CN219695534U - 成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种成像镜头,包括:镜筒,镜筒的像侧端面的外径大于镜筒的物侧端面的外径;六片镜片,镜片由内至外包括有效径区和结构区,且第五镜片具有正光焦度,第六镜片的像侧面具有至少一个反曲点,第四镜片和第六镜片中的至少一个具有负光焦度;多个通孔元件,通孔元件位于相邻两个镜片之间,其中与第i镜片的像侧面部分接触的通孔元件为第i通孔元件,多个通孔元件中至少具有第四通孔元件和第五通孔元件;成像镜头满足:0<(f5+|f6|)/(d5m‑d4m)<6.5,f5为第五镜片的有效焦距,f6为第六镜片的有效焦距,d5m为第五通孔元件的像侧内径,d4m为第四通孔元件的像侧内径。本实用新型解决了现有技术中成像镜头存在杂散光多的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术领域,具体而言,涉及一种成像镜头。
背景技术
随着成像镜头的快速发展,日常生活中的多个方面都离不开拍照、摄像、成像,导致人们对镜头的成像质量要求越来越高,也使得人们对高像素镜头的追求愈来愈烈。由于在不同场景的拍摄下对镜头的需求有所不同,为了满足不同拍摄场景的需求,不仅光学参数设计上要满足一定条件,同时镜片形状复杂多变也为镜头结构稳定性带来挑战。为了获得较大的像面,通常会使镜头的前后端的尺寸差距过大,导致后方镜片径向段差过大容易在后方镜片处产生杂散光。
也就是说,现有技术中成像镜头存在杂散光多的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种成像镜头,以解决现有技术中成像镜头存在杂散光多的问题。
为了实现上述目的,根据本实用新型的一个方面,提供了一种成像镜头,包括:镜筒,镜筒的像侧端面的外径大于镜筒的物侧端面的外径,且镜筒的像侧端面的外径与镜筒的物侧端面的外径之差大于1.5毫米;六片镜片,镜片由内至外包括有效径区和结构区,六片镜片由物侧至像侧顺次为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片,且第五镜片具有正光焦度,第六镜片的像侧面具有至少一个反曲点,第四镜片和第六镜片中的至少一个具有负光焦度;多个通孔元件,通孔元件位于相邻两个镜片之间,其中与第i镜片的像侧面部分接触的通孔元件为第i通孔元件,i从1、2、3、4、5中取值,多个通孔元件中至少具有第四通孔元件和第五通孔元件;成像镜头满足:0<(f5+|f6|)/(d5m-d4m)<6.5,f5为第五镜片的有效焦距,f6为第六镜片的有效焦距,d5m为第五通孔元件的像侧内径,d4m为第四通孔元件的像侧内径。
进一步地,成像镜头满足:0mm-1<|EP45/(D5m-D4s)/CT5|<11.5mm-1,其中,EP45为第四通孔元件与第五通孔元件的间隔,D5m为第五通孔元件的像侧外径,D4s为第四通孔元件的物侧外径,CT5为第五镜片的中心厚度。
进一步地,多个通孔元件中还具有第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件,且第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件的内径小于第五通孔元件的内径。
进一步地,成像镜头满足:9.5<∑AT/(CP1+CP2+CP3)<33.5,∑AT为第一镜片至第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和,CP1为第一通孔元件的最大厚度、CP2为第二通孔元件的最大厚度和CP3为第三通孔元件的最大厚度。
进一步地,成像镜头满足:3.5<TD/∑CP<13.5,其中,TD为第一镜片的物侧面到第六镜片的像侧面在光轴上的距离,∑CP为第一通孔元件、第二通孔元件、第三通孔元件、第四通孔元件、第五通孔元件的最大厚度之和。
进一步地,第一镜片至第六镜片中阿贝数大于18且小于20的镜片的像侧面的曲率半径大于零。
进一步地,第一镜片至第三镜片中有效焦距的绝对值最小的镜片具有正光焦度。
进一步地,成像镜头满足:1.5<(R12-R10)/EP45<40.5,R12为第六镜片的像侧面的曲率半径,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,EP45为第四通孔元件与第五通孔元件的间隔。
进一步地,成像镜头满足:2.0<|(R8+R10)/(CP4+CP5)|<51.5,其中,R8为第四镜片的像侧面的曲率半径,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,CP4为第四通孔元件的最大厚度,CP5为第五通孔元件的最大厚度。
进一步地,成像镜头满足:27.5<|(R8+R10)/(CP4+CP5)|<51.5。
进一步地,成像镜头满足:1<(D0m-D4m)/(∑AT-EP45)<11.8,其中,D0m为镜筒的像侧端面外径,D4m为第四通孔元件的像侧外径,∑AT为第一镜片至第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和。
进一步地,成像镜头满足:7.0<R10/f5+d5s/CP5<19.5,其中,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,f5为第五镜片的有效焦距,d5s为第五通孔元件的物侧内径,CP5为第五通孔元件的最大厚度。
进一步地,成像镜头满足:3.0mm2<f*tan(Semi-FOV)*(d0m-d0s)<13.5mm2,其中,f为成像镜头的有效焦距,Semi-FOV为成像镜头的最大视场角的一半,d0m为镜筒的像侧端面内径,d0s为镜筒的物侧端面内径。
进一步地,成像镜头满足:1.5<(CP4+CP5)/(N4-N5)<13.0,其中,CP4为第四通孔元件的最大厚度,CP5为第五通孔元件的最大厚度,N4为第四镜片的折射率,N5为第五镜片的折射率。
