CN208872938U - 一种潜望式取像光学透镜组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种潜望式取像光学透镜组，其技术要点是，由物侧至像侧依序包含：一具正屈折力的第一透镜；一使光路弯曲的光学反射元件Ⅰ，其反射面与第一透镜的光轴夹角为30°～60°；一具正屈折力的第二透镜；一具负屈折力的第三透镜；一具正屈折力的第四透镜；一使光路再次发生弯曲的反射光学元件Ⅱ；及一具负屈折力的第五透镜；光学反射元件Ⅰ的光线出射面与第二透镜的物侧面之间设有光阑，第二透镜、第三透镜和第四透镜的光轴重合且与反射光学元件Ⅱ的反射面的夹角为30°～60°。其能够满足改变光轴方向并提供大的视场角，有效的减去屏幕中摄像头所占面积，在保证成像质量的情况下，配合手机上的机械伸缩机构，提升全面屏的屏占比。
Description
技术领域
本实用新型涉及潜望式大视场角取像光学系统，具体是一种通过一个光学反射元件与五片式成像透镜组合而成的潜望式取像光学透镜组，适用于潜望式智能手机前置摄像头或其他潜望式摄像装置等小型便携式电子产品。
背景技术
近年来随着市场需求，手机摄像头也呈现出了新的发展趋势，除了对高像素、大光圈、超薄型的要求之外，智能手机的全面屏最近也在市场上掀起热潮，这使得镜头的安装空间更为狭小，本申请是为适应镜头安装空间日趋狭小而提出的。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种有效的减去屏幕中摄像头所占面积的潜望式取像光学透镜组，能够满足改变光轴方向并提供大的视场角，在保证成像质量的情况下，配合手机上的机械伸缩机构，提升全面屏的屏占比。
本实用新型的技术方案是：
一种潜望式取像光学透镜组，其技术要点是，由物侧至像侧依序包含：一具正屈折力的第一透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；一使光路弯曲的光学反射元件Ⅰ，其反射面与第一透镜的光轴夹角为30°～60°；一具正屈折力的第二透镜，其像侧面于近光轴处为凸面；一具负屈折力的第三透镜；一具正屈折力的第四透镜，其物侧面于近光轴处为凸面；一使光路再次发生弯曲的反射光学元件Ⅱ；及一具负屈折力的第五透镜，其像侧面于近光轴处为凸面；所述光学反射元件Ⅰ的光线出射面与第二透镜的物侧面之间设有光阑，反射光学元件Ⅱ的反射面与光学反射元件Ⅰ的反射面平行，第二透镜、第三透镜和第四透镜的光轴重合且与反射光学元件Ⅱ的反射面的夹角为30°～60°，所述第五透镜的光轴与第一透镜的光轴平行，且满足以下条件：
tan(FOV)>1.73 公式1；
-3<F1/F<-0.8 公式2；
其中，FOV为视场角、F1为第一透镜焦距、F为潜望式取像光学透镜组焦距。
上述的潜望式取像光学透镜组，还满足以下条件：
-16<(R9+R10)/(R9-R10)<-5 公式3；
其中，R9为第五透镜物侧面曲率半径、R10为第五透镜像侧面曲率半径。
上述的潜望式取像光学透镜组，还满足以下条件：
0.6<R6/R7<1.5 公式4；
其中，R6为第三透镜像侧面曲率半径、R7为第四透镜物侧面曲率半径。
上述的潜望式取像光学透镜组，还满足以下条件：
YM/IMGH<0.9 公式5；
其中，IMGH为像源直径对角线长的一半、YM为从光学反射元件Ⅰ到第五透镜中最大半有效孔径值。
上述的潜望式取像光学透镜组，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用偶次非球面塑料镜片。
本实用新型的有益效果是：
通过公式1,表明镜头视场角足够大，可以满足前置摄像头的视场角要求；通过公式2限制第一透镜的光焦度在系统中所占的比值，有助于控制系统像差，并使得第一透镜易于加工，提升成像品质；通过公式3限制第五透镜的形状和光焦度，有助于控制系统像差，并使得第一透镜易于加工，提升成像品质；通过公式4可以合理分配第三透镜的形状和光焦度，有助于控制系统相差，易于加工，提升成像品质；公式5，限制最大有效径尺寸，缩小体积，便于后续机构设计。
由此，本透镜组在保证成像质量的情况下，利用反射光学元件实现光路弯曲进而达到潜望功能，配合手机上的机械伸缩机构，有效的减去屏幕中摄像头所占面积，提升全面屏的屏占比。
