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光学镜头和电子设备

文献发布时间:2023-06-19 19:28:50


光学镜头和电子设备

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域,具体而言,涉及一种光学镜头和电子设备。

背景技术

随着自动驾驶功能的发展,光学镜头例如车载镜头作为自动驾驶辅助系统的关键部件也迎来了较快发展,对车载镜头的高解像及小型化等要求越来越高。其次,为了实现弱光环境下的清晰识别,车载镜头也需要更大的光圈。为达到安全驾驶的要求,车载镜头需要达到无鬼像的特点,防止自动驾驶辅助系统误判当前的路况。

由于车载镜头特殊的安装位置,与普通的光学镜头相比,自动驾驶辅助系统中的车载镜头有更加特殊的要求。如要求通光能力强,为了能够适应夜间或阴雨天较暗的环境;为达到降低成本、轻便化的效果,车载镜头通常采用塑料镜片,然而塑料镜片的热胀冷缩特性难以克服,导致其在-40℃~120℃的高低温下最佳像面偏离芯片,产生影像不清晰等不良影响;且高塑化系统热稳定性差,从高温恢复到常温后,解像也无法满足要求。因此一个可以同时达到以上小型化、高解像、无鬼像、高低温下仍能相对清晰成像等要求的设计非常迫切。

现有技术中提供了一种光学镜头,该光学镜头为具有长焦特性的长焦镜头,该长焦镜头中不能兼顾大角度分辨率,环境物体辨识度低,中心部分探测区域小。现有技术中还提供了一种光学镜头,该光学镜头虽然可达到百万像素的清晰度,但是光学镜头的色差、像散、畸变等像差问题较为严重,解像能力较差。同时还有一种光学镜头,该光学镜头不能同时满足前端口径小和小型化的要求,难以满足用户需求。

也就是说,现有技术中的光学镜头存在高解像、小型化、大角分辨率及无鬼像难以同时兼顾的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学镜头和电子设备,以解决现有技术中的光学镜头存在高解像、小型化、大角分辨率及无鬼像难以同时兼顾的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种光学镜头,沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜,第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面;第二透镜,第二透镜具有光焦度,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面;第三透镜,第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面;第四透镜,第四透镜具有光焦度,第四透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面;第五透镜,第五透镜具有光焦度;第六透镜,第六透镜具有光焦度,第六透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面。

进一步地,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

进一步地,第一透镜为非球面透镜和/或第六透镜为非球面透镜。

进一步地,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜。

进一步地,第三透镜的第一侧面的焦距f5、第三透镜的第二侧面的焦距f6与第三透镜的焦距F3之间满足:-20≤(f5+f6)/F3≤-5。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S5)满足:-10≤arctan(1/K(S5))≤-0.01。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-40≤R5/F≤-10。

进一步地,光学镜头的第一透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S1)满足:arctan(1/K(S1))≥20;光学镜头的第一透镜的第二侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S2)满足:arctan(1/K(S2))≥25。

进一步地,第二透镜的第二侧面的中心至第三透镜的第一侧面的中心在光轴上的间隔距离d23与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:0.001≤d23/TTL≤0.038。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:0.01≤TTL/(F*FOV)≤0.1。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:1.5≤TTL/(F*θ)≤3。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足:2≤TTL/F≤8。

进一步地,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:D/H/FOV≤0.02。

进一步地,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:D/H/θ≤1.2。

进一步地,光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的入瞳直径ENPD之间满足:F/ENPD≤2。

进一步地,光学镜头的第四透镜和第五透镜的组合焦距F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足:1≤F45/F≤25。

进一步地,光学镜头的第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-5≤F1/F≤-1。

进一步地,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(FOV×F)/H≥60。

进一步地,光学镜头的最大视场角的弧度值θ、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(θ×F)/H≥0.5。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:R5/TTL≤-0.05。

进一步地,光学镜头的第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1与光学镜头的第一透镜的第二侧面的中心曲率半径R2之间满足:1≤R1/R2≤4。

进一步地,光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:0.2≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤1。

进一步地,光学镜头的第二透镜的第一侧面的中心曲率半径R3与光学镜头的第二透镜的第二侧面的中心曲率半径R4之间满足:0.3≤R3/R4≤2。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的第三透镜的第二侧面的中心曲率半径R6之间满足:0.1≤(R5-R6)/(R5+R6)≤3。

根据本发明的另一方面,提供了一种光学镜头,沿光轴由物侧至像侧依次包括:第一透镜,第一透镜具有负光焦度;第二透镜,第二透镜具有光焦度;第三透镜,第三透镜具有正光焦度;第四透镜,第四透镜具有光焦度;第五透镜,第五透镜具有光焦度;第六透镜,第六透镜具有光焦度;其中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:R5/TTL≤-0.05。