进一步地,成像镜头满足:5.0<L/f*D0m<22.5,其中,L为镜筒的高度,f为成像镜头的有效焦距,D0m为镜筒的像侧端面外径。
进一步地,镜筒外壁具有螺纹结构。
进一步地,六片镜片中的至少一片镜片在有效径区与结构区的连接处形成弯曲结构。
进一步地,与具有弯曲结构的镜片的像侧面部分接触的通孔元件的最大厚度大于0.1毫米。
应用本实用新型的技术方案,成像镜头包括镜筒、六片镜片和多个通孔元件,镜筒的像侧端面的外径大于镜筒的物侧端面的外径,且镜筒的像侧端面的外径与镜筒的物侧端面的外径之差大于1.5毫米;镜片由内至外包括有效径区和结构区,六片镜片由物侧至像侧顺次为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片,且第五镜片具有正光焦度,第六镜片的像侧面具有至少一个反曲点,第四镜片和第六镜片中的至少一个具有负光焦度;通孔元件位于相邻两个镜片之间,其中与第i镜片的像侧面部分接触的通孔元件为第i通孔元件,i从1、2、3、4、5中取值,多个通孔元件中至少具有第四通孔元件和第五通孔元件;成像镜头满足:0<(f5+|f6|)/(d5m-d4m)<6.5,f5为第五镜片的有效焦距,f6为第六镜片的有效焦距,d5m为第五通孔元件的像侧内径,d4m为第四通孔元件的像侧内径。
本申请通过提供了一种六片式成像镜头,镜筒的像侧端面的外径与镜筒的物侧端面的外径相差较大时,在保证足够大的成像面时难以获得足够的景深,因镜片后段会出现镜片径向段差较大,镜片成型工艺及因镜片结构区域产生的杂光严重,通过合理设置第五镜片、第六镜片的光焦度同时设置控制第四通孔元件、第五通孔元件的内径,有利于获得足够景深大小以满足不同场景下的拍摄需求,同时还保证了镜片整体高度及能够有效阻拦通过镜片的多余杂光,保证成像质量,通过在第六镜片上设置反曲点可以保证第六镜片的形态,可以减少杂散光的产生。
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示出了本实用新型的一个可选实施例的光学成像透镜组的结构示意图;
图2示出了本实用新型的例子一的光学成像透镜组在第一状态下的结构示意图;
图3示出了本实用新型的例子一的光学成像透镜组在第二状态下的结构示意图;
图4至图7分别示出了本实用新型的例子一的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线;
图8示出了本实用新型的例子二的光学成像透镜组在第一状态下的结构示意图;
图9示出了本实用新型的例子二的光学成像透镜组在第二状态下的结构示意图;
图10至图13分别示出了本实用新型的例子二的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线;
图14示出了本实用新型的例子三的光学成像透镜组在第一状态下的结构示意图;
图15示出了本实用新型的例子三的光学成像透镜组在第二状态下的结构示意图;
图16至图19分别示出了本实用新型的例子三的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线;
图20示出了本实用新型的例子三的光学成像透镜组在第一状态下的结构示意图;
图21示出了本实用新型的例子三的光学成像透镜组在第二状态下的结构示意图;
图22至图25分别示出了本实用新型的例子三的轴上色差曲线、象散曲线、畸变曲线和倍率色差曲线。
其中,上述附图包括以下附图标记:
P0、镜筒;E1、第一镜片;S1、第一镜片的物侧面;S2、第一镜片的像侧面;P1、第一通孔元件;E2、第二镜片;S3、第二镜片的物侧面;S4、第二镜片的像侧面;P2、第二通孔元件;E3、第三镜片;S5、第三镜片的物侧面;S6、第三镜片的像侧面;P3、第三通孔元件;E4、第四镜片;S7、第四镜片的物侧面;S8、第四镜片的像侧面;P4、第四通孔元件;E5、第五镜片;S9、第五镜片的物侧面;S10、第五镜片的像侧面;P5、第五通孔元件;E6、第六镜片;S11、第六镜片的物侧面;S12、第六镜片的像侧面。
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,下文中讨论的第一镜片也可被称作第二镜片或第三镜片。
在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了镜片的厚度、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。若镜片表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该镜片表面至少于近轴区域为凸面;若镜片表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该镜片表面至少于近轴区域为凹面。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镜片数据库(lens data)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成像镜头存在杂散光多的问题,本实用新型的主要目的在于提供一种成像镜头。
如图1至图25所示,成像镜头包括镜筒、六片镜片和多个通孔元件,镜筒的像侧端面的外径大于镜筒的物侧端面的外径,且镜筒的像侧端面的外径与镜筒的物侧端面的外径之差大于1.5毫米;镜片由内至外包括有效径区和结构区,六片镜片由物侧至像侧顺次为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片,且第五镜片具有正光焦度,第六镜片的像侧面具有至少一个反曲点,第四镜片和第六镜片中的至少一个具有负光焦度;通孔元件位于相邻两个镜片之间,其中与第i镜片的像侧面部分接触的通孔元件为第i通孔元件,i从1、2、3、4、5中取值,多个通孔元件中至少具有第四通孔元件和第五通孔元件;成像镜头满足:0<(f5+|f6|)/(d5m-d4m)<6.5,f5为第五镜片的有效焦距,f6为第六镜片的有效焦距,d5m为第五通孔元件的像侧内径,d4m为第四通孔元件的像侧内径。
