光学镜头、光学模组及电子设备
文献发布时间:2023-06-19 11:26:00
技术领域
本申请属于通信设备技术领域,具体涉及一种光学镜头、光学模组及电子设备。
背景技术
目前随着移动通信技术的不断发展,智能电子设备(如手机)的普遍应用,对智能电子设备的摄像头要求越来越高。通过在智能电子设备上也会配置多种焦距段的镜头,结合光学系统以及算法影像处理技术,力求在电子设备的有限的空间内实现高画质的图像拍摄效果。
现有智能电子设备的人像虚化模式,需要两颗同轴摄像头或者一个测距镜头拍摄画面,利用算法计算出物体深度后,再进行图像虚化处理。而采用现有算法常常出现计算错误,导致人物或背景被局部错误虚化的问题,而且由于现有算法的显示,后景在使用较大光圈虚化效果模式时,由近到远的物体无法呈现光学连续渐进的虚化影像,造成成像效果不自然的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种光学镜头、光学模组及电子设备,以解决智能电子设备在采用虚化模式拍摄时,存在成像效果差的问题。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请的实施例提供了一种光学镜头,沿着光轴由物侧至像侧依序包括:
具有正曲折力的第一透镜,具有负曲折力的第二透镜,具有正曲折力的第三透镜,具有正曲折力的第四透镜,具有负曲折力的第五透镜,具有负曲折力的第六透镜;
其中,所述第一透镜的第一表面为物侧面,且所述第一表面靠近所述光轴处为凸面,所述第一透镜的第二表面为像侧面,且所述第二表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;
所述第二透镜的第三表面为物侧面,且所述第三表面靠近所述光轴处为凸面,所述第二透镜的第四表面为像侧面,且所述第四表面靠近所述光轴处为凸面;
所述第三透镜的第五表面为物侧面,且所述第五表面靠近所述光轴处为凸面,所述第三透镜的第六表面为像侧面,所述第六表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第六表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;
所述第四透镜的第七表面为物侧面,且所述第七表面靠近所述光轴处为凸面,所述第四透镜的第八表面为像侧面,且所述第八表面靠近所述光轴处为凹面;
所述第五透镜的第九表面为物侧面,所述第九表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第九表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第五透镜的第十表面为像侧面,所述第十表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;
所述第六透镜的第十一表面为物侧面,所述第十一表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第十一表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第六透镜的第十二表面为像侧面,且所述第十二表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;
所述光学镜头满足以下关系式:
0.61<ImH/T0<0.98,ImH为所述光学镜头的最大成像圆的直径;T0表示所述光学镜头的总长度;
40°<FOV<50°,FOV表示所述光学镜头的视场角;
F/NO<0.9,F/NO表示所述光学镜头的光圈值。
第二方面,本申请的实施例还提供了一种光学模组,包括:
如上述所述的光学镜头;
感光元件;
设于所述光学镜头的第六透镜与所述感光元件之间的滤光片。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括如上述所述的光学模组。
在本申请实施例中,通过沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有正曲折力的第一透镜,具有负曲折力的第二透镜,具有正曲折力的第三透镜,具有正曲折力的第四透镜,具有负曲折力的第五透镜,具有负曲折力的第六透镜;其中,述第一透镜的第一表面为物侧面,且所述第一表面靠近所述光轴处为凸面,所述第一透镜的第二表面为像侧面,且所述第二表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第二透镜的第三表面为物侧面,且所述第三表面靠近所述光轴处为凸面,所述第二透镜的第四表面为像侧面,且所述第四表面靠近所述光轴处为凸面;所述第三透镜的第五表面为物侧面,且所述第五表面靠近所述光轴处为凸面,所述第三透镜的第六表面为像侧面,所述第六表