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光学镜头、摄像模组及终端设备的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-30 14:45:41

本技术涉及光学成像,尤其涉及一种光学镜头、摄像模组及终端设备。

背景技术:

1、近年来,随着国家对道路交通安全和汽车安全的要求不断提高,对汽车的摄像技术也提出了更高的要求。在车载镜头前向三目中,前视宽视野摄像头作为副摄,超大角度镜头能够拍摄到交通信号灯、行驶路径上的障碍物和距离较近的物体,适用于城市街道、低速缓行的交通场景,大大保证了汽车的行驶安全性。

2、然而,目前的车载前视宽视野镜头在实现小型化的设计趋势下,视场角达不到所需要求,取景范围不够宽阔,影响成像质量,不利于保证安全驾驶。

技术实现思路

1、本技术实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及终端,能够在具有高成像质量、大视场角的同时兼顾小型化设计要求。

2、为了实现上述目的,第一方面,本技术公开了一种光学镜头,包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜;

3、所述第一透镜具有负屈折力,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;

4、所述第二透镜具有屈折力,所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面,所述第二透镜的像侧面于近光轴处为凸面;

5、所述第三透镜具有正屈折力,所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面,所述第三透镜的像侧面于近光轴处为凸面;

6、所述第四透镜具有正屈折力,所述第四透镜的物侧面于近光轴处为凸面;

7、所述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;

8、所述第六透镜具有屈折力;

9、所述第七透镜具有正屈折力;

10、所述光学镜头满足以下关系式:

11、120deg<fov<140deg且6<ttl/f<7;

12、其中,fov为所述光学镜头的最大视场角,ttl为所述第一透镜的物侧面至所述光学镜头的成像面于光轴上的距离(即,光学镜头的总长),f为所述光学镜头的焦距。

13、本技术提供的光学镜头中,为了可以在具有高成像质量、大视场角的同时兼顾小型化设计要求,通过对七片透镜的屈折力、面型进行合理配置,即将第一透镜设置为具有负屈折力,配合其物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面、凹面的设计,有利于收集更多的光线进入光学镜头,实现光学镜头的广角化;第二透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凹面、凸面的设计,有利于使得大角度的光线射入第二透镜,可以降低鬼像风险;第三透镜具有正屈折力,配合其物侧面、像侧面于近光轴处均为凸面的设计,能够使得光线很好地向光学镜头的像面过渡,同时能够减小光学镜头的色差,提升光学镜头的成像质量;第四透镜具有正屈折力,配合其物侧面于近光轴处为凸面的设计,有利于矫正场曲,提升成像质量;第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面的设计,能够矫正光学镜头的轴外球差以及色散,从而提升光学成像质量。

14、光学镜头满足关系式120deg<fov<140deg,可以为光学镜头提供充足的视场角,以满足光学镜头广角化特性。以及,光学镜头满足关系式6<ttl/f<7,能够合理控制光学镜头的焦距以及光学镜头的总长,不仅能实现光学镜头的小型化,还有利于使光线更好地汇聚于成像面上,进而有利于提升光学镜头的成像质量。当光学镜头低于上述关系式的下限时,光学镜头的总长相对于光学镜头的焦距过短,容易加大光学镜头的敏感度,且不利于光线在成像面上的汇聚;当光学镜头超出上述关系式的上限时,光学镜头的总长相对于光学镜头的焦距过长,导致光线进入成像面的主光线角度过大,光学镜头的边缘光线无法成像在成像面上,导致成像信息不全,降低成像质量,且不利于实现光学镜头的小型化设计。

15、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

16、|f2/f1|>3,和/或,bfl/f<1.8;

17、其中,f1为所述第一透镜的焦距,f2为所述第二透镜的焦距,bfl为所述第七透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面于光轴上的距离,即后焦。

18、光学镜头满足关系式|f2/f1|>3,通过合理的控制第二透镜与第一透镜的焦距比值,有利于实现光学镜头的大光圈、大像面效果,并且拥有合适的屈折力,以将光束充分收缩,从而有利于提升光学镜头的像质。

19、光学镜头满足关系式bfl/f<1.8,通过控制光学镜头的后焦与光学镜头的焦距的比值关系,有利于合理控制后焦,确保镜组与图像传感器的匹配性。当光学镜头超出上述关系式的上限时,光学镜头的后焦过长,不利于实现大像面效果。

20、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

21、-6<ct2/sags4<-1,和/或,2<sds6/ct3<5;

22、其中,ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度,ct3为所述第三透镜于光轴上的厚度,sags4为所述第二透镜的像侧面与光轴的交点至第二透镜的像侧面的最大有效口径处于光轴上的距离(即,第二透镜的像侧面的最大有效半口径处的矢高),sds6为所述第三透镜的像侧面的最大有效半口径。

23、光学镜头满足关系式-6<ct2/sags4<-1,有利于控制第二透镜的像侧面的弯曲程度,对第二透镜的形状进行合理设置,有利于第二透镜的光线平缓射出,减小光学镜头的像差。当光学镜头超出上述关系式的上限时,第二透镜的像侧面的最大有效口径处的矢高的绝对值过大,容易导致边缘光线偏折过大,不利于校正所述光学镜头的像差,进而降低光学镜头的成像质量。当光学镜头低于上述关系式的下限时,则第二透镜过厚,不利于光学镜头的组装,并且影响整体光学镜头的小型化。

24、光学镜头满足关系式2<sds6/ct3<5,通过控制第三透镜的像侧面的最大有效半口径与中心厚度的比值关系,可以有效的控制经过第三透镜的光线大角度出射,使得有效通光口径增大,有利于像面的增大,从而达到大像面效果。当光学镜头超出上述关系式的上限时,第三透镜的像侧面的最大有效半口径太大,不利于管控第三透镜垂直于光轴方向的宽度,增加鬼像风险;当光学镜头低于上述关系式的下限时,第三透镜的中心厚度加大,不利于光学镜头的结构紧凑性。

25、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

26、5<ttl/ct4<18.5,和/或,1.1<ct4/et4<1.8,和/或,2<f4/f<8;

27、其中,ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度,et4为所述第四透镜的物侧面的最大有效半口径处至所述第四透镜的像侧面的最大有效口径处在平行于光轴方向上的距离(即,第四透镜的边缘厚度),f4为所述第四透镜的焦距。

28、光学镜头满足关系式5<ttl/ct4<18.5,通过控制光学镜头的总长与第四透镜的于光轴上的厚度的比值关系,有利于整个光学镜头空间的合理分配,使得光学镜头的结构更加紧凑。当光学镜头超出上述关系式的上限时,光学镜头的总长过长,不利于结构紧凑;当光学镜头低于上述关系式的下限时,第四透镜过厚,光线弯折风险加大,会增加透镜间的偏心敏感度,从而不利于光学镜头的组装。

29、光学镜头满足关系式1.1<ct4/et4<1.8,通过合理控制第四透镜于光轴上的厚度与边缘厚度的比值关系,有利于平衡透镜自身产生的像差,提升光学镜头的成像质量。

30、光学镜头满足关系式2<f4/f<8,通过合理配置第四透镜的焦距和光学镜头的焦距的比值,能够更好的控制第四透镜的屈折力,有利于校正像差,从而有利于提升光学镜头的成像质量。

31、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

32、0.8<|f6/f5|<1.2,和/或,2.5<(ct5+ct6)/∑ct<4.2,和/或,r12/r11>-15;

33、其中,f5为所述第五透镜的焦距,f6为所述第六透镜的焦距,ct5为所述第五透镜于光轴上的厚度,ct6为所述第六透镜于光轴上的厚度,∑ct为所述第一透镜至所述第七透镜中所有透镜于光轴上的厚度之和,r11为所述第六透镜的物侧面于光轴处的曲率半径,r12为所述第六透镜的像侧面于光轴处的曲率半径。

34、光学镜头满足关系式0.8<|f6/f5|<1.2,通过合理的控制第六透镜的焦距与第一透镜的焦距的比值,有利于合理分配第五透镜和第六透镜的屈折力,有利于像差的平衡,从而有利于提升光学镜头的成像品质。

35、光学镜头满足关系式2.5<(ct5+ct6)/∑ct<4.2,通过控制第五透镜、第六透镜于光轴上的厚度之和与第一透镜至第七透镜中所有透镜于光轴上的厚度之和的比值关系,有利于合理控制第五透镜和第六透镜的厚度之和相对所有透镜于光轴上的厚度之和的占比,从而有利于实现光学镜头的小型化设计。

36、光学镜头满足关系式r12/r11>-15,通过控制第六透镜的像侧面和物侧面的曲率半径比值,可以控制第六透镜的面型,并且有利于使得光线平缓射出,同时有利于与第五透镜配合,二者构成胶合透镜。

37、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

38、|f2/ct2|>10,和/或,3<f4/ct4<20;

39、其中,f2为所述第二透镜的焦距,ct2为所述第二透镜于光轴上的厚度,f4为所述第四透镜的焦距,ct4为所述第四透镜于光轴上的厚度。

40、光学镜头满足关系式|f2/ct2|>10,第二透镜的屈折力不会过强,能够配合第一透镜校正球差,使光学镜头具有良好的成像质量。

41、光学镜头满足关系式3<f4/ct4<20,能够对第四透镜进行合理配置,有效控制光学镜头中光线的偏转角,进而降低光学镜头的敏感度,提高分辨率。当光学镜头超出上述关系式的上限时,第四透镜的厚度较薄,导致边缘光线偏转角过小,不利于校正光学镜头的像差,从而不利于提升光学镜头的成像品质;当光学镜头低于上述关系式的下限时,第四透镜的焦距过小,为光学镜头提供的正屈折力过大,导致光学镜头中光线的偏转角过大。

42、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

43、2<h/epd<4,和/或,2<h/f<2.5;

44、其中,h为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高,epd为所述光学镜头的入瞳直径。

45、光学镜头满足关系式2<h/epd<4,有利于实现大靶面成像,提升光学镜头的像面亮度。当光学镜头超出上述关系式的上限时,光学镜头的入瞳直径较小,则缩小了光学镜头射入的光线束宽度,不利于像面亮度的提升;当光学镜头低于上述关系式下限时,光学镜头的像面面积较小,缩小了光学镜头的视场范围,不利于与芯片匹配,容易产生暗角。

46、光学镜头满足关系式2<h/f<2.5,通过控制光学镜头的最大视场角所对应的像高与光学镜头的焦距的比值关系,有利于光线平缓地射入光学镜头的成像面,从而能够实现增大像高的效果。

47、作为一种可选的实施方式,在本技术第一方面的实施例中,所述光学镜头满足以下关系式:

48、50deg<(fov*f)/h<60deg,和/或,1.5<∑ct/∑at<2.5,和/或,0.5<∑ct/ttl<0.6;

49、其中,h为所述光学镜头的最大视场角所对应的像高,∑ct为所述第一透镜至所述第七透镜中所有透镜于光轴上的厚度之和,∑at为所述第一透镜至所述第七透镜中相邻的两透镜之间的空气间隔之和。

50、光学镜头满足关系式50deg<(fov*f)/h<60deg,有利于实现大像高效果,利于芯片匹配,提升光学镜头的像面亮度。当光学镜头超出上述关系式的上限时,光学镜头的最大像高变小,导致光学镜头的视场范围缩小,不利于实现大像高效果;当光学镜头低于上述关系式下限时,光学镜头的视场角变小,达不到前视、主视野摄像头所需的视场角,不利于实现光学镜头的广角化特性。

51、光学镜头满足关系式1.5<∑ct/∑at<2.5,通过合理控制所有透镜于光轴上的厚度之和与第一透镜至第七透镜中相邻的两透镜之间的空气间隔之和的比值关系,使得光学镜头的整体结构更加紧凑,有利于缩短光学镜头的总长,从而实现光学镜头的小型化。当光学镜头超出上述关系式,第一透镜至第七透镜于光轴上的总厚度偏大,不利于光学镜头的小型化;当光学镜头低于上述关系式的下限时,第一透镜至第七透镜中相邻的两透镜之间的空气间隔之和增大,场曲增大,不利于光学镜头的成像质量的提升。

52、光学镜头满足关系式0.5<∑ct/ttl<0.6,通过合理控制第一透镜至第七透镜中所有透镜于光轴上的厚度之和与光学镜头的总长的关系,可以使得各透镜的排布更加合理,更有利于光学镜头的小型化设计。

53、第二方面,本技术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。

54、第三方面,本技术公开了一种终端设备,包括壳体以及如第二方面所述的摄像模组,所述摄像模组设置于所述壳体。

55、与现有技术相比,本技术的有益效果在于:

56、本技术提供的光学镜头中,为了可以在具有高成像质量、大视场角的同时兼顾小型化设计要求,通过对七片透镜的屈折力、面型进行合理配置,即将第一透镜设置为具有负屈折力,配合其物侧面、像侧面于近光轴处分别为凸面、凹面的设计,有利于收集更多的光线进入光学镜头,实现光学镜头的广角化;第二透镜的物侧面、像侧面于近光轴处分别为凹面、凸面的设计,有利于使得大角度的光线射入第二透镜,可以降低鬼像风险;第三透镜具有正屈折力,配合其物侧面、像侧面于近光轴处均为凸面的设计,能够使得光线很好地向光学镜头的像面过渡,同时能够减小光学镜头的色差,提升光学镜头的成像质量;第四透镜具有正屈折力,配合其物侧面于近光轴处为凸面的设计,有利于矫正场曲,提升成像质量;第五透镜的物侧面于近光轴处为凸面的设计,能够矫正光学镜头的轴外球差以及色散,从而提升光学成像质量。

57、通过限定光学镜头满足关系式120deg<fov<140deg,可以为光学镜头提供充足的视场角,以满足光学镜头的广角化特性。以及,光学镜头满足关系式6<ttl/f<7,能够合理控制光学镜头的焦距以及光学镜头的总长,不仅能实现光学镜头的小型化,还有利于使光线更好地汇聚于成像面上,进而有利于提升光学镜头的成像质量。

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