本申请通过提供了一种六片式成像镜头,镜筒的像侧端面的外径与镜筒的物侧端面的外径相差较大时,在保证足够大的成像面时难以获得足够的景深,因镜片后段会出现镜片径向段差较大,镜片成型工艺及因镜片结构区域产生的杂光严重,将镜筒的物侧端面和像侧端面的外径之差限制在合理的范围内,能够保证成像镜头的具有大成像面的同时合理设置第五镜片、第六镜片的光焦同时设置控制第四通孔元件、第五通孔元件的内径,有利于获得足够景深大小,同时还保证了镜片整体高度及能够有效阻拦通过镜片的多余杂光,保证成像质量。
在本实施例中,成像镜头满足:0mm-1<|EP45/(D5m-D4s)/CT5|<11.5mm-1,其中,EP45为第四通孔元件与第五通孔元件的间隔,D5m为第五通孔元件的像侧外径,D4s为第四通孔元件的物侧外径,CT5为第五镜片的中心厚度。通过将第四通孔元件与第五通孔元件的间隔关系及第五镜片中心厚度限制在合理范围内,可保证第五镜片的边缘厚度和整体厚度更均匀,便于成型,进一步的,第五通孔元件像侧外径和第四通孔元件物侧外径在合理的范围内可以保证通孔元件的尺寸和强度,保持镜头内部结构合理,增强组装和使用稳定性。
在本实施例中,多个通孔元件中还具有第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件,且第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件的内径小于第五通孔元件的内径。设置多个通孔元件使得成像镜头成像光线外的杂散光得到有效抑制,提高成像镜头成像质量。
在本实施例中,成像镜头满足:9.5<∑AT/(CP1+CP2+CP3)<33.5,∑AT为第一镜片至第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和,CP1为第一通孔元件的最大厚度、CP2为第二通孔元件的最大厚度和CP3为第三通孔元件的最大厚度。通过保证第一镜片至第六镜片所有相邻镜片之间在光轴上空气间隙之和与第一通孔元件、第二通孔元件以及第三通孔元件的最大厚度之间的关系,有利于镜头后期调整场曲,保证成像镜头的场曲在合理范围内,保持解像力稳定,提高镜头成像质量;同时提高镜头MTF(调制传递函数)良率。
在本实施例中,成像镜头满足:3.5<TD/∑CP<13.5,其中,TD为第一镜片的物侧面到第六镜片的像侧面在光轴上的距离,∑CP为第一通孔元件、第二通孔元件、第三通孔元件、第四通孔元件、第五通孔元件的最大厚度之和。通过保证第一镜片的物侧面到第六镜片的像侧面在光轴上的距离与∑CP之间的关系,使得成像镜头的总体高度保持在合理范围,更好适配成像设备,同时合理分配成像镜头的内部空间并增强各个镜片间的承靠强度,保证成像镜头的内部结构的稳定性。
在本实施例中,第一镜片至第六镜片中阿贝数大于18且小于20的镜片的像侧面的曲率半径大于零。通过控制折射率较高的镜片的像侧面的曲率半径,有利于降低成像镜头的色散提高成像镜头的成像质量。
在本实施例中,第一镜片至第三镜片中有效焦距的绝对值最小的镜片具有正光焦度。通过控制成像镜头的前端镜片的焦距,可以降低镜片对光线的会聚程度,以便于让成像镜头获得更大的像面高度,进一步提高成像镜头的成像质量。
在本实施例中,成像镜头满足:1.5<(R12-R10)/EP45<40.5,R12为第六镜片的像侧面的曲率半径,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,EP45为第四通孔元件与第五通孔元件的间隔。通过限制第五镜片、第六镜片的像侧面的曲率半径以及第四通孔元件与第五通孔元件的间隔的关系,可以确保第五镜片的边缘厚度在合理的范围内,减小镜片径向段差大的影响,增强成像镜头内部结构的稳定性,同时有利于控制镜片的形状增强对光线的汇聚,增加通光量,保证成像镜头的成像大小。
在本实施例中,成像镜头满足:2.0<|(R8+R10)/(CP4+CP5)|<51.5,其中,R8为第四镜片的像侧面的曲率半径,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,CP4为第四通孔元件的最大厚度,CP5为第五通孔元件的最大厚度。通过将第四镜片与第五镜片的像侧面曲率半径、CP4、CP5限制在合理的范围内,有利于最大程度上吸收经过第四镜片和第五镜片的杂散光,有利于控制光线经过镜片中心后的路径,同时第四通孔元件和第五通孔元件还能够增加成像镜头的稳定性。
优选地,成像镜头满足:27.5<|(R8+R10)/(CP4+CP5)|<51.5。
在本实施例中,成像镜头满足:1<(D0m-D4m)/(∑AT-EP45)<11.8,其中,D0m为镜筒的像侧端面外径,D4m为第四通孔元件的像侧外径,∑AT为第一镜片至第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和。通过控制该条件在合理范围内,有利于第四镜片与镜筒的像侧端面外径的径向段差控制在一定范围内,同时合理设置镜片间的空气间隙和第四通孔元件与第五通孔元件的间隔,保证了成像镜头的稳定性。
在本实施例中,成像镜头满足:7.0<R10/f5+d5s/CP5<19.5,其中,R10为第五镜片的像侧面的曲率半径,f5为第五镜片的有效焦距,d5s为第五通孔元件的物侧内径,CP5为第五通孔元件的最大厚度。通过将第五镜片的像侧面的曲率半径和焦距大小限制在合理的范围内有利于光线汇聚并增加光通量,同时在第五镜片的像侧合理设置第五通孔元件可以吸收多余光线,减少杂光,获得高像质。
在本实施例中,成像镜头满足:3.0mm2<f*tan(Semi-FOV)*(d0m-d0s)<13.5mm2,其中,f为成像镜头的有效焦距,Semi-FOV为成像镜头的最大视场角的一半,d0m为镜筒的像侧端面内径,d0s为镜筒的物侧端面内径。通过控制成像镜头的有效焦距和半视场角大小,保证进光量达到一定值,从而满足拍摄时视野大小,提高成像质量,进一步通过控制镜筒的像侧端面内径和镜筒的物侧端面内径的关系,保证镜筒的壁厚均匀,有利于成型和提高结构强度,保证成像镜头的稳定性。
