CN117369104B - 一种光学镜头及摄像头模组 - Google Patents
一种光学镜头及摄像头模组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117369104B CN117369104B CN202311678104.3A CN202311678104A CN117369104B CN 117369104 B CN117369104 B CN 117369104B CN 202311678104 A CN202311678104 A CN 202311678104A CN 117369104 B CN117369104 B CN 117369104B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- optical
- lens group
- max
- optical lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 321
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 4
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
- G02B15/1421—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本申请实施例涉及摄像头技术领域，提供一种光学镜头及摄像头模组，该光学镜头包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组具有正光焦度，所述第二透镜组具有正光焦度；所述光阑与所述第一透镜组相对固定或所述光阑与所述第二透镜组相对固定，所述第一透镜组与所述第二透镜组能够沿光轴移动，改变所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的相对距离和所述第二透镜组与所述光学镜头的成像面之间的相对距离。该光学镜头在具有大靶面的同时能够实现在不同物距下实现变倍调焦且高分辨率成像。
Description
技术领域
本申请涉及摄像头技术领域，尤其涉及一种光学镜头及摄像头模组。
背景技术
机器视觉检测技术被广泛应用到生产制造业的各个环节。在众多行业的外观缺陷检测环节中，机器视觉检测技术在其中发挥着重要的作用，比如电路板、半导体芯片、显示面板、食品包装等领域。
随着工业智能化水平的不断提升，对产品缺陷检测的精度要求越来越高。为此，如何使光学镜头在具有大靶面的同时能够实现在不同物距下实现变倍调焦且高分辨率成像，已成为业内一项重要的课题。
发明内容
本申请的实施例提供一种在不同物距下可能够很好地兼顾大靶面、大变倍范围和高成像质量的光学镜头及摄像头模组。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种光学镜头，包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组具有正光焦度，所述第二透镜组具有正光焦度；所述光阑与所述第一透镜组相对固定或所述光阑与所述第二透镜组相对固定，所述第一透镜组与所述第二透镜组能够沿光轴移动，以改变所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的相对距离和所述第二透镜组与所述光学镜头的成像面之间的相对距离，使得所述光学镜头能够变倍调焦且清晰成像。
通过第一透镜组与第二透镜组沿光轴移动，不仅可以实现变倍调焦，即光学镜头既能够在常规观察位置清晰成像，又能够在近距离放大位置时清晰成像，而且，在第二透镜组与第一透镜组之间的距离发生改变时，第二透镜组与光学镜头的像侧面之间的相对位置也发生改变，可以调整光学镜头的后焦距，这样，使得光学镜头在不同物距下能够变倍调焦且清晰成像。通过合理分配第一透镜组和第二透镜组的光焦度，可以很好地平衡像差，同时将光阑设置在第一透镜组和第二透镜组之间，且第一透镜组具有正光焦度，这样光线经过第一透镜组会聚后再经过光阑，相对减小了光阑的孔径，然后光线进入第二透镜组以后发生发散，这样，不仅有利于控制第一透镜组的口径，也就是减小了第一透镜组在垂直于光轴的尺寸，从而有利于减小第一透镜组的重量，当第一透镜组移动时，不仅方便调节，而且调节精度高；而且，有利于增大成像靶面，从而使得光学镜头在具有大靶面的同时能够实现在不同物距下实现变倍调焦且高分辨率成像。
在一些实施例中，所述光阑与所述第一透镜组相对固定，所述第一透镜组与所述第二透镜组能够沿光轴同向非等速移动。
通过上述设置，减小了在光学镜头变倍调焦过程中第一透镜组和第二透镜组之间相对距离，从而有利于光学镜头的小型化。
在一些实施例中，所述第一透镜组与所述第二透镜组联动。
通过上述设置，不仅方便光学镜头的调节，而且，在光学镜头变倍调焦过程中，光线更加平稳，从而有利于提高光学镜头的成像质量。
在一些实施例中，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：5≤L(G1-G2)max-min≤9。
通过上述设置，在光学镜头变倍调焦过程中，可以通过有效控制第一透镜组和第二透镜组之间相对距离，达到兼顾小型化设计和高成像质量的目的。
在一些实施例中，所述光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：0.05≤Magnmax-min/L（G1-G2）max-min≤0.08。
通过上述设置，使得光学镜头可以在不同物距下实现较大范围的放大倍率调节，且能够清晰成像。
