CN113484997B - 光学镜头、摄像模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备,光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的有负屈折力的第一透镜,其物侧面为凹面;有屈折力的第二透镜,其像侧面为凹面;有屈折力的第三透镜,其物侧面为凸面;有屈折力的第四透镜、第五透镜、第六透镜;有屈折力的第七透镜,其物侧面为凸面;第一透镜至第七透镜中,至少一个表面为非旋转对称面型;同时光学镜头满足36°<(FOV/TTL)*f<45.5°,FOV为光学镜头的最大视场角,TTL为第一透镜的物侧面至光学镜头的成像面于光轴上的距离,f为光学镜头的有效焦距。本发明提供的光学镜头、摄像模组及电子设备可实现小型化、轻薄化、大视场角的需求以及高品质成像。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种光学镜头、摄像模组及电子设备。
背景技术
目前,随着摄像技术的发展,各种搭载摄像模组的电子设备(如数码相机、智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)得到广泛应用。由于对电子设备的便携性要求逐步提高,相应地对搭载于电子设备的摄像模组的大小要求更加严格,即摄像模组的小型化、轻薄化成为必然发展要求。但在实现摄像模组小型化、轻薄化的同时,摄像模组的视场角、成像品质会受到极大的影响,不能够满足设计需求。因此如何能够在实现摄像模组小型化、轻薄化的同时实现大视场角以及提高成像效果是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备,该光学镜头可以实现小型化、轻薄化,同时可以实现大视场角的需求,并实现高品质成像。
为了实现上述目的,第一方面,本发明实施例公开了一种光学镜头,所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜;所述第一透镜具有负屈折力,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面;所述第二透镜具有屈折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面;所述第四透镜具有屈折力;所述第五透镜具有屈折力;所述第六透镜具有屈折力;所述第七透镜具有屈折力,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面;所述第一透镜至所述第七透镜中,至少一个表面为非旋转对称面型;所述光学镜头满足以下关系式:36°<(FOV/TTL)*f<45.5°;其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离,f为所述光学镜头的有效焦距。
本申请第一方面所述的光学镜头,采用具有负屈折力的所述第一透镜,可以缩短所述光学镜头的光学总长,以满足所述光学镜头的小型化需求,同时可以降低所述光学镜头的球差,以保证所述光学镜头的成像品质;且当入射光线经过所述第一透镜时,配合所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面的面型设置,有利于大视场范围光线射入所述光学镜头,实现广视的要求。当入射光线经过所述第二透镜时,通过所述第二透镜像侧面为凹面的面型设置,可以使得入射光线以更合适的角度射入到所述第三透镜。由于所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面的面型设计可以增强所述第三透镜的屈折力,以提升所述光学镜头的透镜之间的结构紧凑性,实现所述光学镜头的小型化。当入射光线经过所述第七透镜时,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面的面型设计,可以矫正入射光线经过所述第一透镜至所述第六透镜所产生的畸变、像散以及场曲等缺陷,以实现所述光学镜头的低像差、高品质的成像需求。同时通过将所述光学镜头的所述第一透镜至所述第七透镜中的至少一个透镜设置为非旋转对称面型,以此增加所述光学镜头的折射曲面的设计自由度,并对子午场曲及弧矢场曲进行有效矫正,进而可以抑制所述光学镜头的像散、畸变等像差,提高所述光学镜头的成像质量。此外,当所述光学镜头满足36°<(FOV/TTL)*f<45.5°时,可以使得所述光学镜头满足小型化和轻薄化的需求,并保持大视场角的特征,以保证所述光学镜头的成像品质。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:0.75<SD11/SD72<0.9;其中,SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径,SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径。作为所述光学镜头从物侧起的第一枚透镜和最后一枚透镜,所述第一透镜的物侧面与所述第七透镜的像侧面的有效半口经的比值,可以反映适配于所述光学镜头的镜筒的顶部与底部的口径大小,当满足上述关系式时,可以使得其比值控制在合理范围内,并使得所述第一透镜的口径小于所述第七透镜的口径,以使得所述光学镜头的镜筒头部设计更加小型化,进而满足对广角小头部镜头的市场需求。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:0.3<(CT12+CT23)/CT1<0.8;其中,CT12为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT1为所述第一透镜的物侧面至所述第一透镜的像侧面于所述光轴上的距离。当满足上述关系式时,可以避免由于所述第一透镜和所述第二透镜以及所述第二透镜和所述第三透镜之间的间隙过小,导致所述光学镜头的加工、组装等工艺困难的问题,同时通过对透镜之间的间隙进行控制,可以降低所述光学镜头的总长,以满足所述光学镜头的小型化、轻薄化的设计需求。此外当将上述关系式的比值控制在上述范围内,并且尽可能接近于下限值时,可以减小所述第一透镜和所述第二透镜的厚度,同时减小所述第一透镜、所述第二透镜与光阑的距离,进而可以缩小所述第一透镜、所述第二透镜的口径,以实现广角镜头的小头部设计需求。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:0.25<(CT45+CT56+CT67)/BF<0.6;其中,CT45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT67为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于所述光轴上的距离,BF为所述第七透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面沿所述光轴方向的最短距离。当所述光学镜头满足上述关系式时,能够有效控制透镜之间的间隙与后焦的大小,进而保持所述光学镜头的结构紧凑性,以实现所述光学镜头的小型化设计需求,同时,控制后焦在合适的范围内,当将光学镜头应用于摄像模组时,可以使得所述光学镜头与摄像模组的图像传感器之间的间隙更加合理,降低所述光学镜头的装配难度。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:|(SAGY11-SAGX11)/(SAGY11+SAGX11)|<0.0055;其中,SAGY11为所述第一透镜的物侧面在Y方向上的光学有效区的边缘于所述光轴上的投影至所述第一透镜的物侧面与所述光轴的交点之间于所述光轴上的距离,SAGX11为所述第一透镜的物侧面在X方向上的光学有效区的边缘于所述光轴上的投影至所述第一透镜的物侧面与所述光轴的交点之间于所述光轴上的距离。其中,X方向为与所述光轴垂直的方向,此时Y方向同时垂直于X方向和所述光轴方向。