光学镜头及具有其的电子设备的制作方法

    专利2026-02-17  15


    本发明涉及光学成像设备,具体而言,涉及一种光学镜头及具有其的电子设备。


    背景技术:

    1、近年来随着人车交互系统的高速发展,自动驾驶成为市场上的热门发展方向,光学镜头在汽车上得到越来越广泛的应用,是自动驾驶辅助系统获取外界信息的关键部件,自动驾驶辅助系统的飞速发展,对光学镜头的需求也越来越高,对解像能力和小型化的要求十分突出。为达到安全驾驶的要求及特殊的安装位置,与普通的光学镜头相比,自动驾驶辅助系统中的光学镜头有更加特殊的要求。为了提高成像质量,光学镜头中的透镜数量越来越多,并且搭配高像素芯片,使得光学镜头的体积和重量增大。另外,在大视场角条件下,边缘光线的成像质量较差。此外,由于外界温度条件变化,汽车搭载的光学镜头温度性能差,在温度变化中成像质量难以保证。

    2、也就是说,现有技术中光学镜头存在体积和重量大、边缘成像质量差、温度性能不佳中的至少一种问题。


    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具有其的电子设备,以解决现有技术中光学镜头体积和重量大、边缘成像质量差、温度性能不佳中的至少一种问题。

    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,包括:第一透镜,第一透镜具有负光焦度,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面;第二透镜,第二透镜具有负光焦度,第二透镜的第一侧面为凸面,第二透镜的第二侧面为凹面;第三透镜,第三透镜具有正光焦度,第三透镜的第一侧面和第三透镜的第二侧面中的至少一个为凸面;第四透镜,第四透镜具有正光焦度,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面;第五透镜,第五透镜具有光焦度,第五透镜的第一侧面和第五透镜的第二侧面中的至少一个为凹面;第六透镜,第六透镜具有光焦度,第六透镜的第二侧面为凸面。

    3、进一步地,第三透镜的第一侧面为凸面,第三透镜的第二侧面为凹面。

    4、进一步地,第三透镜的第一侧面为凹面,第三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凸面,第三透镜的第二侧面为凸面。

    6、进一步地,第五透镜具有负光焦度,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。

    7、进一步地,第五透镜具有负光焦度,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凹面。

    8、进一步地,第五透镜具有正光焦度,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。

    9、进一步地,第六透镜具有负光焦度,第六透镜的第一侧面为凹面。

    10、进一步地,第六透镜具有正光焦度,第六透镜的第一侧面为凸面。

    11、进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑位于第三透镜和第四透镜之间。

    12、进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑位于第四透镜和第五透镜之间。

    13、进一步地,第二透镜的第一侧面具有反曲点。

    14、进一步地,第二透镜的第一侧面具有反曲点,第六透镜的第二侧面具有反曲点。

    15、进一步地,第三透镜的第二侧面具有反曲点。

    16、进一步地,第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜为非球面透镜。

    17、进一步地,第五透镜和第六透镜胶合形成胶合透镜。

    18、进一步地,第三透镜的焦距f3、第四透镜的焦距f4之间满足:f3/f4≥1.35。

    19、进一步地,第五透镜的焦距f5、第六透镜的焦距f6之间满足:-1.2≤f5/f6≤-0.8。

    20、进一步地,光学镜头的总长ttl、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角fov之间满足:ttl/h/fov≤0.02。

    21、进一步地,光学镜头的总长ttl、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:ttl/h/θ≤1.15。

    22、进一步地,第一透镜的中心厚度d1、光学镜头的焦距f之间满足:d1/f≤1。

    23、进一步地,第六透镜的胶合面的曲率半径r11、光学镜头的总长ttl之间满足:r11/ttl≤0.1。

    24、进一步地,第五透镜的中心厚度d10、第六透镜的中心厚度d11、光学镜头的总长ttl之间满足:0.15≤(d10+d11)/ttl≤0.3。

    25、进一步地,第一透镜的焦距f1、光学镜头的焦距f之间满足:-9≤f1/f≤-2。

    26、进一步地,第二透镜的焦距f2、光学镜头的焦距f之间满足:-5≤f2/f≤-1。

    27、进一步地,光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角fov之间满足:d/h/fov≤0.02。

