CN211955962U

CN211955962U - 潜望式长焦镜头及电子设备

Info

Publication number: CN211955962U
Application number: CN202020853923.2U
Authority: CN
Inventors: 袁怀刚
Original assignee: Weihai Shigaoguang Electronics Co ltd
Current assignee: Weihai Shigaoguang Electronics Co ltd
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-20

Abstract

本实用新型揭示了一种潜望式长焦镜头及电子设备，所述长焦镜头从物侧至像侧包括光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及滤光片，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，其中：所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面光轴处为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面光轴处为凸面；所述第三透镜具有负光焦度；所述第四透镜具有负光焦度，第四透镜为双凹透镜，其物侧面光轴处为凹面，像侧面光轴处为凹面；所述第五透镜具有正光焦度。本实用新型中的潜望式长焦镜头及电子设备通过光学参数的优化，在保证长焦的同时，能够提高镜头的分辨率，降低整体成像点偏差，减小光学畸变。

Description

潜望式长焦镜头及电子设备

技术领域

本实用新型属于光学镜头技术领域，具体涉及一种潜望式长焦镜头及电子设备。

背景技术

随着科术的进步和经济的发展，人们对于便携式电子设备(比如平板电脑、Ipad、智能手机等等)的摄像功能的要求越来越高，不仅要求该电子设备所配置的摄像模组能够实现背景虚化、夜间拍着清晰，而且更要求该电子设备所配置的摄像模组能够实现光学变焦。而潜望式摄像模组作为一种具有较强光学变焦能力的摄像模组，越来越受到人们的欢迎和重视。

现有技术中潜望式摄像模组中焦距较短(2mm～4mm)，在长焦的情况下无法解决像散、球差等像差问题，无法有效地保证光学畸变及分辨率等参数。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种潜望式长焦镜头及电子设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种潜望式长焦镜头及电子设备。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种潜望式长焦镜头，所述长焦镜头从物侧至像侧包括光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及滤光片，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，其中：

所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面光轴处为凸面；

所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面光轴处为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第四透镜具有负光焦度，第四透镜为双凹透镜，其物侧面光轴处为凹面，像侧面光轴处为凹面；

所述第五透镜具有正光焦度；

各透镜的表面均为非球面，且满足非球面公式：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为Y的位置时距离非球面顶点的距离矢量高度，C＝1/r为非球面顶点处半径所对应的曲率，r为近轴球面半径，Y为非球面上任一点至光轴的距离，K为二次曲面圆锥系数，a、b、c、d、e…p、q为高阶多项式非球面系数。

一实施例中，所述长焦镜头满足0.75<f/TTL<1.6，其中，f为长焦镜头的焦距，TTL为长焦镜头的光学总长。

一实施例中，所述长焦镜头满足TTL/ImagH<5.0、D5/ImagH<0.9，其中，TTL为长焦镜头的光学总长，ImagH为成像镜头像面的半像高，D5为第五透镜的通光半孔径。

一实施例中，所述长焦镜头满足-2.5<R1/R2<0、0.1<f1/f<1，其中，f1为第一透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，R2为第一透镜像侧面的曲率半径。

一实施例中，所述长焦镜头满足-2.5<f2/f<-0.5、-2<f3/f<-0.2、-1.4<f4/f<-0.3、2.2<f5/f<10，其中，f2、f3、f4、f5分别为第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距。

一实施例中，所述长焦镜头满足-2.75<R5/R6<-0.2、2.5<DT3/CT3<7.45，其中，R5为第三透镜物侧面的曲率半径，R6为第三透镜像侧面的曲率半径，DT3为第三透镜像面的通光孔径，CT3为第三透镜的中心厚度。

一实施例中，所述长焦镜头满足0.5<CT1/CT2<1.5、0.15<(T12/T23)+(T34/T45)<1.4，其中，CT1为第一透镜的中心厚度，CT2为第二透镜的中心厚度，T12为第一透镜与第二透镜在光轴上的距离，T23为第二透镜和第三透镜在光轴上的距离，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的距离，T45为第四透镜和第五透镜在光轴上的距离。

一实施例中，所述长焦镜头满足Vd2<23、(Vd1，Vd3，Vd4，Vd5)>50，其中，Vd1为第一透镜的色散系数，Vd2为第二透镜的色散系数，Vd3为第三透镜的色散系数，Vd4为第四透镜的色散系数，Vd5为第五透镜的色散系数。

