性能。另一方面，光学镜头满足上述关系式时，还能确保光学镜头的光学总长较小，从而使得光学镜头具有较小的体积，当光学镜头用于内窥镜时，满足内窥镜易于进入人体内的狭小工作空间的需求。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
-1＜f1/f＜-0.7；
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f为所述光学镜头的焦距。当光学镜头满足上述关系式时，一方面有利于压缩入射光线进入第一透镜的角度，使得光线在进入第二透镜时更平滑，从而更好地矫正像差，使得光学镜头在使用过程中能够获取更清晰准确的图像，从而提升成像质量，当光学镜头用于内窥镜时有助于医生利用其进行准确的观察和诊断。另一方面，还能够避免后焦变长导致光学镜头体积过大的问题，从而有助于实现光学镜头小型化的设计，而且能够避免光学镜头的主光角变小导致难以匹配图像传感器的主光角的问题，从而提升光学镜头的成像质量。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
0.2mm＜D2/TAN(HFOV) ＜0.3mm；
其中，D2为所述第二透镜的物侧面的最大有效口径，HFOV为所述光学镜头的最大视场角的一半。当光学镜头满足上述关系式时，一方面可以保证光学镜头具有足够大的视场角，从而能够在人体内患病部位拍摄更大的范围，提升光学镜头用于内窥镜时的拍摄效果。另一方面，能够在保证上述较大的视场角的前提下进一步减小光学镜头的体积，进而能够适配尺寸更小的内窥镜的镜管，从而适应更狭窄的工作环境。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
0.5＜R1/R5＜0.8；
其中，R1为所述第一透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径。当光学镜头满足上述关系式时，能够保证光线在进入第一透镜和第三透镜的过程中更加顺畅，避免光线在进入第三透镜时入射角度过大，从而能够更好地校正像差，减少鬼像发生的风险，从而提高光学镜头的成像质量。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
-3.5＜f4/f＜-2；
其中，f4为所述第四透镜的焦距，f为所述光学镜头的焦距。当光学镜头满足上述关系式时，确保光线在进入第四透镜时更顺畅，进而更好地矫正光学镜头的场曲和像散，从而提高光学镜头的成像效果。并且通过合理配置第四透镜的屈折力，使得光学镜头的主光角范围更为合理，当采用具有较大主光角的图像传感器时，能够提高与图像传感器主光角的适配程度，进一步提高光学镜头的成像质量。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
0.5＜（f1*f2）/（f3*f4）＜1；
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。当光学镜头满足上述关系式时，能够合理搭配第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的屈折力，在满足每一片透镜的屈折力设置需求的前提下，避免四片透镜之间屈折力的差异过大，从而有助于形成光学镜头的成像对称性，提升光学镜头的成像性能。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
0.3 mm-1＜R5/（R4*CT45）＜1.5mm-1；
其中，R5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径，CT45为所述第二透镜的像侧面至第三透镜的物侧面于光轴上的距离。当光学镜头满足上述关系式时，能够合理控制第二透镜和第三透镜的面型，使得光线在离开第二透镜且进入第三透镜时更平顺。当光阑设置于第二透镜和第三透镜之间时，由于第二透镜和第三透镜位于光阑前后，处于光学镜头的转折点，因此，通过使光学镜头满足上述关系式，能够有效控制光学镜头的敏感度，从而提升装配的良率。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：
0.8＜TTL/TAN（HFOV）＜1.3；其中，HFOV为所述光学镜头的最大视场角的一半。当光学镜头满足上述关系式时，不仅能够保证光学镜头的光学总长保持在合理范围内，缩小光学镜头的长度，在将光学镜头用于内窥镜时，能使内窥镜的整体体积控制在比较小的范围内，从而能够减轻患者使用内窥镜检查时的异物感和痛楚，提升患者使用内窥镜时的使用感受。而且满足上述关系式的光学镜头还能够避免视场角过大而导致第一透镜的直径过大的情况，从而保证光学镜头的直径保持在合理范围内，同样也能减小内窥镜的尺寸。通过合理配置所述光学镜头的光学总长与光学镜头的最大视场角的一半的关系，能够在满足光学镜头的小型化需求的同时满足大视场的设计，使得光学镜头能够观察到患病部位足够大的范围，提升内窥镜的使用性能。
第二方面，本申请还公开了一种摄像模组，所述摄像模组包括图像传感器以及如前述第一方面的光学镜头，所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。
第三方面，本申请还公开了一种终端设备，所述终端设备包括壳体以及如前述第二方面的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例提供的一种光学镜头，包括一些设置的第一透镜至第四透镜，通过将第一透镜设置为具有负屈折力，能够有效地将较大视场范围的光线耦合进入光学镜头中，配合所述第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面、凹面的面型设计，从而增大光学镜头的视场角，并且缩短光学镜头的光学总长。第二透镜具有正屈折力，且第二透镜的物侧面于近光轴处设置为凸面、像侧面于近光轴处设置为凹面，有助于降低光线在第二透镜的物侧面和第二透镜的像侧面上的入射角度，降低光线在透镜的表面上的反射，并且还能校正像差。第三透镜具有正屈折力，且第三透镜的物侧面、像侧面于近光轴处设置为凸面，有利于合理分配光学镜头的屈折力，使得光学镜头整体的屈折力朝物侧方向移动的幅度减小，有助于缩短光学镜头的光学总长，实现小型化设计需求。搭配具有负屈折力的第四透镜，能够较好的矫正光学镜头的场曲和像散，并且能够与具有较大主光角的图像传感器相匹配，从而提高成像质量。通过将第四透镜的物侧面和像侧面均设置为凹面，能够进一步缩短光学镜头的光学总长，使得四片透镜的结构更为紧凑。
