CN117406410A - 光学镜头及摄像模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学镜头及摄像模组，沿光轴从物侧到成像面依次由第一群组、第二群组、第三群组组成；所述第一群组具有正光焦度，所述第一群组由胶合连接的第一基板、第一透镜组成；所述第一透镜具有正光焦度；所述第二群组具有负光焦度，所述第二群组沿光轴从物侧到像侧依次包括胶合连接的第二基板、第二透镜；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三群组具有正光焦度，所述第三群组由胶合连接的第三透镜、第三基板组成；所述第三透镜具有正光焦度；所述第一基板的物侧面或者像侧面镀设有光阑。本发明提供的光学镜头，在满足大视场角的同时减小了镜头尺寸及口径，有效增大了镜头景深，能够很好满足内窥镜检测范围和观测深度的需求。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种光学镜头及摄像模组。
背景技术
近年来，随着医疗领域的快速发展，社会对医疗设备的要求也日益提高，特别是对搭载于医疗检测设备上的摄像头的性能要求越来越高，例如为了更灵活且更全面的进入人体采集图像，一般会采用内窥镜等携带摄像镜头的医疗设备，进行胃肠道、胰腺、胆道、呼吸道等各类腔内疾病的检查，以便确定人体内部结构或观察病理状态。
当前市面上，内窥镜镜头普遍存在尺寸过大、视场角小以及景深不够大的问题，如：尺寸过大会导致在使用内窥镜时给人体带来不适感，视场角小会导致内窥镜镜头观察范围不够大，景深小会影响内窥镜镜头的观察深度。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种光学镜头及摄像模组，至少具有小尺寸、小口径、大视场、大景深的特点。
本发明实施例通过以下技术方案实现上述发明目的。
一方面，本发明提供一种光学镜头，沿光轴从物侧到成像面依次由第一群组、第二群组、第三群组组成；所述第一群组具有正光焦度，所述第一群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第一基板、第一透镜组成；所述第一透镜具有正光焦度；所述第二群组具有负光焦度，所述第二群组沿光轴从物侧到像侧依次包括胶合连接的第二基板、第二透镜；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三群组具有正光焦度，所述第三群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第三透镜、第三基板组成；所述第三透镜具有正光焦度；所述第一基板的物侧面或者像侧面镀设有光阑；其中，所述光学镜头满足条件式：fQ3/f>30，fQ3表示所述第三群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
在一些实施方式中，所述第二群组还包括一第四透镜，所述第四透镜的像侧面胶合连接在所述第二基板的物侧面；所述第四透镜具有负光焦度。
在一些实施方式中，所述胶合连接的方式包括纳米压印方式或者蚀刻方式。
在一些实施方式中，所述第一透镜的像侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面，所述第三透镜的物侧面为凸面。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.9mm/rad<TTL/θ<1.2mm/rad，H<1mm，其中，TTL表示所述第一群组的物侧面至成像面在光轴上的距离，θ表示所述光学镜头的最大半视场角，H表示所述光学镜头的最大视场角对应的像高。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.2<fQ1/f<0.8，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：-1<fQ2/f<-0.55，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0<fQ1/fQ3<0.1，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：-0.1<fQ2/fQ3<0，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.09<f/F#<0.12，其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，F#表示所述光学镜头的光圈值。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：1<CTQ1/CTQ3<1.5，0.5<CTQ2/CTQ3<1，其中，CTQ1表示所述第一群组在光轴上的中心厚度，CTQ2表示所述第二群组在光轴上的中心厚度，CTQ3表示所述第三群组在光轴上的中心厚度。
另一方面，本发明还提供一种摄像模组，包括如上所述的光学镜头及成像元件，所述成像元件用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号。
与现有技术相比，本发明提供的光学镜头采用三组由基板和透镜胶合的透镜群组，通过合理设置各透镜群组的光焦度及面型搭配，在满足大视场角的同时在一定程度上减小了镜头尺寸及口径，有效增大了镜头景深，能够很好满足内窥镜检测范围和观测深度的需求。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
图1为本发明第一实施例的光学镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的光学镜头的场曲曲线图；
图3为本发明第一实施例的光学镜头的MTF曲线图；
图4为本发明第一实施例的光学镜头的轴向色差曲线图；
图5为本发明第二实施例的光学镜头的结构示意图；
图6为本发明第二实施例的光学镜头的场曲曲线图；
图7为本发明第二实施例的光学镜头的MTF曲线图；
图8为本发明第二实施例的光学镜头的轴向色差曲线图；