进一步地,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凹面。

进一步地,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。

进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

进一步地,第一透镜为非球面透镜和/或第六透镜为非球面透镜。

进一步地,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜。

进一步地,第三透镜的第一侧面的焦距f5、第三透镜的第二侧面的焦距f6与第三透镜的焦距F3之间满足:-20≤(f5+f6)/F3≤-5。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S5)满足:-10≤arctan(1/K(S5))≤-0.01。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-40≤R5/F≤-10。

进一步地,光学镜头的第一透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S1)满足:arctan(1/K(S1))≥20;光学镜头的第一透镜的第二侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S2)满足:arctan(1/K(S2))≥25。

进一步地,第二透镜的第二侧面的中心至第三透镜的第一侧面的中心在光轴上的间隔距离d23与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:0.001≤d23/TTL≤0.038。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:0.01≤TTL/(F*FOV)≤0.1。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:1.5≤TTL/(F*θ)≤3。

进一步地,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足:2≤TTL/F≤8。

进一步地,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:D/H/FOV≤0.02。

进一步地,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:D/H/θ≤1.2。

进一步地,光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的入瞳直径ENPD之间满足:F/ENPD≤2。

进一步地,光学镜头的第四透镜和第五透镜的组合焦距F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足:1≤F45/F≤25。

进一步地,光学镜头的第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-5≤F1/F≤-1。

进一步地,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(FOV×F)/H≥60。

进一步地,光学镜头的最大视场角的弧度值θ、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(θ×F)/H≥0.5。

进一步地,光学镜头的第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1与光学镜头的第一透镜的第二侧面的中心曲率半径R2之间满足:1≤R1/R2≤4。

进一步地,光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:0.2≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤1。

进一步地,光学镜头的第二透镜的第一侧面的中心曲率半径R3与光学镜头的第二透镜的第二侧面的中心曲率半径R4之间满足:0.3≤R3/R4≤2。

进一步地,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的第三透镜的第二侧面的中心曲率半径R6之间满足:0.1≤(R5-R6)/(R5+R6)≤3。

根据本发明的另一方面,提供了一种电子设备,包括上述的光学镜头以及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

应用本发明的技术方案,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜,第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面;第二透镜具有光焦度,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面;第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面;第四透镜具有光焦度,第四透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面;第五透镜具有光焦度;第六透镜具有光焦度,第六透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面。

第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面,可以使第一透镜尽可能收集大视场光线进入后方光学系统,固定边缘大角度光线的方向走势。第一透镜的第一侧面为凸面,在实际应用中有利于水滴的滑落,减小对成像的影响。第一透镜优选使用高折射率材料,有利于光学镜头前端口径的减小,成像质量的提高。第二透镜具有光焦度,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面,第二透镜为物方凹入的弯月形状,使得光线进入第二透镜有明显的光线转折,改变了大角度光线的趋势,有利于实现大视场。同时,第二透镜的形状接近同心圆,由于第二透镜特殊的形状设置,可以将经第一透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,且减小光学镜头前端口径,减小体积,有利于小型化和成本的降低。

第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面;第三透镜为物方凹入的弯月形状,有利于收集经过第二透镜的出射光线,并有效修正像散以提升成像质量。第四透镜具有光焦度,第四透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面。第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,通过控制第四透镜的光焦度,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能,保证成像质量。第五透镜具有光焦度,通过合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。第六透镜具有光焦度,第六透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面,这样设置使得第六透镜的形状较为平缓,有利于光线的平缓过渡。

另外,本申请的光学镜头还具有高解像、小型化、前端小口径、大孔径、温度性能好、大视场角、兼顾长焦、无鬼像和中心角分辨率大的优点。

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发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1示出了本发明的例子一的光学镜头的结构示意图;

图2示出了本发明的例子二的光学镜头的结构示意图;

图3示出了本发明的例子三的光学镜头的结构示意图;

图4示出了本发明的例子四的光学镜头的结构示意图;

图5示出了本发明的例子五的光学镜头的结构示意图;

图6示出了本发明的例子六的光学镜头的结构示意图;

图7示出了本发明的例子七的光学镜头的结构示意图;

