CN216772096U

CN216772096U - 一种成像镜头及移动设备

Info

Publication number: CN216772096U
Application number: CN202220080161.6U
Authority: CN
Inventors: 鲍康倩; 肖明志; 王浩; 李守林; 邱盛平; 龚俊强
Original assignee: Union Optech Co Ltd
Current assignee: Union Optech Co Ltd
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2032-01-12

Abstract

本实用新型公开一种成像镜头及移动设备，其中，在成像镜头内形成有光轴，成像镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，成像镜头包括镜筒以及透镜组件，透镜组件包括透镜组以及第四透镜，透镜组沿光轴延伸方向可移动地安装于镜筒，透镜组包括自物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜，第一透镜、第二透镜以及第三透镜相对固定，第四透镜沿光轴延伸方向可移动地安装于镜筒，第四透镜设于透镜组背向物侧的一侧，通过优化配置各个透镜的正负焦距以及调节各个透镜的位置，使成像镜头的像差得到有效地校正，既有助于摄像时保证成像的清晰度，又可缩小整个成像镜头的体积。

Description

一种成像镜头及移动设备

技术领域

本实用新型涉及光学系统成像技术领域，特别涉及一种成像镜头及移动设备。

背景技术

目前成像镜头的应用范围越来越广，例如数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机等电子产品。数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机在拍摄物体的影像品质方面不断得到提高的同时，其结构越来越向轻薄短小方向发展。但是现有的成像镜头无法实现提升更高的解析能力，也就无法拍摄清晰度更高的图像，这时就需要更多的镜片提升手机摄像清晰度，但是过多的镜片会造成成像镜头的体积过大，故在保证清晰度的情况下，如何减小成像镜头的体积是一个亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种一种成像镜头及移动设备，旨在解决成像镜头的体积随清晰度的提高而增大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种成像镜头，在所述成像镜头内形成有光轴，所述成像镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述成像镜头包括镜筒以及透镜组件，所述透镜组件包括：

透镜组，沿光轴延伸方向可移动地安装于所述镜筒，所述透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜相对固定；以及，

第四透镜，沿光轴延伸方向可移动地安装于所述镜筒，所述第四透镜具有负光焦度，且位于所述透镜组背向所述物侧的一侧。

可选地，所述成像镜头的光学总长为TTL；所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3；所述第四透镜的焦距为f4，所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的距离为d14；

在所述成像镜头内：

0.23≤|f1/f2|≤0.33；和/或，

0.94≤|f1/f3|≤1.94；和/或，

0.25≤|f1/f4|≤0.5；和/或，

0.35≤|d15/TTL|≤0.45。

可选地，所述成像镜头还包括摄像元件，所述摄像元件位于所述第四透镜的像侧面，所述摄像元件具有朝向所述第四透镜的像面，所述摄像元件用以通过所述像面接收外界经过所述透镜组件发出的光信号。

可选地，所述成像镜头还包括设于所述光轴的滤光片，所述滤光片位于所述第四透镜和所述摄像元件之间。

可选地，所述第一透镜为双凸透镜，其折射率为Nd1，阿贝数为Vd1，其中，1.5≤Nd1≤1.6，且50≤Vd1≤60；和/或，

所述第二透镜为凹凸透镜，其折射率为Nd2，阿贝数为Vd2，其中，1.5≤Nd1≤1.6，且50≤Vd1≤60；和/或，

所述第三透镜为双凹透镜，其折射率为Nd3，阿贝数为Vd3，其中，1.6≤Nd1≤1.7，且20≤Vd1≤35；和/或，

所述第四透镜为凹凸透镜，其折射率为Nd3，阿贝数为Vd3，其中，1.6≤Nd1≤1.7，且20≤Vd1≤35。

可选地，所述第一透镜和/或所述第二透镜和/或所述第三透镜和/或所述第四透镜为非球面透镜。

可选地，所述第一透镜和/或所述第二透镜和/或所述第三透镜和/或所述第四透镜的材质为塑胶材质。

可选地，所述第四透镜与所述透镜组相对固定。

可选地，所述成像镜头还包括设于所述光轴，且位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的光阑，所述光阑的孔径大小可调。

