CN110727079B - 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从成像侧至像源侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜可具有负光焦度,其成像侧表面为凸面,像源侧表面为凹面;第二透镜可具有负光焦度;第三透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;第四透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;以及第二透镜与第三透镜可互相胶合形成胶合透镜。根据本申请的光学镜头,可实现小型化、大通光量、高解像、相对照度高等效果中的至少一个。

Description

光学镜头
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四片透镜的光学镜头。
背景技术
近年来,随着影像科技的不断进步,光学镜头的应用范围越来越广。对于光学镜头而言,若想获得高亮度的成像画面,镜头的通光能力需要足够强,镜头的F数设计要求会更小,同时还要保证镜头的解像力。
另外,为了满足小型化电子设备的要求,光学成像设备越来越小型化,所以光学镜头也不能太大,光学镜头的小型化至关重要。
因此,本申请旨在提供一种小型化、大通光量和高解像的光学镜头。
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,该光学镜头沿着光轴从成像侧至像源侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜可具有负光焦度,其成像侧表面为凸面,像源侧表面为凹面;第二透镜可具有负光焦度;第三透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;第四透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;以及第二透镜与第三透镜可互相胶合形成胶合透镜。
在一个实施方式中,第二透镜的成像侧表面可为平面,像源侧表面可为凹面。
在另一实施方式中,第二透镜的成像侧表面和像源侧表面均可为凹面。
在一个实施方式中,第一透镜和第四透镜均可为非球面镜片。
在一个实施方式中,第一透镜的成像侧表面的曲率半径R1、第一透镜的像源侧表面的曲率半径R2与第一透镜的中心厚度d1之间可满足:1.4≤R1/(R2+d1)≤2.9。
在一个实施方式中,第三透镜的成像侧表面的曲率半径R4与第三透镜的像源侧表面的曲率半径R5之间可满足:0.7≤|R4/R5|≤1.2。
在一个实施方式中,第四透镜的成像侧表面的曲率半径R6与第四透镜的像源侧表面的曲率半径R7之间可满足:0.8≤|R6/R7|≤1.6。
在一个实施方式中,光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TTL/F≤5。
在一个实施方式中,第三透镜的焦距值F3与第四透镜的焦距值F4之间可满足:F3/F4≤1.2。
在一个实施方式中,第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤1.8。
本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头,该光学镜头沿着光轴从成像侧至像源侧依序可包括:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。其中,第一透镜和第二透镜均可具有负光焦度;第三透镜和第四透镜均可具有正光焦度;其中,光学镜头的光学总长TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TTL/F≤5;以及第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤1.8。
在一个实施方式中,第一透镜的成像侧表面可为凸面,像源侧表面可为凹面。
在一个实施方式中,第二透镜的成像侧表面可为平面,像源侧表面可为凹面。
在另一实施方式中,第二透镜的成像侧表面和像源侧表面均可为凹面。
在一个实施方式中,第三透镜的成像侧表面和像源侧表面均可为凸面。
在一个实施方式中,第四透镜的成像侧表面和像源侧表面均可为凸面。
在一个实施方式中,第二透镜与第三透镜可互相胶合形成胶合透镜。
在一个实施方式中,第一透镜和第四透镜均可为非球面镜片。
在一个实施方式中,第一透镜的成像侧表面的曲率半径R1、第一透镜的像源侧表面的曲率半径R2与第一透镜的中心厚度d1之间可满足:1.4≤R1/(R2+d1)≤2.9。
在一个实施方式中,第三透镜的成像侧表面的曲率半径R4与第三透镜的像源侧表面的曲率半径R5之间可满足:0.7≤|R4/R5|≤1.2。
在一个实施方式中,第四透镜的成像侧表面的曲率半径R6与第四透镜的像源侧表面的曲率半径R7之间可满足:0.8≤|R6/R7|≤1.6。
在一个实施方式中,第三透镜的焦距值F3与第四透镜的焦距值F4之间可满足:F3/F4≤1.2。