图8示出了本发明的例子八的光学镜头的结构示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

L1、第一透镜;S1、第一透镜的第一侧面;S2、第一透镜的第二侧面;L2、第二透镜;S3、第二透镜的第一侧面;S4、第二透镜的第二侧面;L3、第三透镜;S5、第三透镜的第一侧面;S6、第三透镜的第二侧面;STO、光阑;L4、第四透镜;S8、第四透镜的第一侧面;S9、第四透镜的第二侧面;L5、第五透镜;S9、第五透镜的第一侧面;S10、第五透镜的第二侧面;L6、第六透镜;S11、第六透镜的第一侧面;S12、第六透镜的第二侧面;L7、滤光片;S13、滤光片的第一侧面;S14、滤光片的第二侧面;S15、保护玻璃的第一侧面;S16、保护玻璃的第二侧面;IMA、成像面。

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发明。

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。

在本发明中,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发明。

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,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了透镜的厚度、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。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜靠近物侧的表面成为该透镜的第一侧面,每个透镜靠近像侧的表面称为该透镜的第二侧面。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透镜数据库(lens data)上的R值)正负判断凹凸。以第一侧面来说,当R值为正时,判定为凸面,当R值为负时,判定为凹面;以第二侧面来说,当R值为正时,判定为凹面,当R值为负时,判定为凸面。

在示例性实施方式中,本申请提供的光学镜头可用作例如车载镜头。此时,该光学镜头的第一侧可为物方,第二侧可为像方。来自物方的光线可在像方成像。光学镜头的第二侧面为光学镜头的成像面。

在示例性实施方式中,本申请提供的光学镜头可用作例如投影镜头或激光雷达发射端镜头。此时,该光学镜头的第二侧可为像源侧,第一侧可为成像侧。来自像源侧的光线可在成像侧成像。光学镜头的第二侧面为光学镜头的像源面。

为了解决现有技术中的光学镜头存在高解像、小型化、大角分辨率及无鬼像难以同时兼顾的问题,本发明提供了一种光学镜头和电子设备。

实施例一

如图1至图8所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜,第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面;第二透镜具有光焦度,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面;第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面;第四透镜具有光焦度,第四透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面;第五透镜具有光焦度;第六透镜具有光焦度,第六透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面。

第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面,可以使第一透镜尽可能收集大视场光线进入后方光学系统,固定边缘大角度光线的方向走势。第一透镜的第一侧面为凸面,在实际应用中有利于水滴的滑落,减小对成像的影响。第一透镜优选使用高折射率材料,有利于光学镜头前端口径的减小,成像质量的提高。第二透镜具有光焦度,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面,第二透镜为物方凹入的弯月形状,使得光线进入第二透镜有明显的光线转折,改变了大角度光线的趋势,有利于实现大视场。同时,第二透镜的形状接近同心圆,由于第二透镜特殊的形状设置,可以将经第一透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,且减小光学镜头前端口径,减小体积,有利于小型化和成本的降低。

第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面;第三透镜为物方凹入的弯月形状,有利于收集经过第二透镜的出射光线,并有效修正像散以提升成像质量。第四透镜具有光焦度,第四透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面。第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,通过控制第四透镜的光焦度,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能,保证成像质量。第五透镜具有光焦度,通过合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。第六透镜具有光焦度,第六透镜的第一侧面和第二侧面中至少一个面为凸面,这样设置使得第六透镜的形状较为平缓,有利于光线的平缓过渡。

另外,本申请的光学镜头还具有高解像、小型化、前端小口径、大孔径、温度性能好、大视场角、兼顾长焦、无鬼像和中心角分辨率大的优点。

在本实施例中,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面。此时第四透镜具有正光焦度,第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,第四透镜为正透镜,对光线具有汇聚作用,通过控制第四透镜的焦距,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能。

在本实施例中,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凹面。此时第四透镜具有负光焦度,第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,第四透镜为负透镜,对光线具有发散作用,通过控制第四透镜的焦距,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。此时,第五透镜具有负光焦度,负光焦度是第五透镜对光线具有发散作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。此时,第五透镜具有负光焦度,负光焦度是第五透镜对光线具有发散作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凸面。此时,第五透镜具有正光焦度,正光焦度的第五透镜对光线具有汇聚作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的汇聚,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。此时,第六透镜具有正光焦度,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凹面。此时,第六透镜的光焦度可以是正的也可以是负的,可根据实际情况进行设置,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。此时,第六透镜具有负光焦度,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,光学镜头还包括光阑,光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。这样设置有利于后端口径的减小,减少周边像差光线引入至后方,从而提高解像能力。

在本实施例中,第一透镜为非球面透镜,有利于中心区域具备大角度分辨率,提升解像能力。第六透镜优选为非球面透镜,这样有利于校正像散和场曲,有利于校正系统像差,提高光学系统的解像能力。

