CN210803850U - 光学成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光学成像镜头,从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜,第六透镜物侧面为凸面,第六透镜像侧面为凹面;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜像侧面为凹面;其中,光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。本实用新型解决了现有技术中光学成像镜头存在成像效果不稳定的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学镜头成像技术领域,具体而言,涉及一种光学成像镜头。
背景技术
随着智能电子产品的快速更迭,人们对智能手机、平板电脑等产品的摄影功能需求也日益提高。智能电子产品市场微型化、超薄化的发展趋势,推动了光学成像镜头新的革命,在满足微型化要求之外,如何在不同环境下获取更高的成像质量,成为镜头设计者亟待解决的问题。
基于现有技术中光学成像镜头存在成像效果不稳定的问题,本实用新型提出一种大孔径、超薄、成像质量佳,能够满足智能电子产品微型化需求的光学成像镜头。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种光学成像镜头,以解决现有技术中光学成像镜头存在成像效果不稳定的问题。
为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种光学成像镜头,从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜,第六透镜物侧面为凸面,第六透镜像侧面为凹面;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜像侧面为凹面;其中,光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。
进一步地,第六透镜物侧面的曲率半径R11与第三透镜的有效焦距f3之间满足0.1<R11/f3<0.5。
进一步地,第二透镜的有效焦距f2与第七透镜的有效焦距f7之间满足1<f2/f7<1.6。
进一步地,第六透镜像侧面的曲率半径R12与第六透镜物侧面的曲率半径R11之间满足0<(R12-R11)/(R12+R11)<0.5。
进一步地,第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT,第一透镜物侧面到第七透镜像侧面在光轴上的距离TD之间满足0.3<∑CT/TD<0.8。
进一步地,第六透镜物侧面的曲率半径R11,第七透镜像侧面的曲率半径R14之间满足0.9<R11/R14<1.5。
进一步地,第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离为SAG11,第一透镜的边缘厚度为ET1,SAG11与ET1之间满足3<SAG11/ET1<3.6。
进一步地,第六透镜在光轴上的中心厚度CT6、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔T67与第七透镜在光轴上的中心厚度CT7之间满足0.1<CT6/(T67+CT7)<0.6。
进一步地,光学成像镜头的有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1与第三透镜的有效焦距f3之间满足1.3<(f/f1)+(f/f3)<2。
进一步地,第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT与光学成像镜头的入瞳直径EPD之间满足0.9<EPD/∑AT<1.6。
根据本实用新型的另一方面,提供了一种光学成像镜头,从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜物侧面为凸面,第七透镜像侧面为凹面;其中,第七透镜物侧面和光轴的交点至第七透镜物侧面的有效半径顶点之间的在光轴上的距离SAG71、第六透镜与第七透镜在光轴上的空气间隔T67、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足0.04<|SAG71*T67|/ImgH2<0.09。
进一步地,光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98。
进一步地,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。
进一步地,第六透镜物侧面的曲率半径R11与第三透镜的有效焦距f3之间满足0.1<R11/f3<0.5。
进一步地,第二透镜的有效焦距f2与第七透镜的有效焦距f7之间满足1<f2/f7<1.6。
进一步地,第六透镜像侧面的曲率半径R12与第六透镜物侧面的曲率半径R11之间满足0<(R12-R11)/(R12+R11)<0.5。
进一步地,第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT,第一透镜物侧面到第七透镜像侧面在光轴上的距离TD之间满足0.3<∑CT/TD<0.8。
进一步地,第六透镜物侧面的曲率半径R11,第七透镜像侧面的曲率半径R14之间满足0.9<R11/R14<1.5。
进一步地,第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离为SAG11,第一透镜的边缘厚度为ET1,SAG11与ET1之间满足3<SAG11/ET1<3.6。
进一步地,第六透镜在光轴上的中心厚度CT6、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔T67与第七透镜在光轴上的中心厚度CT7之间满足0.1<CT6/(T67+CT7)<0.6。
进一步地,光学成像镜头的有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1与第三透镜的有效焦距f3之间满足1.3<(f/f1)+(f/f3)<2。
进一步地,第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT与光学成像镜头的入瞳直径EPD之间满足0.9<EPD/∑AT<1.6。
应用本实用新型的技术方案,光学成像镜头从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜,第六透镜物侧面为凸面,第六透镜像侧面为凹面;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜像侧面为凹面;其中,光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。
通过面形、光焦度的合理布置,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差,进而使得在不同环境下获取更高的成像质量,增加了成像效果的稳定性。通过中厚的合理控制,使得可以在第三透镜与第四透镜之间设置光阑,并实现孔径的增大,大孔径的设计能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了本实用新型例子一的光学成像镜头的结构示意图;以及
图2示出了图1中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图3示出了图1中的光学成像镜头的象散曲线;
图4示出了图1中的光学成像镜头的畸变曲线;
图5示出了图1中的光学成像镜头的倍率色差曲线;
图6示出了本实用新型例子二的光学成像镜头的结构示意图;
图7示出了图6中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图8示出了图6中的光学成像镜头的象散曲线;
图9示出了图6中的光学成像镜头的畸变曲线;
图10示出了图6中的光学成像镜头的倍率色差曲线;
图11示出了本实用新型例子三的光学成像镜头的结构示意图;
图12示出了图11中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图13示出了图11中的光学成像镜头的象散曲线;
图14示出了图11中的光学成像镜头的畸变曲线;
图15示出了图11中的光学成像镜头的倍率色差曲线;
图16示出了本实用新型例子四的光学成像镜头的结构示意图;
图17示出了图16中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图18示出了图16中的光学成像镜头的象散曲线;
图19示出了图16中的光学成像镜头的畸变曲线;
图20示出了图16中的光学成像镜头的倍率色差曲线;
图21示出了本实用新型例子五的光学成像镜头的结构示意图;
图22示出了图21中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图23示出了图21中的光学成像镜头的象散曲线;
图24示出了图21中的光学成像镜头的畸变曲线;
图25示出了图21中的光学成像镜头的倍率色差曲线;
图26示出了本实用新型例子六的光学成像镜头的结构示意图;
图27示出了图26中的光学成像镜头的轴上色差曲线;
图28示出了图26中的光学成像镜头的象散曲线;
图29示出了图26中的光学成像镜头的畸变曲线;
图30示出了图26中的光学成像镜头的倍率色差曲线。
E1、第一透镜;E2、第二透镜;E3、第三透镜;E4、第四透镜;E5、第五透镜;E6、第六透镜;E7、第七透镜;E8、滤波片;S1、第一透镜物侧面;S2、第一透镜像侧面;S3、第二透镜物侧面;S4、第二透镜像侧面;S5、第三透镜物侧面;S6、第三透镜像侧面;S7、第四透镜物侧面;S8、第四透镜像侧面;S9、第五透镜物侧面;S10、第五透镜像侧面;S11、第六透镜物侧面;S12、第六透镜像侧面;S13、第七透镜物侧面;S14、第七透镜像侧面;S15、滤波片物侧面;S16、滤波片像侧面;S17、成像面;STO、光阑。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本实用新型。
应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲,附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本文中,近轴区域是指光轴附近的区域。若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于近轴区域为凸面;若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于近轴区域为凹面。每个透镜靠近物侧的表面成为该透镜的物侧面,每个透镜靠近像侧的表面称为该透镜的像侧面。在近轴区域的面形的判断可依据该领域中通常知识者的判断方式,以R值,(R指近轴区域的曲率半径,通常指光学软件中的透镜数据库(lensdata)上的R值)正负判断凹凸。以物侧面来说,当R值为正时,判定为凸面,当R值为负时,判定为凹面;以像侧面来说,当R值为正时,判定为凹面,当R值为负时,判定为凸面。
为了解决现有技术中光学成像镜头存在成像效果不稳定的问题,本实用新型提供了一种光学成像镜头。
实施例一
如图1至图30所示,光学成像镜头从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜,第六透镜物侧面为凸面,第六透镜像侧面为凹面;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜像侧面为凹面;其中,光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。
