CN104714292B

CN104714292B - 一种光学镜头组件

Info

Publication number: CN104714292B
Application number: CN201510176435.6A
Authority: CN
Inventors: 林肖怡; 邓良君
Original assignee: Guangdong Xuye Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Xuye Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2017-08-08
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: CN104714292A

Abstract

本申请公开了一种光学镜头组件，沿光轴由物侧到像侧的方向依次包括：具有正光焦度的第一透镜，具有正光焦度的第二透镜，负光焦度的第三透镜，滤光片及成像面，所述光学镜头组件满足关系式：0.8<TTL/F<1.8、‑2.5<F3/F<‑4.3、0.8<F2/F1<2.6，本申请通过设置合理的参数结构及镜片间的位置关系，使得所述光学镜头组件的光学总长度小于2.2mm，满足现代摄影设备的微型化要求。

Description

一种光学镜头组件

技术领域

本申请涉及成像设备技术领域，更具体地说，涉及一种光学镜头组件。

背景技术

近年来，随着科技的不断进步、数码电子设备的集成度越来越高，手机、数码相机等摄影设备变得更加小巧、轻薄、易携带，光学镜头作为摄影设备中必不可少的光学组件，其大小成为影响摄影设备的总体尺寸的重要因素之一，通常在设计镜头时需要尽可能的控制光学镜头的总长，以保证摄影设备的总体尺寸；同时随着手机等摄影设备功能的日益强大，在保持摄影设备体积小巧的同时，人们对摄影设备拍摄出的影像的质量要求越来越高，这就需要光学镜头的设计能够与目前市场上的高像素的摄像元件合理搭配。而现有的小型化摄影镜头，为降低制造成本，多采两片式透镜结构为主，不足以很好的修正平衡相差，但配置过多镜片将造成镜头总长度难以达成小型化要求，还会增加制造成本，因此采用三片镜片组成的镜头系统可作为设计的优选方案，如何合理的设置三片镜片的参数以使所述光学组件能够满足摄影设备的微型化要求，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种通过合理的设置三片镜片的参数以提供一种，用于能够满足摄影设备的微型化要求的光学镜头组件。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种光学镜头组件，沿光轴由物侧到像侧的方向依次包括：

具有同一中心轴的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片及成像面；

其中，所述第一透镜具有正的光焦度，其像侧面为凹面，所述第二透镜亦具有正的光焦度，其物侧面为凹面，第三透镜具有负的光焦度，

该光学镜头组件满足如下的关系式：0.8<TTL/F<1.8、-2.5<F3/F<-4.3、0.8<F2/F1<2.6；

其中F为所述光学镜头组件的总焦距，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，TTL为所述光学镜头组件的总长。

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

0.2<R1/R2<0.6、0.8<R3/R4<1.6、4<T12/T23<11；

所述R1为第一透镜物侧表面的曲率半径，R2为第一透镜像侧表面的曲率半径，R3为第二透镜物侧表面的曲率半径，R4为第二透镜像侧表面的曲率半径，T12为所述第一透镜与第二透镜之间的距离，T23为所述第二透镜与第三透镜之间的距离。

优选的，所述光学镜头组件中，所述第三透镜物侧的表面上设置有用于汇聚离轴视场光线的反曲点。

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

v1>50，v2>50；

所述v1为所述第一透镜的色散系数，v2为所述第二透镜的色散系数。

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

n1>1.5，n3>1.5；

n1为所述第一透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率。

一种光学镜头组件，沿光轴由物侧到像侧的方向依次包括：

该光学镜头组件满足如下的关系式：0.8<TTL/F<1.8、-2.1<F3/F<-4.3、0.8<F2/F1<2.6；

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

0.2<R1/R2<0.6、0.8<R3/R4<1.6、4<T12/T23<11；

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

v1>50，v2>50；

优选的，所述光学镜头组件还满足关系式：

n1>1.5，n3>1.5；

n1为所述第一透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率。

优选的，所述光学镜头组件中，所述第一至第三透镜均为采用树脂材料成型的非球面镜片。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的光学镜头组件的具体尺寸满足约束条件：0.8<TTL/F<1.8、-2.5<F3/F<-4.3、0.8<F2/F1<2.6；因此通过设置合理的参数结构及镜片间的位置关系，使得所述光学镜头组件的光学总长度小于2.2mm，满足现代摄影设备的微型化要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的光学镜头组件的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的光学镜头组件的场曲和畸变图；

