WO2024140316A1 - 镜头组件、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

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WO2024140316A1
WO2024140316A1 PCT/CN2023/139655 CN2023139655W WO2024140316A1 WO 2024140316 A1 WO2024140316 A1 WO 2024140316A1 CN 2023139655 W CN2023139655 W CN 2023139655W WO 2024140316 A1 WO2024140316 A1 WO 2024140316A1
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WO
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lens
lens assembly
state
focal length
optical axis
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Application number
PCT/CN2023/139655
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English (en)
French (fr)
Inventor
张凯元
张伊
Original Assignee
华为技术有限公司
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Publication date
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Definitions

  • the present application relates to the technical field of electronic equipment, and in particular to a lens assembly, a camera module and an electronic equipment.
  • the camera module usually includes a lens assembly and an image sensor.
  • the lens assembly is usually formed by a plurality of lens elements arranged in sequence along the optical axis. After passing through the lens assembly, the light is projected to the image sensor for photoelectric conversion, and then used for imaging. Therefore, the performance of the lens assembly directly determines the imaging performance of the camera module.
  • the aperture and shooting scenes of the lens assembly there are increasingly higher requirements for the aperture and shooting scenes of the lens assembly. For example, in a darker or night shooting environment, when shooting distant objects, such as in a distant infinite shooting scene, the lens needs a larger aperture to increase the amount of light entering, so as to have a better shooting effect.
  • For shooting close-up macro scenes such as shooting close-up objects such as flowers, dolls, insects, etc., better magnification and resolution are pursued to achieve the shooting effect of the details of such objects in macro scenes.
  • the present application provides a lens assembly, a camera module and an electronic device.
  • the lens assembly implements a large aperture design to meet the needs of infinite distance shooting scenes, and implements a macro shooting function with high magnification and resolution, and has a small size and low cost.
  • the second lens group can move along the optical axis.
  • the second lens group moves a preset distance along the optical axis toward the object side.
  • the distance between the second lens group and the first lens group and the third lens group is changed, thereby changing the focal length of the entire lens assembly, thereby increasing the magnification of the lens assembly.
  • the entire lens assembly is designed with a large aperture, which can effectively improve its resolution, realize a macro function with high magnification and resolution, meet the needs of macro shooting scenes, and further improve the shooting effect and imaging quality of the camera module.
  • the structure of the entire lens assembly is composed of a first lens, a second lens group and a third lens group.
  • the number of lenses is relatively small, which is conducive to reducing the total length of the entire lens assembly, facilitating the small volume design of the lens assembly and the camera module, and helping to reduce costs.
  • some of the first lens, the second lens, and the third lens are plastic lenses and some are glass lenses.
  • Plastic lenses have a low cost, which helps to further reduce the cost of the lens assembly while ensuring the optical performance of the lens assembly, and can also improve the resolution of the lens and reduce the size of the lens.
  • a second aspect of the present application provides a lens assembly, comprising a first lens, a second lens, and a third lens arranged in sequence from an object side to an image side along an optical axis;
  • the above structure can realize the large aperture design of the lens assembly to meet the needs of infinite shooting scenes, and can also realize the macro function of high magnification and resolution to meet the needs of macro shooting scenes, effectively improving the shooting effect and imaging quality of the camera module.
  • the number of lenses is small, which meets the needs of infinite and macro shooting, and reduces the total length of the lens assembly, which is conducive to the small volume design of the lens assembly.
  • the focal length f1 of the first lens and the focal length EFL1 of the lens assembly in the infinite state satisfy the condition: 1 ⁇
  • a fourth aspect of the present application provides a lens assembly, comprising a first lens, a second lens group and a third lens arranged in sequence from the object side to the image side along the optical axis, wherein the second lens group comprises a plurality of second lenses arranged in sequence;
  • the focal length f1 of the first lens and the focal length EFL1 of the lens assembly in the infinite state satisfy the condition: 1 ⁇
  • the above structure can realize the large aperture design of the lens assembly to meet the needs of infinite shooting scenes, and can also realize the macro function of high magnification and resolution to meet the needs of macro shooting scenes, effectively improving the shooting effect and imaging quality of the camera module.
  • the number of lenses is relatively small, which reduces the total length of the lens assembly while meeting the needs of infinite and macro shooting, which is conducive to the small volume design of the lens assembly.
  • a fifth aspect of the present application provides a camera module, comprising at least an image sensor and any one of the above-mentioned lens assemblies, wherein the image sensor is located on a side of the lens assembly facing the image side.
  • the lens assembly can realize a large aperture design, has a large luminous flux, can meet the needs of infinite shooting scenes, and the lens assembly can also realize a macro function with high magnification and resolution, meet the needs of macro shooting scenes, and significantly improve the overall shooting effect and imaging quality of the camera module.
  • the lens assembly has a relatively simple structure, low cost, and a short total length, which is conducive to realizing a small volume design of the camera module.
  • a sixth aspect of the present application provides an electronic device, comprising at least a housing and the above-mentioned camera module, wherein the camera module is arranged on the housing.
  • the camera module can meet the needs of infinite distance shooting scenes and macro shooting scenes, has significant shooting effects and imaging quality, and can enrich and enhance the shooting and imaging functions of electronic devices.
  • the camera module can have a relatively small size, which is conducive to meeting the requirements of lightweight and thin design of electronic devices.
  • FIG2 is a schematic structural diagram of a camera module provided by an embodiment of the present application when the lens assembly is in an infinite distance state;
  • FIG7 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly in a macro state provided in Embodiment 1 of the present application;
  • FIG9 is a schematic diagram of a simulated structure of a camera module provided in Embodiment 2 of the present application when the lens assembly is in a macro state;
  • FIG31 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly in a macro state provided in Embodiment 7 of the present application.
  • Image side the side where the image of the object is located is the image side, and the side of the lens or optical element facing the image side is the image side.
  • Optical power represents the ability of a lens to refract an incident parallel light beam.
  • Focal length also known as focal length, is usually expressed as effective focal length (EFL) to distinguish it from parameters such as front focal length and back focal length.
  • FTL effective focal length
  • Focal length or effective focal length is a measure of light gathering or dispersion in an optical system. It refers to the vertical distance from the optical center of a lens or lens group to the focal plane when an infinitely distant scene forms a clear image on the focal plane through a lens or lens group. From a practical point of view, it can be understood as the distance from the center of the lens (lens assembly) to the imaging plane.
  • An electronic device provided in an embodiment of the present application may include but is not limited to mobile phones, tablet computers, laptop computers, ultra-mobile personal computers (UMPCs), handheld computers, walkie-talkies, netbooks, POS machines, personal digital assistants (PDAs), wearable devices, virtual reality devices, vehicle-mounted devices, and other electronic devices with camera modules.
  • UMPCs ultra-mobile personal computers
  • PDAs personal digital assistants
  • wearable devices virtual reality devices
  • vehicle-mounted devices and other electronic devices with camera modules.
  • a camera module may include a lens assembly and an image sensor.
  • Light may enter the camera module from the lens assembly. Specifically, light reflected by the photographed object may enter the lens assembly. After the light passes through the lens assembly to adjust and control the light path, a light image is generated and irradiated onto the photosensitive surface of the image sensor.
  • the image sensor may realize the photoelectric conversion function. The image sensor receives the light image and converts it into an electrical signal for imaging display.
  • the optical performance of the lens assembly will have a great impact on the imaging quality and effect of the camera module.
  • the aperture number of the lens assembly will affect the night scene shooting, video, background blur and snapshot functions.
  • the common lens assembly in the related art usually has an aperture number F# of 3.0 or greater, which is very unfriendly to the night distant scene shooting scene.
  • the lens assembly has a large magnification and resolution to meet the needs of macro shooting, and has better image quality and imaging effect in the macro state. fruit.
  • the embodiment of the present application provides a lens assembly, which can achieve the characteristics of large aperture, small size, low cost, high resolution, etc. of the lens assembly by reasonably using aspherical lenses, matching the focal length of lenses and lens groups, and reasonably controlling the number of lenses, with the cooperation of aperture, focal length, thickness, refractive index, Abbe number, refractive index temperature coefficient and the total optical length of the system.
  • the lens assembly can realize a large aperture design, increase the amount of light entering, and thus improve the effect of long-range shooting in the infinite state.
  • the lens assembly can also improve the magnification and resolution in the macro state, improve the effect of close-range shooting, and significantly improve the imaging quality and effect of the camera module as a whole.
  • the lens assembly also has a smaller size and lower cost.
  • the camera module 20 may further include a filter 240, which may be located between the lens assembly 210 and the image sensor 230.
  • the light passing through the lens assembly 210 is then irradiated onto the photosensitive surface of the image sensor 230 after passing through the filter 240.
  • the filter 240 has a filtering effect, and can allow light within a specific wavelength range to pass through, thereby filtering stray light that is not conducive to imaging, which is conducive to improving imaging quality.
  • the camera module 20 may further include a lens barrel (not shown in the figure), and the lens assembly 210, the filter 240 and the image sensor 230 may be arranged in the lens barrel.
  • the camera module 20 can be a periscope camera module.
  • the camera module 20 can also include a prism.
  • the incident surface of the prism can be opposite to the light inlet of the camera module 20, and the exit surface of the prism can be opposite to the lens assembly (such as the first lens of the lens assembly).
  • the prism can change the direction of the light path and achieve folding of the light path, thereby reducing the thickness of the camera module 20, further facilitating the realization of a lightweight design of the electronic device.
  • the camera module 20 may also be a non-periscope camera module.
  • the camera module 20 may also be a wide-angle camera module, or the camera module 20 may also be a general focus camera module.
  • the lens assembly 210 may include a plurality of lenses, each of which may have an optical power.
  • the dotted line x in FIG. 2 is the optical axis of the lens assembly 210, and the plurality of lenses may be arranged in sequence along the optical axis, and the optical axis of the lens assembly 210 may coincide with the central axis of the lens barrel.
  • the lens assembly 210 at least includes a first lens 21, a second lens group 22, and a third lens group 23 arranged in sequence from the object side to the image side along the optical axis, wherein the second lens group 22 includes a plurality of second lenses, and the third lens group 23 includes a plurality of third lenses.
  • the first lens 21 is located at one end of the lens assembly 210 close to the object side
  • the third lens is located at one end of the lens assembly 210 close to the image side.
  • the number of second lenses in the second lens group 22 and the number of third lenses in the third lens group 23 can be selected and set according to actual needs.
  • the second lens group 22 may include three second lenses, such as the second lens 22a, the second lens 22b and the second lens 22c in FIG. 2.
  • the second lens group 22 may also include only two second lenses (such as the second lens 22a and the second lens 22b in FIG. 2).
  • the third lens group 23 may include three third lenses, such as the third lens 23a, the third lens 23b and the third lens 23c in FIG. 2.
  • the second lens group 22 includes 2 or 3 second lenses, and the third lens group 23 includes 3 third lenses.
  • the number of lenses is relatively small. Under the condition of meeting the large aperture and macro imaging requirements of the lens assembly 210, it is beneficial to reduce the total length of the lens assembly 210 and reduce the cost of the lens assembly 210.
  • the number of the second lenses and the third lenses can also be other values.
  • the second lens group 22 can be The third lens group 23 may include 4 or 5 second lenses, and the third lens group 23 may include 2 or 4 third lenses, and so on.
  • the second lens group 22 may also include only one second lens, that is, the entire lens assembly 210 may include a first lens 21, a second lens and a third lens group 23 arranged in sequence from the object side to the image side.
  • the third lens group 23 may also include only one third lens, and the entire lens assembly 210 may include the first lens 21, the second lens group 22 and the third lens arranged in sequence from the object side to the image side.
  • the second lens group 22 and the third lens group 23 may each include only one lens, and the entire lens assembly 210 may include a first lens 21, a second lens and a third lens arranged in sequence from the object side to the image side.
  • the second lens group 22 includes a plurality of second lenses, such as 2 or 3 second lenses
  • the third lens group 23 includes a plurality of third lenses, such as 3 third lenses.
  • the lens assembly 210 When the lens assembly 210 is in an infinite state, for example, for shooting distant scenes, such as landscapes, night scenes, starry skies, the Milky Way, aurora, etc., as shown in FIG. 2 , the first lens 21, the second lens group 22 and the third lens group 23 are fixed, and a preset fixed distance is maintained between the three to ensure the telephoto function.
  • distant scenes such as landscapes, night scenes, starry skies, the Milky Way, aurora, etc.
  • the effective focal length of the lens assembly 210 in the infinite state is EFL1
  • the focal length of the first lens 21 is f1
  • the focal length f1 of the first lens 21 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 can satisfy the conditional formula: 1 ⁇
  • the focal length of the second lens group 22 composed of a plurality of second lenses is f2, and the focal length f2 of the second lens group 22 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 can satisfy the conditional formula: 0.3 ⁇
  • the focal length of the third lens group 23 composed of a plurality of third lenses is f3, and the focal length f3 of the third lens group 23 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 can satisfy the conditional formula: 0.2 ⁇
  • the lens assembly 210 formed by the first lens 21, the second lens group 22 and the third lens group 23 that meet the above conditions has a smaller aperture number F#, which can realize a large aperture design, increase the luminous flux of the lens assembly 210, meet the needs of infinite distance shooting scenes (especially dark light or night shooting scenes), and improve shooting effects and imaging quality.
  • FIG3 is a schematic structural diagram of a camera module provided in an embodiment of the present application when the lens assembly is in a macro state.
  • the second lens group 22 can be movably arranged, for example, the second lens group 22 can be movably arranged on the lens barrel. As shown in FIG3 , the second lens group 22 can be translated along the optical axis x direction. When the lens assembly 210 is switched from the infinity state to the macro state, the second lens group 22 moves along the optical axis toward the object side.
  • the second lens group 22 moves toward the object side by a preset distance, with the arc-shaped dotted line in FIG. 3 indicating the image side surface of the second lens 22c in the second lens group 22 as a reference, and L in FIG. 3 is the preset distance moved by the second lens group 22, which changes the distance between the second lens group 22 and the first lens 21 and the third lens group 23, thereby changing the focal length of the entire lens assembly 210, and further improving the magnification of the lens assembly 210.
