CN104407430B

CN104407430B - 光学镜头

Info

Publication number: CN104407430B
Application number: CN201410718896.7A
Authority: CN
Inventors: 姚波; 张野; 谢前森
Original assignee: Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: CN104407430A

Abstract

本发明提供一种光学镜头，从物方到像方依次包括具有正光焦度且弯月形状的第一透镜、光阑和具有正光焦度的后透镜群组；该群组包括：具有负光焦度且双凹形状的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、及组合为胶合透镜的第四和第五透镜；光学镜头的光学长度与整组焦距值的比值≤2.3。通过具有正光焦度且弯月形第一透镜大角度地收集并汇聚光线，减小了第二透镜口径；通过具有负光焦度且双凹形第二透镜发散经第一透镜出射的光线，在满足成像要求的前提下，减小了第三透镜口径，以及第二与第三透镜之间的距离；通过具有正光焦度的第三透镜对经第二透镜出射的光线进行汇聚，减小了胶合透镜口径，从而减小了光学镜头的光学长度和口径，实现了小型化。

Description

光学镜头

技术领域

本发明实施例涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学镜头。

背景技术

随着汽车工业主动安全的发展，对车载前视镜头的要求不断提高。在保持镜头畸变小和百万像素的前提下，由于镜头组装空间的限制，要求镜头的总长越短越好，从而满足镜头小型化的要求。

现有的车载前视镜头还不能满足在小畸变和高像素的条件下，实现小型化的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种光学镜头，以在保持小畸变和高像素的同时，实现小型化。

本发明实施例提供了一种光学镜头，从物方到像方依次包括：前透镜群组、光阑和后透镜群组；

所述前透镜群组为具有正光焦度的第一透镜；所述后透镜群组从物方到像方依次包括：具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、第四透镜及第五透镜，所述第四透镜和第五透镜组成为胶合透镜，所述后透镜群组具有正光焦度；

所述光学镜头的光学长度TTL与所述光学镜头的整组焦距值F满足TTL/F≤2.3；

所述第一透镜的形状为弯月形状，所述第二透镜的形状为双凹形状。

本发明实施例提供的光学镜头，通过采用具有正光焦度且形状为弯月形状的第一透镜大角度地收集光线并汇聚光线，减小了第二透镜的口径；通过采用具有负光焦度且形状为双凹形状的第二透镜发散经第一透镜出射的光线，在满足成像要求的前提下，也即满足光学镜头的高像素和小畸变的前提下，减小了第三透镜的口径，并减小了第二透镜与第三透镜之间的距离；通过采用具有正光焦度的第三透镜对经第二透镜出射的光线进行汇聚，减小了胶合透镜的口径，在第三透镜后配合胶合透镜，从而减小了光学镜头的光学长度和口径，实现了小型化，同时小型化有利于降低光学镜头的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将对本发明中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例二提供的一种光学镜头的结构示意图；

图1b为图1a中光学镜头的MTF解像曲线图；

图1c为图1a中光学镜头的像散曲线图；

图1d为图1a中光学镜头的畸变曲线图；

图2a为本发明实施例三提供的一种光学镜头的结构示意图；

图2b为图2a中光学镜头的MTF解像曲线图；

图2c为图2a中光学镜头的像散曲线图；

图2d为图2a中光学镜头的畸变曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案做进一步详细描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

本发明实施例一提供一种光学镜头。所述光学镜头从物方到像方依次包括：前透镜群组、光阑、后透镜群组、滤色片和成像面。

所述前透镜群组为具有正光焦度的第一透镜；所述后透镜群组从物方到像方依次包括：具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、第四透镜及第五透镜，所述第四透镜和第五透镜组成为胶合透镜，所述后透镜群组具有正光焦度。

光学镜头的光学长度TTL是指所述光学镜头的第一透镜的物方侧最外点至所述光学镜头的成像面的距离。

本实施例的光学镜头，通过采用具有正光焦度且形状为弯月形状的第一透镜大角度地收集光线并汇聚光线，减小了第二透镜的口径；通过采用具有负光焦度且形状为双凹形状的第二透镜发散经第一透镜出射的光线，在满足成像要求的前提下，也即满足光学镜头的高像素和小畸变的前提下，减小了第三透镜的口径，并减小了第二透镜与第三透镜之间的距离；通过采用具有正光焦度的第三透镜对经第二透镜出射的光线进行汇聚，减小了胶合透镜的口径，在第三透镜后配合胶合透镜，从而减小了光学镜头的光学长度和口径，实现了小型化，同时小型化有利于降低光学镜头的成本。

进一步地，在所述第一透镜的形状为弯月形状，所述第二透镜的形状为双凹形状的状态下，相应地，所述第四透镜的形状和所述第五透镜的形状优选包括下述一种：

所述第四透镜的形状为双凸形状，且所述第五透镜的形状为弯月形状或双凹形状；

所述第四透镜的形状为弯月形状或双凹形状，且所述第五透镜的形状为双凸形状。

所述第一透镜L1的物侧方向的半径值r1和像侧方向的半径值r2满足以下公式：1.3＜r2/r1＜1.7，且1.5＜r2-r1＜4。

通过采用形状为弯月形状，且具有正光焦度的第一透镜，能够大角度地收集光线并汇聚光线，通过进一步限定物侧方向的半径值和像侧方向的半径值，有利于避免同心圆镜片的出现，从而降低第一透镜的加工难度。

进一步优选地，所述第一透镜的折射率Nd1≥1.73，所述第二透镜的折射率Nd2≤1.67。

进一步地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜均可以为玻璃镜片，且所述第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的折射率均高于所述第二透镜的折射率。

第一透镜的高折射率能够增加光线汇聚能力，从而进一步减小了第二透镜的口径；第二透镜发散经第一透镜出射的光线，第二透镜的低折射率能够减小所述出射光线的发散程度，从而进一步减小了第三透镜的口径，并减小了第二透镜与第三透镜之间的距离。

通过第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜采用高折射率的玻璃镜片，第二透镜采用低折射率的玻璃镜片，并配合各透镜的光焦度，可以有效的控制整个光学镜头的光学长度，同时能有效的矫正光学系统的像差，以达到百万像素以上的高清晰解像要求。

进一步地，所述第二透镜的阿贝常数Vd2≤45。

通过限定第二透镜的折射率和阿贝常数，一方面有利于减小经第一透镜出射光线的发散程度，从而减小了第三透镜的口径，并减小了第二透镜与第三透镜之间的距离，另一方面有利于矫正像差。

进一步地，所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F满足：2.8≥F1/F≥2.0。

所述后透镜群组的焦距值F_后与所述光学镜头的整组焦距值F满足：1.6≥F_后/F≥0.8。

通过对第一透镜及后透镜群组的光焦度的比例进行合理的分配，一方面能够有效的控制光学镜头前端的有效口径及光学镜头的光学后焦；另一方面可以有效的消除光学镜头的高级像差及畸变像差。

所述光学镜头的光圈数FNO≤1.8。

通常，光学镜头的通光孔径与光圈数反相关，因此，通过减小光学镜头的光圈数，有利于提高光学镜头的通光孔径，从而提高光学镜头的通光量。

所述光学镜头的总视场角FOV的范围为：70°≥FOV≥30°。

实施例二

请参阅图1a，为本发明实施例二提供的一种光学镜头的结构示意图。所述光学镜头从物方到像方依次包括：前透镜群组、光阑L6、后透镜群组、滤色片L7和成像面L8。

所述前透镜群组为具有正光焦度的第一透镜L1；所述后透镜群组从物方到像方依次包括：具有负光焦度的第二透镜L2、具有正光焦度的第三透镜L3、第四透镜L4、及第五透镜L5，所述第四透镜L4和第五透镜L5组成为胶合透镜，所述后透镜群组具有正光焦度。

如图1a所示，具体地，所述第一透镜L1的形状为弯月形状，所述第二透镜L2的形状为双凹形状，相应地，所述第四透镜L4的形状为双凸形状，所述第五透镜L5的形状为双凹形状。

需要说明的是，本实施例以第五透镜L5的形状为双凹形状为例进行说明，但是，在所述第四透镜L4的形状为双凸形状时，所述第五透镜L5的形状也可以为弯月形状，本实施例对此不进行限制。

所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5均为玻璃镜片，且所述第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5的折射率均高于所述第二透镜L2的折射率。

从物方开始，依次对各个元件的面进行编号，第一透镜L1包括镜面S1和镜面S2，光阑L6的光阑面为S3，第二透镜L2包括镜面S4和镜面S5，第三透镜L3包括镜面S6和镜面S7，第四透镜L4包括镜面S8和镜面S9，第五透镜L5包括镜面S9和镜面S10，其中，镜面S9为第四透镜L4和第五透镜L5的胶合面，滤色片L7包括面S11和面S12。

本实施例中，各个元件的参数分别如下表所示。

面序号	曲率半径r	中心厚度d	折射率Nd	阿贝常数Vd	有效口径D
						1	4.611	1.2	1.77250	49.59	4.28
2	7	0.3	-	-	3.4
						3	Infinity	0.45	-	-	3.24
4	-4.471	0.5	1.60342	38.01	3.2
						5	7.279	0.199	-	-	3.32
6	33.313	2	1.80400	46.57	3.34
						7	-5.2	0.1	-	-	4.0
8	6.302	2.2	1.80400	46.57	4.64
						9	-6.302	0.6	1.78473	25.72	4.64
10	16.25	0.5	-	-	4.60
						11	Infinity	0.95	1.51680	64.17	4.68
12	Infinity	2.93	-	-	4.80
						IMA	Infinity				5.5

其中，IMA表示成像面L8的像面。

根据上述表中各元件的参数，可以得到所述光学镜头的参数分别为：

r2/r1＝1.518，且r2-r1＝2.389，F1/F＝2.312，F_后/F＝1.155，TTL/F＝1.934。

其中，r1为所述第一透镜L1的物侧方向的半径值，r2为所述第一透镜L1像侧方向的半径值；F1为所述第一透镜L1的焦距值；F为光学镜头的整组焦距值；F_后为所述后透镜群组的焦距值；TTL为光学镜头的光学长度。

在本实施例中，该光学镜头的整组焦距值F＝6.17mm，光圈数FNO＝1.6，总视场角FOV＝52°，光学镜头的光学长度TTL＝11.93mm。

图1b-图1d为相应于本实施例提供的光学镜头的光学性能曲线图。

其中，图1b为图1a中光学镜头的MTF解像曲线图，代表了一个光学镜头的综合解像水平。图1c为图1a中光学镜头的像散曲线图，由常用的F、d、C(F＝0.486um，d＝0.588um，C＝0.656um)三色光的波长来表示，单位为mm。图1d为图1a中光学镜头的畸变曲线图，表示不同视场角情况下归一化后的畸变大小值，单位为％。

由图1b-图1d可知，该光学镜头的解像能力较好，已将各种像差校正到一个较好的水平。

本实施例提供的光学镜头，符合实施例一中的各参数要求，具备相应的有益效果，特别适用于兼顾日夜或者照明条件较差的监控和车载相机系统。

实施例三

请参阅图2a，为本发明实施例三提供的一种光学镜头的结构示意图。所述光学镜头从物方到像方依次包括：前透镜群组、光阑L6、后透镜群组、滤色片L7和成像面L8。

本实施例与实施例二的区别在于：本实施例的光学镜头中胶合透镜结构不同。具体为，所述第四透镜L4的形状为弯月形状，所述第五透镜L5的形状为双凸形状。

作为本实施例的一种变形，所述第四透镜L4的形状也可以为双凹形状。

本实施例中，各个元件的参数分别如下表所示。

面序号	曲率半径r	中心厚度d	折射率Nd	阿贝常数Vd	有效口径D
						1	5.384	1.2	1.90069	37.12	4.42
2	8.326	0.3	-	-	3.52
						3	Infinity	0.3	-	-	3.32
4	-5.321	0.5	1.58144	40.92	3.32
						5	7.079	0.353	-	-	3.52
6	-122.676	2.267	1.72916	54.67	3.52
						7	-5.65	0.108	-	-	4.26
8	7.436	0.6	1.78473	25.72	4.48
						9	3.109	1.485	1.80400	46.57	4.3
10	-49.808	1.077	-	-	4.2
						11	Infinity	0.95	1.51680	64.17	4.4
12	Infinity	3.35	-	-	4.5
						IMA	Infinity	-	-	-	5.5

r2/r1＝1.546，且r2-r1＝2.942，F1/F＝2.352，F_后/F＝1.064，TTL/F＝2.085。

各参数的物理意义与上述实施例相同，不再赘述。

在本实施例中，该光学镜头的整组焦距值F＝5.99mm，光圈数FNO＝1.6，总视场角FOV＝56°，光学镜头的光学长度TTL＝12.49mm。

图2b-图2d为相应于本实施例提供的光学镜头的光学性能曲线图。

其中，图2b为图2a中光学镜头的MTF解像曲线图。图2c为图2a中光学镜头的像散曲线图。图2d为图2a中光学镜头的畸变曲线图。

由图2b-图2d可知，该光学镜头的解像能力较好，已将各种像差校正到一个较好的水平。

最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；实施例中优选的实施方式，并非对其进行限制，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光学镜头，从物方到像方依次包括：前透镜群组、光阑和后透镜群组；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜均为玻璃镜片，且所述第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的折射率均高于所述第二透镜的折射率。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧方向的半径值r1和像侧方向的半径值r2满足：1.3＜r2/r1＜1.7，且1.5＜r2-r1＜4。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率Nd1≥1.73，所述第二透镜的折射率Nd2≤1.67。

5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的阿贝常数Vd2≤45。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的形状和所述第五透镜的形状包括下述一种：

7.根据权利要求1-6任一所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F满足：2.8≥F1/F≥2.0。

8.根据权利要求7所述的光学镜头，其特征在于，所述后透镜群组的焦距值F后与所述光学镜头的整组焦距值F满足：1.6≥F后/F≥0.8。

9.根据权利要求1-6任一所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光圈数FNO≤1.8。

10.根据权利要求1-6任一所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的总视场角FOV的范围为：70°≥FOV≥30°。