CN117666073A - 镜头、摄像头模组和电子设备 - Google Patents

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CN117666073A CN202211009673.4A CN202211009673A CN117666073A CN 117666073 A CN117666073 A CN 117666073A CN 202211009673 A CN202211009673 A CN 202211009673A CN 117666073 A CN117666073 A CN 117666073A
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武斌
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Abstract

本申请提供一种镜头、摄像头模组和电子设备,涉及光学成像技术领域,能在保证镜头的远摄能力的前提下,实现镜头的小型化设计,降低镜头加工难度。镜头包括第一透镜,第一透镜包括第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面,第一折射面和第二反射面位于第一透镜的物侧面,且第一折射面位于第二反射面的远离光轴的一侧,第二折射面和第一反射面位于第一透镜的像侧面,且第一反射面位于第二折射面的远离光轴的一侧;第一透镜还包括连接在第一折射面与第二反射面之间的第一过渡面,第一折射面和第二反射面通过第一过渡面平滑过渡连接,第一过渡面上设有遮光层。

Description

镜头、摄像头模组和电子设备
技术领域
本申请涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种镜头、摄像头模组和电子设备。
背景技术
随着电子设备的发展,电子设备的更新换代的速度越来越快,硬件的配置不断提升,电 子设备上配置的摄像头的数量越来越多。
长焦镜头有种类似于望远镜的功能,可以拍摄到远方的物体。其取景范围远远比肉眼所 及范围小(视点小),方便远距离抓拍,具有长焦拍摄功能的电子设备越来越受青睐。随着电 子设备上摄像头数量的增加,具有长焦镜头的摄像头模组在电子设备中的应用也越来越多。 然而,长焦镜头往往具有多倍变焦功能,体积较大,而市场上对电子设备的小型化要求越来 越高,搭载于电子设备内的摄像头模组的整体尺寸也不宜过大,在满足摄像头模组的小型化 的设计要求下,极大地限制了摄像头模组的远摄能力以及成像效果,因此如何在满足摄像头 模组小型化设计需求的同时,提高摄像头模组的远摄能力、得到高品质成像,降低镜头的加 工难度成为目前亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种镜头、摄像头模组和电子设备,用于解决如何在保证镜头的远摄 能力的前提下,实现镜头的小型化设计,降低镜头的加工难度的问题。
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,本申请提供一种镜头,包括:第一透镜,第一透镜包括第一折射面、第二折 射面、第一反射面和第二反射面,第一折射面和第二反射面位于第一透镜的物侧面,且第一 折射面位于第二反射面的远离光轴的一侧,第二折射面和第一反射面位于第一透镜的像侧面, 且第一反射面位于第二折射面的远离光轴的一侧,入射光线经第一折射面进入第一透镜后, 依次经过第一反射面、第二反射面反射后,经第二折射面射出第一透镜;第一透镜还包括连 接在第一折射面与第二反射面之间的第一过渡面,第一折射面和第二反射面通过第一过渡面 平滑过渡连接,第一过渡面上设有遮光层。
本申请实施例中的镜头,通过在第一透镜上设置第一折射面、第二折射面、第一反射面 和第二反射面,来自物侧的入射光线经第一折射面进入第一透镜后,被第一反射面接收并反 射至第二反射面,再被第二反射面接收并反射至第二折射面,经第二折射面折射后射出第一 透镜。这样一来,可以通过第一透镜实现对光线的四次调节以及光路的两次折返,无需额外 设置反射元件,能在增大镜头的焦距的同时,减小镜头在光轴方向上的尺寸,减小镜头的总 长,有利于实现镜头的小型化设计需求。
另外,本申请实施例中的镜头,第一折射面和第二反射面通过第一过渡面平滑过渡连接。 示例性的,第一过渡面为弧形面。这样,可以避免在第一折射面与第二反射面之间形成尖锐 凸起或不良尖点等,具体的,可以避免在第一折射面与第一过渡面的连接位置处、第一过渡 面的表面、第一过渡面以及第二反射面的连接位置处形成尖锐凸起或不良尖点等,能够保证 遮光层的均匀性并能提高遮光层在第一过渡面上的附着力,避免遮光层脱落,进而能够保证 遮光层的遮光效果,并能降低遮光层的加工难度,从而能降低镜头的加工难度,提高镜头的 加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二反射面位于物侧面的中部区域,第一折 射面环绕在第二反射面的外周。这样一来,能够增大第一折射面的面积,有利于扩大第一 透镜的视场范围,增大第一透镜的入射光线量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一折射面所在表面与光轴的交点位于第二 反射面的背离第二折射面一侧。这样,能避免第二反射面凸出于第一折射面,一方面便于 实现第一折射面与第二反射面之间的平滑过渡连接,另一方面能提升第一透镜的外观美观性。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二反射面位于物侧面的中部区域,第一折 射面环绕在第二反射面的外周,第一过渡面在参考平面上的正投影为第一投影,第一投影为环形,第二反射面在参考平面上的正投影为第二投影,第一投影的环带宽度与第二 投影的半径的比值小于或等于0.1,其中,参考平面垂直于镜头的光轴。第一投影的环带 宽度为第一投影的外径与内径之间的差值。这样,通过将第一投影的环带宽度设置为不 大于第二投影的半径的十分之一,能在减小杂光的同时,保证第一折射面和第二反射面 的面积,进而能保证入射光线的接收面积和第二次反射的反射面积,有利于提高镜头的 成像质量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二反射面设有反射膜,反射膜的背离第二 折射面的一侧设有遮光层。这样,一方面能使得第一过渡面的颜色与第二反射面的颜色保持 一致,进一步提升第一透镜的外观美观性;另一方面,能增大遮光层的设置面积,从而能降 低遮光层的加工精度,降低遮光层的加工难度,提高第一透镜的加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二反射面位于物侧面的中部区域,第一折 射面环绕在第二反射面的外周,第一过渡面在参考平面上的正投影为第一投影,第一折射面在参考平面上的正投影为第三投影,第一投影的外径与第三投影的外径的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5,其中,参考平面垂直于镜头的光轴。这样,能兼顾第一透 镜的加工难度和第一透镜的外观。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的外径大于或等于8mm且小于或等 于15mm。这样,能保证第一透镜的入射光线的接收面积和第二次反射的反射面积,有 利于提高镜头的成像质量,且能在减小第一透镜的整体体积的同时,降低第一透镜的加 工难度,有利于第一透镜的成型和加工,从而能提高第一透镜的成型和加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的边缘厚度大于或等于0.5mm且小 于或等于1.2mm。由此,便于实现第一透镜与镜筒的装配,且有利于减小镜头的整体厚度,减小镜头的体积,实现镜头的小型化设计,进而有利于减小摄像头模组和电子设备 的厚度,兼顾电子设备的拍摄效果和轻薄化设计。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一反射面与第二折射面共面。这样,可以简 化第一透镜的加工工艺,提高第一透镜的结构精度,进而有利于镜头的拍摄效果。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的中心厚度大于或等于1.5mm且小 于或等于2.5mm。这样,能在减小第一透镜的整体厚度的同时,降低第一透镜的加工难度,有利于第一透镜的成型和加工,从而能提高第一透镜的成型和加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的像侧面设有朝向第一透镜的物侧 面凹入的凹陷部,第二折射面形成在凹陷部的底壁上。由此,能使得光线在第一透镜中进行多次折返的同时,使得镜头的结构更加紧凑,有利于进一步减小镜头的尺寸,实现 镜头的小型化设计。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的中心厚度大于或等于1mm且小于 或等于2mm。这样,能在减小第一透镜的整体厚度的同时,降低第一透镜的加工难度, 有利于第一透镜的成型和加工,从而能提高第一透镜的成型和加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的中心厚度与第一透镜的外径的比 值大于0.1。这样,有利于第一透镜的成型和加工,增加第一透镜的成型或加工良率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头还包括第二透镜组,第二透镜组位于第 一透镜的像侧面所朝向的一侧,且第二透镜组的背离第一透镜的表面位于第一反射面的 背离第二反射面的一侧。这样,能在减小第一透镜的整体厚度的同时,降低镜头的加工难度和装配难度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二透镜组中最靠近第一透镜的透镜的一部 分位于凹陷部内。具体的,第二透镜组中最靠近第一透镜的透镜为第二透镜,第二透镜的外边缘的一部分位于凹陷部外。这样,便于将第二透镜固定于镜筒的内壁面。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一反射面与第二折射面通过第二过渡面连 接,第二过渡面上设有遮光结构。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一透镜的焦距为LEF1,第二透镜组的焦距 为LEF2,镜头的有效焦距为f,LEF1与LEF2的比值大于-5.5且小于-2。这样,一方面 能使得镜头具有好的长焦特性且具有较好的成像质量,另一方面能缩小镜头的总长实现镜头的小型化,进而有利于实现摄像头模组和电子设备的小型化。