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第六表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第四透镜的第七表面为物侧面,且所述第七表面靠近所述光轴处为凸面,所述第四透镜的第八表面为像侧面,且所述第八表面靠近所述光轴处为凹面;所述第五透镜的第九表面为物侧面,所述第九表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第九表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第五透镜的第十表面为像侧面,所述第十表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第六透镜的第十一表面为物侧面,所述第十一表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第十一表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第六透镜的第十二表面为像侧面,且所述第十二表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述光学镜头满足以下关系式:0.61<ImH/T0<0.98,ImH为光学镜头的最大成像圆的直径;T0表示所述光学镜头的总长度;40°<FOV<50°,FOV表示所述光学镜头的视场角;F/NO<0.9,F/NO表示所述光学镜头的光圈值,如此,具有上述结构的光学镜头,在应用到电子设备上时,能够利用大光圈取像,拍摄出实际光学镜头的浅景深效果且虚化效果连续。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光学镜头的硬件结构示意图;
图2为本申请实施例提供的光学镜头的光线路径走向示意图;
图3为本申请实施例提供的光学镜头的第三透镜的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的光学镜头的第四透镜的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的光学镜头的纵向场曲、畸变和纵向偏差曲线图之一;
图6为本申请实施例提供光学镜头的纵向场曲、畸变和纵向偏差曲线图之二。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不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,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光学镜头进行详细地说明。
如图1所示,为本申请实施例提供的光学镜头的硬件结构示意图,该光学镜头,沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有正曲折力的第一透镜1,具有负曲折力的第二透镜2,具有正曲折力的第三透镜3,具有正曲折力的第四透镜4,具有负曲折力的第五透镜5,具有负曲折力的第六透镜6。
其中,所述第一透镜1的第一表面为物侧面11,且所述第一表面1靠近所述光轴7处为凸面,所述第一透镜1的第二表面12为像侧面,且所述第二表面12靠近所述光轴7处为凸面,且所述第二表面12远离所述光轴7具有至少一个反曲点。
所述第二透镜2的第三表面21为物侧面,且所述第三表面21靠近所述光轴7处为凸面,所述第二透镜2的第四表面22为像侧面,且所述第四表面22靠近所述光轴7处为凸面。
所述第三透镜3的第五表面31为物侧面,且所述第五表面31靠近所述光轴7处为凸面,所述第三透镜3的第六表面32为像侧面,所述第六表面32靠近所述光轴7处为凹面,且所述第六表面32远离所述光轴7具有至少一个反曲点。
所述第四透镜4的第七表面41为物侧面,且所述第七表面41靠近所述光轴7处为凸面,所述第四透镜4的第八表面42为像侧面,且所述第八表面42靠近所述光轴7处为凹面。
所述第五透镜5的第九表面51为物侧面,所述第九表面51靠近所述光轴7处为凸面,且所述第九表面51远离所述光轴7具有至少一个反曲点,所述第五透镜5的第十表面52为像侧面,所述第十表面52靠近所述光轴7处为凹面,且所述第十表面52远离所述光轴7具有至少一个反曲点。
所述第六透镜6的第十一表面61为物侧面,所述第十一表面61靠近所述光轴7处为凸面,且所述第十一表面61远离所述光轴7具有至少一个反曲点,所述第六透镜6的第十二表面62为像侧面,且所述第十二表面62靠近所述光轴处为凹面,且所述第十二表面62远离所述光轴7具有至少一个反曲点;
所述光学镜头满足以下关系式:
0.61<ImH/T0<0.98,ImH为所述光学镜头的最大成像圆的直径;T0表示所述光学镜头的总长度;
40°<FOV<50°,FOV表示所述光学镜头的视场角;