  • the entire lens assembly 210 is designed with a large aperture, which can effectively improve its resolution, realize a macro function with high magnification and resolution, meet the needs of macro shooting scenes, and further improve the shooting effect and imaging quality of the camera module 20.
  • the optical power of the plurality of third lenses in the third lens group 23 can also be the same, for example, the plurality of third lenses can all have negative optical power, or some of the plurality of third lenses can have negative optical power, and some of the third lenses can have positive optical power, so that the third lens group 23 formed by the combination of the plurality of third lenses has negative optical power as a whole.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the infinite state can be in the range of 1.0 ⁇ F# ⁇ 4.0.
  • the aperture number is relatively small, which meets the large aperture design requirement of the lens assembly 210 and ensures the imaging quality in the infinite state shooting scene.
  • the ratio range of the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state and the focal length EFL2 of the lens assembly 210 in the macro state can be: 0.25 ⁇ EFL2/EFL1 ⁇ 0.95.
  • the lens assembly 210 has a larger focal length in the infinite state, which is conducive to achieving a better telephoto function, shooting farther, and improving the shooting effect in the infinite state.
  • the lens assembly 210 has a smaller focal length in the macro state, which is conducive to further increasing the magnification and realizing a macro function with a higher magnification.
  • the telephoto ratio of the lens assembly 210 may be the ratio of the total length TTL of the lens assembly 210 in the infinite state to the focal length EFL1, so that the ratio range of the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state to the total length TTL of the lens assembly 210 in the infinite state may be 0.7 ⁇ EFL1/TTL ⁇ 1.
  • the lens assembly 210 has a smaller total length, which is conducive to realizing the small volume design of the lens assembly 210 and the camera module, and the lens assembly 210 has a larger focal length in the infinite state, further realizing a better telephoto function, that is, under the condition of reducing the total length of the lens assembly 210 to achieve a small volume, the shooting effect in the infinite state can be further improved.
  • the refractive index temperature coefficient of the glass lens and the refractive index temperature coefficient of the plastic lens can be matched.
  • the refractive index temperature coefficient of the glass lens is mostly negative, and the refractive index temperature coefficient of the plastic is mostly positive. They can compensate for each other, which is beneficial to reducing the thermal difference of the lens assembly 210, and is beneficial for the lens assembly 210 to achieve thermal difference elimination design, thereby ensuring the stability and reliability of the performance of the lens assembly 210 in different temperature environment scenarios.
  • the focal length f2 of the second lens group 22 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.58.
  • the second lens group 22 may have positive optical power, wherein the second lens 22a may have positive optical power, at least the portion of the object side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least the portion of the image side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the second lens 22b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the thickness is the thickness of the optical element along the optical axis or the thickness of the air gap between the optical elements.
  • the thickness corresponding to the aperture 220 is the distance from the aperture 220 to the object side of the first lens 21 along the optical axis
  • the thickness corresponding to the object side of the first lens 21 is the thickness of the first lens 21 along the optical axis
  • the thickness corresponding to the image side of the first lens 21 is the distance from the image side of the first lens 21 to the object side of the second lens 22a along the optical axis, and so on.
  • Material refers to the refractive index and Abbe number of the lens.
  • the lens assembly 210 provided in the first embodiment of the present application has the characteristics of a large aperture, can meet the shooting effect in the infinite state, as well as high magnification and resolution in the macro state, and has a small total length.
  • FIG. 6 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in the first embodiment of the present application in an infinite state
  • FIG. 7 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in the first embodiment of the present application in a macro state.
  • the solid line and the dotted line in FIG. 6 and FIG. 7 represent the sagittal field of view and the meridional field of view, respectively. It can be seen from FIG. 6 and FIG. 7 that the lens assembly 210 has good resolution and contrast, ensuring high imaging quality.
  • Table 4 shows the optical parameters of each optical element in a camera module provided in Example 2 of the present application.
  • S represents the object side surface and the image side surface of each optical element.
  • S0-S16 can be found in the first embodiment and will not be repeated in this embodiment.
  • FIG10 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 2 of the present application in an infinite state
  • FIG11 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 2 of the present application in a macro state.
  • the focal length f3 of the third lens group 23 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.67.
  • each lens can be simulated to finally obtain the camera module shown in Figures 12 and 13.
  • FIG14 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 3 of the present application in an infinite state
  • FIG15 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 3 of the present application in a macro state.
  • the solid line and the dotted line in FIG. 14 and FIG. 15 represent the sagittal field of view and the meridional field of view, respectively. It can be seen from FIG. 14 and FIG. 15 that the lens assembly 210 has good resolution and contrast, ensuring high imaging quality.
  • Figure 16 is a schematic diagram of the simulation structure of a camera module provided in Example 4 of the present application when the lens assembly is in an infinite state
  • Figure 17 is a schematic diagram of the simulation structure of a camera module provided in Example 4 of the present application when the lens assembly is in a macro state.
  • the first lens 21 may have positive optical power, and at least a portion of the object side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the second lens 22b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the solid line and the dotted line in Figures 18 and 19 represent the sagittal field of view and the meridional field of view, respectively. It can be seen from Figures 18 and 19 that the lens assembly 210 has good resolution and contrast, ensuring high imaging quality.
  • the lens assembly 210 includes a first lens 21, a second lens group 22, and a third lens group 23, wherein the second lens group 22 may include three second lenses, namely, a second lens 22a, a second lens 22b, and a second lens 22c, and the third lens group 23 may include three third lenses, namely, a third lens 23a, a third lens 23b, and a third lens 23c.
  • the aperture 220, the first lens 21, the second lens 22a, the second lens 22b, the second lens 22c, the third lens 23a, the third lens 23b, the third lens 23c, the filter 240, and the image sensor 230 are arranged in sequence.
  • the focal length f1 of the first lens 21 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 1.36.
  • the first lens 21 may have positive optical power, and at least a portion of the object side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the second lens group 22 may have positive optical power, wherein the second lens 22a may have positive optical power, at least the portion of the object side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least the portion of the image side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the second lens 22b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the second lens 22c may have positive optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22c corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the third lens group 23 may have negative optical power, wherein the third lens 23a may have negative optical power, at least the portion of the object side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least the portion of the image side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the third lens 23b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23b corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23b corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the third lens 23c may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the infinite state is 1.48.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the macro state is 2.21.
  • Table 13 below shows the optical parameters of each optical element in a camera module provided in Example 5 of the present application.
  • L1 is the first lens 21
  • L2 is the second lens 22a
  • L3 is the second lens 22b
  • L4 is the second lens 22c
  • L5 is the third lens 23a
  • L6 is the third lens 23b
  • L7 is the third lens 23c
  • IR is the filter 240.
  • S represents the object side surface and the image side surface of each optical element.
  • S0-S16 can be found in the first embodiment and will not be repeated in this embodiment.
  • Table 14 shows the aspheric coefficients of each lens in a lens assembly provided in Example 5 of the present application.
  • each lens in the lens assembly 210 is an aspherical lens, that is, the lens assembly 210 includes 14 aspherical surfaces.
  • the aspherical surface type Z of each lens in the lens assembly 210 can be calculated by the following aspherical surface formula:
  • Table 15 shows the optical parameters of a lens assembly provided in Example 5 of the present application.
  • the lens assembly 210 provided in the fifth embodiment of the present application has the characteristics of a large aperture, can meet the shooting effect in the infinite state, as well as high magnification and resolution in the macro state, and has a small total length.
  • the aperture 220, the first lens 21, the second lens 22a, the second lens 22b, the second lens 22c, the third lens 23a, the third lens 23b, the third lens 23c, the filter 240 and the image sensor 230 are arranged in sequence.
  • the focal length f2 of the second lens group 22 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.83.
  • the focal length f3 of the third lens group 23 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.83.
  • the first lens 21 may have positive optical power, and at least a portion of the object side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the first lens 21 corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the second lens group 22 may have positive optical power, wherein the second lens 22a may have positive optical power, at least the portion of the object side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least the portion of the image side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the third lens 23c may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • Table 17 shows the aspheric coefficients of each lens in a lens assembly provided in Example 6 of the present application.
  • each lens in the lens assembly 210 is an aspherical lens, that is, the lens assembly 210 includes 14 aspherical surfaces.
  • the aspherical surface type Z of each lens in the lens assembly 210 can be calculated by the following aspherical surface formula:
  • the solid line and the dotted line in Figures 26 and 27 represent the sagittal field of view and the meridional field of view, respectively. It can be seen from Figures 26 and 27 that the lens assembly 210 has good resolution and contrast, ensuring high imaging quality.
  • Figure 28 is a schematic diagram of the simulation structure of a camera module provided in Example 7 of the present application when the lens assembly is in an infinite state
  • Figure 29 is a schematic diagram of the simulation structure of a camera module provided in Example 7 of the present application when the lens assembly is in a macro state.
  • the focal length f1 of the first lens 21 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 1.31.
  • the second lens 22b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the third lens group 23 may have negative optical power, wherein the third lens 23a may have negative optical power, at least the portion of the object side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least the portion of the image side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the third lens 23c may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the infinite state is 1.39.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the macro state is 2.21.
  • Table 19 below shows the optical parameters of each optical element in a camera module provided in Example 7 of the present application.
  • L1 is the first lens 21
  • L2 is the second lens 22a
  • L3 is the second lens 22b
  • L4 is the second lens 22c
  • L5 is the third lens 23a
  • L6 is the third lens 23b
  • L7 is the third lens 23c
  • IR is the filter 240.
  • Table 20 shows the aspheric coefficients of each lens in a lens assembly provided in Example 7 of the present application.
  • the lens assembly 210 includes a first lens 21, a second lens group 22, and a third lens group 23, wherein the second lens group 22 may include three second lenses, namely, a second lens 22a, a second lens 22b, and a second lens 22c, and the third lens group 23 may include three third lenses, namely, a third lens 23a, a third lens 23b, and a third lens 23c.
  • the aperture 220, the first lens 21, the second lens 22a, the second lens 22b, the second lens 22c, the third lens 23a, the third lens 23b, the third lens 23c, the filter 240, and the image sensor 230 are arranged in sequence.
  • the focal length f1 of the first lens 21 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 1.84.
  • the focal length f2 of the second lens group 22 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.46.
  • the focal length f3 of the third lens group 23 and the focal length EFL1 of the lens assembly 210 in the infinite state satisfy:
  • 0.31.
  • the second lens group 22 may have positive optical power, wherein the second lens 22a may have positive optical power, at least the portion of the object side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least the portion of the image side surface of the second lens 22a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the second lens 22b may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22b corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the second lens 22c may have positive optical power, and at least a portion of the object side surface of the second lens 22c corresponding to the optical axis may be a convex surface, and at least a portion of the image side surface of the second lens 22c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the third lens group 23 may have negative optical power, wherein the third lens 23a may have negative optical power, at least the portion of the object side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least the portion of the image side surface of the third lens 23a corresponding to the optical axis may be a convex surface.
  • the third lens 23b may have positive power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23b corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23b corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the third lens 23c may have negative optical power, and at least a portion of the object side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface, and at least a portion of the image side surface of the third lens 23c corresponding to the optical axis may be a concave surface.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the infinite state is 1.56.
  • the aperture number F# of the lens assembly 210 in the macro state is 3.6.
  • L1 is the first lens 21
  • L2 is the second lens 22a
  • L3 is the second lens 22b
  • L4 is the second lens 22c
  • L5 is the third lens 23a
  • L6 is the third lens 23b
  • L7 is the third lens 23c
  • IR is the filter 240.
  • S represents the object side surface and the image side surface of each optical element.
  • S0-S16 can be found in the first embodiment and will not be repeated in this embodiment.
  • each lens in the lens assembly 210 is an aspherical lens, that is, the lens assembly 210 includes 14 aspherical surfaces.
  • the aspherical surface type Z of each lens in the lens assembly 210 can be calculated by the following aspherical surface formula:
  • optical parameters of the lens assembly composed of the above lenses can be seen in Table 24 below.
  • Table 24 shows the optical parameters of a lens assembly provided in Example 8 of the present application.
  • the lens assembly 210 provided in Example 8 of the present application has the characteristics of a large aperture, can meet the shooting effect in the infinite state, as well as high magnification and resolution in the macro state, and has a small total length.
  • FIG34 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 8 of the present application in an infinite state
  • FIG35 is a modulation transfer function curve diagram of a lens assembly provided in Example 8 of the present application in a macro state.
  • the solid line and dotted line in Figures 34 and 35 represent the sagittal field of view and the meridional field of view, respectively. It can be seen from Figures 34 and 35 that the lens assembly 210 has good resolution and contrast, ensuring high imaging quality.