在一些实施例中，所述光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，所述光学镜头的像面之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G2-IMAGE)max-min，且满足以下关系式:0.010≤Magnmax-min/L（G2-IMAGE）max-min≤0.012。
通过上述设置，使得光学镜头可以进一步实现在不同物距下实现较大范围的放大倍率调节，且能够清晰成像。
在一些实施例中，所述光学镜头的全像高为H，所述光学镜头的光学总长的最大值为Lmax，且满足以下关系式：0.35≤H/Lmax≤0.38。
通过上述设置，有利于光学镜头兼顾小型化设计和高像质。
在一些实施例中，所述光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，所述第一透镜组的焦距为f1，且满足以下关系式：0.2≤fmax/f1≤0.4。
通过合理选择第一透镜组与光学镜头的最大焦距的比值，不仅可以很好地与第二透镜组的光焦度相平衡，减小像差，从而提高成像质量；而且有利于光学镜头的小型化设计。
在一些实施例中，所述光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，所述第二透镜组的焦距为f2，且满足以下关系式：0.65≤fmax/f2≤0.85。
通过合理选择第二透镜组与光学镜头的最大焦距的比值，不仅可以很好地与第一透镜组的光焦度相平衡，减小像差，从而提高成像质量；而且有利于光学镜头的小型化设计。
在一些实施例中，所述第一透镜组包括第一胶合透镜和第二胶合透镜。
通过上述设置，不仅使得光学镜头在调焦过程中，有利于减小光线的入射角度，使得光线更加平滑，从而降低公差敏感性和消除色差和球差，进而提高成像质量；而且减少了第一透镜组的组装工序，从而方便光学镜头的组装。
在一些实施例中，所述第一透镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第二透镜和所述第三透镜形成所述第一胶合透镜，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜形成所述第二胶合透镜。
通过上述设置，不仅可以进一步降低公差敏感性和消除色差和球差，进而提高成像质量，而且第一透镜组仅包括六个透镜，有利于光学镜头的组装和小型化设计。
在一些实施例中，所述第二透镜组包括沿物侧到像侧排列的多个透镜，所述透镜的数量为4个或5个；所述第二透镜组中，具有正光焦度的所述透镜的数量为2个，且由物侧至像侧的方向，位于最后一个位置的所述透镜具有负光焦度。
通过合理选择第二透镜组中透镜的数目和合理分配光焦度，不仅可以很好地与第一透镜组的光焦度相平衡，减小像差，从而提高成像质量；而且，多种透镜数目的组合，适用于不同的应用场景。
在一些实施例中，所述第一透镜组包括至少两个具有负光焦度的正透镜，所述正透镜的折射率为ndLx，且满足以下关系式：1.40≤ndLx≤1.60；所述正透镜的阿贝数为vdLx，且满足以下关系式：65.0≤vdLx≤95.5。
通过上述设置，可以进一步校正光学镜头的色差，提高成像质量。
第二方面，本申请实施例提供了一种摄像头模组，包括感光元件，以及第一方面中所述的光学镜头，所述感光元件设置于所述光学镜头的像侧。
本申请实施例中的摄像头模组与第一方面中的光学镜头所取得的技术效果相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的光学镜头的结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的光学镜头的MTF vs Field图；
图3为本申请实施例一提供的光学镜头在波段范围内焦移图；
图4为本申请实施例一提供的光学镜头的垂轴色差图；
图5为本申请实施例一提供的光学镜头的相对照度图；
图6为本申请实施例二提供的光学镜头的结构示意图；
图7为本申请实施例二提供的光学镜头的MTF vs Field图；
图8为本申请实施例二提供的光学镜头在波段范围内焦移图；
图9为本申请实施例二提供的光学镜头的垂轴色差图；
图10为本申请实施例二提供的光学镜头的相对照度图；
图11为本申请实施例三提供的光学镜头的结构示意图；
图12为本申请实施例三提供的光学镜头的MTF vs Field图；
图13为本申请实施例三提供的光学镜头在波段范围内焦移图；
图14为本申请实施例三提供的光学镜头的垂轴色差图；
图15为本申请实施例三提供的光学镜头的相对照度图。
其中，图中各附图标记：
第一透镜组G1；第二透镜组G2；第一透镜L1；第二透镜L2；第三透镜L3；第四透镜L4；第五透镜L5；第六透镜L6；第七透镜L7；第八透镜L8；第九透镜L9；第十一透镜L11；光阑STOP。
具体实施方式
为方便理解，下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
光焦度(focal power)，等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学镜头偏折光线的能力。
具有正光焦度的透镜或透镜组，透镜或透镜组具有正的焦距，具有会聚光线的效果。
具有负光焦度的透镜或透镜组，透镜或透镜组具有负的焦距，具有发散光线的效果。
焦距(focal length)，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。对于定焦镜头来说，其光学中心的位置是固定不变的；对于长焦镜头来说，镜头的光学中心的变化带来镜头焦距的变化。
镜头的有效焦距(effective focal length，EFL)，是指镜头中心到焦点的距离。
合成焦距为透镜组中各个透镜的焦距的组合。
物侧面，以透镜为界，被摄物体所在一侧为物侧，透镜靠近物侧的表面称为物侧面。
像侧面，以透镜为界，被摄物体的图像所在的一侧为像侧，透镜靠近像侧的表面称为像侧面。