本申请采用了例如四片透镜,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,可实现光学镜头的小型化、大通光量、高解像、相对照度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,每个透镜中靠近像源侧的表面称为像源侧表面,每个透镜中靠近成像侧的表面称为成像侧表面。
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四个具有光焦度的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜。这四个透镜沿着光轴从成像侧至像源侧依序排列。
第一透镜可具有负光焦度,其成像侧表面可为凸面、像源侧表面可为凹面。第一透镜设置为凸向成像侧的弯月形状,能够发散光线,增大成像面的范围,保证尽可能大的成像角度/投影角度。
第二透镜可具有负光焦度,其成像侧表面可选地可为凹面或平面,像源侧表面可为凹面。第二透镜可将光线平缓过渡至第一透镜。
第三透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均可为凸面。
第四透镜可具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均可为凸面。第四透镜设置为双凸形状,可以将光线尽可能的接收进系统中。
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,可通过将第二透镜的像源侧表面与第三透镜的成像侧表面胶合,而将第二透镜和第三透镜组合成胶合透镜。通过引入由第二透镜和第三透镜组成的胶合透镜,可有助于消除色差影响,减小公差敏感度;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。镜片的胶合省略了两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。
在示例性实施方式中,上述光学镜头还可包括至少一个光阑,以提升镜头的成像质量。可选地,例如,光阑可设置在第四透镜的像源侧表面上。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。
在示例性实施方式中,上述光学镜头还可包括设置在第四透镜之后的其他棱镜/场镜,其中,棱镜可用于过渡光学镜头的照明端与成像端;场镜可校正像差,提高边缘光束入射的能力。
在示例性实施方式中,根据需要,上述光学镜头还可包括设置在第四透镜与像源之间的保护透镜,以防止镜头的芯片和/或镜头的内部元件被损坏。
在示例性实施方式中,第一透镜的成像侧表面的曲率半径R1、第一透镜的像源侧表面的曲率半径R2与第一透镜的中心厚度d1之间可满足:1.4≤R1/(R2+d1)≤2.9,理想地,可进一步满足1.5≤R1/(R2+d1)≤2.7。通过第一透镜特殊形状的设计,可有利于减小系统像差,提升解像质量。
在示例性实施方式中,第三透镜的成像侧表面的曲率半径R4与第三透镜的像源侧表面的曲率半径R5之间可满足:0.7≤|R4/R5|≤1.2,理想地,可进一步满足0.8≤|R4/R5|≤1.1。通过第三透镜的成像侧表面与像源侧表面的曲率半径接近这样的特殊形状设计,可保证尽可能的收集多的光线。
在示例性实施方式中,第四透镜的成像侧表面的曲率半径R6与第四透镜的像源侧表面的曲率半径R7之间可满足:0.8≤|R6/R7|≤1.6,理想地,可进一步满足0.9≤|R6/R7|≤1.4。通过第四透镜满足条件式0.8≤|R6/R7|≤1.6的特殊形状设置,可有利于减小系统像差,提升解像质量。
在示例性实施方式中,光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:TTL/F≤5,理想地,TTL和F进一步可满足TTL/F≤4.8。满足条件式TTL/F≤5,可实现镜头的小型化特性。
在示例性实施方式中,第三透镜的焦距值F3与第四透镜的焦距值F4之间可满足:F3/F4≤1.2,理想地,可进一步满足F3/F4≤1.1。通过对第三透镜和第四透镜的光焦度的合理分配,使得该相邻的两镜片的焦距相近,能够使得光线平缓过渡。
在示例性实施方式中,第四透镜的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间可满足:F4/F≤1.8,理想地,可进一步满足F4/F≤1.7。通过对第四透镜的光焦度的合理分配,可有利于收集光线,保证通光量,提升相对照度。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可采用非球面镜片。非球面镜片的特点是:从镜片中心到镜片周边,曲率是连续变化的。与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同,非球面镜片具有更佳的曲率半径特性,具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后,能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差,从而提升镜头的成像质量。例如,第一透镜可采用非球面镜片,以矫正系统的轴外点像差,优化畸变、CRA等光学性能,提升成像质量。例如,第四透镜可采用非球面镜片,以矫正像差,提高解像,同时还可以减小系统的光学总长。理想地,第一透镜和第四透镜均采用非球面镜片。