在本实施例中,成像镜头满足:1.5<(CP4+CP5)/(N4-N5)<13.0,其中,CP4为第四通孔元件的最大厚度,CP5为第五通孔元件的最大厚度,N4为第四镜片的折射率,N5为第五镜片的折射率。通过控制第四通孔元件、第五通孔元件的最大厚度,有利于通孔元件的成型及其结构强度,同时第四镜片、第五镜片使用合理的材料,可以增加光线的透过率的同时还有利于镜片成型且减轻成像设备的重量,增强成像设备使用的舒适性。
在本实施例中,成像镜头满足:5.0<L/f*D0m<22.5,其中,L为镜筒的高度,f为成像镜头的有效焦距,D0m为镜筒的像侧端面外径。通过将L/f*D0m限制在合理的范围内,有利于保证成像镜头的小型化,同时还使得成像镜头的成像大小在合理的范围内。
在本实施例中,镜筒外壁具有螺纹结构。螺纹结构能够与镜筒载体配合,共同构成成像设备的核心单元,保证成像设备的稳定性。
在本实施例中,六片镜片中的至少一片镜片在有效径区与结构区的连接处形成弯曲结构。此特殊弯曲结构使得光学镜片的厚度更均匀,更有利于制造成型,保证光学性能,进一步的,使用大弯曲结构可以降低镜片边缘厚度,从而降低成像镜头的体积,有利于成像镜头的小型化。
在本实施例中,与具有弯曲结构的镜片的像侧面部分接触的通孔元件的最大厚度大于0.1毫米。这样设置有利于通光孔元件的成型,且保证了通光孔元件具有一定的结构强度,为前后两片间距较大的镜片提供支撑,保证整个成像镜头的结构稳定性。
需要说明的是,通孔元件的最大厚度是指通孔元件的物侧面到通孔元件的像侧面在光轴的延伸方向上的距离。
可选地,上述成像镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤波片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。在本申请中的成像镜头可采用多片镜片,例如上述的六片。通过合理分配各镜片的有效焦距、面形、各镜片的中心厚度以及各镜片之间的轴上距离等,可有效增大成像镜头的孔径、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。
在本申请中,各镜片的镜面中的至少一个为非球面镜面。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,可改变构成成像镜头的镜片数量,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六片镜片为例进行了描述,但是成像镜头不限于包括六片镜片。如需要,该成像镜头还可包括其它数量的镜片。
图1示出了本申请的一个成像镜头的结构示意图。图1中还标示出了d0s、d0S、D0m等参数,以清晰且直观地了解参数的意义。为了便于展示成像镜头结构以及具体的面型,后续在对具体的例子进行说明时,附图中不再体现这些参数。
其中,Dis是指第i通孔元件的物侧面的外径,dis是指第i通孔元件的物侧面的内径,Dim是指第i通孔元件的像侧面的外径,dim是指第i通孔元件的像侧面的内径,CPi是指第i通孔元件的最大厚度,其中,i从1、2、3、4、5中取值。EPij是指第i通孔元件的像侧面与第j通孔元件的物侧面沿光轴的距离,其中,i<j,i从1、2、3、4、5中取值,j从2、3、4、5中取值。而d0m为镜筒的像侧端面内径,d0s为镜筒的物侧端面内径,D0m为镜筒的像侧端面外径。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的成像镜头的具体面型、参数的举例。
需要说明的是,在下述的例子中存在第一状态和第二状态,而在同一个例子中的第一状态和第二状态下的成像镜头的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片和第六镜片的曲率半径、中心厚度等参数及其镜片之间的间隔距离和高次像系数是相同的,但是镜筒P0、通孔元件的最大厚度、通孔元件的内径和通孔元件的外径以及通孔元件之间的距离这些参数是不同的以及部分镜片的形状不同。或者说用于成像的主要结构是一样的,而用于成像的辅助结构是不同的。
在部分附图中,从成像镜头的物侧至像侧顺次为第一镜片的物侧面S1、第一镜片的像侧面S2、第二镜片的物侧面S3、第二镜片的像侧面S4、第三镜片的物侧面S5、第三镜片的像侧面S6、第四镜片的物侧面S7、第四镜片的像侧面S8、第五镜片的物侧面S9、第五镜片的像侧面S10、第六镜片的物侧面S11、第六镜片的像侧面S12。
需要说明的是,下述的例子一至例子四中的任何一个例子均适用于本申请的所有实施例。
例子一
如图2至图7所示,描述了本申请的例子一的成像镜头。图2示出了例子一的成像镜头在第一状态下的结构示意图,图3示出了例子一的成像镜头在第二状态下的结构示意图。
如图2和图3所示,成像镜头由物侧至像侧依序包括:第一镜片E1、第一通孔元件P1、第二镜片E2、第二通孔元件P2、第三镜片E3、第三通孔元件P3、第四镜片E4、第四通孔元件P4、第五镜片E5、第五通孔元件P5、第六镜片E6。其中,第二通孔元件P2的内径小于第一通孔元件P1的内径,有利于对来自第一镜片E1的杂散光的吸收,保证成像质量,在本例子中,第五通孔元件P6的内径最大,且厚度最大,以便于对前方镜片进行承靠,保证成像镜头的组立稳定性。
在图2中,通孔元件均位于相邻两个镜片之间,且第一通孔元件P1至第五通孔元件P5均与镜筒的部分内壁面承靠,具体来说与镜筒中平行于光轴的内壁面承靠,且第一镜片E1至第六镜片E6之间均间隔设置,并不直接承靠。
在图3中,前四片镜片依次扣合在一起。第一通孔元件P1至第三通孔元件P3均位于扣合位置的内侧,以吸收杂散光。
在本例子中,成像镜头的有效焦距f为4.16mm。
表1示出了例子一的成像镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米mm。
表1
