CN110501800B - 光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜可为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜;第二透镜可具有正光焦度,其物侧面和像侧面均为凸面;第三透镜可具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面;第四透镜可具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。根据本申请的光学镜头,可实现小型化、高解像、后焦长、温度性能好、前端口径小、相对照度高等中的至少一个有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及一种光学镜头,更具体地,本申请涉及一种包括四片透镜的光学镜头。
背景技术
随着汽车工业主动安全的不断发展,对车载内视镜头的要求不断提高,内视镜头可用于监视驾驶员疲劳情况以及自动驾驶领域,由于内视镜头需要安装在汽车内部(比如仪表盘内等位置),所以要求镜头不能太大,因此镜头的小型化特性至关重要,同时对镜头的解像能力的需求也越来越高。目前,市场对于车载镜头温度性能的要求也在不断提升,较差的温度性能会导致镜头在高低温下使用异常,严重时可能会危及人身及财产安全,所以,车载镜头不仅要保证静态下的优良性能,也要具有良好的温度性能。
因此,本申请提出一种满足小型化、高解像、温度性能好、前端口径小等性能的光学镜头,以更好的适用车载环境的使用需求。
发明内容
本申请提供了可适用于车载安装的、可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷的光学镜头。
本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜可为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜;第二透镜可具有正光焦度,其物侧面和像侧面均为凸面;第三透镜可具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面;第四透镜可具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面。
在一个实施方式中,第一透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。
在另一实施方式中,第一透镜的物侧面可为凹面,像侧面可为凸面。
在一个实施方式中,第一透镜至第四透镜均可为非球面镜片。
在一个实施方式中,光学镜头中的至少一个透镜可为玻璃镜片。
在一个实施方式中,光学镜头还可包括设置在第一透镜与第二透镜之间的光阑。
在一个实施方式中,第一透镜可为玻璃非球面镜片。进一步地,第一透镜可具有正光焦度,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤16。
在一个实施方式中,第一透镜为塑料非球面镜片。进一步地,第一透镜可具有负光焦度,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤-45。
在一个实施方式中,第一透镜的物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之间可满足:TTL/F≤3.5。
在一个实施方式中,可满足条件式:D/H/FOV≤0.025,其中,FOV为光学镜头的最大视场角;D为光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径;以及H为光学镜头的最大视场角所对应的像高。
在一个实施方式中,第三透镜的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜的中心厚度d3之间可满足:0.1≤|R7|/(|R6|+d3)≤1.1。
在一个实施方式中,第四透镜的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜的中心厚度d4之间可满足:0.2≤R8/(R9+d4)≤1.2。
在一个实施方式中,第一透镜的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间可满足:0.2≤R2/R1≤1.2。
在一个实施方式中,第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F2/F≤3。
在一个实施方式中,第三透镜的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F3/F≥-50。
在一个实施方式中,第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤8。
本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜可为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜;第二透镜和第四透镜均可具有正光焦度;第三透镜可具有负光焦度;以及第一透镜至第四透镜中的至少一个可为玻璃镜片,其中,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足条件式:D/H/FOV≤0.025。
在一个实施方式中,第一透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。
在另一实施方式中,第一透镜的物侧面可为凹面,像侧面可为凸面。
在一个实施方式中,第二透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。
在一个实施方式中,第三透镜的物侧面可为凹面,像侧面可为凸面。
在一个实施方式中,第四透镜的物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。
在一个实施方式中,第一透镜至第四透镜均可为非球面镜片。
在一个实施方式中,光学镜头还可包括设置在第一透镜与第二透镜之间的光阑。
在一个实施方式中,第一透镜可为玻璃非球面镜片。进一步地,第一透镜可具有正光焦度,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤16。
在一个实施方式中,第一透镜为塑料非球面镜片。进一步地,第一透镜可具有负光焦度,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤-45。
在一个实施方式中,第一透镜的物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之间可满足:TTL/F≤3.5。
在一个实施方式中,第三透镜的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜的中心厚度d3之间可满足:0.1≤|R7|/(|R6|+d3)≤1.1。
在一个实施方式中,第四透镜的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜的中心厚度d4之间可满足:0.2≤R8/(R9+d4)≤1.2。
在一个实施方式中,第一透镜的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间可满足:0.2≤R2/R1≤1.2。
在一个实施方式中,第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F2/F≤3。
在一个实施方式中,第三透镜的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F3/F≥-50。
在一个实施方式中,第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤8。
本申请采用了例如四片透镜,通过优化设置镜片的形状,合理分配各镜片的光焦度等,实现光学镜头的高像素、小型化、后焦长、温度性能好、前端口径小、相对照度高、夜视效果好等有益效果中的至少一个。
附图说明
结合附图,通过以下非限制性实施方式的详细描述,本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中:
图1为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图;
图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图;以及
图3为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本申请,将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解,这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
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,附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。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。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面,每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。
还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本申请的实施方式时,使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被以理想化或过度正式意义解释,除非本文中明确如此限定。
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申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的光学镜头包括例如四个具有光焦度的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四个透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
根据本申请示例性实施方式的光学镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地,设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。
第一透镜可为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜。第一透镜设置为弯月形状能够尽可能地收集光线,使光线进入后方光学***。
第二透镜可具有正光焦度,其物侧面和像侧面均可为凸面。第二透镜可将前方镜片收集的光线进行压缩,使光线平稳过渡至后方光学***。
第三透镜可具有负光焦度,其物侧面可为凹面,像侧面可为凸面。第三透镜的焦距设置为负值,使得第三透镜可以发散光线,使光线平稳过渡至后方光学***,有利于提升解像能力,改善热补偿。
第四透镜可具有正光焦度,其物侧面可为凸面,像侧面可为凹面。第四透镜可将第三透镜收集的光线进行适当的汇聚,这有助于减小***光学总长。
在示例性实施方式中,可在例如第一透镜与第二透镜之间设置用于限制光束的光阑,以进一步提高镜头的成像质量。当将光阑设置于第一透镜与第二透镜之间时,可收束前后光线,缩短光学***总长,减小前后镜片组口径。
在示例性实施方式中,光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TTL/F≤3.5,更理想地,TTL和F进一步可满足TTL/F≤3。满足条件式TTL/F≤3.5,可实现镜头的小型化特性。
在示例性实施方式中,光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间可满足:D/h/FOV≤0.025,更理想地,D、H和FOV进一步可满足D/H/FOV≤0.02。满足条件式D/H/FOV≤0.025,可保证镜头的前端小口径。
在示例性实施方式中,第三透镜的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜的中心厚度d3之间可满足0.1≤|R7|/(|R6|+d3)≤1.1,更理想地,进一步可满足0.2≤|R7|/(|R6|+d3)≤1。第三透镜这样的特殊形状设计,有利于提升***解像能力。
在示例性实施方式中,第四透镜的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜的中心厚度d4之间可满足:0.2≤R8/(R9+d4)≤1.2,更理想地,进一步可满足0.4≤R8/(R9+d4)≤1.2。第四透镜这样的特殊形状设计,有利于提升***解像能力。
在示例性实施方式中,第一透镜的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间可满足:0.2≤R2/R1≤1.2,更理想地,进一步可满足0.5≤R2/R1≤1。通过设置使得第一透镜的物侧面和像侧面的曲率半径相近,有助于尽可能得收集大角度光线。
在示例性实施方式中,第二透镜的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F2/F≤3,更理想地,进一步可满足F2/F≤2。
在示例性实施方式中,第三透镜的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F3/F≥-50,更理想地,进一步可满足F3/F≥-40。
在示例性实施方式中,第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤8,更理想地,进一步可满足F4/F≤6。
通过合理的分配***中各个透镜的光焦度,可提高***解像能力,缩小光学总长。
在示例性实施方式中,第一透镜至第四透镜均为非球面镜片。非球面镜片的特点是:从镜片中心到周边曲率是连续变化的。与从镜片中心到周边有恒定曲率的球面镜片不同,非球面镜片具有更佳的曲率半径特性,具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后,能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差,从而提升镜头的成像质量。
光学镜头所采用的镜片可以是塑料材质的镜片,还可以是玻璃材质的镜片。由于塑料材质的镜片热膨胀系数较大,当镜头所使用的环境温度变化较大时,塑料材质的透镜会引起镜头的光学后焦变化量较大。而采用玻璃材质的镜片,可减小温度对镜头光学后焦的影响。在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头中的至少一个透镜为玻璃镜片。理想地,根据本申请的光学镜头的第一透镜可采用玻璃镜片,以增强镜头在高低温情况下的表现,减小环境对***整体的影响,提升光学镜头的整体性能。
因此,在一个示例中,第一透镜可以为具有正光焦度的玻璃非球面镜片,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤16,更理想地,进一步可满足F1/F≤12。这样的设置,可有利于改善热补偿,保证镜头的温度性能。在另一个示例中,第一透镜可以为具有负光焦度的塑料非球面镜片,以及第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F1/F≤-45,更理想地,进一步可满足F1/F≤-60。第一透镜的大焦距,可用于改善热补偿,保证镜头的温度性能。
根据本申请的光学镜头通过第一透镜较大焦距的设置保证了良好的温度性能,通过第三透镜/第四透镜的特殊形状设置,实现了优良的解像能力,通过合理分配各个透镜的光焦度与面型,各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔,可使镜头具有小型化、高解像、温度性能好、后焦长、前端口径小、相对照度高等有益效果中的至少一个,以更好的适用安装位置有限制的应用要求(如车载安装)。
然而,本领域的技术人员应当理解,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四个透镜为例进行了描述,但是该光学镜头不限于包括四个透镜。如果需要,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实施例。
实施例1
以下参照图1描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。
如图1所示,光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面,采用塑料镜片。
第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜,其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9均为凹面。