Abstract

一种镜头组件（210）、摄像头模组（20）及电子设备（100），镜头组件（210）包括第一镜片（21）、第二镜片组（22）和第三镜片组（23），当镜头组件（210）由无限远状态切换到微距状态，第二镜片组（22）沿光轴方向朝物侧移动预设距离（L），以实现微距的功能。第一镜片（21）的焦距f1与镜头组件（210）无限远状态下的焦距EFL1满足1＜|f1/EFL1|＜2，可以实现大光圈设计，满足无限远拍摄场景的需求，且能够实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，提升摄像头模组（20）的拍摄效果及成像质量。

Description

镜头组件、摄像头模组及电子设备
本申请要求于2022年12月28日提交中国专利局、申请号为202211697922.3、申请名称为“镜头组件、摄像头模组及电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，特别涉及一种镜头组件、摄像头模组及电子设备。
背景技术
摄像头模组已成为如手机、平板、笔记本电脑以及穿戴设备等电子产品中不可缺失的功能组件，随着电子设备的多功能化发展，其拍摄的效果以及需求也越来越与单反相机看齐，摄像头模组的功能效果逐渐成为电子设备的重要特征之一。
摄像头模组通常包括镜头组件和图像传感器，镜头组件通常是由多个透镜镜片沿着光轴方向依次排列形成的，光线经过镜头组件后投射至图像传感器实现光电转换，进而用于成像，因而，镜头组件的性能直接决定着摄像头模组的成像性能。随着对拍摄效果的追求，对镜头组件的光圈和拍摄场景具有越来越高的要求，例如，在较暗或者夜晚拍摄环境下，拍摄远处的物体时，如在远景无限远拍摄场景中，镜头需要较大的光圈，以增加更多的进光量，从而具有更好的拍摄效果。而对于拍摄近景微距场景，如拍摄花卉、玩偶、昆虫等近景物体时，追求更好的放大倍率和分辨率，以能够实现微距场景下对此类事物细节的拍摄效果。
因此亟需一种镜头组件，能够实现大光圈设计，满足无限远拍摄场景需求，且具有较大的放大倍率和分辨率，能够实现微距场景下良好的拍摄效果。
发明内容
本申请提供一种镜头组件、摄像头模组及电子设备，镜头组件实现了大光圈设计以满足无限远拍摄场景需求，且实现了高放大倍率及分辨率的微距拍摄功能，而且具有较小的体积及较低的成本。
本申请的第一方面提供一种镜头组件，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片组和第三镜片组，第二镜片组包括多个依次排列的第二镜片，第三镜片组包括多个依次排列的第三镜片。
第一镜片的焦距f1和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。构架形成的镜头组件具有较小的光圈数F#，可以实现大光圈设计，增大镜头组件的光通量，满足无限远拍摄场景(尤其是光线较暗或夜晚拍摄场景)的需求，提升拍摄效果及成像质量。
第二镜片组可沿光轴方向移动，当镜头组件由无限远状态切换至微距状态，第二镜片组沿光轴方向朝向物侧移动预设距离。改变了第二镜片组与第一镜片、第三镜片组之间的距离，从而改变了整个镜头组件的焦距，进而提升了镜头组件的放大倍率。而且整个镜头组件为大光圈设计，能够有效的提升其分辨率，实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，进一步提升了摄像头模组的拍摄效果及成像质量。
此外，整个镜片组件的构架为一个第一镜片、第二镜片组和第三镜片组构成，镜片数量相对较少，有利于减小整个镜片组件的总长度，便于实现镜片组件及摄像头模组的小体积设计，且有利于降低成本。
在一种可能的实现方式中，第二镜片组的焦距f2和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：0.3＜|f2/EFL1|＜1，合理分配第二镜片组的光焦度，进一步实现镜头组件的大光圈设计，提升镜头组件的成像质量。
在一种可能的实现方式中，第三镜片组的焦距f3和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：0.2＜|f3/EFL1|＜3，合理分配第三镜片组的光焦度，进一步利于实现镜头组件的大光圈设计， 提升镜头组件的成像质量。
在一种可能的实现方式中，第一镜片具有正光焦度，第二镜片组具有正光焦度，第三镜片组具有负光焦度。进一步合理的分配了光焦度，满足镜头组件的大光圈设计，并且利于提升镜头组件的分辨率，保证微距状态下的高分辨率，提升成像质量。
在一种可能的实现方式中，镜头组件处于无限远状态下的光圈数F#满足条件式：1.0≤F#≤4.0。光圈数较小，满足镜头组件的大光圈设计需求，保证在无限远状态拍摄场景下的成像质量。
在一种可能的实现方式中，镜头组件处于微距状态下的光圈数F#满足条件式：1.8≤F#≤4.0。具有相对较小的光圈数，有利于提升镜头组件的分辨率，保证在微距状态拍摄场景下的成像质量。
在一种可能的实现方式中，镜头组件处于微距状态下的放大倍率Mag满足条件式：0.1x＜Mag＜1.0x。具有较大的放大倍率，满足微距状态下的拍摄需求，提升微距状态下的成像质量。
在一种可能的实现方式中，镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件处于无限远状态下的总长度TTL满足条件式：0.7＜EFL1/TTL＜1。镜头组件具有较小的总长度，有利于实现镜头组件及摄像头模组的小体积设计，而且镜头组件处于无限远状态下具有更大的焦距，进一步实现更佳的长焦功能，也就是说，在减小镜头组件总长度以实现小体积的条件下，能够进一步提升无限远状态下的拍摄效果。
在一种可能的实现方式中，第二镜片组移动的预设距离L和镜头组件处于无限远状态下的总长度TTL1满足条件式：0.1＜L/TTL＜0.3。具有较大的移动距离及较小的总长度，在减小镜头组件长度尺寸的条件下，进一步增大镜头组件在微距状态下的放大倍率，满足更高放大倍率的微距功能的同时，便于实现镜头组件及摄像头模组的小体积设计。
在一种可能的实现方式中，第二镜片组移动的预设距离L和镜头组件处于微距状态下的物距C满足条件式：0.4≤(L/C)*10＜3.5。具有较小的物距及较大的移动距离，能够进一步增大镜头组件的放大倍率，实现更高放大倍率的微距功能。
在一种可能的实现方式中，镜头组件在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件在微距状态下的焦距EFL2满足条件式：0.25＜EFL2/EFL1＜0.95。镜头组件在无限远状态下具有较大的焦距，有利于实现更佳的长焦功能，拍摄的更远，提升无限远状态下的拍摄效果。镜头组件在微距状态下具有较小的焦距，有利于进一步增大放大倍率，实现更高放大倍率的微距功能。
在一种可能的实现方式中，第一镜片的折射率Nd满足条件式：1.4＜Nd＜1.85。具有相对较低的折射率，可以有效的改善成像的像质，有助于提升成像质量。
在一种可能的实现方式中，第一镜片、第二镜片和第三镜片中，部分为塑料镜片，部分为玻璃镜片。塑胶镜片自身成本较低，在保证镜头组件的光学性能的条件下，有利于进一步降低镜头组件的成本，而且还能够提升镜头的解析力，减小镜头的体积尺寸。
此外，还可以利用玻璃镜片的折射率温度系数和塑胶镜片的折射率温度系数搭配，例如，玻璃镜片的折射率温度系数多为负数，塑胶的折射率温度系数多为正数，能够实现相互补偿，有利于减小镜头组件的热差，有利于镜头组件实现消热差设计，保证在不同温度环境场景中镜头组件性能的稳定性和可靠性。
本申请的第二方面提供一种镜头组件，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片和第三镜片；
第二镜片可沿光轴方向移动，当镜头组件处于微距状态下，第二镜片沿光轴方向朝向物侧移动预设距离；
第一镜片的焦距f1和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。
通过上述的构架能够实现镜头组件的大光圈设计，满足无限远拍摄场景的需求，而且还能够实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，有效的提升摄像头模组的拍摄效果及成像质量。且镜片数量较少，满足无限远及微距拍摄需求的条件下，减小了镜头组件的总长度，利于镜头组件的小体积设计。
本申请的第三方面提供一种镜头组件，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片和第三镜片组，第三镜片组包括多个依次排列的第三镜片；
第二镜片可沿光轴方向移动，当镜头组件处于微距状态下，第二镜片沿光轴方向朝向物侧移动预设 距离；
第一镜片的焦距f1和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。
通过上述的构架能够实现镜头组件的大光圈设计，满足无限远拍摄场景的需求，而且还能够实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，有效的提升摄像头模组的拍摄效果及成像质量。且镜片数量相对较少，满足无限远及微距拍摄需求的条件下，减小了镜头组件的总长度，利于镜头组件的小体积设计。
本申请的第四方面提供一种镜头组件，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片组和第三镜片，第二镜片组包括多个依次排列的第二镜片；
第二镜片组可沿光轴方向移动，当镜头组件处于微距状态下，第二镜片组沿光轴方向朝向物侧移动预设距离；
第一镜片的焦距f1和镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。
通过上述的构架能够实现镜头组件的大光圈设计，满足无限远拍摄场景的需求，而且还能够实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，有效的提升摄像头模组的拍摄效果及成像质量。且镜片数量相对较少，满足无限远及微距拍摄需求的条件下，减小了镜头组件的总长度，利于镜头组件的小体积设计。
本申请的第五方面提供一种摄像头模组，至少包括图像传感器和上述任一的镜头组件，图像传感器位于镜头组件面向像侧的一侧。
通过包括镜头组件，该镜头组件能够实现大光圈设计，具有较大的光通量，能够满足无限远拍摄场景需求，而且该镜头组件还能够实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，显著的提升了摄像头模组的整体拍摄效果及成像质量。此外，该镜头组件的构架较为简单，成本较低，且具有较小的总长度，有利于实现摄像头模组的小体积设计。
本申请的第六方面提供一种电子设备，至少包括壳体和上述的摄像头模组，摄像头模组设置在壳体上。
通过包括摄像头模组，该摄像头模组能够满足无限远拍摄场景的需求，且能够满足微距拍摄场景的需求，具有显著的拍摄效果及成像质量，能够丰富并提升电子设备的拍摄及成像功能。此外，该摄像头模组可以具有相对较小的体积尺寸，有利于满足电子设备的轻薄化设计需求。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的结构示意图；