当所述第一透镜使用非旋转对称曲面面型的对称项系数时,可以优化所述光学镜头的自由度和像差约束力,同时符合目前透镜加工能力的发展趋势,实用性较高。并且当所述第一透镜的设计满足上述关系式时,由于所述第一透镜承担较小的屈折力,利用所述第一透镜具有的XY非旋转对称曲面的特征,可以增大所述光学镜头的光圈,修正边缘视场像差,同时还可以使得所述第一透镜的面型变化缓慢,使其具有良好的加工性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:1.0<CT3/ET3<2.2;其中,CT3为所述第三透镜的物侧面至所述第三透镜的像侧面于所述光轴上的距离,即所述第三透镜的中心厚度,ET3为所述第三透镜的物侧面的最大有效半口径至所述第三透镜的像侧面的最大有效半口径沿所述光轴方向上的距离,即所述第三透镜的边缘厚度。通过将所述第三透镜的中心厚度与边缘厚度之比控制在上述范围内,可以实现对所述第三透镜的屈折力大小的控制,并减小所述第三透镜的面型倾角,进而可以实现所述光学镜头的各个透镜之间的屈折力平衡,以平衡各个透镜所贡献的像差。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:1.5<|R52/R62|<15;其中,R52为所述第五透镜的像侧面于光轴处的曲率半径,R62为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。当所述光学镜头满足上述关系式时,可以使得所述第五透镜、所述第六透镜的面型比较平滑,即透镜表面下陷较小的形状,以减小透镜的加工制造难度,进而降低所述光学镜头的制造成本。同时,上述关系式的限制,能够更好地修正所述光学镜头成像面的弯曲和畸变缺陷,并可以避免由于入射光线的低角度入射而造成的光线在透镜内部发生多次反射,而产生的严重鬼影的情况。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:0.5<(SD72-SD71)/ET7<0.75;其中,SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径,SD71为所述第七透镜的物侧面的最大有效半口径,ET7为所述第七透镜的物侧面的最大有效半口径至所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径沿所述光轴方向上的距离。由于所述第七透镜的有效口径由最大视场光线经过的所述第七透镜的边缘而确定,且上述关系式的限定,反映了最大视场光线走向的倾斜程度,因此,当其值满足上述范围时,使得最大边缘视场光线经过所述第七透镜时可以保持一个合理的倾斜角度,进而使其主光线也被约束在合理范围内,以避免边缘光线的倾斜角度过大而导致的视场在所述光学镜头的成像面的入射角角度过大的情况,保证入射光线可以顺利入射到图像传感器,降低所述光学镜头与图像传感器的适配难度。
第二方面,本发明公开了一种摄像模组,所述摄像模组包括图像传感器以及如上述第一方面所述的光学镜头,所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。具有上述光学镜头的摄像模组也具有上述光学镜头的全部技术效果,即,该摄像模组在具有小型化、轻薄化的同时,还可以实现大视场角的需求,并实现高品质成像。
第三方面,本发明公开了一种电子设备,所述电子设备包括壳体以及如上述第二方面所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。具有上述摄像模组的电子设备,也具有上述光学镜头的全部技术效果。即,所述电子设备的摄像模组在具有小型化、轻薄化的同时,还可以实现大视场角的需求,并实现高品质成像。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本申请实施例提供的光学镜头、摄像模组及电子设备,光学镜头采用具有负屈折力的第一透镜,可以缩短光学镜头的光学总长,以满足光学镜头的小型化需求,同时可以降低光学镜头的球差,以保证光学镜头的成像品质;且当入射光线经过第一透镜时,配合第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面的面型设置,有利于大视场范围光线射入光学镜头,实现广视的要求。当入射光线经过第二透镜时,通过第二透镜的像侧面为凹面的面型设置,可以使得入射光线以更合适的角度射入到第三透镜。由于第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面的面型设计可以增强第三透镜的屈折力,以提升光学镜头的透镜之间的结构紧凑性,实现光学镜头的小型化。当入射光线经过第七透镜时,第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面的面型设计,可以矫正入射光线经过第一透镜至第六透镜所产生的畸变、像散以及场曲等缺陷,以实现光学镜头的低像差、高品质的成像需求。同时通过将光学镜头的第一透镜至第七透镜中的至少一个透镜设置为非旋转对称面型,以此增加光学镜头的折射曲面的设计自由度,并对子午场曲及弧矢场曲进行有效矫正,进而可以抑制光学镜头的像散、畸变等像差,提高光学镜头的成像质量。此外,当光学镜头满足36°<(FOV/TTL)*f<45.5°时,可以使得光学镜头满足小型化和轻薄化的需求,并保持大视场角的特征,以保证光学镜头的成像品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图2是本申请第一实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图3是本申请第一实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图4是本申请第二实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图5是本申请第二实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图6是本申请第二实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图7是本申请第三实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图8是本申请第三实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图9是本申请第三实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图10是本申请第四实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图11是本申请第四实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图12是本申请第四实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图13是本申请第五实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图14是本申请第五实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图15是本申请第五实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图16是本申请第六实施例公开的光学镜头的结构示意图;
图17是本申请第六实施例公开的光学镜头的光线球差图、像散曲线图及畸变曲线图;
图18是本申请第六实施例公开的光学镜头的RMS光斑直径相对参考图;
图19是本申请公开的摄像模组的结构示意图;