图3为本申请实施例一提供的光学镜头组件的球差图；

图4为本申请实施例二提供的光学镜头组件的结构示意图；

图5为本申请实施例二提供的光学镜头组件的场曲和畸变图；

图6为本申请实施例二提供的光学镜头组件的球差图；

图7为本申请实施例三提供的光学镜头组件的结构示意图；

图8为本申请实施例三提供的光学镜头组件的场曲和畸变图；

图9为本申请实施例三提供的光学镜头组件的球差图。

具体实施方式

本申请公开了一种采用三片非球面镜片组合的尺寸较小的光学镜头。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例一公开的光学镜头组件的结构示意图。

参见图1，本申请公开的光学镜头组件，在沿光轴由物侧到像侧的方向上依次设置有：

具有同一中心轴的光阑1、第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、滤光片5及成像面6；

其中，所述第一透镜2具有正的光焦度，其像侧面为凹面，所述第二透镜3亦具有正的光焦度，其物侧面为凹面，第三透镜4具有负的光焦度，

该光学镜头组件满足如下的关系式：

0.8<TTL/F<1.8、-2.5<F3/F<-4.3、0.8<F2/F1<2.6；

其中，所述F为光学镜头组件的总焦距，F1为所述第一透镜2的焦距，F2为所述第二透镜3的焦距，F3为所述第三透镜4的焦距，TTL为所述光学镜头组件的总长。

参见本申请上述实施例公开的光学镜头组件可见，本申请上述实施例公开的光学镜头组件的满足关系式：0.8<TTL/F<1.8、-2.5<F3/F<-4.3、0.8<F2/F1<2.6；因此通过设置合理的参数结构及镜片间的位置关系，使得所述光学镜头组件的光学总长度小于2.2mm，本领域技术人员可以知晓的是，所述光学长度小于2.2mm的光学镜头组件，满足现代摄影设备的微型化要求。

当然，可以理解的是，为了进一步保证所述光学镜头组件的性能，所述光学镜头组件还需满足如下的关系式：

0.2<R1/R2<0.6、0.8<R3/R4<1.6、4<T12/T23<11；

其中，所述R1为第一透镜2物侧表面的曲率半径，R2为第一透镜2像侧表面的曲率半径，R3为第二透镜3物侧表面的曲率半径，R4为第二透镜3像侧表面的曲率半径，T12为所述第一透镜2与第二透镜3之间的距离，T23为所述第二透镜3与第三透镜3之间的距离。

可以理解的是，本申请上述任意一实施例中的第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4的其它参数可以根据设计的具体要求进行合理设定，优选的，本申请上述实施例公开的所述第一至第三透镜的参数还可以包括：

v1>50，v2>50；

所述v1为所述第一透镜2的色散系数，v2为所述第二透镜3的色散系数。

当然可以理解的是为了进一步保证所述光学镜头组件的成像效果，本申请还对所述第一透镜和第三透镜的折射率进行了限定，包括：

n1>1.5，n3>1.5；

所述n1为所述第一透镜2的折射率，n3为所述第三透镜4的折射率。

可以理解的是，现有技术中，通常采用玻璃型透镜制作所述光学镜头组件，但是玻璃镜片存在因加工困难而导致的产品良率低和成本较高的问题，针对于这一问题，本申请上述任意一实施例公开的第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4均为采用成型工艺较为成熟的树脂材料制成的非球面镜片。

可以理解的是，为了提高所述光学镜头组件的成像质量，本申请还通过对所述第三透镜4合理设计，对离轴视场的像差进行了进一步修正。具体为：

所述第三透镜4物侧的表面上设置有用于汇聚离轴视场光线的反曲点，所述反曲点能够有效汇聚离轴视场光线，使光线入射到感光元件上的角度与芯片预设的角度相吻合，从而达到进一步修正离轴视场的像差的目的。

本申请上述任意一实施例中的所述第一至第三透镜的任意一非球曲面均满足公式：

其中，所述z表示透镜表面各点的Z坐标值，r表示透镜表面上各点的Y轴坐标值，c为透镜表面的曲率半径R的倒数，k为圆锥系数，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆、α₇、α₈为高阶非球面系数。

可以理解的是，当然在满足上述条件的基础上，所述第一至第三非球曲面的具体参数可以根据设计的需求而定，例如，本光学镜头组件在针对当前高像素拍照数码产品而设计时，可使其具有超薄大光圈广角的特点。其光学总长设置为小于2.2mm，满足数码产品微型化的要求。其光圈设置为2.0，所述2.0超大光圈的设计，使得高像素拍照数码产品的夜拍能力显著增强，在光线较暗的环境里确保一定的成像质量；其视场角可以设置为不小于78度，78度以上的广角设计，能将更多的景物摄取到感光面成像，增大了高像素拍照数码产品拍摄的视野范围。为了方便理解，本申请还充分公开了三种所述第一至第三透镜的非球曲面的具体参数，如下实施例一、实施例二和实施例三所示：

实施例一：

在本例中，所述光学镜头组件的总焦距为1.64mm，光圈为2.0、视场角达79度；所述滤光片5的厚度为0.15mm，参见图1，所述光学镜头组件的保护玻璃片7沿物方至像方设置于滤光片5与所述成像面6之间，所述保护玻璃片的厚度为为0.4mm，所述第一透镜2的中心厚度范围在0.296～0.415mm之间，所述第二透镜3的中心厚度范围在0.216～0.315mm之间，所述第三透镜4的中心厚度范围在0.205～0.356mm之间，同时，所述第一至第三透镜的非球曲面的具体参数如表1所示，其结构图如图1所示，场曲和畸变图如图2所示，球差图如图3所示：

第一透镜

第二透镜

第三透镜

面序号

11

12

21

32

31

32

R

7.17E-01

1.92E+00

-7.60E-01

-5.46E-01

9.65E-01

5.79E-01

k

-2.19E-02

1.84E+01

1.31E+00

-2.05E-01

-3.01E-02

-4.11E+00

α₂

9.60E-02

1.34E-01

1.08E+00

7.03E-02

-3.00E+00

-1.38E+00

α₃

2.97E+00

-1.85E+00

-1.65E+01

-3.94E-01

4.54E+00

2.55E+00

α₄

-2.43E+01

4.78E+01

5.21E+01

-2.91E-01

1.80E+00

-2.91E+00

α₅

5.81E+01

-3.25E+02

4.12E+02

2.45E+01

-1.42E+01

1.53E+00

α₆

5.46E+02

4.07E+02

-1.91E+03

1.73E+02

8.66E+00

6.29E-02

α₇

-1.52E+03

6.16E+03

3.51E+03

2.27E+02

9.37E+00

-5.46E-01

α₈

-3.60E+03

-2.22E+04

-2.19E+03

-1.40E+03

-8.50E+00

1.39E-01

表1

其中，所述面序号11表示第一透镜的物侧表面、12表示第一透镜的像侧表面、21表示第二透镜的物侧表面、22表示第二透镜的像侧表面、31表示第三透镜的物侧表面、32表示第三透镜的像侧表面。

实施例二：

在本例中，所述光学镜头组件的总焦距为1.63mm，光圈为2.0、视场角达78度；所述滤光片5的厚度为0.21mm，参见图1，所述光学镜头组件的保护玻璃片7沿物方至像方设置于滤光片5与所述成像面6之间，所述保护玻璃片的厚度为为0.335mm，所述第一透镜2的中心厚度在0.275～0.335mm之间，所述第二透镜3的中心厚度在0.206～0.325mm之间，所述第三透镜4的中心厚度在0.275～0.356mm之间，此时，所述第一至第三透镜的非球曲面的具体参数如表2所示，其结构图如图4所示，场曲和畸变图如图5所示，球差图如图6所示：

镜片1

镜片2

镜片3

面序号

11

12

21

22

31

32

R

7.35E-01

2.03E+00

-7.79E-01

-6.02E-01

1.23E+00

7.66E-01

k

1.19E+00

3.39E+00

1.65E+00

-2.95E-01

-3.57E+00

-7.65E-01

α₂

8.82E-02

2.07E-01

9.23E-01

-9.16E-01

-2.63E+00

-2.17E+00

α₃

-1.46E+01

-6.03E-01

-1.39E+01

2.19E+00

4.95E+00

4.07E+00

α₄

2.44E+02

4.66E+01

3.62E+00

-1.16E+01

1.22E+00

-6.25E+00

α₅

-2.16E+03

-3.60E+02

6.17E+02

2.71E+01

-1.49E+01

7.03E+00

α₆

8.21E+03

-4.03E+02

-1.61E+03

2.56E+02

8.76E+00

-6.07E+00

α₇

-3.66E+03

1.82E+04

1.63E+03

8.53E+02

1.19E+01

3.57E+00

α₈

-3.87E+04

-5.91E+04

-2.03E+03

-3.74E+03

-9.92E+00

-1.10E+00

表2

实施例三：

在本例中，所述光学镜头组件的总焦距为1.64mm，光圈为2.0、视场角达80度；所述滤光片5的厚度为0.21mm，参见图1，所述光学镜头组件的保护玻璃片7沿物方至像方设置于滤光片5与所述成像面6之间，所述保护玻璃片的厚度为为0.335mm，所述第一透镜2的中心厚度在0.265～0.355mm之间，所述第二透镜3的中心厚度在0.256～0.395mm之间，所述第三透镜4的中心厚度在0.285～0.386mm之间，此时，所述第一至第三透镜的非球曲面的具体参数如表3所示，其结构图如图7所示，场曲和畸变图如图8所示，球差图如图9所示：

镜片1

镜片2

镜片3

面序号

11

12

21

22

31

32

R

7.39E-01

2.08E+00

-7.78E-01

-5.89E-01

1.29E+00

7.65E-01

k

1.18E+00

3.13E+00

1.36E+00

-3.36E-01

-4.41E+00

-7.85E-01

α₂

7.44E-02

1.98E-01

8.32E-01

-8.46E-01

-2.56E+00

-2.18E+00

α₃

-1.42E+01

-2.58E-01

-1.32E+01

2.37E+00

5.01E+00

4.11E+00

α₄

2.44E+02

4.62E+01

2.97E+00

-1.12E+01

5.30E-01

-6.24E+00

α₅

-2.16E+03

-3.58E+02

6.17E+02

2.84E+01

-1.41E+01

6.88E+00

α₆

8.22E+03

-3.75E+02

-1.59E+03

2.58E+02

8.76E+00

-6.00E+00

α₇

-3.48E+03

1.83E+04

1.56E+03

8.54E+02

1.19E+01

3.73E+00

α₈

-3.84E+04

-5.84E+04

-4.12E+03

-3.79E+03

-9.92E+00

-1.23E+00

表3

本申请上述实施例公开的光学镜头组件的学畸变小于1％，场曲小于0.1mm，球差小于10um，成像画面失真小，清晰度高，色彩饱满，层次感丰富可以理解的是，本申请还公开了一种光学镜头组件，相较于本申请上述实施例中公开的所述光学镜头组件，本实施例公开的光学组件中，所述F3/F的取值范围为：-2.1<F3/F<-4.3。且本实施例中的其他技术特征可与上述任意一实施例中的光学镜头组件的技术特征相互借鉴，再此无需累述。

可以理解的是，针对于本申请上述实施例公开的光学镜头组件，本申请还用开了一种光学镜头组件的具体应用，具体的，本申请还公开了一种应用所述光学镜头组件的摄影设备，所述摄影设备可以包含本申请上述任意一实施例公开的光学镜头组件。其中，所述摄影设备可以具体为手机、笔记本和iPad上面等能够进行视频或图像采集的电子设备。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种光学镜头组件，其特征在于，沿光轴由物侧到像侧的方向依次包括：

该光学镜头组件满足如下的关系式：0.8<TTL/F<1.8、-2.5>F3/F>-4.3、0.8<F2/F1<2.6；

其中F为所述光学镜头组件的总焦距，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜的焦距，F3为所述第三透镜的焦距，TTL为所述光学镜头组件的总长；

所述第三透镜物侧的表面上设有用于汇聚离轴视场光线的反曲点；

所述光学镜头组件还满足关系式：

0.2<R1/R2<0.6、0.8<R3/R4<1.6、4<T12/T23<11；

2.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于，所述光学镜头组件还满足关系式：

v1>50，v2>50；

3.根据权利要求1所述的光学镜头组件，其特征在于，所述光学镜头组件还满足关系式：

n1>1.5，n3>1.5；

n1为所述第一透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率。

4.一种光学镜头组件，其特征在于，沿光轴由物侧到像侧的方向依次包括：

该光学镜头组件满足如下的关系式：0.8<TTL/F<1.8、-2.1>F3/F>-4.3、0.8<F2/F1<2.6；

所述光学镜头组件还满足关系式：

0.2<R1/R2<0.6、0.8<R3/R4<1.6、4<T12/T23<11；

5.根据权利要求4所述的光学镜头组件，其特征在于，所述光学镜头组件还满足关系式：

v1>50，v2>50；

6.根据权利要求4所述的光学镜头组件，其特征在于，所述光学镜头组件还满足关系式：

n1>1.5，n3>1.5；

n1为所述第一透镜的折射率，n3为所述第三透镜的折射率。

7.根据权利要求4所述的光学镜头组件，其特征在于，所述第一至第三透镜均为采用树脂材料成型的非球面镜片。