图9为本发明第三实施例的光学镜头的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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。
在本文中，近光轴处是指光轴附近的区域。如透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少在近光轴区域为凸面；如透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少在近光轴区域为凹面。
本发明提出一种光学镜头，所述光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次由第一群组、第二群组、第三群组组成。
所述第一群组具有正光焦度，所述第一群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第一基板、第一透镜组成；第一透镜与第一基板胶合的面为平面；具体地，所述第一透镜具有正光焦度；
所述第二群组具有负光焦度，所述第二群组沿光轴从物侧到像侧依次包括胶合连接的第二基板、第二透镜；第二透镜胶合在第二基板的像侧面；第二透镜与第二基板胶合的面为平面。所述第二透镜具有负光焦度。在一些实施例中，所述第二群组还包括一第四透镜，所述第四透镜的像侧面胶合连接在所述第二基板的物侧面；在第二基板两表面分别设置透镜，能够更好保证镜头的高品质成像。第二透镜和第四透镜与第二基板胶合的面均为平面。
所述第三群组具有正光焦度，所述第三群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第三透镜、第三基板组成；第三透镜与第三基板胶合的面为平面；具体地，所述第三透镜可以具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面为凸面。
上述第一基板、第二基板和第三基板可以采用具有一定厚度和宽度的玻璃基板或塑胶基板，且所述第一基板、第二基板和第三基板在垂直于光轴方向的宽度（有效口径）大于上述所胶合透镜的有效口径，能够为各透镜提供稳固的成型环境，同时有利于后续不同群组之间的连接组装。第三基板同时复用为保护玻璃或滤光片，有利于进一步减小镜头的厚度，实现镜头的小体积。
更具体地，第一基板、第二基板和第三基板的厚度可选为0.1mm-0.35mm，第一基板、第二基板和第三基板中的最大有效口径小于1.1mm，但是第一基板、第二基板和第三基板的有效口径大于各透镜的有效口径，从而使第一基板、第二基板和第三基板为各透镜起到更好的支撑稳固作用。
上述各透镜是通过胶合的方式与基板连接，具体地，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜可以通过纳米压印或者蚀刻的方式固定在第一基板、第二基板、第三基板上，从而能够保证各透镜的加工精度及稳固性，进而实现光学镜头的小型化。
所述光学镜头采用在第一、第二、第三玻璃或塑胶基板上压印或者蚀刻镜片结构的加工方式，在实现镜头广角化、小型化的同时，还能够保证镜头具有大景深的特点。优选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜均采用光刻胶压印方式，所述透镜和基板胶合的面为平面，所述透镜远离基板的面可以为球面或者非球面，优选采用非球面镜片，不仅可以有效降低制造成本，减轻重量，而且能够提供更优秀的成像效果，光学性能更优越。
所述光阑镀设在所述第一基板的物侧面或者像侧面，光阑为限制入射光束大小的孔，因此，光阑的大小和位置对透镜所成像的清晰程度、成像范围和亮度都有决定性的作用。为更好控制入射光线的强度，在所述第一基板的物侧面或者像侧面采用镀膜方式设置光阑，由于光阑膜层很薄，不影响上述透镜与所述第一基板的胶合效果。为更好起到收敛入射光线的作用，所述光阑的有效口径值设置较小，如可以为0.1mm或者0.12mm，0.15mm或者其它值，具体根据实际情况进行设置，本实施例不作具体限定。
由于本发明提供的光学镜头中各透镜及镜头整体的尺寸较小，单个镜片的加工及镜片组装按照常规方式加工难度较大，且加工精度无法保证，因此通过将各透镜胶合设置在第一基板、第二基板和第三基板上，第一基板、第二基板和第三基板的宽度较大，可以为各透镜的位置提供稳固的支撑作用，同时在镜片组装时只需将第一基板、第二基板和第三基板按照预设的空间安装固定即可，无需考虑多个镜片间各自的安装误差，降低了整体的加工敏感度，提高了可加工性。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：fQ3/f>30，fQ3表示所述第三群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。满足上述条件，使第三群组具有较小的正屈折力，可有效控制光线入射到像面的角度，更好匹配成像芯片的CRA，充分利用芯片性能，进而提高像质；同时可合理控制第三群组的公差敏感性，提升镜头的可加工性。
在一些实施方式中，所述第一透镜的像侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面，所述第三透镜的物侧面为凸面。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.9mm/rad<TTL/θ<1.2mm/rad，H<1mm，其中，TTL表示所述第一群组的物侧面至成像面在光轴上的距离，θ表示所述光学镜头的最大半视场角，H表示所述光学镜头的最大视场角对应的像高。满足上述条件，可使所述光学镜头具有较小的光学总长和较大的视场角，同时具有较大的成像面，能够较好实现镜头的小尺寸、大视角和高像素的均衡。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.2<fQ1/f<0.8，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。满足上述条件，使第一群组具有较大的正屈折力，有利于收集大视场范围内的入射光，增大镜头的视场角，实现较大的观察范围。