CN212135048U - 成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备，包括具有正屈折力的第一透镜，且其物侧面于光轴处为凸面；具有负屈折力的第二透镜，且其像侧面于光轴处为凹面；具有负屈折力的第三透镜，且其物侧面于光轴处为凸面，其像侧面于光轴处为凹面；具有屈折力的第四透镜。各透镜所组成的成像用光学镜组所满足条件式为0.5<map2/map1。其中，中心视场光线在第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map1，在最大FOV时，光线在第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map2。具有该光学系统的成像用光学镜组在满足微型设计的同时，增大了焦距，且该成像用光学镜组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

Description

成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备。

背景技术

随着手机、平板电脑、无人机、计算机等电子产品在生活中的广泛应用，各种科技改进推陈出新。其中，新型电子产品改进中摄像镜头拍摄效果的改进创新成为人们关注的重心之一，同时成为科技改进的一项重要内容，能否使用微型摄像元件拍摄出高画质感、高分辨率、高清晰度，甚至暗光条件下能拍摄出画质清晰的图片成为现代人选择何种电子产品的关键因素。因此，光学系统设计的微型化及性能改进已成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供一种成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备，在满足微型设计的同时，具有增大焦距、减小视场角、提升相对亮度、用于拍摄远景，提升放大倍率的优点。

根据本申请的第一个方面，提供了一种成像用光学镜组；该成像用光学镜组包括：

第一透镜，具有正屈折力，且第一透镜的物侧面于光轴处为凸面；

第二透镜，具有负屈折力，且第二透镜于的像侧面于光轴处为凹面；

第三透镜，具有负屈折力，且第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，第三透镜的像侧面于光轴处为凹面；

第四透镜，具有屈折力；

成像用光学镜组满足条件式：0.5<map2/map1；

其中，中心视场光线在第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map1，在最大 FOV时，光线在第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map2。

该设计中，通过将光线在第四透镜的像侧面的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜的像侧面的通光孔径尺寸map1之间比值关系设计成满足条件式：0.5<map2/map1时，通过对该比值合理的设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组在满足微型设计的同时，能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。当光线在第四透镜的像侧面的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜的像侧面的通光孔径尺寸map1之间比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统的相对亮度会偏低，影响成像品质。

本申请进一步设置为：第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离为TTL，成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，TTL和Imgh 满足以下条件式：

TTL/Imgh<3。

该设计中，通过将第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离 TTL与成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh之间的比值关系设计成满足条件式：TTL/Imgh<3时，能够实现具有该光学系统的成像用光学镜组的小型化设计要求。当第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh之间的比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统无法满足小型化的要求。

本申请进一步设置为：成像用光学镜组的有效焦距为f，成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，f和Imgh满足以下条件式：

TTL/f<0.95。

该设计中，通过将成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的有效焦距f之间的比值关系设计成满足条件式： TTL/f<0.95时，能够实现具有该光学系统的成像用光学镜组的小型化设计要求。当成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的有效焦距f之间的比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统无法满足小型化的要求。

本申请进一步设置为：第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离为TTL，第三透镜与第四透镜于光轴上的空气间隙为T34，TTL和T34满足以下条件式：

TTL/T34>3。

该设计中，通过将第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离 TTL与第三透镜与第四透镜之间的空气间隙T34之间的比值关系设计成满足条件式：TTL/T34>3时，通过对T34的取值的合理设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组能够有效地增加边缘视场光线的出射角，从而提升系统的相对亮度。当第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与第三透镜与第四透镜之间的空气间隙为T34之间的比值关系超出上述条件式的范围时，会对该光学系统的相对亮度的提升造成影响。

本申请进一步设置为：成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，成像用光学镜组的半视场角为HFOV，Imgh和HFOV满足以下条件式：

Imgh/tan(HFOV)>6。

该设计中，通过将成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角HFOV的正切值的比值关系设计成满足条件式：Imgh/tan(HFOV)>6时，通过对该比值的合理设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组能够保持长焦特性。当成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角HFOV的正切值的比值关系超出上述条件式的范围时，无法实现该光学系统的长焦特性。

本申请进一步设置为：第一透镜的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜的像侧面于圆周处为凸面。

该设计中，第一透镜的曲面形状设置能够减小上边缘光线与L1之间的入射角，以提升系统的相对亮度。

本申请进一步设置为：第三透镜的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜的像侧面于圆周处为凸面，第四透镜的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜的像侧面于圆周处为凹面。

该设计中，第三透镜以及第四透镜的曲面形状的凹凸组合设置，能够降低边缘视场边缘光线的彗差，提升边缘视场的性能。

本申请进一步设置为：成像用光学镜组还包括光阑，光阑设置于成像用光学镜组的第一透镜与第四透镜之间。

该设计中，通过在成像用光学镜组的第一透镜与成像用光学镜组的第四透镜之间设置光阑，被拍摄的物体所反射的光线经光阑后能够减少杂散光的产生从而提升被拍摄物体在像侧的成像清晰度。

根据本申请的第二个方面，提供了一种摄像头模组；该摄像头模组包括：

上述的成像用光学镜组和图像传感器；

成像用光学镜组用于接收被拍摄物体所反射的光线并投射到图像传感器；

图像传感器用于将光线转化成图像信号。

该设计中，具有该成像用光学镜组的摄像头模组在满足微型设计的同时，增大了焦距，且具有该成像用光学镜组的摄像头模组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

根据本申请的第三个方面，提供了一种电子设备；该电子设备包括上述的摄像头模组。

该设计中，具有该摄像头模组的电子设备在满足微型设计的同时，增大了焦距，且具有该摄像头模组的电子设备的摄像头模组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

本申请提供了一种成像用光学镜组、摄像头模组及电子设备，通过本设计中的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜所组成的光学系统，使得具有该光学系统的成像用光学镜组在满足微型设计的同时，增大了焦距，且该成像用光学镜组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例一提供的成像用光学镜组的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的成像用光学镜组的场曲曲线图，其中，横坐标表示偏移量，纵坐标表示像高；

图3为本申请实施例一提供的成像用光学镜组的畸变曲线图，其中，横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高；

图4为本申请实施例二提供的成像用光学镜组的结构示意图；

图5为本申请实施例二提供的成像用光学镜组的像差曲线图，其中，横纵标表示偏移量，纵坐标表示球差；

图6为本申请实施例二提供的成像用光学镜组的场曲曲线图，其中，横坐标表示偏移量，纵坐标表示像高；

图7为本申请实施例二提供的成像用光学镜组的畸变曲线图，其中，横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高；

图8为本申请实施例三提供的成像用光学镜组的结构示意图；

图9为本申请实施例三提供的成像用光学镜组的像差曲线图，其中，横纵标表示偏移量，纵坐标表示球差；

图10为本申请实施例三提供的成像用光学镜组的场曲曲线图，其中，横坐标表示偏移量，纵坐标表示像高；

图11为本申请实施例三提供的成像用光学镜组的畸变曲线图，其中，横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高；

图12为本申请实施例四提供的成像用光学镜组的结构示意图；

图13为本申请实施例四提供的成像用光学镜组的像差曲线图，其中，横纵标表示偏移量，纵坐标表示球差；

图14为本申请实施例四提供的成像用光学镜组的场曲曲线图，其中，横坐标表示偏移量，纵坐标表示像高；

图15为本申请实施例四提供的成像用光学镜组的畸变曲线图，其中，横坐标表示畸变率，纵坐标表示像高。

附图标记：110、第一透镜；120、第二透镜；130、第三透镜；140、第四透镜；200、红外滤光片；300、保护玻璃。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下首先解释本申请实施例中所涉及到的像差；像差(aberration)是指光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。像差又分为两大类：色差 (chromaticaberration，或称色像差)与单色像差(monochromatic aberration)。色差是由于透镜材料的折射率是波长的函数，不同波长的光通过透镜时因折射率不同而产生的像差，色差又可分为位置色像差和倍率色像差两种。色差是一种色散现象，所谓色散现象是指介质中的光速或折射率随光波波长变化的现象，光的折射率随着波长的增加而减小的色散可称为正常色散，而折射率随波长的增加而增加的色散可称为负色散(或称负反常色散)。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差，按产生的效果，单色像差又分成“使成像模糊”和“使成像变形”两类；前一类有球面像差(spherical aberration，可简称球差)、像散(astigmatism)等，后一类有像场弯曲(field curvature，可简称场曲)、畸变(distortion)等。像差还包括彗差，彗差是指由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系统折射后，在理想平面处不能结成清晰点，而是结成拖着明亮尾巴的彗星形光斑。

为了解决上述技术问题，请参照图1-15所示，本申请的第一方面提出了一种成像用光学镜组，该成像用光学镜组包括第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140，其中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130 以及第四透镜140沿光轴从物侧面到像侧面依次设置。具有该光学系统的成像用光学镜组在满足微型设计的同时，增大了焦距，且该成像用光学镜组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

第一透镜110具有正屈折力。第一透镜110的物侧面于光轴处为凸面。第一透镜110的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜110的像侧面于圆周处为凸面。通过第一透镜的曲面形状设置能够减小上边缘光线与L1之间的入射角，以提升系统的相对亮度。

第一透镜110的物侧面于光轴处的曲率半径为正，第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为负。

第二透镜120具有负屈折力。第二透镜120的像侧面于光轴处为凹面，第二透镜120的物侧面于圆周处为凸面。第二透镜120的物侧面于光轴处的曲率半径为正，第二透镜120的像侧面于光轴处的曲率半径为正。

第三透镜130具有负屈折力。第三透镜130的物侧面于光轴处为凸面，第三透镜130的像侧面于光轴处为凹面。第三透镜130的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面于圆周处为凸面。

第四透镜140具有屈折力。第四透镜140的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜140的像侧面于圆周处为凹面。第三透镜以及第四透镜的曲面形状的凹凸组合设置，能够降低边缘视场边缘光线的彗差，提升边缘视场的性能。

其中，中心视场光线在所述第四透镜140的像侧面的通光孔径尺寸为map1，在最大FOV时，光线在所述第四透镜140的像侧面的通光孔径尺寸为map2，且map1与map2之间满足条件式：0.5<map2/map1。通过对该比值合理的设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组在满足微型设计的同时，能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。当光线在第四透镜140的像侧面的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜140的像侧面的通光孔径尺寸 map1之间比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统的相对亮度会偏低，影响成像品质。

其中，第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离为TTL，成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，且TTL与Imgh之间满足条件式：TTL/Imgh<3。第一透镜110满足条件式TTL/Imgh<3后能够实现具有该光学系统的成像用光学镜组的小型化设计要求。当第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与成像面上的电子感光元件的有效像素区域的对角线长的一半Imgh之间的比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统无法满足小型化的要求。

其中，光学系统的有效焦距为f，且f与TTL之间满足条件式：TTL/f<0.95。第一透镜110满足条件式：TTL/f<0.95后能够实现具有该光学系统的成像用光学镜组的小型化设计要求。当成像面上的电子感光元件的有效像素区域的对角线长的一半与成像用光学镜组的有效焦距f之间的比值关系超出上述条件式的范围时，该光学系统无法满足小型化的要求。

其中，第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离为TTL，第三透镜130与第四透镜140之间的空气间隙为T34，且TTL与T34之间满足条件式：TTL/T34>3。通过对T34的取值的合理设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组能够有效地增加边缘视场光线的出射角，从而提升系统的相对亮度。当第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离与第三透镜130 与所述第四透镜140之间的空气间隙为T34之间的比值关系超出上述条件式的范围时，会对该光学系统的相对亮度的提升造成影响。

其中，成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为 Imgh，成像用光学镜组的半视场角为HFOV，且Imgh与HFOV之间满足条件式： Imgh/tan(HFOV)>6。通过对该比值的合理设计，使得具有该光学系统的成像用光学镜组能够保持长焦特性。当成像面上的电子感光元件的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角HFOV的正切值的比值关系超出上述条件式的范围时，无法实现该光学系统的长焦特性。

需要指出的是，透镜的物侧面指代透镜的朝向物面一侧的表面，透镜的像侧面指代透镜的朝向像面一侧的表面。例如，第一透镜110的物侧面指代第一透镜110的朝向(靠近)物侧一侧的表面，第一透镜110的像侧面指代第一透镜110的朝向(靠近)像侧一侧的表面。透镜的物侧面或像侧面的曲率半径为正表示透镜的物侧面或像侧面朝向物侧凸设，透镜的物侧面或像侧面的曲率半径为负表示透镜的物侧面或像侧面朝向像侧凸设。例如，如图1所示，第一透镜110的物侧面朝向物侧凸设，故第一透镜110的物侧面于光轴处的曲率半径为正，第一透镜110的像侧面朝向像侧凸设，故第一透镜110的像侧面于光轴处的曲率半径为负。

为节约成像用光学镜组的成本，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130 以及第四透镜140可以均采用塑料材质制成。光学系统的成像品质不仅与光学系统内的各透镜之间的配合有关，还与各透镜的材质密切相关，为提高成像用光学镜组的成像品质，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140也可以部分或全部采用玻璃材质制成。

被拍摄的物体所发射的光线由物侧依次穿过成像用光学镜组的第一透镜 110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140后到达像侧，并在像侧成像，为保证被拍摄物体在像侧的成像清晰度，成像用光学镜组还可以包括红外滤光片200，红外滤光片200设置在第四透镜140的像侧面与像侧之间。通过红外滤光片200的设置，光线经第四透镜140后穿过红外滤光片200能够有效地对光线中的红外线进行过滤，进而保证了被拍摄物体在像侧的成像清晰度。

为实现对各透镜的保护，成像用光学镜组还可以包括保护玻璃300，保护玻璃300设置于第四透镜140的像侧面与像侧之间。当成像用光学镜组也设置有红外滤光片200时，红外滤光片200设置于靠近第四透镜140的像侧面的一侧，保护玻璃300对应地设置于红外滤光片200与像侧之间。

为减少杂光以提高成像品质，成像用光学镜组还可以包括光阑(图中未示出)。光阑可以是孔径光阑和/或视场光阑。光阑可以位于成像用光学镜组的第一透镜的物面与第四透镜的像面之间，例如，光阑可以位于：第一透镜110的像侧面与第二透镜120的物侧面之间、第二透镜120的像侧面与第三透镜130 的物侧面之间、第三透镜130的像侧面与第四透镜140的物侧面之间的任意位置。为节约成本，也可以在第一透镜110的物侧面、第二透镜120的物侧面、第三透镜130的物侧面以、第四透镜140的物侧面、第一透镜110的像侧面、第二透镜120的像侧面、第三透镜130的像侧面以及第四透镜140的像侧面中的任意一个表面上设置光阑。

本申请实施例的成像用光学镜组形成的摄像头在满足微型设计的同时，增大了焦距，且该成像用光学镜组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

以下将结合具体参数对成像用成像用光学镜组进行详细说明。

实施例一

本申请实施例一中的成像用光学镜组的结构示意图请参照图1所示，成像用光学镜组包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜 120、第三透镜130、第四透镜140以及红外滤光片200。

其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，像侧面于光轴处的曲率半径为负。第一透镜110的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜110的像侧面于圆周处为凸面。

第二透镜120具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第二透镜120的物侧面于圆周处为凸面，第二透镜120的像侧面于圆周处为凹面。

第三透镜130具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为负，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第三透镜130的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面于圆周处为凸面。

第四透镜140具有正屈折力。第四透镜140的物侧面于光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面于光轴处为凹面。第四透镜140的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜140的像侧面于圆周处为凹面。

本实施例中，以波长为555nm的光线为参考，成像用光学镜组的相关参数如表1所示。其中，表1中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值， FOV表示成像用光学镜组的对角线方向的视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