通过面形、光焦度的合理布置,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差,进而使得在不同环境下获取更高的成像质量,增加了成像效果的稳定性。通过中厚的合理控制,使得可以在第三透镜与第四透镜之间设置光阑,并实现孔径的增大,大孔径的设计能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。
需要说明的是,中厚是指位于第一透镜与第七透镜之间的透镜之间的厚度。
在本实施例中,第六透镜物侧面的曲率半径R11与第三透镜的有效焦距f3之间满足0.1<R11/f3<0.5。通过合理控制第六透镜物侧面的曲率半径和第三透镜的有效焦距,降低第三透镜与第六透镜的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量。
在本实施例中,第二透镜的有效焦距f2与第七透镜的有效焦距f7之间满足1<f2/f7<1.6。通过合理控制第二透镜的有效焦距与第七透镜的有效焦距的比值,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
在本实施例中,第六透镜像侧面的曲率半径R12与第六透镜物侧面的曲率半径R11之间满足0<(R12-R11)/(R12+R11)<0.5。通过控制第六透镜物侧面的曲率半径和第六透镜像侧面的曲率半径,可避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
在本实施例中,第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT,第一透镜物侧面到第七透镜像侧面在光轴上的距离TD之间满足0.3<∑CT/TD<0.8。这样设置使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,以减小光学成像镜头尺寸且减小镜片制作难度,二者之间可达到较好的折中。
在本实施例中,第六透镜物侧面的曲率半径R11,第七透镜像侧面的曲率半径R14之间满足0.9<R11/R14<1.5。通过控制第六透镜物侧面和第七透镜像侧面的曲率半径,可以减小第六透镜和第七透镜的光学敏感性。
在本实施例中,第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离为SAG11,第一透镜的边缘厚度为ET1,SAG11与ET1之间满足3<SAG11/ET1<3.6。通过限定第一透镜物侧面的矢高和边缘厚度的合理范围,增加第一透镜的可量产性,易于第一透镜组装在镜筒上。
在本实施例中,第六透镜在光轴上的中心厚度CT6、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔T67与第七透镜在光轴上的中心厚度CT7之间满足0.1<CT6/(T67+CT7)<0.6。通过合理控制第六透镜的中心厚度、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔、第七透镜在光轴上的中心厚度在合理的范围内,保证两片透镜既不会过薄以至于影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
在本实施例中,光学成像镜头的有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1与第三透镜的有效焦距f3之间满足1.3<(f/f1)+(f/f3)<2。通过合理分配第一透镜的有效焦距和第三透镜的有效焦距对于整个光学成像系统焦距的贡献,有利于降低第一透镜和第三透镜的球差和场曲。
在本实施例中,第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT与光学成像镜头的入瞳直径EPD之间满足0.9<EPD/∑AT<1.6。通过合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
实施例二
光学成像镜头从物侧至像侧依次包括:具有正光焦度的第一透镜;具有光焦度的第二透镜;具有正光焦度的第三透镜;具有光焦度的第四透镜;具有光焦度的第五透镜;具有光焦度的第六透镜;具有负光焦度的第七透镜,第七透镜物侧面为凸面,第七透镜像侧面为凹面;其中,第七透镜物侧面和光轴的交点至第七透镜物侧面的有效半径顶点之间的在光轴上的距离SAG71、第六透镜与第七透镜在光轴上的空气间隔T67、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足0.04<|SAG71*T67|/ImgH2<0.09。
通过面形、光焦度的合理布置,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。通过限定第七透镜物侧面的矢高,第六透镜和第七透镜之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
光学成像镜头的入瞳直径EPD和光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隔T23、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。通过中厚的合理控制,使得可以在第三透镜与第四透镜之间设置光阑,并实现孔径的增大,大孔径的设计能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。
在本实施例中,第六透镜物侧面的曲率半径R11与第三透镜的有效焦距f3之间满足0.1<R11/f3<0.5。通过合理控制第六透镜物侧面的曲率半径和第三透镜的有效焦距,降低第三透镜与第六透镜的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量。
在本实施例中,第二透镜的有效焦距f2与第七透镜的有效焦距f7之间满足1<f2/f7<1.6。通过合理控制第二透镜的有效焦距与第七透镜的有效焦距的比值,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
在本实施例中,第六透镜像侧面的曲率半径R12与第六透镜物侧面的曲率半径R11之间满足0<(R12-R11)/(R12+R11)<0.5。通过控制第六透镜物侧面的曲率半径和第六透镜像侧面的曲率半径,可避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
在本实施例中,第一透镜至第七透镜在光轴上的中心厚度之和∑CT,第一透镜物侧面到第七透镜像侧面在光轴上的距离TD之间满足0.3<∑CT/TD<0.8。这样设置使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,以减小光学成像镜头尺寸且减小镜片制作难度,二者之间可达到较好的折中。
在本实施例中,第六透镜物侧面的曲率半径R11,第七透镜像侧面的曲率半径R14之间满足0.9<R11/R14<1.5。通过控制第六透镜物侧面和第七透镜像侧面的曲率半径,可以减小第六透镜和第七透镜的光学敏感性。
在本实施例中,第一透镜物侧面和光轴的交点至第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离为SAG11,第一透镜的边缘厚度为ET1,SAG11与ET1之间满足3<SAG11/ET1<3.6。通过限定第一透镜物侧面的矢高和边缘厚度的合理范围,增加第一透镜的可量产性,易于第一透镜组装在镜筒上。
在本实施例中,第六透镜在光轴上的中心厚度CT6、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔T67与第七透镜在光轴上的中心厚度CT7之间满足0.1<CT6/(T67+CT7)<0.6。通过合理控制第六透镜的中心厚度、第六透镜和第七透镜在光轴上的空气间隔、第七透镜在光轴上的中心厚度在合理的范围内,保证两片透镜既不会过薄以至于影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
在本实施例中,光学成像镜头的有效焦距f、第一透镜的有效焦距f1与第三透镜的有效焦距f3之间满足1.3<(f/f1)+(f/f3)<2。通过合理分配第一透镜的有效焦距和第三透镜的有效焦距对于整个光学成像系统焦距的贡献,有利于降低第一透镜和第三透镜的球差和场曲。
在本实施例中,第一透镜至第七透镜中任意相邻两透镜之间在光轴上的空气间隔的总和∑AT与光学成像镜头的入瞳直径EPD之间满足0.9<EPD/∑AT<1.6。通过合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
上述光学成像镜头还可包括至少一个光阑,以提升镜头的成像质量。可选地,光阑可设置在第三透镜像侧面与第四透镜物侧面之间。可选地上述光学成像镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。
在本申请中的光学成像镜头可采用多片镜片,例如上述的七片。通过合理分配各透镜的光焦度、面形、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等,可有效增大光学成像镜头的孔径、降低镜头的敏感度并提高镜头的可加工性,使得光学成像镜头更有利于生产加工并且可适用于智能手机等便携式电子设备。上述的光学成像镜头还具有孔径大、超薄、成像质量佳的优点,能够满足智能电子产品微型化的需求。此外,大孔径的设计能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。
在本申请中,各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面。非球面透镜的特点是:从透镜中心到透镜周边,曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同,非球面透镜具有更佳的曲率半径特性,具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后,能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差,从而改善成像质量。
然而,本领域技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成光学成像镜头的透镜数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如,虽然在实施方式中以七个透镜为例进行了描述,但是光学成像镜头不限于包括七个透镜。如需要,该光学成像镜头还可包括其它数量的透镜。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学成像镜头的具体面型、参数的举例。
需要说明的是,下述的例子一至例子六中的任何一个例子均实用于本申请的所有实施例。
例子一
如图1所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凹面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凸面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凹面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有负光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表一示出了例子一的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表一:例子一中各透镜的详细光学数据(其中OBJ表示光源面)