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：-1<fQ2/f<-0.55，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。满足上述条件，使第二群组具有较大的负屈折力，能够更好矫正第一群组带来的像差，同时降低边缘视场畸变的矫正难度，提高整体成像品质。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0<fQ1/fQ3<0.1，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。满足上述条件，通过合理设置首、尾群组（第一群组与第三群组）的光焦度搭配，能够适当增大光线的入射角，并可有效控制光线入射到像面的角度，在保证镜头具有较大视场角的同时实现大像面成像，实现镜头广角化、高品质成像的均衡。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：-0.1<fQ2/fQ3<0，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。满足上述条件，通过合理设置第二群组、第三群组的光焦度搭配，能够更好控制光线入射到像面的角度，从而匹配成像芯片的CRA，充分利用芯片性能，进而提高像质。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.09<f/F#<0.12，其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，F#表示所述光学镜头的光圈值。满足上述条件，可以保证所述光学镜头具有足够大的景深范围，能够实现在物距为5mm至无穷远时，都能在像面上清晰成像，有利于增大镜头在使用过程中的观察深度与检测范围。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：1<CTQ1/CTQ3<1.5，0.5<CTQ2/CTQ3<1，其中，CTQ1表示所述第一群组在光轴上的中心厚度，CTQ2表示所述第二群组在光轴上的中心厚度，CTQ3表示所述第三群组在光轴上的中心厚度。满足上述条件，通过合理设置各群组的厚度，在实现镜头的小型化的同时，有利于镜片成型及组装，确保产品良率。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：CT23/TTL<0.2，3<CT23/CT12<6，其中，CT12表示所述第一群组和所述第二群组在光轴上的空气间隔距离，CT23表示所述第二群组和所述第三群组在光轴上的空气间隔距离，TTL表示所述第一群组的物侧面至成像面在光轴上的距离。满足上述条件，可使各群组间具有较小的间隔距离，确保镜片成型及组装良率的同时，最大程度减小镜头的厚度尺寸，实现镜头的小型化。
在一些实施方式中，所述光学镜头满足条件式：0.95<D/H<1.1，其中，D表示所述第一基板、所述第二基板和所述第三基板中的最大有效口径，H表示所述光学镜头的最大视场角对应的像高。由于各透镜分别胶合在第一基板、第二基板、第三基板上，且各透镜的有效口径小于各基板的口径，满足上述条件，在保证镜头具有较小外部口径、较小体积的同时，有利于增大镜头的视场角，扩大镜头的成像范围，实现较大的观察范围。在一些实施例中，第一基板、第二基板、第三基板的口径均相等，有利于各群组（包含基板及透镜）部件加工组装成镜头，提高组装良率。
在一些实施方式中，所述光学镜头的最大视场角112°<FOV<130°，所述光学镜头的光学总长0.8mm<TTL<1.3mm，本发明提供的光学镜头具有较大的视场角和较小的光学总长，当搭载于内窥镜等医疗设备上使用时，能够实现内窥镜镜头的尺寸小型化的同时，保证观测范围尽可能大。
本发明提供的光学镜头采用三组由基板和透镜胶合的透镜群组，通过合理设置各透镜群组的光焦度及面型搭配，使镜头具有大视场角（FOV可达120°）的同时,具有较小的总长（TTL<1.3mm），同时还有效增大了镜头的景深，使镜头在5mm至无穷的工作物距内均能实现高清成像，能够很好满足内窥镜检测范围、观测深度及清晰度的需求。
在本发明各个实施例中，当光学镜头中的透镜面型为非球面时，各个透镜的非球面面型满足如下方程式：
；
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面顶点的距离矢高，c为表面的近轴曲率，k为二次曲面系数，A2i为第2i阶的非球面面型系数。
下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
第一实施例
请参阅图1，所示为本发明第一实施例提供的光学镜头100的结构示意图，该光学镜头100沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有正光焦度的第一群组Q1、具有负光焦度的第二群组Q2和具有正光焦度的第三群组Q3。
其中，第一群组Q1沿光轴从物侧到成像面依次包括第一基板G1、第一透镜L1。第一基板G1在光轴方向的厚度为0.110mm，第一基板G1的物侧面S2和像侧面S3均为平面。光阑ST通过镀膜方式镀设在第一基板G1的物侧面S2上，光阑ST的有效口径为0.12mm。第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜L1的物侧面为平面、像侧面S4为凸面，第一透镜L1的物侧面通过纳米压印方式胶合在第一基板G1的像侧面S3上。
第二群组Q2沿光轴从物侧到成像面依次包括第二基板G2、第二透镜L2。 第二基板G2在光轴方向的厚度为0.180mm，第二基板G2的物侧面S6和像侧面S7均为平面。第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜L2的物侧面为平面、像侧面S8为凹面，第二透镜L2的物侧面通过纳米压印方式胶合在第二基板G2的像侧面S7上。
第三群组Q3沿光轴从物侧到成像面依次包括第三透镜L3、第三基板G3。第三基板G3在光轴方向的厚度为0.309mm，第三基板G3的物侧面S10和像侧面S11均为平面。第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜L3的物侧面S9为凸面、像侧面为平面，第三透镜L3的像侧面通过纳米压印方式胶合在第三基板G3的物侧面S10上。
第一基板G1、第二基板G2和第三基板G3均选用玻璃材质，能够更好实现透镜的压印及镜片的组装。
第一透镜L1的像侧面S4、第二透镜L2的像侧面S8和第三透镜L3的物侧面S9均为非球面。第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3均选用便于生产的塑胶材质，一方面便于纳米压印透镜成型，另一方面可减小透镜的体积及重量。
本实施例提供的光学镜头100中各个镜片的相关参数如表1所示。
表1
本实施例中的光学镜头100的各非球面的面型系数如表2所示。
表2
在本实施例中，光学镜头100的场曲、MTF、轴向色差的曲线图分别如图2、图3、图4所示。
图2中场曲曲线表示子午方向和弧矢方向在像面不同像高的场曲，图中横轴为偏移量（单位：毫米），纵轴为视场角（单位：度），从图中看出，子午方向和弧矢方向在像面的场曲偏移量都控制在±0.05毫米内，说明光学镜头100的场曲矫正良好。
图3中的MTF曲线表示各视场下在频率为75lp/mm时的镜头成像调制度，横轴表示视场角（单位：度），纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例中光学镜头100的MTF值在全视场内均在0.55以上，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线大致呈水平线，说明该光学镜头100在全视场情况下都具有较好地成像品质和较好地细节分辨能力。
图4的轴向色差曲线表示不同波长在成像面处光轴上的像差，图中横轴表示偏移量（单位：毫米），纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向色差的偏移量控制在±0.06毫米以内，说明该光学镜头100能够有效地校正边缘视场的像差。
第二实施例
请参阅图5，所示为本发明第二实施例提供的光学镜头200的结构示意图，本实施例中的光学镜头200与第一实施例中的光学镜头100的结构大抵相同，不同之处在于，第二群组Q2还包括一第四透镜L4，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、基板的厚度等有所差异。具体地，该光学镜头200沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有正光焦度的第一群组Q1、具有负光焦度的第二群组Q2和具有正光焦度的第三群组Q3。
其中，第一群组Q1沿光轴从物侧到成像面依次包括第一基板G1、第一透镜L1。第一基板G1在光轴方向的厚度为0.110mm，第一基板G1的物侧面S2和像侧面S3均为平面。光阑ST通过镀膜方式镀设在第一基板G1的物侧面S2上，光阑ST的有效口径为0.12mm。第一透镜L1具有正光焦度，第一透镜L1的物侧面为平面、像侧面S4为凸面，第一透镜L1的物侧面通过纳米压印方式胶合在第一基板G1的像侧面S3上。
第二群组Q2沿光轴从物侧到成像面依次包括第四透镜L4、第二基板G2、第二透镜L2。 第二基板G2在光轴方向的厚度为0.180mm，第二基板G2的物侧面S6和像侧面S7均为平面。第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜L2的物侧面为平面、像侧面S8为凹面，第四透镜L4具有负光焦度，第四透镜L4的物侧面S5为凹面、像侧面为平面，第四透镜L4的像侧面、第二透镜L2的物侧面通过纳米压印方式胶合在第二基板G2的物侧面S6和像侧面S7上。
第三群组Q3沿光轴从物侧到成像面依次包括第三透镜L3、第三基板G3。第三基板G3在光轴方向的厚度为0.283mm，第三基板G3的物侧面S10和像侧面S11均为平面。第三透镜L3具有负光焦度，第三透镜L3的物侧面S9为凸面、像侧面为平面，第三透镜L3的像侧面通过纳米压印方式胶合在第三基板G3的物侧面S10上。
第一基板G1、第二基板G2和第三基板G3均选用玻璃材质，能够更好实现透镜的压印及镜片的组装。
第一透镜L1的像侧面S4、第二透镜L2的像侧面S8、第三透镜L3的物侧面S9和第四透镜L4的物侧面S5均为非球面。第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4均选用便于生产的塑胶材质，一方面便于纳米压印透镜成型，另一方面可减小透镜的体积及重量。
本实施例提供的光学镜头200中各个镜片的相关参数如表3所示。
表3
本实施例中的光学镜头200的各非球面的面型系数如表4所示。
表4
在本实施例中，光学镜头200的场曲、MTF、轴向色差的曲线图分别如图6、图7、图8所示。
从图6可以看出，子午方向和弧矢方向在像面的场曲偏移量都控制在±0.05毫米内，说明光学镜头200的场曲矫正良好。
从图7中可以看出，本实施例中光学镜头200的MTF值在全视场内均在0.45以上，在75lp/mm的频率下，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线大致呈水平线，说明该光学镜头200在全视场情况下都具有较好地成像品质和较好地细节分辨能力。
从图8中可以看出，轴向色差的偏移量控制在±0.05毫米以内，说明该光学镜头200能够有效地校正边缘视场的像差。
请参阅表5，所示为上述两个实施例中提供的光学镜头与前述的每个条件式对应的相关数值。
表5
第三实施例
请参阅图9，本发明第三实施例提供了一种摄像模组300，该摄像模组300可以包括成像元件310和上述任一实施例中的光学镜头（例如光学镜头200）。成像元件310可以是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补性金属氧化物半导体）图像传感器，还可以是CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）图像传感器。
摄像模组300可以是医疗内窥镜、工业内窥镜、胶囊镜头以及其他任意一种形态的装载了光学镜头200的摄像头。
