CN110716280B - 光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学镜头,该光学镜头从前端至后端依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中,第一透镜可具有正光焦度,其前侧面为凸面;第二透镜可具有负光焦度,其后侧面为凹面;第三透镜可具有负光焦度,其前侧面为凸面,后侧面为凹面;第四透镜可具有负光焦度,其前侧面为凹面;第五透镜可具有正光焦度,其后侧面为凸面;第六透镜可具有正光焦度,其前侧面为凹面,后侧面为凸面;以及第七透镜可具有正光焦度,其前侧面为凸面。根据本申请的光学镜头,可实现小型化、后焦长、热稳定性好、成本低、后端具有远心光路设计、成像品质高等有益效果中的至少一个。
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七片透镜的光学镜头。
背景技术
随着技术的发展,越来越多的领域需要应用到镜头,目前在一些应用领域中通常要求镜头成像品质好的同时,需要兼顾体积小,稳定性强,能在较大温度范围内正常工作,而在一些特殊应用领域中又要求镜头后焦长。比如投影镜头以及有特殊长后焦需求的车载镜头等。
随着安全驾驶技术的不断发展,使得车载镜头和车载HUD投影得到越来越广泛的应用。比如车载镜头,由于车辆需要在室外使用,因此镜头在各种温度环境下的性能稳定显得格外重要。且由于受到车内安装空间的限制,镜头需要满足小型化要求。高解像的要求更是必不可少,而后焦长有利于镜头的装配或者是其他应用需要。
比如车载HUD投影镜头,车载HUD在驾驶安全方面的重要作用已经得到广泛普及。但传统车载投影系统投影距离短、体积偏大、投影成像区域小、成本高,这些都严重阻碍了车载投影系统的进一步应用和发展。而且车载HUD投影镜头安装在汽车内部,对小型化具有较高要求。另外长时间的投影显示会产生较大的发热量使温度升高,所以对大温差范围内的稳定成像也具有较高的要求。因此迫切需求一款高性能的小型投影镜头,能够满足车载的应用需求。
比如投影镜头,投影设备长时间工作会发热严重,因此镜头在各温度下的性能稳定也很重要,同时随着便携式、小型化投影仪的需求,投影镜头小型化也是必然的趋势,且镜头的后焦较长与一些需与照明系统匹配设计的投影领域有较好的兼容性。
因此,本申请提供一种小型化、后焦长、能够应用为诸如车载镜头、投影镜头等的光学镜头。
发明内容
本申请提供了可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷的光学镜头。
本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头从前端至后端依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中,第一透镜可具有正光焦度,其前侧面为凸面;第二透镜可具有负光焦度,其后侧面为凹面;第三透镜可具有负光焦度,其前侧面为凸面,后侧面为凹面;第四透镜可具有负光焦度,其前侧面为凹面;第五透镜可具有正光焦度,其后侧面为凸面;第六透镜可具有正光焦度,其前侧面为凹面,后侧面为凸面;以及第七透镜可具有正光焦度,其前侧面为凸面。
可选地,第一透镜的后侧面可为凸面或平面或凹面。
可选地,第二透镜的前侧面可为凸面或平面或凹面。
可选地,第四透镜的后侧面可为凸面或凹面。
可选地,第五透镜的前侧面可为凸面或凹面。
可选地,第七透镜的后侧面可为凸面或平面。
可选地,第一透镜、第二透镜和第三透镜可胶合组成第一胶合透镜。
可选地,第四透镜和第五透镜可胶合组成第二胶合透镜。
可选地,第一透镜至第七透镜均可为玻璃镜片。
可选地,光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TL/F≤3。
可选地,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:BFL/F≥1.3。
可选地,第四透镜的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间可满足:2.0≤|F5/F4|≤3.8。
可选地,第四透镜和第五透镜的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:0.2≤|F45/F|≤2.3。
可选地,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:2.5≤|F123/F|≤4.5。
本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头从前端至后端依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜。其中,第一透镜可具有正光焦度,其前侧面为凸面;第二透镜可具有负光焦度;第三透镜可具有负光焦度,其后侧面为凹面;第四透镜可具有负光焦度,其前侧面为凹面;第五透镜可具有正光焦度,其后侧面为凸面;以及第六透镜和第七透镜均可具有正光焦度;其中,第一透镜、第二透镜和第三透镜可胶合组成第一胶合透镜;以及第四透镜和第五透镜可胶合组成第二胶合透镜。
可选地,第一透镜后侧面可为凸面或平面或凹面。
可选地,第二透镜的前侧面可为凸面或平面或凹面,后侧面可为凹面。
可选地,第三透镜的前侧面可为凸面。
可选地,第四透镜的后侧面可为凸面或凹面。
可选地,第五透镜的前侧面可为凸面或凹面。
可选地,第六透镜的前侧面可为凹面,后侧面可为凸面。
可选地,第七透镜的前侧面可为凸面,后侧面可为凸面或平面。
可选地,第一透镜至第七透镜均可为玻璃镜片。
可选地,光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TL/F≤3。
可选地,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:BFL/F≥1.3。
可选地,第四透镜的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间可满足:2.0≤|F5/F4|≤3.8。
可选地,第四透镜和第五透镜的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:0.2≤|F45/F|≤2.3。
可选地,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:2.5≤|F123/F|≤4.5。
本申请采用了例如七片透镜,通过优化设置镜片的形状,合理分配各镜片的光焦度以及形成胶合透镜等,实现光学镜头的小型化、后焦长、热稳定性好、成本低、后端(缩小端)具有远心光路设计、成像品质高等有益效果中的至少一个。