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。
根据本申请的上述实施方式的光学镜头通过优化设置镜片形状,镜片排列、合理分配光焦度,合理搭配各镜片材质,可缩短TTL,保证镜头的小型化;另外,通过第一透镜和/或第四透镜的特殊形状设置,有助于实现优良的解像能力;以及通过第四透镜的短焦距设置,可保证收光范围,保证通光量,保证系统的小口径,提升相对照度。因此,根据上述实施方式的光学镜头,可具有优异的成像效果/投影品质,具有广泛的应用前景,例如,可作为投影镜头运用在智能投影式车大灯领域中,因为像源侧的第一表面为凸面的投影镜头,可以在有限的空间内提供很好的外观表现。应理解的是,投影镜头仅是根据本申请上述实施方式的光学镜头的运用示例,而不应理解为限制,该光学镜头还可根据需要运用于其它领域中。
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四个透镜为例进行了描述,但是该光学镜头不限于包括四个透镜。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成像侧至像源侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜,其成像侧表面S1为凸面,像源侧表面S2为凹面。
第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜,其成像侧表面S3和像源侧表面S4均为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S4和像源侧表面S5为凸面。其中,第二透镜L2与第三透镜L3互相胶合组成胶合透镜。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S6和像源侧表面S7均为凸面。
其中,第一透镜L1和第四透镜L4均为非球面镜片,它们各自的成像侧表面和像源侧表面均为非球面。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第四透镜L4的像源侧面S7上的光阑,以提高成像质量。
该光学镜头还可包括设置在第四透镜L4与像源S10之间的保护透镜L5,保护透镜L5具有成像侧表面S8和像源侧表面S9,以保护投影芯片和/或镜头的内部元件。投影时,来自像源S10的光依序穿过各表面S9至S1并最终投射至空间中的目标物体(未示出)上。
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
1 117.2400 19.5000 1.59 61.20
2 53.2000 39.5600
3 -357.5600 14.5300 1.78 25.72
4 52.0000 26.5500 1.60 60.63
5 -57.4200 0.1000
6 62.4500 15.5000 1.58 61.16
7/STO -58.5776 42.0716
8 无穷 1.1000 1.51 62.90
9 无穷 0.5100
IMA 无穷
本实施例采用了四片透镜作为示例,通过合理分配各个透镜的光焦度与面型,可使镜头具有小型化、大通光量、高解像、相对照度高等有益效果中的至少一个。各非球面面型Z由以下公式限定:
Figure BDA0001731222970000091
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中的非球面透镜表面S1-S2、S6-S7的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。
表2
Surf K A B C D E
1 10.4334 6.8141E-06 -6.0790E-10 6.7188E-14 1.7656E-16 -1.5415E-19
2 4.4202 1.3663E-05 1.6116E-08 -6.1247E-12 7.6085E-14 1.3919E-17
6 -1.8980 -6.2577E-07 4.2471E-10 -7.4848E-13 2.8804E-16 3.5560E-21
7/STO -1.1439 6.2511E-07 -1.3914E-10 -4.3603E-13 1.9053E-16 2.4851E-21
下表3给出了实施例1的光学镜头的整组焦距值F、光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的成像侧表面S1的中心至像源IMA的轴上距离)、第一透镜L1的成像侧表面S1和像源侧表面S2的曲率半径R1和R2、第一透镜L1的中心厚度的d1、第三透镜L3的成像侧表面S4和像源侧表面S5的曲率半径R4和R5、第四透镜L4的成像侧表面S6和像源侧表面S7的曲率半径R6和R7、第三透镜L3的焦距值F3以及第四透镜L4的焦距值F4。
表3
F(mm) 34.7107 d1(mm) 19.5000
TTL(mm) 159.4216 R6(mm) 62.4500
R1(mm) 117.2400 R7(mm) -58.5776
R2(mm) 53.2000 F4(mm) 53.7328
