光学镜头、摄像模组及电子设备的制作方法

文档序号:32942181发布日期:2023-01-14 09:26阅读:30来源:国知局
光学镜头、摄像模组及电子设备的制作方法

1.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:

2.随着社会的进步,人们对电子设备的摄像能力要求越来越高,同时,随着移动电子设备的发展,市场上的电子设备呈现出了小型轻薄化的发展趋势,因此,如何配置光学镜头的透镜数量、面型等参数,使光学镜头能够在实现小型轻量化的同时,尽可能获得更优质的成像质量,成为了亟需解决的问题。


技术实现要素:

3.本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备,能够在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。
4.为了实现上述目的,第一方面,本发明公开了一种光学镜头,共有七片具有屈折力的透镜,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
5.第一透镜,具有正屈折力,所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第一透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
6.第二透镜,具有负屈折力,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
7.第三透镜,具有屈折力;
8.第四透镜,具有屈折力,所述第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
9.第五透镜,具有屈折力,所述第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
10.第六透镜,具有屈折力,所述第六透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第六透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
11.第七透镜,具有负屈折力,所述第七透镜的物侧面于近光轴处为凹面,所述第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面;
12.所述光学镜头满足以下关系式:
13.48mm2《f*imgh《55mm2;
14.其中,imgh为所述光学镜头的最大有效成像圆的半径(即光学镜头的半像高),f为所述光学镜头的焦距。
15.通过限定光学镜头的第一透镜具有正屈折力,配合所述第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设计,可以使得大角度的入射光线进入到所述光学镜头,扩大光学镜头的视场角范围,以获得大视场角的特征,同时可以使入射光线得到有效会聚,从而有利于控制第一透镜在垂直光轴方向上尺寸,以满足光学镜头小型化的设计;配合具有负屈折力的第二透镜,能够平衡第一透镜产生的像差,校正轴上球差,以提高光学镜头的成像质量,结合第二透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设置,能够使
得第二透镜与第一透镜的面型更加匹配,以使入射光线平缓过渡,有利于校正轴外像差,降低光学镜头的公差敏感度,同时,还有利于合理配置前后透镜之间的空气间隙,以降低产生鬼像的风险,从而提高光学镜头的成像质量;第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面的面型设计,有利于校正光学镜头的彗差,以提升光学镜头的成像解析度,从而提高光学镜头的成像质量;第五透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面,配合第五透镜可正可负的屈折力配置,可以平衡第一透镜至第四透镜产生的较大像差,提高光学镜头的解像力,以进一步提高光学镜头的成像质量,同时,还能缩短光学镜头的总长,以有利于光学镜头的小型化;结合第六透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设置,能够使得第六透镜与第五透镜的面型高度匹配,以降低光学镜头的公差敏感度,并进一步改善光学镜头中难以校正的像差,以促进光学镜头的像差平衡;第七透镜具有负屈折力,结合第七透镜的物侧面、像侧面于近光轴处均为凹面的设置,一方面能够使入射光线得到进一步会聚,并实现入射光线的平滑过渡,以提高光学镜头的相对照度,从而提高光学镜头的成像质量,另一方面能够有利于控制第七透镜在垂直光轴方向上尺寸,以缩小第七透镜的外径,从而满足光学镜头的小型化设计,同时,第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面,能够使得边缘视场的光线以较小的入射角入射到光学镜头的成像面,以使光学镜头具有大像面的特点。
16.此外,光学镜头满足48mm2《f*imgh《55mm2,通过约束光学镜头的焦距与半像高,能够在控制光学镜头的总长的同时,使得光学镜头具有足够大的像高,从而既能有利于光学镜头的小型化,又能确保光学镜头的成像面尺寸,以有利于匹配更大尺寸的感光元件,提高光学镜头的成像质量。
17.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:
18.305deg*mm《hfov*f《330deg*mm;
19.其中,hfov为所述光学镜头的最大视场角的一半。
20.通过约束光学镜头的最大视场角和焦距,能够合理配置光学镜头的屈光力,避免焦距过短导致的光线偏折过大,以降低光学镜头的设计难度,也避免因焦距过长而无法满足小型化的情况,同时有利于实现光学镜头的大视场角特性,从而有利于增大光学镜头的视野范围,提高光学镜头对物端的物体摄取能力。
21.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:
22.1.9《fno*tan(hfov)《2.1;
23.其中,fno为所述光学镜头的光圈数,hfov为所述光学镜头的最大视场角的一半。