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;以及
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。
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,第一胶合透镜也可被称作第二胶合透镜。
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。应理解的是,每个透镜中靠近前端的表面称为前侧面,每个透镜中靠近后端的表面称为后侧面,每个透镜可具有前侧面和后侧面。
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七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、第六透镜和第七透镜。这七个透镜从前端至后端依序排列。
第一透镜可具有正光焦度,其前侧面可为凸面、后侧面可为凹面或平面或凸面。第一透镜设置为凸向前侧的形状是有利的。例如,在用作为投影镜头时,朝向放大端(像侧)的凸状形状能够尽可能得收集大视场光线,保证尽可能大的投影角度;在用作为车载镜头时,凸向前侧的形状设计能够尽可能地收集大角度光线,使光线进入后方光学系统。并且在实际应用中,考虑到车载镜头室外安装使用环境,会处于雨雪等恶劣天气,这样的凸向前侧的形状设计,有利于水滴的滑落,减小对成像的影响。
第二透镜可具有负光焦度,其前侧面可为凸面或平面或凹面,后侧面可为凹面。
第三透镜可具有负光焦度,其前侧面可为凸面,后侧面可为凹面。
第四透镜可具有负光焦度,其前侧面可为凹面,后侧面可为凸面或凹面。
第五透镜可具有正光焦度,其前侧面可为凸面或凹面,后侧面可为凸面。
第六透镜可具有正光焦度,其前侧面可为凹面,后侧面可为凸面。第六透镜为会聚透镜,可进一步压缩光线发散角,减小镜头口径。另外,第六透镜可采用低色散材料制成,以补偿系统的色差。
第七透镜可具有正光焦度,其前侧面可为凸面,后侧面可为凸面或平面。在用作为投影镜头的情况下,第七透镜可使光线适当汇聚后投射至第六透镜。
在示例性实施方式中,第一透镜至第七透镜均可采用球面镜片。
在示例性实施方式中,光学镜头中还可包括例如设置于第七透镜之后的光阑。应理解的是,根据应用/要求的不同,光阑可依据需要设置在镜头的任一位置中,而不受上述位置的限制。
如本领域技术人员已知的,胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失,从而提升镜头成像的清晰度。另外,胶合透镜的使用还可简化镜头制造过程中的装配程序。
在示例性实施方式中,可通过将第一透镜的后侧面与第二透镜的前侧面胶合,以及将第二透镜的后侧面与第三透镜的前侧面胶合,而将第一透镜、第二透镜和第三透镜组合成第一胶合透镜。另外,可通过将第四透镜的后侧面与第五透镜的前侧面胶合,而将第四透镜和第五透镜组合成第二胶合透镜。通过引入胶合透镜,可有助于消除色差影响,减小场曲,校正慧差;同时,胶合透镜还可以残留部分色差以平衡光学系统的整体色差。镜片的胶合省略了各镜片之间的空气间隔,使得光学系统整体紧凑,满足系统小型化需求。并且,镜片的胶合会降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题,有效的减少装配工序。
在该光学镜头中,由第一透镜、第二透镜和第三透镜组合成的第一胶合透镜与由第四透镜和第五透镜组合成的第二胶合透镜可形成相对的对称结构,这样的设置有利于实现更好的成像质量,在自身矫正色差的同时又可补偿残余色差,还可以补偿轴上点单色像差;还有利于减小后焦随环境温度变化产生的漂移,并进一步平衡系统色差和像差。
在示例性实施方式中,光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TL/F≤3,理想地,TL和F进一步可满足TL/F≤2.8。满足条件式TL/F≤3,可实现镜头的小型化特性。
在示例性实施方式中,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:BFL/F≥1.3,理想地,可进一步满足BFL/F≥1.5。满足条件式BFL/F≥1.3,可实现保证镜头的后焦长的特性,保证镜头后端具有充足的空间放置其它元件(例如,场镜、棱镜、保护透镜等),避免机构间的干涉,使该镜头很好的适用于投影镜头等领域。
在示例性实施方式中,第四透镜的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间可满足:2.0≤|F5/F4|≤3.8,理想地,可进一步满足2.2≤|F5/F4|≤3.6。第四透镜和第五透镜采用正负光焦度组合,通过光焦度的合理分配,可有助于平衡系统球差。
在示例性实施方式中,第四透镜和第五透镜的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:0.2≤|F45/F|≤2.3,理想地,可进一步满足0.5≤|F45/F|≤2.0。通过合理的光焦度分配,可有利于提高镜头的整体性能。
在示例性实施方式中,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:2.5≤|F123/F|≤4.5,理想地,可进一步满足2.8≤|F123/F|≤4.0。通过合理的光焦度分配,可有利于提高镜头的整体性能。
在示例性实施方式中,光学镜头所采用的镜片可以是塑料材质的镜片,还可以是玻璃材质的镜片。塑料材质的镜片热膨胀系数较大,当镜头所使用的环境温度变化较大时,塑料材质的透镜会引起镜头的光学后焦变化量较大。采用玻璃材质的镜片,可减小温度对镜头光学后焦的影响,但是成本较高。理想地,第一透镜至第七透镜均为玻璃镜片,以保证镜头的温度稳定性,保证温度性能良好。
本申请通过合理的镜片形状设置、镜片排列、光焦度的分配以及各镜片材质的合理搭配,实现较高的解像能力,色差小、畸变小,具有优异的成像效果/投影品质。根据上述实施方式的光学镜头能够实现在较宽的温度范围下均能保持良好的成像效果而不产生明显的后焦漂移;在保证成像质量的同时缩减镜头长度,实现小型化,便于在有限的空间内安装,同时镜头具有较长的后焦长度,保证镜头后端有足够空间放置其它元件,避免机构干涉,能够适用于有长后焦要求的镜头应用领域,比如需与照明系统匹配设计的投影领域,具有较好的兼容性。另一方面,根据本申请的光学镜头采用7镜片架构,成本低;三胶合和双胶合透镜的合理使用,使镜头装配工序下降,自身矫正色差又可补偿残余色差、轴上点单色像差,能实现较好的成像质量;镜头的后端(缩小端)采用远心光路设计,以允许较大的装配公差,并使镜头具有较好的通用适配性。
