CN208092314U - 光学镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学镜头。光学镜头由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中，第一透镜具有正屈光度且物侧面为凸面。第二透镜具有负屈光度且像侧面为凹面。第三透镜具有正屈光度且物侧面靠近光学镜头的光轴的部分为凹面且像侧面靠近光轴的部分为凸面。第四透镜具有负屈光度且至少一表面设置有至少一个反曲点。光学镜头满足下列条件式：0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8、78°<FOV<91°；其中，TTL为光学镜头的镜头总长，ImgH为光学镜头的有效像素区域对角线长的一半，FOV为光学镜头于感光元件对角线方向的视场角。本实用新型的光学镜头，当TTL/(ImgH*2)和FOV满足上述配置有助于缩短整个光学镜头的总长度，同时有利于光学镜头获得足够广的视场角。

Description

光学镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术，特别涉及一种光学镜头。

背景技术

随着半导体工艺的发展，影像传感器的像素越来越高，因此对与影像传感器配合的光学镜头的解像度也越来越高。然而，为了校正像差，提升解像力，需要增加光学镜头的镜片的数目，导致光学镜头尺寸变大，而且需要限制光学镜头的视场角，难以得到大视场角、小型化、高解像力的光学镜头。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种光学镜头。

本实用新型实施方式的光学镜头，由物侧至像侧依次包括：

一具有正屈光度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；

一具有负屈光度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；

一具有正屈光度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面靠近所述光学镜头的光轴的部分为凹面，所述第三透镜像侧面靠近所述光轴的部分为凸面；

一具有负屈光度的第四透镜，所述第四透镜的至少一表面设置有至少一个反曲点；

所述光学镜头满足下列条件式：

0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8；

78°<FOV<91°；

其中，TTL为所述光学镜头的镜头总长，ImgH为所述光学镜头的有效像素区域对角线长的一半，FOV为所述光学镜头于感光元件对角线方向的视场角。

本实用新型实施的所述第一透镜具有正屈光度，能够提供所述光学镜头所需的部分屈光度，有助于缩短整个所述光学镜头的总长度，以促进所述光学镜头的小型化。所述第二透镜具有负屈光度，可有效对具有正屈光度的所述第一透镜产生的像差做补正并有利于修正所述光学镜头的色差，所述第二透镜的像侧为凹面，能够有效增大系统的后焦距，使所述光学镜头具有足够的后焦距来放置其他辅助构件。所述第三透镜具有正屈光度，有利于分配所述第一透镜的屈光度，有助于降低所述光学镜头对光线的敏感度，减少噪点的产生；所述第三透镜的物侧面靠近所述光学镜头的所述光轴的部分为凹面且像侧面靠近所述光轴的部分为凸面，有利于修正所述光学镜头的像散和高阶像差。所述第四透镜具有负屈光度，能够使所述光学镜头的主点(Principal Point)远离成像面，减少成像的失真，同时有利于缩短整个所述光学镜头的总长度，以促进所述光学镜头的小型化；所述第四透镜上设置有反曲点，有效地压制离轴视场的光线入射在感光元件上的角度，并且能够进一步修正离轴视场的像差。所述光学镜头满足下列条件式：0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8，有利于维持所述光学镜头的小型化，以适用于轻薄便携式的电子产品上。所述光学镜头满足下列条件式：78°<FOV<91°，有利于所述光学镜头提供较大且不至于过大的视场角。

在某些实施方式中，所述光学镜头包括设置在所述第一透镜与被摄物之间的光圈。

如此，通过光圈的设置，能够给所述光学镜头提供所需要的光线。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：3.1mm<TTL<3.5mm。

当TTL满足上述条件式时，可以确保在缩短所述光学镜头的总长度的情况下，亦能够有利于修正系统的像差，有助于获得兼具小型化且成像品质良好的所述光学镜头。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：D1/f<0.4；其中，D1为光线于所述第一透镜的物侧表面交点到所述光轴的垂直距离，f为所述光学镜头的有效焦距。

当D1/f满足上述条件式时，有利于远轴光线尽可能平行射入感光元件上，修正远轴光想的像差；有利于所述光学镜头具有足够的视场角。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：SD/TTL>0.56；其中，SD为所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面于所述光轴上的距离。

