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、近年来，随着科技的发展，日常生活中对于光学镜头的需求越来越多，光学镜头也应用到越来越多的场景当中，例如在汽车驾驶行业中，为了行车安全，需要更精准地探测驾驶环境，光学镜头成为探测汽车周围信息的关键器件。同时随着汽车自动驾驶辅助系统的高速发展，汽车上使用光学镜头的数量逐渐增多。为了提升成像质量，满足大像面要求，通常会增加透镜数量，导致光学镜头体积和重量增大，不利于小型化，增加成本，而且容易产生鬼像，影响像质。或者一些光学镜头的通光能力不强，不能满足小fno的要求。对于一些特殊应用的镜头，例如激光雷达镜头的成像质量有较大影响。

2、也就是说，现有技术中的光学镜头存在大像高、小fno、小型化和弱鬼像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大像高、小fno、小型化和弱鬼像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；具有负光焦度的第二透镜，第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，第三透镜的第二侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

3、进一步地，第一透镜的第二侧面为凹面。

4、进一步地，第一透镜的第二侧面为凸面。

5、进一步地，第三透镜的第一侧面为凹面。

6、进一步地，第三透镜的第一侧面为凸面。

7、进一步地，光学镜头还包括光阑，光阑位于第一透镜的第一侧。

8、进一步地，第一透镜的折射率nd1满足：nd1≥1.6。

9、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光学镜头的成像面的中心距离ttl、光学镜头的最大视场角对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：ttl/h/fov≤0.25。

10、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光学镜头的成像面的中心距离ttl、光学镜头的最大视场角对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：ttl/h/tan(fov)≤13。

11、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对应的像高h与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足：d/h/θ≤5.5。

12、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对应的像高h与光学镜头的整组焦距值f之间满足：d/h/f≤0.5。

13、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对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：d/h/fov≤0.5。

14、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、光学镜头的最大视场角的弧度值θ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通光口径d之间满足：(f*θ)/d≥25。

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与光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至光学镜头的成像面的中心距离ttl之间满足：bfl/ttl≥0.05。

16、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对应的像高h之间满足：f/enpd/h≤0.25。

17、进一步地，第二透镜的焦距值f2与第三透镜的焦距值f3之间满足：|f2/f3|≤2。

18、进一步地，光学镜头的最大视场角fov、光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角对应的像高h之间满足：(fov×f)/h≥50。

19、进一步地，第四透镜的第一侧面的曲率半径r7与第四透镜的第二侧面的曲率半径r8之间满足：0.3≤|r7/r8|≤1.5。

20、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、第二透镜的第一侧面的曲率半径r3与第二透镜的第二侧面的曲率半径r4之间满足：1≤|f/r3|+|f/r4|≤3。

21、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：f/enpd≤1.6。

22、进一步地，光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角对应的像高h之间满足：1.5≤f/h≤3。

23、进一步地，光学镜头的最大视场角对应的像高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值θ之间满足：0.5≤(h/2)/(f*tan(θ/2))≤1.5。

24、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光学镜头的成像面的中心距离ttl与光学镜头的整组焦距值f之间满足：ttl/f≤3。

25、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≤4。

26、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：f2/f≤-0.01。

27、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：f3/f≤3。

28、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：0.01≤f4/f≤5。

29、进一步地，第一透镜的第二侧面的曲率半径r2与第二透镜的第一侧面的曲率半径r3之间满足：0.01≤(r2-r3)/(r2+r3)≤5。

30、进一步地，第一透镜至第四透镜中的最大中心厚度dm与第一透镜至第四透镜中的最小中心厚度dn之间满足：1≤dm/dn≤3.5。

31、进一步地，第二透镜的第一侧面的曲率半径r3与第二透镜的第一侧面的通光口径d3之间满足：r3/d3≤-1.5。

32、进一步地，第四透镜的第二侧面的曲率半径r8与光学镜头的整组焦距值f之间满足：r8/f≥0.01。

33、进一步地，第二透镜的第二侧面的曲率半径r4与第二透镜的第二侧面的通光口径d4之间满足：0.05≤r4/d4≤4。

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；具有正光焦度的第四透镜；其中，第二透镜的第一侧面的曲率半径r3与第二透镜的第一侧面的通光口径d3之间满足：r3/d3≤-1.5。

35、进一步地，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

36、进一步地，第一透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

37、进一步地，第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面。

38、进一步地，第三透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凸面。

39、进一步地，第三透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凸面。

40、进一步地，第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

41、进一步地，光学镜头还包括光阑，光阑位于第一透镜的第一侧。

42、进一步地，第一透镜的折射率nd1满足：nd1≥1.6。

43、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光学镜头的成像面的中心距离ttl、光学镜头的最大视场角对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：ttl/h/fov≤0.25。

44、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光学镜头的成像面的中心距离ttl、光学镜头的最大视场角对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：ttl/h/tan(fov)≤13。

45、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对应的像高h与光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足：d/h/θ≤5.5。

46、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对应的像高h与光学镜头的整组焦距值f之间满足：d/h/f≤0.5。

47、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对应的像高h与光学镜头的最大视场角fov之间满足：d/h/fov≤0.5。

48、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、光学镜头的最大视场角的弧度值θ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通光口径d之间满足：(f*θ)/d≥25。

49、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与光学镜头的光学总长，即第一透镜的第一侧中心至光学镜头的成像面的中心距离ttl之间满足：bfl/ttl≥0.05。

50、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对应的像高h之间满足：f/enpd/h≤0.25。

51、进一步地，第二透镜的焦距值f2与第三透镜的焦距值f3之间满足：|f2/f3|≤2。

52、进一步地，光学镜头的最大视场角fov、光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角对应的像高h之间满足：(fov×f)/h≥50。

53、进一步地，第四透镜的第一侧面的曲率半径r7与第四透镜的第二侧面的曲率半径r8之间满足：0.3≤|r7/r8|≤1.5。

54、进一步地，光学镜头的整组焦距值f、第二透镜的第一侧面的曲率半径r3与第二透镜的第二侧面的曲率半径r4之间满足：1≤|f/r3|+|f/r4|≤3。

55、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：f/enpd≤1.6。

56、进一步地，光学镜头的整组焦距值f与光学镜头的最大视场角对应的像高h之间满足：1.5≤f/h≤3。

57、进一步地，光学镜头的最大视场角对应的像高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值θ之间满足：0.5≤(h/2)/(f*tan(θ/2))≤1.5。

58、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光学镜头的成像面的中心距离ttl与光学镜头的整组焦距值f之间满足：ttl/f≤3。

59、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≤4。

60、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：f2/f≤-0.01。

61、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：f3/f≤3。

62、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：0.01≤f4/f≤5。

63、进一步地，第一透镜的第二侧面的曲率半径r2与第二透镜的第一侧面的曲率半径r3之间满足：0.01≤(r2-r3)/(r2+r3)≤5。

64、进一步地，第一透镜至第四透镜中的最大中心厚度dm与第一透镜至第四透镜中的最小中心厚度dn之间满足：1≤dm/dn≤3.5。

65、进一步地，第四透镜的第二侧面的曲率半径r8与光学镜头的整组焦距值f之间满足：r8/f≥0.01。

66、进一步地，第二透镜的第二侧面的曲率半径r4与第二透镜的第二侧面的通光口径d4之间满足：0.05≤r4/d4≤4。

67、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。

68、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和具有正光焦度的第四透镜，第一透镜的第一侧面为凸面；第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面；第三透镜的第二侧面为凸面；第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。

69、第一透镜具有正光焦度，第一透镜的第一侧面为凸面，有利于收集大视场光线进入后方光学系统，并对大视场边缘光线的角度进行约束，确保目标光线都能被收集；第一透镜的第二侧面可为凸面也可为凹面；当第一透镜的第二侧面为凹面时，搭配第一侧面的凸面，有利于收集更大口径的光线，提升光学镜头的通光量，提高理论成像极限，进而提高成像质量；第一透镜的第一侧面设计成凸面，在实际应用中有利于水滴的滑落，减小对成像的影响。第一透镜优选使用高折射率材料，这样能够使大孔径光线快速汇聚，有利于前端口径的减小和成像质量的提高。当第一透镜的第二侧面为凸面时，双凸光焦度更大，有利于光线更快汇聚；形状为双凸且第二侧面形状平缓，进一步使光线走势平稳过渡。

70、第二透镜具有负光焦度且第二透镜的第一侧面为凹面，第二侧面为凹面，第一侧面为凹向第二侧的形状，可收集经过第一透镜进入的光线；负光焦度有利于使光线适当扩散，使由第一透镜收集的大视场、大角度的入射光变为适当口径的近似平行的光并减小主光线入射角，使光线走势平稳过渡，便于结合后续透镜提高成像质量。

71、第三透镜具有正光焦度，有利于光线汇聚，使第二透镜发散的光线顺利进入后方；有利于校正高级像差，更有助于减轻光学镜头的相对照度的衰减程度，实现高能量；第三透镜的第二侧面为凸面，第三透镜的第一侧面可为凸面也可为凹面。当第三透镜的第一侧面为凹面时，第三透镜的形状为弯月且透镜形状平缓，进一步使光线走势平稳过渡；凸面朝向第二侧，能够使从成像面反射至第三透镜的光线发散，有利于减弱鬼像能量。其具有第二侧面凸向第二侧的镜面，并且第三透镜的第二侧面的张角较小，保证了从第三透镜出射的光线入射到第四透镜的第一侧面时，入射光线较为平缓，从而降低光学系统的公差敏感度。当第三透镜的第一侧面为凸面时，搭配正焦距，双凸面型使得第三透镜的光焦度更大，有利于光线更快汇聚；第三透镜的形状为双凸且第二侧面形状平缓，进一步使光线走势平稳过渡。

72、第四透镜具有正光焦度，且第四透镜的第一侧面为凸面，第二侧面为凹面。正光焦度有利于光线汇聚，第四透镜的形状为弯月且形状平缓，进一步使光线走势平稳过渡，提高成像质量；第四透镜采用弯月透镜有利于光线平缓进入成像面，提高解像；同时使得光学系统的各种像差得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可以提高分辨率，优化畸变、cra等光学性能。

73、本技术采用四片透镜，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大像高、小fno、小型化、前端口径小和弱鬼像等至少一个有益效果。