在第一方面的一种可能的实现方式中,LEF1与f的比值大于0.35且小于0.6。这样,有利于合理分布光焦度调节光路,可以有效地避免视场外的光路到达成像面,以避免对镜头 的成像性能造成不良影响,从而有效地提高镜头的成像质量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,LEF2与f的比值大于-0.25且小于0。这样,同样有利于合理分布光焦度调节光路,可以有效地避免视场外的光路到达成像面,以避免对 镜头的成像性能造成不良影响,从而有效地提高镜头的成像质量。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头具有成像面,第一透镜的物侧面至成像面 于光轴上的距离为TTL,镜头的有效焦距为f,TTL与f的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5。这样,可以使镜头具有好的长焦特性的同时,缩小镜头的总长实现镜头的小型化,进而有利于实现摄像头模组和电子设备的小型化。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头的有效焦距为f,镜头的入瞳直径为EPD, f与EPD的比值小于或等于3。这样,可以在保证镜头长焦性的前提下,增加镜头的通光量,提升镜头的成像性能,使得镜头在较暗环境下进行拍摄时,仍然能达到清晰的成像 效果。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头具有成像面,镜头的最大成像圆的半径为 Imgh,第一透镜的物侧面至成像面于光轴上的距离为TTL,Imgh与TTL的比值大于0.1。这样,能在减小镜头的整体尺寸的同时,保证镜头的像素,从而能兼顾镜头的小型化设 计和高像素图像。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头的最大成像圆的半径为Imgh,第一透镜 的外径为D,Imgh与D的比值大于0.2。这样,能在减小镜头的整体尺寸的同时,保证 镜头的像素,从而能兼顾镜头的小型化设计和高像素图像。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜头还包括镜筒,第一透镜和第二透镜组分 别固定连接于镜筒的内壁面上。由此,通过将第一透镜和第二透镜组分别固定连接在镜筒 内,能降低第一透镜和第二透镜组的装配难度,提高装配效率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,镜筒包括相连的第一部分和第二部分,第一部 分具有第一容纳腔,第二部分具有第二容纳腔,第一容纳腔与第二容纳腔连通,第一透镜固 定连接于第一容纳腔的内壁面上,第二透镜组固定连接于第二容纳腔的内壁面上。
第二方面,本申请提供一种镜头,包括第一透镜,所述第一透镜包括第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面,所述第一折射面和所述第二反射面位于所述第 一透镜的物侧面,且所述第一折射面位于所述第二反射面的远离光轴的一侧,所述第二 折射面和所述第一反射面位于所述第一透镜的像侧面,且所述第一反射面位于所述第二 折射面的远离光轴的一侧,所述第一反射面与所述第二折射面共面,入射光线经所述第 一折射面进入所述第一透镜后,依次经过所述第一反射面、所述第二反射面反射后,经 所述第二折射面射出所述第一透镜。
本申请实施例中的镜头,可以通过第一透镜实现对光线的四次调节以及光路的两次折返, 无需额外设置反射元件,能在增大镜头的焦距的同时,减小镜头在光轴方向上的尺寸,减小 镜头的总长,有利于实现镜头的小型化设计需求。另外,本申请实施例中的镜头,第一反射 面和第二折射面共面,这样,便于第一透镜的成型,能降低镜头的加工难度,提高镜头的加 工良率。
第三方面,本申请提供一种摄像头模组,包括镜头和感光芯片,镜头为上述任一技术 方案中的镜头;感光芯片的感光面与镜头的成像面相对。
第四方面,本申请提供一种电子设备,包括:壳体和摄像头模组,摄像头模组设置壳体 内,摄像头模组为上述第二方面中的摄像头模组。
其中,第三方面至第四方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同 设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电子设备的立体图;
图2为图1所示电子设备的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的摄像头模组的结构示意图;
图4为图1和图2所示电子设备的内部电路图;
图5为本申请一些相关技术提供的镜头的结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的镜头示意图;
图7为图6所示镜头中第一透镜的立体图;
图8为图7所示第一透镜的物侧面在参考平面上的正投影的示意图;
图9为本申请另一些实施例提供的第一透镜立体图;
图10本申请另一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图11为本申请又一些实施例的镜头的示意图;
图12为本申请一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图13为图12所示镜头的场曲图;
图14为图12所示镜头的畸变图;
图15为本申请另一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图16为图15所示镜头的场曲图;
图17为图15所示镜头的畸变图;
图18为本申请又一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图19为图18所示镜头的场曲图;
图20为图18所示镜头的畸变图;
图21为本申请又一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图22为图21所示镜头的场曲图;
图23为图21所示镜头的畸变图;
图24为本申请又一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图25为图24所示镜头的场曲图;
图26为图24所示镜头的畸变图;
图27为本申请又一些实施例提供的镜头的结构示意图;
图28为图27所示镜头的场曲图;
图29为图27所示镜头的畸变图。
附图标记:
100、电子设备;
10、屏幕;11、透光盖板;12、显示屏;
20、背壳;21、背盖;22、边框;23、中板;
30、摄像头模组;31、镜头;31a、入光面;31b、出光面;32、感光芯片;
311、第一透镜;311a、第一折射面;311b、第二折射面;311c、第一反射面;311d、第二反射面;311e、第一过渡面;311f、凹陷部;311g、第二过渡面;
33、遮光层;34、遮光结构;
F1、第一棱镜;
312、第二透镜组;312a、第二透镜;312b、第三透镜;312c、第四透镜;312d、第五透镜; 312e、第六透镜;
F2、第二棱镜;
35、镜筒;351、第一部分;3511、第一容纳腔;352、第二部分;3521、第二容纳腔;
36、滤光片;
40、主板;41、计算控制单元;
50、摄像头装饰盖;51、透光窗口;
60、安装口。
具体实施方式
在本申请实施例中,术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本 申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它 实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具 体方式呈现相关概念。
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。
在本申请实施例的描述中,术语“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个 以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数 项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c, 其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”是指并且涵盖相关联的所列出的项目中的一个或 多个项目的任何和全部可能的组合。术语“和/或”,是一种描述关联对象的关联关系,表示可 以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B 这三种情况。另外,本申请中的字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接; 可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。其中,“固定连接”是指彼此连接且连接后 的相对位置关系不变。另外,本申请实施例中所提到的方位用语,例如,“内”、“外”等,仅 是参考附图的方向,因此,使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请实施例, 而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此 不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性 的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还 包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要 素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素 的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包 括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外 的相同要素。
