CN105182504A - 一种光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学成像领域，公开一种光学镜头，包括沿光线入射方向依次排列的前透镜组，光阑，后镜组和成像面；其中：光焦度为正的前透镜组包括沿光线入射方向依次排列的第一弯月型透镜、第二弯月型透镜、第一双凹透镜、第一胶合透镜组、及第一双凸透镜；光焦度为正的后透镜组包括沿光线入射方向依次排列的第五弯月型透镜、第二胶合透镜组、第三双凸透镜、第六弯月型透镜；上述光学镜头中，第一弯月型透镜可校正系统畸变，第二弯月型透镜可扩大镜头视场角度和有效压缩光束口径，后透镜组能提高镜头孔径，且第六弯月型透镜可进一步调整镜头光焦度以满足接口要求，因此，该镜头具有大孔径、高分辨率、超低成本、成像分辨率至少为800万像素的特性。

Description

一种光学镜头

技术领域

本发明涉及光学成像领域，特别涉及一种光学镜头。

背景技术

随着社会经济的不断发展，高速路网日益密集、交通日益繁忙，为了有效地维护交通安全，实现实时的路况监控，智能交通系统对完善道路管理水平具有现实意义，而视频摄像技术是智能交通系统中的关键技术，因此提升图像信息采集工具——摄像镜头的性能是至关重要的。目前，智能交通领域的光学镜头特点多为高清晰度、大视场，大孔径等；且基本都在使用1英寸和2/3英寸的CCD，这一类感光元件的价格相当高，且所匹配的镜头往往体积也较大，成本很高。但在现代光电技术日新月异的今天，光学成像芯片技术不断创新，最新技术发展方向为1/1.8英寸的CMOS；同时能够实现五百万、八百万甚至更高像素，且成像靶面更小、感光性能更佳的成像芯片相继推出市场，令高分辨率、大孔径，同时又具备超低成本的优质视频摄像镜头被市场所迫切需求。

但是，现有技术中用于智能交通电子警察、测速仪等有关领域的镜头，在成像分辨率满足至少800万像素小靶面CMOS要求的同时，且能够实现大孔径、超低成本的视频摄像镜头产品仍是空白。

发明内容

本发明提供了一种光学镜头，该光学镜头具有大孔径、高分辨率、超低成本的特性，同时能够提供成像分辨率至少为800万像素的全界面清晰图像。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种光学镜头，包括沿光线入射方向依次排列的前透镜组，光阑，后透镜组和成像面；其中：

所述前透镜组的光焦度为正，所述前透镜组中包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第一弯月型透镜、光焦度为负的第二弯月型透镜、光焦度为负的第一双凹透镜、光焦度为正的第一胶合透镜组、及光焦度为正的第一双凸透镜；

所述后透镜组的光焦度为正，所述后透镜组包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第五弯月型透镜、光焦度为负的第二胶合透镜组、光焦度为正的第三双凸透镜、光焦度为正的第六弯月型透镜。

上述光学镜头中，前透镜组中的第一弯月型透镜对系统的畸变进行有效校正，降低透视变形和失真，第二弯月型透镜在扩大镜头视场角度的同时可有效压缩光束口径，有利于镜头结构的小型化，位于前透镜组和后透镜组之间的光阑控制光通量的大小，后透镜组能有效提高镜头的孔径，且后透镜组中的第六弯月型透镜可进一步调整镜头的光焦度，同时调整镜头的光学后焦，以满足结构上接口的要求，当光束进入到镜头中，依次通过前透镜组，光阑，后镜组，最后到达成像面，通过光学元件的选择和调试，能够实现1/1.8英寸成像的像面，焦距为8毫米，同时光圈-达到F1.4，像素-至少为800万像素CCD/CMOS要求，因此，上述光学镜头具有大孔径、高分辨率、超低成本的特性，同时能够提供成像分辨率至少为800万像素的全界面清晰图像。