本实用新型的技术方案中，在所述镜筒中，自物侧至像侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述四个透镜的光焦度分别为正、正、负、负，并且所述透镜组与所述第四透镜在镜筒内能够沿光轴方向移动，摄像时，所述透镜组与所述第四透镜朝向所述物侧方向移动处于全伸展状态，不摄像时，所述透镜组与所述第四透镜朝向所述像侧方向移动，有效地缩短了所述透镜组件的厚度，如此，通过优化配置各个透镜的正负焦距以及调节各个透镜的位置，使所述成像镜头的像差得到有效地校正，既有助于摄像时保证成像的清晰度，又可缩小整个所述成像镜头的体积。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的成像镜头的一实施例的工作状态的结构示意图；

图2为图1中的成像镜头的非工作状态的结构示意图；

图3为图1中的成像镜头的调制传递函数(MTF)曲线示意图；

图4为图1中的成像镜头的另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	成像镜头	5	摄像元件
1	第一透镜	51	像面
				2	第二透镜	6	滤光片
3	第三透镜	7	光阑
				4	第四透镜

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前成像镜头的应用范围越来越广，例如数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机等电子产品。数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机在拍摄物体的影像品质方面不断得到提高的同时，其结构越来越向轻薄短小方向发展。但是现有的成像镜头无法实现提升更高的解析能力，也就无法拍摄清晰度更高的图像，这时就需要更多的镜片提升手机摄像清晰度，但是过多的镜片会造成成像镜头的体积过大。

鉴于此，本实用新型提供一种移动设备，所述移动设备可以是手机、平板电脑等，所述移动设备包括成像镜头，旨在解决成像镜头的体积随清晰度的提高而增大的问题。其中，图1至图4是本实用新型提供的成像镜头的实施例的示意图。

请参阅图1至图3，在所述成像镜头100内形成有光轴，所述成像镜头100具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述成像镜头100包括镜筒(图中未示出)以及透镜组件，所述透镜组件包括透镜组以及第四透镜4，所述透镜组沿光轴延伸方向可移动地安装于所述镜筒，所述透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜1、具有正光焦度的第二透镜2、具有负光焦度的第三透镜3，所述第一透镜1、所述第二透镜2以及所述第三透镜3相对固定，所述第四透镜4沿光轴延伸方向可移动地安装于所述镜筒，所述第四透镜4具有负光焦度，且位于所述透镜组背向所述物侧的一侧。

本实用新型的技术方案中，在所述镜筒中，自物侧至像侧依次设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，所述四个透镜的光焦度分别为正、正、负、负，并且所述透镜组与所述第四透镜4在镜筒内能够沿光轴方向移动，摄像时，所述透镜组与所述第四透镜4朝向所述物侧方向移动处于全伸展状态，不摄像时，所述透镜组与所述第四透镜4朝向所述像侧方向移动，有效地缩短了所述透镜组件的厚度，如此，通过优化配置各个透镜的正负焦距以及调节各个透镜的位置，使所述成像镜头100的像差得到有效地校正，既有助于摄像时保证成像的清晰度，又可缩小整个所述成像镜头100的体积。

需要说明的是，光焦度等于像方光束汇聚度与物方光束汇聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面(即透镜的一个表面)，可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形成的系统(即透镜组)。

一实施例中，所述成像镜头100还包括摄像元件5，所述摄像元件5位于所述第四透镜的像侧面，所述摄像元件5具有朝向所述第四透镜4的像面51，所述摄像元件5用以通过所述像面51接收外界经过所述透镜组件发出的光信号。