光阑(aperturediaphragm)，是用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面光量的装置，它通常是在镜头内。
成像面，位于光学镜头中所有透镜的像侧、且光线依次穿过光学镜头中各透镜后形成像的载面。
光轴，是一条垂直穿过透镜中心的轴线。镜头光轴是通过镜头的各个透镜的中心的轴线。
焦点，平行光线经透镜或透镜组折射后的会聚点。
阿贝数(Abbe)，即色散系数，是光学材料在不同波长下的折射率的差值比，代表材料色散程度大小。
像差：光学镜头于光轴处具有理想光学系统的性质，物体上的一点发出的靠近轴光线与像面相交在一点(也即光轴像点)，但是实际穿过镜头不同孔径的光线很难完美的相交在一点，而是与近轴像点的位置有一定偏差，这些差异统称为像差。
垂轴色差，指当一物体通过透镜有不同波长的光成像时，由于放大率的不同从而使所成像的高度不同，此种像差称之为垂轴色差或倍率色差。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，在一些实施例中，摄像头模组包括光学镜头、感光元件，感光元件位于光学镜头的像侧。
摄像头模组的工作原理为：被摄景物反射的光线通过光学镜头生成光学图像投射到感光元件的感光面，感光元件将光学图像转为电信号即模拟图像信号并传输给处理器。
其中，感光元件(也称为图像传感器)是一种半导体芯片，表面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。感光元件可以是电荷耦合器件(chargecoupled device，CCD)，也可以是互补金属氧化物导体器件(complementarymetal-oxidesemiconductor，CMOS)。CCD是用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。电荷藕合器件由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当感光元件的表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
其中，光学镜头主要利用透镜的折射原理进行成像，即景物光线通过光学镜头，在焦平面上形成清晰的影像，并通过位于焦平面上的感光元件记录景物的影像。上述光学镜头可以但不限于为工业镜头。
如图1、图6和图11所示，本申请实施例提供了一种光学镜头，包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组G1、光阑STOP和第二透镜组G2，第一透镜组G1具有正光焦度，第二透镜组G2具有正光焦度；光阑STOP与第一透镜组G1相对固定或光阑STOP与第二透镜组G2相对固定，第一透镜组G1与第二透镜组G2能够沿光轴移动，以改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的相对距离和第二透镜组G2与所述光学镜头的成像面之间的相对距离，使得光学镜头能够变倍调焦且清晰成像。
通过第一透镜组G1与第二透镜组G2沿光轴移动，改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的相对距离，不仅可以实现变倍调焦，即光学镜头既能够在常规观察位置清晰成像，又能够在近距离放大位置时清晰成像，而且，在第二透镜组G2与第一透镜组G1之间的距离发生改变时，第二透镜组G2与光学镜头的像侧面之间的相对位置也发生改变，从而调整光学镜头的后焦距，这样，使得光学镜头在不同物距下能够变倍调焦且清晰成像。通过合理分配第一透镜组G1和第二透镜组G2的光焦度，可以很好地平衡像差，同时将光阑STOP设置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，且第一透镜组G1具有正光焦度，这样光线经过第一透镜组G1会聚后再经过光阑STOP，相对减小了光阑STOP的孔径，然后光线进入第二透镜组G2以后发生发散，这样，不仅有利于控制第一透镜组G1的口径，也就是减小了第一透镜组G1在垂直于光轴的尺寸，从而有利于减小第一透镜组G1的重量，当第一透镜组G1移动时，不仅方便调节，而且调节精度高；而且，有利于增大成像靶面，从而使得光学镜头在具有大靶面的同时能够实现在不同物距下实现变倍调焦且高分辨率成像。
在一些实施例中，光阑STOP与第一透镜组G1相对固定，第一透镜组G1与第二透镜组G2能够沿光轴同向非等速移动。
通过上述设置，减小了在光学镜头变倍调焦过程中第一透镜组G1和第二透镜组G2之间相对距离，这样，在光学镜头变倍调焦过程中，光学镜头的光学总长较小，从而有利于光学镜头的小型化。
在一些实施例中，第一透镜组G1与第二透镜组G2可以通过凸轮机构连接，以使第一透镜组G1与第二透镜组G2联动。
通过上述设置，不仅方便光学镜头的调节，而且，在光学镜头变倍调焦过程中，光线更加平稳，从而有利于提高光学镜头的成像质量。
如图1、图6和图11所示，在一些实施例中，第一透镜组G1包括第一胶合透镜和第二胶合透镜。
通过上述设置，不仅使得光学镜头在调焦过程中，有利于减小光线的入射角度，使光线更平缓的小角度通过光阑STOP，从而降低公差敏感性和消除色差和球差，进而提高成像质量；而且第一透镜组G1中多个胶合透镜的设置，减少了第一透镜组G1的组装工序，从而方便光学镜头的组装。
如图1、图6和图11所示，在一些实施例中，第一透镜组G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，第二透镜L2和第三透镜L3形成第一胶合透镜，第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6形成第二胶合透镜。
通过上述设置，不仅可以进一步降低公差敏感性和消除色差和球差，进而提高成像质量，而且第一透镜组G1仅包括六个透镜，有利于光学镜头的组装和小型化设计。