另外,第一透镜L1至第四透镜L4均为非球面镜片,且它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地,该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片L5和具有物侧面S12和像侧面S13的保护透镜L6。滤光片L5可用于校正色彩偏差。保护透镜L6可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面IMA上。
在本实施例的光学镜头中,可在第一透镜L1与第二透镜L2之间设置光阑STO以提高成像质量。
表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。
表1
本实施例采用了四片透镜作为示例,通过合理分配各个透镜的光焦度与面型,各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔,可使镜头具有小型化、高解像、温度性能好、后焦长、前端口径小、相对照度高等有益效果中的至少一个。各非球面面型Z由以下公式限定:
其中,Z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示出了可用于实施例1中的非球面透镜表面S1、S2、S4-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D、E、F和G。
表2
下表3给出了实施例1的光学镜头的整组焦距值F、第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7、光学镜头的光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面S14的轴上距离)、第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9、第三透镜L3的中心厚度d3、第四透镜L4的中心厚度d4、第一透镜L1至第四透镜L4的焦距值F1-F4、第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1和像侧面中心曲率半径R2、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头最大视场角所对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV。
表3
F(mm) | 3.8037 | F3(mm) | -80.0424 |
R6(mm) | -1.2000 | F4(mm) | 12.8631 |
R7(mm) | -1.5300 | R1(mm) | 26.2000 |
TTL(mm) | 9.5129 | R2(mm) | 21.8000 |
R8(mm) | 1.5500 | D(mm) | 4.2000 |
R9(mm) | 1.5000 | H(mm) | 3.6660 |
d3(mm) | 0.8600 | FOV(°) | 63 |
d4(mm) | 0.9000 | ||
F1(mm) | -262.3238 | ||
F2(mm) | 4.8401 |
在本实施例中,第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜L3的中心厚度d3之间满足|R7|/(|R6|+d3)=0.743;第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜L4的中心厚度d4之间满足R8/(R9+d4)=0.646;第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间满足R2/R1=0.832;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=2.501;光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV=0.018;第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F=-68.965;第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足F2/F=1.272;第三透镜L3的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间满足F3/F=-21.043;以及第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=3.382。
实施例2
以下参照图2描述了根据本申请实施例2的光学镜头。在本实施例及以下实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图2示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。
如图2所示,光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面,采用塑料镜片。
第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜,其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9均为凹面。
另外,第一透镜L1至第四透镜L4均为非球面镜片,且它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地,该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片L5和具有物侧面S12和像侧面S13的保护透镜L6。滤光片L5可用于校正色彩偏差。保护透镜L6可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面IMA上。
在本实施例的光学镜头中,可在第一透镜L1与第二透镜L2之间设置光阑STO以提高成像质量。
下表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表5示出了可用于实施例2中非球面透镜表面S1、S2、S4-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D、E、F和G。下表6给出了实施例2的光学镜头的整组焦距值F、第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7、光学镜头的光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面S14的轴上距离)、第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9、第三透镜L3的中心厚度d3、第四透镜L4的中心厚度d4、第一透镜L1至第四透镜L4的焦距值F1-F4、第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1和像侧面中心曲率半径R2、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头最大视场角所对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV。
表4
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
1 | 25.3743 | 1.0500 | 1.52 | 56.30 |
2 | 21.1724 | 1.1500 | ||
STO | 无穷 | 0.1080 | ||
4 | 46.3667 | 1.9300 | 1.58 | 61.1 |
5 | -2.9500 | 0.4900 | ||
6 | -1.2055 | 0.8530 | 1.53 | 56.22 |
7 | -1.5288 | 0.1000 | ||
8 | 1.5600 | 0.9000 | 1.65 | 23.50 |
9 | 1.5000 | 1.1500 | ||
10 | 无穷 | 0.5500 | 1.53 | 64.20 |
11 | 无穷 | 0.5117 | ||
12 | 无穷 | 0.4000 | 1.53 | 64.20 |
13 | 无穷 | 0.3185 | ||
IMA | 无穷 |
表5
表6
F(mm) | 3.8166 | F3(mm) | -113.3916 |
R6(mm) | -1.2055 | F4(mm) | 13.0484 |
R7(mm) | -1.5288 | R1(mm) | 25.3743 |
TTL(mm) | 9.5112 | R2(mm) | 21.1724 |
R8(mm) | 1.5600 | D(mm) | 4.2000 |
