一种光学成像镜头、摄影系统以及电子装置的制作方法

1.本发明涉及光学成像镜头技术领域，具体涉及一种光学成像镜头、摄影系统以及电子装置。


背景技术：

2.近年来，随着智能家居的兴起，一般智能家电都配备有摄像头，通过摄像头实现多种智能化功能，例如人脸识别、手势识别以及人像追踪等功能，但是，现有传统摄影头仅能满足白天所需的拍摄要求，在灯光较暗或夜间的时候，传统摄影头拍摄效果差，而部分智能家电还需要在灯光环境较差的环境运行，单纯应用传统摄像头，会对智能家电的智能化功能正常运行造成影响，从而影响消费者的使用体验。
3.因此，为了使得智能家电的智能化功能的拍摄效果更加稳定、适应不同灯光环境的使用需求，亟需一种可以日夜兼用且不影响成像效果的光学成像镜头。


技术实现要素：

4.为了解决上述至少一个技术问题，本发明提供一种可适应不同灯光环境的使用需求的光学成像镜头、摄影系统以及电子装置。
5.本发明公开一种光学成像镜头，由物侧至像侧依次包括：
6.具有负屈折力的第一透镜，物侧面于近光轴处为凸，像侧面于近光轴处为凹；
7.具有正屈折力的第二透镜，像侧面于近光轴处为凸；
8.具有正屈折力的第三透镜，物侧面于近光轴处为凸，像侧面于近光轴处为凸；以及
9.具有正屈折力的第四透镜，物侧面于近光轴处为凹，像侧面于近光轴处为凸；
10.第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜表面具有镀层，镀层为红外镀膜或可见光增透膜；
11.光学成像镜头满足关系式：
12.f2》1；
13.其中，f2为第二透镜焦距。
14.根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
15.2.5《ct3/t34《5；
16.其中，ct2为第二透镜在光轴上的最大厚度，t34为第三透镜与第四透镜在光轴上的最大距离。
17.根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0018]-2《f1/f≤0；
[0019]
0《f3/f《3；
[0020]
0《f3/f《2；以及
[0021]
0《f4/f《1.5；
[0022]
其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第
四透镜的焦距，f为成像透镜组的焦距。
[0023]
根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0024]-1《r32/r31《-0.4；
[0025]
其中，r31为第三透镜物侧面曲率，r32为第三透镜像侧面曲率。
[0026]
根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0027]
0《ct1/ttl《0.2；以及
[0028]
0《ct2/ttl《0.3；
[0029]
其中，ct1为第一透镜在光轴上的最大厚度，ct2为第二透镜在光轴上的最大厚度，ttl为第一透镜物侧面在近轴处到像面的距离。
[0030]
根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0031]-3《(r41+r42)/(r41-r42)《-1；
[0032]
其中，r41为第四透镜物侧面曲率，r42为第四透镜像侧面曲率。
[0033]
根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0034]
0.1《(ct3+ct4)/ttl《1；
[0035]
其中，ct3为第三透镜在光轴上的最大厚度，ct4为第四透镜在光轴上的最大厚度，ttl为第一透镜物侧面在近轴处到成像面的距离。
[0036]
根据本发明的一实施方式，光学成像镜头满足以下关系式：
[0037]
130《fov《140；
[0038]
其中，fov为透镜组视场角。
[0039]
本发明还公开一种摄像系统，包括：前面所述光学成像镜头。
[0040]
本发明还公开一种电子装置，包括：前面所述光学成像镜头。
[0041]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的光学成像镜头采用四片式结构，光学成像系统的总体长度短，有效适应产品的小型化设计，通过不同屈折力搭配，使得整个成像镜头具有较佳的光线汇聚能力；各透镜表面具有红外镀膜或可见光增透膜的镀层，使得本发明的光学成像镜头，可根据产品不同的应用场景，选择不同镀膜从而适应不用应用需求，使得光学成像镜头可日夜兼用且不影响成像效果，有效提高本发明的光学成像镜头的通用性，使得所应用的产品的拍摄效果更加稳定。
附图说明
[0042]
图1为实施例1中光学成像镜头的结构示意图。
[0043]
图2为实施例1中光学成像镜头的像散、畸变曲线图。
[0044]
图3为实施例1中光学成像镜头的球差曲线图。
[0045]
图4为实施例2中光学成像镜头的结构示意图。
[0046]
图5为实施例2中光学成像镜头的像散、畸变曲线图。
[0047]
图6为实施例2中光学成像镜头的球差曲线图。
[0048]
图7为实施例3中光学成像镜头的结构示意图。
[0049]
图8为实施例3中光学成像镜头的像散、畸变曲线图。
[0050]
图9为实施例3中光学成像镜头的球差曲线图。
[0051]
图10为实施例4中光学成像镜头的结构示意图。
[0052]
图11为实施例4中光学成像镜头的像散、畸变曲线图。
[0053]
图12为实施例4中光学成像镜头的球差曲线图。
[0054]
图13为实施例5中光学成像镜头的结构示意图。
[0055]
图14为实施例5中光学成像镜头的像散、畸变曲线图。
[0056]
图15为实施例5中光学成像镜头的球差曲线图。
具体实施方式
[0057]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0058]
请参考图1所示。
[0059]
在本发明的描述中，物侧是指镜头朝向被摄物的一侧，透镜朝向被摄物的一侧表面为物侧面，像侧是指镜头朝向成像面的一侧，透镜朝向成像面的一侧表面为像侧面。