图4为本申请实施例一提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图5为本申请实施例一提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图6为本申请实施例一提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图7为本申请实施例一提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图8为本申请实施例二提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图9为本申请实施例二提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图10为本申请实施例二提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图11为本申请实施例二提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图12为本申请实施例三提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图13为本申请实施例三提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图14为本申请实施例三提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图15为本申请实施例三提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图16为本申请实施例四提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图17为本申请实施例四提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图18为本申请实施例四提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图19为本申请实施例四提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图20为本申请实施例五提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图21为本申请实施例五提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图22为本申请实施例五提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图23为本申请实施例五提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图24为本申请实施例六提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图25为本申请实施例六提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图26为本申请实施例六提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图27为本申请实施例六提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图28为本申请实施例七提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图29为本申请实施例七提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图30为本申请实施例七提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图31为本申请实施例七提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图；
图32为本申请实施例八提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图；
图33为本申请实施例八提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图；
图34为本申请实施例八提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图；
图35为本申请实施例八提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
附图标记说明：
100-电子设备；
10-壳体；
20-摄像头模组；
210-镜头组件；21-第一镜片；22-第二镜片组；23-第三镜片组；
220-光阑；230-图像传感器；240-滤光片；250-棱镜。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
为便于理解，首先对本申请实施例所涉及的相关技术术语进行解释和说明。
物侧，以镜头组件为界，被摄物体所在的一侧为物侧，镜片或光学元件面向物侧的一面为镜片的物侧面。
像侧，被摄物体的图像所在的一侧为像侧，镜片或光学元件面向像侧的一面为像侧面。
物距，指被摄物体到镜片光心的距离，为被摄平面到镜头组件前主面(镜头组件邻近物侧的第一镜片)之间的距离。
光轴，指穿过镜头组件各镜片的中心的光线(参照图2中的x轴)。
无限远，是指当物距超过一定数量时，被摄物体可以被认为从无限远光点，以平行光束形式摄入镜头。镜头组件处于无限远状态(∞)，表示镜头对焦在“∞”时无限远的景物都能够清晰成像。
微距，为在较近距离以大倍率实现的拍摄，能够拍摄与实际物体等大或比实际物体小的图像，微距状态下，镜头组件具有1倍或更高的放大倍率，近摄距离较近。微距状态下的焦距可以大于无限远状态下镜头组件的焦距，具有较高的分辨率，从而将物体拍摄的更加的清楚。
光焦度，表征镜片对入射平行光束的屈折能力。
正光焦度，表示镜片有正的焦距，有汇聚光线的效果。
负光焦度，表示镜片有负的焦距，有发散光线的效果。
阿贝数，也称色散系数，是指光学材料在不同波长下的折射率的差值比，表示材料的色散程度大小。
焦距，也称为焦长，焦距通常会以有效焦距(Effective Focal Length，简称EFL)来表示，以与前焦距、后焦距等参数有所区别。焦距或有效焦距是光学系统中衡量光的聚集或发射散的度量方式，指无限远的景物通过透镜镜片或透镜镜片组在焦平面结成清晰影像时，透镜或透镜组的光学中心至焦平面的垂直距离。从实用角度可以理解为镜头(镜头组件)中心至成像平面的距离。
视场角(Field of View，简称FOV)，以镜头为顶点，以被摄物体的图像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决定了镜头的视野范围，视场角越大，视野就越大。
光圈，是用来控制光线透过镜头进入电子设备内部的光量的装置，通常在镜头内，表达光圈大小用F#数值表示。
光圈数F#，是镜头的焦距/镜头通光直径得出的相对值(相对孔径的倒数)，光圈数F#值越小，在同一单位时间内的进光量越多，景深越小，拍照的背景内容将会虚化，产生类似长焦镜头的效果。
总长度(Total Track Length，简称TTL)，又称为总高，指镜头组件中邻近物侧设置的第一镜片的顶点(或镜头组件的头部)至镜头组件成像面的总长度，也被称为光学总长，是形成摄像头模组高度的主要因素。在本申请中，TTL可以指在镜头组件的多个镜片的光轴上，第一镜片的物侧面至图像传感器的感光面的距离。
半像高(Image Heigth；IH)，为成像圆的半径，指镜头组件所成图像的一半像高度。
本申请实施例提供的一种电子设备，可以包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、车载装置等具有摄像头模组的电子设备。
本申请实施例中，以电子设备为手机为例，该手机可以是直板机，或者，该手机也可以是折叠机，具体的，以下以该电子设备为直板机为例进行说明。
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
参见图1所示，电子设备100可以包括有壳体10和摄像头模组20，其中，摄像头模组20可以设置在壳体10上，摄像头模组20用于实现拍摄的功能，例如，可以用于拍摄及录制影像，其拍摄场景可以包括各种复杂和多元的拍摄应用场景，如室内、室外、人物、环境等不同的场景。
其中，摄像头模组20可以位于电子设备100的正面(具有显示屏的一面)上，用于自拍或拍摄其他物体。或者，参见图1所示，摄像头模组20也可以位于电子设备100的背面(背向显示屏的一面)上，用于拍摄其他物体，当然也可以用于自拍。
电子设备100中所包括的摄像头模组20的数量可以为一个，或者，摄像头模组20的数量也可以为多个，以满足不同的拍摄需求。
电子设备100还可以包括有其他结构件，例如，继续参见图1所示，电子设备100的壳体10上还可以开设有喇叭口30，喇叭口30可以用于实现电子设备100的音频等的播放。电子设备100的壳体10上还可以开设有数据接口40，数据接口40可以用于实现对电子设备100的供电，或者，数据接口40也可以用于实现电子设备100与耳机、外接多媒体设备等(如外接摄像头、外接投影设备等)的连接。
当然，在一些其他示例中，电子设备100还可以包括有其他结构件以完整电子设备的功能，例如传感器、处理器、电路板、驱动结构等，在本申请实施例中不作限定。
通常摄像头模组可以包括有镜头组件和图像传感器，光线可以从镜头组件进入摄像头模组中，具体的，被拍摄物体反射的光线可以进入镜头组件，光线经过镜头组件实现对光路的调整与控制后生成光线图像并照射至图像传感器的感光面上。图像传感器能够实现光电转换功能，图像传感器接收光线图像并将其转换为电信号，以用于成像显示。
摄像头模组还可以包括有图像处理器、存储器等，图像传感器可以将电信号传输至图像处理器、存储器中处理，然后通过电子设备的显示屏实现被拍摄物体的图像的显示。
镜头组件的光学性能会对摄像头模组的成像质量和效果造成较大的影响，例如，镜头组件的光圈数会影响夜景的拍摄、视频、背景的虚化以及抓拍等功能，而且在较暗或者是夜晚等拍摄环境下，拍摄远处的物体等场景中，使用大光圈的摄像头模组，能够获得更多的进光量，具有更好的拍摄效果。而相关技术中常见的镜头组件，其光圈数F#通常为3.0或更大，对夜晚的远景拍摄场景十分不友好。
而且随着电子设备的功能的不断更新与发展，对近景拍摄及细节展示等的拍摄需求逐渐增加，如对花卉、昆虫、飞鸟、鱼等细小物体的拍摄，为充分的展现细节，以获得清晰的图像，使镜头组件具有大的放大倍率及分辨率，能够满足微距拍摄需求，且在微距状态下具有更优的成像质量和成像效 果。
基于此，本申请实施例提供一种镜头组件，通过合理的运用非球面镜片，以及镜片、镜片组光焦度的搭配，合理的控制镜片数量，在光圈、焦距、厚度、折射率、阿贝数、折射率温度系数和系统的光学总长等方面的共同配合下，能够实现镜头组件的大光圈、小体积、低成本、高分辨率等特性。使镜头组件能够实现大光圈设计，提升进光量，从而提升无限远状态下远景拍摄的效果。而且该镜头组件还能够提升微距状态下的放大倍率和分辨率，提升近景拍摄的效果，整体上显著的提升了摄像头模组的成像质量和效果。此外，该镜头组件还具有较小的尺寸和较低的成本。
以下结合附图对本申请实施例提供的镜头组件以及包含有该镜头组件的摄像头模组进行详细的说明。
图2为本申请实施例提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的结构示意图。
参见图2所示，本申请实施例提供的摄像头模组20，包括镜头组件210和图像传感器230，其中，图像传感器230位于镜头组件210面向像侧的一侧，图像传感器230的感光面(也可以称为成像面)可以面向镜头组件210，从镜头组件210进入摄像头模组20内的光线，在经过镜头组件210后可以照射至图像传感器230的感光面上，以实现光线的成像。
其中，图像传感器230可以是电行耦合元件(Charge-coupled Device；CCD)，或者，也可以是互补金属氧化物半导体(Compementary MetalOxide Semiconductor；CMOS)。或者，也可以是其他能够实现光电转换功能的器件。
继续参见图2所示，该摄像头模组20还可以包括有滤光片240，滤光片240可以位于镜头组件210和图像传感器230之间，经过镜头组件210的光线再经过滤光片240后照射至图像传感器230的感光面上。滤光片240具有滤光作用，能够使特定波长范围内的光线通过，从而过滤不利于成像的杂光，有利于提升成像质量。
镜头组件210还可以包括有光阑220，光阑220可以位于第一镜片21靠近物侧的一侧，进入镜头组件210内的光线可以首先经过光阑220，然后再依次经过镜头组件的多个镜片。光阑220能够对进入镜头组件210内的光线起到限制作用，以调节光线的强弱，有助于提升成像质量。
摄像头模组20还可以包括有镜筒(图中未示出)，镜头组件210、滤光片240以及图像传感器230等可以设置在镜筒内。
应当理解的是，该摄像头模组20可以是潜望式摄像头模组，例如，摄像头模组20还可以包括有棱镜，棱镜的入射面可以与摄像头模组20的进光口相对，棱镜的出射面可以与镜片组件(如镜片组件的第一镜片)相对，棱镜能够改变光路的方向，实现对光路的折叠，从而减小摄像头模组20的厚度尺寸，进一步便于实现电子设备的轻薄化设计。
当然，在一些其他示例中，该摄像头模组20也可以是非潜望式的摄像头模组，例如，该摄像头模组20也可以为广角式的摄像头模组，或者，该摄像头模组20也可以是通用的对焦摄像头模组。
其中，镜头组件210可以包括有多个镜片，每个镜片均可以具有光焦度。以图2中虚线x为镜头组件210的光轴，多个镜片可以沿着光轴方向依次排列，镜头组件210的光轴可以与镜筒的中轴重合。