在一些实施例中，第一透镜组G1包括至少两个具有负光焦度的正透镜，正透镜的折射率为ndLx，且满足以下关系式：1.40≤ndLx≤1.60；正透镜的阿贝数为vdLx，且满足以下关系式：65.0≤vdLx≤95.5。
正透镜的折射率和阿贝数影响光线的成像质量，通过合理选择第一透镜组G1中具有正光焦度的正透镜的折射率和阿贝数，可以进一步校正光学镜头的色差，提高成像质量。
如图1、图6和图11所示，在一些实施例中，第二透镜组G2包括沿物侧到像侧排列的多个透镜，透镜的数量为4个或5个；第二透镜组G2中，具有正光焦度的透镜的数量为2个，且由物侧至像侧的方向，位于最后一个位置的透镜具有负光焦度。
通过合理选择第二透镜组G2中透镜的数目和合理分配光焦度，不仅可以很好地与第一透镜组G1的光焦度相平衡，减小像差，从而提高成像质量；而且，多种透镜数目的组合，适用于不同的应用场景。
在一些实施例中，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间沿光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：5≤L(G1-G2)max-min≤9。
上述参数L（G1-G2）max-min是影响光学镜头在变倍调焦过程中成像重量的重要参数。通过合理设计，在光学镜头变倍调焦过程中，可以通过有效控制第一透镜组G1和第二透镜组G2之间相对距离，达到兼顾小型化设计和高成像质量的目的。
在一些实施例中，光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间沿光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：0.05≤Magnmax-min/L（G1-G2）max-min≤0.08。
上述参数 Magnmax-min/L（G1-G2）max-min是影响光学镜头在变倍调焦过程中成像重量的重要参数。通过合理设计，使得上述参数Magnmax-min/L（G1-G2）max-min满足上述关系式时，使得光学镜头实现较大范围的放大倍率调节，且能够清晰成像。
在一些实施例中，光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，光学镜头的像面之间沿光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G2-IMAGE)max-min，且满足以下关系式:0.010≤Magnmax-min/L（G2-IMAGE）max-min≤0.012。
上述参数Magnmax-min/L（G2-IMAGE）max-min是影响光学镜头在变倍调焦过程中成像重量的重要参数。通过合理设计，使得上述参数Magnmax-min/L（G2-IMAGE）max-min满足上述关系式时，使得光学镜头可以在不同物距下实现较大范围的放大倍率调节，且能够清晰成像。
在一些实施例中，光学镜头的全像高为H，光学镜头的光学总长的最大值为Lmax，且满足以下关系式：0.35≤H/Lmax≤0.38。
上述参数H/Lmax是影响光学镜头的尺寸的重要参数。通过合理设计，使得上述参数H/Lmax满足上述关系式时，可以在提高成像质量的情况下，有效控制光学镜头的光学总长，使得光学镜头实现兼顾高像质和小型化。
在一些实施例中，光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，第一透镜组G1的焦距为f1，且满足以下关系式：0.2≤fmax/f1≤0.4。
通过合理选择上述参数fmax/f1，使得上述参数fmax/f1满足上述关系式，这样，不仅使光线更平缓的小角度通过光阑STOP，减小敏感度保证光学镜头前后的稳定性，而且也保证了变倍调焦过程中光学镜头的整体长度，使得光学镜头小型化，同时可以实现光学镜头具有较大的靶面。
在一些实施例中，光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，第二透镜组G2的焦距为f2，且满足以下关系式：0.65≤fmax/f2≤0.85。
通过合理选择上述参数fmax/f2，使得上述参数fmax/f2满足上述关系式，这样，不仅使光线更平缓的小角度通过光阑STOP，进一步减小了公差敏感度保证光学镜头前后的稳定性，而且也保证了变倍调焦过程中光学镜头的整体长度，使得光学镜头小型化，同时可以实现光学镜头具有较大的靶面。
图1示出了实施例一的光学镜头的结构图。该光学镜头包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组G1、光阑STOP及第二透镜组G2，第一透镜组G1具有正光焦度，第二透镜组G2具有负光焦度，第一透镜组G1包括沿物侧到像侧排列的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及第六透镜L6，第二透镜组G2包括沿物侧到像侧排列的5个透镜，第二透镜组G2中，沿物侧到像侧排列分别为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、第十透镜L10及第十一透镜L11，第八透镜L8和第九透镜L9具有正光焦度，其余透镜具有负光焦度，第七透镜L7和第八透镜L8为胶合透镜，第九透镜L9和第十透镜L10为胶合透镜。
第一透镜组G1中，第四透镜L4和第六透镜L6是具有正光焦度的正透镜，且第四透镜L4的折射率ndL4为1.5，阿贝数vdL4为95.1；第六透镜L6具有正光焦度，且第六透镜L6的折射率ndL6为1.4，阿贝数vdL6为95.1。
表1a至表1d分别给出了本申请实施例一中一个可选的实施例的光学镜头的每一透镜的具体参数值。
需要说明的是，表1a中，“面序号”为从物侧到像侧依次排列的每一个表面的序号，半径R值为相对应表面编号的镜头，也就是每个面序号所对应的镜头的物侧面或像侧面于光轴处的曲率半径，镜头于“曲率半径”参数数列中的“无限”指的是该镜头的物侧面或者像侧面为平面；每个镜头于“厚度/间距”参数数列中的第一个数值为该镜头于光轴上的厚度，第二个数值为该镜头的像侧面至后一个镜头的物侧面于光轴上的距离；光阑STOP于“厚度”参数数列中的数值为光阑STOP的中心至后一镜头的物侧面于光轴上的距离，即光阑STOP到第二透镜组G2中第一个透镜（第七透镜L7）的物侧面之间的距离两个数值，包括括号内的数值和括号外的数值，括号外的数值代表的是光学镜头在0.05倍的放大倍率也就是于常规观察位置时两者的距离，括号内的数值代表的是光学镜头在0.5倍的放大倍率观察位置时两者的距离。“Sur18”于“厚度”参数数列中的数值代表的是第二透镜组G2最后一个透镜（本实施如图1中的第十一透镜L11）的像侧面到光学镜头的像侧面IMAGE之间的距离两个数值，包括括号内的数值和括号外的数值，括号外的数值代表的是光学镜头在0.05倍的放大倍率也就是于常规观察位置时两者的距离，括号内的数值代表的是光学镜头在0.5倍的放大倍率观察位置时两者的距离。
在实施例一中，光学镜头在0.05倍~0.5倍放大倍率调焦过程中，光学镜头的放大倍率范围为0.05倍~0.5倍放大倍率，第一透镜组G1与第二透镜组G2沿光轴之间的距离调节范围为21.83mm~27.83mm，第二透镜组G2与光学镜头的成像面IMAGE之间沿光轴的距离调节范围为28.53mm~69.37mm，光学镜头的光学总长TTL的范围为139.34mm-186.80mm，光学镜头的焦距f范围为88.98mm-90.93mm。本实施例中的光学镜头的最大可实现67mm的成像靶面。
实施例一中的光学镜头的参数满足表1b所示的关系。
注：以下各个实施例中的光学镜头的关系的注释说明：
fmax为光学镜头在最大倍率位置时的焦距；
f1为第一透镜组G1的合成焦距，即第一透镜组G1中的所有透镜的组合焦距；
f2为第二透镜组G2的焦距；
H为光学镜头的全像高；
Lmax为光学镜头的光学总长的最大值；
Magnmax-min为光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值；
L（G1-G2）max-min为第一透镜组G1与第二透镜组G2之间沿光轴的最大间距与最小间距的差值，光学镜头在0.05倍~0.55倍放大倍率过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间可调节的距离的最大值和最小值之间的差值，例如表1a中“STOP”于“厚度”参数数列中的括号内外两个数值的差值。
Magnmax-min/L（G2-IMAGE）max-min为第二透镜组G2与光学透镜的成像面IMAGE之间沿光轴的最大间距与最小间距的差值。例如表1a中“Sur18”于“厚度”参数数列中的括号内外两个数值的差值。
实施例一中的光学镜头中每个透镜的光焦度的正负情况如表1c所示。
需要说明的是，表1c中的“+”和“-”代表的是实施例一中的光学镜头中每个镜头的光焦度的正负情况。其中，“+”代表的是镜头具有正光焦度；“-”代表的是镜头具有负光焦度。
实施例一中的光学镜头中每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况如表1d所示。
需要说明的，表1d中的“++”、“+-”、“-+”、“--”，代表的是每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况。其中，“++”代表的是镜头的物侧面和像侧面光轴处均凸向物方；“+-”代表的是镜头的物侧面于光轴处凸向物方，像侧面于光轴处凸向物方，即双凸月牙结构；“-+”代表的是镜头的物侧面于光轴处凹向物方，像侧面于光轴处凸向物方，即双凹结构；“--”代表的是镜头的物侧面和像侧面光轴处均凹向物方。当然，光学镜头中各透镜除了可以包括上述凹凸情况以外，也可以包括“∞-”、“-∞”、“+∞”及“∞+”中任意一种或多种，其中，“∞-”代表的镜头的物侧面于光轴处为平面，像侧面于光轴处凹向物方；“-∞”代表的镜头的物侧面于光轴处凹向物方，像侧面于光轴处为平面，“∞+”代表的镜头的物侧面于光轴处为平面，像侧面于光轴处凸向物方；“+∞”代表的镜头的物侧面于光轴处凸向物方，像侧面于光轴处为平面；在此不做具体限定。
结合图1实施例一中的光学镜头的结构示意图、以及表1a至表1d给出的实施例一中的光学镜头的主要参数满足表1b的关系、及每个镜头中于光轴处的凹凸情况。通过仿真模拟得到实施例一的光学镜头的MTF vs Field图、在波段范围内焦移图、垂轴色差图及相对照度图，如图2~图5所示。
其中：图2为本申请实施例一提供的光学镜头的MTF vs Field图；
图3为本申请实施例一提供的光学镜头在波段范围内焦移图；
图4为本申请实施例一提供的光学镜头的垂轴色差图；
图5为本申请实施例一提供的光学镜头的相对照度图。
有关MTF vs Field图、在波段范围内焦移图、垂轴色差图及相对照度图的上述说明与其他实施例相同，下文不再赘述。
从图2可以看出，光学镜头的边角反差与分辨率较高，且像散较小，说明光学镜头可实现更高的分辨率，成像优异。
从图3可以看出，在410nm-680nm波段范围内其焦平面差异在70μm以内，该光学镜头可实现不同色光的共焦效果。
从图4可以看出，在410nm-680nm波段范围内其垂轴色差平均值在5μm以内，消除了不同色光的差异，成像优异，满足工业使用需求。
从图5可以看出，光学镜头的相对照度大于0.85，即该实施例的光学镜头的相对照度大于85%，说明整幅画面的亮度均匀性高，五暗角满足工业使用需求。
图6示出了实施例二的光学镜头的结构图。第二实施例中的光学镜头与第一实施例中的光学镜头不同之处在于第二透镜组G2中透镜的数量、各个透镜的光焦度及与光轴处的凹凸情况，另外，还有第一透镜组G1和第二透镜组G2中各个透镜的参数和满足的条件不同。
实施例二中的光学镜头与上述第一实施例的光学镜头的主要区别在于第一透镜组G1和第二透镜组G2中透镜的数目、各个透镜的参数和满足的条件不同、及每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况。
如图6所示，该光学镜头包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组G1光阑STOP及第二透镜组G2，第二透镜组G2包括沿物侧到像侧排列的4个透镜，第二透镜组G2中，沿物侧到像侧排列分别为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9及第十透镜L10，第二透镜组G2中，第八透镜L8和第九透镜L9具有正光焦度，其余透镜具有负光焦度，第七透镜L7和第八透镜L8为胶合透镜。
本实施中的第一透镜组G1的各个透镜的光焦度、凹凸情况及胶合透镜与实施例中的各个透镜相同，在此不再赘述。
表2a至表2d分别给出了本申请实施例二中一个可选的实施例的光学镜头的每一透镜的具体参数值。
在实施例二中，光学镜头在0.05~0.5倍变倍调焦过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2沿光轴之间的距离调节范围为18.89mm~26.29mm，第二透镜组G2与光学镜头的成像面IMAGE之间沿光轴的距离调节范围为30.29mm~69.90mm，光学镜头的光学总长TTL的范围为139.34mm-186.80mm，光学镜头的焦距f范围为88.98mm-90.93mm。本实施例中的光学镜头的最大可实现67mm的成像靶面。
实施例二中的光学镜头的参数满足表2b所示的关系。
实施例二中的光学镜头的每个镜头中的光焦度如表2c所示。
实施例二中的光学镜头的每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况如表2d所示。
结合图6实施例二中的光学镜头的结构示意图、以及表2a至表2d给出的实施例二中的光学镜头的主要参数满足表2b的关系、及每个镜头中于光轴处的凹凸情况。通过仿真模拟得到实施例二的光学镜头的MTF vs Field图、在波段范围内焦移图、垂轴色差图及相对照度图，如图7~图10所示。
从图7可以看出，光学镜头的边角反差与分辨率较高，且像散较小，说明光学镜头可实现更高的分辨率，成像优异。
从图8可以看出，在410nm-680nm波段范围内其焦平面差异在200μm以内，该光学镜头可达到较小的对焦差异，满足使用需求。
从图9可以看出，在410nm-680nm波段范围内其垂轴色差平均值在3μm以内，消除了不同色光的差异，成像优异，满足工业使用需求。
从图10可以看出，光学镜头的相对照度大于0.82，即该实施例的光学镜头的相对照度大于82%，说明整幅画面的亮度均匀性高，五暗角满足工业使用需求。
图11示出了实施例三的光学镜头的结构图。第三实施例中的光学镜头与第二实施例中的光学镜头不同之处在于第二透镜组G2中各个透镜的光焦度、于光轴处的凹凸情况及胶合透镜的位置不同，另外，还有第一透镜组G1和第二透镜组G2中各个透镜的参数和满足的条件不同。
如图11所示，该光学镜头包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组G1光阑STOP及第二透镜组G2，第二透镜组G2包括沿物侧到像侧排列的4个透镜，第二透镜组G2中，沿物侧到像侧排列分别为第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9及第十透镜L10，第二透镜组G2中，第七透镜L7和第九透镜L9具有正光焦度，其余透镜具有负光焦度，第八透镜L8和第九透镜L9为胶合透镜。
本实施中的第一透镜组G1的各个透镜的光焦度、凹凸情况及胶合透镜与实施例中的各个透镜相同，在此不再赘述。
表3a至3d给出了实施例三中一个可选的实施例的光学镜头的各个透镜的具体参数值。
在实施例三中，光学镜头在0.05~0.5倍变倍调焦过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2沿光轴之间的距离调节范围为9.27mm~16.96mm，第二透镜组G2与光学镜头的成像面IMAGE之间沿光轴的距离调节范围为30mm~69.87mm，光学镜头的光学总长TTL的范围为134.08mm-181.64mm，光学镜头的焦距f范围为88.94mm-90.98mm。本实施例中的光学镜头的最大可实现67mm的成像靶面。
实施例三中，光学镜头的参数满足表1b所示的关系。
实施例三中，光学镜头的每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况如表3c所示。
实施例二中的光学镜头的每个镜头中的物侧面或像侧面于光轴处的凹凸情况如表3d所示。
结合图11实施例三中的光学镜头的结构示意图、以及表3a至表3d给出的实施例三中的光学镜头的主要参数满足表3b的关系、及每个镜头中于光轴处的凹凸情况。通过仿真模拟得到实施例三的光学镜头的MTF vs Field图、在波段范围内焦移图、垂轴色差图及相对照度图，如图11~图15所示。
从图11可以看出，光学镜头的边角反差与分辨率较高，且像散较小，说明光学镜头可实现更高的分辨率，成像优异。
从图13可以看出，在410nm-680nm波段范围内其焦平面差异在200μm以内，该光学镜头可达到较小的对焦差异，满足使用需求。
从图14可以看出，在410nm-680nm波段范围内其垂轴色差平均值在7μm以内，消除了不同色光的差异，成像优异，满足工业使用需求。
从图15可以看出，光学镜头的相对照度大于0.7，即该实施例的光学镜头的相对照度大于70%，说明整幅画面的亮度均匀性高，五暗角满足工业使用需求。
综上，本申请的光学镜头在不同物距下也就是不同景深范围内能够实现在0.05~0.5倍放大倍率下具有大靶面、较高的分辨率、低畸变、画质较好的特性。
当感光元件采用芯片IMX411搭配上述光学镜头，摄像头模组可以实现1.5亿像素。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头由沿物侧到像侧排列的第一透镜组、光阑和第二透镜组组成，所述第一透镜组具有正光焦度，所述第二透镜组具有正光焦度；
所述第一透镜组由沿物侧到像侧排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜组成，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜及所述第六透镜具有正光焦度，所述第二透镜和所述第五透镜具有负光焦度；
所述第二透镜组由沿物侧到像侧排列的多个透镜组成，所述透镜的数量为4个或5个；所述第二透镜组中，具有正光焦度的所述透镜的数量为2个，且由物侧至像侧的方向，位于最后一个位置的所述透镜具有负光焦度；
所述光阑与所述第一透镜组相对固定或所述光阑与所述第二透镜组相对固定，所述第一透镜组与所述第二透镜组能够沿光轴移动，以改变所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的距离和所述第二透镜组与所述光学镜头的成像面之间的相对距离；
所述光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：0.05mm-1≤Magnmax-min /L（G1-G2）max-min≤0.08mm-1。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，
所述光阑与所述第一透镜组相对固定，所述第一透镜组与所述第二透镜组能够沿光轴同向非等速移动；
和/或，所述第一透镜组与所述第二透镜组联动。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，
所述第一透镜组与所述第二透镜组之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G1-G2)max-min，且满足以下关系式：5mm≤L(G1-G2)max-min≤9mm。
4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，
所述光学镜头的最大放大倍率和最小放大倍率的差值为Magnmax-min，所述第二透镜组与所述光学镜头的像面之间沿所述光轴的最大间距与最小间距的差值为L(G2-IMAGE)max-min，且满足以下关系式:0.010mm-1≤Magnmax-min /L（G2-IMAGE）max-min≤0.012mm-1。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，
所述光学镜头的全像高为H，所述光学镜头的光学总长的最大值为Lmax，且满足以下关系式：0.35≤H/Lmax≤0.38。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，
所述光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，所述第一透镜组的焦距为f1，且满足以下关系式：0.2≤fmax/f1≤0.4；
和/或，所述光学镜头在最大倍率位置时的焦距为fmax，所述第二透镜组的焦距为f2，且满足以下关系式：0.65≤fmax/f2≤0.85。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的光学镜头，其特征在于，
所述第一透镜组包括第一胶合透镜和第二胶合透镜。
8.根据权利要求7所述的光学镜头，其特征在于，
所述第二透镜和所述第三透镜形成所述第一胶合透镜，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜形成所述第二胶合透镜。
9.一种摄像头模组，其特征在于，包括：
权利要求1~8中任一项所述的光学镜头；
感光元件，所述感光元件设置于所述光学镜头的像侧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311678104.3A CN117369104B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种光学镜头及摄像头模组 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311678104.3A CN117369104B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种光学镜头及摄像头模组 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117369104A CN117369104A (zh) | 2024-01-09 |
| CN117369104B true CN117369104B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=89400732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311678104.3A Active CN117369104B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 一种光学镜头及摄像头模组 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117369104B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10123413A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-15 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像記録用レンズ及び結像装置 |