24.考虑到光学镜头的视场角减小时,光学镜头的焦距变长,导致光学镜头的设计难度增大,难以满足小型化设计,且不利于降低光学镜头的公差敏感度,同时,在光学镜头满足大光圈特性的基础上,视场角减小会导致大角度光线难以会聚,成像面的相对照度下降,基于此,通过合理配置光学镜头的光圈数和最大视场角,能够约束光学镜头的焦距,以使光学镜头在拥有较长焦距的同时,兼顾设计难度和大光圈的设计需求。
25.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:
26.28mm2《epd*ttl/tan(hfov)《32mm2;
27.其中,epd为所述光学镜头的入瞳直径,ttl为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离(即光学镜头的总长),hfov为所述光学镜头的最大视场角的一半。
28.通过约束光学镜头的入瞳直径、总长和最大视场角,能够有利于增大光学镜头的光圈,以提高光学镜头的相对照度,从而提高光学镜头在暗光环境下的成像质量,同时,还能在确保光学镜头具有较大光圈的同时,减小光学镜头的总长,增大光学镜头的视场角,以有利于小型化设计,并使光学镜头具有较大的视野范围,有利于光学镜头对物端的物体摄取。
29.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:
30.2.4《r12/r11《4;
31.其中,r11为所述第一透镜的物侧面于所述光轴处的曲率半径,r12为所述第一透镜的像侧面于所述光轴处的曲率半径。
32.通过限制第一透镜的物侧面与像侧面的曲率半径的比值,能够有利于控制第一透镜的形状和弯曲程度,从而能够有效减小入射光线的像差引入值,促进光学镜头的像差平衡,同时,还能降低第一透镜的加工难度,以有利于第一透镜的制造成型,提高光学镜头的加工工艺性。
33.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:
34.4.5《(et1+et2)/ct12《8.5;
35.其中,et1为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第一透镜的像侧面的最大有效半口径处在平行于所述光轴方向上的距离(即第一透镜的边缘厚度),et2为所述第二透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第二透镜的像侧面的最大有效半口径处在平行于所述光轴方向上的距离(即第二透镜的边缘厚度),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(即第一透镜与第二透镜的空气间隙)。
36.通过约束前透镜组(即第一透镜与第二透镜)的边缘厚度与第一透镜与第二透镜的空气间隙的比值,能够对第一透镜与第二透镜合理布局,以提高光学镜头的空间利用率,有利于光学镜头的小型化,同时,还能降低光学镜头的组装敏感度,以提高光学镜头的生产良率,降低生产成本。
37.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:
[0038]-78《f12*f7《-50;
[0039]
其中,f12为所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距,f7为所述第七透镜的焦距。
[0040]
通过合理配置第一透镜与第二透镜的组合焦距以及第七透镜的焦距,可平衡光学镜头的物侧端和像侧端的屈折力分配,能够提高光学镜头对光线的会聚能力,并调整光线在成像面的聚焦点,以有利于增大光学镜头的成像尺寸,使得边缘视场的光线能够合理偏折,并以较小的偏转角进入成像面,从而提高成像面的边缘的相对照度,减小暗角的产生,进而提高光学镜头的成像质量。
[0041]
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:
[0042]-50deg/mm《slp52/ct45《-25deg/mm;
[0043]
其中,slp52为所述第五透镜的像侧面的切线与垂直于所述光轴的轴线之间形成的最大夹角(即第五透镜的像侧面的最大倾角),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(即第四透镜与第五透镜的空气间隙)。
[0044]
通过限制第五透镜的像侧面的最大倾角和第四透镜与第五透镜的空气间隙的比值,能够降低入射光线在第四透镜与第五透镜之间的发生反射导致鬼像的风险,以提高光学镜头的成像质量,同时,通过合理配置第五透镜的像侧面的最大倾角,能够约束第五透镜的像侧面的弯曲程度,以降低第五透镜的面型复杂度和加工难度,有利于第五透镜的制造成型,从而提高光学镜头的成像可靠性。
[0045]
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:
[0046]
2.8《(ct34+ct45+ct56+ct67)/bfl《4.0;和/或,20mm3《f*(imgh*ct56)《45mm3;
[0047]
其中,ct34为所述第三透镜的像侧面至所述第四透镜的物侧面于所述光轴上的距离(即第三透镜与第四透镜的空气间隙),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(即第四透镜与第五透镜的空气间隙),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(即第五透镜与第六透镜的空气间隙),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(即第六透镜与第七透镜的空气间隙),bfl为所述第七透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面在平行于所述光轴方向上的最小距离(即光学镜头的后焦)。
[0048]
通过限制后透镜组(即第三透镜至第七透镜)的空气间隙与光学镜头的后焦的比值,能够有效控制各透镜之间的间距,提高光学镜头的空间紧凑度,并使光学镜头获得较大的后焦距离,以使得光学镜头在结构排布上具有较强的灵活性,从而能够在兼顾组装难度的同时,满足光学镜头的小型化设计。同时,通过限制光学镜头的后焦距离,能够控制光学镜头进入成像面的光线的入射角度,以校正畸变及像面弯曲,从而提高光学镜头的成像质量。