具体的，镜头组件210至少包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22包括多个第二镜片，第三镜片组23包括多个第三镜片。也就是说，第一镜片21位于镜头组件210靠近物侧的一端，第三镜片位于镜头组件210靠近像侧的一端。
需要说明的是，第二镜片组22中第二镜片的数量、第三镜片组23中第三镜片的数量可以分别根据实际需求选择设定，例如，第二镜片组22中可以包括有三个第二镜片，如2图中的第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c。或者，第二镜片组22中也可以仅包括有两个第二镜片(如图中的第二镜片22a和第二镜片22b)。第三镜片组23中可以包括有三个第三镜片，如图2中的第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。使第二镜片组22包括2个或3个第二镜片，第三镜片组23包括3个第三镜片，镜片数相对较少，在满足镜头组件210大光圈及微距成像需求的条件下，有利于减小镜头组件210的总长度，并降低镜头组件210的成本。
当然，在一些其他示例，第二镜片、第三镜片的数量还可以为其他数值，例如，第二镜片组22可 以包括4个或5个第二镜片，第三镜片组23可以包括2个或4个第三镜片等。
在一些其他示例中，第二镜片组22还可以仅包括一个第二镜片，也即整个镜头组件210可以包括有从物侧至像侧依次排列的第一镜片21、第二镜片和第三镜片组23。
或者，在一些其他示例中，第三镜片组23也可以仅包括一个第三镜片，整个镜头组件210可以包括有从物侧至像侧依次排列的第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片。
或者，在一些其他示例中，第二镜片组22、第三镜片组23均可以仅包括一个镜片，整个镜头组件210可以包括从物侧至像侧依次排列的第一镜片21、第二镜片和第三镜片。
本申请实施例中，以第二镜片组22包括多个第二镜片，如2个或3个第二镜片，第三镜片组23包括多个第三镜片，如3个第三镜片为例进行说明。使用摄像头模组20实现拍摄时，被摄物体返回的光依次经过光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240后照射至图像传感器230的成像面上。
当镜头组件210处于无限远状态下，例如，用于实现远处景物拍摄，如风景、夜景、星空、银河、极光等拍摄场景中，参见图2所示，第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23为固定不动的，三者之间保持预设的固定距离，以保证实现长焦的功能。
以镜头组件210在无限远状态下系统的有效焦距为EFL1，第一镜片21的焦距为f1，第一镜片21的焦距f1与镜头组件210的焦距EFL1可以满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。多个第二镜片组成的第二镜片组22的焦距为f2，第二镜片组22的焦距f2与镜头组件210的焦距EFL1可以满足条件式：0.3＜|f2/EFL1|＜1。多个第三镜片组成的第三镜片组23的焦距为f3，第三镜片组23的焦距f3与镜头组件210的焦距EFL1可以满足条件式：0.2＜|f3/EFL1|＜3。满足上述条件式的第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23构架形成的镜头组件210，具有较小的光圈数F#，可以实现大光圈设计，增大镜头组件210的光通量，满足无限远拍摄场景(尤其是光线较暗或夜晚拍摄场景)的需求，提升拍摄效果及成像质量。
图3为本申请实施例提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的结构示意图。
为实现微距功能，可以使第二镜片组22活动设置，例如，第二镜片组22可以活动设置在镜筒上。参见图3所示，第二镜片组22可以沿着光轴x方向平移，当镜头组件210由无限远状态向微距状态转换时，第二镜片组22沿着光轴朝向物侧移动。
当镜头组件210处于微距状态下，与镜头组件210处于无限远状态相比，第二镜片组22朝向物侧移动了预设的距离，以图3中弧形的虚线示为第二镜片组22中第二镜片22c的像侧面为参考，图3中L为第二镜片组22移动的预设距离，改变了第二镜片组22与第一镜片21、第三镜片组23之间的距离，从而改变了整个镜头组件210的焦距，进而提升了镜头组件210的放大倍率。而且整个镜头组件210为大光圈设计，能够有效的提升其分辨率，实现高放大倍率及分辨率的微距功能，满足微距拍摄场景的需求，进一步提升了摄像头模组20的拍摄效果及成像质量。
此外，整个镜片组件的构架为一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23构成，镜片数量相对较少，有利于减小整个镜片组件的总长度，便于实现镜片组件210及摄像头模组20的小体积设计，且有利于降低成本。
其中，第一镜片21可以具有正光焦度，第二镜片组22可以具有正光焦度，第三镜片组23可以具有负光焦度，合理的分配了光焦度，有利于进一步满足镜头组件210的大光圈设计，并且利于提升镜头组件210的分辨率，保证微距状态下的高分辨率，提升成像质量。
需要说明的是，第二镜片组22由多个第二镜片组成，多个第二镜片的光焦度可以相同，例如，多个第二镜片可以均具有正光焦度，或者，多个第二镜片中的部分第二镜片可以具有正光焦度，部分第二镜片可以具有负光焦度，使多个第二镜片组合后形成的第二镜片组22整体具有正光焦度即可。相应的，第三镜片组23中的多个第三镜片的光焦度也可以相同，例如，多个第三镜片可以均具有负光焦度，或者，多个第三镜片中的部分第三镜片可以具有负光焦度，部分第三镜片可以具有正光焦度，使多个第三镜片组合后形成的第三镜片组23整体具有负光焦度即可。
示例性的，该镜头组件210在无限远状态下的光圈数F#的范围可以为1.0≤F#≤4.0，光圈数较小，满足镜头组件210的大光圈设计需求，保证在无限远状态拍摄场景下的成像质量。
该镜头组件210在微距状态下的光圈数F#的范围可以为1.8≤F#≤4.0，同样具有相对较小的光圈 数，有利于提升镜头组件210的分辨率，保证在微距状态拍摄场景下的成像质量。
以镜头组件210处于微距状态下的放大倍率为Mag，其中，放大倍率Mag是指成像长度与实物长度的比值，放大倍率Mag的范围可以为0.1x＜Mag＜1.0x，具有较大的放大倍率，满足微距状态下的拍摄需求，提升微距状态下的成像质量。
以第二镜片组22移动的预设距离为L，镜头组件210处于微距状态下的物距为C，在微距状态下，第二镜片组22移动的预设距离L与物距C可以满足条件式：0.4≤(L/C)*10＜3.5，具有较小的物距及较大的移动距离，能够进一步增大镜头组件210的放大倍率，实现更高放大倍率的微距功能。
以镜头组件210在无限远状态下的总长度为TTL，处于微距状态下，第二镜片组22移动的预设距离L与总长度TTL的比值范围可以为：0.1＜L/TTL＜0.3，具有较大的移动距离及较小的总长度，在减小镜头组件210长度尺寸的条件下，进一步增大镜头组件210在微距状态下的放大倍率，满足更高放大倍率的微距功能的同时，便于实现镜头组件210及摄像头模组的小体积设计。
以镜头组件210在微距状态下系统的有效焦距为EFL2，镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值范围可以为：0.25＜EFL2/EFL1＜0.95，镜头组件210在无限远状态下具有较大的焦距，有利于实现更佳的长焦功能，拍摄的更远，提升无限远状态下的拍摄效果。镜头组件210在微距状态下具有较小的焦距，有利于进一步增大放大倍率，实现更高放大倍率的微距功能。
此外，镜头组件210的摄远比可以为镜头组件210在无限远状态下的总长度TTL与焦距EFL1的比值，使镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1与镜头组件210在无限远状态下的总长度TTL的比值范围可以为0.7＜EFL1/TTL＜1。镜头组件210具有较小的总长度，有利于实现镜头组件210及摄像头模组的小体积设计，而且镜头组件210处于无限远状态下具有更大的焦距，进一步实现更佳的长焦功能，也就是说，在减小镜头组件210总长度以实现小体积的条件下，能够进一步提升无限远状态下的拍摄效果。
在本申请实施例中，以第一镜片21的折射率为Nd，第一镜片21的折射率Nd的取值范围可以为：1.4＜Nd＜1.85，具有相对较低的折射率，可以有效的改善成像的像质，有助于提升成像质量。
需要说明的是，本申请实施例中，对第二镜片及第三镜片的折射率不作限制限定，具体可以根据实际情况选择设定。
此外，第一镜片21、第二镜片和第三镜片可以分别为非球面镜片，非球面的镜片可以减小或消除球面镜片引入的球面像差和歪曲像差，能够进一步有利于实现镜头组件210的大光圈性能，同时也有利于减小镜头组件210的总长度。
当然，在一些其他示例中，第一镜片、第二镜片和第三镜片也可以为球面镜片，或者，第一镜片、第二镜片及第三镜片可以部分为球面镜片，部分为非球面镜片。
在本申请实施例中，对第一镜片21的像侧面和物侧面的凹凸形状、第二镜片的像侧面和物侧面的凹凸形状以及第三镜片的像侧面和物侧面的凹凸形状也不作限制。
第一镜片21、第二镜片和第三镜片中，部分镜片可以为塑胶镜片，例如，第一镜片21可以为塑胶镜片，第二镜片和第三镜片可以为玻璃镜片。或者，第一镜片21也可以为玻璃镜片，第二镜片和第三镜片可以为塑胶镜片。多个第二镜片可以均为塑胶镜片或玻璃镜片，或者，部分第二镜片可以为塑胶镜片，部分第二镜片可以为玻璃镜片，相应的，多个第三镜片可以均为塑胶镜片或玻璃镜片，或者，部分第三镜片可以为塑胶镜片，部分第三镜片可以为玻璃镜片。
镜头组件210使用玻璃镜片和塑胶镜片的搭配，塑胶镜片自身成本较低，在保证镜头组件210的光学性能的条件下，有利于进一步降低镜头组件210的成本。而且还能够提升镜头的解析力，减小镜头的体积尺寸。
此外，还可以利用玻璃镜片的折射率温度系数和塑胶镜片的折射率温度系数搭配，例如，玻璃镜片的折射率温度系数多为负数，塑胶的折射率温度系数多为正数，能够实现相互补偿，有利于减小镜头组件210的热差，有利于镜头组件210实现消热差设计，保证在不同温度环境场景中镜头组件210性能的稳定性和可靠性。
其中，可以理解的是，常见的镜片形状为圆形，为进一步减小镜头组件210的尺寸体积，可以切割圆形的第一镜片21、第二镜片和第三镜片，在其上形成缺角，使第一镜片21、第二镜片和第三镜片 的形状可以为跑道圆形、方形等，减小镜片组件中各镜片的体积尺寸。
以下结合具体实施例对本申请提供的镜头组件的结构和性能进行说明。
实施例一
图4为本申请实施例一提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图5为本申请实施例一提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图4和图5所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.12。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.58。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.39。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有正光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.56。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.63。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.56x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.9。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.14。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.77。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.56。
下表1示出了本申请实施例一提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。