    28、进一步地,光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:d/h/θ≤1.15。

    29、进一步地,第一透镜与第二透镜之间的空气间隔d2、第一透镜的第二侧面的曲率半径r2、光学镜头的总长ttl之间满足:d2*r2/ttl2≥0.02。

    30、进一步地,第五透镜的阿贝数vd5、第六透镜的阿贝数vd6之间满足:|1-vd5/vd6|≥0.4。

    31、进一步地,第三透镜的第一侧面的最大通光口径所对应的矢高sag5、第三透镜的第二侧面的最大通光口径所对应的矢高sag6、第三透镜的中心厚度d5之间满足:|sag5-sag6|/d5≤0.4。

    32、进一步地,第一透镜的第二侧面的最大通光口径d2、第一透镜的第一侧面的最大通光口径d1之间满足:d2/d1≤0.6。

    33、进一步地,光学镜头的f数fno、光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h之间满足:fno*d/h≤8。

    34、进一步地,第五透镜的第一侧面的最大通光口径所对应的矢高sag9、第五透镜的中心厚度d10之间满足:|sag9/d10|≤0.5。

    35、根据本发明的又一方面,提供了一种光学镜头,包括:第一透镜,第一透镜具有负光焦度;第二透镜,第二透镜具有负光焦度;第三透镜,第三透镜具有正光焦度;第四透镜,第四透镜具有正光焦度;第五透镜,第五透镜具有光焦度;第六透镜,第六透镜具有光焦度;其中,第三透镜的焦距f3、第四透镜的焦距f4之间满足:f3/f4≥1.35。

    36、进一步地,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面。

    37、进一步地,第二透镜的第一侧面为凸面,第二透镜的第二侧面为凹面。

    38、进一步地,第三透镜的第一侧面为凸面,第三透镜的第二侧面为凹面。

    39、进一步地,第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面。

    40、进一步地,第三透镜的第一侧面为凸面,第三透镜的第二侧面为凸面。

    41、进一步地,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面。

    42、进一步地,第五透镜具有负光焦度,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。

    43、进一步地,第五透镜具有负光焦度,第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凹面。

    44、进一步地,第五透镜具有正光焦度,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。

    45、进一步地,第六透镜具有负光焦度,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。

    46、进一步地,第六透镜具有正光焦度,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。

    47、进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑位于第三透镜和第四透镜之间。

    48、进一步地,光学镜头还包括光阑,光阑位于第四透镜和第五透镜之间。

    49、进一步地,第二透镜的第一侧面具有反曲点。

    50、进一步地,第二透镜的第一侧面具有反曲点,第六透镜的第二侧面具有反曲点。

    51、进一步地,第三透镜的第二侧面具有反曲点。

    52、进一步地,第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜为非球面透镜。

    53、进一步地,第五透镜和第六透镜胶合形成胶合透镜。

    54、进一步地,第五透镜的焦距f5、第六透镜的焦距f6之间满足:-1.2≤f5/f6≤-0.8。

    55、进一步地,光学镜头的总长ttl、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角fov之间满足:ttl/h/fov≤0.02。

    56、进一步地,光学镜头的总长ttl、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:ttl/h/θ≤1.15。

    57、进一步地,第一透镜的中心厚度d1、光学镜头的焦距f之间满足:d1/f≤1。

    58、进一步地,第六透镜的胶合面的曲率半径r11、光学镜头的总长ttl之间满足:r11/ttl≤0.1。

    59、进一步地,第五透镜的中心厚度d10、第六透镜的中心厚度d11、光学镜头的总长ttl之间满足:0.15≤(d10+d11)/ttl≤0.3。

    60、进一步地,第一透镜的焦距f1、光学镜头的焦距f之间满足:-9≤f1/f≤-2。

    61、进一步地,第二透镜的焦距f2、光学镜头的焦距f之间满足:-5≤f2/f≤-1。

    62、进一步地,光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角fov之间满足:d/h/fov≤0.02。