R9(mm) | 1.5000 | H(mm) | 3.8720 |
d3(mm) | 0.8530 | FOV(°) | 63 |
d4(mm) | 0.9000 | ||
F1(mm) | -273.3363 | ||
F2(mm) | 4.9327 |
在本实施例中,第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜L3的中心厚度d3之间满足|R7|/(|R6|+d3)=0.743;第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜L4的中心厚度d4之间满足R8/(R9+d4)=0.650;第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间满足R2/R1=0.834;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=2.492;光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV=0.017;第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F=-71.617;第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足F2/F=1.292;第三透镜L3的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间满足F3/F=-29.710;以及第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=3.419。
实施例3
以下参照图3描述了根据本申请实施例3的光学镜头。在本实施例及以下实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。
如图3所示,光学镜头沿着光轴从物侧至成像侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜,其物侧面S1为凹面,像侧面S2为凸面,采用玻璃镜片。
第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜,其物侧面S4和像侧面S5均为凸面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凸面。
第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9均为凹面。
另外,第一透镜L1至第四透镜L4均为非球面镜片,且它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。
可选地,该光学镜头还可包括具有物侧面S10和像侧面S11的滤光片L5和具有物侧面S12和像侧面S13的保护透镜L6。滤光片L5可用于校正色彩偏差。保护透镜L6可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S13并最终成像在成像面IMA上。
在本实施例的光学镜头中,可在第一透镜L1与第二透镜L2之间设置光阑STO以提高成像质量。
下表7示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表8示出了可用于实施例3中非球面透镜表面S1、S2、S4-S9的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D、E、F和G。下表9给出了实施例3的光学镜头的整组焦距值F、第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7、光学镜头的光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面S14的轴上距离)、第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9、第三透镜L3的中心厚度d3、第四透镜L4的中心厚度d4、第一透镜L1至第四透镜L4的焦距值F1-F4、第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1和像侧面中心曲率半径R2、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头最大视场角所对应的像高H以及光学镜头的最大视场角FOV。
表7
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
1 | -10.5400 | 2.1200 | 1.50 | 55.47 |
2 | -7.2000 | 0.2400 | ||
STO | 无穷 | 0.0604 | ||
4 | 28.0000 | 2.0700 | 1.59 | 61.1 |
5 | -3.1400 | 0.5900 | ||
6 | -1.1400 | 0.9141 | 1.51 | 57.00 |
7 | -1.5240 | 0.1000 | ||
8 | 1.6300 | 0.8000 | 1.68 | 23.53 |
9 | 1.5800 | 1.5615 | ||
10 | 无穷 | 0.5500 | 1.52 | 64.21 |
11 | 无穷 | 0.2500 | ||
12 | 无穷 | 0.4000 | 1.52 | 64.21 |
13 | 无穷 | 0.2611 | ||
IMA | 无穷 |
表8
表9
F(mm) | 3.8108 | F3(mm) | -43.9841 |
R6(mm) | -1.1400 | F4(mm) | 14.7516 |
R7(mm) | -1.5240 | R1(mm) | -10.5400 |
TTL(mm) | 9.9170 | R2(mm) | -7.2000 |
R8(mm) | 1.6300 | D(mm) | 3.6000 |
R9(mm) | 1.5800 | H(mm) | 4.5740 |
d3(mm) | 0.9141 | FOV(°) | 63 |
d4(mm) | 0.8000 | ||
F1(mm) | 38.2632 | ||
F2(mm) | 4.9866 |
在本实施例中,第三透镜L3的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及第三透镜L3的中心厚度d3之间满足|R7|/(|R6|+d3)=0.742;第四透镜L4的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及第四透镜L4的中心厚度d4之间满足R8/(R9+d4)=0.685;第一透镜L1的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间满足R2/R1=0.683;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=2.602;光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV=0.012;第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F=10.041;第二透镜L2的焦距值F2与光学镜头的整组焦距值F之间满足F2/F=1.309;第三透镜L3的焦距值F3与光学镜头的整组焦距值F之间满足F3/F=-11.542;以及第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=3.871。
综上,实施例1至实施例3分别满足以下表10所示的关系。
表10
条件式/实施例 | 1 | 2 | 3 |
|R7|/(|R6|+d3) | 0.743 | 0.743 | 0.742 |
R8/(R9+d4) | 0.646 | 0.650 | 0.685 |
R2/R1 | 0.832 | 0.834 | 0.683 |
TTL/F | 2.501 | 2.492 | 2.602 |
D/H/FOV | 0.018 | 0.017 | 0.012 |
F1/F | -68.965 | -71.617 | 10.041 |
F2/F | 1.272 | 1.292 | 1.309 |
F3/F | -21.043 | -29.710 | -11.542 |
F4/F | 3.382 | 3.419 | 3.871 |
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (35)
