光学镜头、摄像模组及电子设备的制作方法

文档序号:32522844发布日期:2022-12-13 20:07阅读:48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.电子设备(例如手机、平板电脑、智能手表等)改进中,摄像模组拍摄效果的改进创新成为关注的重心之一,能否使用微型摄像模组拍摄出高画质感、高分辨率、高清晰度的图片成为用户选择电子设备的关键因素。而为了提高摄像模组的成像分辨率,实现长焦功能,大多只能通过增加透镜的数量,但这种方式不仅增加摄像模组的成本,而且还会导致摄像模组的重量、体积增加,导致无法满足用户使用微型摄像模组实现长焦功能的需求。


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,能够在实现长焦功能的同时,保持光学镜头的微型化设计,有利于提高用户使用体验。
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,共有六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,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,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面;
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,所述第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面;
10.第六透镜,具有负屈折力,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.所述光学镜头满足以下关系式:
12.0.3《bfl/ttl《0.4;
13.其中,bfl为所述第六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,光学镜头的后焦距),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(即,光学镜头的总长)。
14.通过限定光学镜头的第一透镜具有正屈折力,结合第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设计,有利于抓住光线使得光线能够以大角度入射进第一透镜;第二透镜具有负屈折力,结合其物侧面于近光轴处为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面的设计,有利于使得经过第一透镜的入射的大角度光线平缓地射入第二透镜的同时,还可以降低光学镜头产生的鬼像风险,同时,还能够使得第一透镜、第二透镜二者于光轴处的厚度减小,从而减小光学镜头的总长,有利于光学镜头的微型化设计;第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面,且第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面的设置,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;第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,能够使得边缘视场光线得到有效汇聚,以矫正入射光线经第一透镜至第四透镜所产生的边缘视场像差,同时有利于合理配合前后透镜之间的空气间隙,以降低鬼像的风险;第六透镜具有负屈折力,结合其物侧面于近光轴处为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面的涉及,能够平衡第一透镜至第五透镜所产生的像差,促进光学镜头的像差平衡,进而提高光学镜头的解像力,从而提高光学镜头的成像质量。
15.此外,0.3《bfl/ttl《0.4时,能够在满足微型化设计的同时还可使得光学镜头具有足够的调焦范围,从而保证光学镜头的焦深较大,能够获取物方更多的深度信息,实现长焦功能。同时,当光学镜头应用于摄像模组时,还能够提高光学镜头的组装良率,进而提升摄像模组的组装良率。若bfl/ttl≥0.4时,后焦过长,则该光学镜头部分会被过渡压缩,导致光学镜头的加工敏感度加大,影响生产良率和组装良率。而若bfl/ttl≤0.3,后焦过短,则会导致光学镜头的焦深不足导致成像质量不佳,进而导致无法实现长焦功能的情况。
16.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:
17.1≤ct5/et5≤3.1;
18.其中,ct5为所述第五透镜于所述光轴上的厚度(即第五透镜的中心厚度),et5为所述第五透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第五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,第五透镜的边缘厚度)。
19.由于第五透镜为除了第六透镜外最靠近成像面的透镜,因此,第五透镜可有效平衡光学镜头的光程差,实现修正场曲的功能。这是因为,若第五透镜的中心厚度太厚,则无法满足生产加工要求,而且中心厚度太薄或太厚都会导致中心视场光线和边缘视场光线难以在成像面附近汇聚,造成场曲过大。基于此,通过限定第五透镜的中心厚度与边缘厚度的比值在一定范围内,能够有效保证第五透镜的成像良率的同时,还可保证其成像稳定性。如果ct5/et5>3.1,则第五透镜的中心相对于边缘太厚,造成像面场曲过大;若ct5/et5<1,会导致第五透镜的中心太薄,无法满足生产加工要求,进而无法保证第五透镜的生产良率。
20.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:
21.1.2《ct5/ct2《2;
22.其中,ct5为所述第五透镜于所述光轴上的厚度(即第五透镜的中心厚度),ct2为所述第二透镜于所述光轴上的厚度(即第二透镜的中心厚度)。
23.由于第五透镜与第二透镜形成对称结构,其曲面弯曲度相反,具有校正场曲功能,因此当第五透镜的中心厚度与第二透镜的中心厚度满足一定比例时,才能很好地校正场曲。如果ct5/ct2≥2,第五透镜过厚,与第二透镜之间难以形成轴上像差相消的配合,进而导致光学镜头的中心视场比较敏感,从而使良率降低;如果ct5/ct2≤1.2时,第二透镜尺寸过大,限制了后续透镜的设计空间,导致后续镜片过于弯曲,影响光学镜头的生产良率。
