CN117192750B - 一种光学镜头组、摄像模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种光学镜头组、摄像模组及电子设备，光学镜头组中共有六片具有屈折力的透镜，沿光轴由物侧至像侧依次包括具有正屈折力的第一透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；光阑；具有正屈折力的第二透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正屈折力的第三透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有正屈折力的第四透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有正屈折力的第五透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有负屈折力的第六透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。本发明有助于在实现光学镜头组小型化的同时提升光学镜头组对像差的校正效果。

Description

一种光学镜头组、摄像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及摄像成影技术领域，尤其涉及一种光学镜头组、摄像模组及电子设备。

背景技术

每年都有超过10亿个手机摄像头模块应用手机、笔记本电脑和平板电脑等平台。设计这样规模的微型相机镜头绝非易事。随着应用光学、传感器技术和制造工艺方面的快速增长，传统的光学镜头组可能不适用当前小型化的需求。

公开号为CN114167583B的中国专利公开了一种光学镜头组、摄像模组及电子设备，该光学镜头组依次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、第五透镜和第六透镜，第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处为凹面和凸面，第二透镜的物侧面、像侧面于进光轴处为凸面、凹面，第三透镜的物侧面、像侧面于近光轴处为凹面、凸面；第四透镜的物侧面、像侧面于近光轴处为凸面、凹面；第五透镜的物侧面、像侧面于近光轴处为凹面、凸面；第六透镜的物侧面、像侧面于近光轴处为凸面、凹面，上述光学镜头组满足关系式：0.8≤E1/T1<1.2，使得该光学镜头组，能在兼顾小型化设计要求的基础上，实现大视角拍摄效果，但是上述光学镜头组主要考虑透镜物侧面与像侧面最大口径处的距离与透镜厚度之比，忽略了透镜物侧面与像侧面曲率半径对像差的影响，因此，提供一种光学镜头组、摄像模组及电子设备，能够在实现小型化的同时提升光学镜头组对像差的校正效果，是非常有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种光学镜头组、摄像模组及电子设备，能够在实现光学镜头组小型化的同时，提升对像差的校正效果。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种光学镜头组，所述光学镜头组中共有六片具有屈折力的透镜，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴处为凹面；

光阑；

具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有正屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有正屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面近光轴处为凹面；

所述光学镜头组满足以下条件：

|f1/f|>9.16；

-6<(R1+R2)/(R1-R2)<-4；

0.9<|f2/f3|<1.1；以及

|f4/f6|<1；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f为所述光学镜头组的焦距，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述光学镜头组满足以下条件：

2.10≤FNO≤2.30；

其中，FNO为所述光学镜头组的光阑值。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述光学镜头组满足以下条件：

0.85≤n1/n4≤0.90；

其中，n1为所述第一透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率。

更进一步优选的，所述光学镜头组满足以下条件：

2≤V1/V4≤2.2；

其中，V1为所述第一透镜的阿贝数，V4为所述第四透镜的阿贝数。

更进一步优选的，所述光学镜头组满足以下条件：

TTL/ImgH<2.5；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头组的成像面于光轴上的距离，ImgH为所述光学镜头组的最大像高。

更进一步优选的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜以及所述第六透镜均为非球面透镜。

第二方面，本发明公开了一种摄像模组，包括图像传感器以及如上述第一方面所述的光学镜头组，所述图像传感器和所述图像传感器均设置于所述镜筒内，所述图像传感器设置于所述光学镜头组的像侧。

第三方面，本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括镜筒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镜筒内。

本发明提供的的光学镜头组及摄像模组相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置光学镜头组的第一透镜具有正屈折力，第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，有利于增强轴上视场光线的会聚，从而有利于缩短光学镜头组的总长，实现小型化设计，第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面，有利于增大光学镜头组的视场角，同时有利于大视场光线的合理偏折，从而有利于减小第一透镜像侧各透镜承担的偏折角，有利于平衡光线在各透镜上的偏折角，进而有利于提升光学镜头组的成像质量，具有正屈折力的第二透镜至第五透镜，有利于大角度光线的平滑过渡，进一步汇聚光线，缩短光学镜头组的光学总长，第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面，能够与第五透镜的正屈折力相配合，有利于平衡第五透镜产生的球差，从而提升光学镜头组的成像质量，同时有利于缩短光学镜头组的总长，另外还有利于进一步扩大光学镜头组的视场角；