在例子一中,第一镜片E1至第六镜片E6中的任意一个镜片的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面镜片的面型可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
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,c=1/R,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;Ai是非球面第i-th阶的修正系数。下表2给出了可用于例子一中各非球面镜面S1-S12的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20、A22、A24、A26、A28、A30。
面号 | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 | A14 | A16 |
S1 | 5.90E-02 | -6.29E-03 | -3.10E-03 | -1.08E-03 | -1.85E-04 | -7.32E-05 | 2.10E-05 |
S2 | -6.51E-02 | 4.36E-03 | -2.55E-03 | 1.74E-05 | -3.68E-05 | -5.28E-05 | 1.83E-06 |
S3 | -5.60E-02 | 1.66E-02 | -2.15E-03 | 4.07E-04 | -4.30E-05 | -6.22E-05 | 3.39E-05 |
S4 | -6.88E-03 | 9.27E-03 | -5.21E-04 | 3.88E-04 | 3.57E-05 | 9.97E-06 | -1.94E-05 |
S5 | -9.24E-02 | -2.63E-03 | -3.76E-04 | 6.59E-04 | 6.64E-05 | 1.73E-04 | -1.01E-05 |
S6 | -1.42E-01 | -6.68E-03 | 5.28E-04 | 1.09E-03 | 3.03E-04 | 2.32E-04 | 8.15E-05 |
S7 | -2.58E-01 | 1.35E-03 | -4.45E-03 | 5.30E-04 | -7.74E-04 | 3.51E-04 | -7.14E-05 |
S8 | -3.47E-01 | 3.05E-02 | 1.53E-03 | 8.30E-04 | -8.14E-04 | 4.89E-04 | -4.34E-05 |
S9 | -3.16E-01 | -5.78E-02 | 2.08E-02 | 6.53E-03 | 8.47E-05 | -7.41E-04 | -1.89E-04 |
S10 | 4.75E-01 | -1.29E-01 | 3.33E-02 | 1.33E-03 | -3.82E-03 | -1.29E-03 | -2.97E-04 |
S11 | 1.17E+00 | 1.26E-01 | 3.60E-02 | 1.82E-02 | 1.49E-02 | 1.85E-03 | 3.69E-03 |
S12 | -1.36E+00 | 1.72E-01 | -5.69E-02 | 2.07E-02 | -4.52E-03 | 2.21E-03 | -1.32E-03 |
面号 | A18 | A20 | A22 | A24 | A26 | A28 | A30 |
S1 | -5.55E-06 | 1.52E-05 | -3.53E-06 | 1.43E-05 | -5.32E-08 | -4.75E-07 | -7.91E-06 |
S2 | -8.12E-06 | 1.72E-05 | 1.15E-05 | 1.82E-05 | -3.00E-06 | -6.26E-06 | -7.63E-06 |
S3 | 4.33E-06 | 1.15E-05 | -1.68E-05 | -1.03E-05 | -4.69E-06 | 7.82E-06 | 1.86E-06 |
S4 | 6.79E-06 | 2.25E-06 | 8.93E-06 | 5.41E-06 | 7.55E-06 | -4.05E-06 | -3.43E-06 |
S5 | 4.44E-05 | -2.02E-05 | 1.90E-05 | 1.01E-06 | 8.44E-06 | -1.31E-05 | 2.62E-06 |
S6 | 6.65E-05 | 2.28E-05 | 2.49E-05 | 1.71E-05 | 2.80E-05 | 2.06E-05 | 1.12E-05 |
S7 | 2.14E-04 | -6.54E-05 | 9.81E-05 | -2.19E-05 | 4.05E-05 | -1.25E-05 | 1.57E-05 |
S8 | 1.35E-04 | -1.54E-04 | 4.88E-05 | -4.67E-05 | 4.12E-05 | -1.55E-05 | 1.88E-05 |
S9 | -7.17E-04 | -4.39E-04 | -2.63E-04 | -1.11E-04 | -1.74E-04 | -1.25E-04 | -1.03E-04 |
S10 | -9.65E-04 | -2.27E-04 | 1.62E-05 | -1.88E-04 | -2.56E-04 | -1.84E-04 | -7.61E-05 |
S11 | 1.47E-03 | 1.43E-03 | 2.99E-04 | 2.31E-04 | 1.88E-04 | 2.69E-05 | 6.88E-05 |
S12 | -6.80E-04 | 1.15E-04 | 5.94E-05 | 2.89E-04 | 7.08E-05 | -8.26E-05 | -2.05E-04 |
表2