附图说明
图1是本实用新型实施例1透镜组的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1透镜组的纵向球差图，横坐标为纵向球差值，纵坐标为归一化视场；
图3是本实用新型实施例1透镜组的像散场曲图，横坐标为场曲值，纵坐标为视场角度；
图4是本实用新型实施例1透镜组的光学畸变曲线，横坐标为畸变百分比，纵坐标为视场角度；
图5是本实用新型实施例1透镜组的MTF传递函数曲线，横坐标代表空间频率，纵坐标代表MTF值；
图6是本实用新型实施例2透镜组的结构示意图；
图7是本实用新型实施例2透镜组的纵向球差图；
图8是本实用新型实施例2透镜组的像散场曲图；
图9是本实用新型实施例2透镜组的光学畸变曲线；
图10是本实用新型实施例2透镜组的MTF传递函数曲线，横坐标代表空间频率，纵坐标代表MTF值；
图11是本实用新型实施例3透镜组的结构示意图；
图12是本实用新型实施例3透镜组的纵向球差图；
图13是本实用新型实施例3透镜组的像散场曲图；
图14是本实用新型实施例3透镜组的光学畸变曲线；
图15是本实用新型实施例3透镜组的MTF传递函数曲线，横坐标代表空间频率，纵坐标代表MTF值。
图中：P1.第一透镜、P2.第二透镜、P3.第三透镜、P4.第四透镜、P5.第五透镜、PM1.光学反射元件Ⅰ、PM2.光学反射元件Ⅱ、stop.光阑；
1.第一透镜的物侧面、2.第一透镜的像侧面、3.光学反射元件Ⅰ的光线入射面、4.反射面、5.光学反射元件Ⅰ的光线出射面、7.第二透镜的物侧面、8.第二透镜的像侧面、9.第三透镜的物侧面、10.第三透镜的像侧面、11.第四透镜的物侧面、12.第四透镜的像侧面、13.光学反射元件Ⅱ的光线入射面、14.反射面、15.光学反射元件Ⅱ的光线出射面、16.第五透镜的物侧面、17.第五透镜的像侧面、18.滤光片的物侧面、19.滤光片的像侧面。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，该潜望式取像光学透镜组，由物侧至像侧依序包含：一具正屈折力的第一透镜P1，其物侧面于近光轴处为凹面；一使光路弯曲的光学反射元件ⅠPM1，其反射面与第一透镜P1的光轴夹角为30°～60°；一具正屈折力的第二透镜P2，其像侧面于近光轴处为凸面；一具负屈折力的第三透镜P3；一具正屈折力的第四透镜P4，其物侧面于近光轴处为凸面；一使光路再次发生弯曲的反射光学元件ⅡPM2；及一具负屈折力的第五透镜P5，其像侧面于近光轴处为凸面；所述光学反射元件ⅠPM1的光线出射面与第二透镜P2的物侧面之间设有光阑stop，反射光学元件ⅡPM2的反射面与光学反射元件ⅠPM1的反射面平行，第二透镜P2、第三透镜P3和第四透镜P4的光轴重合且与反射光学元件ⅡPM2的反射面的夹角为30°～60°，所述第五透镜P5的光轴与第一透镜P1的光轴平行，且满足以下条件：
tan(FOV)>1.73 公式1；
-3<F1/F<-0.8 公式2；
-16＜(R9+R10)/(R9-R10)<-5 公式3；
0.6<R6/R7<1.5 公式4；
YM/IMGH<0.9 公式5；
其中，FOV为视场角、F1为第一透镜焦距、F为系统焦距、R6为第三透镜像侧面曲率半径、R7为第四透镜物侧面曲率半径、R9为第五透镜物侧面曲率半径、R10为第五透镜像侧面曲率半径、IMGH为像源直径对角线长的一半(半像高)、YM为从光学反射元件Ⅰ到第五透镜中最大半有效孔径值。
所述第一透镜P1、第二透镜P2、第三透镜P3、第四透镜P4和第五透镜P5均采用偶次非球面塑料镜片，非球面系数满足如下方程：
Z＝cy2/[1+{1－(1+k)c2y2}+1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12
其中：Z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数、A12为12次非球面系数。