面号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 圆锥系数 |
OBJ | 球面 | 无穷 | 无穷 | ||
S1 | 非球面 | 1.9259 | 0.5520 | 1.54/56.2 | -0.0457 |
S2 | 非球面 | 6.9336 | 0.1000 | 1.3666 | |
S3 | 非球面 | 2.7331 | 0.1621 | 1.64/23.5 | -0.9032 |
S4 | 非球面 | 1.5271 | 0.1852 | -0.9028 | |
S5 | 非球面 | 2.6090 | 0.3808 | 1.54/56.1 | -30.5998 |
S6 | 非球面 | -72.2411 | 0.1002 | -95.0000 | |
STO | 球面 | 无穷 | 0.5491 | ||
S7 | 非球面 | -52.0007 | 0.3058 | 1.66/20.4 | 50.0000 |
S8 | 非球面 | 17.0938 | 0.2660 | 13.6404 | |
S9 | 非球面 | -5.7011 | 0.3288 | 1.64/23.5 | -7.8192 |
S10 | 非球面 | -7.2143 | 0.1228 | -35.3879 | |
S11 | 非球面 | 1.5623 | 0.3555 | 1.54/56.1 | -4.3138 |
S12 | 非球面 | 2.0594 | 0.6626 | -3.5892 | |
S13 | 非球面 | 3.2110 | 0.3444 | 1.54/56.1 | -22.0345 |
S14 | 非球面 | 1.4268 | 0.1684 | -6.5697 | |
S15 | 球面 | 无穷 | 0.1600 | 1.52/64.2 | |
S16 | 球面 | 无穷 | 0.3564 | ||
S17 | 球面 | 无穷 |
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表二示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表二:例子一中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | 2.4088E-04 | -5.7702E-03 | 2.4087E-02 | -6.9199E-02 | 1.0383E-01 | -9.0423E-02 | 4.5043E-02 | -1.1823E-02 | 1.2407E-03 |
S2 | 2.2333E-03 | 9.8560E-02 | -2.9845E-01 | 5.4759E-01 | -6.4231E-01 | 4.6749E-01 | -2.0031E-01 | 4.5788E-02 | -4.3040E-03 |
S3 | -1.6509E-01 | 3.5124E-01 | -7.4131E-01 | 1.2925E+00 | -1.6781E+00 | 1.4371E+00 | -7.4011E-01 | 2.0506E-01 | -2.3320E-02 |
S4 | -1.7429E-01 | 2.9158E-01 | -2.6012E-01 | -4.6904E-01 | 2.3238E+00 | -4.4312E+00 | 4.4756E+00 | -2.2924E+00 | 4.6512E-01 |
S5 | 2.0521E-01 | -4.5551E-01 | 1.4369E+00 | -4.2178E+00 | 9.3280E+00 | -1.3796E+01 | 1.2425E+01 | -6.0413E+00 | 1.2061E+00 |
S6 | -4.0580E-02 | 1.7015E-01 | -1.0755E+00 | 3.8064E+00 | -7.6782E+00 | 8.6620E+00 | -4.7959E+00 | 6.5834E-01 | 2.8482E-01 |
S7 | -1.1925E-01 | -1.0007E-01 | 4.7387E-01 | -1.7040E+00 | 4.0762E+00 | -6.2521E+00 | 5.9148E+00 | -3.1478E+00 | 7.2324E-01 |
S8 | -8.0047E-02 | -1.5927E-01 | 5.3649E-01 | -1.4334E+00 | 2.5303E+00 | -2.8704E+00 | 2.0193E+00 | -8.0411E-01 | 1.3851E-01 |
S9 | 9.7840E-02 | -2.2952E-01 | 4.8596E-01 | -7.6929E-01 | 6.7289E-01 | -2.4089E-01 | -7.0643E-02 | 8.7811E-02 | -2.1539E-02 |
S10 | -1.1799E-01 | 1.4009E-01 | -3.5760E-03 | -1.7571E-01 | 2.2583E-01 | -1.4464E-01 | 5.1609E-02 | -9.7069E-03 | 7.5106E-04 |
S11 | -1.2438E-01 | 1.1165E-01 | -1.6964E-01 | 1.7588E-01 | -1.2756E-01 | 6.2300E-02 | -1.9079E-02 | 3.2637E-03 | -2.3551E-04 |
S12 | 1.5866E-02 | -1.0384E-01 | 9.6553E-02 | -5.8164E-02 | 2.3570E-02 | -6.2237E-03 | 1.0141E-03 | -9.2363E-05 | 3.5953E-06 |
S13 | -2.6175E-01 | 1.8181E-01 | -1.0150E-01 | 4.5860E-02 | -1.5661E-02 | 3.8579E-03 | -6.4664E-04 | 6.5393E-05 | -2.9664E-06 |
S14 | -1.4742E-01 | 9.0443E-02 | -4.2611E-02 | 1.4157E-02 | -3.7552E-03 | 8.1772E-04 | -1.2987E-04 | 1.2341E-05 | -5.0517E-07 |
表三给出了例子一中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表三:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 1 |
TTL(mm) | 5.10 |
ImgH(mm) | 3.07 |
Semi-FOV(°) | 35.0 |
Fno | 1.96 |
f(mm) | 4.10 |
f1(mm) | 4.71 |
f2(mm) | -5.71 |
f3(mm) | 4.64 |
f4(mm) | -19.44 |
f5(mm) | -46.42 |
f6(mm) | 9.50 |
f7(mm) | -5.06 |
表四给出了例子一中光学成像镜头的关系式,在例子一中
f/EPD=1.96,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.29,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.34,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.13,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.14,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.53,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=1.09,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=3.44,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.35,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.75,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.05,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.05,|SAG71*T67|/ImgH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表四:例子一中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 1 |
f/EPD | 1.96 |
T23/T34 | 0.29 |
R11/f3 | 0.34 |
f2/f7 | 1.13 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.14 |
∑CT/TD | 0.53 |
R11/R14 | 1.09 |
SAG11/ET1 | 3.44 |
CT6/(T67+CT7) | 0.35 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.75 |
EPD/∑AT | 1.05 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.05 |
在本例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.1mm,光学成像镜头的有效焦距为4.1mm,像高为3.07mm,最大半视场角为35度,光圈值为1.96。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图2示出了例子一的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图3示出了例子一的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4示出了例子一的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图5示出了例子一的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图2至图5中可以看出,根据例子一的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
例子二
如图6所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凹面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凸面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凹面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有负光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表五示出了例子二的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表五:例子二中各透镜的详细光学数据