24.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:
25.38mm2《efl*imgh/rad(fov)《45mm2;
26.其中,efl为所述光学镜头的焦距,imgh为所述光学镜头的最大有效成像圆的半
径,rad(fov)为所述光学镜头的最大视场角的弧度值。
27.当满足该关系式38mm2《efl*imgh/rad(fov)《45mm2时,光学镜头具有更大的视场角以及紧凑的结构分布,能够实现光学镜头的长焦功能,以及大视野设计需求,实现对大范围场景的清晰成像。而若efl*imgh/rad(fov)≥45mm2会造成视场角变小,不满足光学镜头的大视野要求;如果efl*imgh/rad(fov)≤38mm2时,则会导致光学镜头的焦距过短,无法实现长焦功能。
28.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:
29.0.7《σet/σct《1.1;
30.其中,σet为所述光学镜头的所述第一透镜至所述第六透镜中,各所述透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述透镜的像侧面的最大有效半口径在平行于光轴方向上的距离之和(即,第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和),σct为所述光学镜头的所述第一透镜至所述第六透镜中,各所述透镜于所述光轴上的厚度之和(即,第一透镜至第六透镜的中心厚度之和)。
31.通过合理控制该光学镜头的各透镜的中心厚度总和与边缘厚度总和,可以合理地平衡中心视场与边缘视场光程差,有效改善场曲,减小畸变,提高成像清晰度。如果σet/σct≥1.1,透镜的整体边缘厚度过大,则会导致边缘视场光程远大于中心视场光程,造成场曲过大,引起外视场图像模糊;如果σet/σct≤0.7,透镜的整体边缘厚度过小,则会使边缘视场光程远小于中心视场光程,同样造成场曲过大,引起外视场图像模糊。
32.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:
33.0.4《σet/efl《0.6;
34.其中,σet为所述光学镜头的所述第一透镜至所述第六透镜中,各所述透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述透镜的像侧面的最大有效半口径在平行于光轴方向上的距离之和(即,第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和),efl为所述光学镜头的焦距。
35.由于透镜随温度变化导致镜片承靠部分(位于镜片的边缘)产生的形变,容易造成光学镜头之间的公差敏感,基于此,通过限定第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和与光学镜头的焦距的比值,能够确保该光学镜头的各透镜之间的紧凑配合,同时配合光学镜头的焦距,保证良好的加工工艺,提高加工良率和组装良率。
36.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:
[0037]-0.5《sagfl3/ct23《-0.2;
[0038]
其中,sagfl3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物侧面于所述光轴的交点在平行于所述光轴方向上的距离(即,第三透镜物侧面的矢高),ct23为所述第二透镜的像侧面至第三透镜的物侧面于光轴方向上的空气间隙。
[0039]
通过限定第三透镜物侧面的矢高与第二透镜到第三透镜于光轴处中心空气间隙的比值,能够使得该第二透镜、第三透镜在组装于镜筒时具有足够的组装公差空间,从而能够改善场曲,避免图像边缘扭曲。sagfl3/ct23≥-0.2时,会导致第三透镜的物侧面过于弯曲,导致不利于第三透镜的加工成型,且第三透镜的组装难度加大,不利于第三透镜的组
装。sagfl3/ct23≤-0.5时,则会造成第三透镜、第二透镜与镜筒的贴合度差,且不利于场曲修正,导致边缘图像歪曲,形成歪曲图像。
[0040]
0.5《sd62/imgh《0.7;
[0041]
其中,sd62为所述第六透镜的像侧面的最大有效半口径,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)。
[0042]
由于第六透镜为最靠近成像面的透镜,因此,通过限定光学镜头的最后一片透镜的像侧面的最大有效半口径与光学镜头的半像高的比值在一定范围内,不仅能使光线由合适的入射角度投射到成像面上,而且还能够保证光线能平滑过渡到成像面上,从而当光学镜头应用于摄像模组时,能够便于光学镜头与图像传感器的组装,提高组装良率;如果sd62/imgh>0.7,第六透镜与像面在垂直于光轴的方向上段差较小,则会导致光效的入射角度过小,不利于光学镜头的小型化设计;如果sd62//imgh<0.5,第六透镜与像面在垂直于光轴的方向上段差过大,则会导致光线到达成像面时的入射角较大,导致相对照度偏低,影响成像质量。
[0043]
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:
[0044]
0.5<sd11/imgh<0.7;其中,sd11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径,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)。
[0045]
由于第一透镜为最靠近物侧的第一枚透镜,因此,通过限定光学镜头的第一枚透镜的物侧面的最大有效半口径与光学镜头的半像高的比值在一定范围内,能够有效控制该光学镜头的口径。
[0046]
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:-3《ttl/f6《-2;其中,f6为所述第六透镜的焦距。
[0047]
通过合理光学镜头的总长与第六透镜的焦距的比值,不仅能实现光学镜头的微型化,而且还能保证光线更好地汇聚于成像面上,并保证有合适的倾斜角度匹配合适的图像传感器。ttl/f6≤-3时,会导致光学镜头的总长太长,不仅不利于光学镜头的微型化,而且会造成光线进入成像面时的主光线角度太大,导致成像面的边缘光线无法成像在图像传感器的感光面上,进而造成成像信息不全的情况。当ttl/f6≥-2时,光学镜头的总长太短,光学镜头的敏感度加大,不利于光线在成像面上的汇聚。
[0048]