图20是本申请公开的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1,图1为本申请公开的光学镜头100的结构示意图。本申请第一方面公开了一种光学镜头100,光学镜头100包括沿光轴O从物侧至像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力或负屈折力,第三透镜L3 具有正屈折力或负屈折力,第四透镜L4 具有正屈折力或负屈折力,第五透镜L5 具有正屈折力或负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力或负屈折力,第七透镜L7 具有正屈折力或负屈折力。成像时,光线从第一透镜L1的物侧依次进入第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7,并最终成像于光学镜头100的成像面101上。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凹面,第一透镜L1的像侧面12于近光轴O处为凸面或凹面;第二透镜L2的物侧面21于近光轴O处为凸面或凹面,第二透镜L2的像侧面22于近光轴O处为凹面;第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面,第三透镜L3的像侧面32于近光轴O处为凸面或凹面;第四透镜L4的物侧面41于近光轴O处为凸面或凹面,第四透镜L4的像侧面42于近光轴O处为凸面或凹面;第五透镜L5的物侧面51于近光轴O处为凸面或凹面,第五透镜L5的像侧面52于近光轴O处为凸面或凹面;第六透镜L6的物侧面61于光轴O处为凸面或凹面,第六透镜L6的像侧面62于光轴O处为凸面或凹面;第七透镜L7的物侧面71于光轴O处为凸面,第七透镜L7的像侧面72于光轴O处为凸面或凹面。
光学镜头100采用具有负屈折力的第一透镜L1,可以缩短光学镜头100的光学总长,以满足光学镜头100的小型化需求,同时可以降低光学镜头100的球差,以保证光学镜头100的成像品质;且当入射光线经过第一透镜L1时,配合第一透镜L1的物侧面11于近光轴O处为凹面的面型设置,有利于大视场范围光线射入光学镜头100,实现广视的要求。当入射光线经过第二透镜L2时,通过第二透镜L2的像侧面22为凹面的面型设置,可以使得入射光线以更合适的角度射入到第三透镜L3。由于第三透镜L3的物侧面31于近光轴O处为凸面的面型设计可以增强第三透镜L3的屈折力,以提升光学镜头100的透镜之间的结构紧凑性,实现光学镜头100的小型化,同时,通过合理约束第三透镜L3的物侧面31与近光轴O处的凸面曲率半径,可以降低第三透镜L3的公差敏感性,降低制造难度,并且可以避免入射光线在经过第三透镜L3时产生杂散光的情况。当入射光线经过第七透镜L7时,第七透镜L7的物侧面71于近光轴O处为凸面的面型设计,可以矫正入射光线经过第一透镜L1至第六透镜L6所产生的畸变、像散以及场曲等缺陷,以实现光学镜头100的低像差、高品质的成像需求,同时,当第七透镜L7的像侧面72于近圆周处为凸面时,可以使得入射光线以更加合理的角度入射到光学镜头100的成像面101上,以满足图像传感器的匹配角需求,提高图像解析力,保证光学镜头100的成像品质。同时通过将光学镜头100的第一透镜L1至第七透镜L7中的至少一个透镜设置为非旋转对称面型,以此增加光学镜头100的折射曲面的设计自由度,并对子午场曲及弧矢场曲进行有效矫正,进而可以抑制光学镜头100的像散、畸变等像差,提高光学镜头100的成像质量。
一些实施例中,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7中,至少一个透镜的表面为非旋转对称面型。即至少一个透镜的物侧面或像侧面为非旋转对称面型,通过采用非旋转对称面型的透镜,从而能够提升透镜的设计自由度,有利于对光学镜头100的子午场曲及弧矢场曲实现最终校正,从而可有效地抑制光学镜头100的场曲、像散、畸变等像差,有利于提高光学镜头100的成像质量。
一些实施例中,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7的材质均可为玻璃,从而可以降低温度对光学镜头100的各透镜的影响,确保光学镜头100具有良好的光学效果。当光学镜头100可应用于智能手机、智能平板等电子设备时,则第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7的材质可选用塑料,在具有良好的光学效果的同时,还可具有良好的轻便性,并更易于对透镜复杂面型的加工。
一些实施例中,光学镜头100还包括光阑102,光阑102可以为孔径光阑102和/或视场光阑102,其可设置在光学镜头100的第二透镜L2的像侧面22与第三透镜L3的物侧面31之间。可以理解的是,在其他实施例中,该光阑102也可以设置在其他透镜之间,根据实际情况调整设置,本实施例不作具体限定。
一些实施例中,光学镜头100还包括红外滤光片80,红外滤光片80设置于第七透镜L7与光学镜头100的成像面101之间。选用红外滤光片80,通过滤除红外光,提升成像品质,使成像更加符合人眼的视觉体验。可以理解的是,红外滤光片80可以是光学玻璃镀膜制成的,也可以是有色玻璃制成的,或者其他材质的红外滤光片80,可根据实际需要进行选择,在本实施例不作具体限定。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:36°<(FOV/TTL)*f<45.5°;其中,FOV为光学镜头100的最大视场角,TTL为第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离,f为光学镜头100的有效焦距。且当光学镜头100满足上述关系式时,可以使得光学镜头100满足小型化和轻薄化的需求,并保持大视场角的特征,以保证光学镜头100的成像品质。当其值高于上限时,对光学镜头100的尺寸影响较大,不利于实现光学镜头100的轻薄化、小型化的设计需求,导致光学镜头100不能够满足大像面小尺寸的设计需求;当其值低于下限时,会使得光学镜头100中的各个透镜面型的降低敏感度优化工作难度增大,导致光学镜头100的设计难度增加、加工制造难度增加,进而使得光学镜头100的工艺性变差。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.75<SD11/SD72<0.9;其中,SD11为第一透镜L1的物侧面11的最大有效半口径,SD72为第七透镜L7的像侧面72的最大有效半口径。作为光学镜头100从物侧起的第一枚透镜和最后一枚透镜,第一透镜L1的物侧面11与第七透镜L7的像侧面72的有效半口经的比值,可以反映适配于光学镜头100的镜筒的头部与底部的口径大小,当满足上述关系式时,可以使得其比值控制在合理范围内,并使得第一透镜L1的口径小于第七透镜L7的口径,以使得光学镜头100的镜筒头部设计更加小型化,进而满足对广角小头部镜头的市场需求。当其比值高于上限时,第一透镜L1的口径过大,导致光学镜头100的头部尺寸过大,不利于光学镜头100的小头部尺寸的设计需求;当其比值低于下限时,第一透镜L1的面型厚度达到极限,使得第一透镜L1的面型设计加工难度增大,同时会降低第一透镜L1平衡像差的作用,进而导致光学镜头100对像差的控制下降,不利于光学镜头100的成像品质的提升。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:0.3<(CT12+CT23)/CT1<0.8;其中,CT12为第一透镜L1的像侧面12至第二透镜L2的物侧面21于光轴O上的距离,CT23为第二透镜L2的像侧面22至第三透镜L3的物侧面31于光轴O上的距离,CT1为第一透镜L1的物侧面11至第一透镜L1的像侧面12于光轴O上的距离。当满足上述关系式时,可以避免由于第一透镜L1和第二透镜L2以及第二透镜L2和第三透镜L3之间的间隙过小,导致光学镜头100的加工、组装等工艺困难的问题,同时通过对透镜之间的间隙进行控制,可以降低光学镜头100的总长,以满足光学镜头100的小型化、轻薄化的设计需求。此外当将上述关系式的比值控制在上述范围内,并且尽可能接近于下限值时,可以减小第一透镜L1和第二透镜L2的厚度,同时减小第一透镜L1、第二透镜L2与光阑102的距离,进而可以缩小第一透镜L1、第二透镜L2的口径,以实现光学镜头100的小头部设计需求。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:0.25<(CT45+CT56+CT67)/BF<0.6;其中,CT45为第四透镜L4的像侧面42至第五透镜L5的物侧面51于光轴O上的距离,CT56为第五透镜L5的像侧面52至第六透镜L6的物侧面61于光轴O上的距离,CT67为第六透镜L6的像侧面62至第七透镜L7的物侧面71于光轴O上的距离,BF为第七透镜L7的像侧面72至光学镜头100的成像面101沿光轴O方向的最短距离。当光学镜头100满足上述关系式时,能够有效控制透镜之间的间隙与后焦的大小,进而保持光学镜头100的结构紧凑性,以实现光学镜头100的小型化设计需求,同时,控制后焦在合适的范围内,当将光学镜头100应用于摄像模组时,可以使得光学镜头100与摄像模组的图像传感器之间的间隙更加合理,降低光学镜头100的装配难度。当上述关系式的值高于上限时,会使得光学镜头100的各个透镜之间的紧凑性降低,同时光学镜头100的后焦缩短,阻碍光学镜头100的轻薄化、小型化的设计需求。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:|(SAGY11-SAGX11)/(SAGY11+SAGX11)|<0.0055;其中,SAGY11为第一透镜L1的物侧面11在Y方向上的光学有效区的边缘于光轴O上的投影至第一透镜L1的物侧面11与光轴O的交点之间于光轴O上的距离,SAGX11为第一透镜L1的物侧面11在X方向上的光学有效区的边缘于光轴O上的投影至第一透镜L1的物侧面11与光轴O的交点之间于光轴O上的距离。其中,X方向为与光轴O垂直的方向,此时Y方向同时垂直于X方向和光轴O方向。当第一透镜L1使用非旋转对称曲面面型的对称项系数时,可以优化光学镜头100的自由度和像差约束力,同时符合目前透镜加工能力的发展趋势,实用性较高。并且当第一透镜L1的设计满足上述关系式时,由于第一透镜L1承担较小的屈折力,利用第一透镜L1具有的XY非旋转对称曲面的特征,可以增大光学镜头100的光圈,修正边缘视场像差,同时还可以使得第一透镜L1的面型变化缓慢,使其具有良好的加工性。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:1.0<CT3/ET3<2.2;其中,CT3为第三透镜L3的物侧面31至第三透镜L3的像侧面32于光轴O上的距离,即第三透镜L3的中心厚度,ET3为第三透镜L3的物侧面31的最大有效半口径至第三透镜L3的像侧面32的最大有效半口径沿光轴O方向上的距离,即第三透镜L3的边缘厚度。通过将第三透镜L3的中心厚度与边缘厚度之比控制在上述范围内,可以实现对第三透镜L3的屈折力大小的控制,并减小第三透镜L3的面型倾角,进而可以实现光学镜头100的各个透镜之间的屈折力平衡,以平衡各个透镜所贡献的像差。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:1.5<|R52/R62|<15;其中,R52为第五透镜L5的像侧面52于光轴O处的曲率半径,R62为第六透镜L6的像侧面62于光轴O处的曲率半径。当光学镜头100满足上述关系式时,可以使得第五透镜L5、第六透镜L6的面型比较平滑,即透镜表面下陷较小的形状,以减小透镜的加工制造难度,进而降低光学镜头100的制造成本。同时,上述关系式的限制,能够更好地修正光学镜头100的成像面101的弯曲和畸变缺陷,并可以避免由于入射光线的低角度入射而造成的光线在透镜内部发生多次反射,而产生的严重鬼影的情况。
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系:0.5<(SD72-SD71)/ET7<0.75;其中,SD72为第七透镜L7的像侧面72的最大有效半口径,SD71为第七透镜L7的物侧面71的最大有效半口径,ET7为第七透镜L7的物侧面71的最大有效半口径至第七透镜L7的像侧面72的最大有效半口径沿光轴O方向上的距离。由于第七透镜L7的有效口径由最大视场光线经过的第七透镜L7的边缘而确定,且上述关系式的限定,反映了最大视场光线走向的倾斜程度,当其值满足上述范围时,使得最大边缘视场光线经过第七透镜L7时可以保持一个合理的倾斜角度,进而使其主光线也被约束在合理范围内,以避免边缘光线的倾斜角度过大而导致的视场在光学镜头100的成像面101的入射角角度过大的情况,保证入射光线可以顺利入射到摄像模组的图像传感器,降低光学镜头100与摄像模组的图像传感器的适配难度。
以下将结合具体参数对本实施例的光学镜头100进行详细说明。
第一实施例
本申请的第一实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图1所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有负屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处分别为凸面、凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处均为凸面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处均为凸面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处均为凹面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处均为凹面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处均为凸面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处均为凸面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处分别为凹面、凸面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处均为凹面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处分别为凹面、凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=1.94mm、光学镜头100的光圈值FNO=1.98,光学镜头100的最大视场角FOV=112.52°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=5.94mm为例,光学镜头100的其他参数由下表1给出。其中,沿光学镜头100的光轴O由物侧向像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。在同一透镜中,面序号较小的表面为该透镜的物侧面,面序号较大的表面为该透镜的像侧面,如面序号1和2分别对应第一透镜L1的物侧面和像侧面。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于光轴O处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴O上的厚度,第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴O上的距离。光阑102于“厚度”参数列中的数值为光阑102至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离,默认第一透镜L1物侧面到最后一枚镜片像侧面的方向为光轴O的正方向,当该值为负时,表明光阑102设置于后一表面顶点的右侧,若光阑102厚度为正值时,光阑102在后一表面顶点的左侧。可以理解的是,表1中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1中的折射率、阿贝数、焦距等均在参考波长587nm下得到。
在第一实施例中,第一透镜L1的像侧面11以及第二透镜L2至第七透镜L7中的任意一个透镜的物侧面和像侧面均为非球面,各非球面透镜的面型x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O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为于光轴O处的曲率,c=1/Y(即,近轴曲率c为上表1中曲率半径Y的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。下表2给出了可用于第一实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。
在第一实施例中,第一透镜L1的物侧面11为非旋转对称面型,即为自由曲面,当将第一透镜L1的物侧面11设置为非旋转对称面型时,第一透镜L1能够充分利用非旋转对称面型的自由度特征,减小边缘视场光线经过第一透镜L1时的偏折角,以降低高阶像差,进而实现光学镜头100的像差平衡。自由曲面透镜的面型z可利用但不限于以下自由曲面公式进行限定:
其中,k是锥面系数(conic constant),c为于光轴O处的曲率,c=1/Y(即,近轴曲率c为上表1中曲率半径Y的倒数),r是自由曲面上的点与光轴O的距离,x是r的x方向分量,y是r的y方向分量,Pj是自由曲面系数;Ei(x,y)是X轴坐标和Y轴坐标的单项式。表3给出了第一实施例中自由曲面的锥面系数和Pj在X和Y两个方向上的自由曲面系数,例如如表3中所示,X^2对应的自由曲面系数是P4,Y^2对应的自由曲面系数是P6,X^4对应的自由曲面系数是P11,X^2*Y^2对应的自由曲面系数是P13,Y^4对应的自由曲面系数是P15,X^6对应的自由曲面系数是P22,X^4*Y^2对应的自由曲面系数是P24, Y^6对应的自由曲面系数是P28,X^8对应的自由曲面系数是P37,X^6*Y^2对应的自由曲面系数是P39,X^4*Y^4对应的自由曲面系数是P41 ,X^2*Y^6对应的自由曲面系数是P43, Y^8对应的自由曲面系数是P45,X^10对应的自由曲面系数是P56 ,X^8*Y^2对应的自由曲面系数是P58 ,X^6*Y^4对应的自由曲面系数是P60 ,X^4*Y^6对应的自由曲面系数是P62,X^2*Y^8对应的自由曲面系数是P64 , Y^10对应的自由曲面系数是P66。
表1
表2
表3
请参阅图2中的(A),图2中的(A)示出了第一实施例中的光学镜头100在波长为486.1nm、587.0nm以及656.3nm下的光线球差曲线图。图2中的(A)中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图2中的(A)可以看出,第一实施例中的光学镜头100的球差数值较佳,说明本实施例中的光学镜头100的成像质量较好。
请参阅图2中的(B),图2中的(B)为第一实施例中的光学镜头100在波长为587.0nm下的光线像散图。其中,沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,单位为mm。像散曲线表示子午成像面101弯曲T和弧矢成像面101弯曲S,由图2中的(B)可以看出,在该波长下,光学镜头100的像散得到了较好的补偿。
请参阅图2中的(C),图2中的(C)为第一实施例中的光学镜头100在波长为587.0nm下的畸变曲线图。其中,沿X轴方向的横坐标表示畸变,沿Y轴方向的纵坐标表示像高,单位为mm。由图2中的(C)可以看出,在波长587.6nm下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
请参阅图3,图3示出了第一实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图3中,最小的RMS光斑直径为0.001159mm,最大的RMS光斑直径为0.011787mm,RMS光斑直径的均值为0.0017665mm,RMS光斑直径的标准差为0.00030626mm。根据图3可知,第一实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
第二实施例
本申请的第二实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图4所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有负屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有负屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处分别为凸面、凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处均为凸面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处均为凸面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处均为凹面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处均为凹面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处均为凹面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处均为凸面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处分别为凹面、凸面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处分别为凹面、凸面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处分别为凹面、凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=1.94mm、光学镜头100的光圈值FNO=1.89,光学镜头100的最大视场角FOV=113.91°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=5.39mm为例,光学镜头100的其他参数由下表4给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表4中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表4中各个透镜的焦距、折射率、阿贝数的参考波长为587nm。在第二实施例中,表5给出了可用于第二实施例中各个非球面镜面的高次项系数,其中,各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。在第二实施例中,第一透镜L1的物侧面11为非旋转对称面型,即为自由曲面,表6给出了可用于第二实施例中各个自由曲面的系数,其中,自由曲面公式可由第一实施例中给出的公式限定,且表6中各自由曲面的系数与X、Y的对应关系可参考上述第一实施例所述。
表4
表5
表6