图4示出了例子一的成像镜头的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜头后的会聚焦点偏离。图5示出了例子一的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6示出了例子一的成像镜头的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图7示出了例子一的成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜头后在成像面上的不同像高的偏差。
根据图4至图7可知,例子一所给出的成像镜头能够实现良好的成像品质。
例子二
如图8至图13所示,描述了本申请的例子二的成像镜头。图8示出了例子二的成像镜头在第一状态下的结构示意图,图9示出了例子二的成像镜头在第二状态下的结构示意图。为简洁起见,将省略部分与例子一相似的描述。
如图8和图9所示,成像镜头由物侧至像侧依序包括:第一镜片E1、第一通孔元件P1、第二镜片E2、第二通孔元件P2、第三镜片E3、第三通孔元件P3、第四镜片E4、第四通孔元件P4、第五镜片E5、第五通孔元件P5、第六镜片E6。其中,第二通孔元件P2的内径小于第一通孔元件P1的内径,有利于对来自第一镜片E1的杂散光的吸收,保证成像质量,在本例子中,第五通孔元件P6的内径最大,以保证成像光线能够顺利射出,同时第四通孔元件P4和第五通孔元件P5的厚度大于前三个通孔元件的厚度便于对前方镜片进行稳定承靠,保证成像镜头的组立稳定性。
在图8与图9中,至少部分镜片的形态不同,且边缘厚度不同。
在本例子中,成像镜头的有效焦距f为3.19mm。
表3示出了例子二的成像镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米mm。
表3
表4给出了可用于例子二中各非球面镜面S1-S12的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
/>
表4
图10示出了例子二的成像镜头的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜头后的会聚焦点偏离。图11示出了例子二的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12示出了例子二的成像镜头的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图13示出了例子二的成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜头后在成像面上的不同像高的偏差。
根据图10至图13可知,例子二所给出的成像镜头能够实现良好的成像品质。
例子三
如图14至图19所示,描述了本申请的例子三的成像镜头。图14示出了例子三的成像镜头在第一状态下的结构示意图,图15示出了例子三的成像镜头在第二状态下的结构示意图。为简洁起见,将省略部分与例子一相似的描述。
如图14和图15所示,成像镜头由物侧至像侧依序包括:第一镜片E1、第一通孔元件P1、第二镜片E2、第二通孔元件P2、第三镜片E3、第三通孔元件P3、第四镜片E4、第四通孔元件P4、第五镜片E5、第五通孔元件P5、第六镜片E6。其中,第二通孔元件P2的内径大于第一通孔元件P1的内径,第五通孔元件P6的内径最大,以保证成像光线能够顺利射出。由于第五镜片E5与第六镜片E6之间的径向段差,设置第五通孔元件P5的厚度大于前四个通孔元件的厚度,便于对前方镜片进行稳定承靠,保证成像镜头的组立稳定性。
在图14中,第一镜片E1至第五镜片E5扣合在一起。第一通孔元件P1至第四通孔元件P4均位于扣合位置的内侧,以吸收杂散光,并且第一通孔元件P1至第四通孔元件P4均与镜筒P0的内壁面间隔设置。第五通孔元件的外环面与镜筒的部分内壁面抵接,以保证第五通孔元件的承靠稳定性。
在图15中,第一镜片E1与第二镜片E2扣合在一起,第三镜片E3和第四镜片E4扣合在一起。第一通孔元件P1和第三通孔元件P3均位于扣合位置的内侧,以吸收杂散光。其余通孔元件与镜筒的部分内壁面承靠,具体来说与镜筒中平行于光轴的内壁面承靠。
在本例子中,成像镜头的有效焦距f为2.79mm。
表5示出了例子三的成像镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米mm。
表5
表6给出了可用于例子三中各非球面镜面S1-S12的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
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表6
图16示出了例子三的成像镜头的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜头后的会聚焦点偏离。图17示出了例子三的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18示出了例子三的成像镜头的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图19示出了例子三的成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜头后在成像面上的不同像高的偏差。
根据图16至图19可知,例子三所给出的成像镜头能够实现良好的成像品质。
例子四
如图20至图25所示,描述了本申请的例子四的成像镜头。图20示出了例子四的成像镜头在第一状态下的结构示意图,图21示出了例子四的成像镜头在第二状态下的结构示意图。为简洁起见,将省略部分与例子一相似的描述。
如图20和图21所示,成像镜头由物侧至像侧依序包括:第一镜片E1、第一通孔元件P1、第二镜片E2、第二通孔元件P2、第三镜片E3、第三通孔元件P3、第四镜片E4、第四通孔元件P4、第五镜片E5、第五通孔元件P5、第六镜片E6。其中,第二通孔元件P2的内径小于第一通孔元件P1的内径,有利于对来自第一镜片E1的杂散光的吸收,保证成像质量,在本例子中,第五通孔元件P6的内径最大,以保证成像光线能够顺利射出。由于第五镜片E5和第六镜片E6处的径向段差较大,设置第五通孔元件P5的厚度大于前四个通孔元件的厚度,以便于对前方镜片进行稳定承靠,保证成像镜头的组立稳定性。