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能够在实现微型化设计的基础上,实现光学镜头的长焦功能。
[0049]
第三方面,本发明公开了一种电子设备,所述电子设备包括如上述第二方面所述的摄像模组。具有该摄像模组的电子设备同样能够实现微型化设计和长焦功能。
[0050]
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0051]
通过限定光学镜头的第一透镜具有正屈折力,结合第一透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面和凹面的设计,有利于抓住光线使得光线能够以大角度入射进第一透镜;第二透镜具有负屈折力,结合其物侧面于近光轴处为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面的设计,有利于使得经过第一透镜的入射的大角度光线平缓地射入第二透镜的同时,还可以降低光学镜头产生的鬼像风险,同时,还能够使得第一透镜、第二透镜二者于光轴处的厚
度减小,从而减小光学镜头的总长,有利于光学镜头的微型化设计;第三透镜的物侧面于近光轴处为凹面,且第四透镜的像侧面于近光轴处为凸面的设置,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;第五透镜的像侧面于近光轴处为凸面,能够使得边缘视场光线得到有效汇聚,以矫正入射光线经第一透镜至第四透镜所产生的边缘视场像差,同时有利于合理配合前后透镜之间的空气间隙,以降低鬼像的风险;第六透镜具有负屈折力,结合其物侧面于近光轴处为凸面,其像侧面于近光轴处为凹面的涉及,能够平衡第一透镜至第五透镜所产生的难以矫正的像差,促进光学镜头的像差平衡,进而提高光学镜头的解像力,从而提高光学镜头的成像质量。
[0052]
此外,0.3《bfl/ttl《0.4时,能够在满足微型化设计的同时还可使得光学镜头具有足够的调焦范围,从而保证光学镜头的焦深较大,能够获取物方更多的深度信息,实现长焦功能。同时,当光学镜头应用于摄像模组时,还能够提高光学镜头的组装良率,进而提升摄像模组的组装良率。
附图说明
[0053]
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。
[0054]
图1是本技术第一实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0055]
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(%);
[0056]
图3是本技术第二实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0057]
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(%);
[0058]
图5是本技术第三实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0059]
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(%);
[0060]
图7是本技术第四实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0061]
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(%);
[0062]
图9是本技术第五实施例公开的光学镜头的结构示意图;
[0063]
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(%);
[0064]
图11是本技术公开的摄像模组的结构示意图;
[0065]
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
[0066]
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。
[0067]
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共有六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和第六透镜l6。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和第六透镜l6,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具有负屈折力。
[0068]
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,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处为凹面或凸面,第五透镜l5的像侧面52于近光轴o处为凸面;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。
[0069]
进一步地,第一透镜的物侧面11于圆周处为凸面,第一透镜l1的像侧面12于圆周处为凹面;第二透镜l2的物侧面21于圆周处为凸面,第二透镜l2的像侧面22于圆周处为凹面;第三透镜l3的物侧面31于圆周处为凹面,第三透镜l3的像侧面32于圆周为凸面;第四透镜l4的物侧面41于圆周处为凹面或凸面,第四透镜l4的像侧面42于圆周处为凸面或凹面;第五透镜l5的物侧面51于圆周处为凹面,第五透镜l5的像侧面52于圆周处为凸面;第六透镜l6的物侧面61于圆周处为凹面,第六透镜l6的像侧面62于圆周处为凸面。
[0070]
通过合理配置第一透镜l1至第六透镜l6之间的各透镜的面型和屈折力,从而能够使光学镜头100满足微型化设计。
[0071]
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和第六透镜l6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和第六透镜l6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。
[0072]
在一些实施例中,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可均为非球面透镜。可以理解地,在其他实施例中,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也可采用球面透镜。