当光学镜头满足3.3＜TTL/f＜5时，通过限定光学镜头的光学总长与焦距关系，能够在满足光学镜头实现小型化设计的同时满足光学镜头具有较大景深的效果。也即，当光学镜头满足上述关系式时，能够使得光学镜头的焦距较小，这样能够获得较大的景深，光学镜头能够在人体内部的工作环境中拍摄景深更大的景象，从而提高光学镜头拍摄性能。另一方面，光学镜头满足上述关系式时，还能确保光学镜头的光学总长较小，从而使得光学镜头具有较小的体积，当光学镜头用于内窥镜时，满足内窥镜易于进入人体内的狭小工作空间的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本申请第一实施例公开的光学镜头的结构示意图；
图2是本申请第一实施例公开的光学镜头的纵向球差图、像散曲线图及畸变曲线图；
图3是本申请第二实施例公开的光学镜头的结构示意图；
图4是本申请第二实施例公开的光学镜头的纵向球差图、像散曲线图及畸变曲线图；
图5是本申请第三实施例公开的光学镜头的结构示意图；
图6是本申请第三实施例公开的光学镜头的纵向球差图、像散曲线图及畸变曲线图；
图7是本申请第四实施例公开的光学镜头的结构示意图；
图8是本申请第四实施例公开的光学镜头的纵向球差图、像散曲线图及畸变曲线图；
图9是本申请第五实施例公开的光学镜头的结构示意图；
图10是本申请第五实施例公开的光学镜头的纵向球差图、像散曲线图及畸变曲线图；
图11是本申请公开的摄像模组的结构示意图；
图12是本申请公开的内窥镜的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1，根据本申请的第一方面，本申请公开了一种光学镜头100，该光学镜头100共有四片具有屈折力的透镜，光学镜头100沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
进一步地，第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
本申请提供的光学镜头100中，当入射光线经过具有负屈折力的第一透镜L1，能够有效地将较大视场范围的光线耦合进入光学镜头100中，配合第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处分别为凸面、凹面的面型设计，从而增大光学镜头100的视场角，并且缩短光学镜头100的光学总长。第二透镜L2具有正屈折力，且第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处设置为凸面、像侧面22于近光轴O处设置为凹面，有助于降低光线在第二透镜L2的物侧面21和第二透镜L2的像侧面22上的入射角度，降低光线在透镜的表面上的反射，并且还能校正像差。第三透镜L3具有正屈折力，且第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处设置为凸面，有利于合理分配光学镜头100的屈折力，使得光学镜头100整体的屈折力朝物侧方向移动的幅度减小，有助于缩短光学镜头100的光学总长，实现小型化设计需求。搭配具有负屈折力的第四透镜L4，能够较好的矫正光学镜头100的场曲和像散，并且能够与具有较大主光角的图像传感器201相匹配，从而提高成像质量。通过将第四透镜L4的物侧面41和像侧面42均设置为凹面，能够进一步缩短光学镜头100的光学总长，使得四片透镜的结构更为紧凑。
考虑到光学镜头100可应用于内窥镜，且用于伸入至人体内部，因此，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4可以为塑料透镜，这样光学镜头100能够具有较轻的重量。其中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4可以均采用非球面镜。
可选地，为了提高成像质量，光学镜头100还包括保护玻璃L5，保护玻璃L5可以设置于第四透镜L4与光学镜头100的成像面101之间，以对光学镜头100进行保护。
可选地，光学镜头100还包括光阑60，光阑60可以设置于第二透镜L2和第三透镜L3之间。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：
0.8 mm＜TTL/TAN（HFOV）＜1.3 mm；例如，TTL/TAN（HFOV）可以是0.8355mm、0.9431mm、0.9580mm、0.9642mm、0.9656mm、0.9678mm、0.9786mm、0.9982mm 、1.0325mm、1.1342mm、1.2532mm等。其中，TTL为第一透镜L1的物侧面11到光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离，HFOV为光学镜头100的最大视场角的一半。当光学镜头100满足0.9＜TTL/TAN（HFOV）＜1.2时，不仅能够保证光学镜头100的光学总长保持在合理范围内，从而缩小光学镜头100的长度，在将光学镜头100用于内窥镜时，能够减轻患者使用内窥镜检查时的异物感和痛楚，提升患者使用内窥镜时的使用感受。而且满足上述关系式的光学镜头100还能够避免视场角过大导致的第一透镜L1的直径过大，从而保证光学镜头100的直径保持在合理范围内，同样也能减小内窥镜的尺寸。通过合理配置光学镜头100的光学总长与光学镜头100的最大视场角的一半的关系，实现在满足光学镜头100的小型化需求的同时满足大视场的设计。使得光学镜头100能够观察到患病部位足够大的范围，提升内窥镜的使用性能。
优选地，光学镜头100满足关系式：0.9580mm＜TTL/TAN（HFOV）＜1.1342mm。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：-1＜f1/f＜-0.7；例如，f1/f可以是-0.9782、-0.9432、-0.8948、-0.8819、-0.8321、-0.8119、-0.8011、-0.7864等。其中，f1为第一透镜L1的焦距，f为光学镜头100的焦距。当光学镜头100满足上述关系式时，一方面有利于压缩入射光线进入第一透镜L1的角度，使得光线在进入第二透镜L2时更平滑，从而更好地矫正像差，使得光学镜头100在使用过程中能够获取更清晰准确的图像，从而提升成像质量，当光学镜头100用于内窥镜时有助于医生利用其进行准确的观察和诊断。另一方面，还能够避免后焦变长导致光学镜头100体积过大的问题，从而有助于实现光学镜头100小型化的设计，而且能够避免光学镜头100的主光角变小导致难以匹配图像传感器201的主光角的问题，从而提升光学镜头100的成像质量。