表1

由上表1可知，本申请实施例一中第一透镜110的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f1/f＝0.415；第二透镜120的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f2/f＝-0.779；第三透镜130的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f3/f＝-0.629；第四透镜140的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f4/f＝3.763；第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL与成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh 之间的关系式为：TTL/Imgh＝6.42/2.24＝2.87；光学系统的有效焦距f与第一透镜 110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL之间的关系式为： TTL/f＝6.42/7.43＝0.86；光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map1之间的关系式为：map2/map1＝0.32/0.44＝0.728；第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与第三透镜130与第四透镜140之间的空气间隙T34之间的关系式为：TTL/T34＝6.42/1.36＝4.73；成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角 HFOV之间的关系式为：Imgh/tan(HFOV)＝2.24/tan(16.65)＝7.49。

成像用光学镜组的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：

表示顶点处表面的曲率，K表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12分别表示4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例一中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140的朝向物侧面一侧的表面均为非球面，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜 140的朝向像侧面一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表2所示：

表2

图2为本申请实施例一中的场曲曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图2可以看出场曲位于2.24mm以内，得到了较好的补偿。

图3为本申请实施例一中的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图3可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例二

本申请实施例二中的成像用光学镜组的结构示意图请参照图4所示，成像用光学镜组包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜 120、第三透镜130、第四透镜140以及红外滤光片200。

其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，像侧面于光轴处的曲率半径为负。第一透镜110的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜110的像侧面于圆周处为凸面。

第二透镜120具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第二透镜120的物侧面于圆周处为凸面，第二透镜120的像侧面于圆周处为凹面。

第三透镜130具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为负，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第三透镜130的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面于圆周处为凸面。

第四透镜140具有正屈折力。第四透镜140的物侧面于光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面于光轴处为凹面。第四透镜140的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜140的像侧面于圆周处为凹面。

本实施例中，以波长为555nm的光线为参考，成像用光学镜组的相关参数如表3所示。其中，表3中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值， FOV表示成像用光学镜组的对角线方向的视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

表3

由上表3可知，本申请实施例二中第一透镜110的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f1/f＝0.450；第二透镜120的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f2/f＝-0.980；第三透镜130的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f3/f＝-0.620；第四透镜140的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f4/f＝3.446；第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL与成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh 之间的关系式为：TTL/Imgh＝6.42/2.24＝2.87；光学系统的有效焦距f与第一透镜 110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL之间的关系式为： TTL/f＝6.42/7.42＝0.87；光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map1之间的关系式为：map2/map1＝0.36/0.44＝0.832；第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与第三透镜130与第四透镜140之间的空气间隙T34之间的关系式为：TTL/T34＝6.42/1.34＝4.78；成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角 HFOV之间的关系式为：Imgh/tan(HFOV)＝2.24/tan(16.65)＝7.49。

成像用光学镜组的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：

其中，Z表示透镜面中与Z轴平行的高度，r表示从顶点起的径向距离，c 表示顶点处表面的曲率，K表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12分别表示 4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例二中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140的朝向物侧面一侧的表面均为非球面，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜 140的朝向像侧面一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表4所示：

表4

图5为本申请实施例二中在波长为470.000nm、510.000nm、555.000nm、 610.000nm以及650.000nm的光线球差曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

由图5可以看出470.000nm、510.000nm、555.000nm、610.000nm以及650.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例二中的成像用光学镜组的成像质量较好。

图6为本申请实施例二中的场曲曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图6可以看出场曲位于2.24mm以内，得到了较好的补偿。

图7为本申请实施例二中的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图7可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例三

本申请实施例三中的成像用光学镜组的结构示意图请参照图8所示，成像用光学镜组包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜 120、第三透镜130、第四透镜140以及红外滤光片200。

其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，像侧面于光轴处的曲率半径为负。第一透镜110的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜110的像侧面于圆周处为凸面。

第二透镜120具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第二透镜120的物侧面于圆周处为凸面，第二透镜120的像侧面于圆周处为凹面。

第三透镜130具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为负，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第三透镜130的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面于圆周处为凸面。

第四透镜140具有正屈折力。第四透镜140的物侧面于光轴处为凸面，第四透镜140的像侧面于光轴处为凸面。第四透镜140的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜140的像侧面于圆周处为凹面。

本实施例中，以波长为555nm的光线为参考，成像用光学镜组的相关参数如表5所示。其中，表5中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值， FOV表示成像用光学镜组的对角线方向的视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

表5

由上表5可知，本申请实施例三中第一透镜110的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f1/f＝0.418；第二透镜120的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f2/f＝-0.776；第三透镜130的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f3/f＝-0.639；第四透镜140的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f4/f＝3.144；第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL与成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh 之间的关系式为：TTL/Imgh＝6.42/2.24＝2.87；光学系统的有效焦距f与第一透镜 110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL之间的关系式为： TTL/f＝6.42/7.42＝0.87；光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map1之间的关系式为：map2/map1＝0.36/0.43＝0.826；第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与第三透镜130与第四透镜140之间的空气间隙T34之间的关系式为：TTL/T34＝6.42/1.31＝4.90；成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与光学镜组的半视场角HFOV之间的关系式为：Imgh/tan(HFOV)＝2.24/tan(16.65)＝7.49。

成像用光学镜组的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：

其中，Z表示透镜面中与Z轴平行的高度，r表示从顶点起的径向距离，c 表示顶点处表面的曲率，K表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12分别表示 4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例三中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140的朝向物侧面一侧的表面均为非球面，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜 140的朝向像侧面一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表6所示：

表6

图9为本申请实施例三种在波长为470.000nm、510.000nm、555.000nm、 610.000nm以及650.000nm的光线球差曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

由图9可以看出470.000nm、510.000nm、555.000nm、610.000nm以及 650.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例三中的光学镜组的成像质量较好。

图10为本申请实施例三中的场曲曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图10可以看出场曲位于2.24mm以内，得到了较好的补偿。

图11为本申请实施例三中的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图11可以看出畸变得到了很好的校正。

实施例四

本申请实施例四中的成像用光学镜组的结构示意图请参照图12所示，成像用光学镜组包括沿光轴从物侧面至像侧面依次设置的第一透镜110、第二透镜 120、第三透镜130、第四透镜140以及红外滤光片200。

其中，第一透镜110具有正屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，像侧面于光轴处的曲率半径为负。第一透镜110的物侧面于圆周处为凹面，第一透镜110的像侧面于圆周处为凸面。

第二透镜120具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为正，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第二透镜120的物侧面于圆周处为凸面，第二透镜120的像侧面于圆周处为凸面。

第三透镜130具有负屈折力，其物侧面于光轴处的曲率半径为负，其像侧面于光轴处的曲率半径为正。第三透镜130的物侧面于圆周处为凹面，第三透镜130的像侧面于圆周处为凸面。

第四透镜140具有负屈折力。第四透镜140的物侧面于光轴处为凹面，第四透镜140的像侧面于光轴处为凹面。第四透镜140的物侧面于圆周处为凸面，第四透镜140的像侧面于圆周处为凹面。

本实施例中，以波长为555nm的光线为参考，成像用光学镜组的相关参数如表7所示。其中，表7中f表示该光学系统的有效焦距，FNO表示光圈值， FOV表示成像用光学镜组的对角线方向的视场角，TTL表示第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离，需要注意的是焦距、曲率半径以及厚度均以毫米级为单位。

表7

由上表7可知，本申请实施例四中第一透镜110的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f1/f＝0.422；第二透镜120的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f2/f＝-0.898；第三透镜130的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f3/f＝-0.697；第四透镜140的焦距与成像用光学镜组的焦距之间的关系为：f4/f＝90.864；第一透镜110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL与成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh 之间的关系式为：TTL/Imgh＝6.42/2.24＝2.87；光学系统的有效焦距f与第一透镜 110的物侧面至光学系统的成像面于光轴上的距离TTL之间的关系式为： TTL/f＝6.42/7.43＝0.86；光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map2与中心视场光线在第四透镜140像侧面的垂直于光轴的通光孔径尺寸map1之间的关系式为：map2/map1＝0.27/0.40＝0.679；第一透镜110的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离TTL与第三透镜130与第四透镜140之间的空气间隙T34之间的关系式为：TTL/T34＝6.42/1.36＝4.72；成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半Imgh与成像用光学镜组的半视场角 HFOV之间的关系式为：Imgh/tan(HFOV)＝2.24/tan(16.60)＝7.51。

光学镜组的透镜的表面可能是非球面，对于这些非球面的表面，非球面表面的非球面方程为：

其中，Z表示透镜面中与Z轴平行的高度，r表示从顶点起的径向距离，c 表示顶点处表面的曲率，K表示圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12分别表示 4阶、6阶、8阶、10阶、12阶对应阶次的非球面系数。本申请实施例一中，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜140的朝向物侧面一侧的表面均为非球面，第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130以及第四透镜 140的朝向像侧面一侧的表面均为非球面，各透镜所对应的非球面的表面对应的圆锥常数K和非球面系数如表8所示：

表8

图13为本申请实施例四种在波长为470.000nm、510.000nm、555.000nm、610.000nm以及650.000nm的光线球差曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示球差。

由图13可以看出470.000nm、510.000nm、555.000nm、610.000nm以及650.000nm的波长对应的球差均在1.000mm以内，说明本申请实施例四中的成像用光学镜组的成像质量较好。

图14为本申请实施例四中的场曲曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点(偏移量)，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图14可以看出场曲位于2.24mm以内，得到了较好的补偿。

图15为本申请实施例四中的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变率，沿Y轴方向的纵坐标表示像高。

由图15可以看出畸变得到了很好的校正。

本申请实施例的第二方面提供了一种摄像头模组，包括上述的成像用光学镜组和图像传感器。成像用光学镜组用于接收被拍摄物体所反射的光线并投射到图像传感器上，图像传感器用于将光线转化成图像信号。具有该成像用光学镜组的摄像头模组在满足微型设计的同时，增大了焦距，且具有该成像用光学镜组的摄像头模组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括上述的摄像头模组。具有该摄像头模组的电子设备在满足微型设计的同时，增大了焦距，且具有该摄像头模组的电子设备的摄像头模组的视场角小于常规摄像头模组的视场角，同时还能够提升相对亮度，适用于拍摄远景，提升放大倍率。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像用光学镜组，其特征在于，包括：

第一透镜，具有正屈折力，且所述第一透镜的物侧面于光轴处为凸面；

第二透镜，具有负屈折力，且所述第二透镜的像侧面于光轴处为凹面；

第三透镜，具有负屈折力，且所述第三透镜的物侧面于光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面于光轴处为凹面；

第四透镜，具有屈折力；

所述成像用光学镜组满足条件式：0.5<map2/map1；

其中，中心视场光线在所述第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map1，在最大FOV时，光线在所述第四透镜像侧面的通光孔径尺寸为map2。

2.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离为TTL，所述成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，TTL和Imgh满足以下条件式：

TTL/Imgh<3。

3.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述成像用光学镜组的有效焦距为f，所述成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，f和Imgh满足以下条件式：

TTL/f<0.95。

4.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述第一透镜的物侧面至光学系统成像面于光轴上的距离为TTL，所述第三透镜与所述第四透镜于光轴上的空气间隙为T34，TTL和T34满足以下条件式：

TTL/T34>3。

5.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述成像用光学镜组于成像面上的有效像素区域的对角线长的一半为Imgh，所述成像用光学镜组的半视场角为HFOV，Imgh和HFOV满足以下条件式：

Imgh/tan(HFOV)>6。

6.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述第一透镜的物侧面于圆周处为凹面，所述第一透镜的像侧面于圆周处为凸面。

7.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述第三透镜于圆周处的物侧面为凹面，所述第三透镜于圆周处的像侧面为凸面，所述第四透镜于圆周处的物侧面为凸面，所述第四透镜于圆周处的像侧面为凹面。

8.如权利要求1所述的成像用光学镜组，其特征在于，

所述成像用光学镜组还包括光阑，所述光阑设置于所述成像用光学镜组的所述第一透镜与所述第四透镜之间。

9.一种摄像头模组，其特征在于，

包括权利要求1-8中任一所述的成像用光学镜组和图像传感器；

所述成像用光学镜组用于接收被拍摄物体所反射的光线并投射到所述图像传感器；

所述图像传感器用于将所述光线转化成图像信号。

10.一种电子设备，其特征在于，

包括权利要求9所述的摄像头模组。

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