    63、进一步地,光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h、光学镜头的最大视场角的弧度值θ之间满足:d/h/θ≤1.15。

    64、进一步地,第一透镜与第二透镜之间的空气间隔d2、第一透镜的第二侧面的曲率半径r2、光学镜头的总长ttl之间满足:d2*r2/ttl2≥0.02。

    65、进一步地,第五透镜的阿贝数vd5、第六透镜的阿贝数vd6之间满足:|1-vd5/vd6|≥0.4。

    66、进一步地,第三透镜的第一侧面的最大通光口径所对应的矢高sag5、第三透镜的第二侧面的最大通光口径所对应的矢高sag6、第三透镜的中心厚度d5之间满足:|sag5-sag6|/d5≤0.4。

    67、进一步地,第一透镜的第二侧面的最大通光口径d2、第一透镜的第一侧面的最大通光口径d1之间满足:d2/d1≤0.6。

    68、进一步地,光学镜头的f数fno、光学镜头的前端口径d、光学镜头的像高h之间满足:fno*d/h≤8。

    69、进一步地,第五透镜的第一侧面的最大通光口径所对应的矢高sag9、第五透镜的中心厚度d10之间满足:|sag9/d10|≤0.5。

    70、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。

    71、上述技术方案通过将第一透镜设置为负光焦度,能够对光线实现发散作用,将各视场的中心光线与边缘光线分散,以扩大光阑口径,增加光学镜头的照度。将第一透镜的第一侧面设置为凸面,在实际应用中有利于水滴滑落,避免水滴影响成像质量。将第一透镜的第二侧面设置为凹面,可以尽可能收集大视场光线进入后方光学镜头中,固定边缘大角度光线的方向走势。优选地,第一透镜使用高折射率材料,所需入射光线入射角更小,有利于减小光学镜头的前端口径,提高成像质量。

    72、通过将第二透镜设置为负光焦度,能够收集经过第一透镜进入的光线,对斜入射光线进行二次发散,减小大角度光线与光轴的夹角,有利于后续透镜的小型化,进一步减小光学镜头的前端口径。将第二透镜的第一侧面设置为凸面,有利于收集更大视场的光线进入第二透镜,将第二透镜的第二侧面设置为凹面,能够对光线进一步发散,有利于增大光学镜头的视场角。

    73、通过将第三透镜设置为正光焦度,能够对光线进行汇聚,使得第二透镜射出的光线顺利进入到后方的光学镜头中,以减小光学镜头的口径和总长,有利于光学镜头的小型化。同时第三透镜的曲率半径较小,受温度变化的影响不明显,使得第三透镜的性能更稳定,保证光学镜头的成像质量。可选地,第三透镜的第一侧面为凸面,第三透镜的第二侧面为凹面。将第三透镜的第一侧面设置为凸面,能够更好地对第二透镜射出的光线进行汇聚。将第三透镜的第二侧面设置为凹面,能够对光线进行发散,可以有效减少球差,提高光学镜头的解像力。当然,还可以是第三透镜的第一侧面为凹面,第三透镜的第二侧面为凸面,也就是第三透镜为凹向物方的弯月形状。将第三透镜的第一侧面设置为凹面,能够将第二透镜射出的光线尽可能多地收集进第三透镜,将第三透镜的第二侧面设置为凸面,能够对光线进行汇聚,使得光线能够平稳过渡至后方的光学镜头中。另外将第三透镜的第一侧面和第二侧面设置成接近同心圆的形状,可以将光线平缓过渡至后方光学镜头,且对进入第三透镜的第一侧面的光线距光轴距离要求小,有利于减小光学镜头前端口径,减小体积,有利于光学镜头的小型化,降低生产成本。当然,还可以设置成第三透镜的第一侧面为凸面,第三透镜的第二侧面为凸面。将第三透镜设计成双凸的形式,能够收集经过第二透镜进入的光线,有利于对光线进行汇聚,能够保证光线平稳向后方过渡。将第三透镜的第二侧面设置为凸面,使得光线离开第三透镜时能够继续汇聚,使得光学镜头的焦点前移,有利于缩减后端光学镜头的空间,实现光学镜头的小型化。并且第三透镜的曲率半径较小,使得第三透镜受温度变化影响不明显,第三透镜的性能更加稳定,保证光学镜头的成像质量。

    74、通过将第四透镜设置为正光焦度,有利于光线汇聚,进一步使光线走势平稳,顺利过渡至后方。将第四透镜设计成双凸的形式且形状平缓,也有利于将发散的光线进一步汇聚,顺利进入后方。

    75、通过将第五透镜设置为负光焦度,且第五透镜为双凹的形状,能够收集经过第四透镜进入的光线,使光线合理发散,调整不同视场光线间的光程差,有利于后续光线较好地汇聚到成像面上。可选地,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凹面。当然,第五透镜具有负光焦度时还可以设置成第五透镜的第一侧面为凸面,第五透镜的第二侧面为凹面,能够收集经过第四透镜进入的光线,将第五透镜的第一侧面设置为凸面,能够使光线在第五透镜中先汇聚,有利于减小第五透镜与第六透镜的胶合面的口径。当然,还可以设置成第五透镜具有正光焦度,第五透镜的第一侧面为凹面,第五透镜的第二侧面为凸面。将第五透镜设置成正光焦度,能够使经过第四透镜进入的光线进一步汇聚,合理调整不同视场间的光程差。

    76、通过将第六透镜设计成具有负光焦度,能够调整第五透镜出射光线的走势,使光线更合理地汇聚到成像面上,减小不同视场间的离焦情况。可选地,第六透镜的第一侧面为凹面,第六透镜的第二侧面为凸面。当然,还可以是第六透镜具有正光焦度,第六透镜的第一侧面为凸面,第六透镜的第二侧面为凸面。将第六透镜设置为正光焦度,有利于光线汇聚,形状为双凸且第六透镜的中心边缘变化大,使发散的光线顺利汇聚到成像面上。也就是说,第六透镜的光焦度可以是正也可以是负,而第六透镜的第一侧面的面型可以是凸也可以是凹,具体可以根据实际需求来进行设计。


    技术特征:

    1.一种光学镜头,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的第一侧面为凸面,所述第三透镜的第二侧面为凹面。

    3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的第一侧面为凹面,所述第三透镜的第二侧面为凸面。

    4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的第一侧面为凸面,所述第三透镜的第二侧面为凸面。

    5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜具有负光焦度,所述第五透镜的第一侧面为凹面,所述第五透镜的第二侧面为凹面。

    6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜具有负光焦度,所述第五透镜的第一侧面为凸面,所述第五透镜的第二侧面为凹面。

    7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜具有正光焦度,所述第五透镜的第一侧面为凹面,所述第五透镜的第二侧面为凸面。

    8.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜具有负光焦度,所述第六透镜的第一侧面为凹面。

    9.一种光学镜头,其特征在于,包括:

    10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的光学镜头以及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。


    技术总结
    本发明提供了一种光学镜头及具有其的电子设备,光学镜头包括:第一透镜,第一透镜的第一侧面为凸面,第一透镜的第二侧面为凹面;第二透镜,第二透镜的第一侧面为凸面,第二透镜的第二侧面为凹面;第三透镜,第三透镜的第一侧面和第三透镜的第二侧面中的至少一个为凸面;第四透镜,第四透镜的第一侧面为凸面,第四透镜的第二侧面为凸面;第五透镜,第五透镜的第一侧面和第五透镜的第二侧面中的至少一个为凹面;第六透镜,第六透镜的第二侧面为凸面。本发明解决了现有技术中光学镜头体积和重量大、边缘成像质量差、温度性能不佳中的至少一种问题。

    技术研发人员:金嘉俊,姚波,陈凯浪,王东方
    受保护的技术使用者:宁波舜宇车载光学技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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