优选地，光学镜头100满足关系式：-0.9＜f1/f＜-0.8。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.2 mm＜D2/TAN(HFOV) ＜0.3 mm；例如，D2/TAN(HFOV)可以是0.2182mm、0.2337mm、0.2353mm、0.2650mm、0.2708mm、0.2734mm、0.2810mm、0.2984mm等。其中，D2为第二透镜L2的物侧面21的最大有效口径。当光学镜头100满足上述关系式时，一方面可以保证光学镜头100具有足够大的视场角，从而能够在人体内患病部位拍摄更大的范围，提升光学镜头100用于内窥镜时的拍摄效果。另一方面，能够在保证上述较大的视场角的前提下进一步减小光学镜头100的体积，进而能够适配尺寸更小的内窥镜的镜管，从而适应更狭窄的工作环境。
优选地，光学镜头100满足关系式：0.2337＜D2/TAN(HFOV)＜0.2810。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.5＜R1/R5＜0.8；例如，R1/R5可以是0.6153、0.6224、0.6432、0.6682、0.6714、0.6732、0.6869、0.6921等。其中，R1为第一透镜L1的物侧面11于光轴O处的曲率半径，R5为第三透镜L3的物侧面31于光轴O处的曲率半径。当光学镜头100满足上述关系式时，能够保证光线在进入第一透镜L1和第三透镜L3的过程中更加顺畅，避免光线在进入第三透镜L3时入射角度过大，从而能够更好地校正像差，减少鬼像发生的风险，从而提高光学镜头100的成像质量。
优选地，光学镜头100满足关系式：0.6＜R1/R5＜0.7。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：-3.5＜f4/f＜-2；例如f4/f可以是-3.4896、-3.1711、-3.0521、-2.9447、-2.86111、-2.7637、-2.7340、-2.6061、-2.5688、-2.2352等。其中，f4为第四透镜L4的焦距，f为光学镜头100的焦距。当光学镜头100满足上述关系式时，确保光线在进入第四透镜L4时更顺畅，进而更好地矫正光学镜头100的场曲和像散，从而提高光学镜头100的成像效果。并且通过合理配置第四透镜L4的屈折力，使得光学镜头100的主光角范围更为合理，当采用具有较大主光角的图像传感器201时，能够提高与图像传感器201主光角的适配程度，进一步提高光学镜头100的成像质量。
优选地，光学镜头100满足关系式：-3.2＜f4/f＜-2.6。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.5＜（f1*f2）/（f3*f4）＜1；例如（f1*f2）/（f3*f4）可以是0.5671、0.6485、0.6533、0.6989、0.7065、0.7303、0.7461、0.7892、0.7923、0.8982等。其中，f1为第一透镜L1的焦距，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，f4为第四透镜L4的焦距。当光学镜头100满足上述关系式时，能够合理搭配第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的屈折力，在满足每一片透镜的屈折力设置需求的前提下，避免四片透镜之间屈折力的差异过大，从而有助于形成光学镜头100的成像对称性，提升光学镜头100的成像性能。
优选地，光学镜头100满足关系式：0.6＜（f1*f2）/（f3*f4）＜0.8。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.3 mm-1＜R5/（R4*CT45）＜1.5mm-1；例如R5/（R4*CT45）可以是0.3306mm-1、0.4563mm-1、0.8942mm-1、1.1990mm-1、1.2316mm-1、1.2402mm-1、1.2605mm-1、1.3545mm-1等。其中，R5为第三透镜L3的物侧面31于光轴O处的曲率半径，R4为第二透镜L2的像侧面22于光轴O处的曲率半径，CT45为第二透镜L2的像侧面22至第三透镜L3的物侧面31于光轴O上的距离。当光学镜头100满足上述关系式时，能够合理控制第二透镜L2和第三透镜L3的面型，使得光线在离开第二透镜L2且进入第三透镜L3时更平顺。当光阑60设置于第二透镜L2和第三透镜L3之间时，由于第二透镜L2和第三透镜L3位于光阑60前后，处于光学镜头100的转折点，因此，通过使光学镜头100满足上述关系式，能够有效控制光学镜头100的敏感度，从而提升装配的良率。
优选地，光学镜头100满足关系式：0.3mm-1＜R5/（R4*CT45）＜1.2mm-1。
一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：3.4＜TTL/f＜5；例如TTL/f可以是3.4582、3.5861、3.7876、3.9122、3.9361、3.9510、3.9656、4.1319、4.6288等。其中，f为光学镜头100的焦距。通过限定光学镜头100的光学总长与焦距关系，能够在满足光学镜头100实现小型化设计的同时满足光学镜头100具有较大景深的效果。也即，当光学镜头100满足上述关系式时，能够使得光学镜头100的焦距较小，这样能够获得较大的景深，光学镜头100能够在人体内部的工作环境中拍摄景深更大的景象，从而提高光学镜头100拍摄性能。另一方面，光学镜头100满足上述关系式时，还能确保光学镜头100的光学总长较小，从而使得光学镜头100具有较小的体积，当光学镜头100用于内窥镜时，满足内窥镜易于进入人体内的狭小工作空间的需求。
优选地，光学镜头100满足关系式：3.9＜TTL/f＜4.2。
以下将结合具体参数对本实施例的光学镜头100进行详细说明。
第一实施例
本申请的第一实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图1所示，光学镜头100包括沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。
进一步地，第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
具体地，以光学镜头100的焦距f=0.6737mm、光学镜头100的光圈数FNO=4，光学镜头100的最大视场半角HFOV=70deg，第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=2.659mm为例，光学镜头100的其他参数由下表1给出。其中，沿光学镜头100的光轴O由物侧向像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。在同一透镜中，表面编号较小的表面为该透镜的物侧面，表面编号较大的表面为该透镜的像侧面，如表面编号1和2分别对应第一透镜L1的物侧面11和像侧面12。表1中的曲率半径为相应表面编号的物侧面或像侧面于光轴O处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴O上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴O上的距离。光阑60于“厚度”参数列中的数值为光阑60至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离，默认第一透镜L1物侧面11到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴O的正方向，当该值为负时，表明光阑60设置于后一表面顶点的像侧，若光阑60厚度为正值时，光阑60在后一表面顶点的物侧。可以理解的是，表1中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1中的折射率、阿贝数在参考波长587.56nm下得到，焦距在参考波长555nm下得到。
在第一实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的物侧面和像侧面均为非球面，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：
Figure SMS_1
其中，x为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为于光轴O处的曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数)；k为锥面系数；Ai是非球面第i阶的修正系数。下表2给出了可用于第一实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
表1
Figure SMS_2
表2
Figure SMS_3
请参阅图2，图2示出了第一实施例的光学镜头100的像差图，其中，图2中的（A）示出了第一实施例中的光学镜头100在波长为650nm、610nm、555nm、510nm、470nm下的纵向球差图。图2中的（A）中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，单位为mm，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图2中的（A）可以看出，第一实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图2中的（B），图2中的（B）为第一实施例中的光学镜头100在波长为555nm下的像散曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，单位为mm，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角，单位为deg。像散曲线图中的T表示成像面101在子午方向的弯曲、S表示成像面101在弧矢方向的弯曲，由图2中的（B）可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图2中的（C），图2中的（C）为第一实施例中的光学镜头100在波长为555nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，单位为%，沿Y轴方向的纵坐标表示视场角，单位为deg。由图2中的（C）可以看出，在波长555nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的矫正。
第二实施例
本申请的第二实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图3所示，光学镜头100包括沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
具体地，以光学镜头100的焦距f=0.669mm、光学镜头100的光圈数FNO=4，光学镜头100的最大视场半角HFOV=70deg，第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=2.653mm为例，光学镜头100的其他参数由下表3给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表3中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表3中的折射率、阿贝数在参考波长587.56nm下得到，焦距在参考波长555nm下得到。在第二实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。下表4给出了可用于第二实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
表3
Figure SMS_4
表4
Figure SMS_5
请参阅图4，图4示出了第二实施例的光学镜头100的像差图，其中，由图4中的（A）纵向球差图、图4中的（B）像散曲线图以及图4中的（C）畸变曲线图可知，光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外，关于图4中的（A）、图4中的（B）、图4中的（C）中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的（A）、图2中的（B）、图2中的（C）所描述的内容，此处不再赘述。
第三实施例
本申请的第三实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图5所示，光学镜头100包括沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