其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S1和S2分别为第一镜片21的物侧面和像侧面，S3和S4分别为第二镜片22a的物侧面和像侧面，S5和S6分别为第二镜片22b的物侧面和像侧面，S7和S8分别为第二镜片22c的物侧面和像侧面，S9和S10分别为第三镜片23a的物侧面和像侧面，S11和S12分别为第三镜片23b的物侧面和像侧面，S13和S14分别为第三镜片23c的物侧面和像侧面，S15和S16分别为滤光片240的物侧面和像侧面。
厚度为光学元件在沿光轴方向上的厚度或光学元件之间空气间隙的厚度。光阑220对应的厚度为光阑220到第一镜片21物侧面沿光轴方向上的距离，第一镜片21的物侧面对应的厚度为第一镜片21沿光轴方向上的厚度，第一镜片21的像侧面对应的厚度为第一镜片21的像侧面到第二镜片22a的物侧面沿光轴方向上的距离，以此类推。
材料是指镜片的折射率和阿贝数。
Y半孔径是指镜片的口径。
下表2示出了本申请实施例一提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表2可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图4和图5所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表3所示。
表3示出了本申请实施例一提供的一种镜头组件的光学参数。
由表3可知，本申请实施例一所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图6为本申请实施例一提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图7为本申请实施例一提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图6和图7中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图6和图7可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例二
图8为本申请实施例二提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图9为本申请实施例二提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图8和图9所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.32。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.70。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.63。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有正光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.43。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.22。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.42x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.85。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.15。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.76。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.65。
下表4示出了本申请实施例二提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表5示出了本申请实施例二提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表5可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图8和图9所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表6所示。
表6示出了本申请实施例二提供的一种镜头组件的光学参数。