在本实施例中,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜。当第四透镜为正光焦度时,第五透镜为负光焦度;当第四透镜为负光焦度时,第五透镜为正光焦度。通过合理分配第四透镜和第五透镜的光焦度,有助于实现热补偿,获得良好温度性能。第四透镜与第五透镜胶合后,光线在第五透镜的第一侧面与第四透镜的第二侧面上的走势几乎相同,无明显偏折,因此第四透镜出射的光线能够被第五透镜很好承接,减少了各视场光线的损失,提升了各视场相对照度。同时,设置胶合透镜可以将经前方透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,减小系统总长。使得光学系统的各种像差得到充分校正,在结构紧凑的前提下,可以提高分辨率,优化畸变、CRA等光学性能。

另外,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜,能够有效减小第四透镜与第五透镜之间的空气间隙,减小系统总长。第四透镜与第五透镜的色散互补,有利于减小色差,提高成像质量。还能减少两透镜间的组立部件,减少工序,降低成本。因第四透镜的第二侧面与第五透镜的第一侧面间光线的过渡平稳,当这两枚透镜在组装过程中出现倾斜或相互之间形成错位时,光线走势也不会发生明显变化,降低了镜片在组装时的敏感性,降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜或偏芯等公差敏感度问题。同时,进一步还可以减小场曲可以校正系统的轴外点像差。

在本实施例中,第三透镜的第一侧面的焦距f5、第三透镜的第二侧面的焦距f6与第三透镜的焦距F3之间满足:-20≤(f5+f6)/F3≤-5。通过合理分配第三透镜的第一侧面和第二侧面的焦距,可辅助入射光线进入光阑,并有效修正像散以提升成像质量。优选地,-18≤(f5+f6)/F3≤-7。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S5)满足:-10≤arctan(1/K(S5))≤-0.01。通过合理控制第三透镜的第一侧面的张角,有利于减小入射光在第三透镜的第一侧面的入射角,提高成像质量。优选地,-5≤arctan(1/K(S5))≤-0.07。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-40≤R5/F≤-10。满足此条件式,有利于保证第三透镜的第一侧面的中心曲率半径较大,有利于减小入射光在第三透镜的第一侧面的入射角,提高成像质量。优选地,-30≤R5/F≤-15。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S1)满足:arctan(1/K(S1))≥20。第一透镜的第一侧面设置成中心凸边缘平坦的形状,使入射光集中在边缘趋于集中。优选地,arctan(1/K(S1))≥23。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第二侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S2)满足:arctan(1/K(S2))≥25。满足此条件式,保证第一透镜的第二侧面张角较大,有利于经由第一透镜进入的大角度周边光线快速聚焦,提高成像质量。优选地,arctan(1/K(S2))≥35。

在本实施例中,第二透镜的第二侧面的中心至第三透镜的第一侧面的中心在光轴上的间隔距离d23与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:0.001≤d23/TTL≤0.038。满足此条件式,使得第二透镜与第三透镜的间隔较小,有利于实现小型化。优选地,0.002≤d23/TTL≤0.032。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:0.01≤TTL/(F*FOV)≤0.1。满足此条件式,在相同成像面相同像高的情况下,可以有效地限制光学镜头的长度,有利于实现小型化。优选地,0.03≤TTL/(F*FOV)≤0.075。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:1.5≤TTL/(F*θ)≤3。满足此条件式,在相同成像面相同像高的情况下,可以有效地限制光学镜头的长度,有利于实现小型化。优选地,2≤TTL/(F*θ)≤2.9。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足:2≤TTL/F≤8。TTL/F过小的话,系统敏感性会高,TTL/F较大时有利于解像与系统敏感性。因此考虑成本、小型化、系统解像与敏感性保护上述的一个范围。优选地,3≤TTL/F≤5。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:D/H/FOV≤0.02。满足此条件式,有利于保证光学镜头前端口径小,有利于小型化。优选地,D/H/FOV≤0.018。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:D/H/θ≤1.2。满足此条件式,有利于保证光学镜头前端口径小,有利于小型化。优选地,D/H/θ≤1。

在本实施例中,光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的入瞳直径ENPD之间满足:F/ENPD≤2。满足此条件式,保证小FNO,有利于增大通光量。优选地,F/ENPD≤1.7。

