光学镜头及电子设备的制作方法

本发明涉及光学成像设备，具体而言，涉及一种光学镜头及电子设备。

背景技术：

1、随着汽车辅助驾驶系统的快速发展，越来越多的汽车搭载了hud系统，而pgu作为hud的核心器件，其对光学镜头的要求也越来越多，同时为实现光轴倾斜入射成像面，往往采用共轴方案，将成像面倾斜设置，但是这样会导致畸变较大；或采用离轴方案，这种方案会使光学镜头的fno上升，光通量下降；同时对于大视场要求，导致透镜口径增大，或采用偶次非球面透镜降低口径的同时提升成像质量，但是这样会导致成本上升。

2、现有技术中虽然提供了一些光学镜头，但是这些光学镜头都存在一些普遍的问题，例如现有大fov、大视场的光学镜头面临口径较大、成本较高的问题；现有的光学镜头往往采用共轴方案，将成像面倾斜设置，但是这样会导致畸变较大；现有的光学镜头不能满足小fno要求，通光能力不强，不能在相同照明光源下提供更高的光通量，成像质量差，同时还难以实现长后焦。

3、也就是说，现有技术中的光学镜头存在小型化、高光通量、低成本、小畸变、小口径、大视场、长后焦和高成像质量难以同时兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种光学镜头及电子设备，以解决现有技术中的光学镜头存在小型化、高光通量、低成本、小畸变、小口径、大视场、长后焦和高成像质量难以同时兼顾的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光学镜头，由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，第二透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，第三透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，第四透镜的第一侧面为凹面；具有正光焦度的第五透镜，第五透镜的第二侧面为凸面；具有正光焦度的第六透镜，第六透镜的第二侧面为凸面；具有正光焦度的第七透镜，第七透镜的第一侧面为凸面。

3、进一步地，第四透镜的第二侧面为凹面。

4、进一步地，第四透镜的第二侧面为凸面。

5、进一步地，第五透镜的第一侧面为凸面。

6、进一步地，第五透镜的第一侧面为凹面。

7、进一步地，第六透镜的第一侧面为凹面。

8、进一步地，第六透镜的第一侧面为凸面。

9、进一步地，第七透镜的第二侧面为凹面。

10、进一步地，第七透镜的第二侧面为凸面。

11、进一步地，第四透镜与第五透镜胶合形成双胶合透镜。

12、进一步地，光学镜头还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

13、进一步地，光学镜头的最大视场角所对应的像高h、光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角的弧度θ之间满足：0.03≤|(h-f*θ)/(f*θ)|≤0.2。

14、进一步地，光学镜头的最大视场角fov满足：55.6°≤fov≤100°。

15、进一步地，光学镜头的光学后焦，即光学镜头的最后一片透镜的第二侧中心到成像面的中心距离bfl与光学镜头的透镜组的长度，即第一透镜的第一侧中心至最后一片透镜的第二侧中心的距离tl之间满足：0.13≤bfl/tl≤0.8。

16、进一步地，第七透镜的焦距值f7与光学镜头的整组焦距值f之间满足：1.6≤f7/f≤5.3。

17、进一步地，光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl与光学镜头的最大通光口径dmax之间满足：2.2≤ttl/dmax≤3.5。

18、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、光学镜头的入瞳直径enpd与光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大有效口径d1之间满足：0.06≤f/enpd/d1≤0.15。

19、进一步地，光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl与光学镜头的整组焦距值f之间满足：6.4≤ttl/f≤9.5。

20、进一步地，第一透镜的材料折射率nd1满足：nd1≥1.42。

21、进一步地，第三透镜的第二侧面和光阑之间的距离d6与光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl之间满足：d6/ttl≥0.015。

22、进一步地，光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的入瞳直径enpd之间满足：1≤f/enpd≤4。

23、进一步地，第一透镜的第二侧面的曲率半径r2与光学镜头的整组焦距值f之间满足：r2/f≤0。

24、进一步地，第三透镜的第一侧面的矢高sag5与第三透镜的第二侧面的矢高sag6之间满足：0.4≤|sag5/sag6|≤1.5。

25、进一步地，第六透镜的焦距值f6与第七透镜的焦距值f7之间满足：0.55≤|f6/f7|≤1.7。

26、进一步地，第二透镜的第二侧面的曲率半径r3与第二透镜的第一侧面的曲率半径r4之间满足：|r3/r4|≥3.16。

27、进一步地，第一透镜的焦距值f1与光学镜头的整组焦距值f之间满足：f1/f≥3.5。

28、进一步地，第二透镜的焦距值f2与光学镜头的整组焦距值f之间满足：-2≤f2/f≤-0.05。

29、进一步地，第三透镜的焦距值f3与光学镜头的整组焦距值f之间满足：0.8≤f3/f≤2.2。

30、进一步地，第四透镜的焦距值f4与光学镜头的整组焦距值f之间满足：-1.2≤f4/f≤-0.4。

31、进一步地，第五透镜的焦距值f5与光学镜头的整组焦距值f之间满足：0.05≤f5/f≤4.8。

32、进一步地，第六透镜的焦距值f6与光学镜头的整组焦距值f之间满足：2.5≤f6/f≤6。

33、进一步地，光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径d、光学镜头的最大视场角所对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：0.03≤d/h/fov≤0.8。

34、根据本发明的另一方面，提供了一种光学镜头，由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜；具有负光焦度的第二透镜；具有正光焦度的第三透镜；具有负光焦度的第四透镜；具有正光焦度的第五透镜；具有正光焦度的第六透镜；具有正光焦度的第七透镜；其中，光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl与光学镜头的最大通光口径dmax之间满足：2.2≤ttl/dmax≤3.5。

35、进一步地，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

36、进一步地，第二透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

37、进一步地，第三透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

38、进一步地，第四透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面。

39、进一步地，第四透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面。

40、进一步地，第五透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

41、进一步地，第五透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面。

42、进一步地，第六透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面。

43、进一步地，第六透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

44、进一步地，第七透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

45、进一步地，第七透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

46、进一步地，第四透镜与第五透镜胶合形成双胶合透镜。

47、进一步地，光学镜头还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

48、进一步地，光学镜头的最大视场角所对应的像高h、光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角的弧度θ之间满足：0.03≤|(h-f*θ)/(f*θ)|≤0.2。

49、进一步地，光学镜头的最大视场角fov满足：55.6°≤fov≤100°。

50、进一步地，光学镜头的光学后焦，即光学镜头的最后一片透镜的第二侧中心到成像面的中心距离bfl与光学镜头的透镜组的长度，即第一透镜的第一侧中心至最后一片透镜的第二侧中心的距离tl之间满足：0.13≤bfl/tl≤0.8。

51、进一步地，第七透镜的焦距值f7与光学镜头的整组焦距值f之间满足：1.6≤f7/f≤5.3。

52、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、光学镜头的入瞳直径enpd与光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大有效口径d1之间满足：0.06≤f/enpd/d1≤0.15。

53、进一步地，光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl与光学镜头的整组焦距值f之间满足：6.4≤ttl/f≤9.5。

54、进一步地，第一透镜的材料折射率nd1满足：nd1≥1.42。

55、进一步地，第三透镜的第二侧面和光阑之间的距离d6与光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至成像面的中心距离ttl之间满足：d6/ttl≥0.015。

56、进一步地，光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的入瞳直径enpd之间满足：1≤f/enpd≤4。

57、进一步地，第一透镜的第二侧面的曲率半径r2与光学镜头的整组焦距值f之间满足：r2/f≤0。

58、进一步地，第三透镜的第一侧面的矢高sag5与第三透镜的第二侧面的矢高sag6之间满足：0.4≤|sag5/sag6|≤1.5。

59、进一步地，第六透镜的焦距值f6与第七透镜的焦距值f7之间满足：0.55≤|f6/f7|≤1.7。

60、进一步地，第二透镜的第二侧面的曲率半径r3与第二透镜的第一侧面的曲率半径r4之间满足：|r3/r4|≥3.16。

61、进一步地，第一透镜的焦距值f1与光学镜头的整组焦距值f之间满足：f1/f≥3.5。

62、进一步地，第二透镜的焦距值f2与光学镜头的整组焦距值f之间满足：-2≤f2/f≤-0.05。

63、进一步地，第三透镜的焦距值f3与光学镜头的整组焦距值f之间满足：0.8≤f3/f≤2.2。

64、进一步地，第四透镜的焦距值f4与光学镜头的整组焦距值f之间满足：-1.2≤f4/f≤-0.4。

65、进一步地，第五透镜的焦距值f5与光学镜头的整组焦距值f之间满足：0.05≤f5/f≤4.8。

66、进一步地，第六透镜的焦距值f6与光学镜头的整组焦距值f之间满足：2.5≤f6/f≤6。

67、进一步地，光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的第一侧面的最大通光口径d、光学镜头的最大视场角所对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：0.03≤d/h/fov≤0.8。

68、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述的光学镜头以及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

69、应用本发明的技术方案，光学镜头由第一侧至第二侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜和具有正光焦度的第七透镜。第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面；第二透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面；第三透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面；第四透镜的第一侧面为凹面；第五透镜的第二侧面为凸面；第六透镜的第二侧面为凸面；第七透镜的第一侧面为凸面。

70、第一透镜具有正光焦度，将光线进行汇聚，同时第二侧面为凸面，有利于收缩前端光线，使得光线进入第二透镜的高度降低，有利于减小前端口径。第一透镜优选使用高折射率材料，有利于折转光线，实现更大视场，同时有利于管控前后端透镜的口径，实现小型化的设计。

71、第二透镜具有负光焦度，将光线进一步发散，调整光线偏折角度，减小色差；同时第二透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面，第二透镜的形状呈弯月形，有利于收集大视场光线，提升光学镜头的通光量；第二侧面为凹面，使得边缘视场光线与中心视场光线经过第二透镜时的光程不同，边缘视场光线的光程更大，有利于离焦矫正边缘视场的像差，提高解像能力。

72、第三透镜具有正光焦度，将光线进行汇聚，调整汇聚中心光线及边缘位置光线，提升系统照度，同时使光线走势平稳过渡至后方，降低系统敏感性；第三透镜的第二侧面为凸面，边缘视场大角度光线经第三透镜后向内偏转，有利于减小系统后端透镜的孔径，实现小型化的同时降低透镜成本。

73、第四透镜具有负光焦度，使得经过第四透镜的中心及边缘光线走势发散，有利于扩大光阑孔径，提升系统照度；第四透镜的第一侧面为凹面，第四透镜的第二侧面可为凸也可为凹；当第四透镜的第二侧面为凹面时，第四透镜形状为双凹与后面双凸且正光焦度的第五透镜搭配能够矫正色差，降低系统敏感性；第四透镜的第一侧面为凹面，边缘视场及中心视场光线的光程差快速增大，有利于矫正边缘视场的像差，提升像质。当第四透镜的第二侧面为凸面时，使得第四透镜的形状呈现弯月形，有利于收集大视场光线，提升光学镜头的通光量，同时与第五透镜胶合后，光线过渡更加平稳，有利于减低透镜敏感性。

74、第五透镜具有正光焦度，对光线具有汇聚作用，能够有效汇聚各视场的中心光线与边缘光线，增加系统照度；第五透镜的第二侧面为凸面，第五透镜的第一侧面可为凸也可为凹；当第五透镜的第一侧面为凸面时，第五透镜形状平缓，光线经过第五透镜时，光线过渡平稳，产生像差较小，有利于提升光学镜头的解像能力；当第五透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面时，与前面第一侧面为凹面，第二侧面为凸面的具有负光焦度的透镜搭配能够矫正色差，同时第五透镜的形状呈现弯月形，有利于收集大视场光线，提升通光量。

75、第六透镜具有正光焦度，第六透镜的第二侧面为凸面，第六透镜的第一侧面可为凸也可为凹，当第六透镜的第一侧面为凹面时，正光焦度且形状呈弯月形，有利于更好的收集经第五透镜进入的光线，提升系统通光量；当第六透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面时，使得光线近似垂直入射第六透镜表面，各个视场的光线偏转较小，能量损失小，同时光线平稳过渡，有利于降低透镜的敏感性。当第六透镜具有正光焦度且其第一侧面为凸面时，能够压缩入射光线的角度实现光线平稳过渡，使发散的光线顺利进入后方，进一步使光线走势平稳过渡，有利于减小后端透镜的口径，且降低系统敏感性。

76、第七透镜具有正光焦度，对光线有汇聚作用，避免大视场光线到达成像面时与芯片主光线角过大造成的光能损失，利于提高边缘视场的照度；第七透镜的第一侧面为凸面，第七透镜的第二侧面可为凸也可为凹，当第七透镜的第二侧面为凹面时，正光焦度且透镜形状平缓，使光线顺利进入后方，光线走势平稳过渡，有利于改善成像的像散和场曲，提高光学系统的解像能力；第七透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面，光线经过第七透镜到达成像面具有更大的光程，有利于实现小cra。当第七透镜的第二侧面为凸面时，光线进入该面趋于垂直入射，所以光线进入该面是平缓过度的，有利于减小像差，提高解像，同时有利于降低透镜敏感性。

77、本技术采用七片透镜，通过优化设置各个透镜的光焦度和面型等，使得本发明的光学镜头具有小型化、高光通量、低成本、小畸变、小口径、大视场、长后焦和高成像质量等至少一个有益效果。