进一步地，本实施例中，所述像面51的有效像面51高度为HI，所述成像镜头100的光学总长为TLL；在所述成像镜头100内：0.34≤|HI/TLL|≤0.69。

具体地，一实施例中，所述成像镜头100还包括设于所述光轴的滤光片6，所述滤光片6位于所述第四透镜4和所述摄像元件5之间，所述滤光片6可以是红外滤光片6，也可以是其他颜色的滤光片6，采用滤光片6可以过滤掉干扰光线，避免干扰光线对成像像造成干扰，从而提高成像质量。

具体地，本实施例中，所述第一透镜1为双凸透镜，其折射率为Nd1，阿贝数为Vd1，或者，在其他实施例中，1.5≤Nd1≤1.6，且50≤Vd1≤60；或者，在其他实施例中，所述第二透镜2为凹凸透镜，其折射率为Nd2，阿贝数为Vd2，其中，1.5≤Nd1≤1.6，且50≤Vd1≤60；或者，在其他实施例中，所述第三透镜3为双凹透镜，其折射率为Nd3，阿贝数为Vd3，其中，1.6≤Nd1≤1.7，且20≤Vd1≤35；或者，在其他实施例中，所述第四透镜4为凹凸透镜，其折射率为Nd3，阿贝数为Vd3，其中，1.6≤Nd1≤1.7，且20≤Vd1≤35。

一本实施例中，所述第一透镜1非球面透镜，或者，在其他实施例中，所述第二透镜2非球面透镜，或者，在其他实施例中，所述第三透镜3非球面透镜，或者，在其他实施例中，所述第四透镜4为非球面透镜，非球面镜片的特点是：从镜片中心到镜片周边，曲率是连续变化的，与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片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，采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。关于采用非球面透镜的上述实施例也可同时实施。

本实施例中，所述第一透镜1的材质为塑胶材质，或者，在其他实施例中，所述第二透镜2的材质为塑胶材质，或者，在其他实施例中，所述第三透镜3的材质为塑胶材质，或者，在其他实施例中，所述第四透镜4的材质为塑胶材质，采用塑胶材质的镜片可以减轻所述成像镜头100的质量，减小了驱动机构的负担，有利于缩小驱动机构的体积，从而达到进一步降低所述成像镜头100体积的目的，同时相较于玻璃材质的透镜，塑胶材质的透镜更容易制造，有助于降低所述成像镜头100的成本。

需要说明的是，四个透镜均为塑胶非球面透镜，在保证镜头有良好的画面要求的情况下同时还实现产品重量轻的要求，达到了缩小所述成像镜头100的目的。

所述第四透镜4的移动方式有多种，所述第四透镜4可以是与所述透镜组一起移动，所述第四透镜4也可以是单独移动等，本实用新型对此不作限定，虽然所述第四透镜4独立移动有助于缩小所述成像镜头100的尺寸，但需要额外增加驱动结构驱动所述第四透镜4，会使得成像镜头100的结构更加复杂，同时也会增加所述成像镜头100的成本，鉴于此，在本实施例中，请参阅图4，所述第四透镜4与所述透镜组相对固定，如此设置，使得所述第四透镜4与所述透镜组共用一个驱动结构，以便精简所述成像镜头的结构，从而有助于降低所述成像镜头的成本。

一实施例中，所述成像镜头100还包括设于所述光轴，且位于所述第一透镜1和所述第二透镜2之间的光阑7，所述光阑7的孔径大小可调，所述光阑7用以限制进入所述成像镜头100的光线，以进一步提高所述成像镜头100的成像质量。

本实施例中，携带被摄物体信息的光线能够依次经过所述第一透镜1、所述光阑7、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述滤光片6、所述保护玻璃并最终投射于所述像面51上，并被所述摄像元件5接收。

具体地，在本实施例中，所述成像镜头100的参数如下表所示。

表1 所述成像镜头100各个透镜的参数

其中，S1表示所述第一透镜1的物侧面，S2表示所述第一透镜1的像侧面，S3表示所述第二透镜2的物侧面，S4表示所述第二透镜2的像侧面，S5表示所述第三透镜3的物侧面，S6表示所述第三透镜3的像侧面，S7表示所述第四透镜4的物侧面，S8表示所述第四透镜4的像侧面，S9表示所述滤光片6的物侧面，S10表示所述滤光片6的像侧面，R代表光学元件的曲率半径，D代表光学元件的厚度或空气间隔，Nd代表所用光学材料的d光折射率，Vd代表所用光学材料的d光阿贝数。