[0049]
此外,通过约束光学镜头的焦距、半像高以及第五透镜与第六透镜的空气间隙,能够在光学镜头具有较大的焦距的前提下,合理配置光学镜头的总长和像高,并降低设计难度,从而既能有利于光学镜头的小型化,又能避免成像面的尺寸过小,从而提高光学镜头的成像质量。
[0050]
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。具有该光学镜头的摄像模组在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。
[0051]
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,所述摄像模组设于所述壳体。具有该摄像模组的电子设备在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。
[0052]
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0053]
本发明提供的一种光学镜头、摄像模组及电子设备,该光学镜头的第一透镜具有
正屈折力,配合所述第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设计,可以使得大角度的入射光线进入到所述光学镜头,扩大光学镜头的视场角范围,以获得大视场角的特征,同时可以使入射光线得到有效会聚,从而有利于控制第一透镜在垂直光轴方向上尺寸,以满足光学镜头小型化的设计;配合具有负屈折力的第二透镜,能够平衡第一透镜产生的像差,校正轴上球差,以提高光学镜头的成像质量,结合第二透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设置,能够使得第二透镜与第一透镜的面型更加匹配,以使入射光线平缓过渡,有利于校正轴外像差,降低光学镜头的公差敏感度,同时,还有利于合理配置前后透镜之间的空气间隙,以降低产生鬼像的风险,从而提高光学镜头的成像质量;第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面的面型设计,有利于校正光学镜头的彗差,以提升光学镜头的成像解析度,从而提高光学镜头的成像质量;第五透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面,配合第五透镜可正可负的屈折力配置,可以平衡第一透镜至第四透镜产生的较大像差,提高光学镜头的解像力,以进一步提高光学镜头的成像质量,同时,还能缩短光学镜头的总长,以有利于光学镜头的小型化;结合第六透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设置,能够使得第六透镜与第五透镜的面型高度匹配,以降低光学镜头的公差敏感度,并进一步改善光学镜头中难以校正的像差,以促进光学镜头的像差平衡;第七透镜具有负屈折力,结合第七透镜的物侧面、像侧面于近光轴处均为凹面的设置,一方面能够使入射光线得到进一步会聚,并实现入射光线的平滑过渡,以提高光学镜头的相对照度,从而提高光学镜头的成像质量,另一方面能够有利于控制第七透镜在垂直光轴方向上尺寸,以缩小第七透镜的外径,从而满足光学镜头的小型化设计,同时,第七透镜的像侧面于近光轴处为凹面,能够使得边缘视场的光线以较小的入射角入射到光学镜头的成像面,以使光学镜头具有大像面的特点。
[0054]
此外,光学镜头满足48mm2《f*imgh《55mm2,通过约束光学镜头的焦距与半像高,能够在控制光学镜头的总长的同时,使得光学镜头具有足够大的像高,从而既能有利于光学镜头的小型化,又能确保光学镜头的成像面尺寸,以有利于匹配更大尺寸的感光元件,提高光学镜头的成像质量。
附图说明
[0055]
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。
[0056]
图1是本技术第一实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0057]
图2是本技术第一实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(%);
[0058]
图3是本技术第二实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0059]
图4是本技术第二实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(%);
[0060]
图5是本技术第三实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0061]
图6是本技术第三实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及
畸变曲线图(%);
[0062]
图7是本技术第四实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0063]
图8是本技术第四实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(%);
[0064]
图9是本技术第五实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0065]
图10是本技术第五实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(%);
[0066]
图11是本技术公开的摄像模组的结构示意图;
[0067]
图12是本技术公开的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0068]
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。
[0069]
请参阅图1,根据本技术的第一方面,本技术公开了一种光学镜头100,光学镜头100共有七片具有屈折力的透镜,包括沿光轴o由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和第七透镜l7。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。其中,第一透镜l1具有正屈折力,第二透镜l2具有负屈折力,第三透镜l3具有屈折力,第四透镜l4具有屈折力,第五透镜l5具有屈折力,第六透镜l6具有屈折力,第七透镜l7具有负屈折力。
[0070]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11于近光轴o处为凸面,第一透镜l1的像侧面12于近光轴o处为凹面;第二透镜l2的物侧面21于近光轴o处为凸面,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处为凹面或凸面,第三透镜l3的像侧面32于近光轴o处为凹面或凸面;第四透镜l4的物侧面41于近光轴o处为凹面或凸面,第四透镜l4的像侧面42于近光轴o处为凸面;第五透镜l5的物侧面51于近光轴o处为凸面,第五透镜l5的像侧面52于近光轴o处为凹面;第六透镜l6的物侧面61于近光轴o处为凸面,第六透镜l6的像侧面62于近光轴o处为凹面;第七透镜l7的物侧面71于近光轴o处为凹面,第七透镜l7的像侧面72于近光轴o处为凹面。
[0071]
通过合理配置第一透镜l1至第七透镜l7之间的各透镜的面型和屈折力,从而能够使光学镜头100在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。
[0072]
进一步地,在一些实施例中,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的材质均为塑料,此时,光学镜头100能够减少重量并降低成本。在其他实施例中,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的材质也可为玻璃,此时,能够使得光学镜头100具有良好的光学效果,同时还可以降低光学镜头100的温漂敏感度。
[0073]
在一些实施例中,为了增加面型设计的自由度,上述第一透镜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可均为非球面透镜。可以理解地,在其他实施例中,为了便于加工成型,上述第一透镜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也可采用球面透镜。
[0074]
一些实施例中,光学镜头100还包括光阑sto,光阑sto可为孔径光阑和/或视场光
阑,例如光阑sto可为孔径光阑,或者,光阑sto可为视场光阑,或者,光阑sto可为孔径光阑和视场光阑。通过将光阑sto设置在第一透镜l1的物侧,能够使出射光瞳远离成像面101,在不降低光学镜头100的远心性的情况下还能减小光学镜头100的有效直径,从而实现小型化。可以理解的是,在其他实施例中,该光阑sto也可设置在其他透镜之间,根据实际情况调整设置,本实施例对此不作具体限定。
[0075]
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,能够滤除红外光,使得成像更符合人眼的视觉体验,从而提升成像质量。可以理解的是,红外滤光片80可以是塑料制成的,也可以是光学玻璃镀膜制成的,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。
[0076]
在另一些实施例中,红外滤光片80也可滤除如可见光等其他波段的光线,而仅让红外光通过,以使光学镜头100能够在暗光环境或特殊应用场景下成像并获得较好的成像质量。
[0077]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:48mm2《f*imgh《55mm2,例如f*imgh=48.15mm2、48.34mm2、48.57mm2、49.16mm2、49.21mm2、49.37mm2、52.89mm2、53.29mm2、54.61mm2或54.85mm2等。其中,imgh为光学镜头100的最大有效成像圆的半径(即光学镜头100的半像高),f为光学镜头100的焦距。
[0078]
通过约束光学镜头100的焦距与半像高,能够在控制光学镜头100的总长的同时,使得光学镜头100具有足够大的像高,从而既能有利于光学镜头100的小型化,又能确保光学镜头100的成像面101尺寸,以有利于匹配更大尺寸的感光元件,提高光学镜头100的成像质量。
[0079]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:305deg*mm《hfov*f《330deg*mm,例如hfov*f=306deg*mm、307deg*mm、308deg*mm、309deg*mm、310deg*mm、325deg*mm、326deg*mm、327deg*mm、328deg*mm或329deg*mm等。其中,hfov为光学镜头100的最大视场角的一半。
[0080]
通过约束光学镜头100的最大视场角和焦距,能够合理配置光学镜头100的屈折力,避免焦距过短导致的光线偏折过大,以降低光学镜头100的设计难度,也避免因焦距过长而无法满足小型化的情况,同时有利于实现光学镜头100的大视场角特性,从而有利于增大光学镜头100的视野范围,提高光学镜头100对物端的物体摄取能力。
[0081]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:1.9《fno*tan(hfov)《2.1,例如fno*tan(hfov)=1.905、1.912、1.927、1.930、2.042、2.050、2.067、2.082或2.095等。其中,fno为光学镜头100的光圈数,hfov为光学镜头100的最大视场角的一半。
[0082]
考虑到光学镜头100的视场角减小时,光学镜头100的焦距变长,导致光学镜头100的设计难度增大,难以满足小型化设计,且不利于降低光学镜头100的公差敏感度,同时,在光学镜头100满足大光圈特性的基础上,视场角减小会导致大角度光线难以会聚,成像面101的相对照度下降,基于此,通过合理配置光学镜头100的光圈数和最大视场角,能够约束光学镜头100的焦距,以使光学镜头100在拥有较长焦距的同时,兼顾设计难度和大光圈的设计需求。