(2)当光学镜头组满足关系式：|f1/f|>9.16和-6<(R1+R2)/(R1-R2)<-4时，有助于扩大光学镜头组的视角与其像差的修正，满足0.9<|f2/f3|<1.1时，可避免第二透镜正屈折力太弱而丧失与第一透镜正屈折力配合的功能，提升光学镜头组中各透镜的匹配能力，满足|f4/f6|<1时，有助于光学镜头组中像差的修正，以提升成像品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明提供的光学镜头组的结构示意图；

图2为本发明中光学镜头组的传递函数曲线示意图；

图3为本发明中光学镜头组的场曲畸变图；

图4为本发明中光学镜头组的镜头点阵图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术用语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请参阅图1，根据本申请的第一方面，本申请实施例公开一种光学镜头组，光学镜头组中共有六片具有屈折力的透镜，光学镜头组沿光轴由物侧至像侧依次为第一透镜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以及平板玻璃PL。成像时，光线由第一透镜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以及平板玻璃PL，并最终成像于光学镜头组的成像面上。

进一步地，第一透镜L1的物侧面于近光轴处为凸面，第一透镜L1的像侧面于近光轴处为凹面；第二透镜L2的物侧面于近光轴处为凸面，第二透镜L2的像侧面于近光轴处为凹面；第三透镜L3的物侧面于近光轴处为凸面，第三透镜L3的像侧面于近光轴处为凸面；第四透镜L4的物侧面于近光轴处为凹面，第四透镜L4的像侧面于近光轴处为凸面；第五透镜L5的物侧面于近光轴处为凸面，第五透镜L5的像侧面于近光轴处为凸面；第六透镜L6的物侧面于近光轴处为凸面，第六透镜L6的像侧面于近光轴处为凹面。

光学镜头组的第一透镜L1具有正屈折力，第一透镜L1的物侧面于近光轴处为凸面，有利于增强轴上视场光线的会聚，从而有利于缩短光学镜头组的总长，实现小型化设计，第一透镜L1的像侧面于近光轴处为凹面，有利于增大光学镜头组的视场角，同时有利于大视场光线的合理偏折，从而有利于减小第一透镜L1像侧各透镜承担的偏折角，有利于平衡光线在各透镜上的偏折角，进而有利于提升光学镜头组的成像质量；具有正屈折力的第二透镜L2有利于大角度光线的平滑过渡，进一步汇聚光线，缩短光学镜头组的光学总长；当光线进入具有正屈折力的第三透镜L3，由于第三透镜L3的物侧面、像侧面于近光轴处均为凸面的设计，可以对由第一透镜L1、第二透镜L2收集的光线进行压缩，使得入射光线平缓过渡，以提高光学镜头组的相对照度，并使得中心和边缘视场光线均得到有效会聚，从而校正边缘像差，提高光学镜头组的解像能力，进一步提高光学镜头组的成像质量；同样地，具有正屈折力的第四透镜L4和第五透镜L5有利于大角度光线的平滑过渡，进一步汇聚光线，缩短光学镜头组的光学总长；通过配合具有负屈折力的第四透镜L4，能够平衡光线经第一透镜L1至第五透镜L5产生的像差，并修正色差，以提高光学镜头组的成像质量，同时第六透镜L6的像侧面于近光轴处为凹面，有利于修正光学镜头组的场曲，以提高光学镜头组的成像质量。

在一个可能的示例中，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以及第六透镜L6的材质可均为塑料，以减小光学镜头组的重量并降低成本。或者，各透镜的材质也可均为玻璃，以使光学镜头组具有良好的光学效果，同时降低光学镜头组的温漂敏感度。