在本实施例中,光学镜头的第四透镜和第五透镜的组合焦距F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足:1≤F45/F≤25。通过F45的合理分配,有助于实现热补偿,获得良好温度性能。优选地,1.8≤F45/F≤22。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-5≤F1/F≤-1。满足此条件式,保证第一透镜为负透镜并通过合理分配第一透镜的焦距,有利于大视场角光线进入光学系统。优选地,-3≤F1/F≤-1.5。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(FOV×F)/H≥60。满足此条件式,同时满足长焦和大视场角;有助于整个光学镜头效果兼顾大视场角,实现中心大角度分辨率。优选地,(FOV×F)/H≥70。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角的弧度值θ、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(θ×F)/H≥0.5。满足此条件式,同时满足长焦和大视场角;有助于整个光学镜头效果兼顾大视场角,实现中心大角度分辨率。优选地,(θ×F)/H≥1。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:R5/TTL≤-0.05。通过控制此条件式在合理的范围内,可以使得鬼像的光瞳像远离焦面,有效降低鬼像的相对能量值,提高光学镜头成像画面的质量。优选地,R5/TTL≤-1。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1与光学镜头的第一透镜的第二侧面的中心曲率半径R2之间满足:1≤R1/R2≤4。满足此条件式,保证第一透镜的第一侧面的中心曲率半径较小,有助于提高中心视场角分辨率。优选地,1.5≤R1/R2≤2.5。

在本实施例中,光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:0.2≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤1。此条件反映了实际像高与理想像高的比值,实现大角分辨率。优选地,0.3≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤0.8。

在本实施例中,光学镜头的第二透镜的第一侧面的中心曲率半径R3与光学镜头的第二透镜的第二侧面的中心曲率半径R4之间满足:0.3≤R3/R4≤2。满足此条件式,使得第二透镜的形状接近同心圆,有利于光线走势平稳过渡,降低透镜的敏感性。优选地,0.7≤R3/R4≤1.3。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的第三透镜的第二侧面的中心曲率半径R6之间满足:0.1≤(R5-R6)/(R5+R6)≤3。满足此条件式,可以校正该光学系统的像差,并且保证从第二透镜出射的光线入射到第三透镜的第一侧面时,入射光线较为平缓,从而降低该光学系统的公差敏感度。优选地,0.5≤(R5-R6)/(R5+R6)≤1.3。

实施例二

如图1至图8所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜,第一透镜具有负光焦度;第二透镜具有光焦度;第三透镜具有正光焦度;第四透镜具有光焦度;第五透镜具有光焦度;第六透镜具有光焦度;其中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:R5/TTL≤-0.05。优选地,R5/TTL≤-1。

第一透镜具有负光焦度,可以使第一透镜尽可能收集大视场光线进入后方光学系统,固定边缘大角度光线的方向走势。第二透镜具有光焦度,使得光线进入第二透镜有明显的光线转折,改变了大角度光线的趋势,有利于实现大视场。同时,可以将经第一透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,且减小光学镜头前端口径,减小体积,有利于小型化和成本的降低。第三透镜具有正光焦度,有利于收集经过第二透镜的出射光线,并有效修正像散以提升成像质量。

第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,通过控制第四透镜的光焦度,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能,保证成像质量。第五透镜具有光焦度,通过合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。第六透镜具有光焦度,这样设置使得第六透镜的形状较为平缓,有利于光线的平缓过渡。通过控制光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间的关系式在合理的范围内,可以使得鬼像的光瞳像远离焦面,有效降低鬼像的相对能量值,提高光学镜头成像画面的质量。

另外,本申请的光学镜头还具有高解像、小型化、前端小口径、大孔径、温度性能好、大视场角、兼顾长焦、无鬼像和中心角分辨率大的优点。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面。可以使第一透镜尽可能收集大视场光线进入后方光学系统,固定边缘大角度光线的方向走势。第一透镜的第一侧面为凸面,在实际应用中有利于水滴的滑落,减小对成像的影响。第一透镜优选使用高折射率材料,有利于光学镜头前端口径的减小,成像质量的提高。

在本实施例中,第二透镜的第一侧面为凹面,第二透镜的第二侧面为凸面。第二透镜为物方凹入的弯月形状,使得光线进入第二透镜有明显的光线转折,改变了大角度光线的趋势,有利于实现大视场。同时,第二透镜的形状接近同心圆,由于第二透镜特殊的形状设置,可以将经第一透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,且减小光学镜头前端口径,减小体积,有利于小型化和成本的降低。

在本实施例中,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面。第三透镜为物方凹入的弯月形状,有利于收集经过第二透镜的出射光线,并有效修正像散以提升成像质量。

在本实施例中,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面。此时第四透镜具有正光焦度,第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,第四透镜为正透镜,对光线具有汇聚作用,通过控制第四透镜的焦距,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能。