因此,根据本申请的光学镜头具有广泛的运用,例如可用作为投影镜头和车载镜头等。应理解的是,在用作为投影镜头时,根据本申请的光学镜头的光线方向为从后端至前端,即光线从第七透镜传递至第一透镜,然后投射在投影物体上。应理解的是,在用作为车载镜头时,根据本申请的光学镜头的光线方向为从前端至后端,即光线从第一透镜传递至第七透镜,然后到达成像面。
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七个透镜为例进行了描述,但是该光学镜头不限于包括七个透镜。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,光学镜头从前端至后端侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S1为凸面,后侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S2为凸面,后侧面S3为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S3为凸面,后侧面S4为凹面。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3胶合在一起组成第一胶合透镜。
第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S5为凹面,后侧面S6为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S6为凹面,后侧面S7为凸面。其中,第四透镜L4与第五透镜L5胶合在一起组成第二胶合透镜。
第六透镜L6为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S8为凹面,后侧面S9为凸面。
第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜,其前侧面S10和后侧面S11均为凸面。
其中,第一透镜L1至第七透镜L7均为球面镜片。
可选地,在将该光学镜头用作为投影镜头的情况下,还可在第七透镜L7之后设置其他棱镜/场镜/保护透镜等,因所述棱镜/场镜的厚度较大,故需要镜头的后焦较长,远心度要好。其中,棱镜用于过渡投影镜头的照明端与成像端;场镜与前侧的镜头匹配设计可校正像差,提高边缘光束入射的能力;保护透镜可以保护投影芯片免受损坏或污染。投影时,投影镜头的光线方向为后端至前端(缩小端至放大端),即来自像源面S13的光依序穿过各表面S11至S1并最终投射在空间中的目标物体(例如,投影屏,未示出,)上。
可选地,在将该光学镜头用作为车载镜头的情况下,可在该光学镜头的第七透镜L7之后设置滤光片和/或保护透镜。滤光片可用于校正色彩偏差,保护透镜可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S11并最终成像在成像面S13上。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第七透镜L7之后的光阑,以提高成像质量。
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的单位均为毫米(mm)。
表1
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
1 | 64.5747 | 5.0000 | 1.85 | 23.8 |
2 | 83.0000 | 2.0000 | 1.77 | 49.6 |
3 | 26.9850 | 2.0000 | 1.52 | 64.2 |
4 | 21.3805 | 11.6310 | ||
5 | -7.2705 | 4.9010 | 1.85 | 23.8 |
6 | -31.1834 | 2.5250 | 1.50 | 81.6 |
7 | -11.3786 | 0.0990 | ||
8 | -64.9117 | 1.9620 | 1.80 | 46.6 |
9 | -18.5856 | 0.0990 | ||
10 | 36.2105 | 2.4950 | 1.77 | 49.6 |
11 | -80.2791 | 1.2570 | ||
STO | 无穷 | 31.2430 | ||
IMA | 无穷 |
本实施例采用了七片透镜作为示例,通过合理设计各个透镜的光焦度与面型,可使镜头具有小型化、后焦长、热稳定性好、成本低、缩小端具有远心光路设计、成像品质高等有益效果中的至少一个。
下表2给出了实施例1的光学镜头的整组焦距值F、第四透镜L4的焦距值F4、第五透镜L5的焦距值F5、第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123、光学镜头的光学长度TL(TL为从第一透镜L1的前侧面S1的中心至第七透镜L7的后侧面S11的中心的轴上距离)以及光学镜头的光学后焦距BFL(例如在投影镜头中,BFL为从第七透镜L7的后侧面S11的中心至像源面S13的轴上距离;例如在车载镜头中,BFL为从第七透镜L7的后侧面S11的中心至成像面S13的轴上距离)。
表2
F(mm) | 16.5608 | F123(mm) | -50.78 |
F4(mm) | -12.2568 | TL(mm) | 32.712 |
F5(mm) | 34.4921 | BFL(mm) | 32.5 |
F45(mm) | -26.62 |
在本实施例中,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间满足BFL/F=1.962;第四透镜L4的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间满足F5/F4=-2.814;第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足F45/F=-1.607;光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TL/F=1.975;第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间满足F123/F=-3.066。
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、第六透镜L6和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有正光焦度的平凸透镜,其前侧面S1为凸面,后侧面S2为平面。第二透镜L2为具有负光焦度的平凹透镜,其前侧面S2为平面,后侧面S3为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S3为凸面,后侧面S4为凹面。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3胶合在一起组成第一胶合透镜。
第四透镜L4为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S5为凹面,后侧面S6为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S6为凹面,后侧面S7为凸面。其中,第四透镜L4与第五透镜L5胶合在一起组成第二胶合透镜。
第六透镜L6为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S8为凹面,后侧面S9为凸面。
第七透镜L7为具有正光焦度的平凸透镜,其前侧面S10为凸面,后侧面S11为平面。
其中,第一透镜L1至第七透镜L7均为球面镜片。
可选地,在将该光学镜头用作为投影镜头的情况下,还可在第七透镜L7之后设置其他棱镜/场镜/保护透镜等,因所述棱镜/场镜的厚度较大,故需要镜头的后焦较长,远心度要好。其中,棱镜用于过渡投影镜头的照明端与成像端;场镜与前侧的镜头匹配设计可校正像差,提高边缘光束入射的能力;保护透镜可以保护投影芯片免受损坏或污染。投影时,投影镜头的光线方向为后端至前端(缩小端至放大端),即来自像源面S13的光依序穿过各表面S11至S1并最终投射在空间中的目标物体(例如,投影屏,未示出)上。
可选地,在将该光学镜头用作为车载镜头的情况下,可在该光学镜头的第七透镜L7之后设置滤光片和/或保护透镜。滤光片可用于校正色彩偏差,保护透镜可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S11并最终成像在成像面S13上。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第七透镜L7之后的光阑,以提高成像质量。
下表3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的单位均为毫米(mm)。下表4给出了实施例2的光学镜头的整组焦距值F、第四透镜L4的焦距值F4、第五透镜L5的焦距值F5、第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123、光学镜头的光学长度TL以及光学镜头的光学后焦距BFL。
表3
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
1 | 24.0515 | 4.5000 | 1.85 | 23.8 |
2 | 无穷 | 3.1131 | 1.77 | 49.6 |
3 | 18.9009 | 1.8107 | 1.52 | 64.2 |
4 | 9.7245 | 8.2124 | ||
5 | -5.8462 | 5.0000 | 1.85 | 23.8 |
6 | -236.0139 | 3.5854 | 1.50 | 81.6 |
7 | -9.4520 | 0.2200 | ||
8 | -850.6000 | 2.2949 | 1.80 | 46.6 |
9 | -18.2793 | 1.2267 | ||
10 | 24.4791 | 4.9774 | 1.77 | 49.6 |
11 | 无穷 | 1.2570 | ||
STO | 无穷 | 22.7867 | ||
IMA | 无穷 |
表4
F(mm) | 13.3898 | F123(mm) | -50.0924 |
F4(mm) | -7.089 | TL(mm) | 34.9407 |
F5(mm) | 19.6565 | BFL(mm) | 24.0438 |
F45(mm) | -19.1026 |
在本实施例中,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间满足BFL/F=1.796;第四透镜L4的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间满足F5/F4=-2.773;第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足F45/F=-1.427;光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TL/F=2.609;第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间满足F123/F=-3.741。
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。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、第六透镜L6和第七透镜L7。
第一透镜L1为具有正光焦度的双凸透镜,其前侧面S1和后侧面S2均为凸面。第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜,其前侧面S2和后侧面S3均为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜,其前侧面S3为凸面,后侧面S4为凹面。其中,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3胶合在一起组成第一胶合透镜。
第四透镜L4为具有负光焦度的双凹透镜,其前侧面S5和后侧面S6均为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜,其前侧面S6和后侧面S7均为凸面。其中,第四透镜L4与第五透镜L5胶合在一起组成第二胶合透镜。
第六透镜L6为具有正光焦度的弯月透镜,其前侧面S8为凹面,后侧面S9为凸面。
第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜,其前侧面S10和后侧面S11均为凸面。
其中,第一透镜L1至第七透镜L7均为球面镜片。
可选地,在将该光学镜头用作为投影镜头的情况下,还可在第七透镜L7之后设置其他棱镜/场镜/保护透镜等,因所述棱镜/场镜的厚度较大,故需要镜头的后焦较长,远心度要好。其中,棱镜用于过渡投影镜头的照明端与成像端;场镜与前侧的镜头匹配设计可校正像差,提高边缘光束入射的能力;保护透镜可以保护投影芯片免受损坏或污染。投影时,投影镜头的光线方向为后端至前端(缩小端至放大端),即来自像源面S13的光依序穿过各表面S11至S1并最终投射在空间中的目标物体(例如,投影屏,未示出)上。
可选地,在将该光学镜头用作为车载镜头的情况下,可在该光学镜头的第七透镜L7之后设置滤光片和/或保护透镜。滤光片可用于校正色彩偏差,保护透镜可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S11并最终成像在成像面S13上。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第七透镜L7之后的光阑,以提高成像质量。
下表5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的单位均为毫米(mm)。下表6给出了实施例3的光学镜头的整组焦距值F、第四透镜L4的焦距值F4、第五透镜L5的焦距值F5、第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45,第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123、光学镜头的光学长度TL以及光学镜头的光学后焦距BFL。
表5
面号 | 曲率半径R | 厚度T | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
1 | 32.4041 | 4.5000 | 1.85 | 23.8 |
2 | -103.8303 | 3.1131 | 1.77 | 49.6 |
3 | 38.1951 | 1.8107 | 1.52 | 64.2 |
4 | 11.3595 | 8.2124 | ||
5 | -7.4789 | 5.0000 | 1.85 | 23.8 |
6 | 108.9568 | 3.5854 | 1.50 | 81.6 |
7 | -14.1607 | 0.2200 | ||
8 | -67.4680 | 2.2949 | 1.80 | 46.6 |
9 | -17.5686 | 1.2267 | ||
10 | 33.4126 | 4.9774 | 1.74 | 49.3 |
11 | -39.1947 | 1.2570 | ||
STO | 无穷 | 29.0167 | ||
IMA | 无穷 |
表6
F(mm) | 16.2075 | F123(mm) | -54.5473 |
F4(mm) | -8.0345 | TL(mm) | 34.9407 |
F5(mm) | 25.3954 | BFL(mm) | 30.2738 |
F45(mm) | -16.0052 |
在本实施例中,光学镜头的光学后焦距BFL与光学镜头的整组焦距值F之间满足BFL/F=1.868;第四透镜L4的焦距值F4与第五透镜L5的焦距值F5之间满足F5/F4=-3.161;第四透镜L4和第五透镜L5的组合焦距值F45与光学镜头的整组焦距值F之间满足F45/F=-0.988;光学镜头的光学长度TL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TL/F=2.156;第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的组合焦距值F123与光学镜头的整组焦距值F之间满足F123/F=-3.366。
综上,实施例1至实施例3分别满足以下表7所示的关系。
表7
条件式/实施例 | 1 | 2 | 3 |
BFL/F | 1.962 | 1.796 | 1.868 |
F5/F4 | -2.814 | -2.773 | -3.161 |
F45/F | -1.607 | -1.427 | -0.988 |
TL/F | 1.975 | 2.609 | 2.156 |
F123/F | -3.066 | -3.741 | -3.366 |
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 (40)
1.光学镜头,从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、第六透镜和第七透镜,
其特征在于,
所述第一透镜具有正光焦度,其前侧面为凸面;
所述第二透镜具有负光焦度,其后侧面为凹面;
所述第三透镜具有负光焦度,其前侧面为凸面,后侧面为凹面;
所述第四透镜具有负光焦度,其前侧面为凹面;
所述第五透镜具有正光焦度,其后侧面为凸面;
所述第六透镜具有正光焦度,其前侧面为凹面,后侧面为凸面;
所述第七透镜具有正光焦度,其前侧面为凸面;
所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是七片;以及
所述光学镜头的光学长度TL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TL/F≤3。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的后侧面为凹面。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的后侧面为凸面。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的后侧面为平面。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面为凸面。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面为凹面。
7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面为平面。
8.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的后侧面为凸面。
9.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的后侧面为凹面。
10.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的前侧面为凹面。
11.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的前侧面为凸面。
12.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的后侧面为凸面。
13.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的后侧面为平面。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜胶合组成第一胶合透镜。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜和所述第五透镜胶合组成第二胶合透镜。
16.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第七透镜均为玻璃镜片。
17.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的光学后焦距BFL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:BFL/F≥1.3。
18.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的焦距值F4与所述第五透镜L5的焦距值F5之间满足:2.0≤|F5/F4|≤3.8。
19.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距值F45与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:0.2≤|F45/F|≤2.3。
20.根据权利要求1-13中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜L1、所述第二透镜L2和所述第三透镜L3的组合焦距值F123与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:2.5≤|F123/F|≤4.5。
21.光学镜头,从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、第六透镜和第七透镜,其特征在于,
所述第一透镜具有正光焦度,其前侧面为凸面;
所述第二透镜具有负光焦度;
所述第三透镜具有负光焦度,其后侧面为凹面;
所述第四透镜具有负光焦度,其前侧面为凹面;
所述第五透镜具有正光焦度,其后侧面为凸面;以及
所述第六透镜和所述第七透镜均具有正光焦度;
其中,所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜胶合组成第一胶合透镜;
所述第四透镜和所述第五透镜胶合组成第二胶合透镜;
所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是七片;以及
所述光学镜头的光学长度TL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TL/F≤3。
22.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜后侧面为凹面。
23.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜后侧面为凸面。
24.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜后侧面为平面。
25.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面为凸面,后侧面为凹面。
26.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面和后侧面均为凹面。
27.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的前侧面为平面,后侧面为凹面。
28.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的前侧面为凸面。
29.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的后侧面为凹面。
30.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的后侧面为凸面。
31.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的前侧面为凹面。
32.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的前侧面为凸面。
33.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜的前侧面为凹面,后侧面为凸面。
34.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的前侧面和后侧面均为凸面。
35.根据权利要求21所述的光学镜头,其特征在于,所述第七透镜的前侧面为凸面,后侧面为平面。
36.根据权利要求21-35中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第七透镜均为玻璃镜片。
37.根据权利要求21-35中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的光学后焦距BFL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:BFL/F≥1.3。
38.根据权利要求21-35中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的焦距值F4与所述第五透镜L5的焦距值F5之间满足:2.0≤|F5/F4|≤3.8。
39.根据权利要求21-35中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距值F45与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:0.2≤|F45/F|≤2.3。
40.根据权利要求21-35中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜L1、所述第二透镜L2和所述第三透镜L3的组合焦距值F123与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:2.5≤|F123/F|≤4.5。
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