当SD/TTL满足上述条件式时，有了利于所述光学镜头在远心(Telecentri)特性与广视场角中取得良好的平衡。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：|f/F12-f/F34|<0.5；其中，f为所述光学镜头的有效焦距，F12为所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距，F34为所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距。

当|f/F12-f/F34|满足上述条件式时，可避免单一透镜因屈光度过大而导致所述光学镜头对光线的敏感度降低，有利于减少所述所述光学镜头产生暗角的情况。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：0.4mm<CT3<0.7mm；其中，CT3为所述第三透镜的中心厚度。

当CT3满足上述条件式时，能够使所述第三透镜的厚度大小较为合适，一方面可降低制造上的困难以获得较高的镜片制作良率，并有利于塑胶镜片在射出成型时的成型性与匀质性；另一方面有利于缩短整个所述光学镜头的总长度，以促进所述光学镜头的小型化。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：1.3<f/f3<1.7；其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。

当f/f3满足上述条件式时，可有效地分配所述第一透镜的正屈光度，有利于降低所述光学镜头对光线的敏感度，减少噪点的产生。

在某些实施方式中，所述光学镜头满足下列条件式：|f/f4|<1.4；其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距。

当|f/f4|满足上述条件式时，可使所述光学镜头的主点远离成像面，减少成像的失真，同时有利于缩短整个所述光学镜头的总长度，以促进所述光学镜头的小型化。

在某些实施方式中，所述光学镜头中至少有一个透镜的至少一个表面为非球面。

非球面容易制作成球面以外的形状，能够获得较多的控制变数，不仅有利于消减像差，而且还有利于减少透镜使用的数量，可有效降低所述光学镜头的总长度，以促进所述光学镜头的小型化。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例一光学镜头的示意图；

图2是本实用新型实施例一光学镜头的场曲图(mm)；

图3是本实用新型实施例一光学镜头的畸变图(％)；

图4是本实用新型实施例二光学镜头的示意图；

图5是本实用新型实施例二光学镜头的场曲图(mm)；

图6是本实用新型实施例二光学镜头的畸变图(％)；

图7是本实用新型实施例三光学镜头的示意图；

图8是本实用新型实施例三光学镜头的场曲图(mm)；

图9是本实用新型实施例三光学镜头的畸变图(％)；

图10是本实用新型实施例四光学镜头的示意图；

图11是本实用新型实施例四光学镜头的场曲图(mm)；

图12是本实用新型实施例四光学镜头的畸变图(％)。

主要元件符号说明：

光圈S0、第一透镜L1、第一透的物侧表面S1、第一透的像侧表面S2、第二透镜L2、第二透镜的物侧表面S3、第二透镜的像侧表面S4、第三透镜L3、第三透镜的物侧表面S5、第三透镜的像侧表面S6、第四透镜L4、第四透镜的物侧表面S7、第四透镜的像侧表面S8、红外滤光片110、红外滤光片的物侧表面S9、红外滤光片的像侧表面S10、成像面S11。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示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实用新型的限制。此外，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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，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，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型的实施方式提供了一种光学镜头10。光学镜头10由物侧至像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。其中，第一透镜L1具有正屈光度且物侧面S1为凸面。第二透镜L2具有负屈光度且像侧面S4为凹面。第三透镜L3具有正屈光度且物侧面S5靠近光学镜头10的光轴120的部分为凹面，像侧面靠近光轴120的部分为凸面。第四透镜L4具有负屈光度且至少一表面设置有至少一个反曲点。光学镜头10满足下列条件式：

0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8；和

78°<FOV<91°；

其中，TTL为光学镜头10的镜头总长，即第一透镜L1的物侧面S1至光学镜头10成像面S11的距离。ImgH为光学镜头10的有效像素区域对角线长的一半，FOV为光学镜头10于感光元件对角线方向的视场角。