本申请提供一种电子设备,该电子设备为具有拍摄、录制影像功能的一类电子设备。本 申请提供的电子设备包括但不限于平板电子设备和可折叠的电子设备。平板电子设备包括但 不限于平板手机、平板电脑(tablet personal computer)、平板式膝上型电脑(laptop computer)、 平板式个人数码助理(personal digital assistant,PDA)、平板式车载设备、平板式可穿戴设备 等。可折叠的电子设备包括但不限于可折叠手机、可折叠电脑。
请参阅图1和图2,图1为本申请一些实施例提供的电子设备100的立体图,图2为图1 所示电子设备100的爆炸图。在本实施例中,电子设备100为平板手机。电子设备100包括屏幕10、背壳20、摄像头模组30、主板40和摄像头装饰盖50。
可以理解的是,图1和图2仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件,这些部件 的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1和图2的限制。在其他一些示例中,电子设备100也可以不包括屏幕10和摄像头装饰盖50。
电子设备100呈矩形平板状。为了方便后文各实施例的描述,针对电子设备100,建立 XYZ坐标系,定义电子设备100的长度方向为X轴方向,电子设备100的宽度方向为Y轴 方向,电子设备100的厚度方向为Z轴方向。可以理解的是,电子设备100的坐标系设置可 以根据实际需要进行灵活设置,在此不做具体限定。在其他一些实施例中,电子设备100的 形状也可以为方形平板状、圆形平板状、椭圆形平板状等。
屏幕10用于显示图像、视频等。屏幕10包括透光盖板11和显示屏12。透光盖板11与显示屏12层叠设置并固定连接。透光盖板11主要用于对显示屏12起到保护以及防尘作用。透光盖板11的材质包括但不限于玻璃。显示屏12可以采用柔性显示屏,也可以采用刚性显示屏。例如,显示屏12可以为有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)显示屏, 有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organiclight-emitting diode,AMOLED)显示屏,迷你发光二极管(mini organic light-emittingdiode)显示屏,微 型发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,微型有机发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diode,QLED) 显示屏,液晶显示屏(liquid crystaldisplay,LCD)。
背壳20用于保护电子设备100的内部电子器件。背壳20包括背盖21和边框22。背盖21位于显示屏12远离透光盖板11的一侧,并与透光盖板11、显示屏12层叠设置。边框22 固定于背盖21上。示例性的,边框22可以通过粘胶固定连接于背盖21上。边框22也可以 与背盖21为一体成型结构,即边框22与背盖21为一个整体结构。边框22位于背盖21与透 光盖板11之间。透光盖板11可以通过胶粘固定于边框22上。透光盖板11、背盖21与边框 22围成电子设备100的内部容纳空间。该内部容纳空间将显示屏12容纳在内。可以理解的 是,透光盖板11、背盖21与边框22可以构成电子设备100的壳体的至少部分结构。
摄像头模组30用于拍摄照片/视频。摄像头模组30固定于电子设备100的内部容纳腔中。 示例的,摄像头模组30可以通过螺纹连接、卡接、焊接等方式固定于显示屏12的靠近背盖 21的表面。在其他实施例中,请参阅图2,电子设备100还包括中板23。中板23固定于边框22的内表面一周。示例地,中板23可以通过焊接固定于边框22上。中板23也可以与边 框22为一体成型结构。中板23用作电子设备100的结构“骨架”,摄像头模组30可以通过螺 纹连接、卡接、焊接等方式固定于该中板23上。
摄像头模组30可以用作后置摄像头模组,也可以用作前置摄像头模组。
在一些实施例中,请参阅图1和图2,摄像头模组30固定于中板23靠近背盖21的表面, 且摄像头模组30的入光面朝向背盖21。背盖21上设有安装口60,摄像头装饰盖50覆盖并 固定于安装口60处。摄像头装饰盖50用于保护摄像头模组30。一些实施例中,摄像头装饰 盖50凸出至背盖21远离透光盖板11的一侧。这样,摄像头装饰盖50能够增加摄像头模组30在电子设备100内沿Z轴方向的安装空间。在另一些实施例中,摄像头装饰盖50也可以 与背盖21平齐或者内凹至电子设备100的内部容纳空间内。摄像头装饰盖50上设有透光窗 口51。透光窗口51允许景物光线射入摄像头模组30的入光面。在本实施例中,摄像头模组 30用作电子设备100的后置摄像头模组。
在其他实施例中,摄像头模组30也可以固定于中板23靠近透光盖板11的表面。摄像头 模组30的入光面朝向透光盖板11。显示屏12上设有光路避让孔。该光路避让孔允许景物光 线穿过透光盖板11后射入摄像头模组30的入光面。这样,摄像头模组30用作电子设备100 的前置摄像头模组。
请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的摄像头模组30的结构示意图。在本实施例 中,摄像头模组30包括镜头31和感光芯片32。镜头31具有相背对的入光面31a和出光面 31b。景物光线由该入光面31a射入镜头31内,并由该出光面31b射出。
感光芯片32用于采集经过镜头31成像后的成像光束,并将成像光束所携带的图像信息 转化为电信号。感光芯片32也可以称为图像传感器,或者也可以称为感光元件。感光芯片 32位于镜头31的出光面31b所朝向的一侧。
主板40固定于电子设备100的内部容纳腔中。示例的,请参阅图2,主板40可以通过螺纹连接、卡接等方式固定于中板23上。当电子设备100不包括中板23时,主板40也可以 通过螺纹连接、卡接等方式固定于显示屏12的靠近背盖21的表面。
请参阅图4,图4为图1和图2所示电子设备100的内部电路图。电子设备100还包括计算控制单元41,示例的,计算控制单元41可以设置于主板40上。计算控制单元41也可 以设置于电子设备内的其他电路板上,比如设置于通用串行总线(universal serial bus,USB) 器件所处的电路板上。一些实施例中,计算控制单元41为应用处理器(applicationprocessor, AP)。
计算控制单元41与摄像头模组30电连接。计算控制单元41用于接收并处理来自摄像头 模组30的包含图像信息的电信号。计算控制单元41还用于调节摄像头模组30的光圈和驱动 马达运动,以实现摄像头模组30的进光量调节、自动对焦(automatic focusing,AF)运动、 光学防抖(optical image stabilization,OIS)运动等。
长焦镜头有种类似于望远镜的功能,可以拍摄到远方的物体。其取景范围远远比肉眼所 及范围小(视点小),方便远距离抓拍,具有长焦拍摄功能的电子设备100越来越受青睐。随 着电子设备100上摄像头数量的增加,具有长焦镜头的摄像头模组30在电子设备100中的应 用也越来越多。
请参阅图5,图5为本申请一些相关技术提供的镜头31的结构示意图。该光镜头31为 潜望式长焦镜头。镜头31包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜311、第一棱镜F1、第二透 镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d和第二棱镜F2。第一棱镜F1和第二棱镜F2均为横截面为直角三角形的棱镜,用于使光路发生折转。镜头31还包括成像面M,来自物侧的光线穿过第一透镜311后射入第一棱镜F1,由第一棱镜F1使光路发生折转后再投射至第二透镜312a,并继续穿过第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d后,由第 二棱镜F2使光路发生折转后投射至成像面M。成像面M内可用于设置感光芯片32,投射至 成像面M的光线被感光芯片32接收并转化为图像信号,感光芯片32将图像信号再传给其他 控制系统(例如图4所示的计算控制单元41)进行图像解析等处理。
另外,镜头31还包括光圈(也称为光阑,图5未示出),该光圈设置在第一透镜311的靠近物场的一侧,通过光圈控制该镜头31的进光量。
上述实施例中的镜头31采用潜望式结构,能增大镜头31的焦距,但是该镜头31的体积 和重量也比较大。示例性的,焦距为11.26mm的潜望式长焦镜头的体积为19.28mm×10.95mm。 并且由于焦距较长,为了实现镜头31的小型化,镜头31的光圈系数(FNO)通常较大,导 致镜头31在光线较暗的环境下的拍摄效果变差,不利于提升电子设备100的拍摄竞争力。
具体的,镜头31光圈系数FNO的计算公式为:FNO=f/EPD,其中为f为镜头31的有效焦距,EPD为镜头31的有效入瞳直径(也称为光阑口径)。有效焦距f决定物体的放大倍率,有效入瞳直径EPD决定单位时间进光量的多少。有效入瞳直径EPD通过设置在镜头31内部的光圈来调节。
根据光圈系数FNO的计算公式可知,要达到相同的光圈系数FNO,长焦距镜头的光阑 口径要比短焦距镜头的光阑口径大。潜望式结构的长焦镜头中,光圈设置在第一棱镜F1中, 光阑口径较大的情况下,第一棱镜F1的体积也随之增大,使得潜望式结构的长焦镜头的体积 较大。而若要兼顾潜望式结构的长焦镜头的长焦距和体积的小型化,那么潜望式结构的长焦 镜头的光圈系数FNO就会增大,光圈系数FNO增大,使得潜望式结构的长焦镜头的进光量 减小,导致潜望式结构的长焦镜头在光线较暗的环境下的拍摄效果变差,不利于提升电子设 备100的拍摄竞争力。
为了解决上述技术问题,请参阅图6,图6为本申请一些实施例提供的镜头31示意图。 镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依次设置的第一透镜311和第二透镜组312。也即是,第 二透镜组312位于第一透镜311的像侧面所朝向的一侧。镜头31的成像面M位于第二透镜组312的远离第一透镜311的一侧。来自物侧的光线穿过第一透镜311后射入第二透镜组312, 并继续穿过第二透镜组312投射至成像面M。
可以理解的是,第二透镜组312可以包括一个或者多个透镜,本申请实施例对第二透镜 组312中透镜的数量不做限制。其中,当第二透镜组312包括多个透镜时,多个透镜沿镜头 31的光轴O排布。另外,在另一些实施例中,镜头31也可以不包括第二透镜组312。