在本实施例中,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凹面。此时第四透镜具有负光焦度,第四透镜前侧至少设置2枚正光焦度的透镜和1枚负光焦度的透镜,在改变光线走势的同时也带来了一定像差,第四透镜为负透镜,对光线具有发散作用,通过控制第四透镜的焦距,可有效校正前方正透镜和负透镜带来的各种像差,提高像质,优化畸变、CRA等光学性能。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。此时,第五透镜具有负光焦度,负光焦度是第五透镜对光线具有发散作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。此时,第五透镜具有负光焦度,负光焦度是第五透镜对光线具有发散作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的过渡,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凸面。此时,第五透镜具有正光焦度,正光焦度的第五透镜对光线具有汇聚作用,合理设置第五透镜的光焦度既可进一步减小像差,同时又可使得光线在最后可以有效平稳的汇聚,使光线平稳到达成像面,减轻整体重量与成本。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。此时,第六透镜具有正光焦度,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凹面。此时,第六透镜的光焦度可以是正的也可以是负的,可根据实际情况进行设置,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。此时,第六透镜具有负光焦度,这样有利于透镜形状平缓,进而有利于光线平缓过渡至成像面。

在本实施例中,光学镜头还包括光阑,光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。这样设置有利于后端口径的减小,减少周边像差光线引入至后方,从而提高解像能力。

在本实施例中,第一透镜为非球面透镜,有利于中心区域具备大角度分辨率,提升解像能力。第六透镜优选为非球面透镜,这样有利于校正像散和场曲,有利于校正系统像差,提高光学系统的解像能力。

在本实施例中,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜。当第四透镜为正光焦度时,第五透镜为负光焦度;当第四透镜为负光焦度时,第五透镜为正光焦度。通过合理分配第四透镜和第五透镜的光焦度,有助于实现热补偿,获得良好温度性能。第四透镜与第五透镜胶合后,光线在第五透镜的第一侧面与第四透镜的第二侧面上的走势几乎相同,无明显偏折,因此第四透镜出射的光线能够被第五透镜很好承接,减少了各视场光线的损失,提升了各视场相对照度。同时,设置胶合透镜可以将经前方透镜的光线平缓过渡至后方光学系统,减小系统总长。使得光学系统的各种像差得到充分校正,在结构紧凑的前提下,可以提高分辨率,优化畸变、CRA等光学性能。

另外,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜,能够有效减小第四透镜与第五透镜之间的空气间隙,减小系统总长。第四透镜与第五透镜的色散互补,有利于减小色差,提高成像质量。还能减少两透镜间的组立部件,减少工序,降低成本。因第四透镜的第二侧面与第五透镜的第一侧面间光线的过渡平稳,当这两枚透镜在组装过程中出现倾斜或相互之间形成错位时,光线走势也不会发生明显变化,降低了镜片在组装时的敏感性,降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜或偏芯等公差敏感度问题。同时,进一步还可以减小场曲可以校正系统的轴外点像差。

在本实施例中,第三透镜的第一侧面的焦距f5、第三透镜的第二侧面的焦距f6与第三透镜的焦距F3之间满足:-20≤(f5+f6)/F3≤-5。通过合理分配第三透镜的第一侧面和第二侧面的焦距,可辅助入射光线进入光阑,并有效修正像散以提升成像质量。优选地,-18≤(f5+f6)/F3≤-7。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S5)满足:-10≤arctan(1/K(S5))≤-0.01。通过合理控制第三透镜的第一侧面的张角,有利于减小入射光在第三透镜的第一侧面的入射角,提高成像质量。优选地,-5≤arctan(1/K(S5))≤-0.07。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-40≤R5/F≤-10。满足此条件式,有利于保证第三透镜的第一侧面的中心曲率半径较大,有利于减小入射光在第三透镜的第一侧面的入射角,提高成像质量。优选地,-30≤R5/F≤-15。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第一侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S1)满足:arctan(1/K(S1))≥20。第一透镜的第一侧面设置成中心凸边缘平坦的形状,使入射光集中在边缘趋于集中。优选地,arctan(1/K(S1))≥23。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第二侧面的最大视场角下镜片边缘斜率K(S2)满足:arctan(1/K(S2))≥25。满足此条件式,保证第一透镜的第二侧面张角较大,有利于经由第一透镜进入的大角度周边光线快速聚焦,提高成像质量。优选地,arctan(1/K(S2))≥35。

在本实施例中,第二透镜的第二侧面的中心至第三透镜的第一侧面的中心在光轴上的间隔距离d23与第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL之间满足:0.001≤d23/TTL≤0.038。满足此条件式,使得第二透镜与第三透镜的间隔较小,有利于实现小型化。优选地,0.002≤d23/TTL≤0.032。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:0.01≤TTL/(F*FOV)≤0.1。满足此条件式,在相同成像面相同像高的情况下,可以有效地限制光学镜头的长度,有利于实现小型化。优选地,0.03≤TTL/(F*FOV)≤0.075。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:1.5≤TTL/(F*θ)≤3。满足此条件式,在相同成像面相同像高的情况下,可以有效地限制光学镜头的长度,有利于实现小型化。优选地,2≤TTL/(F*θ)≤2.9。