具体地，第一透镜L1具有正屈光度，能够提供光学镜头10所需的部分屈光度。如此，有助于缩短整个光学镜头10的总长度，以促进光学镜头10的小型化。第二透镜L2具有负屈光度，可有效对具有正屈光度的第一透镜L1产生的像差做补正，并有利于修正光学镜头10的色差。第二透镜L2的像侧S4为凹面，能够有效增大光学镜头10的后焦距，使光学镜头10具有足够的后焦距来放置其他辅助构件。第三透镜L3具有正屈光度，有利于分配第一透镜L1的屈光度，如此，可降低光学镜头10对光线的敏感度，减少噪点的产生。第三透镜L3的物侧面S5靠近光学镜头10的光轴120的部分为凹面且像侧面S6靠近光轴120的部分为凸面。如此，有利于修正光学镜头10的像散和高阶像差。第四透镜L4具有负屈光度，能够使光学镜头10的主点(Principal Point)远离成像面S11，从而减少成像的失真，同时有利于缩短整个光学镜头10的总长度，以促进光学镜头10的小型化。第四透镜L4上设置有反曲点，有效地压制离轴视场的光线入射在感光元件上的角度，并且能够进一步修正离轴视场的像差。光学镜头10满足下列条件式：0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8；有利于维持光学镜头10的小型化，以适用于轻薄便携式的电子产品上。光学镜头10满足下列条件式：78°<FOV<91°；有利于光学镜头10提供较大且不至于过大的视场角。

在某些实施方式中，光学镜头10包括光圈S0，光圈S0设置在第一透镜L1与被摄物之间。

具体地，成像时，光线通过光圈S0从光学镜头10的第一透镜L1的物侧S1进入光学镜头10，经光学镜头10屈光后从第四透镜L4的像侧S8射出，经过具有物侧面S9及像侧面S10的红外滤光片110后成像在成像面S11上。如此，通过光圈S0的设置，能够给光学镜头10提供所需要的光线量。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

3.1mm<TTL<3.5mm。

具体地，若TTL的值过大，不利于光学透镜10的小型化，若TTL的值过小，容易使光学镜头10的像差严重化。当TTL满足上述条件式时，可以在确保缩短光学镜头10的总长度的情况下，亦能够有利于修正系统的像差，有助于获得兼具小型化且成像品质良好的光学镜头10。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

D1/f<0.4；

其中，D1为光线于第一透镜L1的物侧面S1交点到光轴120的垂直距离，f为光学镜头10的有效焦距。

具体地，若D1/f的值过大，容易使光学镜头10的远轴光线产生的像差过大。当D1/f满足上述条件式时，有利于远轴光线尽可能平行射入感光元件上，修正远轴光线的像差；有利于光学镜头10获得足够的视场角。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

SD/TTL>0.56；

其中，SD为第一透镜L1的物侧面S1到第四透镜L4的像侧面S8于光轴120上的距离。

具体地，若SD/TTL的值过小，不利于光线以接近垂直的方式入射在成像面S11上，容易使光学镜头10产生暗角。当SD/TTL满足上述条件式时，有利于光学镜头10在远心(Telecentri)特性与广视场角间取得良好的平衡。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

|f/F12-f/F34|<0.5；

其中，f为光学镜头10的有效焦距，F12为第一透镜L1与第二透镜L2的组合焦距，F34为第三透镜L3与第四透镜L4的组合焦距。

具体地，若|f/F12-f/F34|的值过高，容易使光学镜头10的屈光度偏大而导致光学镜头10对光线的敏感度降低。当|f/F12-f/F34|满足上述条件式时，可避免单一透镜因屈光度过大而导致光学镜头10的敏感度降低，有助于减少光学镜头10产生暗角的情况。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

0.4mm<CT3<0.7mm；

其中，CT3为第三透镜L3的中心厚度。

具体地，若CT3的值过小，容易增加生产制造上的难度，导致成本上升；若CT3的值过大，不利于光学镜头的小型化。当CT3满足上述条件式时，使第三透镜L3的厚度大小较为合适，一方面可降低制造上的困难以获得较高的镜片制作良率，并有利于塑胶镜片在射出成型时的成型性与匀质性；另一方面有利于缩短整个光学镜头10的总长度，以促进光学镜头10的小型化。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

1.3<f/f3<1.7；

其中，f为光学镜头10的有效焦距，f3为第三透镜L3的有效焦距。

具体地，若f/f3的值过小，不利于补偿第一透镜L1的屈光度；若f/f3的值过大，容易导致光学镜头10的屈光度偏大，不利于光学镜头10对像差的修正。当f/f3满足上述条件式时，可有效地分配第一透镜L1的正屈光度，有利于降低光学镜头10对光线的敏感度，减少噪点的产生。

在某些实施方式中，光学镜头10满足下列条件式：

|f/f4|<1.4；

其中，f为光学镜头10的有效焦距，f4为第四透镜L4的有效焦距。

具体地，若|f/f4|的值过大，容易导致光学镜头10在成像过程中产生失真，不利于修正光学镜头10的像差。当|f/f4|满足上述条件式时，可使光学镜头10的主点远离成像面S11，减少成像的失真，同时有利于缩短光学镜头10的总长度，以促进光学镜头10的小型化。

在某些实施方式中，光学镜头10中至少有一个透镜的至少一个表面为非球面。

具体地，非球面容易制作成球面以外的形状，能够获得较多的控制变数，不仅有利于消减像差，而且还有利于减少透镜的数量，可有效缩短光学镜头10的总长度，以促进光学镜头10的小型化。

在某些实施方式中，透镜的材质可为塑胶，塑胶材质的透镜能够有效地减轻光学镜头10的重量，有助于降低生产成本。

本实用新型的光学镜头10中，透镜表面为凸面则表示透镜表面靠近光学镜头10的光轴120的部分为凸面，透镜表面为凹面则表示透镜表面靠近光学镜头10的光轴120的部分为凹面。

在某些实施方式中，光学镜头10中的红外滤光片110的材质为玻璃且不影响本光学镜头10的焦距；光学镜头10中透镜的非球面曲线由以下条件式决定：

其中，h是非球面上任一点到光轴120的高度，c是顶点曲率，k是锥面系数，Ai是第i阶的非球面系数。

本实用新型光学镜头10将通过以下具体实施例配合所附附图予以详细说明。

实施例一：

请参阅图1至图3，本实施例的光学镜头10满足以下表1和表2的条件式。

表1

表2

实施例二：

请参阅图4至图6，本实施例的光学镜头10满足以下表3和表4的条件式。

表3

表4

实施例三：

请参阅图7至图9，本实施例的光学镜头10满足以下表5和表6的条件式。

表5

表6

实施例四：

请参阅图10至图12，本实施例的光学镜头10满足以下表7和表8的条件式。

表7

表8

表9为实施例一至实施例四中各条件式满足下面表格的条件：

表9

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光学镜头，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：

一具有正屈光度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；

一具有负屈光度的第二透镜，所述第二透镜的像侧面为凹面；

一具有正屈光度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面靠近所述光学镜头的光轴的部分为凹面，所述第三透镜像侧面靠近所述光轴的部分为凸面；和

一具有负屈光度的第四透镜，所述第四透镜的至少一表面设置有至少一个反曲点；

所述光学镜头满足下列条件式：

0.6<TTL/(ImgH*2)<0.8；和

78°<FOV<91°；

其中，TTL为所述光学镜头的镜头总长，ImgH为所述光学镜头的有效像素区域对角线长的一半，FOV为所述光学镜头于感光元件对角线方向的视场角。

2.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头包括设置在第一透镜物侧的光圈。

3.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

3.1mm<TTL<3.5mm。

4.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

D1/f<0.4；

其中，D1为光线于所述第一透镜的物侧表面交点到所述光轴的垂直距离，f为所述光学镜头的有效焦距。

5.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

SD/TTL>0.56；

其中，SD为所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面于所述光轴上的距离。

6.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

|f/F12-f/F34|<0.5；

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，F12为所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距，F34为所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距。

7.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

0.4mm<CT3<0.7mm；

其中，CT3为所述第三透镜的中心厚度。

8.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

1.3<f/f3<1.7；

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距。

9.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足下列条件式：

|f/f4|<1.4；

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距。

10.如权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头中至少有一个透镜的至少一个表面为非球面。