在图20中,第一镜片E1至第六镜片E6中任意相邻两个镜片均没有扣合,五个通孔元件均与镜筒的部分内壁面抵接,具体来说与镜筒中平行于光轴的内壁面承靠。
在图21中,第二镜片E2至第四镜片E4中相邻两个镜片扣合在一起。第二通孔元件P2和第三通孔元件P3均位于扣合位置的内侧,以吸收杂散光,且第二通孔元件P2和第三通孔元件P3均与镜筒P0的内壁面间隔设置。第一通孔元件P1、第四通孔元件P4和第五通孔元件P5均与镜筒的内壁面抵接,保证承靠的稳定性。
在本例子中,成像镜头的有效焦距f为2.4mm。
表7示出了例子四的成像镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径、厚度/距离的单位均为毫米mm。
表7
表8给出了可用于例子四中各非球面镜面S1-S12的高次项系数,其中,各非球面面型可由上述例子一中给出的公式(1)限定。
/>
表8
图22示出了例子四的成像镜头的轴上色差曲线,其表示不同波长的光线经由成像镜头后的会聚焦点偏离。图23示出了例子四的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示出了例子四的成像镜头的畸变曲线,其表示不同视场角对应的畸变大小值。图25示出了例子四的成像镜头的倍率色差曲线,其表示光线经由成像镜头后在成像面上的不同像高的偏差。
根据图22至图25可知,例子四所给出的成像镜头能够实现良好的成像品质。
综上,例子一至例子四分别满足表9中所示的关系。
条件式\数据 | 1-1 | 1-2 | 2-1 | 2-2 | 3-1 | 3-2 | 4-1 | 4-2 |
(f5+|f6|)/(d5m-d4m) | 2.31 | 1.82 | 5.50 | 5.35 | 1.11 | 0.91 | 4.03 | 4.12 |
|EP45/(D5m-D4s)/CT5|(mm-1) | 1.45 | 1.42 | 2.47 | 1.57 | 0.29 | 10.43 | 1.64 | 2.19 |
∑AT/(CP1+CP2+CP3) | 27.66 | 32.84 | 26.09 | 18.97 | 10.56 | 11.62 | 24.22 | 26.20 |
(R12-R10)/EP45 | 8.75 | 8.91 | 23.51 | 26.32 | 2.94 | 2.54 | 39.58 | 37.46 |
|(R8+R10)/(CP4+CP5)| | 28.62 | 30.33 | 50.45 | 39.14 | 3.82 | 3.02 | 48.07 | 29.38 |
TD/∑CP | 8.76 | 9.41 | 6.45 | 4.97 | 7.30 | 6.05 | 12.71 | 8.38 |
(D0m-D4m)/(∑AT-EP45) | 1.78 | 1.77 | 1.50 | 1.59 | 10.87 | 7.00 | 2.71 | 2.79 |
R10/f5+d5s/CP5 | 11.71 | 14.21 | 18.77 | 13.91 | 11.89 | 9.12 | 15.39 | 8.06 |
f*tan(semi-FOV)*(d0m-d0s)(mm2) | 8.70 | 12.42 | 9.70 | 9.98 | 10.13 | 10.10 | 4.11 | 5.17 |
(CP4+CP5)/(N4-N5) | 4.32 | 4.08 | 7.51 | 9.68 | 9.57 | 12.09 | 2.59 | 4.24 |
L/f*D0m | 7.01 | 7.68 | 6.09 | 6.42 | 10.17 | 11.01 | 20.79 | 21.67 |
表9
表10给出了例子一至例子四的成像镜头的部分参数。
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表10
需要说明的是,表9和表10中的1-1表示例子一中的成像镜头的第一状态,1-2表示例子一中的成像镜头的第二状态。2-1表示例子二中的成像镜头的第一状态,2-2表示例子二中的成像镜头的第二状态。3-1表示例子三中的成像镜头的第一状态,3-2表示例子三中的成像镜头的第二状态。4-1表示例子四中的成像镜头的第一状态,4-2表示例子四中的成像镜头的第二状态。
表11给出了例子一至例子四的成像镜头的第一镜片至第六镜片的有效焦距。
光学参数 | 例子一 | 例子二 | 例子三 | 例子四 |
Semi-FOV(°) | 39.71 | 41.97 | 50.47 | 59.60 |
Fno | 1.80 | 1.90 | 2.42 | 2.29 |
f(mm) | 4.16 | 3.19 | 2.79 | 2.40 |
f1(mm) | 4.11 | 2.98 | -98.01 | -4.84 |
f2(mm) | -10.39 | -7.31 | 2.36 | 8.53 |
f3(mm) | 44.40 | 14.56 | -11.07 | 3.82 |
f4(mm) | 526.57 | -18.83 | -3.07 | -6.43 |
f5(mm) | 2.99 | 3.35 | 1.10 | 7.29 |
f6(mm) | -2.40 | -2.39 | -1.20 | 6.33 |
表11
本申请还提供一种成像装置,其电子感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。成像装置可以是诸如数码相机的独立成像设备,也可以是集成在诸如手机等移动电子设备上的成像模块。该成像装置装配有以上描述的成像镜头。
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 (17)
1.一种成像镜头,其特征在于,包括:
镜筒,所述镜筒的像侧端面的外径大于所述镜筒的物侧端面的外径,且所述镜筒的像侧端面的外径与所述镜筒的物侧端面的外径之差大于1.5毫米;
六片镜片,所述镜片由内至外包括有效径区和结构区,所述六片镜片由物侧至像侧顺次为第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片,且所述第五镜片具有正光焦度,所述第六镜片的像侧面具有至少一个反曲点,第四镜片和第六镜片中的至少一个具有负光焦度;
多个通孔元件,所述通孔元件位于相邻两个镜片之间,其中与第i镜片的像侧面部分接触的通孔元件为第i通孔元件,i从1、2、3、4、5中取值,多个通孔元件中至少具有第四通孔元件和第五通孔元件;
所述成像镜头满足:0<(f5+|f6|)/(d5m-d4m)<6.5,f5为所述第五镜片的有效焦距,f6为所述第六镜片的有效焦距,d5m为所述第五通孔元件的像侧内径,d4m为所述第四通孔元件的像侧内径。
2.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:0mm-1<|EP45/(D5m-D4s)/CT5|<11.5mm-1,其中,EP45为所述第四通孔元件与所述第五通孔元件的间隔,D5m为所述第五通孔元件的像侧外径,D4s为所述第四通孔元件的物侧外径,CT5为所述第五镜片的中心厚度。
3.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,多个通孔元件中还具有第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件,且第一通孔元件、第二通孔元件和第三通孔元件的内径小于第五通孔元件的内径。
4.根据权利要求3所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:9.5<∑AT/(CP1+CP2+CP3)<33.5,∑AT为所述第一镜片至所述第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和,CP1为所述第一通孔元件的最大厚度、CP2为所述第二通孔元件的最大厚度和CP3为所述第三通孔元件的最大厚度。
5.根据权利要求3所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:3.5<TD/∑CP<13.5,其中,TD为所述第一镜片的物侧面到所述第六镜片的像侧面在光轴上的距离,∑CP为所述第一通孔元件、所述第二通孔元件、所述第三通孔元件、所述第四通孔元件、所述第五通孔元件的最大厚度之和。
6.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第一镜片至所述第六镜片中阿贝数大于18且小于20的镜片的像侧面的曲率半径大于零。
7.根据权利要求1所述的成像镜头,其特征在于,所述第一镜片至所述第三镜片中有效焦距的绝对值最小的镜片具有正光焦度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:1.5<(R12-R10)/EP45<40.5,R12为所述第六镜片的像侧面的曲率半径,R10为所述第五镜片的像侧面的曲率半径,EP45为所述第四通孔元件与所述第五通孔元件的间隔。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:2.0<|(R8+R10)/(CP4+CP5)|<51.5,其中,R8为所述第四镜片的像侧面的曲率半径,R10为所述第五镜片的像侧面的曲率半径,CP4为所述第四通孔元件的最大厚度,CP5为所述第五通孔元件的最大厚度。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:1<(D0m-D4m)/(∑AT-EP45)<11.8,其中,D0m为所述镜筒的像侧端面外径,D4m为所述第四通孔元件的像侧外径,∑AT为所述第一镜片至所述第六镜片中相邻两个镜片在光轴上空气的间隙之和。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:7.0<R10/f5+d5s/CP5<19.5,其中,R10为所述第五镜片的像侧面的曲率半径,f5为所述第五镜片的有效焦距,d5s为所述第五通孔元件的物侧内径,CP5为所述第五通孔元件的最大厚度。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:3.0mm2<f*tan(Semi-FOV)*(d0m-d0s)<13.5mm2,其中,f为所述成像镜头的有效焦距,Semi-FOV为所述成像镜头的最大视场角的一半,d0m为所述镜筒的像侧端面内径,d0s为所述镜筒的物侧端面内径。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:1.5<(CP4+CP5)/(N4-N5)<13.0,其中,CP4为所述第四通孔元件的最大厚度,CP5为所述第五通孔元件的最大厚度,N4为所述第四镜片的折射率,N5为所述第五镜片的折射率。
14.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述成像镜头满足:5.0<L/f*D0m<22.5,其中,L为所述镜筒的高度,f为所述成像镜头的有效焦距,D0m为所述镜筒的像侧端面外径。
15.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述镜筒外壁具有螺纹结构。
16.根据权利要求1至7中任一项所述的成像镜头,其特征在于,所述六片镜片中的至少一片所述镜片在所述有效径区与所述结构区的连接处形成弯曲结构。
17.根据权利要求16所述的成像镜头,其特征在于,与具有所述弯曲结构的所述镜片的像侧面部分接触的通孔元件的最大厚度大于0.1毫米。
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