表2 所述成像镜头100定焦时，焦距、F数和半视场角参数

焦距f	F数(F-number)	半视场角ω
			18.9	2.49	13°

其中，f代表所述成像镜头100的焦距，F-number为所述成像镜头100的F数，ω为所述成像镜头100的半视场角。

具体地，各非球面透镜的面型z可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，z代表非球面在光轴方向的位置，r代表非球面相对光轴的垂直方向上的高度，c代表非球面曲率半径，k代表圆锥系数，α₄、α₆、α₈、α₁₀、α₁₂、α₁₄、α₁₆代表非球面系数，各个非球面镜面的高次项系数由下表3可知。

在本实施例中，各非球面的偶次项系数如下表所示。

表3所述成像镜头100非球面透镜的偶次项系数

面序号

α4

α6

α8

α10

α12

α14

α16

S1

-1.11E-04

-3.83E-05

-6.25E-06

1.17E-06

-3.80E-08

0

S2

-4.83E-04

3.06E-04

-2.77E-05

2.04E-06

-8.79E-09

-5.09E-09

1.43E-10

S3

4.12E-04

3.87E-05

9.56E-06

1.37E-06

-1.23E-07

-1.10E-09

1.89E-10

S4

-2.14E-03

-6.71E-05

1.96E-05

-6.29E-07

9.00E-09

5.33E-10

-9.55E-11

S5

5.48E-03

-2.24E-04

-1.12E-05

-7.53E-07

3.48E-07

-2.04E-08

2.50E-10

S6

7.79E-03

-3.51E-04

7.36E-05

-1.72E-05

9.52E-07

2.90E-07

-2.79E-08

S7

-1.14E-03

3.24E-05

-1.63E-05

1.88E-06

5.84E-07

-1.18E-07

6.96E-09

S8

3.51E-03

-7.83E-04

1.10E-04

-1.27E-05

1.72E-06

-1.85E-07

9.54E-09

其中，E-01表示的是10的-1次方，E-02表示的是10的-2次方，依此类推，E-N表示的是10的-N次方。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种成像镜头，其特征在于，在所述成像镜头内形成有光轴，所述成像镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述成像镜头包括镜筒以及透镜组件，所述透镜组件包括；

2.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的光学总长为TTL；所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3；所述第四透镜的焦距为f4，所述第一透镜的物侧面到所述第四透镜的像侧面在所述光轴上的距离为d14；

在所述成像镜头内：

0.23≤|f1/f2|≤0.33；和/或，

0.94≤|f1/f3|≤1.94；和/或，

0.25≤|f1/f4|≤0.5；和/或，

0.35≤|d15/TTL|≤0.45。

3.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头还包括摄像元件，所述摄像元件位于所述第四透镜的像侧面，所述摄像元件具有朝向所述第四透镜的像面，所述摄像元件用以通过所述像面接收外界经过所述透镜组件发出的光信号。

4.如权利要求3所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头还包括设于所述光轴的滤光片，所述滤光片位于所述第四透镜和所述摄像元件之间。

5.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜为双凸透镜，其折射率为Nd1，阿贝数为Vd1，其中，1.5≤Nd1≤1.6，且50≤Vd1≤60；和/或，

6.如权利要求5所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜和/或所述第二透镜和/或所述第三透镜和/或所述第四透镜为非球面透镜。

7.如权利要求5所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜和/或所述第二透镜和/或所述第三透镜和/或所述第四透镜的材质为塑胶材质。

8.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第四透镜与所述透镜组相对固定。

9.如权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头还包括设于所述光轴，且位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的光阑，所述光阑的孔径大小可调。

10.一种移动设备，其特征在于，所述移动设备包括如权利要求1-9任意一项所述的成像镜头。