CN108152924B

CN108152924B - 一种光学摄像头

Info

Publication number: CN108152924B
Application number: CN201810019709.4A
Authority: CN
Inventors: 林肖怡; 袁正超
Original assignee: Guangdong Xu Ye Optoelectronics Technology Inc Co
Current assignee: Guangdong Xu Ye Optoelectronics Technology Inc Co
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-10-25
Anticipated expiration: 2038-01-09
Also published as: CN108152924A

Abstract

本发明公开了一种光学摄像头。该摄像镜头沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括一个具有负屈折力的第一透镜，一个具有正屈折力的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；一个具有屈折力的第三透镜；一个具有屈折力的第四透镜；一个具有负屈折力的第五透镜，其物侧面于靠近光轴处为凸面，其像侧面于靠近光轴处为凹面，于该凹面向外远离光轴处具有至少一凸面；一具有屈折力的第六透镜，其像侧面于靠近光轴处为凹面，在离轴处具有至少一反曲点；该光学摄像镜头满足以下条件：1.8<(R51+R52)/(R51‑R52)<4，采用上述技术方案后，本发明采用合理的面型结构及适当透镜间的间隔分配，对系统具有较佳的优化。在具有大视场角的同时还能够有效的压制系统的总长，满足当下轻薄便携化的需求。

Description

一种光学摄像头

技术领域：

本发明涉及光学摄像头产品技术领域，特别涉及一种应用于各种电子产品中的光学摄像头。

背景技术：

随着近来科技尤其是电子技术的飞速发展，移动轻便型电子装置得到了迅速的普及。电子装置的普及使得其所包含的光学成像镜头、影响传感器等模块得到了蓬勃的发展。与此同时，成像模块的应用得到了越来越广泛的应用，如现在高度普及的智能手机、平板电脑、行车记录仪、运动相机等。

在给生活带来极大便利的同时，人们对移动电子设备终端的要求也越来越高，不断追求更加便捷高效以及优质的移动体验，这就要求移动终端更加轻薄化、便携化。在一些特定场景中还要求具有较大的视场角，如前置自拍、游戏机、全景相机等，大广角能够使拍摄到的场景更加的宽广。在此带动下，市场对小型轻薄化同时又具备大视场角的摄像模组的需求急剧的增加，特别是在手机、车载镜头等领域的应用上。

传统的轻薄型广角光学成像镜头多采用五片式透镜结构，但在智能手机、平板电脑等高规格移动终端盛行的时代，人们追求更高画质的像质量以有更好的用户体验。传统的五片式透镜结构在屈折力分配、像差像散矫正、敏感度分配等方面具有局限性，无法进一步满足更高规格的成像需求。现主流的进一步发展的六片式广角成像光学镜头组，但透镜数量的增加使得镜头的总长也随之增加，无法有效压制镜头组总长度。例如美国专利号US20150177484A1的专利所示，其F.no光圈值虽然达到了2.0，保证了系统具有较大的进光量，但其TTL总长却无法有效压制，达到了10mm，再者，其视场角最大仅100°，在性能上无法满足现代移动电子设备对大视场的需求；又如美国专利公告号为US9488806的专利，其视场角HOV虽然达到了120°以上的大视场，但是该系统的总长度远超过了10mm，无法满足小型化的需求，且其使用了玻璃材料，在成型方面要求较高，不利于大规模的量产。因此，该领域中急需一种广角光学成像透镜组，在小型轻薄化的同时还能保证以较大视场成像，满足一些特定场景的广角成像需求。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种小型轻薄化的光学摄像头。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：一种光学摄像头，该摄像镜头沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括：一个具有负屈折力的第一透镜，其像侧面为凹面；一个具有正屈折力的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；一个具有屈折力的第三透镜；一个具有屈折力的第四透镜；一个具有负屈折力的第五透镜，其物侧面于靠近光轴处为凸面，其像侧面于靠近光轴处为凹面，于该凹面向外远离光轴处具有至少一凸面；一具有屈折力的第六透镜，其像侧面于靠近光轴处为凹面，在离轴处具有至少一反曲点；该光学摄像镜头满足以下条件：(1)1.8<(R51+R52)/(R51-R52)<4，该条件中，相关参数表示内容如下：R51：第五透镜物侧面的曲率半径；R52：第五透镜像侧面的曲率半径。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(2)0<F2i<4,i＝3、4、5、6，该条件中，相关参数表示内容如下：F2i:第二透镜到第i透镜的组合焦距。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(3)0.8<f/f4<1.4，该条件中，相关参数表示内容如下：f：光学成像透镜组的焦距；f4：第四透镜的焦距。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(4)1.6<CT2/ET2<2.8，该条件中，相关参数表示内容如下：CT2:第二透镜在光轴上的中心厚度；ET2:第二透镜的边缘厚度。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第三透镜物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面。