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表六示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表六:例子二中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | -1.8479E-03 | 3.1740E-03 | -1.1128E-02 | 1.9560E-02 | -2.6892E-02 | 2.3399E-02 | -1.2367E-02 | 3.6092E-03 | -4.5696E-04 |
S2 | 1.2918E-02 | 7.9455E-02 | -2.3951E-01 | 3.6217E-01 | -3.3066E-01 | 1.8675E-01 | -6.3398E-02 | 1.1925E-02 | -9.9792E-04 |
S3 | -1.4263E-01 | 3.4543E-01 | -8.5841E-01 | 1.4566E+00 | -1.6004E+00 | 1.1159E+00 | -4.7517E-01 | 1.1254E-01 | -1.1344E-02 |
S4 | -1.7846E-01 | 3.7581E-01 | -8.1901E-01 | 1.0615E+00 | -3.1170E-01 | -9.5043E-01 | 1.2704E+00 | -6.3793E-01 | 1.1868E-01 |
S5 | 1.8946E-01 | -3.6927E-01 | 9.9076E-01 | -2.5272E+00 | 4.8087E+00 | -5.8611E+00 | 4.2621E+00 | -1.6822E+00 | 2.7836E-01 |
S6 | -2.6697E-02 | 9.0938E-02 | -3.8504E-01 | 8.5106E-01 | -8.2365E-01 | -4.7925E-02 | 8.2778E-01 | -6.7223E-01 | 1.7842E-01 |
S7 | -1.0513E-01 | -1.1555E-01 | 5.2137E-01 | -1.5834E+00 | 3.1584E+00 | -4.0235E+00 | 3.1546E+00 | -1.3896E+00 | 2.6260E-01 |
S8 | -7.1299E-02 | -1.7487E-01 | 5.0892E-01 | -1.1793E+00 | 1.8134E+00 | -1.7611E+00 | 1.0506E+00 | -3.5423E-01 | 5.1642E-02 |
S9 | 1.1511E-01 | -2.5510E-01 | 4.8010E-01 | -7.5681E-01 | 6.8054E-01 | -2.8340E-01 | -7.1337E-03 | 4.7586E-02 | -1.2119E-02 |
S10 | -1.1276E-01 | 1.7738E-01 | -8.9764E-02 | -8.3760E-02 | 1.4621E-01 | -9.0542E-02 | 2.8555E-02 | -4.5030E-03 | 2.7769E-04 |
S11 | -1.0892E-01 | 8.9157E-02 | -1.2382E-01 | 1.1891E-01 | -7.9420E-02 | 3.5422E-02 | -9.8728E-03 | 1.5357E-03 | -1.0068E-04 |
S12 | 1.6034E-02 | -1.2696E-01 | 1.3938E-01 | -9.7790E-02 | 4.5857E-02 | -1.4187E-02 | 2.7709E-03 | -3.0970E-04 | 1.5077E-05 |
S13 | -2.9769E-01 | 2.0734E-01 | -1.1449E-01 | 4.8537E-02 | -1.5433E-02 | 3.7806E-03 | -6.9603E-04 | 8.2636E-05 | -4.4758E-06 |
S14 | -1.6853E-01 | 1.1582E-01 | -6.5932E-02 | 2.9046E-02 | -1.0186E-02 | 2.6172E-03 | -4.3938E-04 | 4.2031E-05 | -1.7190E-06 |
表七给出了例子二中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表七:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 2 |
TTL(mm) | 5.10 |
ImgH(mm) | 3.08 |
Semi-FOV(°) | 35.0 |
Fno | 1.69 |
f(mm) | 4.10 |
f1(mm) | 4.85 |
f2(mm) | -5.46 |
f3(mm) | 4.46 |
f4(mm) | -20.48 |
f5(mm) | -43.58 |
f6(mm) | 8.60 |
f7(mm) | -4.72 |
表八给出了例子二中光学成像镜头的关系式,在例子二中
f/EPD=1.66,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.14,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.34,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.16,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.15,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.54,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=1.21,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=3.51,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.35,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.76,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.26,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.07,|SAG71*T67|/ImgH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表八:例子二中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 2 |
f/EPD | 1.66 |
T23/T34 | 0.14 |
R11/f3 | 0.34 |
f2/f7 | 1.16 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.15 |
∑CT/TD | 0.54 |
R11/R14 | 1.21 |
SAG11/ET1 | 3.51 |
CT6/(T67+CT7) | 0.35 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.76 |
EPD/∑AT | 1.26 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.07 |
在本例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.1mm,光学成像镜头的有效焦距为4.1mm,像高为3.08mm,最大半视场角为35度,光圈值为1.69。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图7示出了例子二的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图8示出了例子二的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图9示出了例子二的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图10示出了例子二的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图7至图10中可以看出,根据例子二的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
例子三
如图11所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凹面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凸面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凹面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有负光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表九示出了例子三的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表九:例子三中各透镜的详细光学数据
面号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 圆锥系数 |
OBJ | 球面 | 无穷 | 无穷 | ||
S1 | 非球面 | 2.0025 | 0.5889 | 1.54/56.2 | 0.0516 |
S2 | 非球面 | 6.4525 | 0.1000 | 6.8702 | |
S3 | 非球面 | 3.2591 | 0.1900 | 1.64/23.5 | -0.3460 |
S4 | 非球面 | 1.6526 | 0.1000 | -0.8543 | |
S5 | 非球面 | 2.4926 | 0.5283 | 1.54/56.1 | -25.8024 |
S6 | 非球面 | -34.0977 | 0.1000 | -16.3104 | |
STO | 球面 | 无穷 | 0.5926 | ||
S7 | 非球面 | -47.3087 | 0.2529 | 1.66/20.4 | 24.4886 |
S8 | 非球面 | 25.6027 | 0.2513 | 49.8762 | |
S9 | 非球面 | -10.7204 | 0.3003 | 1.64/23.5 | 9.2821 |
S10 | 非球面 | -17.4530 | 0.1036 | 50.0000 | |
S11 | 非球面 | 1.5574 | 0.2996 | 1.54/56.1 | -5.4147 |
S12 | 非球面 | 2.1972 | 0.7663 | -3.9163 | |
S13 | 非球面 | 3.1450 | 0.2500 | 1.54/56.1 | -51.6404 |