本实施例中，光学反射元件ⅠPM1和光学反射元件ⅡPM2的反射面与第一透镜的光轴的夹角为45°；第一透镜P1的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第二透镜P2的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第三透镜P3的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；第四透镜P4的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第五透镜P5的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面。
透镜组的具体设计参数如表1和表2所示：
表1
表2
本实施例中，本实用新型所述透镜组的视场角FOV达到70°，tan(FOV)＝2.747；
系统焦距F为3.26mm，第一透镜至第五透镜的焦距分别为-4.93mm、3.93mm、-4.24mm、3.83mm、-44.18mm；
F1/F＝-1.512；
第三透镜像侧面曲率半径R6为-2.34mm，第四透镜物侧面曲率半径R7为-2.15mm，则R6/R7＝1.09；
第五透镜物侧面曲率半径R9为-2.72mm，第五透镜像侧面曲率半径为-3.14mm，则(R9+R10)/(R9-R10)＝-13.942；
半像高IMGH为2.322mm，YM＝1.930mm，YM/Imgh的值为0.83。
参见图1，该透镜组的各个透镜的形状比较匀称，便于成型生产，而且镜片间距合理，便于后期的结构设计；
参见图2，所示透镜组的纵向球差控制在±0.05范围内。
参见图3，所示透镜组的像散场曲控制在±0.05范围内。
参见图4，所示透镜组的光学畸变曲线，畸变百分比控制在±2％范围内。
参见图5，所示透镜组的MTF传递函数曲线图(光学传递函数)，可以综合反映系统的成像质量，其曲线形状越平滑，且相对X轴的高度越高，证明系统的成像质量越好,本使用新型镜头具有较高的清晰度。
实施例2
本实施例，第一透镜P1的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第二透镜P2的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第三透镜P3的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；第四透镜P4的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第五透镜P5的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面。透镜组具体的设计参数如表3和表4所示：
表3
表4
本实施例中，透镜组的视场角FOV达到70°，tan(FOV)＝2.747；
系统焦距F为3.269mm，第一透镜至第五透镜的焦距分别为-5.25315mm、4.06078mm、-4.3074mm、3.7477mm、-41.1383mm；
F1/F＝-1.60673；
第三透镜像侧面曲率半径R6为-2.274mm，第四透镜物侧面曲率半径R7为-2.251mm，则R6/R7＝1.01；
第五透镜物侧面曲率半径R9为-1.563mm，第五透镜像侧面曲率半径为-1.786mm，则(R9+R10)/(R9-R10)＝-15.02；
半像高IMGH为2.322mm，YM＝1.961mm，YM/Imgh的值为0.845。
参见图7，所示透镜组的纵向球差控制在±0.05范围内。
参见图8，所示透镜组的像散场曲控制在±0.05范围内。
参见图9，所示透镜组的光学畸变曲线，畸变百分比控制在3％范围内。
参见图10，所示透镜组的MTF传递函数曲线图(光学传递函数)，可以综合反映系统的成像质量，其曲线形状越平滑，且相对X轴的高度越高，证明系统的成像质量越好,本使用新型镜头具有较高的清晰度。
实施例3
本实施例，第一透镜P1的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；第二透镜P2的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第三透镜P3的物侧面于近光轴处为凸面，像侧面于近光轴处为凹面；第四透镜P4的物侧面和像侧面于近光轴处为凸面，为双凸型透镜；第五透镜P5的物侧面于近光轴处为凹面，像侧面于近光轴处为凸面。