进一步而言，上述技术方案中，所述的第四透镜物侧面为凹面，像侧面为凸面。

进一步而言，上述技术方案中，在第五透镜和第六透镜中，其中至少一个透镜的折射率N满足：N>1.60。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(5)6<(R61+R62)/(R61-R62)<12，该条件中，相关参数表示内容如下：R61：第六透镜物侧面的曲率半径；R62：第六透镜像侧面的曲率半径。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(6)2.5<(CT3+CT4)/T34<4.5，该条件中，相关参数表示内容如下：CT3：第三透镜在光轴上的中心厚度；CT4：第四透镜在光轴上的中心厚度。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(7)1.8<CT4/CT3<3，该条件中，相关参数表示内容如下：CT3：第三透镜在光轴上的中心厚度；CT4：第四透镜在光轴上的中心厚度。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(8)0.4<f2/f4<1.0，该条件中，相关参数表示内容如下：f2：第二透镜的焦距；f4：第四透镜的焦距。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(9)1.3<f3/f5<4，该条件中，相关参数表示内容如下：f3：第三透镜的焦距；f5：第五透镜的焦距。

进一步而言，上述技术方案中，所述的光学摄像镜头还满足以下条件：(10)0.4<f/TTL<0.6，该条件中，相关参数表示内容如下：f：光学成像透镜组的焦距；TTL：光学摄像头的光学总长。

采用上述技术方案后，本发明所提供的光学摄像镜头，其采用合理的面型结构及适当透镜间的间隔分配，对系统具有较佳的优化。在具有大视场角的同时还能够有效的压制系统的总长，满足当下轻薄便携化的需求。再者，其还具备较大的F.no光圈，使得成像时具有更多的进光量，使最终拍摄时成像的画质更加清晰饱满，达到最佳化。

附图说明：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一的像散曲线图；

图3是本发明实施例一的畸变曲线图；

图4是本发明实施例一的球差曲线图；

图5是本发明实施例二的结构示意图；

图6是本发明实施例二的像散曲线图；

图7是本发明实施例二的畸变曲线图；

图8是本发明实施例二的球差曲线图；

图9是本发明实施例三的结构示意图；

图10是本发明实施例三的像散曲线图；

图11是本发明实施例三的畸变曲线图；

图12是本发明实施例三的球差曲线图；

图13是本发明实施例四的结构示意图；

图14是本发明实施例四的像散曲线图；

图15是本发明实施例四的畸变曲线图；

图16是本发明实施例四的球差曲线图；

图17是本发明实施例五的结构示意图；

图18是本发明实施例五的像散曲线图；

图19是本发明实施例五的畸变曲线图；

图20是本发明实施例五的球差曲线图；

图21是本发明实施例六的结构示意图；

图22是本发明实施例六的像散曲线图；

图23是本发明实施例六的畸变曲线图；

图24是本发明实施例六的球差曲线图；

具体实施方式：

实施例一

本发明为一种用于电子产品中的摄像头。见图1所示，这是本发明实施例一的结构示意图。该摄像镜头沿其光轴10从物侧到像侧方向(即图1所示的从左向右方向)依次包括：

一个具有负屈折力的第一透镜1，其像侧面为凹面；借此有助于较大视角的光线进入取像镜片系统，以提供其较广的视角；

一个具有正屈折力的第二透镜2，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；可提供摄像镜头的正屈折力，修正部分系统的像差；

一个具有屈折力的第三透镜3，其物侧面靠近光轴处为凹面，像侧面靠近光轴处也为凹面，可修正部分系统的像散提升成像品质；

一个具有屈折力的第四透镜4，其物侧面为一个凹面，像侧面为一个凸面；

一个具有负屈折力的第五透镜5，其物侧面于靠近光轴处为凸面，其像侧面于靠近光轴处为凹面，于该凹面向外远离光轴处具有至少一凸面，可修摄像头在近光轴处与离轴处的像差，提高镜头的解析力；

一具有屈折力的第六透镜6，其像侧面于靠近光轴处为凹面，在离轴处具有至少一反曲点；可进一步的修正摄像头在近光轴处与离轴处的像差；

一滤光片7，该滤光片7采用平面的红外滤光片；滤除影响成像品质的红外光上述各透镜的非球面曲线方程式表示如下：

其中，X为非球面上距离光轴为Y的点，其与相切于非球面光轴上顶点的切面的相对高度；R为曲率半径；Y为非球面曲线上的点与光轴的垂直距离；k为锥面系数；A_i为第i阶非球面系数。

在第一透镜1与第二透镜2之间设置有光圈9。所述的第五透镜、第六透镜表面采用了反曲点设计，可有效汇聚离轴光线，使其入射到感光元件上的角度与芯片预设的角度更加吻合，并且可进一步修正离轴视场的像差。

另外，在第五透镜和第六透镜中，其中至少一个透镜的折射率N满足：N>1.60。

上述所有透镜采用采用树脂材料制作。

结合下面的表1-1所示，本发明实施例一中上述各零部件规格参数如下：

上述表一中，“表面”是由左到右每个零部件的表面。例如：“表面”对应的“1”代表第一透镜1左侧凸面，其对应的曲率半径为：5.868mm，厚度为0.368mm；右侧凸面的曲率半径为：1.451mm，厚度为0.492mm。第一透镜1的折射率为1.54，焦距为-3.644mm。

本实施例中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表1-2所示。

结合表1-3所示，这是本实施例一中镜头组件需要满足的条件：

具体而言，结合上述表1-3所示，本实施例一中，头组件需要满足以下条件。

(1)1.8<(R51+R52)/(R51-R52)<4，本条件是用于调节中间关键透镜曲率半径，有效修正系统像差，本实施例一取值为：3.9893。

(2)0<F2i<4,i＝3、4、5、6。本实施例取值为：F23＝1.8331，F24＝1.5062，F25＝1.5167，F26＝1.4298.

(3)0.8<f/f4<1.4，控制第四透镜焦距与系统焦距的比值，合理分担该透镜承担的屈折力。本实施例一取值为：0.8100.

(4)1.6<CT2/ET2<2.8，满足本条件可以使第二透镜的中厚与边厚比值较合理，利于注塑成型，配合整体设计更加紧凑，利于小型化。本实施例一取值为：1.8156。

(5)6<(R61+R62)/(R61-R62)<12，满足本关系式可使透镜的曲率较为合适，使系统整体结构紧凑，利于缩短系统总长实现小型化。本实施例一取值为：6.4962。

(6)2.5<(CT3+CT4)/T34<4.5，满足本条件，可一合理的控制中间部分第三透镜第四透镜的中厚与两透镜间空气间隙的值，利于整体设计的小型化，使得装配时有较好的结构和公差，利于量产。本实施例取值为：4.2354。

(7)1.8<CT4/CT3<3，满足本条件能够实现合理控制镜片边缘厚度与中部厚度比值，利于镜片的注塑成型，利于量产。本实施例取值为：1.8230。

(8)0.4<f2/f4<1.0，满足本关系式可适当调节第二透镜第四透镜的屈折力权重，使得该部分结构不至于过于敏感本实施例取值为：0.6462。

(9)1.3<f3/f5<4，满足本关系式可适当调节第三透镜第五透镜的屈折力权重，使得该部分结构不至于过于敏感本实施例取值为：1.4671。

(10)0.4<f/TTL<0.6，本实施例取值为：0.4248。

上述条件中，相关参数表示内容如下：

f：光学成像透镜组的焦距

f2：第二透镜的焦距

f3：第三透镜的焦距

f4：第四透镜的焦距

f5：第五透镜的焦距

f6：第六透镜的焦距

fi:第i透镜的焦距

f2i:第二透镜到第i透镜的组合焦距

R51：第五透镜物侧面的曲率半径

R52：第五透镜像侧面的曲率半径

R61：第六透镜物侧面的曲率半径

R62：第六透镜像侧面的曲率半径

ET2:第二透镜的边缘厚度

CT2:第二透镜在光轴上的中心厚度

CT3：第三透镜在光轴上的中心厚度

CT4：第四透镜在光轴上的中心厚度

T34：第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间距

TTL：光学摄像镜头的光学总长。

由上所述，采用上述技术条件后，本实施例一的光学镜头的焦距f＝1.84mm，光圈数Fno＝2.24，半视场角FOV＝60°。结合图2-图4所示，本实施例一具有以下优点：

1、本实施例采用上述结构，其采用合理的材料及屈折力搭配，当满足特定的条件时，整个光学具备较佳的光线汇聚能力，在满足高像素要求，同时有效的降低摄像镜头系统组的总长度，达到轻薄化。

2、本实施例一种产品具有大光圈优点，大光圈保证了充足的进光量，能有效提升感光度，保证较佳成像质量.

3、本实施例一采用六片非球面镜片的结构，采用合适的面型，扩展至更高阶的非球面系数，有效矫正场曲、象散、倍率色差等各类像差。如图2中主波长像散整体小于0.05mm，图4中全波段球差整体小于0.01mm，主波长更是接近于0；同时具有较优的薄厚比，较好的敏感度，提高制程良率，缩小生产成本。

4、本实施例一采用塑胶材料，利用塑胶材料具有精密模压的特点，实现批量生产，这样可以大幅度降低光学元件的加工成本，进而使得光学系统的成本大幅度下降便于大范围推广。

实施例二

见图5-图8所示，这是本发明的实施例二。

本实施例二与上述的实施例一结构相同。具体见下表2-1所示，本实施例二的各零部件的规格参数如下：

同样的，本实施例二中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表2-2所示。

结合下表2-3所示，这是本实施例二中镜头组件需要满足的条件：

见表2-3所示，相对于上述实施例一，本实施例二需要满足的条件具体参数在条件范围内进行了调整。

本实施例二采用上述技术条件后，本实施例二的光学镜头的焦距f＝2.11mm，光圈数Fno＝2.27，视角FOV＝60°。

实施例三

见图9-图12所示，这是本发明的实施例三，本实施例三与上述的实施例结构相同。见下表3-1所示，本实施例三的各零部件的规格参数如下：

同样的，本实施例三中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表3-2所示。

结合下表3-3所示，这是本实施例三中镜头组件需要满足的条件：

见表4-3所示，相对于上述实施例，本实施例三需要满足的条件具体参数在条件范围内进行了调整。

本实施例三采用上述技术条件后，本实施例三的光学镜头的焦距f＝1.93mm，光圈数Fno＝2.30，视角FOV＝60°。

实施例四

见图13图16所示，这是本发明的实施例四。

本实施例四与上述的实施例结构相同。具体见下表4-1所示，本实施例四的各零部件的规格参数如下：

同样的，本实施例四中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表4-2所示。

结合下表4-3所示，这是本实施例四中镜头组件需要满足的条件：

本实施例四采用上述技术条件后，本实施例四的光学镜头的焦距f＝1.79mm，光圈数Fno＝2.24，视角FOV＝60°。

实施例五

见图17-图20所示，这是本发明的实施例五。本实施例五与上述的实施例结构相同。具体见下表5-1所示，本实施例五的各零部件的规格参数如下：

同样的，本实施例五中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表5-2所示。

结合下表5-3所示，这是本实施例五中镜头组件需要满足的条件：

见表5-3所示，相对于上述实施例，本实施例五需要满足的条件具体参数在条件范围内进行了调整。

本实施例五采用上述技术条件后，本实施例五的光学镜头的焦距f＝1.74mm，光圈数Fno＝2.27，视角FOV＝60°。

实施例六

见图21-图24所示，这是本发明的实施例六。

本实施例六与上述的实施例结构相同。具体见下表6-1所示，本实施例六的各零部件的规格参数如下：

同样的，本实施例六中，所有透镜的物侧表面和像侧表面均为非球面，具体各个透镜中非球面系数如表6-2所示。

结合下表6-3所示，这是本实施例六中镜头组件需要满足的条件：

见表6-3所示，相对于上述实施例，本实施例六需要满足的条件具体参数在条件范围内进行了调整。本实施例六采用上述技术条件后，本实施例六的光学镜头的焦距f＝1.95mm，光圈数Fno＝2.27，半视场角FOV＝62°。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims

1.一种光学摄像头，其特征在于：该摄像镜头沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括：

一个具有负屈折力的第一透镜，其像侧面为凹面；

一个具有正屈折力的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

一个具有屈折力的第三透镜；

一个具有屈折力的第四透镜；

一个具有负屈折力的第五透镜，其物侧面于靠近光轴处为凸面，其像侧面于靠近光轴处为凹面，于该凹面向外远离光轴处具有至少一凸面；

一具有屈折力的第六透镜，其像侧面于靠近光轴处为凹面，在离轴处具有至少一反曲点；

上述的第三透镜具有负光焦度，第四透镜具有正光焦度，第六透镜具有负光焦度；该光学摄像镜头满足以下条件：

(1)1.8<(R51+R52)/(R51-R52)<4；

(2)0<F2i<4,i＝3、4、5、6；

上述条件中，相关参数表示内容如下：

R51：第五透镜物侧面的曲率半径；

R52：第五透镜像侧面的曲率半径；

F2i:第二透镜到第i透镜的组合焦距。

2.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(3)0.8<f/f4<1.4，该条件中，相关参数表示内容如下：

f：光学成像透镜组的焦距；

f4：第四透镜的焦距。

3.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(4)1.6<CT2/ET2<2.8，该条件中，相关参数表示内容如下：

CT2:第二透镜在光轴上的中心厚度；

ET2:第二透镜的边缘厚度。

4.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：第三透镜物侧面在近光轴处为凹面，像侧面在近光轴处为凹面。

5.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：第四透镜物侧面为凹面，像侧面为凸面。

6.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：在第五透镜和第六透镜中，其中至少一个透镜的折射率N满足：N>1.60。

7.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(5)6<(R61+R62)/(R61-R62)<12，该条件中，相关参数表示内容如下：

R61：第六透镜物侧面的曲率半径；

R62：第六透镜像侧面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(6)2.5<(CT3+CT4)/T34<4.5，该条件中，相关参数表示内容如下：

CT3：第三透镜在光轴上的中心厚度；

CT4：第四透镜在光轴上的中心厚度；

T34：第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间距。

9.根据权利要求8所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(7)1.8<CT4/CT3<3，该条件中，相关参数表示内容如下：

CT3：第三透镜在光轴上的中心厚度；

CT4：第四透镜在光轴上的中心厚度。

10.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(8)0.4<f2/f4<1.0，该条件中，相关参数表示内容如下：

f2：第二透镜的焦距；

f4：第四透镜的焦距。

11.根据权利要求10所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(9)1.3<f3/f5<4，该条件中，相关参数表示内容如下：

f3：第三透镜的焦距；

f5：第五透镜的焦距。

12.根据权利要求1所述的一种光学摄像头，其特征在于：所述的光学摄像镜头还满足以下条件：

(10)0.4<f/TTL<0.6，该条件中，相关参数表示内容如下：

f：光学成像透镜组的焦距；

TTL：光学摄像头的光学总长。