S14 | 非球面 | 1.2936 | 0.1540 | -8.6196 | |
S15 | 球面 | 无穷 | 0.1900 | 1.52/64.2 | |
S16 | 球面 | 无穷 | 0.3323 | ||
S17 | 球面 | 无穷 |
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表十示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表十:例子三中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | -2.0209E-03 | -3.5752E-03 | 2.3824E-02 | -5.9237E-02 | 7.4204E-02 | -5.4782E-02 | 2.3759E-02 | -5.5696E-03 | 5.3229E-04 |
S2 | 9.6899E-03 | 1.0064E-01 | -2.7952E-01 | 3.9940E-01 | -3.4267E-01 | 1.7794E-01 | -5.2775E-02 | 7.6814E-03 | -3.6338E-04 |
S3 | -1.3441E-01 | 3.2438E-01 | -7.8321E-01 | 1.2600E+00 | -1.2945E+00 | 8.3789E-01 | -3.2983E-01 | 7.2060E-02 | -6.6946E-03 |
S4 | -1.7779E-01 | 3.7704E-01 | -8.9569E-01 | 1.3950E+00 | -1.0699E+00 | 9.7591E-02 | 4.1543E-01 | -2.6421E-01 | 5.1517E-02 |
S5 | 1.8295E-01 | -3.4397E-01 | 9.0026E-01 | -2.2260E+00 | 4.1091E+00 | -4.8388E+00 | 3.3836E+00 | -1.2801E+00 | 2.0232E-01 |
S6 | -2.2333E-02 | 9.1318E-02 | -3.5904E-01 | 7.3301E-01 | -6.3421E-01 | -1.3020E-01 | 7.1084E-01 | -5.2552E-01 | 1.3037E-01 |
S7 | -8.7956E-02 | -1.7348E-01 | 7.2373E-01 | -2.0809E+00 | 3.9833E+00 | -4.8971E+00 | 3.7105E+00 | -1.5804E+00 | 2.8921E-01 |
S8 | -6.1119E-02 | -1.9856E-01 | 5.9168E-01 | -1.3767E+00 | 2.1719E+00 | -2.1784E+00 | 1.3387E+00 | -4.6233E-01 | 6.8756E-02 |
S9 | 1.0779E-01 | -2.4843E-01 | 5.0120E-01 | -8.5006E-01 | 8.4830E-01 | -4.4944E-01 | 8.7999E-02 | 1.7635E-02 | -8.0026E-03 |
S10 | -1.1551E-01 | 1.9869E-01 | -1.4119E-01 | -3.4628E-02 | 1.1638E-01 | -7.5674E-02 | 2.2432E-02 | -2.9162E-03 | 1.0378E-04 |
S11 | -1.1008E-01 | 8.5867E-02 | -1.1189E-01 | 1.0389E-01 | -6.8369E-02 | 3.0229E-02 | -8.3546E-03 | 1.2862E-03 | -8.3168E-05 |
S12 | 1.1306E-02 | -1.4442E-01 | 1.8120E-01 | -1.4473E-01 | 7.6607E-02 | -2.6587E-02 | 5.7907E-03 | -7.1740E-04 | 3.8515E-05 |
S13 | -3.1848E-01 | 2.0618E-01 | -9.5804E-02 | 2.9470E-02 | -5.5190E-03 | 7.0413E-04 | -1.2104E-04 | 2.4738E-05 | -2.2108E-06 |
S14 | -1.6727E-01 | 1.1123E-01 | -6.1034E-02 | 2.6206E-02 | -8.9867E-03 | 2.2471E-03 | -3.6817E-04 | 3.4839E-05 | -1.4346E-06 |
表十一给出了例子三中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表十一:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 3 |
TTL(mm) | 5.10 |
ImgH(mm) | 3.02 |
Semi-FOV(°) | 35.0 |
Fno | 1.65 |
f(mm) | 4.10 |
f1(mm) | 5.09 |
f2(mm) | -5.49 |
f3(mm) | 4.29 |
f4(mm) | -25.11 |
f5(mm) | -44.21 |
f6(mm) | 8.44 |
f7(mm) | -4.24 |
表十二给出了例子三中光学成像镜头的关系式,在例子三中
f/EPD=1.65,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.14,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.36,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.30,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.17,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.53,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=1.20,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=3.29,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.29,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.76,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.23,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.08,|SAG71*T67|/ImgH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表十二:例子三中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 3 |
f/EPD | 1.65 |
T23/T34 | 0.14 |
R11/f3 | 0.36 |
f2/f7 | 1.30 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.17 |
∑CT/TD | 0.53 |
R11/R14 | 1.20 |
SAG11/ET1 | 3.29 |
CT6/(T67+CT7) | 0.29 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.76 |
EPD/∑AT | 1.23 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.08 |
在本例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.1mm,光学成像镜头的有效焦距为4.1mm,像高为3.02mm,最大半视场角为35度,光圈值为1.65。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图12示出了例子三的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图13示出了例子三的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14示出了例子三的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图15示出了例子三的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图12至图15中可以看出,根据例子三的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
例子四
如图16所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凸面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凹面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凸面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有正光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表十三示出了例子四的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表十三:例子四中各透镜的详细光学数据
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表十四示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表十四:例子四中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | -5.8071E-03 | 1.7191E-03 | -5.9740E-03 | 4.9410E-03 | -2.3506E-03 | 5.4927E-04 | -4.8040E-05 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S2 | 3.3065E-02 | -3.4215E-02 | 3.2700E-02 | -2.2061E-02 | 8.9485E-03 | -2.1975E-03 | 3.4616E-04 | -3.5330E-05 | 1.8813E-06 |
S3 | -5.4229E-02 | -2.3659E-02 | 8.0182E-02 | -7.6031E-02 | 3.5820E-02 | -8.4954E-03 | 8.2130E-04 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S4 | -6.6282E-02 | -6.0526E-02 | 1.3623E-01 | -1.0619E-01 | 3.9686E-02 | -7.0339E-03 | 5.5652E-04 | 0.0000E+00 | 0.0000E+00 |