F/NO<0.9,F/NO表示所述光学镜头的光圈值。
这里,本发明实施例的光学镜头的入射光线路径走向可参见图2。
需要说明的是,F为光学镜头的有效焦距,NO表示光圈的直径。这里,NO是可调的,NO越大,进入光学镜头投射到感光元件上的光线越多,在F/NO<0.9中,NO对应光圈的直径较大,可以对应光圈的最大直径,从而实现大光圈光学系统。当然,可选地,光学镜头也可以没有光圈这个组件,对应的计算光圈值时,将最大进光面积对应的直径作为NO进行计算即可。本申请仅对光学系统的光圈值进行限定,而对是否设置光圈这一组件、设置在哪里,不作具体限定。
需要说明的是,透镜的物侧面具体指的是远离感光元件的一面,透镜的像侧面具体指的是靠近感光元件的一面。
这里,0.61<ImH/T0<0.98其目的是为了限制此光学镜头成像高度与光学镜头总长度关系。
可选地,所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5和所述第六透镜6均为非球面透镜。
作为一可选地实现方式,所述光学镜头满足以下关系式中的至少一者:
0.1<CT2/CT3<0.18,CT2为所述第二透镜2在所述光轴7上的中心厚度,CT3为所述第三透镜3在所述光轴7上的中心厚度;
1.93<T3<2.12,T3为所述第三透镜3的所述第五表面31对应在所述光轴7的位置至所述第六表面32最大有效半径投影对应在所述光轴的位置的距离,具体可参见图3。
1.54<T4<1.75,T4为所述第四透镜4的所述第七表面41对应在所述光轴7的位置至所述第七表面41最大有效半径投影对应在所述光轴7的位置的距离,具体可参见图4。
3.9<CT45/CT56<4.5,CT45为所述光轴7上所述第四透镜4的像侧面与所述第五透镜5的物侧面的距离,CT56为所述光轴7上所述第五透镜5的像侧面与所述第六透镜6的物侧面的距离;
1.98<φ1/φ5<2.07,φ1为所述第一透镜1的镜片直径,φ5为所述第五透镜5的镜片直径。
这里,使光学镜头满足上述关系式中的一者或者多者,其目的是为了限制透镜镜间及镜片结构分布以达成F/NO<0.9的大光圈光学系统像差优化的目的。
进一步地,所述光学镜头满足以下关系式中的至少一者:
0.35<|f1+f4+f5|/|f2+f3+f6|<0.52;
f6/L6R1<f3/L3R1<f2/L2R1<0;
其中,f1为所述第一透镜1的焦距,f2为所述第二透镜2的焦距,f3为所述第三透镜3的焦距,f4为所述第四透镜4的焦距,f5为所述第五透镜5的焦距,f6为所述第六透镜6的焦距,L2R1为所述第三表面21的曲率半径,L3R1为所述第五表面31的曲率半径,L6R1为所述第十一表面61的曲率半径。
这里,当光学镜头满足0.35<|f1+f4+f5|/|f2+f3+f6|<0.52时,能够限制透镜动力分布,使得组成光学镜头的六片非球面透镜动力分布适当进而降低偏心敏感度。
当光学镜头满足f6/L6R1<f3/L3R1<f2/L2R1<0时,能够进一步限制透镜动力分布,使第二透镜2、第三透镜3与第六透镜6分担动力,以提升第一透镜1、第四透镜4以及第五透镜5偏芯制造性。
进一步地,所述光学镜头满足以下关系式中的至少一者:
1.12<f1/L1R1<1.48;
-0.99<f2/L2R1<-0.85;
-1.92<f3/L3R1<-1.74;
3.15<f4/L4R1<3.36;
-6.42<f5/L5R1<-5.97;
-6.77<f6/L6R1<-6.12;
其中,f1为所述第一透镜1的焦距,f2为所述第二透镜2的焦距,f3为所述第三透镜3的焦距,f4为所述第四透镜4的焦距,f5为所述第五透镜5的焦距,f6为所述第六透镜6的焦距,L1R1为所述第一表面11的曲率半径,L2R1为所述第三表面21的曲率半径,L3R1为所述第五表面31的曲率半径,L4R1为所述第七表面41的曲率半径,L5R1为所述第九表面51的曲率半径,L6R1为所述第十一表面61的曲率半径。
这里,当光学镜头满足上述关系式中的一者或多者时,能够进一步保证光学镜头的成像质量,以达成像差与场曲的优化。
进一步地,所述光学镜头满足以下关系式:
1.05<Vd2/Vd3;
(Vd3+Vd4)/Vd5<1.86;
Vd6/Vd5<0.95;
其中,Vd2为所述第二透镜的阿贝数,Vd3为所述第三透镜的阿贝数,Vd4为所述第四透镜的阿贝数,Vd5为所述第五透镜的阿贝数,Vd6为所述第六透镜的阿贝数。
这里,当光学镜头满足上述关系式中的一者或多者时,即通过材料配置能够有效消除光学镜头的色差,以达到更好的影像质量。
需要说明的是,本申请实施例的光学镜头所使用的非球面公式定义如下:
其中,Z表示非球面表面的凹凸程度;R表示曲率半径;h表示表面的离轴半高;K表示圆锥系数;A、B、C、D、E、F、G:表示非球面的各阶系数。
下面就两个示例,具体说明本申请实施例的光学镜头的具体实施的参数。
实施例一