本实施例提供的摄像模组300包括上述任一实施例中的光学镜头，由于光学镜头小尺寸、小口径、大视场的特点，具有该光学镜头的摄像模组300也具有小尺寸、小口径、大视场等优点，能够很好满足内窥镜检测范围和观测深度的需求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种光学镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次由第一群组、第二群组、第三群组组成；
所述第一群组具有正光焦度，所述第一群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第一基板、第一透镜组成；所述第一透镜具有正光焦度；
所述第二群组具有负光焦度，所述第二群组沿光轴从物侧到像侧依次包括胶合连接的第二基板、第二透镜；所述第二透镜具有负光焦度；
所述第三群组具有正光焦度，所述第三群组沿光轴从物侧到像侧依次由胶合连接的第三透镜、第三基板组成；所述第三透镜具有正光焦度；
所述第一基板的物侧面或者像侧面镀设有光阑；
其中，所述光学镜头满足条件式：fQ3/f>30，fQ3表示所述第三群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二群组还包括一第四透镜，所述第四透镜的像侧面胶合连接在所述第二基板的物侧面；所述第四透镜具有负光焦度。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述胶合连接的方式包括纳米压印方式或者蚀刻方式。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面，所述第三透镜的物侧面为凸面。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.9mm/rad<TTL/θ<1.2mm/rad，H<1mm，其中，TTL表示所述第一群组的物侧面至成像面在光轴上的距离，θ表示所述光学镜头的最大半视场角，H表示所述光学镜头的最大视场角对应的像高。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.2<fQ1/f<0.8，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：-1<fQ2/f<-0.55，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效焦距。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0<fQ1/fQ3<0.1，其中，fQ1表示所述第一群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：-0.1<fQ2/fQ3<0，其中，fQ2表示所述第二群组的有效焦距，fQ3表示所述第三群组的有效焦距。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：0.09<f/F#<0.12，其中，f表示所述光学镜头的有效焦距，F#表示所述光学镜头的光圈值。
11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件式：1<CTQ1/CTQ3<1.5，0.5<CTQ2/CTQ3<1，其中，CTQ1表示所述第一群组在光轴上的中心厚度，CTQ2表示所述第二群组在光轴上的中心厚度，CTQ3表示所述第三群组在光轴上的中心厚度。
12.一种摄像模组，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的光学镜头及成像元件，所述成像元件用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号。
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Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050063070A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-03-24 | Masahito Watanabe | Zoom optical system, and imaging system incorporating the same |
| JP2005077693A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Kyocera Corp | 変倍撮像レンズ |
| JP2005352317A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Sony Corp | 撮像レンズ及び撮像装置 |
| KR20060007726A (ko) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | (주)아이비젼 | 컴팩트 촬영렌즈 시스템 |
| KR20080099031A (ko) * | 2007-05-08 | 2008-11-12 | 파워옵틱스 주식회사 | 소형 촬영 렌즈 |
| CN102736214A (zh) * | 2011-04-08 | 2012-10-17 | 大立光电股份有限公司 | 取像摄影镜头组 |
| JP2012242472A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Sigma Corp | 結像光学系 |
| CN103309018A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 成像镜头 |
| CN203759345U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-08-06 | 宁波舜宇红外技术有限公司 | 一种新型长波红外消热差镜头 |
| JP2016080824A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 株式会社シグマ | 防振機能を備えた変倍結像光学系 |
| TW202201062A (zh) * | 2020-06-24 | 2022-01-01 | 一品光學工業股份有限公司 | 光學透鏡組 |
| CN216013817U (zh) * | 2021-10-09 | 2022-03-11 | 云南北方光电仪器有限公司 | 一种目镜具有大出瞳直径的微光夜视仪 |
| CN115236847A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-25 | 江西联昊光电有限公司 | 目镜光学系统及头戴显示设备 |
| CN116009220A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
| CN116009221A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
| CN116009214A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
| CN116068730A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-05-05 | 江西联创电子有限公司 | 投影镜头 |
| CN219916058U (zh) * | 2023-02-24 | 2023-10-27 | 东莞市明镜光学有限公司 | 一种星空投影镜头 |
| CN117008284A (zh) * | 2022-04-27 | 2023-11-07 | 华为技术有限公司 | 投影镜头及投影系统、汽车 |
-
2023
- 2023-12-14 CN CN202311717850.9A patent/CN117406410B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077693A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Kyocera Corp | 変倍撮像レンズ |
| US20050063070A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-03-24 | Masahito Watanabe | Zoom optical system, and imaging system incorporating the same |
| JP2005352317A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Sony Corp | 撮像レンズ及び撮像装置 |
| KR20060007726A (ko) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | (주)아이비젼 | 컴팩트 촬영렌즈 시스템 |
| KR20080099031A (ko) * | 2007-05-08 | 2008-11-12 | 파워옵틱스 주식회사 | 소형 촬영 렌즈 |
| CN102736214A (zh) * | 2011-04-08 | 2012-10-17 | 大立光电股份有限公司 | 取像摄影镜头组 |
| JP2012242472A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Sigma Corp | 結像光学系 |
| CN103309018A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-09-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 成像镜头 |
| CN203759345U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-08-06 | 宁波舜宇红外技术有限公司 | 一种新型长波红外消热差镜头 |
| JP2016080824A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 株式会社シグマ | 防振機能を備えた変倍結像光学系 |
| TW202201062A (zh) * | 2020-06-24 | 2022-01-01 | 一品光學工業股份有限公司 | 光學透鏡組 |
| CN216013817U (zh) * | 2021-10-09 | 2022-03-11 | 云南北方光电仪器有限公司 | 一种目镜具有大出瞳直径的微光夜视仪 |
| CN117008284A (zh) * | 2022-04-27 | 2023-11-07 | 华为技术有限公司 | 投影镜头及投影系统、汽车 |
| CN115236847A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-25 | 江西联昊光电有限公司 | 目镜光学系统及头戴显示设备 |
| CN219916058U (zh) * | 2023-02-24 | 2023-10-27 | 东莞市明镜光学有限公司 | 一种星空投影镜头 |
| CN116068730A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-05-05 | 江西联创电子有限公司 | 投影镜头 |
| CN116009220A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
| CN116009221A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
| CN116009214A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-04-25 | 联创电子科技股份有限公司 | 光学镜头及摄像模组 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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