本技術(shù)涉及光學(xué)元件領(lǐng)域,更具體地,涉及一種光學(xué)鏡頭及電子設(shè)備。
背景技術(shù):
1、近年來(lái),光學(xué)鏡頭技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,光學(xué)鏡頭在包括智能手機(jī)、安防監(jiān)控、汽車輔助駕駛、智能檢測(cè)以及虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)領(lǐng)域中均有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中,在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中,激光雷達(dá)鏡頭是自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)獲取外界信息的關(guān)鍵部件,隨著自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的飛速發(fā)展,人們對(duì)激光雷達(dá)鏡頭的需求也越來(lái)越高,并使激光雷達(dá)鏡頭在朝著高解像能力和小型化的方向不斷發(fā)展。
2、為達(dá)到安全駕駛的要求及滿足特殊的安裝位置需求,與普通的光學(xué)鏡頭相比,自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)中的激光雷達(dá)鏡頭需要滿足更加特殊的要求,例如為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距測(cè)量需增加接收端鏡頭模組的通光量,進(jìn)而需要更大的通光口徑以及小fno。然而,現(xiàn)有的光學(xué)鏡頭還存在著諸多不足,需要改進(jìn)和提高,例如,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭往往通光能力不強(qiáng),導(dǎo)致激光雷達(dá)探測(cè)距離受到限制;現(xiàn)有光學(xué)鏡頭通常不能同時(shí)滿足小fno情況下,口徑小的要求;另外,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭通常也難以同時(shí)滿足小fno情況下,實(shí)現(xiàn)高解像的要求。因此,具有諸如高解像、小型化、小fno、短后焦等部分或全部性能的光學(xué)鏡頭是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員研發(fā)設(shè)計(jì)的方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種光學(xué)鏡頭,該光學(xué)鏡頭沿光軸由第一側(cè)至第二側(cè)依序可包括:?具有負(fù)光焦度的第一透鏡,其第一側(cè)面和第二側(cè)面中的至少之一為凹面;具有正光焦度的第二透鏡,其第一側(cè)面和第二側(cè)面中的至少之一為凸面;具有正光焦度的第三透鏡,其第一側(cè)面為凸面;具有正光焦度的第四透鏡,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;以及具有光焦度的第五透鏡,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面。光學(xué)鏡頭中具有光焦度的透鏡的數(shù)量是五。光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第二透鏡的有效焦距f2、第三透鏡的有效焦距f3、第四透鏡的有效焦距f4以及第五透鏡的有效焦距f5可滿足:0.4≤f/f2+f/f3+f/f4+f/f5≤1.2;第一透鏡的第二側(cè)面至第二透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離t12與第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離ttl可滿足:0.09≤t12/ttl≤0.4。
2、在一個(gè)實(shí)施方式中,第一透鏡的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別為凹面和凸面,或者分別為凹面和凹面,或者分別為凸面和凹面,或者分別為凹面和平面。第二透鏡的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別為凹面和凸面,或者分別為凸面和凹面,或者分別為凸面和凸面。第三透鏡的第二側(cè)面為凸面或凹面。第五透鏡具有正光焦度或負(fù)光焦度。
3、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):0.5≤f/enpd≤1.2;0.15≤ttl/h/fov≤0.3;bfl/ttl≤0.2;d/h/fov≤0.15;d/h/f≤0.25;-0.1≤(h/2-f×θ/2)/(f×θ/2)≤0.05;0.2≤(f×θ)/d≤0.5;(fov×f)/h≥50;1.55≤fov/f≤2.1;其中,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,enpd為光學(xué)鏡頭的入瞳直徑,ttl為第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離,fov為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角,h為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的像高,bfl為第五透鏡的第二側(cè)面的中心至成像面在光軸上的距離,d為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的第一透鏡的第一側(cè)面的最大有效通光口徑,θ為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角的弧度值。
4、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):-8≤f1/f≤-1;-8≤|r1|/f1≤-0.2;1.2≤d/d10≤3.5;2≤d/h≤10;1.2≤|f1/t12|≤8;其中,f1為第一透鏡的有效焦距,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,r1為第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,d為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的所述第一透鏡的第一側(cè)面的最大有效通光口徑,d10為第五透鏡的第二側(cè)面的最大有效通光口徑,h為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的像高,t12為第一透鏡的第二側(cè)面至第二透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離。
5、在一個(gè)實(shí)施方式中,第二透鏡的有效焦距f2與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:2.5≤f2/f≤25。
6、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):1.5≤f3/f≤12;0.2≤r5/f3≤1.8;其中,f3為第三透鏡的有效焦距,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,r5為所述第三透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑。
7、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):1≤f4/f≤8.5;0.2≤r8/ttl≤4.5;0.05≤r7/(ct4+r8)≤1;其中,f4為第四透鏡的有效焦距,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,r7為第四透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,r8為第四透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑,ct4為第四透鏡在光軸上的中心厚度,ttl為第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離。
8、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):1.5≤|f5|/f≤12;0.12≤r10/ttl≤0.9;3≤d10×bfl/h≤26;0.3≤r9/(ct5+r10)≤7.5;其中,f5為第五透鏡的有效焦距,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,r9為第五透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,r10為第五透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑,ttl為第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離,d10為第五透鏡的第二側(cè)面的最大有效通光口徑,bfl為第五透鏡的第二側(cè)面的中心至成像面在光軸上的距離,h為光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的像高,ct5為第五透鏡在光軸上的中心厚度。
9、在一個(gè)實(shí)施方式中,第二透鏡的有效焦距f2、第三透鏡的有效焦距f3、第四透鏡的有效焦距f4與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:3≤(f2+f3+f4)/3/f≤12。
10、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):0.45≤φ25/φ≤0.99;0.02≤(t23+t34+t45)/ttl≤0.55;其中,φ25為第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡的組合光焦度值,φ為光學(xué)鏡頭的總光焦度值,t23為第二透鏡的第二側(cè)面至第三透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離,t34為第三透鏡的第二側(cè)面至第四透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離,t45為第四透鏡的第二側(cè)面至第五透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離。
11、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):0.03≤r7/r9≤2.5;1≤r8/r10≤25;其中,r7為第四透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,r9第五透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,r8為第四透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑,r10第五透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑。
12、在一個(gè)實(shí)施方式中,第二透鏡的第二側(cè)面至第三透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離t23與第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離ttl可滿足:0≤t23/ttl≤0.15。
13、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與光學(xué)鏡頭的最大視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的像高h(yuǎn)可滿足:1.5≤f/h≤2.2。
14、在一個(gè)實(shí)施方式中,第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離ttl與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:2.8≤ttl/f≤5.5。
15、在一個(gè)實(shí)施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項(xiàng):0.5≤f/f2+f/f3+f/f4+f/f5≤1.13;0.12≤t12/ttl≤0.31;0.7≤f/enpd≤1.1;0.18≤ttl/h/fov≤0.27;0.04≤bfl/ttl≤0.16;0.07≤d/h/fov≤0.12;0.14≤d/h/f≤0.21;-0.05≤(h/2-f×θ/2)/(f×θ/2)≤0.025;0.27≤(f×θ)/d≤0.42;55≤(fov×f)/h≤60;1.7≤fov/f≤1.9;-4.7≤f1/f≤-1.4;-7≤|r1|/f1≤-0.27;1.6≤d/d10≤3.1;2.4≤d/h≤9.1;1.6≤|f1/t12|≤6;3≤f2/f≤21.5;2.5≤f3/f≤9;0.23≤r5/f3≤1.4;1.44≤f4/f≤7.5;0.25≤r8/ttl≤3.8;0.07≤r7/(ct4+r8)≤0.75;2≤|f5|/f≤9;0.15≤r10/ttl≤0.5;4.2≤d10×bfl/h≤23.5;0.5≤r9/(ct5+r10)≤6.6;3.6≤(f2+f3+f4)/3/f≤9;0.6≤φ25/φ≤0.96;0.05≤(t23+t34+t45)/ttl≤0.44;0.07≤r7/r9≤2;1.3≤r8/r10≤19;0.001≤t23/ttl≤0.12;1.7≤f/h≤1.89;3.25≤ttl/f≤4.8;其中,各參數(shù)的含義同上文。
16、本技術(shù)另一方面提供了一種電子設(shè)備,該電子設(shè)備包括根據(jù)本技術(shù)提供的光學(xué)鏡頭及用于將所述光學(xué)鏡頭形成的光學(xué)圖像或光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的成像元件,成像元件位于光學(xué)鏡頭的第二側(cè),來(lái)自第一側(cè)的光線經(jīng)光學(xué)鏡頭后在第二側(cè)成像?;蛘撸撾娮釉O(shè)備包括根據(jù)本技術(shù)提供的光學(xué)鏡頭及光源,光源位于光學(xué)鏡頭的第二側(cè),光源發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)鏡頭后投射至光學(xué)鏡頭的第一側(cè),在第一側(cè)形成圖像或者照亮區(qū)域。
17、根據(jù)本技術(shù)示例性實(shí)施方式的光學(xué)鏡頭包括五片具有光焦度的透鏡,分別為沿光軸由第一側(cè)至第二側(cè)依序排列的第一至第五透鏡,其中,第一透鏡具有負(fù)光焦度,其第一側(cè)面和第二側(cè)面中至少一個(gè)為凹面;第二透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面和第二側(cè)面中至少一個(gè)為凸面;第三透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面;第四透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;第五透鏡具有光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第二至第五透鏡的有效焦距f2、f3、f4以及f5滿足條件式0.4≤f/f2+f/f3+f/f4+f/f5≤1.2;第一透鏡的第二側(cè)面至第二透鏡的第一側(cè)面在光軸上的距離t12與第一透鏡的第一側(cè)面的中心至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離ttl滿足條件式0.09≤t12/ttl≤0.4。通過(guò)對(duì)鏡頭的這種設(shè)置,合理管控第二至第五透鏡的焦距分布,使得經(jīng)第一透鏡發(fā)散的光線能夠在第二至第五透鏡作用下平穩(wěn)會(huì)聚到像面上,可以降低鏡片的敏感度并提升解像;合理管控第一透鏡第二側(cè)面至第二透鏡第一側(cè)面的距離,能夠適當(dāng)發(fā)散光線,讓光線走勢(shì)平緩,有利于提升解像同時(shí)降低第一透鏡的敏感性。
18、根據(jù)本技術(shù)示例性實(shí)施方式的光學(xué)鏡頭采用五片式鏡頭架構(gòu),通過(guò)對(duì)透鏡光焦度、面型、曲率半徑、中心厚度以及透鏡之間在光軸上的空氣間隔等參數(shù)的合理設(shè)置,可以有利于使光學(xué)鏡頭具有高解像、小型化、小fno和短后焦等一個(gè)或多個(gè)有益效果,使得光學(xué)鏡頭能夠更好地滿足車載應(yīng)用中例如激光雷達(dá)鏡頭的高要求。