CN107678141B - 一种可适用于全面屏的高清手机镜头 - Google Patents
一种可适用于全面屏的高清手机镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的一种可适用于全面屏的高清手机镜头,包括由物侧至像侧依次设置的孔径光阑、4片透镜和滤光片,第一片透镜和第三片透镜具有正光焦度,第二片透镜和第四片透镜具有负光焦度;第二片透镜的物侧光学面和像侧光学面为凹面;第三片透镜呈弯月形,物侧光学面为凹面,像侧光学面为凸面;第四片透镜从物侧向像侧观察呈M形;满足以下条件式:ET1+EA1+ET2+EA2+ET3>1.55,EA3>0.62;ET1、ET2、ET3分别为第一片、第二片、以及第三片透镜的边缘厚度;EA1为第一片透镜与第二片透镜间的边缘空气间隙;EA2为第二片透镜与第三片透镜间的边缘空气间隙;EA3为第三片透镜与第四片透镜之间的边缘空气间隙。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头领域,尤其涉及一种可适用于全面屏的高清手机镜头。
背景技术
随着科学技术的发展,各种便携式电子设备趋于向越来越小型化、轻便化的方向发展,其中带有摄像功能的便携电子设备如智能手机、平板电脑、智能手表、AR眼镜等对摄像镜头要求越来越高,同时也要求高解析力、高亮度、大视场、低成本。
针对这些要求,采用4片式结构,因为镜片枚数越多,在结构和组装工艺上会增加难度,但是片数少不利于校正周边像差。关于4片式结构已经有很多专利被提出,现有专利中虽已有光学总长小于3.93mm的结构,但是视场一般在30°~80°之间。在长TTL,高亮度,大视场,高图像解析力方面表现不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种可适用于全面屏的高清手机镜头,在长TTL,高亮度,大视场,高图像解析力方面有良好的表现。
本发明提供一种可适用于全面屏的高清手机镜头,包括沿着光轴排列由物侧至像侧依次设置的孔径光阑、4片透镜和滤光片,所述第一片透镜和第三片透镜具有正光焦度,所述第二片透镜和第四片透镜具有负光焦度;所述第二片透镜的物侧光学面和像侧光学面都为凹面;所述第三片透镜呈弯月形,第三片透镜的物侧光学面为凹面,像侧光学面为凸面;所述第四片透镜从物侧向像侧观察呈M形;并且满足以下条件式:
ET1+EA1+ET2+EA2+ET3>1.55;
EA3>0.62;
其中,ET1为第一片透镜的边缘厚度;EA1为第一片透镜与第二片透镜间的边缘空气间隙;ET2为第二片透镜的边缘厚度;EA2为第二片透镜与第三片透镜间的边缘空气间隙;ET3为第三片透镜的边缘厚度,EA3为第三片透镜与第四片透镜之间的边缘空气间隙。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述镜头的透镜满足下列条件:2<EA1/EA2<2.5。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述第二片透镜和第三片透镜满足下列条件:1<ET2/ET3<1.5。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述第二片透镜满足下列条件:N2>1.64,其中N2为第二片透镜的折射率。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述第三片透镜和第四片透镜满足下列条件:EA3>0.62;0.9<ET3+EA3<1.5。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述第三片透镜和第四片透镜满足下列条件:
0.3<f3/f<0.6;
-1.4<f4/f<-0.7;
其中,f3为第三片透镜的焦距,f4为第四片透镜的焦距,f为整个光学***的焦距。
在本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中,所述镜头的透镜各面采用偶次非球面。
本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头中至少具有以下有益效果:
1、本发明的手机镜头在长TTL,高亮度,大视场,高图像解析力方面有良好的表现。
2、该光学***的镜片形状旋转对称,便于成型生产加工。而且镜片间距合理,便于后期的结构设计。
3、改光学***的MTF传递函数曲线图(光学传递函数),可以综合反映***的成像质量,其曲线形状越平滑,相对X轴的高度越高,证明***的成像质量越好,本光学***镜头在空间频率为110lp/mm时,0.9视场以内MTF大于0.5,具有较高的图像解析能力。本发明的光学***的场曲校正的很好,各视场畸变也控在1%以内。
附图说明
图1是本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头的光学***的二维图;
图2是本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头的光学***的MTF传递函数曲线图;
图3是本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头的光学***的场曲图;
图4是本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头的光学***的畸变特征曲线图;
图5是本发明的可适用于全面屏的高清手机镜头的光学***的离焦曲线图。
具体实施方式
本发明提供一种可适用于全面屏的高清手机镜头,其光学***的二维图如图1所示,该手机镜头包括沿着光轴排列由物侧至像侧依次设置的孔径光阑、第一片透镜1、第二片透镜2、第三片透镜3、第四片透镜4和滤光片5。
第一片透镜1和第三片透镜3具有正光焦度,所述第二片透镜2和第四片透镜4具有负光焦度;所述第二片透镜2的物侧光学面和像侧光学面都为凹面;所述第三片透镜3呈弯月形,第三片透镜3的物侧光学面为凹面,像侧光学面为凸面;所述第四片透镜4从物侧向像侧观察呈M形。并且满足以下条件式:
2<EA1/EA2<2.5 (1)
1<ET2/ET3<1.5 (2)
N2>1.64 (3)
0.9<ET3+EA3<1.5 (4)
0.3<f3/f<0.6 (5)
-1.4<f4/f<-0.7 (6)
ET1+EA1+ET2+EA2+ET3>1.55 (7)
EA3>0.62 (8)
其中,ET1为第一片透镜1的边缘厚度;EA1为第一片透镜1与第二片透镜2间的边缘空气间隙;ET2为第二片透镜2的边缘厚度;EA2为第二片透镜2与第三片透镜3间的边缘空气间隙;ET3为第三片透镜3的边缘厚度,EA3为第三片透镜3与第四片透镜4之间的边缘空气间隙;f3为第三片透镜3的焦距,f4为第四片透镜4的焦距,f为整个光学***的焦距。
上述条件式(1)中规定了第一片透镜1与第二片透镜2间的边缘空气间隙与第二片透镜2与第三片透镜3间的边缘空气间隙的比值,若超过下限值,虽然有利于小型化,但不利于校正球差及场曲。若超过上限值不利于小型化。
上述条件式(2)规定了第二片透镜2和第三片透镜3的边缘厚度之比,满足此条件式有利于校正场曲。
满足条件式(3)有利于校正球差及色差。
上述条件式(4)规定了第三片透镜3的边缘厚度与第三片透镜3与第四片透镜4之间的边缘空气间隙之比,限制了镜片间隙与厚度的关系,满足此关系式使镜头的头部较小和结构较长时保证了高像素。
条件式(5)(6)规定了第三片透镜3和第四片透镜4的光焦度与各面弯曲程度关系,满足此关系式有利于光焦度的合理分配达到缩短总长,控制像差达到实际使用要求的目的。
条件式(7)(8)约束了镜头的头部,***总长较长、且第三片透镜3与第四片透镜4之间的间隔大,结构设计可以保证镜头的头部较小、深度>1.6mm,使镜头适用于全面屏设计。
本发明镜头的透镜各面采用偶次非球面。各非球面系数满足如下方程:
其中,z表示非球面矢高,c表示非球面近轴曲率,y表示镜头口径,k表示圆锥系数,A4为4次非球面系数,A6为6次非球面系数,A8为8次非球面系数,A10为10次非球面系数,A12为12次非球面系数,A14为14次非球面系数,A16为16次非球面系数。
本发明的手机镜头的光学***,TTL(镜片最前端到像面的距离)控制在3.93mm以下,最大像高2.4mm,视场角达80.5,F/#为2.2的镜头,并且FBL(后焦距)大于0.8mm便于搭载IRCUT及图像传感器。镜片结构与面形易于机构设计与成型加工。
实施例1:本实施例中镜头的全视场角为80.5,光圈F值为2.2,光学总长TTL(镜片最前端到像面的距离)为3.93mm。
表1为实施例1的镜头的设计参数表。
面序号 | 面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 玻璃 |
STO | 球面 | 1.00E+18 | -4.68E-02 | |
2 | 非球面 | 2.27E+00 | 6.65E-01 | 1.54:56.1 |
3 | 非球面 | -4.16E+00 | 2.30E-01 | |
4 | 非球面 | -5.92E+00 | 3.12E-01 | 1.64:22.4 |
5 | 非球面 | 7.51E+00 | 2.50E-01 | |
6 | 非球面 | -2.07E+00 | 6.86E-01 | 1.54:56.1 |
7 | 非球面 | -6.81E-01 | 1.34E-01 | |
8 | 非球面 | 2.02E+00 | 3.96E-01 | 1.53:55.8 |
9 | 非球面 | 6.25E-01 | 4.39E-01 | |
10 | 球面 | 1.00E+18 | 0.21 | BK7_SCHOTT |
11 | 球面 | 1.00E+18 | 0.61 |
表2为实施例1的镜头的非球面系数表。
如图1所示,是光学***的二维图。该光学***的镜片形状旋转对称,便于成型生产加工。而且镜片间距合理,便于后期的结构设计。
如图2所示,是光学***的MTF传递函数曲线图(光学传递函数),可以综合反映***的成像质量,其曲线形状越平滑,相对X轴的高度越高,证明***的成像质量越好,本光学***镜头在空间频率为110lp/mm时,0.9视场以内MTF大于0.5,具有较高的图像解析能力。
如图3和图4所示,分别是光学***的场曲图与畸变特征曲线图,本***的场曲校正的很好,各视场畸变也控在1%以内。
如图5所示,是光学***的离焦曲线,分别表示0视场、0.3视场、0.5视场、0.8视场和1.0视场的光学性能和离焦量。曲线峰值距离中心点越近,表示光学性能越好,场曲也越小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明的思想,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。
Claims (4)
1.一种可适用于全面屏的高清手机镜头,其特征在于,沿着光轴排列由物侧至像侧依次设置的孔径光阑、4片透镜和滤光片,第一片透镜和第三片透镜具有正光焦度,第二片透镜和第四片透镜具有负光焦度;所述第二片透镜的物侧光学面和像侧光学面都为凹面;所述第三片透镜呈弯月形,第三片透镜的物侧光学面为凹面,像侧光学面为凸面;所述第四片透镜从物侧向像侧观察呈M形;并且满足以下条件式:
ET1+EA1+ET2+EA2+ET3>1.55;
EA3>0.62;
2<EA1/EA2<2.5;
1<ET2/ET3<1.5;
0.9<ET3+EA3<1.5;
其中,ET1为第一片透镜的边缘厚度;EA1为第一片透镜与第二片透镜间的边缘空气间隙;ET2为第二片透镜的边缘厚度;EA2为第二片透镜与第三片透镜间的边缘空气间隙;ET3为第三片透镜的边缘厚度,EA3为第三片透镜与第四片透镜之间的边缘空气间隙。
2.如权利要求1所述的可适用于全面屏的高清手机镜头,其特征在于,所述第二片透镜满足下列条件:N2>1.64,其中N2为第二片透镜的折射率。
3.如权利要求1所述的可适用于全面屏的高清手机镜头,其特征在于,所述第三片透镜和第四片透镜满足下列条件:
0.3<f3/f<0.6;
-1.4<f4/f<-0.7;
其中,f3为第三片透镜的焦距,f4为第四片透镜的焦距,f为整个光学***的焦距。
4.如权利要求1所述的可适用于全面屏的高清手机镜头,其特征在于,所述镜头的透镜各面采用偶次非球面。
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