一实施例中，所述长焦镜头满足FOV<20°，其中，FOV为长焦镜头的最大视场角。

本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种电子设备，所述电子设备中设有至少一个上述的潜望式长焦镜头。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型中的潜望式长焦镜头及电子设备通过光学参数的优化，在保证长焦的同时，能够提高镜头的分辨率，降低整体成像点偏差，减小光学畸变。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中潜望式长焦镜头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中潜望式长焦镜头的结构及光学路径示意图；

图3所示为本实用新型实施例一中长焦镜头的场曲图；

图4所示为本实用新型实施例一中长焦镜头的光学畸变图；

图5所示为本实用新型实施例一中长焦镜头的纵向球差图；

图6所示为本实用新型实施例一中长焦镜头的MTF解像曲线图；

图7为本实用新型实施例二中潜望式长焦镜头的结构及光学路径示意图；

图8所示为本实用新型实施例二中长焦镜头的场曲图；

图9所示为本实用新型实施例二中长焦镜头的光学畸变图；

图10所示为本实用新型实施例二中长焦镜头的纵向球差图；

图11所示为本实用新型实施例二中长焦镜头的MTF解像曲线图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

参图1所示，本实用新型的一种潜望式长焦镜头，其从物侧至像侧包括光阑、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5及滤光片IR，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，其中：

第一透镜具有正光焦度，其物侧面光轴处为凸面；

第二透镜具有负光焦度，其像侧面光轴处为凸面；

第三透镜具有负光焦度；

第四透镜具有负光焦度，第四透镜为双凹透镜，其物侧面光轴处为凹面，像侧面光轴处为凹面；

第五透镜具有正光焦度；

各透镜的表面均为非球面，且满足非球面公式：

本实用新型中的透镜采用正负透镜相互组合，有利于校正光学镜头的像散、球差等像差。

优选地，本实用新型中长焦镜头的焦距大于或等于8mm。

优选地，长焦镜头满足0.75<f/TTL<1.6，其中，f为长焦镜头的焦距，TTL为长焦镜头的光学总长。

优选地，长焦镜头满足TTL/ImagH<5.0，其中，TTL为长焦镜头的光学总长，ImagH为成像镜头像面的半像高。设置TTL和ImagH的比值在合理的范围内，可以约束整个镜头的体积，便于后面的机构配合。

优选地，长焦镜头满足D5/ImagH<0.9，其中，ImagH为成像镜头像面的半像高，D5为第五透镜的通光半孔径。通过D5和ImagH的比值可以限制镜头的高度尺寸。

优选地，长焦镜头满足-2.5<R1/R2<0、0.1<f1/f<1，其中，f1为第一透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，R2为第一透镜像侧面的曲率半径。满足上式可约束第一透镜的形状利于加工，并使收集的光线进入光线系统减少球差的产生。

优选地，长焦镜头满足-2.5<f2/f<-0.5、-2<f3/f<-0.2、-1.4<f4/f<-0.3、2.2<f5/f<10，其中，f2、f3、f4、f5分别为第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距。各个透镜焦距的合理分配可以达到缩短镜头总长、控制像差的目的。

优选地，长焦镜头满足-2.75<R5/R6<-0.2、2.5<DT3/CT3<7.45，其中，R5为第三透镜物侧面的曲率半径，R6为第三透镜像侧面的曲率半径，DT3为第三透镜像面的通光孔径，CT3为第三透镜的中心厚度。满足上式可限制第三透镜的形状及光焦度，有利于像差的校正及场曲的控制。

优选地，长焦镜头满足0.5<CT1/CT2<1.5、0.15<(T12/T23)+(T34/T45)<1.4，其中，CT1为第一透镜的中心厚度，CT2为第二透镜的中心厚度，T12为第一透镜与第二透镜在光轴上的距离，T23为第二透镜和第三透镜在光轴上的距离，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的距离，T45为第四透镜和第五透镜在光轴上的距离。满足上式可以合理控制各个透镜中心厚度的比例，控制整体镜头的总长，使镜头小型化、薄型化，并且相互补偿校正像差。

优选地，长焦镜头满足Vd2＜23、(Vd1，Vd3，Vd4，Vd5)＞50，其中，Vd1为第一透镜的色散系数，Vd2为第二透镜的色散系数，Vd3为第三透镜的色散系数，Vd4为第四透镜的色散系数，Vd5为第五透镜的色散系数。第二透镜采用大色散高折射率的树脂材料，其他透镜采用小色散低折射率的树脂材料，可消除镜头产生的色差。