S5 | 1.4211E-01 | -1.9935E-01 | 3.7357E-01 | -5.9527E-01 | 7.2036E-01 | -5.7861E-01 | 2.8273E-01 | -7.5507E-02 | 8.3789E-03 |
S6 | -2.8622E-02 | 7.6196E-02 | -2.9812E-01 | 7.0701E-01 | -1.0232E+00 | 9.2282E-01 | -5.0339E-01 | 1.5016E-01 | -1.8561E-02 |
S7 | -1.2242E-01 | -3.1434E-01 | 1.2609E+00 | -2.7175E+00 | 3.9966E+00 | -3.8912E+00 | 2.3573E+00 | -7.9582E-01 | 1.1261E-01 |
S8 | -4.2664E-02 | -4.2109E-01 | 1.0829E+00 | -1.8565E+00 | 2.3321E+00 | -2.0453E+00 | 1.1466E+00 | -3.6405E-01 | 4.8858E-02 |
S9 | 1.5280E-01 | -3.6636E-01 | 6.8995E-01 | -1.1693E+00 | 1.2641E+00 | -7.0638E-01 | 4.1715E-02 | 1.3567E-01 | -4.2258E-02 |
S10 | -7.3402E-02 | 1.1509E-01 | -3.1579E-01 | 7.4649E-01 | -1.2742E+00 | 1.3866E+00 | -9.2431E-01 | 3.4313E-01 | -5.3392E-02 |
S11 | -8.0303E-02 | 9.7744E-02 | -1.5814E-01 | 1.6066E-01 | -1.1165E-01 | 5.0526E-02 | -1.3742E-02 | 2.0206E-03 | -1.2337E-04 |
S12 | -3.1450E-03 | -2.5407E-02 | 1.9977E-02 | -3.6696E-02 | 3.7041E-02 | -2.0994E-02 | 6.7207E-03 | -1.1245E-03 | 7.6090E-05 |
S13 | -4.2786E-01 | 4.9261E-01 | -5.9778E-01 | 5.5574E-01 | -3.4567E-01 | 1.3617E-01 | -3.2253E-02 | 4.1743E-03 | -2.2666E-04 |
S14 | -1.9050E-01 | 2.1555E-01 | -1.9837E-01 | 1.2203E-01 | -4.8948E-02 | 1.2350E-02 | -1.8551E-03 | 1.5015E-04 | -5.0185E-06 |
表十五给出了例子四中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表十五:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 4 |
TTL(mm) | 5.40 |
ImgH(mm) | 2.45 |
Semi-FOV(°) | 31.0 |
Fno | 1.49 |
f(mm) | 4.00 |
f1(mm) | 4.79 |
f2(mm) | -6.05 |
f3(mm) | 5.70 |
f4(mm) | -12.30 |
f5(mm) | 41.24 |
f6(mm) | 6.39 |
f7(mm) | -3.83 |
表十六给出了例子四中光学成像镜头的关系式,在例子四中
f/EPD=1.49,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.20,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.36,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.58,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.37,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.61,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=1.40,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=2.48,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.55,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.54,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.57,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.08,|SAG71*T67|/ImgH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表十六:例子四中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 4 |
f/EPD | 1.49 |
T23/T34 | 0.20 |
R11/f3 | 0.36 |
f2/f7 | 1.58 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.37 |
∑CT/TD | 0.61 |
R11/R14 | 1.40 |
SAG11/ET1 | 2.48 |
CT6/(T67+CT7) | 0.55 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.54 |
EPD/∑AT | 1.57 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.08 |
在本例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.4mm,光学成像镜头的有效焦距为4.0mm,像高为2.45mm,最大半视场角为31度,光圈值为1.49。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图17示出了例子四的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图18示出了例子四的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图19示出了例子四的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图20示出了例子四的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图17至图20中可以看出,根据例子四的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
例子五
如图21所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凹面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凸面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凸面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有负光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表十七示出了例子五的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表十七:例子五中各透镜的详细光学数据
面号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 圆锥系数 |
OBJ | 球面 | 无穷 | 无穷 | ||
S1 | 非球面 | 1.9738 | 0.6041 | 1.54/56.2 | 0.0659 |
S2 | 非球面 | 5.8803 | 0.1000 | 8.3671 | |
S3 | 非球面 | 3.2372 | 0.2100 | 1.64/23.5 | -0.0825 |
S4 | 非球面 | 1.6145 | 0.1000 | -0.7667 | |
S5 | 非球面 | 2.4358 | 0.6142 | 1.54/56.1 | -22.4227 |
S6 | 非球面 | -23.7525 | 0.1000 | 50.0000 | |
STO | 球面 | 无穷 | 0.6521 | ||
S7 | 非球面 | 13.9778 | 0.2100 | 1.66/20.4 | 36.4447 |
S8 | 非球面 | 9.7178 | 0.2921 | 49.3007 | |
S9 | 非球面 | -9.3153 | 0.2100 | 1.64/23.5 | 7.5446 |
S10 | 非球面 | -12.0893 | 0.1000 | 50.0000 | |
S11 | 非球面 | 1.5792 | 0.2210 | 1.54/56.1 | -6.2875 |
S12 | 非球面 | 2.1464 | 0.6300 | -6.2331 | |
S13 | 非球面 | 3.5318 | 0.2400 | 1.54/56.1 | -0.1592 |
S14 | 非球面 | 1.3355 | 0.2282 | -10.1785 | |
S15 | 球面 | 无穷 | 0.2100 | 1.52/64.2 | |
S16 | 球面 | 无穷 | 0.2783 | ||
S17 | 球面 | 无穷 |
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表十八示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表十八:例子五中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | 8.3173E-04 | -2.5876E-02 | 8.6644E-02 | -1.5755E-01 | 1.6950E-01 | -1.1318E-01 | 4.5730E-02 | -1.0197E-02 | 9.5285E-04 |
S2 | 8.3038E-03 | 1.0012E-01 | -2.6336E-01 | 3.7279E-01 | -3.2350E-01 | 1.7175E-01 | -5.2666E-02 | 8.1257E-03 | -4.4148E-04 |
S3 | -1.1703E-01 | 2.3669E-01 | -4.9661E-01 | 7.1834E-01 | -6.7303E-01 | 3.9945E-01 | -1.4454E-01 | 2.9141E-02 | -2.5162E-03 |
S4 | -1.7340E-01 | 3.8138E-01 | -9.9714E-01 | 1.8268E+00 | -1.9869E+00 | 1.2211E+00 | -3.8574E-01 | 4.4778E-02 | 1.6708E-03 |