请参阅图6,第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和 第二反射面311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,且第一 折射面311a位于第二反射面311d的远离光轴O的一侧,第二折射面311b和第一反射面311c 位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c位于第二折射面311b的远离光轴O的一侧, 入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射面 311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。图6中带箭头的实线表示入射光线在镜 头31中的光路路径。
具体的,第一反射面311c的位置与第一折射面311a的位置相对应,这样,经第一折射 面311a折射出的光线能被第一反射面311c接收并反射。第二反射面311d的位置与第一反射 面311c的位置相对应且第二反射面311d的位置与第二折射面311b的位置相对应,这样,经 第一反射面311c反射出来的光线能被第二反射面311d接收并反射,且经第二反射面311d反 射出的光线能被第二折射面311b接收并折射出第一透镜311。
本申请实施例中的镜头31,通过在第一透镜311上设置第一折射面311a、第二折射面 311b、第一反射面311c和第二反射面311d,来自物侧的入射光线经第一折射面311a进入第 一透镜311后,被第一反射面311c接收并反射至第二反射面311d,再被第二反射面311d接 收并反射至第二折射面311b,经第二折射面311b折射后射出第一透镜311。这样一来,可以 通过第一透镜311实现对光线的四次调节以及光路的两次折返,无需额外设置反射元件,能 在增大镜头31的焦距的同时,减小镜头31在光轴O方向上的尺寸,减小镜头31的总长, 有利于实现镜头31的小型化设计需求。
由于本申请实施例中的镜头31,能兼顾镜头31的长焦距和体积的小型化,根据光圈系 数FNO的计算公式可知FNO=f/EPD,本申请实施例中的镜头31,一方面,相比于潜望式结 构的长焦镜头,在达到相同的光圈系数和焦距的情况下,可以将光阑口径做大,也即是可以 将光圈做大,能在增大焦距的同时,保证进光量,提高镜头31在光线较暗的环境下的拍摄效 果;另一方面,在达到相同的光圈系数且光阑口径不变的情况下,也即是镜头31体积不变的 情况下,可以将焦距做的更长。
在一些实施例中,第一折射面311a位于第二反射面311d的一侧或者多侧,以接收第二 反射面311d的一侧或者多侧的光线。其中,第一折射面311a在参考平面上的正投影与第二 反射面311d在参考平面上的正投影无交叠。上述参考平面垂直于镜头31的光轴O。
请参阅图6,第一折射面311a位于第一透镜311物侧面的边缘区域,第二反射面311d 位于第一透镜311像侧面的中心区域。第一折射面311a可以环绕在第二反射面311d的外侧。 第一折射面311a呈环形,示例性的,第一折射面311a呈圆环形。这样一来,能够增大第一 折射面311a的面积,有利于扩大第一透镜311的视场范围,增大第一透镜311的入射光线量。
请继续参阅图6,第一反射面311c位于第一透镜311像侧面的边缘区域,第二折射面311b 位于第一透镜311像侧面的中心区域。第一反射面311c可以环绕在第二折射面311b的外侧。 第一反射面311c呈环形,示例性的,第一反射面311c呈圆环形。这样,第一反射面311c可 以与第一折射面311a、第二反射面311d相对应,且第二反射面311d可以与第二折射面311b 相对应。
示例性的,第一折射面311a呈平面或者凹面。第二反射面311d呈凹面。第一反射面311c 呈凸面,第二折射面311b呈凸面。
在一些实施例中,请参阅图6,第二折射面311b所在表面与光轴O的交点(也即是第二 折射面311b的顶点)与第一反射面311c所在表面与光轴O的交点(也即是第一反射面311c 所在表面的顶点)重合,第二折射面311b与第一反射面311c使用同一个非球面参数。具体 的,在该实施例中,第一反射面311c与第二折射面311b共面。为了便于区分第一反射面311c 和第二折射面311b,在图6的示意图中,第一反射面311c用实线示意,第二折射面311b用 虚线示意。这种结构的第一透镜311,可以采用光学玻璃模压工艺进行制作,也可以采用光 学塑料注塑工艺进行制作。这样,可以简化第一透镜311的加工工艺,提高第一透镜311的 结构精度,进而有利于镜头31的拍摄效果。
具体的,第一透镜311可以采用玻璃或者塑料等透光材质加工而成,这样可以在第一透 镜311上形成第一折射面311a和第二折射面311b。为了增大第一折射面311a和第二折射面 311b的透过率,可以在第一折射面311a和第二折射面311b对应的位置处镀增透膜。第一反 射面311c和第二反射面311d可以通过在第一透镜311上相应的位置镀反射膜形成。示例性 的,可以在第一透镜311对应第一反射面311c和第二反射面311d的位置处镀银膜形成第一 反射面311c和第二反射面311d。
请参阅图6并结合图7,图7为图6所示镜头31中第一透镜311的立体图。第一透镜311 还包括连接在第一折射面311a与第二反射面311d之间的第一过渡面311e。图6中的带箭头 的虚线示出了经过该第一过渡面311e的光线的光路路径。该第一过渡面311e不参与成像, 但经过第一过渡面311e的光线会产生杂光,这些杂光会对成像造成干扰,影响成像质量。
为了避免产生杂光,第一过渡面311e上设有遮光层33。遮光层33可以涂覆或者通过镀 膜工艺形成在第一过渡面311e上。在一些实施例中,遮光层33为油墨层,示例性的,遮光 层33为黑色油墨层。在另一些实施例中,遮光层33还可以为钛层、铬层、硅层、二氧化硅层或碳化硅层。钛层、铬层、硅层、二氧化硅层和碳化硅层均为吸光性较好的黑色遮光层33,通过在第一过渡面311e上设置上述的遮光层33,对第一过渡面311e进行涂黑或者镀黑处理, 可实现较好的遮光效果,有利于提高镜头31的成像质量。
在一些实施例中,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平滑过渡连 接。示例性的,第一过渡面311e为弧形面。这样,可以避免在第一折射面311a与第二反射 面311d之间形成尖锐凸起或不良尖点等,具体的,可以避免在第一折射面311a与第一过渡 面311e的连接位置处、第一过渡面311e的表面、第一过渡面311e以及第二反射面311d的连接位置处形成尖锐凸起或不良尖点等,能够保证遮光层33的均匀性并能提高遮光层33在第一过渡面311e上的附着力,避免遮光层33脱落,进而能够保证遮光层33的遮光效果,并能降低遮光层33的加工难度。
在上述实施例的基础上,为了进一步降低第一透镜311的加工难度,保证遮光层33的遮 光效果,第一过渡面311e和第二反射面311d均位于第一折射面311a的靠近镜头31的成像 面M的一侧。具体的,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背 离第二折射面311b的一侧。也即是,第一折射面311a所在表面的顶点位于第二反射面311d 的背离第二折射面311b的一侧。可选的,第一过渡面311e与第二反射面311d共面。这样, 通过将第一表面与光轴O的交点设置在第二反射面311d的背离第二折射面311b的一侧,能 避免第二反射面311d凸出于第一折射面311a,一方面便于实现第一折射面311a与第二反射 面311d之间的平滑过渡连接,另一方面能提升第一透镜311的外观美观性。
为了进一步的避免产生杂光,请继续参阅图6,第一反射面311c与第二折射面311b之间 通过第二过渡面311g连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
在一些实施例中,请参阅图8,图8为图7所示第一透镜311的物侧面在参考平面S上的正投影的示意图。其中,参考平面S垂直于镜头31的光轴O。具体的,第一过渡面311e在参考平面S上的正投影为第一投影S1,第二反射面311d在参考平面S上的正投 影为第二投影S2。第一投影S1为环形,第二投影S2为圆形。第一投影S1的环带宽度 w1与第二投影S2的半径r1的比值小于或等于0.1。也即是,w1/r1≤0.1。示例性的,第 一投影S1的环带宽度w1与第二投影S2的半径r1的比值为0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、 0.04等。这样,通过将第一投影S1的环带宽度设置为不大于第二投影S2的半径的十分 之一,能在减小杂光的同时,保证第一折射面311a和第二反射面311d的面积,进而能 保证入射光线的接收面积和第二次反射的反射面积,有利于提高镜头31的成像质量。
其中,第一投影S1的环带宽度是指,第一投影S1的外径与内径的差值。
请继续参阅图8,第一折射面311a在参考平面S上的正投影为第三投影S3,第三投影 S3为圆环形。第一投影S1的外径D1与第三投影S3的外径D3的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5。也即是,0.3≤D1/D3≤0.5。示例性的,第一投影S1的外径D1与第三投影S3 的外径D3的比值为0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等。这样,能兼顾第一透镜311的加工难度 和第一透镜311的外观。
在一些实施例中,第一透镜311的外径D大于或等于8mm且小于或等于15mm。其 中,第一透镜311的外径D(也称为第一透镜311的有效口径)与第三投影S3的外径 D3相等。这样,能保证第一透镜311的入射光线的接收面积和第二次反射的反射面积, 有利于提高镜头31的成像质量,且能在减小第一透镜311的整体体积的同时,降低第一 透镜311的加工难度,有利于第一透镜311的成型和加工,从而能提高第一透镜311的 成型和加工良率。
在一些实施例中,请参阅图6并结合图7,第一透镜311的边缘厚度e1大于或等于0.5mm且小于或等于1.2mm。也即是,0.5mm≤e1≤1.2mm。其中,第一透镜311的边缘厚 度是指在第一透镜311的外边缘处,第一透镜311的厚度。第一透镜311可以借助其外 边缘固定于镜头31的镜筒内。由此,本申请实施例中的镜头31,通过将第一透镜311 的边缘厚度e1设置为大于或等于0.5mm且小于或等于1.2mm,便于实现第一透镜311 与镜筒的装配,且有利于减小镜头31的整体厚度,减小镜头31的体积,实现镜头31的 小型化设计,进而有利于减小摄像头模组30和电子设备100的厚度,兼顾电子设备100 的拍摄效果和轻薄化设计。