其中,表1为光学镜头的镜头数据;表2为光学镜头的高阶非球面系数;表3为光学镜头的光学参数。Conic:为非球面方程式中的K值。
表1
需要说明的是,表格中的L1S1表示第一透镜的物侧面,L1S2表示第二透镜的像侧面,L2S1表示第二透镜的物侧面,L2S2表示第二透镜的像侧面,L3S1表示第三透镜的物侧面,L3S2表示第三透镜的像侧面,L4S1表示第四透镜的物侧面,L4S2表示第四透镜的像侧面,L5S1表示第五透镜的物侧面,L5S2表示第五透镜的像侧面,L6S1表示第六透镜的物侧面,L6S2表示第六透镜的像侧面,Asphere译为非球面,IR译为滤光片,AIR表示空气,IMA表示成像面。
表2
这里,Si表示第i表面,其中i取值为1、2、3···12。
表3
这里,上述表格中,F表示光学镜头的焦距,fi表示第i透镜的焦距,其中i取值为1、2、3···6。
采用上述示例中的尺寸范围的光学镜头,对应如图5所示的纵向场曲、畸变和轴上色差的示意图。
需要说明的是,如图5所示的最左侧为纵向场曲变化,中间为畸变示意,最右侧为轴上色差变化。
其中,纵向场曲变化表示光学镜头的中心视场到边缘视场的变化情况,畸变表示光学镜头的实际成像位置与理论成像位置的差异。
实施例二
其中,表4为光学镜头的镜头数据;表5为光学镜头的高阶非球面系数;表6为光学镜头的光学参数。Conic:为非球面方程式中的K值。
表4
表5
表6
采用上述示例中的尺寸范围的光学镜头,对应如图6所示的纵向场曲、畸变和轴上色差示意图。
需要说明的是,如图6所示的最左侧为纵向场曲变化,中间为畸变示意,最右侧为轴上色差变化。
其中,纵向场曲变化表示光学镜头的中心视场到边缘视场的变化情况,畸变表示光学镜头的实际成像位置与理论成像位置的差异。
需要说明的是,本申请实施例的光学镜头还可以包括:光圈8,该光圈8位于第一透镜1和第二透镜2之间。
本申请实施例的光学镜头,通过沿着光轴由物侧至像侧依序包括:具有正曲折力的第一透镜,具有负曲折力的第二透镜,具有正曲折力的第三透镜,具有正曲折力的第四透镜,具有负曲折力的第五透镜,具有负曲折力的第六透镜;其中,述第一透镜的第一表面为物侧面,且所述第一表面靠近所述光轴处为凸面,所述第一透镜的第二表面为像侧面,且所述第二表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第二透镜的第三表面为物侧面,且所述第三表面靠近所述光轴处为凸面,所述第二透镜的第四表面为像侧面,且所述第四表面靠近所述光轴处为凸面;所述第三透镜的第五表面为物侧面,且所述第五表面靠近所述光轴处为凸面,所述第三透镜的第六表面为像侧面,所述第六表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第六表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第四透镜的第七表面为物侧面,且所述第七表面靠近所述光轴处为凸面,所述第四透镜的第八表面为像侧面,且所述第八表面靠近所述光轴处为凹面;所述第五透镜的第九表面为物侧面,所述第九表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第九表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第五透镜的第十表面为像侧面,所述第十表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述第六透镜的第十一表面为物侧面,所述第十一表面靠近所述光轴处为凸面,且所述第十一表面远离所述光轴具有至少一个反曲点,所述第六透镜的第十二表面为像侧面,且所述第十二表面靠近所述光轴处为凹面,且所述第十二表面远离所述光轴具有至少一个反曲点;所述光学镜头满足以下关系式:0.61<ImH/T0<0.98,ImH为光学镜头的最大成像圆的直径;T0表示所述光学镜头的总长度;40°<FOV<50°,FOV表示所述光学镜头的视场角;F/NO<0.9,F/NO表示所述光学镜头的光圈值,如此,具有上述结构的光学镜头,在应用到电子设备上时,能够利用大光圈取像,拍摄出实际光学镜头的浅景深效果且虚化效果连续。
本申请实施例还提供了一种光学模组,包括如上述实施例所述的光学镜头;感光元件9;设于所述光学镜头的第六透镜6与所述感光元件9之间的滤光片10。
可选地,通过所述光学镜头到达所述感光元件9的入射光与所述光轴7的最大夹角为35度。
可选地,所述滤光片10为红外滤光片。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括如上述所述的光学模组。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
- 光学镜头和潜望式摄像模组及其组装方法以及潜望式阵列模组和电子设备
- 光学镜头、光学模组及电子设备