S5 | 1.8451E-01 | -3.5803E-01 | 8.7903E-01 | -1.8072E+00 | 2.8051E+00 | -2.8926E+00 | 1.8061E+00 | -6.1080E-01 | 8.5468E-02 |
S6 | -1.6983E-02 | 9.0945E-02 | -3.8364E-01 | 9.0590E-01 | -1.2250E+00 | 9.4162E-01 | -3.6910E-01 | 4.6397E-02 | 5.8992E-03 |
S7 | -4.2561E-02 | -3.0891E-01 | 1.0805E+00 | -2.7719E+00 | 4.8623E+00 | -5.5745E+00 | 3.9416E+00 | -1.5541E+00 | 2.6083E-01 |
S8 | -3.9331E-02 | -1.6339E-01 | 3.0813E-01 | -5.7905E-01 | 8.9086E-01 | -9.1575E-01 | 5.6967E-01 | -1.9407E-01 | 2.7867E-02 |
S9 | 1.0390E-01 | -2.3336E-01 | 5.9734E-01 | -1.1745E+00 | 1.3380E+00 | -9.1302E-01 | 3.7477E-01 | -8.6656E-02 | 8.7158E-03 |
S10 | -1.8328E-01 | 4.8801E-01 | -7.7880E-01 | 8.9255E-01 | -8.2993E-01 | 5.6543E-01 | -2.4486E-01 | 5.8423E-02 | -5.7998E-03 |
S11 | -1.3559E-01 | 8.8338E-02 | -1.2172E-01 | 1.4871E-01 | -1.2534E-01 | 6.5492E-02 | -2.0170E-02 | 3.3478E-03 | -2.3014E-04 |
S12 | 6.1241E-02 | -3.4545E-01 | 4.9934E-01 | -4.4933E-01 | 2.6332E-01 | -1.0002E-01 | 2.3690E-02 | -3.1625E-03 | 1.8035E-04 |
S13 | -4.1061E-01 | 3.2386E-01 | -2.4240E-01 | 1.1056E-01 | -2.2889E-02 | -2.0710E-04 | 1.0870E-03 | -2.1060E-04 | 1.3589E-05 |
S14 | -1.0448E-01 | 2.4220E-02 | 2.0150E-02 | -3.0230E-02 | 1.6831E-02 | -5.0134E-03 | 8.4021E-04 | -7.4502E-05 | 2.7059E-06 |
表十九给出了例子五中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表十九:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 5 |
TTL(mm) | 5.00 |
ImgH(mm) | 3.10 |
Semi-FOV(°) | 35.0 |
Fno | 1.89 |
f(mm) | 4.10 |
f1(mm) | 5.17 |
f2(mm) | -5.30 |
f3(mm) | 4.09 |
f4(mm) | -49.23 |
f5(mm) | -65.39 |
f6(mm) | 9.66 |
f7(mm) | -4.10 |
表二十给出了例子五中光学成像镜头的关系式,在例子五中
f/EPD=1.59,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.13,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.39,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.29,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.15,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.51,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=1.18,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=3.44,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.25,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.79,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.31,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.06,|SAG71*T67|/ImgH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表二十:例子五中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 5 |
f/EPD | 1.59 |
T23/T34 | 0.13 |
R11/f3 | 0.39 |
f2/f7 | 1.29 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.15 |
∑CT/TD | 0.51 |
R11/R14 | 1.18 |
SAG11/ET1 | 3.44 |
CT6/(T67+CT7) | 0.25 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.79 |
EPD/∑AT | 1.31 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.06 |
在本例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.0mm,光学成像镜头的有效焦距为4.1mm,像高为3.10mm,最大半视场角为35度,光圈值为1.89。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图22示出了例子五的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图23示出了例子五的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图24示出了例子五的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图25示出了例子五的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图22至图25中可以看出,根据例子五的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
例子六
如图26所示,光学成像镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、光阑STO、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、滤波片E8和成像面S17。
第一透镜E1具有正光焦度,第一透镜物侧面S1为凸面,第一透镜像侧面S2为凹面;第二透镜E2具有负光焦度,第二透镜物侧面S3为凸面,第二透镜像侧面S4为凹面;第三透镜E3具有正光焦度,第三透镜物侧面S5为凸面,第三透镜像侧面S6为凸面;第四透镜E4具有负光焦度,第四透镜物侧面S7为凹面,第四透镜像侧面S8为凹面;第五透镜E5具有正光焦度,第五透镜物侧面S9为凹面,第五透镜像侧面S10为凸面;第六透镜E6具有正光焦度,第六透镜物侧面S11为凸面,第六透镜像侧面S12为凹面;第七透镜E7具有负光焦度,第七透镜物侧面S13为凸面,第七透镜像侧面S14为凹面。滤波片E8具有滤波片物侧面S15和滤波片像侧面S16。来自物体的光依次穿过各表面并最终成像在成像面S17上。
表二十一示出了例子六的光学成像镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数,其中,曲率半径和厚度的单位均为毫米。
表二十一:例子六中各透镜的详细光学数据
在本例子中,各透镜均可采用非球面透镜,各非球面面型x由以下公式限定:
其中,x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,(即近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数(在表1中已给出);Ai是非球面第i-th阶的修正系数。
表二十二示出了可用于该例子中的各非球面透镜的各非球面的高次项系数。
表二十二:例子六中各非球面的的高次项系数
面型 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 | A18 | A20 |
S1 | 2.7370E-04 | -8.6268E-03 | 3.4395E-02 | -8.7571E-02 | 1.2075E-01 | -9.9514E-02 | 4.7838E-02 | -1.2278E-02 | 1.2719E-03 |
S2 | 1.4486E-02 | 7.7289E-02 | -2.9229E-01 | 5.4331E-01 | -6.0599E-01 | 4.1411E-01 | -1.6669E-01 | 3.5879E-02 | -3.1897E-03 |
S3 | -1.4862E-01 | 3.4349E-01 | -9.4393E-01 | 1.9046E+00 | -2.5201E+00 | 2.1083E+00 | -1.0670E+00 | 2.9682E-01 | -3.4725E-02 |
S4 | -1.7636E-01 | 3.2376E-01 | -6.2508E-01 | 4.7765E-01 | 1.3959E+00 | -4.2384E+00 | 4.7587E+00 | -2.4970E+00 | 5.0757E-01 |
S5 | 2.0642E-01 | -4.7138E-01 | 1.3884E+00 | -3.8830E+00 | 8.2461E+00 | -1.1331E+01 | 9.2517E+00 | -4.0324E+00 | 7.1797E-01 |
S6 | -3.5996E-02 | 1.4068E-01 | -8.2234E-01 | 2.6950E+00 | -5.1301E+00 | 5.7879E+00 | -3.6832E+00 | 1.1399E+00 | -1.0116E-01 |
S7 | -1.1287E-01 | -1.4181E-01 | 7.3556E-01 | -2.6350E+00 | 6.2007E+00 | -9.3425E+00 | 8.6478E+00 | -4.4727E+00 | 9.8583E-01 |
S8 | -8.3740E-02 | -1.6051E-01 | 5.2135E-01 | -1.3664E+00 | 2.3674E+00 | -2.6265E+00 | 1.8080E+00 | -7.0450E-01 | 1.1805E-01 |