[0073]
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设置在物面和第一透镜l1的物侧面11之间,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也可设置在第一透镜l1与第二透镜l2之间,或者是设置在第二透镜l2和第三透镜l3之间,根据实际情况调整设置,本实施例对此不作具体限定。
[0074]
一些实施例中,光学镜头100还包括红外滤光片70,红外滤光片70设置于第六透镜l6与光学镜头100的成像面101之间。选用红外滤光片70,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70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,可根据实际需要进行选择,在本实施例不作具体限定。
[0075]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:10.3《bfl/ttl《0.4。其中,bfl为第六透镜的像侧面至光学镜头的成像面在平行于光轴方向上的最小距离(即,光学镜头的后焦距),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(即,光学镜头的总长)。
[0076]
当光学镜头满足0.3《bfl/ttl《0.4时,能够在满足微型化设计的同时还可使得光学镜头具有足够的调焦范围,从而保证光学镜头的焦深较大,能够获取物方更多的深度信息,实现长焦功能。同时,当光学镜头应用于摄像模组时,还能够提高光学镜头的组装良率,进而提升摄像模组的组装良率。若bfl/ttl≥0.4时,后焦过长,则该光学镜头部分会被过渡压缩,导致光学镜头的加工敏感度加大,影响生产良率和组装良率。而若bfl/ttl≤0.3,后焦过短,则会导致光学镜头的焦深不足导致成像质量不佳,进而导致无法实现长焦功能的情况。
[0077]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:1≤ct5/et5≤3.1;其中,ct5为第五透镜于光轴上的厚度(即第五透镜的中心厚度),et5为第五透镜的物侧面的最大有效半口径处至第五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,第五透镜的边缘厚度)。
[0078]
由于第五透镜为除了第六透镜外最靠近成像面的透镜,因此,第五透镜可有效平衡光学镜头的光程差,实现修正场曲的功能。这是因为,若第五透镜的中心厚度太厚,则无法满足生产加工要求,而且中心厚度太薄或太厚都会导致中心视场光线和边缘视场光线难以在成像面附近汇聚,造成场曲过大。基于此,通过限定第五透镜的中心厚度与边缘厚度的比值在一定范围内,能够有效保证第五透镜的成像良率的同时,还可保证其成像稳定性。如果ct5/et5>3.1,则第五透镜的中心相对于边缘太厚,造成像面场曲过大;若ct5/et5<1,会导致第五透镜的中心太薄,无法满足生产加工要求,进而无法保证第五透镜的生产良率。
[0079]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:1.2《ct5/ct2《2;其中,ct5为第五透镜于光轴上的厚度(即第五透镜的中心厚度),ct2为第二透镜于光轴上的厚度(即第二透镜的中心厚度)。
[0080]
由于第五透镜与第二透镜形成对称结构,其曲面弯曲度相反,具有校正场曲功能,因此当第五透镜的中心厚度与第二透镜的中心厚度满足一定比例时,才能很好地校正场曲。如果ct5/ct2≥2,第五透镜l5过厚,与第二透镜l2之间难以形成轴上像差相消的配合,进而导致光学镜头100的中心视场比较敏感,从而使良率降低;如果ct5/ct2≤1.2时,第二透镜尺寸过大,限制了后续透镜的设计空间,导致后续镜片过于弯曲,影响光学镜头的生产良率。
[0081]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:38mm2《efl*imgh/rad(fov)《45mm2;其中,efl为光学镜头的焦距,imgh为光学镜头的最大有效成像圆的半径,rad(fov)为光学镜头的最大视场角的弧度值。
[0082]
当满足该关系式38mm2《efl*imgh/rad(fov)《45mm2时,光学镜头具有更大的视场角以及紧凑的结构分布,能够实现光学镜头的长焦功能,以及大视野设计需求,实现对大范围
场景的清晰成像。而若efl*imgh/rad(fov)≥45mm2会造成视场角变小,不满足光学镜头的大视野要求;如果efl*imgh/rad(fov)≤38mm2时,则会导致光学镜头的整体焦距过短,无法实现长焦功能。
[0083]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.7《σet/σct《1.1;其中,σet为光学镜头的第一透镜至第六透镜中,各透镜的物侧面的最大有效半口径处至透镜的像侧面的最大有效半口径在平行于光轴方向上的距离之和(即,第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和),σct为光学镜头的第一透镜至第六透镜中,各透镜于光轴上的厚度之和(即,第一透镜至第六透镜的中心厚度之和)。
[0084]
通过合理控制该光学镜头的各透镜的中心厚度总和与边缘厚度总和,可以合理地平衡中心视场与边缘视场光程差,有效改善场曲,减小畸变,提高成像清晰度。如果σet/σct≥1.1,透镜的整体边缘厚度过大,则会导致边缘视场光程大于中心视场光程,造成场曲过大,引起外视场图像模糊;如果σet/σct≤0.7,透镜的整体边缘厚度过小,则会使边缘视场光程小于中心视场光程,同样造成场曲过大,引起外视场图像模糊。
[0085]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.4《σet/efl《0.6;其中,σet为光学镜头的第一透镜至所述第六透镜中,各透镜的物侧面的最大有效半口径处至透镜的像侧面的最大有效半口径在平行于光轴方向上的距离之和(即,第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和),efl为光学镜头的焦距。
[0086]
由于透镜随温度变化导致镜片承靠部分(位于镜片的边缘)产生的形变,容易造成光学镜头之间的公差敏感,基于此,通过限定第一透镜至第六透镜的边缘厚度之和与光学镜头的焦距的比值,能够确保该光学镜头的各透镜之间的紧凑配合,同时配合光学镜头的整体焦距,保证良好的加工工艺,提高加工良率和组装良率。