[0060]
本发明所述的透镜物侧面为凸面是指透镜物侧面过面上任意一点做切面，表面总是在切面的右边，其曲率半径为正，反之物侧面则为凹面，其曲率半径为负；像侧面为凸面是指透镜像侧面过面上任一点做切面，表面总在切面的左边，其曲率半径为负，反之像侧面为凹面，其曲率半径为正；若过透镜物侧面或像侧面过面上任一点做切面，表面既有在切面左边的部分，又有在切面右边的部分，则该表面存在曲线拐点，在近光轴处物侧、像侧面凹凸的判断仍适用上述。
[0061]
此外，各透镜的非球面曲线方程式表示如下：
[0062][0063]
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距离非球面原点的距离矢高，c为非球面的近轴曲率(曲率半径r＝1/c,即为曲率的倒数)；k为圆锥系数；ai是非球面的第i阶系数，在本发明中应用到的高阶系数为a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20。
[0064]
请参考图1所示。
[0065]
本发明的光学成像镜头由物侧到像侧依次为：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5以及滤光片6，每个透镜均具有朝向物方的物侧面以及朝向像方的像侧面，该光学成像镜头还包含一位于像侧的成像面7。
[0066]
其中第一透镜1具有负屈折力，物侧面于近光轴处为凸，像侧面于近光轴处为凹；第二透镜3具有正屈折力，其物侧面于近光轴处为凹或凸，像侧面于近光轴处为凸，；第三透镜4具有正屈折力，物侧面于近光轴处为凸，像侧面于近光轴处为凸；第四透镜5具有正屈折力，物侧面于近光轴处为凹，像侧面于近光轴处为凸。上述四片透镜，任意相邻透镜之间存间隔距离，并且各透镜之间相对固定而无法移动。
[0067]
上述结构中，第一透镜1采用负屈折力配置且物侧面于近光轴处为凸，可有效平衡
低阶像差；第二透镜3具有正屈折力且像侧面于近光轴处为凸，有利于消除第一透镜1所产生的像差，第三透镜4具有正屈折力且像侧面于近光轴处为凸，有助于使光学成像系统的主点远离像侧端，进而有效缩短光学成像系统的总体长度，有利于产品的小型化，第四透镜5具有正屈折力且物侧面于近光轴处为凸，可以有效修正近轴球差，同时降低周边的像散场曲，进而提升光学成像系统的整体成像品质。利用上述透镜之间的屈折力搭配，当满足特定的条件时，整个光学具备较佳的光线汇聚能力。
[0068]
其中各透镜表面具有红外镀膜或可见光增透膜的镀层，使得本发明的光学成像镜头，可根据产品不同的应用场景，选择不同镀膜从而适应不用应用需求，使得光学成像镜头可日夜兼用且不影响成像效果，有效提高本发明的光学成像镜头的通用性，使得所应用的产品的拍摄效果更加稳定。
[0069]
其中光学成像镜头满足关系式：f2》1，其中，f2为第二透镜焦距，通过控制f2的值满足上述关系式，有效保证光学成像镜头具有良好的成像水平的特性，进而有效保证本发明的光学成像镜头的成像品质。
[0070]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：2.5《ct3/t34《5，其中，ct2为第二透镜3在光轴上的最大厚度，t34为第三透镜4与第四透镜5在光轴上的最大距离，通过控制ct3/t34的比值满足上述关系式，有效保证第三透镜4与第四透镜5的厚度及间距在合理范围内，进而有效降低光学成像镜头的整体组装难度，提高组装效率以及组装效果。
[0071]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：-2《f1/f≤0，0《f3/f《3，0《f3/f《2，以及0《f4/f《1.5，其中，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜3的焦距，f3为第三透镜4的焦距，f4为第四透镜5的焦距，f为成像透镜组的焦距，控制上述各比值分别满足上述关系式，有效避免第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5的光焦度过大，从而有效降低光学成像镜头的敏感度低，并且提升光学成像系统的整体成像质量，同时使光学成像镜头具有较短的光学长度，更加适应产品的小型化设计。
[0072]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：-1《r32/r31《-0.4，其中，r31为第三透镜4物侧面曲率，r32为第三透镜像侧面曲率，控制r32/r31比值满足上述关系式，有效减小第三透镜4的成像色差，从而有效防止光学成像镜头的成像偏紫或偏红，保证成像品质。
[0073]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：0《ct1/ttl《0.2，以及0《ct2/ttl《0.3，其中，ct1为第一透镜1在光轴上的最大厚度，ct2为第二透镜3在光轴上的最大厚度，ttl为第一透镜物侧面在近轴处到像面的距离，控制ct1/ttl以及ct2/ttl的比值满足上述关系式，可使得各透镜之间的间距分配更加合理，从而有效减小光学成像镜头的总长，并降低光学成像镜头的组装难度，进而提高企业的生产效率。
[0074]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：-3《(r41+r42)/(r41-r42)《-1，其中，r41为第四透镜物侧面曲率，r42为第四透镜像侧面曲率，控制(r41+r42)/(r41-r42)比值满足上述关系式，可有效减小第四透镜所产生的杂光，进一步提高本发明的光学成像镜头的成像品质。
[0075]
进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：0.1《(ct3+ct4)/ttl《1，其中，ct3为第三透镜在光轴上的最大厚度，ct4为第四透镜在光轴上的最大厚度，ttl为第一透镜物侧面在近轴处到成像面的距离，控制(ct3+ct4)/ttl的比值满足上述关系式，有效合理分配第三透镜与第四透镜之间的间距，从而使光学成像镜头具有更佳的光学成像效果。
[0076]
又进一步的，光学成像镜头满足以下关系式：130《fov《140，其中，fov为透镜组视场角，控制fov的数值满足上述关系式，使本发明的光学成像镜头具有良好的视野范围，大大提高本发明的光学成像镜头在成像时的广角效果。
[0077]
本发明还公开一种摄像系统，包括：前面所述光学成像镜头，其中该摄像系统可应用于各种电子装置或加工设备。
[0078]
本发明还公开一种电子装置，包括：前面所述光学成像镜头，该电子装置包括数码相机、平板计算机、智能电视、网络监控设备、智能冰箱、智能抽油烟机、行车记录仪、倒车显影装置与穿戴式装置等。上述电子装置仅是示范性地说明本发明的实际运用例子，并非限制本技术的光学成像镜头的运用范围。
[0079]
本发明的光学成像镜头成像时，光线从广角成像镜头的物侧进入并依次经过第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5以及滤光片6后成像于成像面7上。
[0080]
在本技术中，第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4以及第四透镜5的物侧面与像侧面均为非球面结构，利用非球面自身轻、薄、平的特性，使得本发明的光学成像镜头整体结构更加轻薄，并且相对于球面结构影像更加清晰。
[0081]
本发明的光学成像镜头将通过以下具体实施例配合附图予以详细说明。
[0082]
实施例1
[0083]
请参考图1至3所示，实施例1中光学成像镜头满足表1-1、表1-2以及表1-3。
[0084]
表1-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0085]
表1-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0086]
表1-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0087]
实施例1
[0088]
请参考图1至3所示，实施例1中光学成像镜头满足表1-1、表1-2以及表1-3。
[0089]
表1-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0090][0091]
表1-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0092][0093]
表1-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0094][0095]
实施例2
[0096]
请参考图4至6所示，实施例2中光学成像镜头满足表2-1、表2-2以及表2-3。
[0097]
表2-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0098][0099]
[0100]
表2-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0101][0102]
表2-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0103][0104]
实施例3
[0105]
请参考图7至9所示，实施例3中光学成像镜头满足表3-1、表3-2以及表3-3。
[0106]
表3-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0107][0108]
表3-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0109][0110]
表3-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0111][0112][0113]
实施例4
[0114]
请参考图10至12所示，实施例4中光学成像镜头满足表4-1、表4-2以及表4-3。
[0115]
表4-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0116][0117]
表4-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0118][0119][0120]
表4-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0121][0122]
实施例5
[0123]
请参考图13至15所示，实施例5中光学成像镜头满足表5-1、表5-2以及表5-3。
[0124]
表5-1为本实施例的光学成像镜头的基本参数：
[0125][0126]
表5-2为本实施例中各透镜的非球面系数：
[0127][0128][0129]
表5-3为本实施例中各条件表达式的值：
[0130]
[0131]
为了便于比较上述五个实施例，下表为各实施例相应条件下各表达式所得值的汇总：
[0132][0133][0134]
综上所述，本发明的光学成像镜头采用四片式结构，光学成像系统的总体长度短，有效适应产品的小型化设计，通过不同屈折力搭配，使得整个成像镜头具有较佳的光线汇聚能力；各透镜表面具有红外镀膜或可见光增透膜的镀层，使得本发明的光学成像镜头，可根据产品不同的应用场景，选择不同镀膜从而适应不用应用需求，使得光学成像镜头可日夜兼用且不影响成像效果，有效提高本发明的光学成像镜头的通用性，使得所应用的产品的拍摄效果更加稳定。
[0135]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0136]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0137]
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在本发明的精神和范围内。