CN216622824U

CN216622824U - 一种成像完整的透镜模组及成像装置

Info

Publication number: CN216622824U
Application number: CN202123232389.7U
Authority: CN
Inventors: 林肖怡; 陈天谋; 邓敏乐; 袁嘉华
Original assignee: Guangdong Xuye Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Xuye Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种成像完整的透镜模组及成像装置，第一透镜至第六透镜沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置；第一透镜、第三透镜和第五透镜具有正光焦度，第二透镜、第四透镜和第六透镜具有负光焦度，第一透镜、第二透镜和第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；透镜模组满足以下关系式：1.15＜TTL/f＜1.25；f为透镜模组的焦距，TTL为透镜模组的光学总长。本实用新型能使光线完整地汇聚于成像面上，确保图像的清晰度及完整性。

Description

一种成像完整的透镜模组及成像装置

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种成像完整的透镜模组及成像装置。

背景技术

随着便携式电子设备的逐步普及，搭载于电子设备的成像装置也随之朝着体积小型化发展。

为了使成像质量满足用户需求，成像装置中的透镜数量难以进行缩减，通常至少需要包含5～7片透镜，在难以缩减透镜数量的基础上，需要对各透镜的面型以及透镜的光焦度等作出调整。但是现有技术中，即便能够进一步缩小透镜模组的体积，但容易导致透镜模组的光学总长与成像面的大小不匹配，造成错失边缘光线，使得最终的图像具有缺失的部分。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种成像完整的透镜模组及成像装置，解决现有技术中为了进一步缩小透镜模组的体积，容易导致透镜模组的光学总长与成像面的大小不匹配，造成错失边缘光线，使得最终的图像具有缺失的部分的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜、第三透镜和第五透镜，以及具有负光焦度的第二透镜、第四透镜和第六透镜，所述第一透镜至所述第六透镜沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置；

其中：

所述第一透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；

所述第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；

所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；

所述第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；

所述第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；

所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；

所述透镜模组满足以下关系式：

1.15＜TTL/f＜1.25；

其中，f为透镜模组的焦距，TTL为透镜模组的光学总长。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

1≤f/ImgH≤1.1；

其中，ImgH为透镜模组的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

1.5＜(R11+R12)/f＜3；

其中，R11为第一透镜物侧面的曲率半径，R12为第一透镜像侧面的曲率半径。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

1.7＜ImgH×Fno/f＜2；

其中，ImgH为透镜模组的成像面上有效像素区域的对角线长的一半，Fno为透镜模组的光圈值。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

tan(2*HFOV)＜20；

其中，HFOV为透镜模组的半视场角。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

f/HFOV<0.2；

其中，HFOV为透镜模组的半视场角。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

(N1+N3)-(N2+N6)＝-0.12；

其中，N1为第一透镜的折射率，N2为第二透镜的折射率，N3为第三透镜的折射率，N6为第六透镜的折射率。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

-1＜R31/R32≤200；

其中，R31为第三透镜物侧面的曲率半径，R32为第三透镜像侧面的曲率半径。

可选地，所述透镜模组满足以下关系式：

0.1＜f5/|(R51+R52)|＜0.25；

其中，R51为第五透镜物侧面的曲率半径，R52为第五透镜像侧面的曲率半径，f5为第五透镜的焦距。

本实用新型还提供了一种成像装置，包括如上任一项所述的成像完整的透镜模组，以及用于将所述成像完整的透镜模组采集的光学图案转换为电信号的成像元件。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种成像完整的透镜模组及成像装置，能够确保光线能够更完整地汇聚于透镜模组的成像面上，从而避免透镜模组的光学长度过长而导致的汇聚于成像面的主光线角度过大，进而避免因错失边缘光线造成图像缺失的情形，有效的保证了所成图像的清晰度及完整性。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本发明实施例一的一种透镜模组的示意图；

图2由左至右依序为本发明实施例一的一种透镜模组的像散和畸变曲线图；

图3为本发明实施例一的一种透镜模组的球差曲线图；

图4示出了本发明实施例二的一种透镜模组的示意图；

图5由左至右依序为本发明实施例二的一种透镜模组的像散和畸变曲线图；

图6为本发明实施例二的一种透镜模组的球差曲线图；

图7示出了本发明实施例三的一种透镜模组的示意图；

图8由左至右依序为本发明实施例三的一种透镜模组的像散和畸变曲线图；

图9为本发明实施例三的一种透镜模组的球差曲线图；

图10示出了本发明实施例四的一种透镜模组的示意图；

图11由左至右依序为本发明实施例四的一种透镜模组的像散和畸变曲线图；

图12为本发明实施例四的一种透镜模组的球差曲线图；

图13示出了本发明实施例五的一种透镜模组的示意图；

图14由左至右依序为本发明实施例五的一种透镜模组的像散和畸变曲线图；

图15为本发明实施例五的一种透镜模组的球差曲线图。

上述图中：

第一透镜：110、210、310、410、510；

第二透镜：120、220、320、420、520；

第三透镜：130、230、330、430、530；

第四透镜：140、240、340、440、540；

第五透镜：150、250、350、450、550；

第六透镜：160、260、360、460、560；

红外滤光片：170、270、370、470、570；

光阑：101、201、301、401、501。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜、第三透镜和第五透镜，以及具有负光焦度的第二透镜、第四透镜和第六透镜，第一透镜至第六透镜沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