由表6可知，本申请实施例二所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图10为本申请实施例二提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图11为本申请实施例二提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图10和图11中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图10和图11可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例三
图12为本申请实施例三提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图13为本申请实施例三提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图12和图13所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括两个第二镜片，分别为第二镜片22a和第二镜片22b，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。
摄像头模组20还可以包括棱镜250，也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有棱镜250、光阑(图中未示出)、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.41。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.75。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.67。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有正光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.54。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.05。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.3x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.83。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.15。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.52。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比 值EFL2/EFL1＝0.78。
下表7示出了本申请实施例三提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
在本实施例中，S0和S01分别为棱镜250面向物侧的一面和面向像侧的一面，S1和S2分别为第一镜片21的物侧面和像侧面，S3和S4分别为第二镜片22a的物侧面和像侧面，S5和S6分别为第二镜片22b的物侧面和像侧面，S7和S8分别为第三镜片23a的物侧面和像侧面，S9和S10分别为第三镜片23b的物侧面和像侧面，S11和S12分别为第三镜片23c的物侧面和像侧面，S13和S14分别为滤光片240的物侧面和像侧面。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表8示出了本申请实施例三提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表8可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有12个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图12和图13所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表9所示。
表9示出了本申请实施例三提供的一种镜头组件的光学参数。
由表9可知，本申请实施例三所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图14为本申请实施例三提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图15为本申请实施例三提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图14和图15中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图14和图15可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例四
图16为本申请实施例四提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图17为本申请实施例四提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图16和图17所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.25。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.85。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝2.46。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23b可以具有负光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有正光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.29。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝1.92。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.31x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.79。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.13。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.52。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.84。
下表10示出了本申请实施例四提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表11示出了本申请实施例四提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表11可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图16和图17所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表12所示。
表12示出了本申请实施例四提供的一种镜头组件的光学参数。

由表12可知，本申请实施例四所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图18为本申请实施例四提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图19为本申请实施例四提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图18和图19中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图18和图19可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例五
图20为本申请实施例五提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图21为本申请实施例五提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图20和图21所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.36。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.68。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.45。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有负光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.48。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.21。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.436x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.85。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.15。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C) *10＝0.78。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.58。
下表13示出了本申请实施例五提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表14示出了本申请实施例五提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表14可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图20和图21所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表15所示。
表15示出了本申请实施例五提供的一种镜头组件的光学参数。