1.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量为四片,沿着光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,
其特征在于,
所述第一透镜为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜;
所述第二透镜具有正光焦度,其物侧面和像侧面均为凸面;
所述第三透镜具有负光焦度,其物侧面为凹面,像侧面为凸面;
所述第四透镜具有正光焦度,其物侧面为凸面,像侧面为凹面;
其中,所述第四透镜的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及所述第四透镜的中心厚度d4之间满足:0.646≤R8/(R9+d4)≤1.2。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第四透镜均为非球面镜片。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头中的至少一个透镜为玻璃镜片。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,还包括设置在所述第一透镜与所述第二透镜之间的光阑。
7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜为玻璃非球面镜片。
8.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜具有正光焦度,以及所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F1/F≤16。
9.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜为塑料非球面镜片。
10.根据权利要求9所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜具有负光焦度,以及所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F1/F≤-45。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TTL/F≤3.5。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,满足条件式:(D×180°)/(H×FOV)≤4.5,
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,单位为°;
D为所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜物侧面的最大通光口径;以及
H为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高。
13.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及所述第三透镜的中心厚度d3之间满足:0.1≤|R7|/(|R6|+d3)≤1.1。
14.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间满足:0.2≤R2/R1≤1.2。
15.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的焦距值F2与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F2/F≤3。
16.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的焦距值F3与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F3/F≥-50。
17.根据权利要求1-10中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的焦距值F4与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F4/F≤8。
18.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量为四片,沿着光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,
其特征在于,
所述第一透镜为具有正光焦度或负光焦度的弯月透镜;
所述第二透镜和所述第四透镜均具有正光焦度;
所述第三透镜具有负光焦度;以及
所述第一透镜至所述第四透镜中的至少一个为玻璃镜片,
其中,所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足条件式:(D×180°)/(H×FOV)≤4.5,所述FOV的单位为°;以及
所述第四透镜的物侧面中心曲率半径R8和像侧面中心曲率半径R9以及所述第四透镜的中心厚度d4之间满足:0.646≤R8/(R9+d4)≤1.2。
19.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
20.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面。
21.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面。
22.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的物侧面为凹面,像侧面为凸面。
23.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面。
24.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第四透镜均为非球面镜片。
25.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,还包括设置在所述第一透镜与所述第二透镜之间的光阑。
26.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜为玻璃非球面镜片。
27.根据权利要求26所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜具有正光焦度,以及所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F1/F≤16。
28.根据权利要求18所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜为塑料非球面镜片。
29.根据权利要求28所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜具有负光焦度,以及所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F1/F≤-45。
30.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TTL/F≤3.5。
31.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的物侧面中心曲率半径R6和像侧面中心曲率半径R7以及所述第三透镜的中心厚度d3之间满足:0.1≤|R7|/(|R6|+d3)≤1.1。
32.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面中心曲率半径R1与像侧面中心曲率半径R2之间满足:0.2≤R2/R1≤1.2。
33.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的焦距值F2与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F2/F≤3。
34.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的焦距值F3与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F3/F≥-50。
35.根据权利要求18-29中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的焦距值F4与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F4/F≤8。
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