在本实施例中，光学镜头组还包括光阑ST，光阑ST可为孔径光阑和/或视场光阑，例如光阑ST可为孔径光阑或者光阑ST可为视场光阑。通过将光阑ST设置在第一透镜L1的像侧面与第二透镜L2的物侧面之间，能够使出射光瞳远离成像面，能够减小光学镜头组的有效直径，从而实现小型化。

在本发明实施例中，光学镜头组满足以下关系等式：

|f1/f|>9.16；

0.9<|f2/f3|<1.1；

|f4/f6|<1；

TTL/ImgH<2.5；

其中，f1为第一透镜L1的焦距，f2为第二透镜L2的焦距，f3为第三透镜L3的焦距，f4为第四透镜L4的焦距，f6为第六透镜L6的焦距，f为光学镜头组的总焦距，TTL为第一透镜的物侧面至光学镜头组的成像面于光轴上的距离，ImgH为光学镜头组的最大像高。透镜焦距满足以上关系等式有助于扩大光学镜头组的视角与其像差的修正，可避免第二透镜正屈折力太弱而丧失与第一透镜正屈折力配合的功能，提升光学镜头组中各透镜的匹配能力，同时还有助于光学镜头组中像差的修正，以提升成像品质，并且能够合理配置***的光学总长与最大像高的比值，有利于缩短***的总长，从而有利于实现小型化设计。

对于第一透镜L1的曲率半径，光学镜头组满足以下关系等式：

-6<(R1+R2)/(R1-R2)<-4；

其中，R1为第一透镜L1的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为第一透镜L1的像侧面于光轴处的曲率半径。满足上述关系等式时，能够合理配置第一透镜L1的物侧面与像侧面于光轴处的曲率半径之间的关系，有利于合理配置第一透镜L1的形状，从而合理分配第一透镜L1在光学镜头组中承担的光学偏折角，使得光线能够在第一透镜L1平缓过渡，降低光学镜头组的像差敏感度，同时也有利于第一透镜L1有效改善轴外视场的像散和像差，进而有利于提升光学镜头组的成像质量。

对于光学镜头组的光圈值，光学镜头组满足以下关系等式：

2.10≤FNO≤2.30；

其中，FNO为光学镜头组的光阑值。

对于透镜的折射率，光学镜头组满足以下关系等式：

0.85≤n1/n4≤0.90；

其中，n1为第一透镜的折射率，n4为第四透镜的折射率。

对于透镜的阿贝数，光学镜头组满足以下关系等式：

2≤V1/V4≤2.2；

其中，V1为第一透镜的阿贝数，V4为第四透镜的阿贝数。

在本实施例中，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以及第六透镜L6均为非球面透镜。当描述该透镜的表面于近光轴处(该表面的中心区域)为凸面时，可理解为该透镜的该表面于光轴附近的区域为凸面。当描述透镜的表面于圆周处为凹面时，可理解为该表面在靠近最大有效半径处的区域为凹面。举例而言，当该表面于近光轴处为凸面，且于圆周处也为凸面时，该表面由中心(该表面与光轴的交点)至边缘方向的形状可以为纯粹的凸面；或者是先由中心的凸面形状过渡到凹面形状，随后在靠近最大有效半径处时变为凸面。此处仅为说明光轴处与圆周处的关系而做出的示例，表面的多种形状结构(凹凸关系)并未完全体现，但其他情况可根据以上示例推导得出。

在本发明的实施例中，各个镜片具体参数如表1和表2所示。

表1示出了光学镜头组的各透镜的曲率半径R、厚度T、材料折射率n、阿贝数V以及焦距f，其中，曲率半径R、厚度T以及焦距f的单位均为毫米(mm)。

表1

非球面的面型计算可参考非球面公式：

其中，Z为透镜非球面上相应点到该面于光轴处的切平面的距离，r为透镜非球面上相应点到光轴的距离，c为透镜非球面于光轴处的曲率，k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的高次项系数。

表2示出了表1中相应透镜表面的非球面系数，其中k为圆锥系数，Ai为非球面面型公式中与第i阶高次项相对应的系数。

表2

与表1和表2匹配的镜头总体参数如下：

Fno＝2.2；

HFOV＝37.5度；

光学镜头组的总焦距f＝5.89mm；

光学镜头组的***总长TTL＝10.255mm；

最大像高为ImgH＝4.124mm。

该实施例满足如下关系式：

|f1/f|＝9.16；

(R1+R2)/(R1-R2)＝-5.51；

|f2/f3|＝1.05；

|f4/f6|＝0.788；

n1/n4＝0.888；

V1/V4＝2.11；

TTL/ImgH＝2.49。

图2为光学镜头组的传递函数曲线示意图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。

如图3所示，图3左侧为光学镜头组的场曲图，右侧为光学镜头组的畸变图。场曲图中子午曲线T从左至右依次对应波长为0.4861um、0.5876um、0.6563um的光线。畸变图中光学透镜组畸变小于2％，对成像质量影响较小。

参照图4，图中为光学镜头组的镜头点阵图，表示成像画面上不同视场条件下的光斑spot点，图中示意为在归一化的不同视场条件前提下，三种不同波长光线(0.4861um、0.5876um、0.6563um)分别在某一视场条件下屏幕上的点光斑成像示意图。

本申请还公开了一种摄像模组，该摄像模组包括图像传感器以及如上述第一方面的光学镜头组，该图像传感器设置于光学镜头组的像侧。该光学镜头组用于接收被摄物的光信号并投射到图像传感器上，图像传感器用于将对应于被摄物的光信号转换为图像信号。可以理解的是，具有上述光学镜头组的摄像模组在提高成像质量的同时，具有大视场角的特点。

本申请还公开了一种电子设备，该电子设备包括镜筒以及如上述第二方面的摄像模组，摄像模组设置于镜筒内。其中，该电子设备可以但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑以及监控器等。可以理解的是，具有上述摄像模组的电子设备，也具有上述光学镜头组的全部技术效果。即，在提高成像质量的同时，具有大视场角的特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种光学镜头组，其特征在于，所述光学镜头组中共有六片具有屈折力的透镜，沿光轴由物侧至像侧依次包括：

具有正屈折力的第一透镜，所述第一透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面近光轴处为凹面；

光阑；

具有正屈折力的第二透镜，所述第二透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面近光轴处为凹面；

具有正屈折力的第三透镜，所述第三透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第三透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有负屈折力的第四透镜，所述第四透镜的物侧面近光轴处为凹面，所述第四透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有正屈折力的第五透镜，所述第五透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面近光轴处为凸面；

具有负屈折力的第六透镜，所述第六透镜的物侧面近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面近光轴处为凹面；

所述光学镜头组满足以下条件：

|f1/f|>9.16；

-6<(R1+R2)/(R1-R2)<-4；

TTL/ImgH<2.5；

0.9<|f2/f3|<1.1；以及

0.788≤|f4/f6|<1；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距，f为所述光学镜头组的总焦距，R1为所述第一透镜的物侧面于光轴处的曲率半径，R2为所述第一透镜的像侧面于光轴处的曲率半径，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头组的成像面于光轴上的距离，ImgH为所述光学镜头组的最大像高。

2.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述光学镜头组满足以下条件：

2.10≤FNO≤2.30；

其中，FNO为所述光学镜头组的光阑值。

3.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述光学镜头组满足以下条件：

0.85≤n1/n4≤0.90；

其中，n1为所述第一透镜的折射率，n4为所述第四透镜的折射率。

4.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述光学镜头组满足以下条件：

2≤V1/V4≤2.2；

其中，V1为所述第一透镜的阿贝数，V4为所述第四透镜的阿贝数。

5.如权利要求1所述的光学镜头组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜以及所述第六透镜均为非球面透镜。

6.一种摄像模组，其特征在于，包括图像传感器以及权利要求1-5任一项所述的光学镜头组，所述图像传感器设置于所述光学镜头组的像侧。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括镜筒以及如权利要求6所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述镜筒内。