一种自动变焦透镜组件及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种自动变焦透镜组件及电子设备。


背景技术：

2.随着电子产品发展和创新及对电子产品的轻薄需求，如今掀起了全面屏的热潮，一种新型对焦方式的镜头应运而生，这种镜头搭载了tlens(可调焦透镜)，tlens在通电状态下表面曲率会发生变化，可以使镜头捕捉到更佳的画面，相比传统的马达对焦，tlens同时优化了整体的尺寸和结构、减少了机械运动及带来的高功耗，实现前置可变焦的高像素镜头。
3.现有技术中，由于tlens需要与其他透镜相配合才能够达到实际的拍摄需求，为了确保成像质量，通常采用多片透镜与tlens相组合，这导致镜头的长度过大，难以适应如今消费市场对电子设备的轻薄需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自动变焦透镜组件及电子设备，解决现有技术中采用多片透镜与tlens相组合，这导致镜头的长度过大，难以适应如今消费市场对电子设备的轻薄需求的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：
6.一种自动变焦透镜组件，包括由物侧至像侧沿光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、光学变焦元件、第三透镜、第四透镜和第五透镜；
7.所述第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；
8.所述第二透镜具有负屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；
9.所述第三透镜具有正屈折力，其物侧表面及像侧表面于近光轴处均为凸面；
10.所述第四透镜具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面；
11.所述第五透镜具有负屈折力，其物侧表面及像侧表面于近光轴处均为凹面。
12.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
13.2.0＜f/epd；
14.其中，f为所述自动变焦透镜组件的焦距，epd为所述自动变焦透镜组件的入瞳直径。
15.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
16.0.1＜r11/r12＜0.5；
17.其中，r11为所述第一透镜物侧表面的曲率半径，r12为所述第一透镜像侧表面的曲率半径。
18.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
19.3.0＜(r21+r22)/(r21-r22)＜5.4；
20.其中，r21为所述第二透镜物侧表面的曲率半径，r22为所述第二透镜像侧表面的曲率半径。
21.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
22.0.05＜tlens/ttl＜0.1；
23.其中，tlens为所述光学变焦元件的厚度，ttl为所述自动变焦透镜组件的总长。
24.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
25.15.0＜f3/ct3＜30.0；
26.其中，f3为所述第三透镜的焦距，ct3为所述第三透镜在光轴上的厚度。
27.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
28.4.70＜f4/ct4＜6.05；
29.其中，f4为所述第四透镜的焦距，ct4为所述第四透镜在光轴上的厚度。
30.可选地，所述自动变焦透镜组件满足如下条件：
31.2.3＜r52/yc52＜3.2；
32.其中，r52为所述第五透镜像侧表面的曲率半径，yc52为所述第五透镜像侧表面的反曲点与光轴间的垂直距离。
33.可选地，所述自动变焦透镜组件还包括光阑，所述光阑设于所述第一透镜的物侧。
34.本实用新型还提供了一种电子设备，包括如上任一项所述的自动变焦透镜组件。
35.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
36.本实用新型提供了一种自动变焦透镜组件及电子设备，采用中置式光学变焦元件与多片透镜进行光学组合，从而缩小了镜头的前端体积；同时，通过对各透镜的屈折力及面型进行合理搭配，在实现自动变焦的同时满足了限制镜头前段最大有效镜的要求，从而显著提高了镜头的解析力。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
38.图1示出了本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的示意图；