| JP2005316052A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Tochigi Nikon Corp | 結像光学系 |
| CN101794011A (zh) * | 2009-02-04 | 2010-08-04 | 索尼公司 | 可变焦距透镜系统和成像装置 |
| CN110716292A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-01-21 | 杭州图谱光电科技有限公司 | 一种大靶面半组移动工业微距镜头 |
| CN113703144A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-11-26 | 江西凤凰光学科技有限公司 | 一种高像素大靶面镜头 |
| CN116908989A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | 一种光学镜头和摄像头模组 |
-
2023
- 2023-12-08 CN CN202311678104.3A patent/CN117369104B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10123413A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-15 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像記録用レンズ及び結像装置 |
| JP2005316052A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Tochigi Nikon Corp | 結像光学系 |
| CN101794011A (zh) * | 2009-02-04 | 2010-08-04 | 索尼公司 | 可变焦距透镜系统和成像装置 |
| CN110716292A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-01-21 | 杭州图谱光电科技有限公司 | 一种大靶面半组移动工业微距镜头 |
| CN113703144A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-11-26 | 江西凤凰光学科技有限公司 | 一种高像素大靶面镜头 |
| CN116908989A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | 一种光学镜头和摄像头模组 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117369104A (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111505814B (zh) | 一种高解像力摄像装置和高清变焦镜头 | |
| CN110261997A (zh) | 镜头、摄像模组及电子设备 | |
| JP7468831B2 (ja) | 光学レンズ、カメラモジュール、および電子デバイス | |
| CN113406779B (zh) | 变焦镜头、摄像头模组及移动终端 | |
| CN107748433A (zh) | 广角可交换式定焦镜头 | |
| JP5972010B2 (ja) | 撮像装置 | |
| WO2023169441A1 (zh) | 一种电子设备 | |
| CN110501810A (zh) | 光学系统和摄像装置 | |
| CN115437128B (zh) | 一种光学镜头、摄像头模组及电子设备 | |
| CN116908989B (zh) | 一种光学镜头和摄像头模组 | |
| WO2022179632A1 (zh) | 长焦镜头、摄像头模组及电子设备 | |
| CN114755806A (zh) | 一种大光圈长焦镜头 | |
| CN116449538B (zh) | 一种光学镜头和摄像头模组 | |
| CN113406778B (zh) | 变焦镜头、摄像头模组及移动终端 | |
| KR20230003582A (ko) | 광학 렌즈, 렌즈 모듈 및 단말 | |
| CN117369104B (zh) | 一种光学镜头及摄像头模组 | |
| CN114326060B (zh) | 光学镜头 | |
| WO2022228189A1 (zh) | 光学镜头、摄像头模组和电子设备 | |
| CN117389018B (zh) | 一种光学镜头及摄像头模组 | |
| CN113391427B (zh) | 光学镜头、摄像头模组和终端 | |
| CN114280758B (zh) | 光学镜头及电子设备 | |
| CN115509011A (zh) | 光学模组及头戴显示设备 | |
| CN113132583B (zh) | 光学镜头、摄像头模组和终端 | |
| WO2023174212A1 (zh) | 长焦镜头、摄像头模组及电子设备 | |
| CN115236832B (zh) | 光学镜头、摄像头模组和终端 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |