CN116931220A - 镜头组件、摄像头模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种镜头组件、摄像头模组及电子设备,镜头组件满足:0.85≤2×IMH/(TTL×F#)≤1.5,满足大光圈、大靶面、低总高架构设计,提升成像质量且有利于实现摄像头模组的减薄化。并且第一镜片的折射率和第二镜片的折射率满足:0.1<nd2‑nd1<0.15,第一镜片的阿贝数和第二镜片的阿贝数满足:0<vd1‑vd2<40,在降低镜头组件成本的同时达到大光圈、大靶面以及更小总长度的设计目的,获得低成本且成像质量优良的减薄型镜头组件,显著的提升了镜头组件的实用性和可加工性。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,特别涉及一种镜头组件、摄像头模组及电子设备。
背景技术
摄像头模组已成为如手机、平板、笔记本电脑以及穿戴设备等电子产品中不可缺失的功能组件,随着电子设备的轻薄化和多功能化发展,其上的摄像头模组也逐渐向小型化、薄型化发展,而拍照的效果以及需求也越来越与单反相机看齐,摄像头模组的体积以及功能效果逐渐成为电子设备的重要特征之一。
摄像头模组包括镜头组件和图像传感器,镜头组件通常是由多个透镜镜片沿着光轴方向依次排列形成的,光线经过镜头组件后投射至图像传感器实现光电转换,进而用于成像,因而,镜头组件的性能直接决定着摄像头模组的成像性能。当前电子设备的摄像头逐渐追求大光圈、大靶面及低总高的设计,大光圈有利于摄像头的夜景拍摄、抓拍、视频和背景虚化等功能,大靶面有利于亮度和解析力的提升,从而提升摄像头的功能,而低总高是指镜头组件的总长度较小,有利于实现摄像头模组的减薄化。
然而,现有的大光圈兼顾大靶面及低总高的镜头组件,其成本相对较高,影响镜头组件的可加工性和实用性。
发明内容
本申请提供一种镜头组件、摄像头模组及电子设备,解决了现有的镜头组件满足大光圈、大靶面及低总高架构设计时成本较高且成像质量不好的问题。
本申请的第一方面提供一种镜头组件,包括多个镜片,多个镜片至少包括沿着光轴的方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片和第六镜片;
镜头组件满足条件式:0.85≤2×IMH/(TTL×F#)≤1.5,其中,IMH为镜头组件的半像高,F#为镜头组件的光圈数,TTL为镜头组件的总长度,在镜头组件具有较小的光圈数、较大的半像高时,能够具有较小的总长度。同时满足镜头组件的大光圈、大靶面以及较小总长度的设计需求,也即提供一种兼顾大光圈、大靶面、低总高架构的镜头组件,在提升摄像头模组的成像质量和效果的同时,有利于摄像头模组的减薄化设计。
而且,第一镜片的折射率nd1与第二镜片折射率nd2满足条件式:0.1<nd2-nd1<0.15,第一镜片的阿贝数vd1与第二镜片的阿贝数vd2满足条件式:0<vd1-vd2<40。在该参数条件下,可以实现材料成本较低的镜片,例如第一镜片和第二镜片均可以为塑胶镜片,有助于降低镜头组件的成本,进而减小了摄像头模组的加工成本。在一些情况下,为了进一步降低成本,第一镜片和第二镜片均可以为阿贝数相对较小的镜片,其材料成本相对更低。这样使用成本相对较低,阿贝数相对较小的镜片组装就能够得到满足上述条件式的镜头组件,达到大光圈、大靶面以及更小总长度的设计目的,获得低成本且成像质量优良的减薄型镜头组件,显著的提升了镜头组件的实用性和可加工性。
进一步的,为了提升成像质量,第三镜片的焦距f3与第四镜片的焦距f4满足条件式:|f3/f4|>2.5,能够合理的分配第三镜片和第四镜片的光焦度,达到校正像差的目的,减小成像像差,从而保证成像的质量。
在一种可能的实现方式中,第四镜片的像侧面至第五镜片的物侧面在光轴方向上的距离d45满足条件式:0.03<d45/TTL<0.25。有利于提高第四镜片和第五镜片的可加工性,同时也可便于第四镜片和第五镜片的布置,便于镜头组件的装配设置。
在一种可能的实现方式中,第三镜片的阿贝数vd3与第五镜片的阿贝数vd5满足条件式:vd3/vd5<1。第三镜片和第五镜片可以为阿贝数相对较低的镜片,第三镜片和第五镜片也可以为塑胶镜片,第五镜片可以为塑胶镜片中阿贝数相对较大的镜片,在降低镜头组件成本的同时,有助于提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第二镜片的阿贝数vd2、第三镜片vd3与第四镜片的阿贝数vd4满足条件式:vd2+vd3+vd4>92,使第二镜片、第三镜片和第四镜片也可以为阿贝数相对较小的镜片,第三镜片和第四镜片也可以为塑胶镜片,在实现镜头的大光圈、大靶面以及较小总长度的同时,进一步降低镜头组件的成本。
在一种可能的实现方式中,第四镜片的折射率nd4<1.69,也即第四镜片的折射率较小,第四镜片可以为塑胶镜片中阿贝数相对较大的镜片,在降低镜头组件成本的同时,有利于提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,至少第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片为塑胶镜片,能够在满足镜头组件的大光圈、大靶面以及低总高设计需求的同时,显著的降低镜头组件的成本,提升镜头组件的可加工性和实用性。
在一种可能的实现方式中,第一镜片具有正光焦度,第二镜片具有负光焦度。也就是说,第一镜片具有汇聚光线的作用,第二镜片具有分散光线的作用,第一镜片和第二镜片的组合搭配能够在实现降低总长度的同时,有助于减小像差,提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第一镜片的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,能够对第一镜片的光焦度进行合理的分配,减小像差,优化中心视场的像质,进而提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第三镜片具有负光焦度,第二镜片和第三镜片共同起到校正像差的作用,有利于减小第二镜片的加工难度,便于实现。
第四镜片具有正光焦度,用于校正前部分镜片(如第一镜片、第二镜片和第三镜片)引入的像差,提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第三镜片的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面,能够对第三镜片的光焦度进行合理的分配,减小像差,有助于提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第四镜片的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面,能够对第四镜片的光焦度进行合理的分配,减小像差,提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第一镜片像侧面的曲率半径R2与第二镜片物侧面的曲率半径R3满足条件式:R2/R3>1.4。这样可以更加合理的分配第一镜片和第二镜片的形状以及排布位置,便于第一镜片和第二镜片的加工与组装实现。
在一种可能的实现方式中,第四镜片的焦距f4与镜头组件的总焦距f满足条件式:0≤f4/f≤10,对第四镜片的光焦度进行合理的分配,减小像差,进一步提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,镜片的数量N满足条件式:6≤N≤10,在保证镜头组件具有较低总长度的同时,有利于提高镜头组件的设计自由度,以便于实现大光圈兼顾大靶面设计。
在一种可能的实现方式中,各镜片的焦距fi与镜头组件的总焦距f满足条件式:∑i=1…N|f/fi|>3,其中,fi为第i个镜片的焦距,i=1…N。这样可以合理的分配N个镜片的光焦度,达到校正像差的目的,进一步提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,多个镜片还包括第七镜片,第七镜片位于第六镜片面向像侧的一侧,第七镜片具有负光焦度,也即第七镜片起到分散光线的作用,能够实现对像差的进一步校正,有助于减小像差,提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第七镜片的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第七镜片的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,能够对第七镜片的光焦度实现合理的分配,从而减小像差,优化中心视场的像质,进而提升成像质量。
在一种可能的实现方式中,第七镜片的物侧面曲率半径R13与镜头组件的总焦距f满足条件式:0≤|R13/f|≤1.8,有利于提高第七镜片的可加工性,同时也可便于第七镜片的布置,便于镜头组件的装配设置。
在一种可能的实现方式中,第一镜片的焦距f1、第六镜片的焦距f6与第七镜片的焦距f7满足条件式:f1/(f6+f7)>1.4,这样能够合理的分配光焦度,达到校正像差的目的,减小像差,有助于进一步提升成像的质量。
本申请的第二方面提供一种摄像头模组,至少包括图像传感器和上述任一的镜头组件,图像传感器位于镜头组件面向像侧的一侧。通过包括镜头组件,该镜头组件为大光圈、大靶面以及低总高架构,且具有较低的成本,能够显著的提升摄像头模组的拍摄性能,提升成像质量并降低摄像头模组的整体成本,且有利于实现摄像头模组的减薄化,使摄像头模组为低成本且具有良好成像品质的超薄摄像头。
本申请的第三方面提供一种电子设备,至少包括壳体和上述的摄像头模组,摄像头模组设置在壳体上。通过包括摄像头模组,摄像头模组具有较低的成本、较佳的成像质量以及超薄的性能,有助于降低电子设备的成本,提升电子设备的拍摄性能,且有利于电子设备的减薄化设计。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图;
图3为本申请实施例一提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图4为本申请实施例一提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图5为本申请实施例一提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图6为本申请实施例一提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图7为本申请实施例二提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图8为本申请实施例二提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图9为本申请实施例二提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图10为本申请实施例二提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图11为本申请实施例三提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图12为本申请实施例三提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图13为本申请实施例三提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图14为本申请实施例三提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图15为本申请实施例四提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图16为本申请实施例四提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图17为本申请实施例四提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图18为本申请实施例四提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图19为本申请实施例五提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图20为本申请实施例五提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图21为本申请实施例五提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图22为本申请实施例五提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图23为本申请实施例六提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图24为本申请实施例六提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图25为本申请实施例六提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图26为本申请实施例六提供的一种镜头组件的畸变曲线图;
图27为本申请实施例七提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图;
图28为本申请实施例七提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图;
图29为本申请实施例七提供的一种镜头组件的像散场曲图;
图30为本申请实施例七提供的一种镜头组件的畸变曲线图。
附图标记说明:
100-电子设备; 10-摄像头模组; 11-镜头组件;
111-第一镜片; 112-第二镜片; 113-第三镜片;
114-第四镜片; 115-第五镜片; 116-第六镜片;
117-第七镜片; 118-光阑; 12-滤光片;
13-成像面; 20-壳体。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
为便于理解,首先对本申请实施例所涉及的相关技术术语进行解释和说明。
焦距,也称为焦长,是光学系统中衡量光的聚集或发射散的度量方式,指无限远的景物通过透镜或透镜组在焦平面结成清晰影像时,透镜或透镜组的光学中心至焦平面的垂直距离。从实用角度可以理解为镜头(镜头组件)中心至成像平面的距离。
光轴,指穿过镜头组件各镜片的中心的光线。
视场角(Field of View,简称FOV),以镜头为顶点,以被摄物体的图像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。视场角的大小决定了镜头的视野范围,视场角越大,视野就越大。
光圈,是用来控制光线透过镜头进入电子设备内部的光量的装置,通常在镜头内,表达光圈大小用F#数值表示。
光圈数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),光圈数F#值越小,在同一单位时间内的进光量越多,景深越小,拍照的背景内容将会虚化,产生类似长焦镜头的效果。
光焦度,表征镜片对入射平行光束的屈折能力。
正光焦度,表示镜片有正的焦距,有汇聚光线的效果。
负光焦度,表示镜片有负的焦距,有发散光线的效果。
物侧,以镜头组件为界,被摄物体所在的一侧为物侧,镜片面向物侧的一面为镜片的物侧面。
像侧,被摄物体的图像所在的一侧为像侧,镜片面向像侧的一面为像侧面。
总长度(Total Track Length,简称TTL),指镜头组件中邻近物侧设置的第一镜片的顶点至镜头组件成像面的总长度,也被称为光学总长。在本申请中,TTL可以指在镜头组件的多个镜片的光轴上,第一镜片的物侧面(o)至图像传感器的感光面的距离(可参考图2)。
全像高(Image Heigth;IH),指镜头组件所成图像的全像高度。半像高(IMH)指全像高的一半。
靶面,指图像传感器的感光面,靶面越大,图像传感器的感光量越大,成像的像高越大。
阿贝数,也称色散系数,是指光学材料在不同波长下的折射率的差值比,表示材料的色散程度大小。
折射率,光在空气中的速度与光在光学材料中的速度之比率,光学材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强,镜片越薄。通常镜片的折射率越大,其阿贝数越小。
轴向色差,指一束平行于光轴的光线,在经过镜头后汇聚于前后不同的位置,这种像差称为位置色差或轴向色差,这是由于镜头组件对各个波长的光所成像的位置不同,使得最后成像时不同色的光的像的焦平面不能重合,复色光散开形成色散。
畸变,也称为失真,镜头组件对被摄物体所成的图像相对于被摄物体本身而言的失真程度。不同视场的主光线通过镜头组件后与高斯像面的交点高度不等于理想像高,两者之差就是畸变。
本申请实施例提供的一种电子设备,可以包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、车载装置等具有摄像头模组的电子设备。
本申请实施例中,以电子设备为手机为例,该手机可以是直板机,或者,该手机也可以是折叠机,具体的,以下以该电子设备为直板机为例进行说明。
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
参见图1所示,电子设备100可以包括有壳体20和摄像头模组10,其中,摄像头模组10可以设置在壳体20上,摄像头模组10用于实现拍摄的功能。
其中,摄像头模组10可以位于电子设备100的正面(具有显示屏的一面)上,用于自拍或拍摄其他物体。或者,参见图1所示,摄像头模组10也可以位于电子设备100的背面(背向显示屏的一面)上,用于拍摄其他物体,当然也可以用于自拍。
电子设备100中所包括的摄像头模组10的数量可以为一个,或者,摄像头模组10的数量也可以为多个,以满足不同的拍摄需求。
电子设备100还可以包括有其他结构件,例如,继续参见图1所示,电子设备100的壳体20上还可以开设有喇叭口30,喇叭口30可以用于实现电子设备100的音频等的播放。电子设备100的壳体20上还可以开设有数据接口40,数据接口40可以用于实现对电子设备100的供电,或者,数据接口40也可以用于实现电子设备100与耳机、外接多媒体设备等(如外接摄像头、外接投影设备等)的连接。
当然在一些其他示例中,电子设备100还可以包括有其他结构件以完整电子设备100的功能,例如传感器、处理器、电路板、驱动结构等,在本申请实施例中不作限定。
通常摄像头模组可以包括有镜头组件和图像传感器,光线可以从镜头组件进入摄像头模组中,具体的,被拍摄物体反射的光线可以进入镜头组件,光线经过镜头组件实现对光路的调整与控制后生成光线图像并照射至图像传感器的感光面上。图像传感器能够实现光电转换功能,图像传感器接收光线图像并将其转换为电信号,以用于成像显示。
摄像头模组还可以包括有图像处理器、存储器等,图像传感器可以将电信号传输至图像处理器、存储器中处理,然后通过电子设备的显示屏实现被拍摄物体的图像的显示。
镜头组件的光学性能会对摄像头模组的成像质量和效果造成较大的影响,例如,镜头组件的光圈数会影响夜景的拍摄、视频、背景的虚化以及抓拍等功能,换言之,使用大光圈的摄像头模组在夜景拍摄、视频、背景虚化以及抓拍等场景中具有更好的成像质量和成像效果。
镜头组件的靶面大小也是影响成像质量的重要因素之一,大靶面的摄像头模组有利于提升摄像头模组的成像亮度和解析力,获得更佳的成像品质。
而随着电子设备的轻薄化发展,摄像头模组的减薄化设计需求也日益提升,镜头组件的低总高设计也尤为重要,低总高指镜头组件具有较小的总长度,从而减小镜头组件的占用空间,有利于实现摄像头模组的减薄化,进而满足电子设备的轻薄化设计需求。因此,低总高兼顾大光圈、大靶面的镜头组件已成为发展的必然趋势之一。然而,现有的低总高、大靶面及大光圈的镜头组件成本较高,影响镜头组件的可加工性和实用性。
基于此,本申请实施例提供一种镜头组件,在实现大光圈、大靶面的高成像质量的同时,具有较小的总长度,满足镜头组件的低总高、大靶面及大光圈设计需求,且该镜头组件还具有较低的成本。
以下结合附图对本申请实施例提供的镜头组件以及包含有该镜头组件的摄像头模组进行详细的说明。
图2为本申请实施例提供的一种摄像头模组的结构示意图。
参见图2所示,本申请实施例提供的摄像头模组10,包括镜头组件11和图像传感器13,其中,图像传感器13位于镜头组件11面向像侧的一侧,图像传感器13的感光面(也可以称为成像面)可以面向镜头组件11,从镜头组件11进入摄像头模组10内的光线,在经过镜头组件11后可以照射至图像传感器13的感光面上,以实现光线的成像。
其中,图像传感器13可以是电行耦合元件(Charge-coupled Device;CCD),或者,也可以是互补金属氧化物半导体(Compementary MetalOxide Semiconductor;CMOS)。或者,也可以是其他能够实现光电转换功能的器件。
继续参见图2所示,该摄像头模组10还可以包括有滤光片12,滤光片12可以位于镜头组件11和图像传感器13之间,经过镜头组件11的光线再经过滤光片12后照射至图像传感器13的感光面上。滤光片12具有滤光作用,能够使特定波长范围内的光线通过,从而过滤不利于成像的杂光,有利于提升成像质量。后文附图中主要针对镜头组件标号,图像传感器和滤光片用于位置示意。
摄像头模组10还可以包括有镜筒(图中未示出),镜头组件11、滤光片12以及图像传感器13等可以设置在镜筒内。
其中,镜头组件11可以包括有多个镜片,每个镜片均可以具有光焦度。以图2中虚线L为镜头组件11的光轴,多个镜片可以沿着光轴方向依次排列,镜头组件11的光轴可以与镜筒的中轴重合。
具体的,镜头组件11至少包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115和第六镜片116,也即镜头组件11至少包括有上述的六个镜片。
应当理解的是,镜头组件11可以仅包括上述六个镜片,或者,镜头组件11除了包括上述六个镜片外,还可以包括有其他数量的镜片。换言之,镜片的数量可以为N,从物侧至像侧,镜头组件11可以包括沿着光轴方向依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、……第N镜片,其中,N≥6。
其中,镜头组件11的数量N的取值可以为:6≤N≤10,保证镜头组件11具有较低总长度的同时,有利于提高镜头组件11的设计自由度,以便于实现大光圈兼顾大靶面设计。
镜头组件11包括的N个镜片,位于镜头组件11靠近物侧的一端的镜片即为第一镜片,从物侧至像侧,与第一镜片相邻的镜片为第二镜片,依次类推,位于镜头组件11靠近像侧一端的镜片即为第N镜片。例如,参见图2所示,有镜头组件11包括有六个镜片为例,则N=6,第一镜片111靠近物侧设置,第六镜片116靠近像侧设置。
继续参见图2所示,镜头组件11还可以包括有光阑118,光阑118可以位于第一镜片111靠近物侧的一侧,进入镜头组件11内的光线可以首先经过光阑118,然后再依次经过六个镜片。光阑118能够对进入镜头组件内的光线起到限制作用,以调节光线的强弱,有助于提升成像质量。
参见图2所示,以下以镜头组件11包括有第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115以及第六镜片116为例,对镜头组件11进行说明。
在本申请实施例中,镜头组件11可以满足条件式:0.85≤2×IMH/(TTL×F#)≤1.5,其中,IMH为镜头组件11的半像高,F#为镜头组件11的光圈数,TTL为镜头组件11的总长度。在镜头组件11具有较小的光圈数、较大的半像高时,能够具有较小的总长度。同时满足镜头组件的大光圈、大靶面以及较小总长度的设计需求,也即能够提供一种兼顾大光圈、大靶面、低总高架构的镜头组件11,在提升摄像头模组10的成像质量和效果的同时,有利于摄像头模组10的减薄化设计。
而且在上述的镜头组件11中,第一镜片111的折射率nd1与第二镜片112折射率nd2可以满足条件式:0.1<nd2-nd1<0.15,而第一镜片111的阿贝数vd1与第二镜片112的阿贝数vd2可以满足条件式:0<vd1-vd2<40,也即第二镜片112相对第一镜片111的折射率较高,第二镜片112可以为阿贝数较小(如小于30)的镜片,如塑胶镜片。而第一镜片111的阿贝数与第二镜片112的阿贝数差值较小,第一镜片111也可以为阿贝数相对较小的镜片,如塑胶镜片。
也就是说,第一镜片111的阿贝数大于第二镜片112的阿贝数,且第一镜片111和第二镜片112均可以为阿贝数相对较小的镜片,其材料成本相对较低,如第一镜片111和第二镜片112均可以为塑胶镜片,这样有助于降低镜头组件11的成本,进而减小了摄像头模组10的加工成本。也就是说,使用成本相对较低,阿贝数相对较小的镜片组装就能够得到满足上述条件式的镜头组件11,达到大光圈、大靶面以及更小总长度的设计目的,获得低成本且成像质量优良的减薄镜头组件11,显著的提升了镜头组件11的实用性和可加工性。
而且,第一镜片111和第二镜片112的阿贝数均相对较小,第一镜片111和第二镜片112可以为较薄且性能较好的镜片,在兼顾大光圈、大靶面性能的同时,有助于进一步减小第一镜片111和第二镜片112的厚度,能够进一步减小镜头组件11的总长度,进一步有利于实现摄像头模组10的减薄化,以得到低成本且具有良好成像品质的极致超薄摄像头模组10。
其中,第三镜片113焦距f3与第四镜片114的焦距f4可以满足条件式:|f3/f4|>2.5,具体的,光焦度为焦距的倒数,使第三镜片113的焦距f3和第四镜片114的焦距f4满足上述的条件式,能够合理的分配第三镜片113和第四镜片114的光焦度,达到校正像差的目的,减小成像像差,从而保证成像的质量。
该摄像头模组10可以作为电子设备100的主摄像头使用,能够满足主摄像头的性能需求,当然在一些其他示例中,该摄像头模组10也可以作为电子设备100上的副摄像头使用。
在镜头组件11的N个镜片中,第一镜片111可以具有正光焦度,也就是说,第一镜片111具有汇聚光线的作用,第二镜片112可以是负光焦度,第二镜片112具有分散光线的作用,第一镜片111和第二镜片112的搭配能够实现对像差的校正,在实现降低总长度的同时,有助于减小像差,提升成像质量。
第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面,能够对第一镜片111的光焦度进行合理的分配,减小像差,优化中心视场的像质,进而提升成像质量。
其中,第一镜片111的像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3可以满足条件式:R2/R3>1.4,这样可以更加合理的分配第一镜片111和第二镜片112的形状以及排布位置,便于第一镜片111和第二镜片112的加工与组装实现。
第三镜片113可以具有负光焦度,第三镜片113起到进一步分散光线的作用,也即第二镜片112和第三镜片113共同起到校正像差的作用,这样有利于减小第二镜片112的加工难度,便于实现。
第四镜片114可以具有正光焦度,用于校正阿贝数较低的第一镜片、第二镜片和第三镜片等引入的像差,提升成像质量。
第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面,能够对第三镜片113的光焦度进行合理的分配,减小像差,有助于提升成像质量。
第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面,能够对第四镜片114的光焦度进行合理的分配,减小像差,提升成像质量。
其中,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4可以满足条件式:vd2+vd3+vd4>92。使第二镜片112、第三镜片113和第四镜片114也可以为阿贝数相对较小的镜片,第三镜片113和第四镜片114也可以为塑胶镜片,在实现镜头的大光圈、大靶面以及较小总长度的同时,进一步降低镜头组件11的成本。
其中,第四镜片114的阿贝数可以大于第二镜片112和第三镜片113的阿贝数,以保证成像的效果和质量,第二镜片112的阿贝数可以与第三镜片113的阿贝数相近。
其中,第四镜片114的折射率n4可以满足n4<1.69,也即第四镜片114的折射率较小,使第四镜片114的阿贝数相对较大,也即第四镜片114可以为塑胶镜片中阿贝数相对较大的镜片,在降低镜头组件11成本的同时,有利于提升成像质量。
在光轴L方向上,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面间的距离为d45,d45的取值可以为:0.03<d45/TTL<0.25,有利于提高第四镜片114和第五镜片115的可加工性,同时也可便于第四镜片114和第五镜片115的布置,便于镜头组件11的装配设置(例如,便于镜头组件11的组装以及镜头组件11在镜筒内的设置等)。
其中,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5可以满足条件式:vd3/vd5<1,使第三镜片113和第五镜片115可以为阿贝数相对较低的镜片,第三镜片113和第五镜片115也可以为塑胶镜片。其中,第五镜片115的阿贝数大于第三镜片113的阿贝数,也即第五镜片115可以为塑胶镜片中阿贝数相对较大的镜片,在降低镜头组件11成本的同时,有助于提升成像质量。
镜头组件11的总焦距与各个镜片的焦距有关,例如,镜头组件11的总焦距可以满足条件式:∑i=1…N|f/fi|>3,其中,fi为第i个镜片的焦距,i=1…N。如镜头组件11包括六个镜片时,则镜头组件11的焦距满足:∑i=1…6|f/fi|>3,可以合理的分配N个镜片的光焦度,达到校正像差的目的,进一步提升成像质量。
其中,第四镜片114的焦距与镜头组件11的总焦距f可以满足条件式:0≤f4/f≤10,对第四镜片114的光焦度进行合理的分配,减小像差,进一步提升成像质量。
在本申请实施例中,当N=7,也即镜头组件11包括有七个镜片时(参照图19所示),第七镜片117可以位于第六镜片116面向像侧的一侧,也即沿着光轴L的方向,镜头组件11包括从物侧面至像侧面依次排列的第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116和第七镜片117。
其中,第七镜片117可以为负光焦度,也即第七镜片117起到分散光线的作用,能够实现对像差的进一步校正,有助于减小像差,提升成像质量。
第七镜片117的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面,第七镜片117的像侧面至少与光轴对应的部分也可以为凹面,能够对第七镜片117的光焦度实现合理的分配,从而减小像差,优化中心视场的像质,进而提升成像质量。
第七镜片117的物侧面曲率半径R13与镜头组件11的总焦距f可以满足条件式:0≤|R13/f|≤1.8,有利于提高第七镜片117的可加工性,同时也可便于第七镜片117的布置,便于镜头组件11的装配设置。
其中,第一镜片111的焦距f1、第六镜片116的焦距f6与第七镜片117的焦距f7可以满足条件式:f1/(f6+f7)>1.4,这样能够合理的分配光焦度,达到校正像差的目的,减小像差,有助于进一步提升成像的质量。
以下结合具体实施例对本申请提供的镜头组件11的结构和性能进行说明。
实施例一
图3为本申请实施例一提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图3所示,镜头组件11包括的镜片数量N=6,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115和第六镜片116,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115以及第六镜片116均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=0.98。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.55,第二镜片112的折射率nd2=1.68,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.13。
第一镜片111的阿贝数vd1=56.14,第二镜片112的阿贝数vd2=19.25,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=36.89。
第一镜片111的焦距f1=4.91mm。
第二镜片112的焦距f2=-12.59mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=12.32mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=7.26mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=1.7。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-7.99mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-1118.68mm,第四镜片114的焦距f4=15.36mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=72.81。
镜头组件11的总焦距f=5.39,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=2.85。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=19.25,第三镜片113的阿贝数vd3=19.25,第四镜片114的阿贝数vd4=56.14,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=94.63。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.71,镜头组件11的总长度TTL=6.2,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.12。
第三镜片113的阿贝数vd3=19.25,第五镜片115的阿贝数vd5=20.35,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.95。
第六镜片116的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第六镜片116的焦距f6=-5.18mm。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=3.13,i=1…6。
下表1示出了本申请实施例一提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0为光阑118的曲率半径,R1和R2分别为第一镜片111在物侧面和像侧面的曲率半径,R3和R4分别为第二镜片112在物侧面和像侧面的曲率半径,R5和R6分别为第三镜片113在物侧面和像侧面的曲率半径,R7和R8分别为第四镜片114在物侧面和像侧面的曲率半径,R9和R10分别为第五镜片115在物侧面和像侧面的曲率半径,R11和R12分别为第六镜片116在物侧面和像侧面的曲率半径,R13和R14分别为滤光片12在物侧面和像侧面的曲率半径。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0为光阑118到第一镜片111物侧面沿光轴方向上的距离,d1为第一镜片111沿光轴方向上的厚度,d2为第一镜片111像侧面到第二镜片112物侧面沿光轴方向上的距离,d3为第二镜片112沿光轴方向上的厚度,d4为第二镜片112像侧面到第三镜片113物侧面沿光轴方向上的距离,d5为第三镜片113沿光轴方向上的厚度,d6为第三镜片113像侧面到第四镜片114物侧面沿光轴方向上的距离,d7为第四镜片114沿光轴方向上的厚度,d8为第四镜片114像侧面到第五镜片115物侧面沿光轴方向上的距离,d9为第五镜片115沿光轴方向上的厚度,d10为第五镜片115像侧面到第六镜片116物侧面沿光轴方向上的距离,d11为第六镜片116沿光轴方向上的厚度,d12为第六镜片116像侧面到滤光片12物侧面沿光轴方向上的距离,d13为滤光沿光轴方向上的厚度,d14为滤光片12像侧面到图像传感器13的感光面沿光轴方向上的距离。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,其中d线可以是波长为550nm的绿光。nd1为第一镜片111的d线折射率,nd2为第二镜片112的d线折射率,nd3为第三镜片113的d线折射率,nd4为第四镜片114的d线折射率,nd5为第五镜片115的d线折射率,nd6为第六镜片116的d线折射率,ndg为滤光片12的d线折射率。
vd为光学元件的阿贝数。vd1为第一镜片111的阿贝数,vd2为第二镜片112的阿贝数,vd3为第三镜片113的阿贝数,vd4为第四镜片114的阿贝数,vd5为第五镜片115的阿贝数,vd6为第六镜片116的阿贝数,vdg为滤光片12的阿贝数。
下表2示出了本申请实施例一提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
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由表2可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有12个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图3所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表3所示。
表3示出了本申请实施例一提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.39mm |
光圈数F值 | 1.73 |
半像高IMH | 5.22mm |
2×IMH/TTL/F# | 0.98 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表3可知,本申请实施例一所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图4为本申请实施例一提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图4中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。横坐标表示球差的大小,纵坐标表示归一化的孔径,由图4可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图5为本申请实施例一提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图5给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图,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。由图5可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图6为本申请实施例一提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图6给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线,横坐标为畸变大小,纵坐标为视场。由图6可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例二
图7为本申请实施例二提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图7所示,镜头组件11包括的镜片数量N=6,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115和第六镜片116,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115以及第六镜片116均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=1.01。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.55,第二镜片112的折射率nd2=1.68,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.13。
第一镜片111的阿贝数vd1=56.14,第二镜片112的阿贝数vd2=19.25,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=36.89。
第一镜片111的焦距f1=5.42mm。
第二镜片112的焦距f2=-14.85mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=14.21mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=7.56mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=1.88。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-8.89mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-249.89mm,第四镜片114的焦距f4=13.34mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=18.73。
镜头组件11的总焦距f=5.40,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=2.47。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=19.25,第三镜片113的阿贝数vd3=19.25,第四镜片114的阿贝数vd4=56.14,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=94.63。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.68,镜头组件11的总长度TTL=6.57,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.10。
第三镜片113的阿贝数vd3=19.25,第五镜片115的阿贝数vd5=20.35,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.95。
第六镜片116的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第六镜片116的焦距f6=-5.51mm。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=3.00,i=1…6。
下表4示出了本申请实施例二提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0、R1、…R14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0、d1、…d14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,nd1、nd2、…ndg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
vd为光学元件的阿贝数。vd1、vd2、…vdg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
下表5示出了本申请实施例二提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
由表5可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有12个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图7所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表6所示。
表6示出了本申请实施例二提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.40mm |
光圈数F值 | 1.57 |
半像高IMH | 5.22mm |
2×IMH/TTL/F# | 1.01 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表6可知,本申请实施例二所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图8为本申请实施例二提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图8中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。由图8可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图9为本申请实施例二提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图9给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图,由图9可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图10为本申请实施例二提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图10给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线,由图10可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例三
图11为本申请实施例三提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图11所示,镜头组件11包括的镜片数量N=6,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115和第六镜片116,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115以及第六镜片116均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=0.95。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.54,第二镜片112的折射率nd2=1.69,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.15。
第一镜片111的阿贝数vd1=56.00,第二镜片112的阿贝数vd2=18.07,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=37.93。
第一镜片111的焦距f1=4.58mm。
第二镜片112的焦距f2=-14.15mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=9.80mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=6.95mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=1.41。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-5.74mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-162.75mm,第四镜片114的焦距f4=19.62mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=8.3。
镜头组件11的总焦距f=5.35,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=3.67。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=18.07,第三镜片113的阿贝数vd3=18.07,第四镜片114的阿贝数vd4=55.96,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=92.10。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.70,镜头组件11的总长度TTL=5.79,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.12。
第三镜片113的阿贝数vd3=18.07,第五镜片115的阿贝数vd5=44.88,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.40。
第六镜片116的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第六镜片116的焦距f6=-4.90mm。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=3.17,i=1…6。
下表7示出了本申请实施例三提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0、R1、…R14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0、d1、…d14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,nd1、nd2、…ndg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
vd为光学元件的阿贝数。vd1、vd2、…vdg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
下表8示出了本申请实施例三提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
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由表8可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有12个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图11所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表6所示。
表9示出了本申请实施例三提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.35mm |
光圈数F值 | 1.89 |
半像高IMH | 5.22mm |
2×IMH/TTL/F# | 0.95 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表9可知,本申请实施例三所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图12为本申请实施例三提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图12中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。由图12可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图13为本申请实施例三提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图13给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图,由图13可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图14为本申请实施例三提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图14给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线,由图14可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例四
图15为本申请实施例四提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图15所示,镜头组件11包括的镜片数量N=6,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115和第六镜片116,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115以及第六镜片116均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=1.00。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.54,第二镜片112的折射率nd2=1.69,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.14。
第一镜片111的阿贝数vd1=56.00,第二镜片112的阿贝数vd2=18.51,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=37.49。
第一镜片111的焦距f1=4.78mm。
第二镜片112的焦距f2=-16.03mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=10.30mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=6.41mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=1.61。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-6.74mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-514.96mm,第四镜片114的焦距f4=21.41mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=24.06。
镜头组件11的总焦距f=5.35,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=4.00。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=18.51,第三镜片113的阿贝数vd3=18.21,第四镜片114的阿贝数vd4=55.96,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=92.68。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.66,镜头组件11的总长度TTL=5.78,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.11。
第三镜片113的阿贝数vd3=18.21,第五镜片115的阿贝数vd5=56.00,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.33。
第六镜片116的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第六镜片116的焦距f6=-4.42mm。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=3.24,i=1…6。
下表10示出了本申请实施例四提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0、R1、…R14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0、d1、…d14具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,nd1、nd2、…ndg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
vd为光学元件的阿贝数。vd1、vd2、…vdg具体的意义可参见实施例一,在本申请实施例中不再赘述。
下表11示出了本申请实施例四提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
由表11可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有12个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图15所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表12所示。
表12示出了本申请实施例四提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.35mm |
光圈数F值 | 1.80 |
半像高IMH | 5.22mm |
2×IMH/TTL/F# | 1.00 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表12可知,本申请实施例四所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图16为本申请实施例四提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图16中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。由图16可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图17为本申请实施例四提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图17给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图,由图17可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图18为本申请实施例四提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图18给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线,由图18可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例五
图19为本申请实施例五提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图19所示,镜头组件11包括的镜片数量N=7,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116和第七镜片117,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116以及第七镜片117均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=1.00。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.55,第二镜片112的折射率nd2=1.67,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.12。
第一镜片111的阿贝数vd1=55.92,第二镜片112的阿贝数vd2=20.37,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=35.55。
第一镜片111的焦距f1=4.81mm。
第二镜片112的焦距f2=-11.60mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=17.86mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=6.18mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=2.89。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-39.13mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-8674.79mm,第四镜片114的焦距f4=31.98mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=271.24。
镜头组件11的总焦距f=5.35,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=5.98。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=20.37,第三镜片113的阿贝数vd3=19.24,第四镜片114的阿贝数vd4=55.92,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=95.53。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.56,镜头组件11的总长度TTL=6.20,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.09。
第三镜片113的阿贝数vd3=19.24,第五镜片115的阿贝数vd5=37.40,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.51。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=4.05,i=1…6。
第七镜片117具有负光焦度,第七镜片117的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第七镜片117的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面。
第七镜片117物侧面的曲率半径R13=-7.44mm,第七镜片117像侧面的曲率半径R14=2.69mm。镜头组件11的总焦距f=5.35,第七镜片117的物侧面曲率半径R13与镜头组件11的总焦距f满足:|R13/f|=1.39。
第一镜片111的焦距f1=4.81mm,第六镜片116的焦距f6=7.04mm,第七镜片117的焦距f7=-3.63mm,第一镜片111的焦距f1、第六镜片116的焦距f6与第七镜片117f7的焦距满足:f1/(f6+f7)=1.41。
下表13示出了本申请实施例五提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,L7为第七镜片117,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0为光阑118的曲率半径,R1和R2分别为第一镜片111在物侧面和像侧面的曲率半径,R3和R4分别为第二镜片112在物侧面和像侧面的曲率半径,R5和R6分别为第三镜片113在物侧面和像侧面的曲率半径,R7和R8分别为第四镜片114在物侧面和像侧面的曲率半径,R9和R10分别为第五镜片115在物侧面和像侧面的曲率半径,R11和R12分别为第六镜片116在物侧面和像侧面的曲率半径,R13和R14分别为第七镜片117在物侧面和像侧面的曲率半径,R15和R16分别为滤光片12在物侧面和像侧面的曲率半径。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0为光阑118到第一镜片111物侧面沿光轴方向上的距离,d1为第一镜片111沿光轴方向上的厚度,d2为第一镜片111像侧面到第二镜片112物侧面沿光轴方向上的距离,d3为第二镜片112沿光轴方向上的厚度,d4为第二镜片112像侧面到第三镜片113物侧面沿光轴方向上的距离,d5为第三镜片113沿光轴方向上的厚度,d6为第三镜片113像侧面到第四镜片114物侧面沿光轴方向上的距离,d7为第四镜片114沿光轴方向上的厚度,d8为第四镜片114像侧面到第五镜片115物侧面沿光轴方向上的距离,d9为第五镜片115沿光轴方向上的厚度,d10为第五镜片115像侧面到第六镜片116物侧面沿光轴方向上的距离,d11为第六镜片116沿光轴方向上的厚度,d12为第六镜片116像侧面到第七镜片117物侧面沿光轴方向上的距离,d13为第七镜片117沿光轴方向上的厚度,d14为第七镜片117像侧面到滤光片12物侧面沿光轴方向上的距离,d15为滤光沿光轴方向上的厚度,d16为滤光片12像侧面到图像传感器13的感光面沿光轴方向上的距离。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,其中d线可以是波长为550nm的绿光。nd1为第一镜片111的d线折射率,nd2为第二镜片112的d线折射率,nd3为第三镜片113的d线折射率,nd4为第四镜片114的d线折射率,nd5为第五镜片115的d线折射率,nd6为第六镜片116的d线折射率,nd7为第七镜片117的d线折射率,ndg为滤光片12的d线折射率。
vd为光学元件的阿贝数。vd1为第一镜片111的阿贝数,vd2为第二镜片112的阿贝数,vd3为第三镜片113的阿贝数,vd4为第四镜片114的阿贝数,vd5为第五镜片115的阿贝数,vd6为第六镜片116的阿贝数,vd7为第七镜片117的阿贝数,vdg为滤光片12的阿贝数。
下表14示出了本申请实施例五提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
/>
由表14可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有14个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图19所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表15所示。
表15示出了本申请实施例五提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.35mm |
光圈数F值 | 1.72 |
半像高IMH | 5.30mm |
2×IMH/TTL/F# | 1.00 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表15可知,本申请实施例五所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图20为本申请实施例五提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图20中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。横坐标表示球差的大小,纵坐标表示归一化的孔径,由图20可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图21为本申请实施例五提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图21给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图,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。由图21可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图22为本申请实施例五提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图22给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线,横坐标为畸变大小,纵坐标为视场。由图22可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例六
图23为本申请实施例六提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图23所示,镜头组件11包括的镜片数量N=7,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116和第七镜片117,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116以及第七镜片117均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=0.90。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.55,第二镜片112的折射率nd2=1.68,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.13。
第一镜片111的阿贝数vd1=55.92,第二镜片112的阿贝数vd2=19.24,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=36.69。
第一镜片111的焦距f1=4.59mm。
第二镜片112的焦距f2=-11.21mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=16.89mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=6.46mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=2.61。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-19.68mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-132.48mm,第四镜片114的焦距f4=30.46mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=4.35。
镜头组件11的总焦距f=5.30,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=5.75。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=19.21,第三镜片113的阿贝数vd3=19.24,第四镜片114的阿贝数vd4=55.92,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=94.40。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.53,镜头组件11的总长度TTL=6.10,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.09。
第三镜片113的阿贝数vd3=19.24,第五镜片115的阿贝数vd5=37.40,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.51。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=4.07,i=1…6。
第七镜片117具有负光焦度,第七镜片117的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第七镜片117的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面。
第七镜片117物侧面的曲率半径R13=-6.94mm,第七镜片117像侧面的曲率半径R14=2.81mm。镜头组件11的总焦距f=5.30,第七镜片117的物侧面曲率半径R13与镜头组件11的总焦距f满足:|R13/f|=1.31。
第一镜片111的焦距f1=4.59mm,第六镜片116的焦距f6=6.92mm,第七镜片117的焦距f7=-3.67mm,第一镜片111的焦距f1、第六镜片116的焦距f6与第七镜片117f7的焦距满足:f1/(f6+f7)=1.41。
下表16示出了本申请实施例六提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,L7为第七镜片117,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0、R1、…R16具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0、d1、…d16具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,nd1、nd2、…ndg具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
vd为光学元件的阿贝数。vd1、vd2、…vdg具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
下表17示出了本申请实施例六提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
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由表17可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有14个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图23所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表18所示。
表18示出了本申请实施例六提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.30mm |
光圈数F值 | 1.89 |
半像高IMH | 5.19mm |
2×IMH/TTL/F# | 0.9 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表18可知,本申请实施例六所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图24为本申请实施例六提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图24中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。由图24可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图25为本申请实施例六提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图25给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图。由图25可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图26为本申请实施例六提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图26给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线。由图26可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
实施例七
图27为本申请实施例七提供的一种摄像头模组的仿真结构示意图。
在本申请实施例中,参见图27所示,镜头组件11包括的镜片数量N=7,沿着光轴L的方向,从物侧至像侧,依次为第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116和第七镜片117,第一镜片111、第二镜片112、第三镜片113、第四镜片114、第五镜片115、第六镜片116以及第七镜片117均为塑胶镜片。
其中,镜头组件11的半像高IMH、镜头组件11的总长度TTL和镜头组件11的光圈数F#满足:2×IMH/(TTL×F#)=0.94。
第一镜片111具有正光焦度,第一镜片111的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第二镜片112具有负光焦度。