优选地，所述前透镜组中第一弯月型透镜凸面朝向入射光线。

优选地，所述前透镜组中第二弯月型透镜凸面朝向入射光线；所述第二弯月型透镜与所述第一弯月型透镜之间具有间隔，第二弯月型透镜台阶面直接紧靠所述第一双凹透镜的台阶面。

优选地，所述第一胶合透镜组包括：

光焦度为正的第三弯月型透镜；

光焦度为负的第四弯月型透镜；

所述第三弯月型透镜和所述第四弯月型透镜无缝胶合以形成第一胶合透镜组。

优选地，所述第一双凹透镜位于所述第三弯月型透镜之前；所述第一双凹透镜和所述第一胶合透镜组之间具有间隔。

优选地，所述第一双凸透镜位于所述第四弯月型透镜之后；所述第一胶合透镜组和所述第一双凸透镜之间具有间隔。

优选地，所述第五弯月型透镜的凹面朝向入射光线。

优选地，所述第二胶合透镜组包括：

光焦度为负的第二双凹透镜；

光焦度为正的第二双凸透镜；

所述第二双凹透镜和所述第二双凸透镜无缝胶合以形成第二胶合透镜组。

优选地，所述第五弯月型透镜位于所述第二双凹透镜之前；所述第五弯月型透镜和所述第二胶合透镜组之间具有间隔。

优选地，所述第三双凸透镜位于所述第二双凸透镜之后；所述第二胶合透镜组和所述第三双凸透镜之间具有间隔。

优选地，所述第六弯月型透镜凸面朝向入射光线；所述第六弯月型透镜和第三双凸透镜之间具有间隔。

附图说明

图1为本发明提供的一种光学镜头的光学元件示意图；

图2为本发明提供的一种光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1所示，本发明实施例提供的一种光学镜头，包括沿光线入射方向依次排列的前透镜组100，光阑200，后透镜组300和成像面400；其中：

前透镜组100的光焦度为正，前透镜组100中包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第一弯月型透镜110、光焦度为负的第二弯月型透镜120、光焦度为负的第一双凹透镜130、光焦度为正的第一胶合透镜组、及光焦度为正的第一双凸透镜160。

后透镜组300的光焦度为正，后透镜组300包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第五弯月型透镜310、光焦度为负的第二胶合透镜组、光焦度为正的第三双凸透镜340、光焦度为正的第六弯月型透镜350。

上述光学镜头中，前透镜组100中的第一弯月型透镜110对系统的畸变进行有效校正，降低透视变形和失真，第二弯月型透镜120在扩大镜头视场角度的同时可有效压缩光束口径，有利于镜头结构的小型化，位于前透镜组100和后透镜组300之间的光阑200控制光通量的大小，后透镜组300能有效提高镜头的孔径，且后透镜组300中的第六弯月型透镜350可进一步调整镜头的光焦度，同时调整镜头的光学后焦，以满足结构上接口的要求，当光束进入到镜头中，依次通过前透镜组100，光阑200，后透镜组300，最后到达成像面400，通过光学元件的选择和调试，能够实现1/1.8英寸成像的像面，焦距为8毫米，同时光圈-达到F1.4，像素-至少为800万像素CCD/CMOS要求，因此，上述光学镜头具有大孔径、高分辨率、超低成本的特性，同时能够提供成像分辨率至少为800万像素的全界面清晰图像。

在上述光学镜头的基础上，为了实现对光学系统的畸变进行有效校正，如图1所示，一种优选实施方式中，前透镜组100中第一弯月型透镜110凸面朝向入射光线，且第一弯月型透镜110的光焦度为正，能够会聚光线，使得球差最小化，获得良好的焦距效果，降低透视变形和失真。

一种优选实施方式中，如图1和图2所示，前透镜组100中第二弯月型透镜120凸面朝向入射光线；第二弯月型透镜120与第一弯月型透镜110之间具有间隔，第二弯月型透镜120台阶面直接紧靠第一双凹透镜130的台阶面。

在前透镜组100中，第一弯月型透镜110和第二弯月型透镜120之间通过设置隔圈61的方式保证彼此的空气间隔，使得前透镜组100的光焦度为正，第一双凹透镜130和第二弯月型透镜120之间通过第一双凹透镜130的台阶面直接紧靠第二弯月型透镜120台阶面，无需隔圈定位，在有效增大视场角的同时压缩光束口径，有利于镜头结构的小型化。

一种优选实施方式中，如图1所示，第一胶合透镜组包括：

光焦度为正的第三弯月型透镜140；

光焦度为负的第四弯月型透镜150；

第三弯月型透镜140和第四弯月型透镜150无缝胶合以形成第一胶合透镜组，且第一胶合透镜组的光焦度为正。

由于光焦度为正的第三弯月型透镜140具有负色差，光焦度为负的第四弯月型透镜150具有正色差，通过将第三弯月型透镜140和第四弯月型透镜150无缝胶合以形成第一胶合透镜组以实现色差相互补偿，消除色差，优化成像的清晰度，改善光学系统的像质，提高分辨率。

在解决了上述实施例中系统畸变和分辨率低的问题后，为了保证前透镜组100的光焦度为正，具体地，如图1和图2所示，第一双凹透镜130位于第三弯月型透镜140之前，且第一双凹透镜130光焦度为负；第一双凹透镜130和第一胶合透镜组之间具有间隔，第一双凹透镜130和第一胶合透镜组固定在镜头的套筒5内，同时第一双凹透镜130和第一胶合透镜组之间通过设置隔圈66的方式保证彼此的空气间隔。

具体地，如图1和图2所示，第一双凸透镜160位于第四弯月型透镜150之后，且第一双凸透镜160的光焦度为正；第一胶合透镜组和第一双凸透镜160之间具有间隔，第一双凸透镜160固定在镜头的套筒5内，套筒5固定在主筒7上；第一胶合透镜组和第一双凸透镜160之间通过设置隔圈65的方式保证彼此的空气间隔。

一种优选实施方式中，如图1所示，第五弯月型透镜310的凹面朝向入射光线，且第五弯月型透镜310的光焦度为正，第五弯月型透镜310能够改善光阑200附近元件的敏感度，提高系统容差性能。

一种优选实施方式中，如图1所示，第二胶合透镜组包括：

光焦度为负的第二双凹透镜320；

光焦度为正的第二双凸透镜330；

第二双凹透镜320和第二双凸透镜330无缝胶合以形成第二胶合透镜组，且第二胶合透镜组的光焦度为负。

第二胶合透镜组与第一胶合透镜组作用类似，用于色差相互补偿，消除色差，优化成像的清晰度，改善光学系统的像质，提高分辨率。

一种优选实施方式中，如图1和图2所示，第五弯月型透镜310位于第二双凹透镜320之前，且第五弯月型透镜310的光焦度为正；第五弯月型透镜310和第二胶合透镜组之间具有间隔，第二胶合透镜组固定在镜头的主筒7内，第五弯月型透镜310和第二胶合透镜组之间通过设置隔圈64的方式保证彼此的空气间隔。

具体地，如图1和图2所示，第三双凸透镜340位于第二双凸透镜330之后，且第三双凸透镜340的光焦度为正；第二胶合透镜组和第三双凸透镜340之间具有间隔，第二胶合透镜组和第三双凸透镜340之间通过设置隔圈62的方式保证彼此的空气间隔。

一种优选实施方式中，如图1和图2所示，第六弯月型透镜350凸面朝向入射光线，且第六弯月型透镜350的光焦度为正；第六弯月型透镜350和第三双凸透镜340之间具有间隔，第三双凸透镜340和第六弯月型透镜350之间通过设置隔圈63的方式保证彼此的空气间隔；同时，第六弯月型透镜350可进一步调整镜头的光焦度，以及光学后焦，以满足结构上接口的要求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种光学镜头，其特征在于，包括沿光线入射方向依次排列的前透镜组，光阑，后镜组和成像面；其中：

所述前透镜组的光焦度为正，所述前透镜组中包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第一弯月型透镜、光焦度为负的第二弯月型透镜、光焦度为负的第一双凹透镜、光焦度为正的第一胶合透镜组、及光焦度为正的第一双凸透镜；

所述后透镜组的光焦度为正，所述后透镜组包括沿光线入射方向依次排列的光焦度为正的第五弯月型透镜、光焦度为负的第二胶合透镜组、光焦度为正的第三双凸透镜、光焦度为正的第六弯月型透镜。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述前透镜组中第一弯月型透镜凸面朝向入射光线。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述前透镜组中第二弯月型透镜凸面朝向入射光线；所述第二弯月型透镜与所述第一弯月型透镜之间具有间隔，第二弯月型透镜台阶面直接紧靠所述第一双凹透镜的台阶面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组包括：

光焦度为正的第三弯月型透镜；

光焦度为负的第四弯月型透镜；

所述第三弯月型透镜和所述第四弯月型透镜无缝胶合以形成第一胶合透镜组。

5.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第一双凹透镜位于所述第三弯月型透镜之前；所述第一双凹透镜和所述第一胶合透镜组之间具有间隔。

6.根据权利要求4所述的光学镜头，其特征在于，所述第一双凸透镜位于所述第四弯月型透镜之后；所述第一胶合透镜组和所述第一双凸透镜之间具有间隔。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五弯月型透镜的凹面朝向入射光线。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二胶合透镜组包括：

光焦度为负的第二双凹透镜；

光焦度为正的第二双凸透镜；

所述第二双凹透镜和所述第二双凸透镜无缝胶合以形成第二胶合透镜组。

9.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述第五弯月型透镜位于所述第二双凹透镜之前；所述第五弯月型透镜和所述第二胶合透镜组之间具有间隔。

10.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述第三双凸透镜位于所述第二双凸透镜之后；所述第二胶合透镜组和所述第三双凸透镜之间具有间隔。

11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第六弯月型透镜凸面朝向入射光线；所述第六弯月型透镜和第三双凸透镜之间具有间隔。