优选地，长焦镜头满足FOV＜20°，其中，FOV为长焦镜头的最大视场角。光学镜头的画角小，拍摄景物的空间范围小，使得镜头的畸变及像差较小，画质解析力高。

本实用新型还公开了一种电子设备，该电子设备中设有至少一个上述的潜望式长焦镜头。

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

参图2所示为本实用新型实施例一种潜望式长焦镜头的结构及光学路径示意图，该镜头从物方到像方的各透镜的每个面的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及色散系数的相关参数参表1所示。

表1：实施例一镜头相关参数表

表面编号	表面类型	曲率半径	厚度	折射率	色散系数
							球面	无限	无限
光阑L1	非球面	3.118309	1.22065607	1.516	57
							非球面	-5.76159	0.05413037
L2	非球面	-6.66776	1.33070805	1.67	20
							非球面	-12.9993	0.55242596
L3	非球面	-9.33085	0.25	1.535	56
							非球面	15.79564	0.99668944
L4	非球面	-4.54607	0.25	1.535	56
							非球面	69.98801	1.18999992
L5	非球面	43.55261	0.47517736	1.516	57
							非球面	无限	0.8
	球面	无限	0.21	ESC7_HOYA
							球面	无限	0
	球面	无限	2.74021319
						像面	球面	无限	0

各透镜的表面均为非球面，且满足非球面公式：

各透镜表面的非球面系数参表2所示，系数E代表科学计数法记号。

表2：实施例一镜头Qcon非球面系数表

本实施例中的潜望式长焦镜头满足

TTL/ImagH＝10.07mm/2.23mm＝4.51；

D5/ImagH＝1.7mm/2.23mm＝0.76；

f/TTL＝11.6mm/10.07mm＝1.15；

R1/R2＝3.12mm/-5.76mm＝-0.54；

f1/f＝4.10mm/11.6mm＝0.35；

f2/f＝-22.12mm/11.6mm＝-1.91；

f3/f＝-10.89mm/11.6mm＝-0.94；

f4/f＝-7.94mm/11.6mm＝-0.68；

f5/f＝84.14mm/11.6mm＝7.25；

R5/R6＝-9.33mm/15.79mm＝-0.59；

DT3/CT3＝1.40mm/0.25mm＝5.59；

CT1/CT2＝1.22mm/1.33mm＝0.92；

(T12/T23)+(T34/T45)＝(0.054mm/0.552mm)+(1.0mm/1.19mm)＝0.96；

Vd2＝20；

Vd1＝Vd5＝57；

Vd3＝Vd4＝56。

图3所示为本实施例中长焦镜头的场曲图，其表明像场的弯曲程度，可看出场曲校正较好，没有呈现边缘模糊的现象。

图4所示为本实施例中长焦镜头的光学畸变图，可以看出光学畸变在边缘视场处最大为0.5％，画面畸变较小。

图5所示为本实施例中长焦镜头的纵向球差图，可以看出主色光随孔径变化的情况，同时可以了解球差随各色光而变化的情况，都是比较均匀的，整体成像点偏差控制在±0.025mm以内。

图6所示为本实施例中长焦镜头的MTF解像曲线图，其反映的是镜头的解像力，表示的是镜头分辨率的大小。在全频MTF曲线图中，随着空间频率的提高，可以看出各视场的MTF衰减的较慢，在125lp/mm空间频率处，边缘视场的MTF最小在60％以上，整体镜头的解析品质非常好。

实施例二：

参图7所示为本实用新型实施例一种潜望式长焦镜头的结构及光学路径示意图，该镜头从物方到像方的各透镜的每个面的表面类型、曲率半径、厚度、折射率以及色散系数的相关参数参表3所示。

表3：实施例二镜头相关参数表

表面编号	表面类型	曲率半径	厚度	折射率	色散系数
						L1	非球面	3.034246695	1.119435323	1.516	57
	非球面	-5.955741788	0.05
						L2	非球面	-6.578618969	1.314402517	1.67	20
	非球面	-12.78354021	0.677554916
						L3	非球面	-14.64137608	0.32	1.535	56
	非球面	10.11826952	1.237781855
						L4	非球面	-4.872478256	0.35	1.535	56
	非球面	45.7502743	0.980211551
						L5	非球面	51.07940827	0.480613838	1.516	57
	非球面	1.00E+20	0.9
							球面	1.00E+18	0.21	BSC7_HOYA
	球面	1.00E+18	0
							球面	1.00E+18	3.389999994
	球面	1.00E+18	0

各透镜的表面均为非球面，且满足非球面公式：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为Y的位置时距离非球面顶点的距离矢量高度，C＝1/r为非球面顶点处半径所对应的曲率，r为近轴球面半径，Y为非球面上任一点至光轴的距离，K为二次曲面圆锥系数，a、b、c、d、e...p、q为高阶多项式非球面系数。

各透镜表面的非球面系数参表4所示，系数E代表科学计数法记号。

表4：实施例二镜头Qcon非球面系数表

本实施例中的潜望式长焦镜头满足

TTL/ImagH＝11.03mm/2.23mm＝4.94；

D5/ImagH＝1.78mm/2.23mm＝0.8；

f/TTL＝11.6mm/11.03mm＝1.05；

R1/R2＝3.03mm/-5.96mm＝-0.51；

f1/f＝4.06mm/11.6mm＝0.35；

f2/f＝＝-21.76mm/11.6mm＝-1.85；

f3/f＝-11.11mm/11.6mm＝-0.96；

f4/f＝-8.19mm/11.6mm＝-0.71；

f5/f＝98.68mm/11.6mm＝8.51；

R5/R6＝-14.64mm/10.12mm＝-1.44；

DT3/CT3＝1.44mm/0.25mm＝5.74；

CT1/CT2＝1.12mm/1.32mm＝0.85；

(T12/T23)+(T34/T45)＝(0.05mm/0.68mm)+(1.24mm/0.98mm)＝1.33；

Vd2＝20；

Vd1＝Vd5＝57；

Vd3＝Vd4＝56。

图8所示为本实施例中长焦镜头的场曲图，其表明像场的弯曲程度，可看出场曲校正较好，没有呈现边缘模糊的现象。

图9所示为本实施例中长焦镜头的光学畸变图，可以看出光学畸变在边缘视场处最大为0.5％，画面畸变较小。

图10所示为本实施例中长焦镜头的纵向球差图，可以看出主色光随孔径变化的情况，同时可以了解球差随各色光而变化的情况，都是比较均匀的，整体成像点偏差控制在±0.025mm以内。

图11所示为本实施例中长焦镜头的MTF解像曲线图反映的是镜头的解像力，表示的是镜头分辨率的大小。在全频MTF曲线图中，随着空间频率的提高，可以看出各视场的MTF衰减的较慢，在125lp/mm空间频率处，边缘视场的MTF最小在60％以上，整体镜头的解析品质非常好。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头从物侧至像侧包括光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及滤光片，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的物侧面和像侧面均为非球面，其中：

所述第一透镜具有正光焦度，其物侧面光轴处为凸面；

所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面光轴处为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第五透镜具有正光焦度；

各透镜的表面均为非球面，且满足非球面公式：

2.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足0.75<f/TTL<1.6，其中，f为长焦镜头的焦距，TTL为长焦镜头的光学总长。

3.根据权利要求2所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足TTL/ImagH<5.0、D5/ImagH<0.9，其中，TTL为长焦镜头的光学总长，ImagH为成像镜头像面的半像高，D5为第五透镜的通光半孔径。

4.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足-2.5<R1/R2<0、0.1<f1/f<1，其中，f1为第一透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距，R1为第一透镜物侧面的曲率半径，R2为第一透镜像侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1或4所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足-2.5<f2/f<-0.5、-2<f3/f<-0.2、-1.4<f4/f<-0.3、2.2<f5/f<10，其中，f2、f3、f4、f5分别为第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距，f为长焦镜头的焦距。

6.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足-2.75<R5/R6<-0.2、2.5<DT3/CT3<7.45，其中，R5为第三透镜物侧面的曲率半径，R6为第三透镜像侧面的曲率半径，DT3为第三透镜像面的通光孔径，CT3为第三透镜的中心厚度。

7.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足0.5<CT1/CT2<1.5、0.15<(T12/T23)+(T34/T45)<1.4，其中，CT1为第一透镜的中心厚度，CT2为第二透镜的中心厚度，T12为第一透镜与第二透镜在光轴上的距离，T23为第二透镜和第三透镜在光轴上的距离，T34为第三透镜和第四透镜在光轴上的距离，T45为第四透镜和第五透镜在光轴上的距离。

8.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足Vd2<23、(Vd1，Vd3，Vd4，Vd5)>50，其中，Vd1为第一透镜的色散系数，Vd2为第二透镜的色散系数，Vd3为第三透镜的色散系数，Vd4为第四透镜的色散系数，Vd5为第五透镜的色散系数。

9.根据权利要求1所述的潜望式长焦镜头，其特征在于，所述长焦镜头满足FOV<20°，其中，FOV为长焦镜头的最大视场角。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备中设有至少一个权利要求1～9中任一项所述的潜望式长焦镜头。