R4(mm) 52.0000 F3(mm) 49.6726
R5(mm) -57.4200
在本实施例中,第一透镜L1的成像侧表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的像源侧表面S2的曲率半径R2与第一透镜L1的中心厚度d1之间满足R1/(R2+d1)=1.613;第四透镜L4的成像侧表面S6的曲率半径R6与第四透镜L4的像源侧表面S7的曲率半径R7之间满足|R6/R7|=1.066;第三透镜L3的成像侧表面S4的曲率半径R4与第三透镜L3的像源侧表面S5的曲率半径R5之间满足|R4/R5|=0.906;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=4.593;第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=1.548;以及第三透镜L3的焦距值F3与第四透镜L4的焦距值F4之间满足F3/F4=0.924。
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成像侧至像源侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜,其成像侧表面S1为凸面,像源侧表面S2为凹面。
第二透镜L2为具有负光焦度的双凹透镜,其成像侧表面S3和像源侧表面S4均为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S4和像源侧表面S5为凸面。其中,第二透镜L2与第三透镜L3互相胶合组成胶合透镜。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S6和像源侧表面S7均为凸面。
其中,第一透镜L1和第四透镜L4均为非球面镜片,它们各自的成像侧表面和像源侧表面均为非球面。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第四透镜L4的像源侧面S7上的光阑,以提高成像质量。
该光学镜头还可包括设置在第四透镜L4与像源S10之间的保护透镜L5,保护透镜L5具有成像侧表面S8和像源侧表面S9,以保护投影芯片和/或镜头的内部元件。投影时,来自像源S10的光依序穿过各表面S9至S1并最终投射至空间中的目标物体(未示出)上。
下表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的单位均为毫米(mm)。下表5示出了可用于实施例2中的非球面透镜表面S1-S2、S6-S7的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表6给出了实施例2的光学镜头的整组焦距值F、光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的成像侧表面S1的中心至像源IMA的轴上距离)、第一透镜L1的成像侧表面S1和像源侧表面S2的曲率半径R1和R2、第一透镜L1的中心厚度的d1、第三透镜L3的成像侧表面S4和像源侧表面S5的曲率半径R4和R5、第四透镜L4的成像侧表面S6和像源侧表面S7的曲率半径R6和R7、第三透镜L3的焦距值F3以及第四透镜L4的焦距值F4。
表4
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 252.5000 20.0000 1.59 61.20
2 74.6800 41.5000
3 -337.5000 15.2400 1.78 25.72
4 53.5000 20.0000 1.60 60.63
5 -56.5000 0.1000
6 70.8600 20.3400 1.58 61.16
7/STO -53.0000 42.6753
8 无穷 1.1000 1.51 62.90
9 无穷 0.5100
IMA 无穷
表5
面号 K A B C D E
1 46.2850 7.4556E-06 -1.6597E-09 5.8850E-13 7.1613E-16 -4.7662E-19
2 0.3033 1.4983E-05 2.1908E-08 -3.1360E-11 7.5649E-14 5.2759E-17
6 -2.0870 -6.3429E-07 4.2991E-10 -7.3399E-13 2.7331E-16 2.2077E-20
7/STO -1.1606 6.4694E-07 -3.2953E-10 -4.5062E-13 2.8435E-16 -3.5104E-20
表6
F(mm) 35.4475 d1(mm) 20.0000
TTL(mm) 161.4653 R6(mm) 70.8600
R1(mm) 252.5000 R7(mm) -53.0000
R2(mm) 74.6800 F4(mm) 54.6726
R4(mm) 53.5000 F3(mm) 48.7908
R5(mm) -56.5000
