CN109298506B - 光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由前端至后端依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中,第一透镜具有正光焦度,其前端面为凸面;第二透镜具有负光焦度,其后端面为凹面;第三透镜具有负光焦度,其前端面为凹面;第四透镜具有正光焦度,其后端面为凸面;以及第五透镜和第六透镜中的至少一个具有正光焦度。
Description
技术领域
本申请涉及一种光学镜头,更具体地,本申请涉及一种包括六片透镜的光学镜头。
背景技术
随着技术的发展,镜头所应用的领域越来越广泛。在一些应用领域中,通常要求镜头在具有良好成像品质的同时,需要兼顾体积小、稳定性强等方面,能够在较大温度范围内正常工作。在一些特殊应用的领域(例如,特殊长后焦要求的车载镜头或投影镜头等)中,还要求镜头需要具有较长的后焦。
比如车载镜头,车辆需要在室外使用,镜头在不同温度环境下的性能稳定性显得格外重要。同时,由于受到车内安装空间的限制,对镜头的小型化也有相应的要求。
比如投影镜头,投影设备长时间工作会产生大量热量,镜头在温度发生变化后的性能稳定性也很重要。同时,随着投影设备向便携式、小型化方向的发展趋势,投影镜头小型化也是必然的趋势。
发明内容
本申请所提供的光学镜头可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷。
本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由前端至后端依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中,第一透镜可具有正光焦度,其前端面可为凸面;第二透镜可具有负光焦度,其后端面可为凹面;第三透镜可具有负光焦度,其前端面可为凹面;第四透镜可具有正光焦度,其后端面可为凸面;以及第五透镜和第六透镜中的至少一个可具有正光焦度。
在一个实施方式中,第五透镜和第六透镜均可具有正光焦度。
在一个实施方式中,第六透镜可为玻璃材质的透镜。
在一个实施方式中,第六透镜可为非球面透镜。
在一个实施方式中,第三透镜和第四透镜可胶合。
在一个实施方式中,第一透镜和第二透镜可胶合。
在一个实施方式中,第一透镜前端面的曲率半径R11、第二透镜后端面的曲率半径R22与第一透镜的前端面至第二透镜的后端面的轴上距离C1可满足0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37。
在一个实施方式中,第三透镜前端面的曲率半径R31、第四透镜后端面的曲率半径R42与第三透镜的前端面至第四透镜的后端面的轴上距离C2可满足0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27。
在一个实施方式中,光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的整组焦距f可满足BFL/f≥0.8。
在一个实施方式中,光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的整组焦距f可满足TTL/f≤4.8。
本申请的另一个方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴由前端至后端依序包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。第一透镜和第四透镜均可具有正光焦度;第二透镜和第三透镜均可具有负光焦度;第五透镜和第六透镜中的至少一个可具有正光焦度;以及光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的整组焦距f可满足BFL/f≥0.8。
在一个实施方式中,第一透镜的前端面可为凸面,第二透镜的后端面可为凹面。
在一个实施方式中,第一透镜前端面的曲率半径R11、第二透镜后端面的曲率半径R22与第一透镜的前端面至第二透镜的后端面的轴上距离C1可满足0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37。
在一个实施方式中,第三透镜的前端面可为凹面,第四透镜的后端面可为凸面。
在一个实施方式中,第三透镜前端面的曲率半径R31、第四透镜后端面的曲率半径R42与第三透镜的前端面至第四透镜的后端面的轴上距离C2可满足0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27。
在一个实施方式中,第三透镜和第四透镜可胶合。
在一个实施方式中,第一透镜和第二透镜可胶合。
在一个实施方式中,第六透镜可为非球面透镜。
在一个实施方式中,第六透镜可为玻璃材质的透镜。
在一个实施方式中,第五透镜和第六透镜均可具有正光焦度。
在一个实施方式中,光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的整组焦距f可满足TTL/f≤4.8。
本申请采用了多片(例如,六片)透镜,通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的轴上距离等,可使光学镜头具有以下至少一个有益效果:
后焦长;
体积小,便于安装;
能够适应较大范围的环境温度;以及
较高的解像力、较小的色差和畸变。
附图说明
结合附图,通过以下非限制性实施方式的详细描述,本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中:
图1为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图;
图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图;
图3为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图;
图4为示出根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本申请,将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解,这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜,第一透镜组也可被称作第二透镜组。