具体地，以光学镜头100的焦距f=0.673mm、光学镜头100的光圈数FNO=4，光学镜头100的最大视场半角HFOV=70deg，第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=2.649mm为例，光学镜头100的其他参数由下表5给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表5中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表5中的折射率、阿贝数在参考波长587.56nm下得到，焦距在参考波长555nm下得到。在第三实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。下表6给出了可用于第三实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
表5
Figure SMS_6
表6
Figure SMS_7
请参阅图6，图6示出了第三实施例的光学镜头100的像差图，其中，由图6中的（A）纵向球差图、图6中的（B）像散曲线图以及图6中的（C）畸变曲线图可知，光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外，关于图6中的（A）、图6中的（B）、图6中的（C）中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的（A）、图2中的（B）、图2中的（C）所描述的内容，此处不再赘述。
第四实施例
本申请的第四实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图7所示，光学镜头100包括沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
具体地，以光学镜头100的焦距f=0.6337mm、光学镜头100的光圈数FNO=4，光学镜头100的最大视场半角HFOV=70deg，第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=2.632mm为例，光学镜头100的其他参数由下表7给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表7中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表7中的折射率、阿贝数在参考波长587.56nm下得到，焦距在参考波长555nm下得到。在第四实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。下表8给出了可用于第四实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
表7
Figure SMS_8
表8
Figure SMS_9
请参阅图8，图8示出了第四实施例的光学镜头100的像差图，其中，由图8中的（A）纵向球差图、图8中的（B）像散曲线图以及图8中的（C）畸变曲线图可知，光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外，关于图8中的（A）、图8中的（B）、图8中的（C）中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的（A）、图2中的（B）、图2中的（C）所描述的内容，此处不再赘述。
第五实施例
本申请的第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图9所示，光学镜头100包括沿光轴O从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和第四透镜L4。成像时，光线从第一透镜L1物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4，并最终成像于光学镜头100的成像面101上。其中，第一透镜L1具有负屈折力，第二透镜L2具有正屈折力，第三透镜L3具有正屈折力，第四透镜L4具有负屈折力。第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凸面，第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凹面；第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面，第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面；第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面，第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面；第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凹面，第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凹面。
具体地，以光学镜头100的焦距f=0.683mm、光学镜头100的光圈数FNO=4，光学镜头100的最大视场半角HFOV=67deg，第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=2.672mm为例，光学镜头100的其他参数由下表9给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表9中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表9中的折射率、阿贝数在参考波长587.56nm下得到，焦距在参考波长555nm下得到。在第五实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x的计算方法可利用前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。下表10给出了可用于第五实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
表9