[0083]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:28mm2《epd*ttl/tan(hfov)《32mm2,例如epd*ttl/tan(hfov)=28.632mm2、29.106mm2、29.758mm2、30.266mm2、30.361mm2、31.504mm2、
31.633mm2、31.748mm2、31.864mm2或31.922mm2等。其中,epd为光学镜头100的入瞳直径,ttl为第一透镜l1的物侧面11至光学镜头100的成像面101在光轴o上的距离(即光学镜头100的总长),hfov为光学镜头100的最大视场角的一半。
[0084]
通过约束光学镜头100的入瞳直径、总长和最大视场角,能够有利于增大光学镜头100的光圈,以提高光学镜头100的相对照度,从而提高光学镜头100在暗光环境下的成像质量,同时,还能在确保光学镜头100具有较大光圈的同时,减小光学镜头100的总长,增大光学镜头100的视场角,以有利于小型化设计,并使光学镜头100具有较大的视野范围,有利于光学镜头100对物端的物体摄取。
[0085]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:2.4《r12/r11《4,例如r12/r11=2.520、2.550、2.610、2.630、2.642、3.764、3.836、3.887、3.915或3.974等。其中,r11为第一透镜l1的物侧面11于光轴o处的曲率半径,r12为第一透镜l1的像侧面12于光轴o处的曲率半径。
[0086]
通过限制第一透镜l1的物侧面11与像侧面12的曲率半径的比值,能够有利于控制第一透镜l1的形状和弯曲程度,从而能够有效减小入射光线的像差引入值,促进光学镜头100的像差平衡,同时,还能降低第一透镜l1的加工难度,以有利于第一透镜l1的制造成型,提高光学镜头100的加工工艺性。
[0087]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:4.5《(et1+et2)/ct12《8.5,例如(et1+et2)/ct12=4.564、4.618、4.681、4.722、4.753、8.324、8.368、8.435、8.469或8.487等。其中,et1为第一透镜l1的物侧面11的最大有效半口径处至第一透镜l1的像侧面12的最大有效半口径处在平行于光轴o方向上的距离(即第一透镜l1的边缘厚度),et2为第二透镜l2的物侧面21的最大有效半口径处至第二透镜l2的像侧面22的最大有效半口径处在平行于光轴o方向上的距离(即第二透镜l2的边缘厚度),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(即第一透镜l1与第二透镜l2的空气间隙)。
[0088]
通过约束前透镜组(即第一透镜l1与第二透镜l2)的边缘厚度与第一透镜l1与第二透镜l2的空气间隙的比值,能够对第一透镜l1与第二透镜l2合理布局,以提高光学镜头100的空间利用率,有利于光学镜头100的小型化,同时,还能降低光学镜头100的组装敏感度,以提高光学镜头100的生产良率,降低生产成本。
[0089]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:-78《f12*f7《-50,例如f12*f7=-77.91、-77.79、-77.52、-77.34、-76.85、-51.06、-50.86、-50.63、-50.41或-50.22。其中,f12为第一透镜l1与第二透镜l2的组合焦距,f7为第七透镜l7的焦距。
[0090]
通过合理配置第一透镜l1与第二透镜l2的组合焦距以及第七透镜l7的焦距,可平衡光学镜头100的物侧端和像侧端的屈折力分配,能够提高光学镜头100对光线的会聚能力,并调整光线在成像面101的聚焦点,以有利于增大光学镜头100的成像尺寸,使得边缘视场的光线能够合理偏折,并以较小的偏转角进入成像面101,从而提高成像面101的边缘的相对照度,减小暗角的产生,进而提高光学镜头100的成像质量。
[0091]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:-50deg/mm《slp52/ct45《-25deg/mm,例如slp52/ct45=-47.16、-47.82、-48.33、-48.91、-49.62、-25.84、-25.71、-25.54、-25.31或-25.16等。其中,slp52为第五透镜l5的像侧面52的切线与垂直于光轴o的轴线之间形成的最大夹角(即第五透镜l5的像侧面52的最大倾角),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(即第四透镜l4与第五透镜l5的空气间隙)。
[0092]
通过限制第五透镜l5的像侧面52的最大倾角和第四透镜l4与第五透镜l5的空气间隙的比值,能够降低入射光线在第四透镜l4与第五透镜l5之间的发生反射导致鬼像的风险,以提高光学镜头100的成像质量,同时,通过合理配置第五透镜l5的像侧面52的最大倾角,能够约束第五透镜l5的像侧面52的弯曲程度,以降低第五透镜l5的面型复杂度和加工难度,有利于第五透镜l5的制造成型,从而提高光学镜头100的成像可靠性。
[0093]
一些实施例中,光学镜头100满足关系式:2.8《(ct34+ct45+ct56+ct67)/bfl《4.0,和/或,20mm3《f*(imgh*ct56)《45mm3,例如(ct34+ct45+ct56+ct67)/bfl=2.83、2.88、2.92、2.96、3.75、3.79、3.85、3.88、3.91或3.97等,f*(imgh*ct56)=20.12、20.26、20.37、43.62、43.74、43.91、44.26、44.68、44.73或44.86等。其中,ct34为第三透镜l3的像侧面32至第四透镜l4的物侧面42于光轴o上的距离(即第三透镜l3与第四透镜l4的空气间隙),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(即第四透镜l4与第五透镜l5的空气间隙),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(即第五透镜l5与第六透镜l6的空气间隙),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(即第六透镜l6与第七透镜l7的空气间隙),bfl为第七透镜l7的像侧面72至光学镜头100的成像面101在平行于光轴o方向上的最小距离(即光学镜头100的后焦)。
[0094]
通过限制后透镜组(即第三透镜l3至第七透镜l7)的空气间隙与光学镜头100的后焦的比值,能够有效控制各透镜之间的间距,提高光学镜头100的空间紧凑度,并使光学镜头100获得较大的后焦距离,以使得光学镜头100在结构排布上具有较强的灵活性,从而能够在兼顾组装难度的同时,满足光学镜头100的小型化设计。同时,通过限制光学镜头100的后焦距离,能够控制光学镜头100进入成像面101的光线的入射角度,以校正畸变及像面弯曲,从而提高光学镜头100的成像质量。
[0095]
此外,通过约束光学镜头100的焦距、半像高以及第五透镜l5与第六透镜l6的空气间隙,能够在光学镜头100具有较大的焦距的前提下,合理配置光学镜头100的总长和像高,并降低设计难度,从而既能有利于光学镜头100的小型化,又能避免成像面101的尺寸过小,从而提高光学镜头100的成像质量。
[0096]
另外,第一透镜l1至第七透镜l7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可利用但不限于以下非球面公式进行限定:
[0097][0098]
其中,z是非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离,r是非球面上任一点到光轴的距离,c是非球面顶点的曲率,c=1/y,y为曲率半径(即,近轴曲率c为表1中的y半径的倒数),k是圆锥常数,ai为非球面面型公式中与第i项高次项相对应的系数。
[0099]
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。
[0100]
第一实施例
[0101]
本技术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由物侧至像侧依次设置的光阑sto、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、第七透镜l7以及红外滤光片80。其中,关于第一透镜
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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0102]
进一步地,第一透镜l1具有正屈折力,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。
[0103]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11、像侧面12于近光轴o处分别为凸面和凹面;第二透镜l2的物侧面21、像侧面22于近光轴o处分别为凸面和凹面;第三透镜l3的物侧面31、像侧面32于近光轴o处均为凸面;第四透镜l4的物侧面41、像侧面42于近光轴o处分别为凹面和凸面;第五透镜l5的物侧面51、像侧面52于近光轴o处分别为凸面和凹面;第六透镜l6的物侧面61、像侧面62于近光轴o处分别为凸面和凹面;第七透镜l7的物侧面71、像侧面72于近光轴o处均为凹面。
[0104]
具体地,以光学镜头100的焦距f=7.14mm,光学镜头100的光圈数fno=2.02,光学镜头100的最大视场角fov=87.99deg,光学镜头100的总长ttl=8.35mm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由物侧至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2和3分别对应第一透镜l1的物侧面11和像侧面12。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sto于“厚度”参数列中的数值为光阑sto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物侧面到最后一枚透镜像侧面的方向为光轴o的正方向,当该值为负时,表明光阑sto设置于后一表面顶点的像侧,若光阑sto厚度为正值时,光阑sto在后一表面顶点的物侧。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、焦距均在参考波长587.56nm下得到。
[0105]
表2中的k为圆锥常数,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。
[0106]
表1
[0107]
[0108][0109]
表2
[0110]
[0111][0112]
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650.00nm、610.00nm、587.56nm、510.00nm以及470.00nm下的纵向球差图。图2中的(a)中,沿x轴方向的横坐标表示焦点偏移,单位为mm,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。
[0113]
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587.56nm下的像散曲线图。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。像散曲线图中的t表示成像面101在子午方向的弯曲、s表示成像面101在弧矢方向的弯曲,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。
[0114]
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587.56nm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,在该波长下,该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。
[0115]
第二实施例
[0116]
本技术的第二实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图3所示,光学镜头100包括沿光轴o由物侧至像侧依次设置的光阑sto、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、第七透镜l7以及红外滤光片80。其中,关于第一透镜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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0117]
进一步地,第一透镜l1具有正屈折力,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。
[0118]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11、像侧面12于近光轴o处分别为凸面和凹面;第二透镜l2的物侧面21、像侧面22于近光轴o处分别为凸面和凹面;第三透镜l3的物侧面31、像侧面32于近光轴o处分别为凸面和凹面;第四透镜l4的物侧面41、像侧面42于近光轴o处
分别为凹面和凸面;第五透镜l5的物侧面51、像侧面52于近光轴o处分别为凸面和凹面;第六透镜l6的物侧面61、像侧面62于近光轴o处分别为凸面和凹面;第七透镜l7的物侧面71、像侧面72于近光轴o处均为凹面。
[0119]
具体地,以光学镜头100的焦距f=7.13mm,光学镜头100的光圈数fno=2.04,光学镜头100的最大视场角fov=87.42deg,光学镜头100的总长ttl=8.30mm为例。
[0120]
该第二实施例中的其他参数由下表3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3中的y半径、厚度、焦距的单位均为mm,且表3中的折射率、阿贝数、焦距均在参考波长587.56nm下得到。
[0121]
表4中的k为圆锥常数,表4给出了可用于第二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。
[0122]
表3
[0123][0124]
表4
[0125]
[0126][0127]
请参阅图4,由图4中的(a)纵向球差图,图4中的(b)像散曲线图以及图4中的(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4中的(a)、图4中的(b)以及图4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。
[0128]
第三实施例
[0129]
本技术的第三实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图5所示,光学镜头100包括沿光轴o由物侧至像侧依次设置的光阑sto、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、第七透镜l7以及红外滤光片80。其中,关于第一透镜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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0130]
进一步地,第一透镜l1具有正屈折力,第二透镜l2具有负屈折力,第三透镜l3具有负屈折力,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。
[0131]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11、像侧面12于近光轴o处分别为凸面和凹面;第二透镜l2的物侧面21、像侧面22于近光轴o处分别为凸面和凹面;第三透镜l3的物侧面31、
像侧面32于近光轴o处分别为凸面和凹面;第四透镜l4的物侧面41、像侧面42于近光轴o处分别为凹面和凸面;第五透镜l5的物侧面51、像侧面52于近光轴o处分别为凸面和凹面;第六透镜l6的物侧面61、像侧面62于近光轴o处分别为凸面和凹面;第七透镜l7的物侧面71、像侧面72于近光轴o处均为凹面。
[0132]
具体地,以光学镜头100的焦距f=7.24mm,光学镜头100的光圈数fno=2.00,光学镜头100的最大视场角fov=89.14deg,光学镜头100的总长ttl=8.54mm为例。
[0133]
该第三实施例中的其他参数由下表5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5中的y半径、厚度、焦距的单位均为mm,且表5中的折射率、阿贝数、焦距均在参考波长587.56nm下得到。
[0134]
表6中的k为圆锥常数,表6给出了可用于第三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。
[0135]
表5
[0136][0137]
表6
[0138]
[0139][0140]
请参阅图6,由图6中的(a)纵向球差图,图6中的(b)像散曲线图以及图6中的(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6中的(a)、图6中的(b)以及图6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。
[0141]
第四实施例
[0142]
本技术的第四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由物侧至像侧依次设置的光阑sto、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、第七透镜l7以及红外滤光片80。其中,关于第一透镜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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0143]
进一步地,第一透镜l1具有正屈折力,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。
[0144]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11、像侧面12于近光轴o处分别为凸面和凹面;第二透镜l2的物侧面21、像侧面22于近光轴o处分别为凸面和凹面;第三透镜l3的物侧面31、像侧面32于近光轴o处分别为凹面和凸面;第四透镜l4的物侧面41、像侧面42于近光轴o处分别为凹面和凸面;第五透镜l5的物侧面51、像侧面52于近光轴o处分别为凸面和凹面;第六透镜l6的物侧面61、像侧面62于近光轴o处分别为凸面和凹面;第七透镜l7的物侧面71、像侧面72于近光轴o处均为凹面。
[0145]
具体地,以光学镜头100的焦距f=7.19mm,光学镜头100的光圈数fno=2.06,光学镜头100的最大视场角fov=86.47deg,光学镜头100的总长ttl=8.20mm为例。
[0146]
该第四实施例中的其他参数由下表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中的折射率、阿贝数、焦距均在参考波长587.56nm下得到。
[0147]
表8中的k为圆锥常数,表8给出了可用于第四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。
[0148]
表7
[0149][0150][0151]
表8
[0152][0153]
请参阅图8,由图8中的(a)纵向球差图,图8中的(b)像散曲线图以及图8中的(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)以及图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。
[0154]
第五实施例
[0155]
本技术的第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图9所示,光学镜头100包括沿光轴o由物侧至像侧依次设置的光阑sto、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、第七透镜l7以及红外滤光片80。其中,关于第一透镜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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0156]
进一步地,第一透镜l1具有正屈折力,第二透镜l2具有负屈折力,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具有正屈折力,第六透镜l6具有负屈折力,第七透镜l7具有负屈折力。
[0157]
进一步地,第一透镜l1的物侧面11、像侧面12于近光轴o处分别为凸面和凹面;第二透镜l2的物侧面21、像侧面22于近光轴o处分别为凸面和凹面;第三透镜l3的物侧面31、像侧面32于近光轴o处分别为凸面和凹面;第四透镜l4的物侧面41、像侧面42于近光轴o处分别均为凸面;第五透镜l5的物侧面51、像侧面52于近光轴o处分别为凸面和凹面;第六透镜l6的物侧面61、像侧面62于近光轴o处分别为凸面和凹面;第七透镜l7的物侧面71、像侧面72于近光轴o处均为凹面。
[0158]
具体地,以光学镜头100的焦距f=7.37mm,光学镜头100的光圈数fno=2.10,光学镜头100的最大视场角fov=88.00deg,光学镜头100的总长ttl=8.50mm为例。
[0159]
该第五实施例中的其他参数由下表9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9中的y半径、厚度、焦距的单位均为mm,且表9中的折射率、阿贝数、焦距均在参考波长587.56nm下得到。
[0160]
表10中的k为圆锥常数,表10给出了可用于第五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。
[0161]
表9
[0162][0163][0164]
表10
[0165][0166]
请参阅图10,由图10中的(a)纵向球差图,图10中的(b)像散曲线图以及图10中的(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10中的(a)、图10中的(b)以及图10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。
[0167]
请参阅表11,表11为本技术第一实施例至第五实施例中各关系式的比值汇总。
[0168]
表11
[0169][0170]
请参阅图11,第二方面,本技术还公开了一种摄像模组200,该摄像模组包括图像传感器201以及如上述第一方面的第一实施例至第五实施例中任一实施例所述的光学镜头100,该图像传感器201设于光学镜头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在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。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。
[0171]
请参阅图12,第三方面,本技术还公开了一种电子设备300,该电子设备300包括壳体301以及如上述第二方面所述的摄像模组200,摄像模组200设于壳体301。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、行车记录仪、倒车影像等。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的全部技术效果。即,在确保成像质量的同时,具有小型化的特点。由于上述技术效果已在光学镜头的实施例中做了详细介绍,此处就不再赘述。
[0172]
本文中涉及的第一、第二、第三以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本技术的范围。
[0173]
应理解,在本技术的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0174]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。
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