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,光學(xué)鏡頭技術(shù)不斷發(fā)展進步,光學(xué)鏡頭在包括智能手機、安防監(jiān)控、汽車輔助駕駛、智能檢測以及虛擬現(xiàn)實等多個領(lǐng)域中均有著越來越廣泛的應(yīng)用。其中,在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中,隨著自動駕駛技術(shù)的蓬勃發(fā)展,車載鏡頭作為自動駕駛輔助系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件也迎來了較快的發(fā)展:一方面,為了獲取更大的信息量,前視鏡頭需要對較大視場角進行成像,同時為了滿足特定使用場景,要求鏡頭中心成像區(qū)域具有較高角放大率;另一方面,車載鏡頭越來越多地應(yīng)用于汽車輔助駕駛系統(tǒng)中,因此要求其需要配合芯片的發(fā)展,具有百萬級別的清晰度,對鏡頭的高解像能力提出了更高的要求;再一方面,汽車廠商基于產(chǎn)品美觀度和空間的考慮,通常將鏡頭安裝在隱蔽位置并要求尺寸減小,因此車載鏡頭越來越趨向微型化,但目前很難同時滿足高解像和微型化;以及,為適應(yīng)陰雨天和夜間等光線不足的行車環(huán)境,車載鏡頭需要較大的進光量來保證成像質(zhì)量,由于整體尺寸的限制,車載鏡頭往往口徑很小,在暗光環(huán)境下傳感器表面照度不足,很容易受到噪聲影響。
2、現(xiàn)有的光學(xué)鏡頭在上述的多個方面還存在著諸多不足,需要改進和提高,例如,在中心角分辨率方面,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭在滿足大視場角同時,中心角分辨率不夠高;在高解像方面,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭雖然可達到百萬像素的清晰度,但是鏡頭色差、像散、畸變等像差問題較為嚴(yán)重;在小型化方面,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭不能同時兼顧高解像與小型化的要求;在通光量方面,現(xiàn)有光學(xué)鏡頭一般要求通光能力不強,不能夠適應(yīng)夜間或陰雨天等較暗的環(huán)境。因此,具有諸如中心大角分辨率、大視場角、小型化、小口徑、高解像、高相對照度以及低敏感度等部分或全部性能特征的光學(xué)鏡頭成為了當(dāng)前車載鏡頭的重要發(fā)展方向。
技術(shù)實現(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)依序可包括具有光焦度的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡;第一透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;第二透鏡與第三透鏡中至少之一具有正光焦度;第四透鏡與第五透鏡膠合,且第四透鏡與第五透鏡具有正負相反的光焦度屬性;光學(xué)鏡頭中具有光焦度的透鏡的數(shù)量是五;光學(xué)鏡頭可滿足以下條件式:0.85≤|f2/f|,0.5≤r11/sag11≤3.6,0.45≤d1/ed1≤0.9,80°≤(fov×f)/h≤100°,以及0.5≤f45/f≤8,其中,f2為第二透鏡的有效焦距,f為光學(xué)鏡頭的總有效焦距,r11為第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑,sag11為第一透鏡的第一側(cè)面的矢高,d1為第一透鏡在光軸上的中心厚度,ed1為第一透鏡的邊緣厚度,fov為光學(xué)鏡頭的最大視場角,h為光學(xué)鏡頭的最大視場角對應(yīng)的像高,f45為第四透鏡和第五透鏡的組合焦距。
2、在一個實施方式中,第二透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凸面或凹面,第二側(cè)面為凹面。
3、在一個實施方式中,第二透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面和第二側(cè)面分別為凸面和凸面,或者分別為凸面和凹面,或者分別為凹面和凸面。
4、在一個實施方式中,第三透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面或凸面。
5、在一個實施方式中,第三透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凸面或凹面,第二側(cè)面為凹面。
6、在一個實施方式中,第四透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面;第五透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凸面?;蛘?,第四透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面;第五透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面。或者,第四透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凸面;第五透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凸面。
7、在一個實施方式中,第四透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;第五透鏡具有正光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。
8、在一個實施方式中,第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r11與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:0.25≤r11/f≤1.2。
9、在一個實施方式中,光學(xué)鏡頭的最大視場角對應(yīng)的像高h、光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與光學(xué)鏡頭的最大視場角的弧度值θ可滿足:0.35≤(h/2)/(f×tan(θ/2))≤0.45。
10、在一個實施方式中,第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r11與第一透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r12可滿足:1.2≤r11/r12≤2.8。
11、在一個實施方式中,第四透鏡的第二側(cè)面的曲率半徑r42與第五透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r51可滿足:0.9≤r42/r51≤1.1。
12、在一個實施方式中,第四透鏡在光軸上的中心厚度d4、第五透鏡在光軸上的中心厚度d5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:0.1≤(d4+d5)/ttl≤0.4。
13、在一個實施方式中,第三透鏡的有效焦距f3、第四透鏡與第五透鏡的組合焦距f45與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:0.1≤(1/f3+1/f45)/(1/f)≤2。
14、在一個實施方式中,第二透鏡在光軸上的中心厚度d2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:0.12≤d2/ttl≤0.28。
15、在一個實施方式中,第三透鏡在光軸上的中心厚度d3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:0.01≤d3/ttl≤0.165。
16、在一個實施方式中,第二透鏡與第三透鏡在光軸上的空氣間隔d23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:d23/ttl≤0.24。
17、在一個實施方式中,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:2.5≤ttl/f≤6。
18、在一個實施方式中,第五透鏡的有效焦距f5與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f可滿足:|f5/f|≤6。
19、在一個實施方式中,第五透鏡的第二側(cè)面至光學(xué)鏡頭的成像面在光軸上的距離bfl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:0.1≤bfl/ttl≤0.24。
20、在一個實施方式中,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:0.95≤|f2/f|≤1.8;光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第三透鏡的有效焦距f3可滿足:-0.3≤f/f3≤-0.015。
21、在一個實施方式中,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:1.3148≤|f2/f|≤1.7922;光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第三透鏡的有效焦距f3可滿足:-0.2472≤f/f3≤-0.043。
22、在一個實施方式中,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:2.4≤|f2/f|≤150;光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第三透鏡的有效焦距f3可滿足:0.15≤f/f3≤1。
23、在一個實施方式中,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:2.4022≤|f2/f|≤116.4137;光學(xué)鏡頭的總有效焦距f與第三透鏡的有效焦距f3可滿足:0.3623≤f/f3≤0.8648。
24、在一個實施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項:-5≤f1/f≤-0.8;0.1≤arctan(sag11/(d/2))≤0.65;|arctan(1/k(s1))/θ1|≤2.5;0.3≤|(h-f×θ)/(f×θ)|≤0.4;0.1≤r12/f≤0.6;d45/ttl≤0.01;ttl/h/fov≤0.05;0.5≤(f×θ)/d≤1.65;0.35≤d/h/θ≤1.2;0.2≤d/h/f≤0.6;1.4≤f/enpd≤1.8;-8≤f4/f5≤-0.05;0.1≤d12/ttl≤0.3;0<|1/f2|/(1/f3+1/f45)≤3.5;其中,f1為第一透鏡的有效焦距,d為光學(xué)鏡頭的最大視場角對應(yīng)的第一透鏡的第一側(cè)面的最大有效通光口徑,arctan(1/k(s1))為第一透鏡的第一側(cè)面的張角,θ1為第一透鏡的第一側(cè)面上距離透鏡中心四分之一口徑處的張角,d45為第四透鏡與第五透鏡在光軸上的空氣間隔,enpd為光學(xué)鏡頭的入瞳直徑,f4為第四透鏡的有效焦距,d12為第一透鏡與第二透鏡在光軸上的空氣間隔,其余各參數(shù)的含義同上文的記載。
25、在一個實施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項:1.1≤|f2/f|≤195;0.8≤r11/sag11≤3;0.55≤d1/ed1≤0.8;87°≤(fov×f)/h≤92°;0.8≤f45/f≤7.5;0.45≤r11/f≤1.0;0.385≤(h/2)/(f×tan(θ/2))≤0.39;1.5≤r11/r12≤2.5;0.95≤r42/r51≤1.05;0.12≤(d4+d5)/ttl≤0.35;0.2≤(1/f3+1/f45)/(1/f)≤1.8;0.15≤d2/ttl≤0.2;0.02≤d3/ttl≤0.11;0.06≤d23/ttl≤0.2;2.85≤ttl/f≤5.6;0.2≤|f5/f|≤4.5;0.12≤bfl/ttl≤0.22;-3.5≤f1/f≤-1.2;0.24≤arctan(sag11/(d/2))≤0.5;|arctan(1/k(s1))/θ1|≤2;0.35≤|(h-f×θ)/(f×θ)|≤0.36;0.27≤r12/f≤0.45;d45/ttl≤0.005;0.02≤ttl/h/fov≤0.036;0.78≤(f×θ)/d≤1.4;0.475≤d/h/θ≤0.95;0.27≤d/h/f≤0.5;1.45≤f/enpd≤1.78;-6.5≤f4/f5≤-0.1;0.12≤d12/ttl≤0.285;0.002≤|1/f2|/(1/f3+1/f45)≤2.2;其中,各參數(shù)的含義同上文的記載。
26、在一個實施方式中,光學(xué)鏡頭可滿足以下條件中的至少一項:1.3148≤|f2/f|≤116.4137;1.2003≤r11/sag11≤2.5583;0.619≤d1/ed1≤0.77;89.2171°≤(fov×f)/h≤89.5099°;1.108≤f45/f≤4.9587;0.5372≤r11/f≤0.8903;0.387≤(h/2)/(f×tan(θ/2))≤0.3883;1.7761≤r11/r12≤2.3588;0.98≤r42/r51≤1.02;0.1425≤(d4+d5)/ttl≤0.288;0.3824≤(1/f3+1/f45)/(1/f)≤1.365;0.1915≤d2/ttl≤0.1964;0.0329≤d3/ttl≤0.1096;0.0606≤d23/ttl≤0.1532;3.8122≤ttl/f≤5.4763;0.7381≤|f5/f|≤3.3582;0.1404≤bfl/ttl≤0.2021;-3.0135≤f1/f≤-1.6621;0.2834≤arctan(sag11/(d/2))≤0.4385;0.0088≤|arctan(1/k(s1))/θ1|≤1.8432;0.3578≤|(h-f×θ)/(f×θ)|≤0.3599;0.2943≤r12/f≤0.3998;d45/ttl≤0.003;0.0236≤ttl/h/fov≤0.034;0.8293≤(f×θ)/d≤1.2145;0.6122≤d/h/θ≤0.8989;0.2994≤d/h/f≤0.4385;1.5≤f/enpd≤1.7;-4.3823≤f4/f5≤-0.3323;0.1223≤d12/ttl≤0.2804;0.0063≤|1/f2|/(1/f3+1/f45)≤0.769;其中,各參數(shù)的含義同上文的記載。
27、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)換為電信號的成像元件,成像元件位于光學(xué)鏡頭的第二側(cè),來自第一側(cè)的光線經(jīng)光學(xué)鏡頭后在第二側(cè)成像。或者,該電子設(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。
28、根據(jù)本技術(shù)示例性實施方式的光學(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,第一透鏡具有負光焦度,其第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面;第二透鏡與第三透鏡中至少之一具有正光焦度;第四透鏡與第五透鏡膠合,且第四透鏡與第五透鏡具有正負相反的光焦度屬性;第二透鏡的有效焦距f2與光學(xué)鏡頭的總有效焦距f滿足0.85≤|f2/f|;第一透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r11與第一透鏡的第一側(cè)面的矢高sag11滿足0.5≤r11/sag11≤3.6;第一透鏡在光軸上的中心厚度d1與第一透鏡的邊緣厚度ed1滿足0.45≤d1/ed1≤0.9;光學(xué)鏡頭的最大視場角fov與鏡頭的總有效焦距f和鏡頭的最大視場角對應(yīng)的像高h滿足80°≤(fov×f)/h≤100°;第四透鏡和第五透鏡的組合焦距f45與鏡頭的總有效焦距f滿足0.5≤f45/f≤8。通過對鏡頭的這種設(shè)置,合理設(shè)置第二枚鏡片的焦距,使得經(jīng)像側(cè)面出射的光線幾乎垂直進入后方光學(xué)系統(tǒng),光線過渡平緩,產(chǎn)生像差較小,能夠提高光學(xué)系統(tǒng)的解像能力,有利于實現(xiàn)高解像;第一枚鏡片可為非球面,物側(cè)面中心形狀彎曲、邊緣平緩,邊緣張角較小,合理設(shè)置物側(cè)面矢高與曲率半徑的比值,有利于收集邊緣視場的大角度光線,降低邊緣視場光線入射的高度,有利于實現(xiàn)大畸變,提升中心的角分辨率;配合第一透鏡物側(cè)中心較小的曲率半徑,同時能夠?qū)崿F(xiàn)整鏡頭長焦特性兼顧大視場;合理管控第一透鏡的中心厚度和邊緣厚度的比值,中心厚度小于邊緣厚度,能夠調(diào)整中心光線和邊緣光線在第一透鏡的光程差,有利于實現(xiàn)中心大角分辨率;合理管控鏡頭的焦距、像高和視場角,有利于整體實現(xiàn)長焦兼顧大視場特性;鏡頭焦距和像高相同時,可實現(xiàn)大視場角,有利于擴大成像范圍,捕捉更多畫面信息;視場角和像高相同時,焦距較大,畸變較大,有利于實現(xiàn)中心大角分辨率;管控第四和第五透鏡膠合件的組合焦距為正,有利于第四透鏡前方整體呈發(fā)散趨勢的光線得到會聚,有利于縮短光學(xué)總長;進一步地,合理控制f45/f的數(shù)值在一定范圍內(nèi),能夠校正像差提升解像同時使得光線走勢平緩,實現(xiàn)小cra。
29、根據(jù)本技術(shù)示例性實施方式的光學(xué)鏡頭采用五片式鏡頭架構(gòu),通過對透鏡光焦度、面型、曲率半徑、中心厚度、張角、矢高以及透鏡間空氣間隔等參數(shù)的合理設(shè)置,可以有利于使光學(xué)鏡頭具有中心大角分辨率、大視場角、小型化、小口徑、高解像、高相對照度以及低敏感度等一個或多個有益效果,使得光學(xué)鏡頭能夠更好地滿足例如車載應(yīng)用的高要求。