具体地，透镜模组满足以下关系式：1.15＜TTL/f＜1.25；其中，f为透镜模组的焦距，TTL为透镜模组的光学总长。当满足该关系式时，能够确保光线能够更好地汇聚于透镜模组的成像面上，进而提高图像的清晰度及完整性。在六片透镜的基础上，若透镜模组的光学总长与焦距的比值超出上述范围，会由于汇聚于成像面的主光线角度过大而错失边缘光线，导致图像缺失。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：1≤f/ImgH≤1.1；其中，ImgH为透镜模组的成像面上有效像素区域的对角线长的一半。通过焦距与像高之间的比值，能够缩短透镜模组的总长，从而进一步提高了图像的清晰度和完整性，并更好地在确保成像质量的基础上实现镜头的体积小型化。.

进一步地，透镜模组满足以下关系式：1.5＜(R11+R12)/f＜3；其中，R11为第一透镜物侧面的曲率半径，R12为第一透镜像侧面的曲率半径。通过限定第一透镜的物侧面和像侧面曲率半径之和与透镜模组焦距的比值，使透镜模组能够具备良好的收差补正效果。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：1.7＜ImgH×Fno/f＜2；其中，ImgH为透镜模组的成像面上有效像素区域的对角线长的一半，Fno为透镜模组的光圈值。当满足前述关系式时，有利于增大感光面的面积，进一步确保图像的完整度，并有效提升成像效率。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：tan(2*HFOV)＜20；其中，HFOV为透镜模组的半视场角。基于前述限定，能够有效控制成像范围，同时与欧利于满足远景拍摄的需求。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：f/HFOV<0.2；其中，HFOV为透镜模组的半视场角。通过前述关系式，能够实现有效焦距和视场角的同步提升，有利于减少图像畸变。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：(N1+N3)-(N2+N6)＝-0.12；其中，N1为第一透镜的折射率，N2为第二透镜的折射率，N3为第三透镜的折射率，N6为第六透镜的折射率。由于规定了前述透镜的折射率，能够使得透镜模组具备更轻薄的体积，并有效修正像差。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：-1＜R31/R32≤200；其中，R31为第三透镜物侧面的曲率半径，R32为第三透镜像侧面的曲率半径。通过限定第三透镜的面型，能够调整镜头中段折射率，使得镜头的总长度得以进一步降低。

进一步地，透镜模组满足以下关系式：0.1＜f5/|(R51+R52)|＜0.25；其中，R51为第五透镜物侧面的曲率半径，R52为第五透镜像侧面的曲率半径，f5为第五透镜的焦距。通过该条件式规定第五透镜的形状，有助于减小光线偏折程度，从而减小像差。

实施例一

请参阅图1至图3，图1示出了本发明实施例一的一种成像完整的透镜模组的示意图，图2由左至右依序为本发明实施例一的一种成像完整的透镜模组的像散和畸变曲线图，图3为本发明实施例一的一种成像完整的透镜模组的球差曲线图。

本实施例提供一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜110、第三透镜130和第五透镜150，以及具有负光焦度的第二透镜120、第四透镜140和第六透镜160，第一透镜110至第六透镜160沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜110的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜120的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜130的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜130的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜140的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜150的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜160的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

本实施例中，光阑101配置为前置光阑，即光阑101位于被摄物与第一透镜110之间，能够使透镜模组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率。

此外，透镜模组还包含红外滤光片170，该红外滤光片170置于第六透镜160与成像面之间，通过红外滤光片170滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。

请配合参照下列表1-1、表1-2以及表1-3。

表1-1为实施例一详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，f为光学成像镜头的焦距，Fno为光圈值，HFOV为光学成像镜头的最大视场角的一半。

表1-2为实施例一中的非球面系数数据，其中，k表非球面曲线方程式中的锥面系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14和A16则表示各表面第4、6、8、10、12、14及16阶非球面系数。

表1-3为实施例一中该光学成像镜头所满足的条件。

此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1-1、表1-2以及表1-3的定义相同，在此不再进行赘述。

实施例二

请参阅图4至图6，图4示出了本发明实施例二的一种成像完整的透镜模组的示意图，图5由左至右依序为本发明实施例二的一种成像完整的透镜模组的像散和畸变曲线图，图6为本发明实施例二的一种成像完整的透镜模组的球差曲线图。

本实施例提供一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜210、第三透镜230和第五透镜250，以及具有负光焦度的第二透镜220、第四透镜240和第六透镜260，第一透镜210至第六透镜260沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜210的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜220的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜230的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜230的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜240的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜250的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜260的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