在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲,附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本文中,近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。在本文中,每个透镜中最靠近前端的表面称为前端面,每个透镜中最靠近后端的表面称为后端面。
还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本申请的实施方式时,使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被以理想化或过度正式意义解释,除非本文中明确如此限定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请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申请。
以下对本申请的特征、原理和其他方面进行详细描述。
根据本申请示例性实施方式的光学镜头包括例如六个具有光焦度的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。这六个透镜沿着光轴从前端至后端依序排列。
本申请中的光学镜头可应用于各类有长后焦要求的镜头中,例如,本申请中的光学镜头可应用于例如车载镜头等摄像镜头,又例如,本申请中的光学镜头还可以应用于投影镜头。当本申请的光学镜头应用于例如车载镜头等摄像镜头时,上述前端即为镜头的物侧,上述后端即为镜头的像侧。当本申请的光学镜头应用于投影镜头时,上述前端即为镜头的放大端,上述后端即为镜头的缩小端。
根据示例性实施方式,第一透镜可具有正光焦度;第二透镜可具有负光焦度;第三透镜可具有负光焦度;第四透镜可具有正光焦度;第五透镜可具有正光焦度;以及第六透镜可具有正光焦度。
第一透镜的前端面可为凸面。当本申请的光学镜头作为例如车载镜头使用时,第一透镜前端面的凸面布置有利于将尽可能多的光线收集进入后方光学系统。当本申请的光学镜头作为例如投影镜头使用时,第一透镜的凸面布置有利于保证尽可能大的投影角度。
第二透镜的后端面可为凹面。第二透镜的面型设计有利于光线走势平稳过渡。
在一些实施方式中,可通过将第一透镜的后端面与第二透镜的前端面胶合,而将第一透镜和第二透镜胶合成胶合透镜。该胶合透镜可具有凸面朝向前端的弯月形状。当本申请的光学镜头作为例如车载镜头使用时,将该胶合透镜布置为凸面朝向前端的弯月形状有利于将尽可能多的光线收集进入后方光学系统。当本申请的光学镜头作为例如投影镜头使用时,将该胶合透镜布置为凸面朝向前端的弯月形状有利于保证尽可能大的投影角度。胶合的第一透镜和第二透镜有利于减小像差、消除色差、减小系统的公差敏感度;同时,还可以残留部分色差以平衡光学系统的整体色差。
在示例性实施方式中,可在例如第二透镜与第三透镜之间设置用于限制光束的光阑,以进一步提高镜头的成像质量。光阑设置于第二透镜与第三透镜之间,收束前后光线,有利于缩短光学系统的总长,减小前后镜片组口径。
第三透镜的前端面可为凹面。第四透镜的后端面可为凸面。第三透镜的后端面可与第四透镜的前端面胶合,从而形成由第三透镜和第四透镜组合成的胶合透镜。胶合透镜除了本身可以消除色差,还可以残留部分色差以平衡光学系统的整体色差。
当将光阑设置于第二透镜与第三透镜之间时,第三、四透镜与第一、二透镜关于光阑大致具有对称性。具体地说,第一、四透镜具有正光焦度、第二、三透镜具有负光焦度,使得四片透镜的光焦度布置关于光阑大致对称;以及第一透镜的前端面为凸面,第二透镜的后端面为凹面,第三透镜的前端面为凹面,第四透镜的后端面为凸面,使得第一、二透镜和第三、四透镜的结构形状关于光阑大致对称。这种对称的设计可减小镜头后焦随环境温度变化而产生的漂移,并能够进一步平衡系统的色差和像差。
第五透镜为会聚透镜,用以进一步压缩光线发散角,减小镜头口径。可选地,第五透镜可选用由高阿贝数材料制成的透镜,以补偿系统的色差。
第六透镜为会聚透镜,用以调整光线,使光线走势平稳过渡。可选地,第六透镜可为玻璃材质的透镜。使用玻璃材质的透镜有利于减小温度对于镜头性能的影响。可选地,第六透镜可为非球面透镜,以进一步矫正场曲和畸变,提升镜头的解像力。
当本申请的光学镜头应用于投影镜头时,在第六透镜与后端之间还会设置有其他棱镜或场镜,这些棱镜或场镜通常厚度较大,故需要镜头具有较长的后焦和较优的远心度。
在示例性实施方式中,第一透镜前端面的曲率半径R11、第二透镜后端面的曲率半径R22与第一透镜的前端面至第二透镜的后端面的轴上距离C1之间可满足0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37,更具体地,R11、R22和C1进一步可满足0.86≤R11/(R22+C1)≤1.07。当满足0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37时,反映出由第一透镜和第二透镜组成的透镜组具有较为均匀的形状,中心像差和边缘像差较一致,中心和边缘的光学性能较均匀。
类似地,第三透镜前端面的曲率半径R31、第四透镜后端面的曲率半径R42与第三透镜的前端面至第四透镜的后端面的轴上距离C2之间可满足0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27,更具体地,R31、R42和C2进一步可满足0.48≤|R42|/(|R31|+C2)≤0.95。当满足0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27时,反映出由第三透镜和第四透镜组成的透镜组具有较为均匀的形状,中心像差和边缘像差较一致,中心和边缘的光学性能较均匀。
光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的整组焦距f之间可满足BFL/f≥0.8,更具体地,BFL和f进一步可满足1.05≤BFL/f≤1.14。满足条件式BFL/f≥0.8,反映出光学镜头具有较长后焦,使得该光学镜头可适用于各类有长后焦要求的应用中。较长的后焦可为光学元件安装及调焦预留空间,同时能够避免机构干涉。需要说明的是,当本申请的光学镜头作为例如车载镜头使用时,镜头的光学后焦BFL指的是从第六透镜的后端面至镜头成像面的轴上距离;当本申请的光学镜头作为例如投影镜头使用时,镜头的光学后焦BFL指的是从第六透镜的后端面至用于调制投影信号的空间光调制器的表面的轴上距离。
光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的整组焦距f之间可满足TTL/f≤4.8,更具体地,TTL和f进一步可满足2.62≤TTL/f≤3.67。满足条件式TTL/f≤4.8,可体现镜头的小型化特性。需要说明的是,当本申请的光学镜头作为例如车载镜头使用时,镜头的光学总长TTL指的是从第一透镜的前端面的中心至镜头成像面的轴上距离;当本申请的光学镜头作为例如投影镜头使用时,镜头的光学总长TTL指的是从第一透镜的前端面的中心至用于调制投影信号的空间光调制器的表面的轴上距离。
根据本申请的上述实施方式的光学镜头可采用多片镜片,例如上文所述的六片。通过合理的镜片形状设置、镜片排布、光焦度的分配以及各镜片的合理搭配,能够使得镜头在不同的环境温度范围内(例如,-40℃至85℃)保持较好的成像效果,且使得镜头在保证成像质量的同时具有较短的光学总长和较长的后焦长度。较短的光学总长有利于实现镜头的实现小型化,以有利于镜头在有限的空间内的安装。较长的后焦长度能够使得上述光学镜头适用于对后焦长度有特殊要求的应用中,例如,有特殊长后焦要求的车载镜头或投影镜头等。另外,本申请的光学镜头的后焦较长,使得其作为投影镜头而与照明系统匹配设计时可具有较好的兼容性。
然而,本领域的技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成镜头的透镜数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如,虽然在实施方式中以六个透镜为例进行了描述,但是该光学镜头不限于包括六个透镜。如果需要,该光学镜头还可包括其它数量的透镜。
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体实施例。
实施例1
以下参照图1描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。
如图1所示,光学镜头沿着光轴从前端至后端依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S1为凸面,后端面S2为凹面;第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜,其前端面S2为凸面,后端面S3为凹面。其中,第一透镜L1和第二透镜L2胶合组成胶合透镜。
第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜,其前端面S5为凹面,后端面S6为凹面;第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S6为凸面,后端面S7为凸面。其中,第三透镜L3和第四透镜L4胶合组成胶合透镜。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S8为凸面,后端面S9为凸面。
第六透镜L6为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S10为凸面,后端面S11为凸面。
可选地,可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO,以提高光学镜头的成像质量。
当光学镜头应用于例如车载镜头等摄像镜头时,上述前端即为镜头的物侧,上述后端即为镜头的像侧。S12为成像面,来自物侧的光依序穿过各表面S1至S11并最终成像在成像面S12上。可选地,光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面S12上感光元件的保护玻璃。
当光学镜头应用于投影镜头时,上述前端即为镜头的放大端,上述后端即为镜头的缩小端。S12为用于调制投影信号的空间光调制器的表面(SLM表面),来自SLM表面S12的光依序穿过各表面S11至S1并最终成像在屏幕上(未示出)。可选地,光学镜头还可包括其他公知的光学投影元件。
表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为(mm)。
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
S1 | 11.9348 | 3.6013 | 1.83 | 42.73 |
S2 | 37.8370 | 3.5235 | 1.53 | 48.76 |
S3 | 4.9985 | 5.4966 | ||
STO | 无穷 | 4.6972 | ||
S5 | -9.5512 | 1.9485 | 1.85 | 23.78 |
S6 | 52.4632 | 3.1335 | 1.83 | 42.73 |
S7 | -10.4796 | 0.1878 | ||
S8 | 17.7119 | 3.9312 | 1.50 | 81.59 |
S9 | -34.4528 | 0.1907 | ||
S10 | 159.2449 | 2.3157 | 1.74 | 49.24 |
S11 | -34.4528 | 15.1935 | ||
S12 | 无穷 |
表1
由表1中的数据可得,第一透镜L1的前端面S1的曲率半径R11、第二透镜L2的后端面S3的曲率半径R22与第一透镜L1的前端面S1至第二透镜L2的后端面S3的轴上距离C1之间满足R11/(R22+C1)=0.98;第三透镜L3的前端面S5的曲率半径R31、第四透镜L4的后端面S7的曲率半径R42与第三透镜L3的前端面S5至第四透镜L4的后端面S7的轴上距离C2之间满足|R42|/(|R31|+C2)=0.72。
在本实施例中,第六透镜L6的前端面S10和后端面S11为非球面。非球面面型Z由以下公式限定:
其中,Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为非球面的近轴曲率,c=1/R(即,近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数);k为圆锥系数conic;A、B、C、D、E均为高次项系数。下表2示出了可用于实施例1中各非球面透镜表面S10和S11的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D、E。
面号 | k | A | B | C | D | E |
S10 | 0.0000 | -9.7044E-05 | 2.8135E-06 | -3.0890E-08 | 6.4317E-11 | 1.0393E-12 |
S11 | 0.0000 | -3.4949E-05 | 2.0166E-06 | 2.8634E-09 | -5.0907E-10 | 5.8322E-12 |
表2
在表3中给出了实施例1中光学镜头的整组焦距f、光学镜头的光学后焦BFL以及光学镜头的光学总长TTL。
其中,当光学镜头作为例如车载镜头等摄像镜头使用时,镜头的光学后焦BFL指的是从第六透镜L6的后端面S11的中心至成像面S12的轴上距离;镜头的光学总长TTL指的是从第一透镜L1的前端面S1的中心至成像面S12的轴上距离。当光学镜头作为投影镜头使用时,镜头的光学后焦BFL指的是从第六透镜L6的后端面S11的中心至SLM表面S12的轴上距离;镜头的光学总长TTL指的是从第一透镜L1的前端面S1的中心至SLM表面S12的轴上距离。
参数 | f(mm) | BFL(mm) | TTL(mm) |
数值 | 14.52 | 15.19 | 44.22 |
表3
根据表3可得,光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的整组焦距f之间满足BFL/f=1.05;光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的整组焦距f之间满足TTL/f=3.04。
实施例2
以下参照图2描述了根据本申请实施例2的光学镜头。在本实施例及以下实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图2示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。
如图2所示,光学镜头沿着光轴从前端至后端依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S1为凸面,后端面S2为凹面;第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜,其前端面S2为凸面,后端面S3为凹面。其中,第一透镜L1和第二透镜L2胶合组成胶合透镜。
第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜,其前端面S5为凹面,后端面S6为凹面;第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S6为凸面,后端面S7为凸面。其中,第三透镜L3和第四透镜L4胶合组成胶合透镜。
第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S8为凹面,后端面S9为凸面。
第六透镜L6为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S10为凹面,后端面S11为凸面。
可选地,可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO,以提高光学镜头的成像质量。
当光学镜头应用于例如车载镜头等摄像镜头时,上述前端即为镜头的物侧,上述后端即为镜头的像侧。S12为成像面,来自物侧的光依序穿过各表面S1至S11并最终成像在成像面S12上。可选地,光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面S12上感光元件的保护玻璃。
当光学镜头应用于投影镜头时,上述前端即为镜头的放大端,上述后端即为镜头的缩小端。S12为用于调制投影信号的空间光调制器的表面(SLM表面),来自SLM表面S12的光依序穿过各表面S11至S1并最终成像在屏幕上(未示出)。可选地,光学镜头还可包括其他公知的光学投影元件。
表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为(mm)。表5给出了实施例2中光学镜头的整组焦距f、光学镜头的光学后焦BFL以及光学镜头的光学总长TTL。
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
S1 | 11.2772 | 4.4272 | 1.83 | 42.73 |
S2 | 19.0840 | 4.2294 | 1.53 | 48.76 |
S3 | 4.4375 | 4.1088 | ||
STO | 无穷 | 3.3376 | ||
S5 | -11.5282 | 2.7869 | 1.85 | 23.78 |
S6 | 31.9517 | 2.4311 | 1.83 | 42.73 |
S7 | -15.8577 | 0.2359 | ||
S8 | -39.5038 | 4.8134 | 1.50 | 81.59 |
S9 | -12.4185 | 0.2332 | ||
S10 | -100.0000 | 3.3728 | 1.74 | 49.24 |
S11 | -17.0000 | 22.9573 | ||
S12 | 无穷 |
表4
参数 | f(mm) | BFL(mm) | TTL(mm) |
数值 | 20.20 | 22.96 | 52.93 |
表5
实施例3
以下参照图3描述了根据本申请实施例3的光学镜头。图3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。
如图3所示,光学镜头沿着光轴从前端至后端依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸平透镜,其前端面S1为凸面,后端面S2为平面。
第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜,其前端面S3为凹面,后端面S4为凹面。
第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其前端面S6为凹面,后端面S7为凸面;第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S7为凹面,后端面S8为凸面。其中,第三透镜L3和第四透镜L4胶合组成胶合透镜。
第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜,其前端面S9为凸面,后端面S10为凹面。
第六透镜L6为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S11为凸面,后端面S12为凸面,并且第六透镜L6的前端面S11和后端面S12均为非球面。
可选地,可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO,以提高光学镜头的成像质量。
当光学镜头应用于例如车载镜头等摄像镜头时,上述前端即为镜头的物侧,上述后端即为镜头的像侧。S13为成像面,来自物侧的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。可选地,光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面S13上感光元件的保护玻璃。
当光学镜头应用于投影镜头时,上述前端即为镜头的放大端,上述后端即为镜头的缩小端。S13为用于调制投影信号的空间光调制器的表面(SLM表面),来自SLM表面S13的光依序穿过各表面S12至S1并最终成像在屏幕上(未示出)。可选地,光学镜头还可包括其他公知的光学投影元件。
表6示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为(mm)。表7示出了实施例3中可用于各非球面透镜表面S11和S12的圆锥常数k以及高次项系数A、B、C、D、E,其中,各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。表8给出了实施例3中光学镜头的整组焦距f、光学镜头的光学后焦BFL以及光学镜头的光学总长TTL。
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
S1 | 14.6837 | 4.9431 | 1.83 | 42.73 |
S2 | 无穷 | 0.2030 | ||
S3 | -218.1848 | 2.3694 | 1.53 | 48.76 |
S4 | 6.1811 | 10.4906 | ||
STO | 无穷 | 3.6066 | ||
S6 | -11.1986 | 2.4591 | 1.85 | 23.78 |
S7 | -348.2071 | 3.1408 | 1.50 | 81.59 |
S8 | -8.6789 | 0.0845 | ||
S9 | 17.8250 | 3.2201 | 1.80 | 46.58 |
S10 | 67.5260 | 0.2529 | ||
S11 | 48.2615 | 2.2495 | 1.74 | 49.24 |
S12 | -44.8966 | 17.8599 | ||
S13 | 无穷 |
表6
面号 | k | A | B | C | D | E |
S11 | 25.7445 | -7.8494E-05 | -2.4737E-07 | 1.8551E-08 | 8.6379E-11 | -3.6560E-12 |
S12 | 13.2981 | 3.2330E-05 | -5.3858E-07 | 3.6797E-08 | -7.1959E-11 | -4.1150E-12 |
表7
参数 | f(mm) | BFL(mm) | TTL(mm) |
数值 | 16.08 | 17.86 | 50.88 |
表8
实施例4
以下参照图4描述了根据本申请实施例4的光学镜头。图4示出了根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。
如图4所示,光学镜头沿着光轴从前端至后端依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。
第一透镜L1为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S1为凸面,后端面S2为凸面。
第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜,其前端面S3为凹面,后端面S4为凹面。
第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜,其前端面S6为凹面,后端面S7为凹面;第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S7为凸面,后端面S8为凸面。其中,第三透镜L3和第四透镜L4胶合组成胶合透镜。
第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S9为凸面,后端面S10为凸面。
第六透镜L6为具有正光焦度的双凸透镜,其前端面S11为凸面,后端面S12为凸面。
可选地,可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO,以提高光学镜头的成像质量。
当光学镜头应用于例如车载镜头等摄像镜头时,上述前端即为镜头的物侧,上述后端即为镜头的像侧。S13为成像面,来自物侧的光依序穿过各表面S1至S12并最终成像在成像面S13上。可选地,光学镜头还可包括用于校正色彩偏差的滤光片和/或用于保护位于成像面S13上感光元件的保护玻璃。
当光学镜头应用于投影镜头时,上述前端即为镜头的放大端,上述后端即为镜头的缩小端。S13为用于调制投影信号的空间光调制器的表面(SLM表面),来自SLM表面S13的光依序穿过各表面S12至S1并最终成像在屏幕上(未示出)。可选地,光学镜头还可包括其他公知的光学投影元件。
表9示出了实施例4的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd,其中,曲率半径R和厚度T的单位均为(mm)。表10给出了实施例3中光学镜头的整组焦距f、光学镜头的光学后焦BFL以及光学镜头的光学总长TTL。
表9
参数 | f(mm) | BFL(mm) | TTL(mm) |
数值 | 13.50 | 15.35 | 49.57 |
表10
综上,实施例1至实施例4分别满足以下表11所示的关系。
条件式\实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 |
TTL/f | 3.04 | 2.62 | 3.16 | 3.67 |
BFL/f | 1.05 | 1.14 | 1.11 | 1.14 |
R11/(R22+C1) | 0.98 | 0.86 | 1.07 | 1.02 |
|R42|/(|R31|+C2) | 0.72 | 0.95 | 0.52 | 0.48 |
表11
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (18)
1.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量是六片,分别是第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜,所述第一透镜至所述第六透镜沿着光轴由前端至后端依序排列,
其特征在于,
所述第一透镜具有正光焦度,其前端面为凸面;
所述第二透镜具有负光焦度,其后端面为凹面;
所述第三透镜具有负光焦度,其前端面为凹面;
所述第四透镜具有正光焦度,其后端面为凸面;
所述第五透镜和所述第六透镜均具有正光焦度;
所述第六透镜的后端面为凸面;以及
所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的整组焦距f满足3.04≤TTL/f≤4.8。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜为玻璃材质的透镜。
3.根据权利要求2所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜为非球面透镜。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜和所述第四透镜胶合。
5.根据权利要求4所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜胶合。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜胶合。
7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的光学镜头,其特征在于,0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37,
其中,R11为所述第一透镜前端面的曲率半径;
R22为所述第二透镜后端面的曲率半径;以及
C1为所述第一透镜的前端面至所述第二透镜的后端面的轴上距离。
8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的光学镜头,其特征在于,0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27,
其中,R31为所述第三透镜前端面的曲率半径;
R42为所述第四透镜后端面的曲率半径;以及
C2为所述第三透镜的前端面至所述第四透镜的后端面的轴上距离。
9.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的整组焦距f满足BFL/f≥0.8。
10.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量是六片,分别是第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜,所述第一透镜至所述第六透镜沿光轴由前端至后端依序排列,
所述第一透镜和所述第四透镜均具有正光焦度;
所述第二透镜和所述第三透镜均具有负光焦度;
所述第五透镜和所述第六透镜均具有正光焦度;
所述第六透镜的后端面为凸面;以及
所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的整组焦距f满足BFL/f≥0.8;以及
所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的整组焦距f满足3.04≤TTL/f≤4.8。
11.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的前端面为凸面,所述第二透镜的后端面为凹面。
12.根据权利要求11所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜前端面的曲率半径R11、所述第二透镜后端面的曲率半径R22与所述第一透镜的前端面至所述第二透镜的后端面的轴上距离C1满足0.68≤R11/(R22+C1)≤1.37。
13.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的前端面为凹面,所述第四透镜的后端面为凸面。
14.根据权利要求13所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜前端面的曲率半径R31、所述第四透镜后端面的曲率半径R42与所述第三透镜的前端面至所述第四透镜的后端面的轴上距离C2满足0.4≤|R42|/(|R31|+C2)≤1.27。
15.根据权利要求14所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜和所述第四透镜胶合。
16.根据权利要求12或15所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第二透镜胶合。
17.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜为非球面透镜。
18.根据权利要求17所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜为玻璃材质的透镜。
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