在一些实施例中,请继续参阅图6,第一透镜311的中心厚度e2大于或等于1.5mm且小于或等于2.5mm。其中,第一透镜311的中心厚度是指,在光轴O的延伸方向上, 第一透镜311的厚度。也即是,第一透镜311于光轴O上的厚度。这样,能在减小第一 透镜311的整体厚度的同时,降低第一透镜311的加工难度,有利于第一透镜311的成 型和加工,从而能提高第一透镜311的成型和加工良率。
在一些实施例中,第一透镜311的中心厚度e2与第一透镜311的外径D的比值大于0.1。也即是,e2/D>0.1。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311 的成型或加工良率。
在上述任一实施例的基础上,第一透镜311的焦距LEF1与第二透镜组312的焦距LEF2 的比值大于-5.5且小于-2。也即是,-5.5<LEF1/LEF2<-2。进一步的,第一透镜311的焦 距LEF1与第二透镜组312的焦距LEF2的比值大于-3.6且小于-2。也即是,-3.6< LEF1/LEF2<-2。其中,当第二透镜组312包括多个透镜时,第二透镜组312的焦距LEF2 为多个透镜的组合焦距。这样,一方面能使得镜头31具有好的长焦特性且具有较好的成像 质量,另一方面能缩小镜头31的总长实现镜头31的小型化,进而有利于实现摄像头模组30 和电子设备100的小型化。
在一些实施例中,第一透镜311的焦距LEF1与镜头31的有效焦距f的比值大于0.35且 小于0.6,也即是,0.35<LEF1/f<0.6。这样,有利于合理分布光焦度调节光路,可以有效地避 免视场外的光路到达成像面M,以避免对镜头31的成像性能造成不良影响,从而有效地提高 镜头31的成像质量。
在一些实施例中,第二透镜312a的焦距LEF2与镜头31的有效焦距f的比值大于-0.25 且小于0、也即是,0.25<LEF2/f<0。这样,同样有利于合理分布光焦度调节光路,可以有效 地避免视场外的光路到达成像面M,以避免对镜头31的成像性能造成不良影响,从而有效地 提高镜头31的成像质量。
在一些实施例中,第一透镜311的物侧面至成像面M于光轴O上的距离为TTL,TTL与镜头31的有效焦距f的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5。也即是,0.3≤LEF2/f≤0.5。 这样,可以使镜头31具有好的长焦特性的同时,缩小镜头31的总长实现镜头31的小型化, 进而有利于实现摄像头模组30和电子设备100的小型化。
在一些实施例中,镜头31的最大成像圆的半径为Imgh,Imgh与TTL的比值大于0.1。也即是,Imgh/TTL>0.1。其中,镜头31的最大成像圆的半径Imgh为成像面M上 有效像素区域的对角线长的一半。这样,能在减小镜头31的整体尺寸的同时,保证镜头 31的像素,从而能兼顾镜头31的小型化设计和高像素图像。
在一些实施例中,镜头31的最大成像圆的半径为Imgh与第一透镜311的外径D的比值大于0.2。也即是,Imgh/D>0.2。这样,能在减小镜头31的整体尺寸的同时,保证 镜头31的像素,从而能兼顾镜头31的小型化设计和高像素图像。
在一些实施例中,镜头31的有效焦距f与镜头31的入瞳直径EPD的比值小于或等于3。也即是,镜头31的光圈系数FN0小于等于3。即,FN0=f/EPD≤3。这样,可以在 保证镜头31长焦性的前提下,增加镜头31的通光量,提升镜头31的成像性能,使得镜 头31在较暗环境下进行拍摄时,仍然能达到清晰的成像效果。
在另一些实施例中,请参阅图9,图9为本申请另一些实施例提供的第一透镜311立体 图。本实施例中的第一透镜311与图7所示第一透镜311的不同之处在于,本实施例中的第 一透镜311除了在第一过渡面311e设置遮光层33外,第二反射面311d的背离第一透镜311 的成像面M的表面也设有上述的遮光层33。这样,一方面能使得第一过渡面311e的颜色与 第二反射面311d的颜色保持一致,进一步提升第一透镜311的外观美观性;另一方面,能增 大遮光层33的设置面积,从而能降低遮光层33的加工精度,降低遮光层33的加工难度,提 高第一透镜311的加工良率。
在又一些实施例中,请参阅图10,图10本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意 图。本实施例中的镜头31与图6所示镜头31的不同之处在于,图6所示镜头31中的第一透 镜311的第一反射面311c与第二折射面311b共面,而本实施例中,第二折射面311b的与光 轴O的交点(也即是第二折射面311b的顶点)位于第一反射面311c所在表面的朝向所述第 二反射面311d的一侧。
具体的,请参阅图10,第一透镜311的像侧面设有朝向第一透镜311的物侧面凹陷的凹 陷部311f,第二折射面311b形成在凹陷部311f的底壁上。其中,凹陷部311f的底壁是指凹 陷部311f的朝向成像面M的表面。第二透镜组312的一部分可以位于凹陷部311f内,第二 透镜组312的背离第一透镜311的表面位于第一反射面311c的背离物侧面的一侧。由此,能使得光线在第一透镜311中进行多次折返的同时,使得镜头31的结构更加紧凑,有利 于进一步减小镜头31的尺寸,实现镜头31的小型化设计。
在本实施例中,第一透镜311的中心厚度可以为大于或等于1mm且小于或等于2mm。另外,由于第一透镜311的物侧面设有凹陷部311f,为了降低第一透镜311的加工难度 和加工精度,本实施例中的第一透镜311优选通过注塑工艺一体注塑成型。
进一步的,本实施例中,第一反射面311c与第二折射面311b之间通过第二过渡面311g连接。为了减小杂光,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
可以理解的是,在其他实施例中,为了减小杂光,第一反射面311c与第二折射面311b 之间同样可以设置遮光结构。
请参阅图11,图11为本申请又一些实施例的镜头31的示意图。本实施例中的镜头31 除了包括图6所示实施例中的第一透镜311、第二透镜组312之外,还包括镜筒35。第一透镜311和第二透镜组312分别独立地固定于镜筒35内。镜筒35可以为一个结构件整体,也 可以由多个部分通过粘接、卡接、螺纹连接等方式装配形成。
在一些实施例中,请参阅图11,镜筒35包括相连的第一部分351和第二部分352,第一 部分351具有第一容纳腔3511,第二部分352具有第二容纳腔3521,第一容纳腔3511与第二容纳腔3521连通,第一透镜311固定连接于第一容纳腔3511的内壁面上,第二透镜组312固定连接于第二容纳腔3521的内壁面上。由此,可以将第一透镜311和第二透镜组312分别固定连接在镜筒35内,能降低第一透镜311和第二透镜组312的装配难度,提高装配效率。
可选的,第一部分351和第二部分352为一体件。这样,可以保证第一透镜311和第二 透镜组312的同轴度。
另外,镜头31还包括滤光片,滤光片可以减少或消除图像传感器上的环境噪声的干扰。 滤光片可以设置在第二透镜组312的朝向成像面M的一侧。
下面结合具体参数对本实施例的镜头31进行详细说明。
实施例1
请参阅图12,图12为本申请一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图12中带有箭 头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依次 设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧至 像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c和第五透镜312d。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面,且第一反射面311c与第二折射面311b共面。第一反射面311c 与第二折射面311b之间通过第二过渡面311g连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为负,第四透镜312c的光焦度为正,第五透镜312d的光焦度为负。
需要说明的是,光焦度(focal power)等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差,用 于表征光学系统对于光线的偏折能力。在近似空气的折射率为1时,光焦度可以表示为像方 焦距的倒数。其中,光焦度的数值越大,光学系统对于入射平行光束的屈折越厉害。当光焦 度大于0时(也即是光焦度为正时),光学系统的屈折是会聚性的;当光焦度小于0时(也即 是光焦度为负时),光学系统的屈折是发散性的;当光焦度等于0时,对应于平面折射,也即 沿光轴的平行光轴经折射后仍是沿光轴O的平行光束,不出现光线的屈折现象。
表1-1示出了实施例1中镜头31的光学参数。
表1-1实施例1中镜头31的光学参数
光学参数
有效焦距(f) 14mm
视场角(FVO) 16.5°
光圈系数(FNO) 2.2
光学总长(TTL) 6.5mm
第一透镜的焦距(LEF1) 7.39mm
第二透镜组312的焦距(LEF2) -2.75mm
最大成像圆的半径(Imgh) 2.2mm
第一透镜的最大外径(D) 9.07mm
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为14mm,视场角FVO为16.5°,光圈系数FNO为2.2,也即是,f/EPD=2.2,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于光 轴O上的距离TTL为6.5mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.39mm,第二透镜组312的焦 距LEF2为-2.75mm,最大成像圆的半径Imgh为2.2mm。其中,LEF1/LEF2=-2.69,TTL/f=0.46, Imgh/TTL=0.16,LEF1/f=0.53,LEF2/f=-0.2,Imgh/D=0.24。
表1-2示出了实施例1中镜头31的各个元件的具体参数。其中,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5和6分别对应第二透镜312a的物侧面和像侧面。表1-2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,厚度的正负仅表示方向。光阑于“厚度”参数列中的数值为光阑至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离,默认第二透镜312a的物侧面到最后一枚透镜像侧面的方向为光轴O的正方向,当该值为负时,表明光阑设置于后一表面顶点的物侧,若光阑厚度为正值时,光阑在后一表面顶点的像侧。可以理解的是,表1-2中的曲率半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1-2中的折射率、阿贝数、焦距的参考波长为587nm。另外,表1-2中的Infinity表示曲率半径无限大。
表1-2实施例1中镜头31的各个元件的具体参数
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本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.927mm,第一透镜311的最大外径D为9.07mm。d/D=0.21。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311的成型 或加工良率。
在实施例1中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
在光学设计中,为了给光学系统的设计与优化提供更多的设计自由度,常常使用旋转对 称非球面。旋转对称非球面的标准表达式通常为基准二次曲面与附加多项式的组合,附加多 项式可以为Zernike多项式和Q型多项式等。
Zernike多项式,即传统意义上的非球面多项式是被非球面设计中广泛应用的方法,但它 对非球面面型高级系数精度要求过高,在制造和检测方面存在较多不便。Q型多项式是一种 关于轴对称非球面的新算法,可有效地降低非球面镜片在加工制造上的困难,找出最理想的 非球面面型。
Q型多项式包含两种不同的形式:Qbfs多项式和Qcon多项式。在实施例1中,第一透镜311至第四透镜312c采用Qbfs多项式定义非球面面型。Qbfs多项式定义了一个非球面表面,其特征量是从最适球面到非球面的rms斜率偏移量。其公式为:
上述公式中,z表示非球面的矢高;r表示非球面曲面上的点于光轴O的距离;rn表示归 一化曲率;u表示r/rn;am表示第m阶非球面系数;cbfs为非球面顶点球曲率;Qm表示第m阶Qbfs多项式。
第五透镜312d采用Qcon多项式定义非球面面型,Qcon多项式定义了一个基于其圆锥截 面下陷偏移的非球面表面。其公式为:
上述公式中,z表示非球面的矢高;r表示非球面曲面上的点于光轴O的距离;u表示r/rn;am表示第m阶非球面系数;c为非球面顶点球曲率;Qm表示第m阶Qcon多项式。
可以理解的是,各非球面面型的定义方式不限于此,在其他实施例中,也可以是第一透 镜311至第五透镜312d均采用Qbfs多项式或均采用Qcon多项式进行定义。
表1-3示出了实施例1中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为零阶非球面系数、一阶非球面系数、二阶非球面系数、 三阶非球面系数、四阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、 八阶非球面系数。
表1-3实施例1中各非球面镜面的面型系数
请参阅图13-图14,图13为图12所示镜头31的场曲图,图14为图12所示镜头31的畸变图。图13-图14分别表征焦距f为14mm、光圈系数FNO为2.2、视场角为16.5°的焦距 状态下的场曲和畸变。由图13可以看出,镜头31的场曲在0.04mm以内,表现为比较收缩 的状态。由图14可以看出,镜头31的畸变小于1.6%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画 面平正,没有可视的畸变。
实施例2
请参阅图15,图15为本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图15中带有 箭头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依 次设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧 至像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c和第五透镜312d。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面。第一透镜311的像侧面设有凹陷部311f,第二折射面311b形 成在凹陷部311f的底壁上。第二折射面311b与第一反射面311c通过第二过渡面311g 连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。第二折射面311b与光轴O的交点与第一反 射面311c所在表面与光轴O的交点不重合。第二折射面311b与第一反射面311c可以共 用非球面参数,也可以不共用非球面参数。
第二透镜312a的一部分位于凹陷部311f内,第二透镜组312中的其余透镜均位于凹陷部311f外。具体的,第二透镜312a的外边缘的一部分位于凹陷部311f外。这样, 便于将第二透镜312a固定于镜筒35的内壁面上。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为负,第四透镜312c的光焦度为正,第五透镜312d的光焦度为负。
表2-1示出了实施例2中镜头31的光学参数。
表2-1实施例2中镜头31的光学参数
光学参数
有效焦距(f) 14mm
视场角(FVO) 16.5°
光圈系数(FNO) 2.1
光学总长(TTL) 6.1mm
第一透镜的焦距(LEF1) 7.2mm
第二透镜组的焦距(LEF2) -2.58mm
最大成像圆的半径(Imgh) 2.15mm
第一透镜的最大外径(D) 8.93mm
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为14mm,视场角FVO为16.5°,光圈系数FNO为2.1,也即是,f/EPD=2.1,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于光 轴O上的距离TTL为6.1mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.2mm,第二透镜组312的焦 距LEF2为-2.58,最大成像圆的半径Imgh为2.15mm。其中,LEF1/LEF2=-2.79,TTL/f=0.44, Imgh/TTL=0.15,LEF1/f=0.51,LEF2/f=-0.18,Imgh/D=0.24。
表2-2示出了实施例2中镜头31的各个元件的具体参数。其中,每一个参数所代表的物 理意义同上述表1-2,在此不在赘述。
表2-2实施例2中镜头31的各个元件的具体参数
本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.1mm,第一透镜311的最大外径D为8.93mm。d/D=0.12。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311的成型 或加工良率。
在实施例2中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第一透镜311至第四透镜312c采用Qbfs多项式定义非球面面型,其公式为:
第五透镜312d采用Qcon多项式定义非球面面型,其公式为:
表2-3示出了实施例2中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为一阶非球面系数、二阶非球面系数、三阶非球面系数、四 阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、八阶非球面系数。
表2-3实施例2中各非球面镜面的面型系数
请参阅图16-图17,图16为图15所示镜头31的场曲图,图17为图15所示镜头31的畸变图。由图16可以看出,镜头31的场曲在0.06mm以内,表现为比较收缩的状态。由图 17可以看出,镜头31的畸变小于2%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画面平正,没有可 视的畸变。
实施例3
请参阅图18,图18为本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图18中带有 箭头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依 次设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧 至像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c和第五透镜312d。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面,且第一反射面311c与第二折射面311b共面。第一反射面311c 与第二折射面311b之间通过第二过渡面311g连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为负,第四透镜312c的光焦度为正,第五透镜312d的光焦度为负。
表3-1示出了实施例3中镜头31的光学参数。
表3-1实施例3中镜头31的光学参数
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为16mm,视场角FVO为14.5°,光圈系数FNO为2.4,也即是,f/EPD=2.4,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于光 轴O上的距离TTL为7.1mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.82mm,第二透镜组312的焦 距LEF2为-2.66mm,最大成像圆的半径Imgh为2.1mm。其中,LEF1/LEF2=-2.94,TTL/f=0.44, Imgh/TTL=0.13,LEF1/f=0.49,LEF2/f=-0.17,Imgh/D=0.23。
表3-2示出了实施例3中镜头31的各个元件的具体参数。其中,每一个参数所代表的物 理意义同上述表1-2,在此不在赘述。
表3-2实施例3中镜头31的各个元件的具体参数
另外,本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.926mm,第一透镜311的最大外径D为9.09mm。d/D=0.21。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311 的成型或加工良率。
在实施例3中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第一透镜311至第四透镜312c采用Qbfs多项式定义非球面面型,其公式为:
第五透镜312d采用Qcon多项式定义非球面面型,其公式为:
表3-3示出了实施例3中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为一阶非球面系数、二阶非球面系数、三阶非球面系数、四 阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、八阶非球面系数。
表3-3实施例3中各非球面镜面的面型系数
请参阅图19-图20,图19为图18所示镜头31的场曲图,图20为图18所示镜头31的畸变图。由图19可以看出,镜头31的场曲在0.1mm以内,表现为比较收缩的状态。由图20 可以看出,镜头31的畸变小于1.6%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画面平正,没有可视 的畸变。
实施例4
请参阅图21,图21为本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图21中带有 箭头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依 次设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧 至像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c和第五透镜312d。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面。第一透镜311的像侧面设有凹陷部311f,第二折射面311b形 成在凹陷部311f的底壁上。第二折射面311b与第一反射面311c通过第二过渡面311g 连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。第二折射面311b与光轴O的交点与第一反 射面311c所在表面与光轴O的交点不重合。第二折射面311b与第一反射面311c可以共 用非球面参数,也可以不共用非球面参数。
第二透镜312a的一部分位于凹陷部311f内,第二透镜组312中的其余透镜均位于凹陷部311f外。具体的,第二透镜312a的外边缘的一部分位于凹陷部311f外。这样, 便于将第二透镜312a固定于镜筒35的内壁面上。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为负,第四透镜312c的光焦度为正,第五透镜312d的光焦度为负。
表4-1示出了实施例4中镜头31的光学参数。
表4-1实施例4中镜头31的光学参数
光学参数
有效焦距(f) 16mm
视场角(FVO) 14.5°
光圈系数(FNO) 2.35
光学总长(TTL) 6.8mm
第一透镜的焦距(LEF1) 7.39mm
第二透镜组的焦距(LEF2) -2.43mm
最大成像圆的半径(Imgh) 2.11mm
第一透镜的最大外径(D) 8.88mm
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为16mm,视场角FVO为14.5°,光圈系数FNO为2.25,也即是,f/EPD=2.35,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于 光轴O上的距离TTL为6.8mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.39mm,第二透镜组312 的焦距LEF2为-2.43mm,最大成像圆的半径Imgh为2.11mm。其中,LEF1/LEF2=-3.04, TTL/f=0.43,Imgh/TTL=0.13,LEF1/f=0.46,LEF2/f=-0.15,Imgh/D=0.24。
表4-2示出了实施例4中镜头31的各个元件的具体参数。其中,每一个参数所代表的物 理意义同上述表1-2,在此不在赘述。
表4-2实施例4中镜头31的各个元件的具体参数
另外,本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.2mm,第一透镜311的最大外径D为8.88mm。d/D=0.14。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311 的成型或加工良率。
在实施例4中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第一透镜311至第四透镜312c采用Qbfs多项式定义非球面面型,其公式为:
第五透镜312d采用Qcon多项式定义非球面面型,其公式为:
表4-3示出了实施例4中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为一阶非球面系数、二阶非球面系数、三阶非球面系数、四 阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、八阶非球面系数。
表4-3实施例4中各非球面镜面的面型系数
请参阅图22-图23,图22为图21所示镜头31的场曲图,图23为图21所示镜头31的畸变图。由图22可以看出,镜头31的场曲在0.1mm以内,表现为比较收缩的状态。由图23 可以看出,镜头31的畸变小于1.6%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画面平正,没有可视 的畸变。
实施例5
请参阅图24,图24为本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图24中带有 箭头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依 次设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧 至像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c和第五透镜312d。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面,且第一反射面311c与第二折射面311b共面。第一反射面311c 与第二折射面311b之间通过第二过渡面311g连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为正,第四透镜312c的光焦度为负,第五透镜312d的光焦度为负。
表5-1示出了实施例5中镜头31的光学参数。
表5-1实施例5中镜头31的光学参数
光学参数
有效焦距(f) 17mm
视场角(FVO) 13.7°
光圈系数(FNO) 2.6
光学总长(TTL) 7.2mm
第一透镜的焦距(LEF1) 7.89mm
第二透镜组的焦距(LEF2) -2.22mm
最大成像圆的半径(Imgh) 2.1mm
第一透镜的最大外径(D) 8.95mm
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为17mm,视场角FVO为13.7°,光圈系数FNO为2.6,也即是,f/EPD=2.6,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于光 轴O上的距离TTL为7.2mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.89mm,第二透镜组312的焦 距LEF2为-2.22mm,最大成像圆的半径Imgh为2.1mm。其中,LEF1/LEF2=-3.55,TTL/f=0.42, Imgh/TTL=0.12,LEF1/f=0.46,LEF2/f=-0.13,Imgh/D=0.23。
表5-2示出了实施例5中镜头31的各个元件的具体参数。其中,每一个参数所代表的物 理意义同上述表1-2,在此不在赘述。
表5-2实施例5中镜头31的各个元件的具体参数
/>
另外,本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.931mm,第一透镜311的最大外径D为8.95mm。d/D=0.22。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311 的成型或加工良率。
在实施例5中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。第一透镜311至第四透镜312c采用Qbfs多项式定义非球面面型,其公式为:
第五透镜312d采用Qcon多项式定义非球面面型,其公式为:
表5-3示出了实施例5中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为一阶非球面系数、二阶非球面系数、三阶非球面系数、四 阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、八阶非球面系数。
表5-3实施例5中各非球面镜面的面型系数
请参阅图25-图26,图25为图24所示镜头31的场曲图,图26为图24所示镜头31的畸变图。由图25可以看出,镜头31的场曲在0.1mm以内,表现为比较收缩的状态。由图26 可以看出,镜头31的畸变小于1.8%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画面平正,没有可视 的畸变。
实施例6
请参阅图27,图27为本申请另一些实施例提供的镜头31的结构示意图。图27中带有 箭头的实线示出了入射光线的光路路径。本实施例的镜头31包括沿光轴O由物侧至像侧依 次设置的第一透镜311和第二透镜组312和滤光片36,第二透镜组312包括沿光轴O由物侧 至像侧依次设置的第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d和第六透 镜312e。