Figure SMS_10
表10
Figure SMS_11
请参阅图10，图10示出了第五实施例的光学镜头100的像差图，其中，由图10中的（A）纵向球差图、图10中的（B）像散曲线图以及图10中的（C）畸变曲线图可知，光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制，从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外，关于图10中的（A）、图10中的（B）、图10中的（C）中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的（A）、图2中的（B）、图2中的（C）所描述的内容，此处不再赘述。
参阅表11，表11为本申请第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。
表11
Figure SMS_12
请参阅图11，本申请还公开了一种摄像模组200，摄像模组200包括图像传感器201以及如上述第一实施例至第五实施例中任一实施例所述的光学镜头100，图像传感器201设置于光学镜头100的像侧。图像传感器201用于将对应于被摄物的光信号转换为图像信号，这里不做赘述。可以理解的是，具有上述光学镜头100的摄像模组200，能够在实现小型化设计需求的同时具有较大的视场角。
本申请还公开了一种终端设备，终端设备包括壳体301及如前述的摄像模组200，摄影模组设置于壳体301以获取影像信息。终端设备可以但不限于医用内窥镜、工业用内窥镜等。可以理解的，由于摄像模组200包括如上述第一实施例至第五实施例中任一实施例所述的光学镜头100，而终端设备包括摄像模组200，所以具有所述摄像模组200的终端设备能够提高光学镜头100的成像质量，而且还能使光学镜头100在实现小型化设计的同时兼具大视场角特点。由于上述技术效果已在光学镜头100的实施例中做了详细介绍，此处就不再赘述。
一种示例性的，请参阅图12，该图12示出了终端设备为内窥镜300的结构示意图，具体地，终端设备的壳体301可以是内窥镜300的镜管，摄像模组200设置于镜管的端部，并且在镜管的带动下伸入人体内部（例如口腔、鼻腔、腹腔等），以获取人体内部患病部位影像信息。内窥镜300可以但不限于应用于人体各种部位的内窥镜，而内窥镜300包括摄像模组200，所以具有前述摄像模组200的内窥镜300能够具有较小的体积，并且具有较大的视场角，容易对人体内部进行全面观察的同时，降低患者对摄像模组200的感知程度，从而降低摄像模组200的异物感，从而提高利用内窥镜300检查时患者的使用体验。
以上对本发明实施例公开的光学镜头、摄像模组及终端设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的光学镜头、摄像模组及终端设备及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，共有四片具有屈折力的透镜，所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；
所述第一透镜具有负屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述第二透镜具有正屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面；
所述第四透镜具有负屈折力，所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凹面；
所述光学镜头满足以下关系式：
3.3＜TTL/f＜5；
其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离，f为所述光学镜头的焦距。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
-1＜f1/f＜-0.7；
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f为所述光学镜头的焦距。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
0.2mm＜D2/TAN(HFOV) ＜0.3mm；
其中，D2为所述第二透镜的物侧面的最大有效口径，HFOV为所述光学镜头的最大视场角的一半。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
0.5＜R1/R5＜0.8；
其中，R1为所述第一透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径，R5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
-3.5＜f4/f＜-2；
其中，f4为所述第四透镜的焦距，f为所述光学镜头的焦距。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
0.5＜（f1*f2）/（f3*f4）＜1；
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
0.3 mm-1＜R5/(R4*CT45)＜1.5mm-1；
其中，R5为所述第三透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径，R4为所述第二透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径，CT45为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于光轴上的距离。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：
0.8mm＜TTL/TAN（HFOV）＜1.3mm；
其中，HFOV为所述光学镜头的最大视场角的一半。
9.一种摄像模组，其特征在于：所述摄像模组包括图像传感器以及如权利要求1-8任一项所述的光学镜头，所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。
10.一种终端设备，其特征在于：所述终端设备包括壳体以及如权利要求9所述的摄像模组，所述摄像模组设于所述壳体。
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