[0087]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:-0.5《sagfl3/ct23《-0.2;其中,sagfl3为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物侧面于光轴的交点在平行于光轴方向上的距离(即,第三透镜物侧面的矢高),ct23为第二透镜的像侧面至第三透镜的物侧面于光轴方向上的空气间隙。
[0088]
通过限定第三透镜物侧面的矢高与第二透镜到第三透镜于光轴处中心空气间隙的比值,能够使得该第二透镜、第三透镜在组装于镜筒时具有足够的组装公差空间,从而能够改善场曲,避免图像边缘扭曲。sagfl3/ct23≥-0.2时会导致第三透镜的物侧面过于弯曲,导致不利于第三透镜的加工成型,且第三透镜的组装难度加大,不利于第三透镜的组装。sagfl3/ct23≤-0.5时,则会造成第三透镜、第二透镜与镜筒的贴合度差,且不利于场曲修正,导致边缘图像歪曲,形成歪曲图像。
[0089]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.5《sd62/imgh《0.7;其中,sd62为第六透镜的像侧面的最大有效半口径,imgh为光学镜头的最大有效成像圆的半径(即光学镜头的半像高)。
[0090]
由于第六透镜为最靠近成像面的透镜,因此,通过限定光学镜头的最后一片透镜的像侧面的最大有效半口径与光学镜头的半像高的比值在一定范围内,不仅能使光线由合适的入射角度投射到成像面上,而且还能够保证光线能平滑过渡到成像面上,从而当光学镜头应用于摄像模组时,能够便于光学镜头与图像传感器的组装,提高组装良率;如果sd62/imgh>0.7,第六透镜l6与成像面101在垂直于光轴的方向上段差较小,则会导致光效
的入射角度过小,不利于光学镜头100的小型化设计;如果sd62//imgh<0.5,第六透镜l6与成像面101在垂直于光轴的方向上段差过大,则会导致光线到达成像面101时的入射角较大,导致相对照度偏低,影响成像质量。
[0091]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:0.5<sd11/imgh<0.7,其中,sd11为第一透镜l1的物侧面11的最大有效半口径。由于第一透镜l1为最靠近物侧的第一枚透镜,因此,通过限定光学镜头100的第一枚透镜的物侧面的最大有效半口径与光学镜头的半像高的比值在一定范围内,不仅能够有效控制该光学镜头100的口径,同时还能够兼顾大光圈效果,使得该光学镜头100具有更大的视场角。
[0092]
一些实施例中,光学镜头100满足以下关系式:-3《ttl/f6《-2;其中,f6为第六透镜的焦距。
[0093]
通过合理光学镜头的总长与第六透镜的焦距的比值,不仅能实现光学镜头的微型化,而且还能保证光线更好地汇聚于成像面上,并保证有合适的倾斜角度匹配合适的图像传感器。ttl/f6≤-3时,会导致光学镜头的总长太长,不仅不利于光学镜头的微型化设计,而且会造成光线进入成像面101时的主光线角度太大,导致成像面101的边缘光线无法成像在图像传感器的感光面上,进而造成成像信息不全的情况。当ttl/f6≥-2时,光学镜头的总长太短,光学镜头100的敏感度加大,不利于光线在成像面101上的汇聚。
[0094]
由前述可知,第一透镜l1至第六透镜l6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:
[0095][0096]
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。
[0097]
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。
[0098]
第一实施例
[0099]
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以及红外滤光片70。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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0100]
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具有正屈折力,第六透镜l6具有负屈折力。
[0101]
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处均为凸面;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。
[0102]
具体地,以光学镜头100的焦距efl=8.37mm、光学镜头100的光圈数fno=2.5,光学镜头100的最大视场角fov=64.82
°
,光学镜头100的总长ttl=9.85mm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587.6nm下得到。
[0103]
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。
[0104]
表1
[0105][0106][0107]
表2
[0108][0109]
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650.0nm、610.0nm、587.6nm、510.0nm以及470.0nm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。
[0110]
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587.6nm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。
[0111]
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587.6nm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。
[0112]
第二实施例
[0113]
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以及红外滤光片70。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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0114]