由表15可知，本申请实施例五所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图22为本申请实施例五提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图23为本申请实施例五提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图22和图23中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图22和图23可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例六
图24为本申请实施例六提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图25为本申请实施例六提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图24和图25所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.27。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.83。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.83。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23b可以具有负光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.38。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.06。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.338x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.81。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值 L/TTL＝0.14。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.56。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.73。
下表16示出了本申请实施例六提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表17示出了本申请实施例六提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表17可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图24和图25所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表18所示。
表18示出了本申请实施例六提供的一种镜头组件的光学参数。

由表18可知，本申请实施例六所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图26为本申请实施例六提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图27为本申请实施例六提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图26和图27中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图26和图27可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例七
图28为本申请实施例七提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图29为本申请实施例七提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图28和图29所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.31。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.7。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.69。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有负光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.39。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝2.21。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.425x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度 TTL的比值EFL1/TTL＝0.84。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.15。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝0.77。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.66。
下表19示出了本申请实施例七提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表20示出了本申请实施例七提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表20可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图28和图29所示的摄像头模组。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表21所示。
表21示出了本申请实施例七提供的一种镜头组件的光学参数。

由表21可知，本申请实施例七所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图30为本申请实施例七提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图31为本申请实施例七提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图30和图31中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图30和图31可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
实施例八
图32为本申请实施例八提供的一种摄像头模组在镜头组件处于无限远状态下的仿真结构示意图，图33为本申请实施例八提供的一种摄像头模组在镜头组件处于微距状态下的仿真结构示意图。
在本申请实施例中，结合图32和图33所示，镜头组件210包括一个第一镜片21、第二镜片组22和第三镜片组23，其中，第二镜片组22可以包括三个第二镜片，分别为第二镜片22a、第二镜片22b和第二镜片22c，第三镜片组23可以包括三个第三镜片，分别为第三镜片23a、第三镜片23b和第三镜片23c。也即沿着光轴的方向，从物侧至像侧，依次排列有光阑220、第一镜片21、第二镜片22a、第二镜片22b、第二镜片22c、第三镜片23a、第三镜片23b、第三镜片23c、滤光片240和图像传感器230。
其中，第一镜片21的焦距f1和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f1/EFL|＝1.84。
第二镜片组22的焦距f2和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f2/EFL|＝0.46。
第三镜片组23的焦距f3和镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1满足：|f3/EFL|＝0.31。
第一镜片21可以具有正光焦度，第一镜片21的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第一镜片21的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片组22可以具有正光焦度，其中，第二镜片22a可以具有正光焦度，第二镜片22a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22b可以具有负光焦度，第二镜片22b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第二镜片22c可以具有正光焦度，第二镜片22c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面，第二镜片22c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片组23可以具有负光焦度，其中，第三镜片23a可以具有负光焦度，第三镜片23a的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23a的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凸面。
第三镜片23b可以具有正光焦度，第三镜片23b的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23b的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
第三镜片23c可以具有负光焦度，第三镜片23c的物侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面，第三镜片23c的像侧面至少与光轴对应的部分可以为凹面。
镜头组件210处于无限远状态下的光圈数F#＝1.56。
镜头组件210处于微距状态下的光圈数F#＝3.6。
镜头组件210处于微距状态下的放大倍率Mag＝0.945x。
镜头组件210处于无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值EFL1/TTL＝0.85。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210处于无限远状态下的总长度TTL的比值L/TTL＝0.19。
第二镜片组22移动的预设距离L和镜头组件210在微距状态下的物距C满足：(L/C)*10＝3.06。
镜头组件210在无限远状态下的焦距EFL1和镜头组件210在微距状态下的焦距EFL2的比值EFL2/EFL1＝0.38。
下表22示出了本申请实施例八提供的一种摄像头模组中各光学元件的光学参数。
其中，L1为第一镜片21，L2为第二镜片22a，L3为第二镜片22b，L4为第二镜片22c，L5为第三镜片23a，L6为第三镜片23b，L7为第三镜片23c，IR为滤光片240。
S为各光学元件的物侧面和像侧面，S0-S16具体的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
曲率半径、厚度、材料及Y半孔径等参数的意义可参见实施例一，在本实施例中不再赘述。
下表23示出了本申请实施例八提供的一种镜头组件中各镜片的非球面系数。

由表23可知，镜头组件210中的各镜片均为非球面镜片，也即该镜头组件210中包括有14个非球面，镜头组件210中各镜片的非球面面型Z可以通过以下非球面公式计算：
其中，参数c＝1/R，R为曲率半径，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的非球面矢高，k为该表面的二次曲面系数，i为非球面系数项，在本实施例中i为30，Ai为非球面系数。根据获得的非球面面型等可以对各镜片进行仿真最终获得如图32和图33所示的摄像头模组。
综上，通过合理选择各个镜片的材料，搭配各个镜片的光焦度以及群组之间的光焦度，优化各个透镜的曲率半径、非球面系数以及中心厚度等参数，能够实现镜头组件210的大光圈、小体积以及高分辨率的光学系统设计。
由上述各镜片组成的镜头组件的光学参数可以参见下表24所示。
表24示出了本申请实施例八提供的一种镜头组件的光学参数。

由表24可知，本申请实施例八所提供的镜头组件210具有大光圈的特性，能够满足在无限远状态下的拍摄效果，以及在微距状态下高的放大倍率和分辨率，且具有较小的总长度。
图34为本申请实施例八提供的一种镜头组件在无限远状态下的调制传递函数曲线图，图35为本申请实施例八提供的一种镜头组件在微距状态下的调制传递函数曲线图。
其中，图34和图35中的实线和虚线分别表示弧矢视场和子午视场，由图34和图35可知，镜头组件210具有好的分辨率和对比度，保证高的成像质量。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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在本申请实施例中的具体含义。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

  1. 一种镜头组件，其特征在于，包括沿着光轴方向从物侧至像侧依次排列的第一镜片、第二镜片组和第三镜片组，所述第二镜片组包括多个依次排列的第二镜片，所述第三镜片组包括多个依次排列的第三镜片；
    所述第二镜片组可沿光轴方向移动，当所述镜头组件由无限远状态切换至微距状态，所述第二镜片组沿光轴方向朝向物侧移动预设距离；
    所述第一镜片的焦距f1和所述镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：1＜|f1/EFL1|＜2。
  2. 根据权利要求1所述的镜头组件，其特征在于，所述第二镜片组的焦距f2和所述镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：0.3＜|f2/EFL1|＜1。
  3. 根据权利要求1或2所述的镜头组件，其特征在于，所述第三镜片组的焦距f3和所述镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1满足条件式：0.2＜|f3/EFL1|＜3。
  4. 根据权利要求1-3任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第一镜片具有正光焦度，所述第二镜片组具有正光焦度，所述第三镜片组具有负光焦度。
  5. 根据权利要求1-4任一所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件处于无限远状态下的光圈数F#满足条件式：1.0≤F#≤4.0。
  6. 根据权利要求1-5任一所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件处于微距状态下的光圈数F#满足条件式：1.8≤F#≤4.0。
  7. 根据权利要求1-6任一所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件处于微距状态下的放大倍率Mag满足条件式：0.1x＜Mag＜1.0x。
  8. 根据权利要求1-7任一所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件处于无限远状态下的焦距EFL1和所述镜头组件处于无限远状态下的总长度TTL满足条件式：0.7＜EFL1/TTL＜1。
  9. 根据权利要求1-8任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第二镜片组移动的预设距离L和所述镜头组件处于无限远状态下的总长度TTL1满足条件式：0.1＜L/TTL＜0.3。
  10. 根据权利要求1-9任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第二镜片组移动的预设距离L和所述镜头组件处于微距状态下的物距C满足条件式：0.4≤(L/C)*10＜3.5。
  11. 根据权利要求1-10任一所述的镜头组件，其特征在于，所述镜头组件在无限远状态下的焦距EFL1和所述镜头组件在微距状态下的焦距EFL2满足条件式：0.25＜EFL2/EFL1＜0.95。
  12. 根据权利要求1-11任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第一镜片的折射率Nd满足条件式：1.4＜Nd＜1.85。
  13. 根据权利要求1-12任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片和所述第三镜片中，部分为塑料镜片，部分为玻璃镜片。
  14. 根据权利要求1-13任一所述的镜头组件，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片和所述第三镜片分别为非球面镜片。
  15. 一种摄像头模组，其特征在于，至少包括图像传感器和上述权利要求1-14任一所述的镜头组件，所述图像传感器位于所述镜头组件面向所述像侧的一侧。
  16. 一种电子设备，其特征在于，至少包括壳体和上述权利要求15所述的摄像头模组，所述摄像头模组设置在所述壳体上。
PCT/CN2023/139655 2022-12-28 2023-12-18 镜头组件、摄像头模组及电子设备 WO2024140316A1 (zh)

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