S9 | 1.0544E-01 | -2.3439E-01 | 4.4643E-01 | -6.5096E-01 | 4.2151E-01 | 8.5142E-02 | -3.1315E-01 | 1.8553E-01 | -3.8464E-02 |
S10 | -1.4158E-01 | 2.4724E-01 | -2.3505E-01 | 1.4549E-01 | -1.0002E-01 | 8.4195E-02 | -4.9075E-02 | 1.4684E-02 | -1.7036E-03 |
S11 | -1.6324E-01 | 1.5486E-01 | -2.6623E-01 | 3.2158E-01 | -2.7256E-01 | 1.5431E-01 | -5.4376E-02 | 1.0651E-02 | -8.7717E-04 |
S12 | -3.7345E-03 | -1.1558E-01 | 1.3705E-01 | -1.0093E-01 | 4.9064E-02 | -1.5348E-02 | 2.9276E-03 | -3.0619E-04 | 1.3211E-05 |
S13 | -3.5555E-01 | 2.9012E-01 | -1.8222E-01 | 8.7287E-02 | -2.9971E-02 | 7.2247E-03 | -1.2041E-03 | 1.2753E-04 | -6.4245E-06 |
S14 | -1.7755E-01 | 1.3998E-01 | -1.0020E-01 | 5.8302E-02 | -2.5501E-02 | 7.5509E-03 | -1.3849E-03 | 1.4044E-04 | -5.9920E-06 |
表二十三给出了例子六中光学成像镜头的有效焦距f,各透镜的有效焦距f1至f7、第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的距离TTL、光学成像镜头的F数Fno、光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH以及最大半视场角HFOV。
表二十三:光学成像镜头的参数
参数\例子 | 6 |
TTL(mm) | 5.00 |
ImgH(mm) | 3.10 |
Semi-FOV(°) | 35.0 |
Fno | 1.89 |
f(mm) | 4.20 |
f1(mm) | 4.54 |
f2(mm) | -5.30 |
f3(mm) | 4.60 |
f4(mm) | -16.03 |
f5(mm) | 76.68 |
f6(mm) | 12.93 |
f7(mm) | -4.90 |
表二十四给出了例子六中光学成像镜头的关系式,在例子六中
f/EPD=1.89,f/EPD在1.4至1.98的范围内,可在压缩镜头整体尺寸和保证正常量产良率的前提下,实现更大的孔径来增加进光量,并有效的平衡控制系统的低阶像差。
T23/T34=0.15,T23/T34在0.1至0.3的范围内,可以实现孔径的增大,增加进光量。
R11/f3=0.33,R11/f3在0.1至0.5的范围内,降低第三透镜E3与第六透镜E6的光学敏感度,使得在该范围内像差减小,提高成像质量
f2/f7=1.08,f2/f7在1至1.6的范围内,使球差控制在合理范围内,以拥有更好的成像效果。
(R12-R11)/(R12+R11)=0.08,(R12-R11)/(R12+R11)在0至0.5的范围内,避免光学成像镜头出现过大的入射角,同时可以约束光学成像镜头光焦度的范围来减小慧差。
∑CT/TD=0.53,∑CT/TD在0.3至0.8的范围内,使得各个透镜厚度相对于光学成像镜头的长度在合理的范围内,减小了光学成像镜头尺寸且减小了镜片制作难度。
R11/R14=0.97,R11/R14在0.9至1.5的范围内,可以减小第六透镜E6和第七透镜E7的光学敏感性。
SAG11/ET1=3.42,SAG11/ET1在3至3.6的范围内,增加第一透镜E1的可量产性,易于第一透镜E1组装在镜筒上。
CT6/(T67+CT7)=0.32,CT6/(T67+CT7)在0.1至0.6的范围内,保证第六透镜E6和第七透镜E7既不会过薄影响生产,同时避免光学成像镜头总长超过制造限制。
(f/f1)+(f/f3)=1.84,(f/f1)+(f/f3)在1.3至2的范围内,有利于降低第一透镜E1和第三透镜E3的球差和场曲。
EPD/∑AT=1.17,EPD/∑AT在0.9至1.6的范围内,合理约束空气间隔的总长度,使得透镜结构更加紧凑,在实现大孔径的同时保持光学成像镜头的有效焦距和光学成像镜头总长仍在合理范围内。
|SAG71*T67|/ImgH2=0.05,|SAG71*T67|/Im gH2在0.04至0.09的范围内,限定第七透镜物侧面S14的矢高,第六透镜E6和第七透镜E7之间的空气间隔相对于像高的比值,使得第七透镜E7更易加工,并可相应减少光学成像镜头总长。
表二十四:例子六中光学成像镜头的各关系式
条件式\例子 | 6 |
f/EPD | 1.89 |
T23/T34 | 0.15 |
R11/f3 | 0.33 |
f2/f7 | 1.08 |
(R12-R11)/(R12+R11) | 0.08 |
∑CT/TD | 0.53 |
R11/R14 | 0.97 |
SAG11/ET1 | 3.42 |
CT6/(T67+CT7) | 0.32 |
(f/f1)+(f/f3) | 1.84 |
EPD/∑AT | 1.17 |
|SAG71*T67|/ImgH^2 | 0.05 |
在例子中,光学成像镜头从第一透镜物侧面S1至成像面S17在光轴上的长度为5.0mm,光学成像镜头的有效焦距为4.2mm,像高为3.10mm,最大半视场角为35度,光圈值为1.89。本例子在保证光学成像镜头小型化的同时,保证了较大的光圈,能够获取更多的进光量,在光线不足时降低光学像差,提升图像采集品质,获取稳定的成像效果。需要说明的是,光圈值越大光圈越小,光圈值越小,光圈越大。
图27示出了例子六的光学成像镜头上的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由光学系统后的会聚焦点偏离,使得最后成像的时候不同波长的光的像焦面不能重合,复色光散开形成色散。图28示出了例子六的光学成像镜头的象散曲线,其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图29示出了例子六的光学成像镜头的畸变曲线,其表示不同视角情况下的畸变大小值。图30示出了例子六的光学成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由光学成像镜头后在成像面上的不同像高的相差。从图27至图30中可以看出,根据例子六的光学成像镜头适用于便捷式电子产品,具有大孔径和良好的成像质量。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光学成像镜头,其特征在于,从物侧至像侧依次包括:
具有正光焦度的第一透镜;
具有负光焦度的第二透镜;
具有正光焦度的第三透镜;
具有光焦度的第四透镜;
具有光焦度的第五透镜;
具有光焦度的第六透镜,第六透镜物侧面为凸面,第六透镜像侧面为凹面;
具有负光焦度的第七透镜,第七透镜像侧面为凹面;
其中,所述光学成像镜头的入瞳直径EPD和所述光学成像镜头的有效焦距f之间满足1.4<f/EPD<1.98,所述第二透镜与所述第三透镜在光轴上的空气间隔T23、所述第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隔T34之间满足0.1<T23/T34<0.3。
2.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第六透镜物侧面的曲率半径R11与所述第三透镜的有效焦距f3之间满足0.1<R11/f3<0.5。
3.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第二透镜的有效焦距f2与所述第七透镜的有效焦距f7之间满足1<f2/f7<1.6。
4.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第六透镜像侧面的曲率半径R12与所述第六透镜物侧面的曲率半径R11之间满足0<(R12-R11)/(R12+R11)<0.5。
5.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第七透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑CT,第一透镜物侧面到第七透镜像侧面在所述光轴上的距离TD之间满足0.3<∑CT/TD<0.8。
6.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第六透镜物侧面的曲率半径R11,第七透镜像侧面的曲率半径R14之间满足0.9<R11/R14<1.5。
7.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,第一透镜物侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜物侧面的有效半径顶点之间的轴上距离为SAG11,所述第一透镜的边缘厚度为ET1,SAG11与ET1之间满足3<SAG11/ET1<3.6。
8.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述第六透镜在所述光轴上的中心厚度CT6、所述第六透镜和所述第七透镜在所述光轴上的空气间隔T67与所述第七透镜在所述光轴上的中心厚度CT7之间满足0.1<CT6/(T67+CT7)<0.6。
9.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于,所述光学成像镜头的有效焦距f、所述第一透镜的有效焦距f1与所述第三透镜的有效焦距f3之间满足1.3<(f/f1)+(f/f3)<2。
10.一种光学成像镜头,其特征在于,从物侧至像侧依次包括:
具有正光焦度的第一透镜;
具有光焦度的第二透镜;
具有正光焦度的第三透镜;
具有光焦度的第四透镜;
具有光焦度的第五透镜;
具有光焦度的第六透镜;
具有负光焦度的第七透镜,第七透镜物侧面为凸面,第七透镜像侧面为凹面;
其中,所述第七透镜物侧面和光轴的交点至所述第七透镜物侧面的有效半径顶点之间的在所述光轴上的距离SAG71、所述第六透镜与所述第七透镜在所述光轴上的空气间隔T67、所述光学成像镜头的成像面上有效像素区域对角线长的一半ImgH之间满足0.04<|SAG71*T67|/ImgH2<0.09。
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CN117148549A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 江西联益光学有限公司 | 光学镜头 |
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- 2019-08-08 CN CN201921280484.4U patent/CN210803850U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117148549A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 江西联益光学有限公司 | 光学镜头 |
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