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具有负屈折力。
[0115]
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处均为凸面;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。
[0116]
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587.6nm下得到。
[0117]
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。
[0118]
表3
[0119][0120]
表4
[0121]
[0122][0123]
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。
[0124]
第三实施例
[0125]
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以及红外滤光片70。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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0126]
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具有负屈折力。
[0127]
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处均为凸面;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。
[0128]
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587.6nm下得到。
[0129]
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。
[0130]
表5
[0131]
[0132][0133]
表6
[0134][0135]
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。
[0136]
第四实施例
[0137]
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以及红外滤光片70。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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0138]
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。
[0139]
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处分别为凹面、凸面;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。
[0140]
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587.6nm下得到。
[0141]
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。
[0142]
表7
[0143][0144]
表8
[0145]
[0146][0147]
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。
[0148]
第五实施例
[0149]
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以及红外滤光片70。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的材料可参见上述具体实施方式所述,此处不再赘述。
[0150]
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具有负屈折力。
[0151]
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处分别为凹面、凸面;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。
[0152]
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587.6nm下得到。
[0153]
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。
[0154]
表9
[0155][0156]
表10
[0157][0158][0159]
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。
[0160]
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。
[0161]
表11
[0162][0163]
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,满足小型化的设计需求。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。
[0164]
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,满足小型化的设计需求。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。
[0165]
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。
[0166]
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。
[0167]
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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