请参阅图5,由图5中的(A)光线球差曲线图、(B)光线像散图以及(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图5中的(A)、图5中的(B)、图5中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅图6,图6示出了第二实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图6中,最小的RMS光斑直径为0.0011606mm,最大的RMS光斑直径为0.0050604mm,RMS光斑直径的均值为0.0024381mm,RMS光斑直径的标准差为0.00086517mm。根据图6可知,第二实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
第三实施例
本申请的第三实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图7所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有负屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有负屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处分别为凸面、凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处分别为凸面、凹面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处分别为凸面、凹面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处均为凸面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处均为凸面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处均为凹面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处均为凹面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处均为凸面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处均为凸面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处分别为凹面、凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=1.94mm、光学镜头100的光圈值FNO=2.00,光学镜头100的最大视场角FOV=115.77°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=4.98mm为例,光学镜头100的其他参数由下表7给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表7中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表7中各个透镜的焦距、折射率、阿贝数的参考波长为587nm。在第三实施例中,表8给出了可用于第三实施例中各个非球面镜面的高次项系数,其中,各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。在第三实施例中,第一透镜L1的物侧面11为非旋转对称面型,即为自由曲面,表9给出了可用于第三实施例中各个自由曲面的系数,其中,自由曲面公式可由第一实施例中给出的公式限定,且表9中各自由曲面的系数与X、Y的对应关系可参考上述第一实施例所述。
表7
表8
表9
请参阅图8,由图8中的(A)光线球差曲线图、(B)光线像散图以及(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图8中的(A)、图8中的(B)、图8中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅图9,图9示出了第三实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图9中,最小的RMS光斑直径为0.00096193mm,最大的RMS光斑直径为0.0075134mm,RMS光斑直径的均值为0.0031417mm,RMS光斑直径的标准差为0.0010184mm。根据图9可知,第三实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
第四实施例
本申请的第四实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图10所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有负屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有负屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处均为凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处均为凸面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处均为凸面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处均为凸面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处均为凸面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处均为凹面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处均为凹面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处分别为凹面、凸面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处分别为凸面、凹面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处分别为凹面、凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=2.09mm、光学镜头100的光圈值FNO=2.00,光学镜头100的最大视场角FOV=109.37°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=5.06mm为例,光学镜头100的其他参数由下表10给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表10中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表10中各个透镜的焦距、折射率、阿贝数的参考波长为587nm。在第四实施例中,表11给出了可用于第四实施例中各个非球面镜面的高次项系数,其中,各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。在第四实施例中,第一透镜L1的物侧面11为非旋转对称面型,即为自由曲面,表12给出了可用于第四实施例中各个自由曲面的系数,其中,自由曲面公式可由第一实施例中给出的公式限定,且表12中各自由曲面的系数与X、Y的对应关系可参考上述第一实施例所述。
表10
表11
表12
请参阅图11,由图11中的(A)光线球差曲线图、(B)光线像散图以及(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图11中的(A)、图11中的(B)、图11中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅图12,图12示出了第四实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图12中,最小的RMS光斑直径为0.0011524mm,最大的RMS光斑直径为0.018046mm,RMS光斑直径的均值为0.003171mm,RMS光斑直径的标准差为0.0020469mm。根据图12可知,第四实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
第五实施例
本申请的第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图13所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有负屈折力,第六透镜L6具有正屈折力,第七透镜L7具有正屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处分别为凸面、凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处均为凸面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处分别为凸面、凹面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处均为凸面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处均为凸面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处均为凹面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处分别为凹面、凸面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处分别为凹面、凸面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处分别为凹面、凸面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处分别为凹面、凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=1.93mm、光学镜头100的光圈值FNO=2.00,光学镜头100的最大视场角FOV=111.13°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=4.91mm为例,光学镜头100的其他参数由下表13给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表13中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表13中各个透镜的焦距、折射率、阿贝数的参考波长为587nm。在第五实施例中,表14给出了可用于第五实施例中各个非球面镜面的高次项系数,其中,各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。在第五实施例中,第一透镜L1的物侧面11为非旋转对称面型,即为自由曲面,表15给出了可用于第五实施例中各个自由曲面的系数,其中,自由曲面公式可由第一实施例中给出的公式限定,且表15中各自由曲面的系数与X、Y的对应关系可参考上述第一实施例所述。
表13
表14
表15
请参阅图14,由图14中的(A)光线球差曲线图、(B)光线像散图以及(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图14中的(A)、图14中的(B)、图14中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅图15,图15示出了第五实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图15中,最小的RMS光斑直径为0.0011774mm,最大的RMS光斑直径为0.009445mm,RMS光斑直径的均值为0.0035811mm,RMS光斑直径的标准差为0.0016506mm。根据图15可知,第五实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
第六实施例
本申请的第六实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图16所示,光学镜头100包括沿光轴O从物侧到像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑102、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和红外滤光片80。第一透镜L1具有负屈折力,第二透镜L2具有正屈折力,第三透镜L3具有正屈折力,第四透镜L4具有正屈折力,第五透镜L5具有正屈折力,第六透镜L6具有负屈折力,第七透镜L7具有正屈折力。
进一步地,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于近光轴O处均为凹面,第一透镜L1的物侧面11、像侧面12于圆周处分别为凸面、凹面;第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于近光轴O处分别为凸面、凹面,第二透镜L2的物侧面21、像侧面22于圆周处分别为凸面、凹面;第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于近光轴O处均为凸面,第三透镜L3的物侧面31、像侧面32于圆周处分别为凹面、凸面;第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于近光轴O处分别为凸面、凹面,第四透镜L4的物侧面41、像侧面42于圆周处分别为凸面、凹面;第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于近光轴O处分别为凹面、凸面,第五透镜L5的物侧面51、像侧面52于圆周处均为凸面;第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于光轴O处均为凹面,第六透镜L6的物侧面61、像侧面62于圆周处均为凹面;第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于光轴O处分别为凸面、凹面,第七透镜L7的物侧面71、像侧面72于圆周处均为凸面。
具体地,以光学镜头100的有效焦距f=1.56mm、光学镜头100的光圈值FNO=2.05,光学镜头100的最大视场角FOV=125.29°、光学镜头100的第一透镜L1的物侧面11至光学镜头100的成像面101于光轴O上的距离TTL=5.11mm为例,光学镜头100的其他参数由下表16给出。且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出,此处不加以赘述。可以理解的是,表16中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表16中各个透镜的焦距、折射率、阿贝数的参考波长为587nm。在第六实施例中,表17给出了可用于第六实施例中各个非球面镜面的高次项系数,其中,各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。在第六实施例中,第一透镜L1的像侧面12为非旋转对称面型,即为自由曲面,当将第一透镜L1的像侧面12设置为非旋转对称面型时,第一透镜L1能够充分利用非旋转对称面型的自由度特征,减小边缘视场光线经过第一透镜L1时的偏折角,以降低高阶像差,进而实现光学镜头100的像差平衡。表18给出了可用于第六实施例中各个自由曲面的系数,其中,自由曲面公式可由第一实施例中给出的公式限定,且表18中各自由曲面的系数与X、Y的对应关系可参考上述第一实施例所述。