在本实施例中,第一透镜的第一侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足:2≤TTL/F≤8。TTL/F过小的话,系统敏感性会高,TTL/F较大时有利于解像与系统敏感性。因此考虑成本、小型化、系统解像与敏感性保护上述的一个范围。优选地,3≤TTL/F≤5。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV之间满足:D/H/FOV≤0.02。满足此条件式,有利于保证光学镜头前端口径小,有利于小型化。优选地,D/H/FOV≤0.018。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:D/H/θ≤1.2。满足此条件式,有利于保证光学镜头前端口径小,有利于小型化。优选地,D/H/θ≤1。

在本实施例中,光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的入瞳直径ENPD之间满足:F/ENPD≤2。满足此条件式,保证小FNO,有利于增大通光量。优选地,F/ENPD≤1.7。

在本实施例中,光学镜头的第四透镜和第五透镜的组合焦距F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足:1≤F45/F≤25。通过F45的合理分配,有助于实现热补偿,获得良好温度性能。优选地,1.8≤F45/F≤22。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足:-5≤F1/F≤-1。满足此条件式,保证第一透镜为负透镜并通过合理分配第一透镜的焦距,有利于大视场角光线进入光学系统。优选地,-3≤F1/F≤-1.5。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(FOV×F)/H≥60。满足此条件式,同时满足长焦和大视场角;有助于整个光学镜头效果兼顾大视场角,实现中心大角度分辨率。优选地,(FOV×F)/H≥70。

在本实施例中,光学镜头的最大视场角的弧度值θ、光学镜头的整组焦距值F与光学镜头的最大视场角对应的像高H之间满足:(θ×F)/H≥0.5。满足此条件式,同时满足长焦和大视场角;有助于整个光学镜头效果兼顾大视场角,实现中心大角度分辨率。优选地,(θ×F)/H≥1。

在本实施例中,光学镜头的第一透镜的第一侧面的中心曲率半径R1与光学镜头的第一透镜的第二侧面的中心曲率半径R2之间满足:1≤R1/R2≤4。满足此条件式,保证第一透镜的第一侧面的中心曲率半径较小,有助于提高中心视场角分辨率。优选地,1.5≤R1/R2≤2.5。

在本实施例中,光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角对应的像高H与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:0.2≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤1。此条件反映了实际像高与理想像高的比值,实现大角分辨率。优选地,0.3≤(H/2)/(F*tan(θ/2)≤0.8。

在本实施例中,光学镜头的第二透镜的第一侧面的中心曲率半径R3与光学镜头的第二透镜的第二侧面的中心曲率半径R4之间满足:0.3≤R3/R4≤2。满足此条件式,使得第二透镜的形状接近同心圆,有利于光线走势平稳过渡,降低透镜的敏感性。优选地,0.7≤R3/R4≤1.3。

在本实施例中,光学镜头的第三透镜的第一侧面的中心曲率半径R5与光学镜头的第三透镜的第二侧面的中心曲率半径R6之间满足:0.1≤(R5-R6)/(R5+R6)≤3。满足此条件式,可以校正该光学系统的像差,并且保证从第二透镜出射的光线入射到第三透镜的第一侧面时,入射光线较为平缓,从而降低该光学系统的公差敏感度。优选地,0.5≤(R5-R6)/(R5+R6)≤1.3。

可选地上述光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面上的感光元件的保护玻璃。

在本申请中的光学镜头可采用多片镜片,例如上述的六片。在本申请中,各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面。非球面透镜的特点是:从透镜中心到透镜周边,曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同,非球面透镜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。采用非球面透镜后,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。

在示例性实施方式中,第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜可均为玻璃透镜。用玻璃制成的光学透镜可抑制光学镜头后焦随温度变化的偏移,以提高系统稳定性。同时采用玻璃材质可避免因使用环境中高、低温温度变化造成的镜头成像模糊,影响到镜头的正常使用。例如,全玻璃设计的光学镜头的温度范围较广,可在-40℃~105℃范围内保持稳定的光学性能。具体地,在重点关注解像质量和信赖性时,第一透镜至第六透镜可均为玻璃非球面镜片。当然在温度稳定性要求较低的应用场合中,光学镜头中的第一透镜至第六透镜也可均由塑料制成。用塑料制作光学透镜,可有效减小制作成本。当然,光学镜头中的第一透镜至第六透镜也可由塑料和玻璃搭配制成。