本实施例中，光阑201配置为前置光阑，即光阑201位于被摄物与第一透镜210之间，能够使透镜模组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率。

此外，透镜模组还包含红外滤光片270，该红外滤光片270置于第六透镜260与成像面之间，通过红外滤光片270滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。

请配合参照下列表2-1、表2-2以及表2-3。

实施例三

请参阅图7至图9，图7示出了本发明实施例三的一种成像完整的透镜模组的示意图，图8由左至右依序为本发明实施例三的一种成像完整的透镜模组的像散和畸变曲线图，图9为本发明实施例三的一种成像完整的透镜模组的球差曲线图。

本实施例提供一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜310、第三透镜330和第五透镜350，以及具有负光焦度的第二透镜320、第四透镜340和第六透镜360，第一透镜310至第六透镜360沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜310的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜320的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜330的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜330的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜340的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜350的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜360的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

本实施例中，光阑301配置为前置光阑，即光阑301位于被摄物与第一透镜310之间，能够使透镜模组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率。

此外，透镜模组还包含红外滤光片370，该红外滤光片370置于第六透镜360与成像面之间，通过红外滤光片370滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。

请配合参照下列表3-1、表3-2以及表3-3。

实施例四

请参阅图10至图12，图10示出了本发明实施例四的一种成像完整的透镜模组的示意图，图11由左至右依序为本发明实施例四的一种成像完整的透镜模组的像散和畸变曲线图，图12为本发明实施例四的一种成像完整的透镜模组的球差曲线图。

本实施例提供一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜410、第三透镜430和第五透镜450，以及具有负光焦度的第二透镜420、第四透镜440和第六透镜460，第一透镜410至第六透镜460沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜410的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜420的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜430的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜430的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜440的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜450的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜460的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

本实施例中，光阑401配置为前置光阑，即光阑401位于被摄物与第一透镜410之间，能够使透镜模组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率。

此外，透镜模组还包含红外滤光片470，该红外滤光片470置于第六透镜460与成像面之间，通过红外滤光片470滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。

请配合参照下列表4-1、表4-2以及表4-3。

实施例五

请参阅图13至图15，图13示出了本发明实施例五的一种成像完整的透镜模组的示意图，图14由左至右依序为本发明实施例五的一种成像完整的透镜模组的像散和畸变曲线图，图15为本发明实施例五的一种成像完整的透镜模组的球差曲线图。

本实施例提供一种成像完整的透镜模组，包括：具有正光焦度的第一透镜510、第三透镜530和第五透镜550，以及具有负光焦度的第二透镜520、第四透镜540和第六透镜560，第一透镜510至第六透镜560沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置。

其中：第一透镜510的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第二透镜520的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第三透镜530的物侧面于近光轴处为凹面或凸面，第三透镜530的像侧面于近光轴处为凹面或凸面；第四透镜540的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面；第五透镜550的物侧面和像侧面于近光轴处分别为凹面和凸面；第六透镜560的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面。

本实施例中，光阑501配置为前置光阑，即光阑501位于被摄物与第一透镜510之间，能够使透镜模组的出射瞳(Exit Pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(Telecentric)效果，并可增加电子感光元件的CCD或CMOS接收影像的效率。

此外，透镜模组还包含红外滤光片570，该红外滤光片570置于第六透镜560与成像面之间，通过红外滤光片570滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。

请配合参照下列表5-1、表5-2以及表5-3。

实施例六

本实用新型还提供了一种成像装置，包括如上任一实施例所述的成像完整的透镜模组，以及用于将所述成像完整的透镜模组采集的光学图案转换为电信号的成像元件。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种成像完整的透镜模组，其特征在于，包括：具有正光焦度的第一透镜、第三透镜和第五透镜，以及具有负光焦度的第二透镜、第四透镜和第六透镜，所述第一透镜至所述第六透镜沿物侧至像侧按照从小到大的顺序依次设置；

其中：

所述第六透镜的物侧面和像侧面于近光轴处均为凹面；

所述透镜模组满足以下关系式：

1.15＜TTL/f＜1.25；

其中，f为透镜模组的焦距，TTL为透镜模组的光学总长。

2.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

1≤f/ImgH≤1.1；

3.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

1.5＜(R11+R12)/f＜3；

4.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

1.7＜ImgH×Fno/f＜2；

5.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

tan(2*HFOV)＜20；

其中，HFOV为透镜模组的半视场角。

6.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

f/HFOV<0.2；

其中，HFOV为透镜模组的半视场角。

7.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

(N1+N3)-(N2+N6)＝-0.12；

8.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

-1＜R31/R32≤200；

9.根据权利要求1所述的成像完整的透镜模组，其特征在于，所述透镜模组满足以下关系式：

0.1＜f5/|(R51+R52)|＜0.25；

10.一种成像装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的成像完整的透镜模组，以及用于将所述成像完整的透镜模组采集的光学图案转换为电信号的成像元件。