表16
表17
表18
请参阅图17,由图17中的(A)光线球差曲线图、(B)光线像散图以及(C)畸变曲线图可知,光学镜头100的纵向球差、像散和畸变均得到良好的控制,从而该实施例的光学镜头100拥有良好的成像品质。此外,关于图17中的(A)、图17中的(B)、图17中的(C)中各曲线对应的波长可参考第一实施例中关于图2中的(A)、图2中的(B)、图2中的(C)所描述的内容,此处不再赘述。
请参阅图18,图18示出了第六实施例的光学镜头100的RMS(root-mean-square,均方根)光斑直径在不同像高位置处的大小情况,即RMS光斑直径与真实光线像高的关系。图18中,最小的RMS光斑直径为0.0010066mm,最大的RMS光斑直径为0.0087999mm,RMS光斑直径的均值为0.0045716mm,RMS光斑直径的标准差为0.0014504mm。根据图18可知,第六实施例的光学镜头100能够实现良好的成像品质。
请参阅表19,表19为本申请第一实施例至第六实施例中各个关系式的比值汇总。
表19
请参阅图19,本申请还公开了一种摄像模组200,该摄像模组200包括图像传感器201以及如上述第一方面第一实施例至第六实施例中任一实施例的光学镜头100,该图像传感器201设置于光学镜头100的像侧。该光学镜头100用于接收被摄物的光信号并投射到图像传感器201,图像传感器201用于将对应于被摄物的光信号转换为图像信号,这里不做赘述。可以理解,具有上述光学镜头100的摄像模组200具有上述光学镜头100的全部技术效果,即使得摄像模组200在满足小型化、轻薄化的同时,还可以实现大视场角的需求,并实现高品质成像。由于上述技术效果已在光学镜头100的实施例中做了详细介绍,此处就不再赘述。
请参阅图20,本申请还公开了一种电子设备300,该电子设备300包括壳体和上述的摄像模组200,摄像模组200设于壳体。其中,该电子设备300可以但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、监控器等。可以理解,具有上述摄像模组200的电子设备300,也具有上述光学镜头100的全部技术效果。即,使得电子设备300在满足小型化、轻薄化的同时,还可以实现大视场角的需求,并实现高品质成像。由于上述技术效果已在光学镜头100的实施例中做了详细介绍,此处就不再赘述。
以上对本发明实施例公开的光学镜头、摄像模组及电子设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的光学镜头、摄像模组及电子设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种光学镜头,其特征在于,所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜;
所述第一透镜具有负屈折力,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凹面;
所述第二透镜具有屈折力,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
所述第三透镜具有屈折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述第四透镜具有屈折力;
所述第五透镜具有屈折力;
所述第六透镜具有屈折力;
所述第七透镜具有屈折力,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凸面;
所述第一透镜至所述第七透镜中,至少一个表面为非旋转对称面型;
所述光学镜头具有屈折力的透镜为上述七片透镜;
所述光学镜头满足以下关系式:
36°<(FOV/TTL)*f<45.5°;
0.75<SD11/SD72<0.9;
0.5<(SD72-SD71)/ET7<0.75;
其中,FOV为所述光学镜头的最大视场角,TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离,f为所述光学镜头的有效焦距,SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径,SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径,SD71为所述第七透镜的物侧面的最大有效半口径,ET7为所述第七透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径处沿所述光轴方向上的距离。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
0.3<(CT12+CT23)/CT1<0.8;
其中,CT12为所述第一透镜的像侧面至所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT23为所述第二透镜的像侧面至所述第三透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT1为所述第一透镜的物侧面至所述第一透镜的像侧面于所述光轴上的距离。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
0.25<(CT45+CT56+CT67)/BF<0.6;
其中,CT45为所述第四透镜的像侧面至所述第五透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT56为所述第五透镜的像侧面至所述第六透镜的物侧面于所述光轴上的距离,CT67为所述第六透镜的像侧面至所述第七透镜的物侧面于所述光轴上的距离,BF为所述第七透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面沿所述光轴方向的最短距离。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
|(SAGY11-SAGX11)/(SAGY11+SAGX11)|<0.0055;
其中,SAGY11为所述第一透镜的物侧面在Y方向上的光学有效区的边缘于所述光轴上的投影至所述第一透镜的物侧面与所述光轴的交点之间于所述光轴上的距离,SAGX11为所述第一透镜的物侧面在X方向上的光学有效区的边缘于所述光轴上的投影至所述第一透镜的物侧面与所述光轴的交点之间于所述光轴上的距离。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
1.0<CT3/ET3<2.2;
其中,CT3为所述第三透镜的物侧面至所述第三透镜的像侧面于所述光轴上的距离,ET3为所述第三透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第三透镜的像侧面的最大有效半口径处沿所述光轴方向上的距离。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头满足以下关系式:
1.5<|R52/R62|<15;
其中,R52为所述第五透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径,R62为所述第六透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
7.一种摄像模组,其特征在于,所述摄像模组包括图像传感器以及如权利要求1-6任一项所述的光学镜头,所述图像传感器设置于所述光学镜头的像侧。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体以及如权利要求7所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。
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