39.图2由左至右依序为本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图；
40.图3为本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图；
41.图4示出了本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的示意图；
42.图5由左至右依序为本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图；
43.图6为本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图；
44.图7示出了本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的示意图；
45.图8由左至右依序为本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图；
46.图9为本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图。
47.上述图中：p1、第一透镜；p2、第二透镜；p3、光学变焦元件；p4、第三透镜；p5、第四透镜；p6、第五透镜；p7、红外滤光片；sto、光阑；s1、第一透镜的物侧面；s2、第一透镜的像侧表面；s3、第二透镜的物侧面；s4、第二透镜的像侧表面；s5、第三透镜的物侧面；s6、第三透镜的像侧表面；s7、第四透镜的物侧面；s8、第四透镜的像侧表面；s9、第五透镜的物侧面；s10、第五透镜的像侧表面；s11、成像面。
具体实施方式
48.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
50.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
51.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
52.本实用新型提供了一种自动变焦透镜组件，包括由物侧至像侧沿光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、光学变焦元件、第三透镜、第四透镜和第五透镜。
53.具体地，该光学变焦元件为tlens模组，tlens在通电状态下表面曲率能够发生变化，使得镜头能够捕捉到更佳的画面，相比传统的马达对焦，tlens能够优化镜头整体的尺寸和结构，同时减少了机械运动及带来的高功耗。当应用于手机的前置镜头时，能够在镜头体积轻薄化的前提下实现前置可变焦的高像素镜头，既满足自动变焦要求又满足限制镜头前段最大有效镜的要求，显著提高镜头解析力的同时缩小前端镜头体积，从而能够扩大手机的屏占比。
54.其中，第一透镜具有正屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第二透镜具有负屈折力，其物侧表面近光轴处为凸面，其像侧表面于近光轴处为凹面；第三透镜具有正屈折力，其物侧表面及像侧表面于近光轴处均为凸面；第四透镜具有正屈折力，其像侧表面于近光轴处为凸面；第五透镜具有负屈折力，其物侧表面及像侧表面于近光轴处均为凹面。
55.自动变焦透镜组件还包括光阑，光阑设于第一透镜的物侧。光阑配置为前置光阑，能够使自动变焦透镜组件的出射瞳(exit pupil)与成像面产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率。
56.此外，自动变焦透镜组件还包括红外滤光片，该红外滤光片置于第五透镜与成像面之间，通过红外滤光片滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。具体地，红外滤光片可以采用玻璃材质，以避免影响焦距。
57.进一步地，自动变焦透镜组件满足如下条件：2.0＜f/epd；其中，f为自动变焦透镜组件的焦距，epd为自动变焦透镜组件的入瞳直径。通过约束自动变焦透镜组件的焦距及其入瞳直径之间的比值，使得自动变焦透镜组件能够控制畸变，从而获得优良的解像力性能。
58.进一步地，自动变焦透镜组件满足如下条件：0.1＜r11/r12＜0.5；3.0＜(r21+r22)/(r21-r22)＜5.4；其中，r11为第一透镜物侧表面的曲率半径，r12为第一透镜像侧表面的曲率半径，r21为第二透镜物侧表面的曲率半径，r22为第二透镜像侧表面的曲率半径。通过规定第一透镜和第二透镜的面型，能够减小光线经过第一透镜和第二透镜时的偏折程度，从而达到减小像差的目的。
59.进一步地，自动变焦透镜组件满足如下条件：0.05＜tlens/ttl＜0.1；其中，tlens为光学变焦元件的厚度，ttl为述自动变焦透镜组件的总长。通过限定光学变焦元件的厚度，能够使得光学变焦元件于镜头内的厚度限制在合理范围内，有利于在确保成像质量的同时实现镜头的小型化。
60.进一步地，自动变焦透镜组件满足如下条件：15.0＜f3/ct3＜30.0；4.70＜f4/ct4＜6.05；其中，f3为第三透镜的焦距，ct3为第三透镜在光轴上的厚度，f4为第四透镜的焦距，ct4为第四透镜在光轴上的厚度。通过对第三透镜、第四透镜的焦距以及其厚度分别进行合理配置，能够提高自动变焦透镜组件的可加工性，从而降低自动变焦透镜组件的敏感度。
61.进一步地，自动变焦透镜组件满足如下条件：2.3＜r52/yc52＜3.2；其中，r52为第五透镜像侧表面的曲率半径，yc52为第五透镜像侧表面的反曲点与光轴间的垂直距离。借助该关系式能够降低自动变焦透镜组件的加工难度，同时有利于校正自动变焦透镜组件的轴外像差。
62.相比传统的搭载有tlens的光学系统方案，本实用新型能够优化光学系统的尺寸，孔径得到显著减小，同时提高光学稳定性，为终端设备制造商提供更广泛的设计自由，同时有利于实现镜头的小型化，从而支持更多需要搭载小型摄像头需求的设备。
63.下面结合附图对本实用新型的各实施例进行详细介绍。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
64.实施例一
65.请参阅图1至图3，图1示出了本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的示意图，图2由左至右依序为本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图，图3为本实用新型实施例一的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图。
66.本实施例提供了一种自动变焦透镜组件，包括由物侧至像侧沿光轴依次设置的第一透镜p1、第二透镜p2、光学变焦元件p3、第三透镜p4、第四透镜p5和第五透镜p6。
67.其中，该光学变焦元件p3为tlens模组，tlens在通电状态下表面曲率能够发生变化，使得镜头能够捕捉到更佳的画面，相比传统的马达对焦，tlens能够优化镜头整体的尺寸和结构，同时减少了机械运动及带来的高功耗。当应用于手机的前置镜头时，能够在镜头
体积轻薄化的前提下实现前置可变焦的高像素镜头，既满足自动变焦要求又满足限制镜头前段最大有效镜的要求，显著提高镜头解析力的同时缩小前端镜头体积，从而能够扩大手机的屏占比。
68.本实施例中，第一透镜p1具有正屈折力，其物侧表面s1近光轴处为凸面，其像侧表面s2于近光轴处为凹面；第二透镜p2具有负屈折力，其物侧表面s3近光轴处为凸面，其像侧表面s4于近光轴处为凹面；第三透镜p4具有正屈折力，其物侧表面s5及像侧表面s6于近光轴处均为凸面；第四透镜p5具有正屈折力，其物侧表面s7于近光轴处为凸面，其像侧表面s8于近光轴处为凸面；第五透镜p6具有负屈折力，其物侧表面s9及像侧表面s10于近光轴处均为凹面。
69.自动变焦透镜组件还包括光阑sto，光阑sto设于第一透镜p1的物侧。光阑sto配置为前置光阑sto，能够使自动变焦透镜组件的出射瞳(exit pupil)与成像面s11产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率。
70.此外，自动变焦透镜组件还包括红外滤光片p7，该红外滤光片p7置于第五透镜p6与成像面s11之间，通过红外滤光片p7滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。具体地，红外滤光片p7可以采用玻璃材质，以避免影响焦距。
71.请配合参照下列表1-1、表1-2以及表1-3。
[0072][0073]
[0074][0075]
[0076][0077]
表1-1为实施例一详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，f为自动变焦透镜组件的焦距，epd为自动变焦透镜组件的入瞳直径，ttl为自动变焦透镜组件的总长。
[0078]
表1-2为实施例一中的非球面系数数据，其中，k表非球面曲线方程式中的锥面系数，a4、a6、a8、a10、a12、a14和a16则表示各表面第4、6、8、10、12、14和16阶非球面系数。
[0079]
表1-3为实施例一中该自动变焦透镜组件所满足的条件。
[0080]
此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1-1、表1-2以及表1-3的定义相同，在此不再进行赘述。
[0081]
实施例二
[0082]
请参阅图4至图6，图4示出了本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的示意图，图5由左至右依序为本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图，图6为本实用新型实施例二的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图。
[0083]
本实施例提供了一种自动变焦透镜组件，包括由物侧至像侧沿光轴依次设置的第一透镜p1、第二透镜p2、光学变焦元件p3、第三透镜p4、第四透镜p5和第五透镜p6。
[0084]
其中，该光学变焦元件p3为tlens模组，tlens在通电状态下表面曲率能够发生变化，使得镜头能够捕捉到更佳的画面，相比传统的马达对焦，tlens能够优化镜头整体的尺寸和结构，同时减少了机械运动及带来的高功耗。当应用于手机的前置镜头时，能够在镜头体积轻薄化的前提下实现前置可变焦的高像素镜头，既满足自动变焦要求又满足限制镜头前段最大有效镜的要求，显著提高镜头解析力的同时缩小前端镜头体积，从而能够扩大手机的屏占比。
[0085]
本实施例中，第一透镜p1具有正屈折力，其物侧表面s1近光轴处为凸面，其像侧表面s2于近光轴处为凹面；第二透镜p2具有负屈折力，其物侧表面s3近光轴处为凸面，其像侧表面s4于近光轴处为凹面；第三透镜p4具有正屈折力，其物侧表面s5及像侧表面s6于近光轴处均为凸面；第四透镜p5具有正屈折力，其物侧表面s7于近光轴处为凸面，其像侧表面s8于近光轴处为凸面；第五透镜p6具有负屈折力，其物侧表面s9及像侧表面s10于近光轴处均为凹面。
[0086]
自动变焦透镜组件还包括光阑sto，光阑sto设于第一透镜p1的物侧。光阑sto配置为前置光阑sto，能够使自动变焦透镜组件的出射瞳(exit pupil)与成像面s11产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率。
[0087]
此外，自动变焦透镜组件还包括红外滤光片p7，该红外滤光片p7置于第五透镜p6
与成像面s11之间，通过红外滤光片p7滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。具体地，红外滤光片p7可以采用玻璃材质，以避免影响焦距。
[0088]
请配合参照下列表2-1、表2-2以及表2-3。
[0089][0090]
[0091][0092]
[0093][0094]
实施例三
[0095]
请参阅图7至图9，图7示出了本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的示意图，图8由左至右依序为本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的像散和畸变曲线图，图9为本实用新型实施例三的一种自动变焦透镜组件的球差曲线图。
[0096]
本实施例提供了一种自动变焦透镜组件，包括由物侧至像侧沿光轴依次设置的第一透镜p1、第二透镜p2、光学变焦元件p3、第三透镜p4、第四透镜p5和第五透镜p6。
[0097]
其中，该光学变焦元件p3为tlens模组，tlens在通电状态下表面曲率能够发生变化，使得镜头能够捕捉到更佳的画面，相比传统的马达对焦，tlens能够优化镜头整体的尺寸和结构，同时减少了机械运动及带来的高功耗。当应用于手机的前置镜头时，能够在镜头体积轻薄化的前提下实现前置可变焦的高像素镜头，既满足自动变焦要求又满足限制镜头前段最大有效镜的要求，显著提高镜头解析力的同时缩小前端镜头体积，从而能够扩大手机的屏占比。
[0098]
本实施例中，第一透镜p1具有正屈折力，其物侧表面s1近光轴处为凸面，其像侧表面s2于近光轴处为凹面；第二透镜p2具有负屈折力，其物侧表面s3近光轴处为凸面，其像侧表面s4于近光轴处为凹面；第三透镜p4具有正屈折力，其物侧表面s5及像侧表面s6于近光轴处均为凸面；第四透镜p5具有正屈折力，其物侧表面s7于近光轴处为凹面，其像侧表面s8于近光轴处为凸面；第五透镜p6具有负屈折力，其物侧表面s9及像侧表面s10于近光轴处均为凹面。
[0099]
自动变焦透镜组件还包括光阑sto，光阑sto设于第一透镜p1的物侧。光阑sto配置为前置光阑sto，能够使自动变焦透镜组件的出射瞳(exit pupil)与成像面s11产生较长的距离，使其具有远心(telecentric)效果，并可增加电子感光元件的ccd或cmos接收影像的效率。
[0100]
此外，自动变焦透镜组件还包括红外滤光片p7，该红外滤光片p7置于第五透镜p6与成像面s11之间，通过红外滤光片p7滤除进入镜头中的红外波段光，避免红外光照射到感光芯片上产生噪声。具体地，红外滤光片p7可以采用玻璃材质，以避免影响焦距。
[0101]
请配合参照下列表3-1、表3-2以及表3-3。
[0102][0103]
[0104][0105][0106][0107]
实施例四
[0108]
基于前述实施例，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括如上任一实施例所提供的自动变焦透镜组件。
[0109]
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。