第一透镜311包括第一折射面311a、第二折射面311b、第一反射面311c和第二反射面 311d,第一折射面311a和第二反射面311d位于第一透镜311的物侧面,第一折射面311a环 绕在第二反射面311d的外周,第一折射面311a和第二反射面311d通过第一过渡面311e平 滑过渡连接,第一过渡面311e和第二反射面311d上均设有遮光层33。第二折射面311b和第 一反射面311c位于第一透镜311的像侧面,且第一反射面311c环绕在第二折射面311b的外 周,入射光线经第一折射面311a进入第一透镜311后,依次经过第一反射面311c、第二反射 面311d反射后,经第二折射面311b射出第一透镜311。
第一折射面311a呈凹面,第二反射面311d呈凹面,第一折射面311a所在表面与光轴O的交点位于第二反射面311d的背离第二折射面311b一侧。第一反射面311c呈凸面, 第二折射面311b呈凸面,且第一反射面311c与第二折射面311b共面。第一反射面311c 与第二折射面311b之间通过第二过渡面311g连接,第二过渡面311g上设有遮光结构34。
其中,第一透镜311的光焦度为正,第二透镜312a的光焦度为负,第三透镜312b的光 焦度为正,第四透镜312c的光焦度为负,第五透镜312d的光焦度为负,第六透镜312e的光 焦度为负。
表6-1示出了实施例6中镜头31的光学参数。
表6-1实施例6中镜头31的光学参数
光学参数
有效焦距(f) 20mm
视场角(FVO) 11.6°
光圈系数(FNO) 2.8
光学总长(TTL) 7.5mm
第一透镜的焦距(LEF1) 7.87mm
第二透镜组的焦距(LEF2) -1.7mm
最大成像圆的半径(Imgh) 2.04mm
第一透镜的最大外径(D) 9.17mm
具体的,本实施例中,镜头31的有效焦距f为20mm,视场角FVO为11.6°,光圈系数FNO为2.8,也即是,f/EPD=2.8,光学总成也即是第一透镜311的物侧面至成像面M于光 轴O上的距离TTL为7.5mm,第一透镜311的焦距LEF1为7.87mm,第二透镜组312的焦 距LEF2为-1.7mm,最大成像圆的半径Imgh为2.04mm。其中,LEF1/LEF2=-4.63,TTL/f=0.38, Imgh/TTL=0.1,LEF1/f=0.39,LEF2/f=-0.09,Imgh/D=0.22。
表6-2示出了实施例6中镜头31的各个元件的具体参数。其中,每一个参数所代表的物 理意义同上述表1-2,在此不在赘述。
表6-2实施例6中镜头31的各个元件的具体参数
本实施例中,第一透镜311的中心厚度e2为1.933mm,第一透镜311的最大外径D为9.17mm。d/D=0.21。这样,有利于第一透镜311的成型和加工,增加第一透镜311的成型 或加工良率。
在实施例6中,第一透镜311、第二透镜312a、第三透镜312b、第四透镜312c、第五透镜312d、第六透镜312e中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面。本实施例中,第一透镜311至第五透镜312d的非球面面型可以采用Qbfs多项式来定义,第六透镜312e的非球面面型可以采用Qcon多项式来定义。
表6-3示出了实施例6中各非球面镜面的面型系数。其中,K为二次曲面常数,A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8分别为一阶非球面系数、二阶非球面系数、三阶非球面系数、四 阶非球面系数、五阶非球面系数、六阶非球面系数、七阶非球面系数、八阶非球面系数。
表6-3实施例6中各非球面镜面的面型系数
请参阅图28-图29,图28为图27所示镜头31的场曲图,图29为图27所示镜头31的畸变图。由图28可以看出,镜头31的场曲在0.2mm以内,表现为比较收缩的状态。由图29 可以看出,镜头31的畸变小于4%,保证了镜头31拍摄的画面弯曲且画面平正,没有可视 的畸变。
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 (22)

1.一种镜头,其特征在于,包括:
第一透镜,所述第一透镜包括第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面,所述第一折射面和所述第二反射面位于所述第一透镜的物侧面,且所述第一折射面位于所述第二反射面的远离光轴的一侧,所述第二折射面和所述第一反射面位于所述第一透镜的像侧面,且所述第一反射面位于所述第二折射面的远离光轴的一侧,入射光线经所述第一折射面进入所述第一透镜后,依次经过所述第一反射面、所述第二反射面反射后,经所述第二折射面射出所述第一透镜;
所述第一透镜还包括连接在所述第一折射面与所述第二反射面之间的第一过渡面,所述第一折射面和所述第二反射面通过所述第一过渡面平滑过渡连接,所述第一过渡面上设有遮光层。
2.根据权利要求1所述的镜头,其特征在于,所述第二反射面位于所述物侧面的中部区域,所述第一折射面环绕在所述第二反射面的外周。
3.根据权利要求2所述的镜头,其特征在于,所述第一折射面所在表面与光轴的交点位于所述第二反射面的背离所述第二折射面一侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第二反射面位于所述物侧面的中部区域,所述第一折射面环绕在所述第二反射面的外周,所述第一过渡面在参考平面上的正投影为第一投影,所述第一投影为环形,所述第二反射面在所述参考平面上的正投影为第二投影,所述第一投影的环带宽度与所述第二投影的半径的比值小于或等于0.1,其中,所述参考平面垂直于所述镜头的光轴。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第二反射面设有反射膜,所述反射膜的背离所述第二折射面的一侧设有所述遮光层。
6.根据权利要求5所述的镜头,其特征在于,所述第二反射面位于所述物侧面的中部区域,所述第一折射面环绕在所述第二反射面的外周,所述第一过渡面在参考平面上的正投影为第一投影,所述第一折射面在所述参考平面上的正投影为第三投影,所述第一投影的外径与所述第三投影的外径的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5,其中,所述参考平面垂直于所述镜头的光轴。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的外径大于或等于8mm且小于或等于15mm,和/或所述第一透镜的边缘厚度大于或等于0.5mm且小于或等于1.2mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第一反射面与所述第二折射面共面。
9.根据权利要求8所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的中心厚度大于或等于1.5mm且小于或等于2.5mm。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的像侧面设有朝向所述第一透镜的物侧面凹入的凹陷部,所述第二折射面形成在所述凹陷部的底壁上。
11.根据权利要求10所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的中心厚度大于或等于1mm且小于或等于2mm。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的中心厚度与所述第一透镜的外径的比值大于0.1。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的镜头,其特征在于,还包括第二透镜组,所述第二透镜组位于所述第一透镜的像侧面所朝向的一侧,且所述第二透镜组的背离所述第一透镜的表面位于所述第一反射面的背离所述第二反射面的一侧。
14.根据权利要求13所述的镜头,其特征在于,所述第一透镜的焦距为LEF1,所述第二透镜组的焦距为LEF2,所述镜头的有效焦距为f,
所述LEF1与所述LEF2的比值大于-5.5且小于-2;和/或
所述LEF1与所述f的比值大于0.35且小于0.6;和/或
所述LEF2与所述f的比值大于-0.25且小于0。
15.根据权利要求13或14所述的镜头,其特征在于,所述镜头具有成像面,所述第一透镜的物侧面至所述成像面于光轴上的距离为TTL,所述镜头的有效焦距为f,所述TTL与所述f的比值大于或等于0.3且小于或等于0.5。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的镜头,其特征在于,所述镜头的有效焦距为f,所述镜头的入瞳直径为EPD,所述f与所述EPD的比值小于或等于3。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的镜头,其特征在于,所述镜头具有成像面,所述镜头的最大成像圆的半径为Imgh,所述第一透镜的物侧面至所述成像面于光轴上的距离为TTL,所述Imgh与所述TTL的比值大于0.1。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的镜头,其特征在于,所述镜头的最大成像圆的半径为Imgh,所述第一透镜的外径为D,所述Imgh与所述D的比值大于0.2。
19.根据权利要求13-18中任一项所述的镜头,其特征在于,还包括镜筒,所述第一透镜和所述第二透镜组分别固定连接于所述镜筒的内壁面上。
20.一种镜头,其特征在于,包括:
第一透镜,所述第一透镜包括第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面,所述第一折射面和所述第二反射面位于所述第一透镜的物侧面,且所述第一折射面位于所述第二反射面的远离光轴的一侧,所述第二折射面和所述第一反射面位于所述第一透镜的像侧面,且所述第一反射面位于所述第二折射面的远离光轴的一侧,所述第一反射面与所述第二折射面共面,入射光线经所述第一折射面进入所述第一透镜后,依次经过所述第一反射面、所述第二反射面反射后,经所述第二折射面射出所述第一透镜。
21.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
镜头,所述镜头为权利要求1-20中任一项所述的镜头;
感光芯片,所述感光芯片的感光面与所述镜头的成像面相对。
22.一种电子设备,其特征在于,包括:
壳体;
摄像头模组,所述摄像头模组设置所述壳体内,所述摄像头模组为权利要求21中所述的摄像头模组。
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