透镜组具体的设计参数如表5和表6所示：
表5
表6
本实施例中，透镜组的视场角FOV达到70°，tan(FOV)＝2.747；
系统焦距F为3.271mm，第一透镜至第五透镜的焦距分别为-5.118mm、4.222mm、-4.338mm、3.326mm、-84.338mm；
F1/F＝1.565；
第三透镜像侧面曲率半径R6为-2.102mm，第四透镜物侧面曲率半径R7为-2.371mm，则R6/R7＝0.887；
第五透镜物侧面曲率半径R9为-0.952mm，第五透镜像侧面曲率半径为-1.088mm，则(R9+R10)/(R9-R10)＝-15；
半像高IMGH为2.422mm，YM＝1.921mm,YM/Imgh的值为0.793。
参见图12，所示透镜组的纵向球差控制在±0.05范围内。
参见图13，所示透镜组的像散场曲控制在±0.05范围内。
参见图14，所示透镜组的光学畸变曲线，畸变百分比控制在2％范围内。
参见图15，所示透镜组的MTF传递函数曲线图(光学传递函数)，可以综合反映系统的成像质量，其曲线形状越平滑，且相对X轴的高度越高，证明系统的成像质量越好,本使用新型镜头具有较高的清晰度。
Claims (5)
1.一种潜望式取像光学透镜组，其特征在于，由物侧至像侧依序包含：一具正屈折力的第一透镜，其物侧面于近光轴处为凹面；一使光路弯曲的光学反射元件Ⅰ，其反射面与第一透镜的光轴夹角为30°～60°；一具正屈折力的第二透镜，其像侧面于近光轴处为凸面；一具负屈折力的第三透镜；一具正屈折力的第四透镜，其物侧面于近光轴处为凸面；一使光路再次发生弯曲的反射光学元件Ⅱ；及一具负屈折力的第五透镜，其像侧面于近光轴处为凸面；所述光学反射元件Ⅰ的光线出射面与第二透镜的物侧面之间设有光阑，反射光学元件Ⅱ的反射面与光学反射元件Ⅰ的反射面平行，第二透镜、第三透镜和第四透镜的光轴重合且与反射光学元件Ⅱ的反射面的夹角为30°～60°，所述第五透镜的光轴与第一透镜的光轴平行，且满足以下条件：
tan(FOV)>1.73 公式1；
-3<F1/F<-0.8 公式2；
其中，FOV为视场角、F1为第一透镜焦距、F为潜望式取像光学透镜组焦距。
2.根据权利要求1所述的潜望式取像光学透镜组，其特征在于，还满足如下条件：
-16<(R9+R10)/(R9-R10)<-5 公式3；
其中，R9为第五透镜物侧面曲率半径、R10为第五透镜像侧面曲率半径。
3.根据权利要求1所述的潜望式取像光学透镜组，其特征在于，还满足如下条件：
0.6<R6/R7<1.5 公式4；
其中，R6为第三透镜像侧面曲率半径、R7为第四透镜物侧面曲率半径。
4.根据权利要求1所述的潜望式取像光学透镜组，其特征在于，还满足如下条件：
YM/IMGH<0.9 公式5；
其中，IMGH为像源直径对角线长的一半、YM为从光学反射元件Ⅰ到第五透镜中最大半有效孔径值。
5.根据权利要求1所述的潜望式取像光学透镜组，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用偶次非球面塑料镜片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821600884.4U CN208872938U (zh) | 2018-09-29 | 2018-09-29 | 一种潜望式取像光学透镜组 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN112433421A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-03-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种镜头模组和电子设备 |
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| CN109239905B (zh) * | 2018-09-29 | 2024-08-16 | 辽宁中蓝光电科技有限公司 | 一种潜望式取像光学透镜组 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |