本發(fā)明涉及光學成像設備,具體而言,涉及一種光學鏡頭及具有其的電子設備。
背景技術:
1、隨著科技發(fā)展和應用需求的提升,光學鏡頭在很多設備上都得到了廣泛應用,尤其在車載應用上,光學鏡頭是自動駕駛輔助系統(tǒng)獲取外界信息的關鍵部件,隨著自動駕駛輔助系統(tǒng)的飛速發(fā)展,用戶對于光學鏡頭的需求也越來越高。為了探測更遠的距離,光學鏡頭需要具備大通光量的特性,但是現(xiàn)有的大像面、大通光量的光學鏡頭體積較大,難以滿足特殊的安裝位置,而且解像力較差,鬼像較為嚴重,導致自動駕駛輔助系統(tǒng)誤判當前的路況,無法滿足安全駕駛的要求。另外為了達到降低成本、輕便化的效果,光學鏡頭通常采用塑料鏡片,然而塑料鏡片的熱脹冷縮特性難以克服,導致其在-40℃~120℃的高低溫下最佳像面偏離芯片,產(chǎn)生影像不清晰等不良影響,并且高塑化系統(tǒng)熱穩(wěn)定性差,從高溫恢復到常溫后,解像也無法滿足要求。
2、也就是說,現(xiàn)有技術中光學鏡頭存在難以小型化、暗環(huán)境下成像質量差、解像力差、鬼像嚴重、低成本與穩(wěn)定性無法兼顧中的至少一種問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種光學鏡頭及具有其的電子設備,以解決現(xiàn)有技術中光學鏡頭難以小型化、暗環(huán)境下成像質量差、解像力差、鬼像嚴重、低成本與穩(wěn)定性無法兼顧中的至少一種問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種光學鏡頭,包括:第一透鏡,第一透鏡具有正光焦度,第一透鏡的第一側面為凸面,第一透鏡的第二側面為凹面;第二透鏡,第二透鏡具有負光焦度,第二透鏡的第一側面和第二透鏡的第二側面均為凹面;第三透鏡,第三透鏡具有正光焦度,第三透鏡的第一側面和第三透鏡的第二側面均為凸面;第四透鏡,第四透鏡具有正光焦度,第四透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面中的至少一個為凸面;第五透鏡,第五透鏡具有光焦度,第五透鏡的第一側面為凸面,第五透鏡的第二側面為凹面。
3、進一步地,第四透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面均為凸面。
4、進一步地,第四透鏡的第一側面為凹面,第四透鏡的第二側面為凸面。
5、進一步地,第四透鏡的第一側面為凸面,第四透鏡的第二側面為凹面。
6、進一步地,第五透鏡具有正光焦度。
7、進一步地,第五透鏡具有負光焦度。
8、進一步地,第一透鏡和第四透鏡均為非球面透鏡。
9、進一步地,第一透鏡和第五透鏡均為非球面透鏡。
10、進一步地,光學鏡頭還包括光闌,光闌位于第四透鏡與第五透鏡之間。
11、進一步地,光學鏡頭還包括光闌,光闌位于第三透鏡與第四透鏡之間。
12、進一步地,第一透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面具有反曲點。
13、進一步地,第二透鏡與第三透鏡膠合形成膠合透鏡。
14、進一步地,膠合透鏡的焦距值f23、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f23/f≤8。
15、進一步地,第五透鏡的第一側面的曲率半徑r9、第五透鏡的第二側面的曲率半徑r10、第五透鏡的中心厚度d9之間滿足:0.5≤r9/(r10+d9)≤1.5。
16、進一步地,第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔d5、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:d5/ttl≤0.15。
17、進一步地,第三透鏡的中心厚度d4、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.1≤d4/ttl。
18、進一步地,光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.09≤bfl/ttl。
19、進一步地,光學鏡頭的光學總長ttl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的最大視場角的弧度值θ之間滿足:ttl/h/θ≤20。
20、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的入瞳直徑enpd之間滿足:f/enpd≤1.5。
21、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的入瞳直徑enpd、光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d之間滿足:f/enpd/d≤0.1。
22、進一步地,第一透鏡的第一側面的曲率半徑r1、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.8≤r1/f≤2。
23、進一步地,第四透鏡的焦距值f4、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.8≤f4/f≤4。
24、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的最大視場角的弧度值θ、光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d之間滿足:0.2≤(f*θ)/d。
25、進一步地,第二透鏡的阿貝數(shù)vd2、第三透鏡的阿貝數(shù)vd3之間滿足:80≤vd2+vd3。
26、進一步地,光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.06≤d/h/f。
27、進一步地,光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:1.2≤f/h≤3.8。
28、進一步地,第五透鏡的第一側面的通光孔徑d9、光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h之間滿足:7.2≤d9*bfl/h。
29、進一步地,第五透鏡的第二側面的通光孔徑d10、光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h之間滿足:5.5≤d10*bfl/h≤15。
30、進一步地,第一透鏡的第一側面的曲率半徑r1、第一透鏡的第二側面的曲率半徑r2、第一透鏡的中心厚度d1之間滿足:0.49≤r1/(r2+d1)≤1.5。
31、進一步地,第三透鏡的焦距值f3、第四透鏡的焦距值f4之間滿足:0.1≤f3/f4≤1。
32、進一步地,第五透鏡的焦距值f5、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:-11≤f5/f≤150。
33、進一步地,第三透鏡的第一側面的矢高sag(s4)、第三透鏡的第一側面的通光孔徑d4之間滿足:-0.3≤arctan(sag(s4)/d4)。
34、進一步地,第四透鏡的中心厚度d6、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.07≤d6/ttl。
35、根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種光學鏡頭,包括:第一透鏡,第一透鏡具有正光焦度;第二透鏡,第二透鏡具有負光焦度;第三透鏡,第三透鏡具有正光焦度;第四透鏡,第四透鏡具有正光焦度;第五透鏡,第五透鏡具有光焦度;其中,第二透鏡與第三透鏡的組合焦距值f23、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f23/f≤8。
36、進一步地,第一透鏡的第一側面為凸面,第一透鏡的第二側面為凹面。
37、進一步地,第二透鏡的第一側面和第二透鏡的第二側面均為凹面。
38、進一步地,第三透鏡的第一側面和第三透鏡的第二側面均為凸面。
39、進一步地,第四透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面均為凸面。
40、進一步地,第四透鏡的第一側面為凹面,第四透鏡的第二側面為凸面。
41、進一步地,第四透鏡的第一側面為凸面,第四透鏡的第二側面為凹面。
42、進一步地,第五透鏡具有正光焦度,第五透鏡的第一側面為凸面,第五透鏡的第二側面為凹面。
43、進一步地,第五透鏡具有負光焦度,第五透鏡的第一側面為凸面,第五透鏡的第二側面為凹面。
44、進一步地,第一透鏡和第四透鏡均為非球面透鏡。
45、進一步地,第一透鏡和第五透鏡均為非球面透鏡。
46、進一步地,光學鏡頭還包括光闌,光闌位于第四透鏡與第五透鏡之間。
47、進一步地,光學鏡頭還包括光闌,光闌位于第三透鏡與第四透鏡之間。
48、進一步地,第一透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面具有反曲點。
49、進一步地,第二透鏡與第三透鏡膠合形成膠合透鏡。
50、進一步地,第五透鏡的第一側面的曲率半徑r9、第五透鏡的第二側面的曲率半徑r10、第五透鏡的中心厚度d9之間滿足:0.5≤r9/(r10+d9)≤1.5。
51、進一步地,第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔d5、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:d5/ttl≤0.15。
52、進一步地,第三透鏡的中心厚度d4、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.1≤d4/ttl。
53、進一步地,光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.09≤bfl/ttl。
54、進一步地,光學鏡頭的光學總長ttl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的最大視場角的弧度值θ之間滿足:ttl/h/θ≤20。
55、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的入瞳直徑enpd之間滿足:f/enpd≤1.5。
56、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的入瞳直徑enpd、光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d之間滿足:f/enpd/d≤0.1。
57、進一步地,第一透鏡的第一側面的曲率半徑r1、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.8≤r1/f≤2。
58、進一步地,第四透鏡的焦距值f4、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.8≤f4/f≤4。
59、進一步地,光學鏡頭的整組焦距值f、光學鏡頭的最大視場角的弧度值θ、光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d之間滿足:0.2≤(f*θ)/d。
60、進一步地,第二透鏡的阿貝數(shù)vd2、第三透鏡的阿貝數(shù)vd3之間滿足:80≤vd2+vd3。
61、進一步地,光學鏡頭的最大視場角所對應的第一透鏡的第一側面的最大通光口徑d、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:0.06≤d/h/f。
62、進一步地,光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:1.2≤f/h≤3.8。
63、進一步地,第五透鏡的第一側面的通光孔徑d9、光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h之間滿足:7.2≤d9*bfl/h。
64、進一步地,第五透鏡的第二側面的通光孔徑d10、光學鏡頭的光學后焦bfl、光學鏡頭的最大視場角所對應的像高h之間滿足:5.5≤d10*bfl/h≤15。
65、進一步地,第一透鏡的第一側面的曲率半徑r1、第一透鏡的第二側面的曲率半徑r2、第一透鏡的中心厚度d1之間滿足:0.49≤r1/(r2+d1)≤1.5。
66、進一步地,第三透鏡的焦距值f3、第四透鏡的焦距值f4之間滿足:0.1≤f3/f4≤1。
67、進一步地,第五透鏡的焦距值f5、光學鏡頭的整組焦距值f之間滿足:-11≤f5/f≤150。
68、進一步地,第三透鏡的第一側面的矢高sag(s4)、第三透鏡的第一側面的通光孔徑d4之間滿足:-0.3≤arctan(sag(s4)/d4)。
69、進一步地,第四透鏡的中心厚度d6、光學鏡頭的光學總長ttl之間滿足:0.07≤d6/ttl。
70、根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種電子設備,包括上述的光學鏡頭以及用于將光學鏡頭形成的光學圖像轉換為電信號的成像元件。
71、上述技術方案通過將第一透鏡設置為具有正光焦度,能夠將光線進行會聚,通過設置第一透鏡的第一側面為凸面,第一透鏡的第二側面為凹面,使得第一透鏡的形狀接近同心圓,有利于收縮前端光線,使得光線進入第二透鏡的高度降低,有利于減小光學鏡頭的前端口徑。
72、通過將第二透鏡設置為具有負光焦度,接收第一透鏡出射的光線并適當發(fā)散,同時設置第二透鏡的第一側面和第二透鏡的第二側面均為凹面,有利于光線平緩出射,改善像差。
73、通過將第三透鏡設置為具有正光焦度,對光線具有會聚作用。同時設置第三透鏡的第一側面和第三透鏡的第二側面均為凸面,使第二透鏡射出的光線更合理地匯聚,對周邊視場和中心視場的離焦具有較大調(diào)節(jié)能力,從而提高成像質量。
74、通過將第二透鏡與第三透鏡膠合形成膠合透鏡,合理控制兩片透鏡的材料搭配,減小色差,控制膠合透鏡的組合焦距,可以有效控制進入膠合透鏡的光線走勢,減小由于經(jīng)第一透鏡進入的大角度光線引起的像差,同時使透鏡結構緊湊,有利于小型化,膠合面張角較大,有利于周邊光線快速聚焦,提高成像質量。
75、通過將第四透鏡設置為具有正光焦度,能夠壓縮前端收集的光線并使光線平緩過渡至后方,降低系統(tǒng)敏感性,同時降低光學鏡頭后端口徑,降低成本。可選地,第四透鏡的第一側面和第四透鏡的第二側面均為凸面。能夠對光線進一步會聚,使邊緣視場光線在經(jīng)過第四透鏡的第二側面后向光軸方向偏折,利于減小光學鏡頭后端口徑。當然,還可以設置為第四透鏡的第一側面為凹面,第四透鏡的第二側面為凸面。有利于接收經(jīng)過第三透鏡的光線,各個視場的光線發(fā)生偏折,能量損失小,同時光線平穩(wěn)過渡,有利于降低透鏡的敏感性。當然,還可以設置為第四透鏡的第一側面為凸面,第四透鏡的第二側面為凹面,也就是第四透鏡呈彎月形,有利于收集大視場光線,提升光學鏡頭通光量;第四透鏡的第二側面為凹面,邊緣視場與中心視場光線經(jīng)過透鏡時的光程不同,邊緣視場光程更大,有利于離焦矯正邊緣視場的像差,提高解像。
76、通過設置第五透鏡的第一側面為凸面,第五透鏡的第二側面為凹面,有利于對光線進行收束,實現(xiàn)大孔徑要求??蛇x地,第五透鏡具有正光焦度,對光線具有會聚作用,合理設置第五透鏡的光焦度進一步使光線向光軸方向偏折,減小后端口徑。當然,還可以設置為第五透鏡具有負光焦度,對光線具有發(fā)散作用,使后續(xù)的光學系統(tǒng)有更大的光線接受面,合理分配光焦度有利于減小像差,提高光學性能。