本申请还提供了一种电子设备,包括上述的光学镜头以及将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。成像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)。电子设备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。该电子设备装配有以上描述的光学镜头。

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,可改变构成光学镜头的透镜数量,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透镜为例进行了描述,但是光学镜头不限于包括六片透镜。如需要,该光学镜头还可包括其它数量的透镜。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体面型、参数的举例。

需要说明的是,下述的例子一至例子八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1所示,为例子一的光学镜头结构的示意图。

如图1所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凹面,第五透镜的第二侧面S10为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凸面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第六透镜L6均为非球面透镜。第六透镜L6为反曲透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.986mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为26.152mm。

表1示出了例子一的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表1

在例子一中,各非球面透镜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;conic;A、B、C、D、E均为高次项系数。下表2示出了可用于例子一中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E。

表2

例子二

如图2所示,为例子二的光学镜头结构的示意图。在本例子及以下例子中,为简洁起见,将省略部分与例子一相似的描述。

如图2所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凹面,第五透镜的第二侧面S10为凹面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凸面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第六透镜L6均为非球面透镜。第六透镜L6为反曲透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.993mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为26.006mm。

表3示出了例子二的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表3

下表4示出了可用于例子二中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E。

表4

例子三

如图3所示,为例子三的光学镜头结构的示意图。

如图3所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具负光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凹面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第六透镜L6均为非球面透镜。第六透镜L6为反曲透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.607mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为27.550mm。

表5示出了例子三的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表5

下表6示出了可用于例子三中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E、F、G。

表6

例子四

如图4所示,为例子四的光学镜头结构的示意图。

如图4所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具负光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有正光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凸面。第五透镜L5具有负光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凹面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第六透镜L6均为非球面透镜。第六透镜L6为反曲透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.686mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为27.461mm。

表7示出了例子四的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表7

下表8示出了可用于例子四中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E、F、G。

表8

例子五

如图5所示,为例子五的光学镜头结构的示意图。

如图5所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有负光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凹面。第五透镜L5具有正光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凸面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有负光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2均为非球面透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为6.123mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为25.393mm。

表9示出了例子五的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表9

下表10示出了可用于例子五中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E。

表10

例子六

如图6所示,为例子六的光学镜头结构的示意图。

如图6所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有负光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凹面。第五透镜L5具有正光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凸面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有负光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凸面,第六透镜的第二侧面S12为凹面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2均为非球面透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为6.082mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为25.284mm。

表11示出了例子六的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表11

下表12示出了可用于例子六中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E。

表12

例子七

如图7所示,为例子七的光学镜头结构的示意图。

如图7所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有负光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凹面。第五透镜L5具有正光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凸面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凹面,第六透镜的第二侧面S12为凸面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2均为非球面透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.862mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为26.238mm。

表13示出了例子七的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表13

下表14示出了可用于例子七中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E、F、G。

表14

例子八

如图8所示,为例子八的光学镜头结构的示意图。

如图8所示,光学镜头由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、滤光片L7、保护玻璃的第一侧面S15、保护玻璃的第二侧面S16和成像面IMA。

第一透镜L1具有负光焦度,第一透镜的第一侧面S1为凸面,第一透镜的第二侧面S2为凹面。第二透镜L2具正光焦度,第二透镜的第一侧面S3为凹面,第二透镜的第二侧面S4为凸面。第三透镜L3具有正光焦度,第三透镜的第一侧面S5为凹面,第三透镜的第二侧面S6为凸面。第四透镜L4具有负光焦度,第四透镜的第一侧面S8为凸面,第四透镜的第二侧面S9为凹面。第五透镜L5具有正光焦度,第五透镜的第一侧面S9为凸面,第五透镜的第二侧面S10为凸面。第六透镜L6具有正光焦度,第六透镜的第一侧面S11为凹面,第六透镜的第二侧面S12为凸面。来自物体的光依序穿过各表面S1至S16并最终成像在成像面IMA上。其中,第一透镜L1、第二透镜L2均为非球面透镜。

在本例子中,光学镜头的总有效焦距F为5.886mm,光学镜头的最大视场角FOV为100.000°,光学镜头的总长TTL为26.332mm。

表15示出了例子八的光学镜头的基本结构参数表,其中,曲率半径Radius、厚度Thickness/距离的单位均为毫米(mm)。

表15

下表16示出了可用于例子八中非球面透镜表面S1、S2、S3、S4、S11和S12的圆锥系数k以及各高次项系数A、B、C、D、E。

表16

综上,例子一至例子八分别满足表17中所示的关系。

表17

表18给出了例子一至例子八的光学镜头的有效焦距F,各透镜的有效焦距F1至F6等,(单位:毫米)。

表18

显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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