第一镜片111的折射率nd1=1.55,第二镜片112的折射率nd2=1.69,第一镜片111的折射率nd1和第二镜片112的折射率nd2满足:nd2-nd1=0.14。
第一镜片111的阿贝数vd1=65.10,第二镜片112的阿贝数vd2=31.22,第一镜片111的阿贝数vd1和第二镜片112的阿贝数vd2满足:vd1-vd2=33.88。
第一镜片111的焦距f1=4.61mm。
第二镜片112的焦距f2=-10.51mm。
第一镜片111像侧面的曲率半径R2=19.68mm,第二镜片112物侧面的曲率半径R3=6.546mm,第一镜片111像侧面的曲率半径R2与第二镜片112物侧面的曲率半径R3满足:R2/R3=3.01。
第三镜片113具有负光焦度,第三镜片113的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第三镜片113的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113物侧面的曲率半径R5=-26.91mm。
第四镜片114具有正光焦度,第四镜片114的像侧面至少与光轴对应的部分为凸面。
第三镜片113的焦距f3=-169.03mm,第四镜片114的焦距f4=26.26mm,第三镜片113的焦距f3与第四镜片114的焦距f4满足:|f3/f4|=6.44。
镜头组件11的总焦距f=5.32,第四镜片114的焦距f4与镜头组件11的总焦距f满足:f4/f=4.93。
第四镜片114的折射率nd4=1.55。
第二镜片112的阿贝数vd2=31.22,第三镜片113的阿贝数vd3=31.90,第四镜片114的阿贝数vd4=55.92,第二镜片112的阿贝数vd2、第三镜片113的阿贝数vd3与第四镜片114的阿贝数vd4满足:vd2+vd3+vd4=119.04。
第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45=0.56,镜头组件11的总长度TTL=6.20,第四镜片114的像侧面至第五镜片115的物侧面在光轴方向上的距离d45满足:d45/TTL=0.09。
第三镜片113的阿贝数vd3=31.90,第五镜片115的阿贝数vd5=41.83,第三镜片113的阿贝数vd3与第五镜片115的阿贝数vd5满足:vd3/vd5=0.76。
各个镜片的焦距fi与镜头组件11的总焦距满足:∑|f/fi|=4.11,i=1…6。
第七镜片117具有负光焦度,第七镜片117的物侧面至少与光轴对应的部分为凹面,第七镜片117的像侧面至少与光轴对应的部分为凹面。
第七镜片117物侧面的曲率半径R13=-7.50mm,第七镜片117像侧面的曲率半径R14=2.87mm。镜头组件11的总焦距f=5.32,第七镜片117的物侧面曲率半径R13与镜头组件11的总焦距f满足:|R13/f|=1.41。
第一镜片111的焦距f1=4.61mm,第六镜片116的焦距f6=7.09mm,第七镜片117的焦距f7=-3.82mm,第一镜片111的焦距f1、第六镜片116的焦距f6与第七镜片117f7的焦距满足:f1/(f6+f7)=1.41。
下表19示出了本申请实施例七提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中,L1为第一镜片111,L2为第二镜片112,L3为第三镜片113,L4为第四镜片114,L5为第五镜片115,L6为第六镜片116,L7为第七镜片117,S1为光阑118,IR为滤光片12。
R为光学元件(如镜片、滤光片等)在光轴对应位置处的曲率半径。R0、R1、…R16具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
d为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。d0、d1、…d16具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
nd为d线照射至各光学元件的折射率,nd1、nd2、…ndg具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
vd为光学元件的阿贝数。vd1、vd2、…vdg具体的意义可参见实施例五,在本申请实施例中不再赘述。
下表20示出了本申请实施例七提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。
由表20可知,镜头组件11中的各镜片均为非球面镜片,也即该镜头组件11中包括有14个非球面,镜头组件11中各镜片的非球面面型z可以通过以下非球面公式计算:
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,根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图27所示的摄像头模组10。
由上述各镜片组成的镜头组件11的光学参数可以参见下表21所示。
表21示出了本申请实施例七提供的一种镜头组件的光学参数。
焦距f | 5.32mm |
光圈数F值 | 1.80 |
半像高IMH | 5.25mm |
2×IMH/TTL/F# | 0.94 |
波长 | 650nm,610nm,555nm,510nm,470nm |
由表21可知,本申请实施例六所提供的镜头组件11兼具大光圈、大靶面的特性,且具有较小的总长度。
图28为本申请实施例七提供的一种镜头组件的轴向色差曲线图,其中,图28中示例的轴向色差是波长为650nm,610nm,555nm,510nm,470nm的光经过镜头组件11后的轴向色差。由图28可知,光经过镜头组件11后的轴向色差较小。
图29为本申请实施例七提供的一种镜头组件的像散场曲图,其中,图29给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的像散场曲图。由图29可知,镜头组件11在弧矢方向和子午方向的场曲均较小,具有较高的成像质量。
图30为本申请实施例七提供的一种镜头组件的畸变曲线图,其中,图30给出了波长555nm的光经过镜头组件11后的畸变曲线。由图30可知,经过镜头组件11成像的畸变量较小,成像形状与理想形状差异较小,满足变形差异要求,具有高的成像质量。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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在本申请实施例中的具体含义。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (21)
1.一种镜头组件,其特征在于,包括多个镜片,所述多个镜片至少包括沿着光轴的方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片和第六镜片;
所述镜头组件满足条件式:0.85≤2×IMH/(TTL×F#)≤1.5,其中,IMH为镜头组件的半像高,F#为镜头组件的光圈数,TTL为镜头组件的总长度;
所述第一镜片的折射率nd1与所述第二镜片折射率nd2满足条件式:0.1<nd2-nd1<0.15,所述第一镜片的阿贝数vd1与所述第二镜片的阿贝数vd2满足条件式:0<vd1-vd2<40;
所述第三镜片的焦距f3与所述第四镜片的焦距f4满足条件式:|f3/f4|>2.5。
2.根据权利要求1所述的镜头组件,其特征在于,所述第四镜片的像侧面至所述第五镜片的物侧面在光轴方向上的距离d45满足条件式:0.03<d45/TTL<0.25。
3.根据权利要求1或2所述的镜头组件,其特征在于,所述第三镜片的阿贝数vd3与所述第五镜片的阿贝数vd5满足条件式:vd3/vd5<1。
4.根据权利要求1-3任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第二镜片的阿贝数vd2、所述第三镜片vd3与所述第四镜片的阿贝数vd4满足条件式:vd2+vd3+vd4>92。
5.根据权利要求1-4任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第四镜片的折射率nd4<1.69。
6.根据权利要求1-5任一所述的镜头组件,其特征在于,至少所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片和所述第五镜片为塑胶镜片。
7.根据权利要求1-6任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第一镜片具有正光焦度,所述第二镜片具有负光焦度。
8.根据权利要求7所述的镜头组件,其特征在于,所述第一镜片的像侧面至少与所述光轴对应的部分为凹面。
9.根据权利要求7或8所述的镜头组件,其特征在于,所述第三镜片具有负光焦度,所述第四镜片具有正光焦度。
10.根据权利要求9所述的镜头组件,其特征在于,所述第三镜片的物侧面至少与所述光轴对应的部分为凹面,所述第三镜片的像侧面至少与所述光轴对应的部分为凸面。
11.根据权利要求9或10所述的镜头组件,其特征在于,所述第四镜片的像侧面至少与所述光轴对应的部分为凸面。
12.根据权利要求1-11任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第一镜片像侧面的曲率半径R2与所述第二镜片物侧面的曲率半径R3满足条件式:R2/R3>1.4。
13.根据权利要求1-12任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第四镜片的焦距f4与所述镜头组件的总焦距f满足条件式:0≤f4/f≤10。
14.根据权利要求1-13任一所述的镜头组件,其特征在于,所述镜片的数量N满足条件式:6≤N≤10。
15.根据权利要求14所述的镜头组件,其特征在于,各镜片的焦距fi与所述镜头组件的总焦距f满足条件式:∑i=1…N|f/fi|>3,其中,fi为第i个镜片的焦距,i=1…N。
16.根据权利要求1-15任一所述的镜头组件,其特征在于,所述多个镜片还包括第七镜片,所述第七镜片位于所述第六镜片面向所述像侧的一侧,所述第七镜片具有负光焦度。
17.根据权利要求16所述的镜头组件,其特征在于,所述第七镜片的物侧面至少与所述光轴对应的部分为凹面,所述第七镜片的像侧面至少与所述光轴对应的部分为凹面。
18.根据权利要求16或17所述的镜头组件,其特征在于,所述第七镜片的物侧面曲率半径R13与所述镜头组件的总焦距f满足条件式:0≤|R13/f|≤1.8。
19.根据权利要求16-18任一所述的镜头组件,其特征在于,所述第一镜片的焦距f1、所述第六镜片的焦距f6与所述第七镜片的焦距f7满足条件式:f1/(f6+f7)>1.4。
20.一种摄像头模组,其特征在于,至少包括图像传感器和上述权利要求1-19任一所述的镜头组件,所述图像传感器位于所述镜头组件面向所述像侧的一侧。
21.一种电子设备,其特征在于,至少包括壳体和上述权利要求20所述的摄像头模组,所述摄像头模组设置在所述壳体上。
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