在本实施例中,第一透镜L1的成像侧表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的像源侧表面S2的曲率半径R2与第一透镜L1的中心厚度d1之间满足R1/(R2+d1)=2.667;第四透镜L4的成像侧表面S6的曲率半径R6与第四透镜L4的像源侧表面S7的曲率半径R7之间满足|R6/R7|=1.337;第三透镜L3的成像侧表面S4的曲率半径R4与第三透镜L3的像源侧表面S5的曲率半径R5之间满足|R4/R5|=0.947;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=4.555;第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=1.542;以及第三透镜L3的焦距值F3与第四透镜L4的焦距值F4之间满足F3/F4=0.892。
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,光学镜头沿着光轴从成像侧至像源侧依序包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。
第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜,其成像侧表面S1为凸面,像源侧表面S2为凹面。
第二透镜L2为具有负光焦度的平凹透镜,其成像侧表面S3为平面,像源侧表面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S4和像源侧表面S5为凸面。其中,第二透镜L2与第三透镜L3互相胶合组成胶合透镜。
第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜,其成像侧表面S6和像源侧表面S7均为凸面。
其中,第一透镜L1和第四透镜L4均为非球面镜片,它们各自的成像侧表面和像源侧表面均为非球面。
在本实施例中,光学镜头中还可包括设置在第四透镜L4的像源侧面S7上的光阑,以提高成像质量。
该光学镜头还可包括设置在第四透镜L4与像源S10之间的保护透镜L5,保护透镜L5具有成像侧表面S8和像源侧表面S9,以保护投影芯片和/或镜头的内部元件。投影时,来自像源S10的光依序穿过各表面S9至S1并最终投射至空间中的目标物体(未示出)上。
下表7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8示出了可用于实施例3中的非球面透镜表面S1-S2、S6-S7的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表9给出了实施例3的光学镜头的整组焦距值F、光学总长度TTL(即,从第一透镜L1的成像侧表面S1的中心至像源IMA的轴上距离)、第一透镜L1的成像侧表面S1和像源侧表面S2的曲率半径R1和R2、第一透镜L1的中心厚度的d1、第三透镜L3的成像侧表面S4和像源侧表面S5的曲率半径R4和R5、第四透镜L4的成像侧表面S6和像源侧表面S7的曲率半径R6和R7、第三透镜L3的焦距值F3以及第四透镜L4的焦距值F4。
表7
面号 曲率半径R 厚度T 折射率Nd 阿贝数Vd
1 144.1000 20.0000 1.59 61.20
2 51.5600 40.0000
3 无穷 14.7000 1.78 25.72
4 52.5000 25.2000 1.60 60.63
5 -59.0000 0.1000
6 66.9000 16.6600 1.58 61.16
7/STO -57.5000 42.0715
8 无穷 1.1000 1.51 62.90
9 无穷 0.5100
IMA 无穷
表8
面号 K A B C D E
1 10.0126 7.0476E-06 -5.9505E-10 -3.1213E-13 -2.2136E-16 4.6895E-19
2 4.0528 1.3615E-05 1.3661E-08 -3.9876E-12 7.5938E-14 -5.5649E-17
6 -2.0406 -6.6550E-07 4.3130E-10 -7.4239E-13 2.8812E-16 9.0626E-21
7/STO -1.1387 6.1911E-07 -1.5318E-10 -4.4208E-13 1.8442E-16 8.8305E-21
表9
F(mm) 33.8188 d1(mm) 20.0000
TTL(mm) 160.3415 R6(mm) 66.9000
R1(mm) 144.1000 R7(mm) -57.5000
R2(mm) 51.5600 F4(mm) 55.0967
R4(mm) 52.5000 F3(mm) 50.2225
R5(mm) -59.0000
在本实施例中,第一透镜L1的成像侧表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的像源侧表面S2的曲率半径R2与第一透镜L1的中心厚度d1之间满足R1/(R2+d1)=2.014;第四透镜L4的成像侧表面S6的曲率半径R6与第四透镜L4的像源侧表面S7的曲率半径R7之间满足|R6/R7|=1.163;第三透镜L3的成像侧表面S4的曲率半径R4与第三透镜L3的像源侧表面S5的曲率半径R5之间满足|R4/R5|=0.890;光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F=4.741;第四透镜L4的焦距值F4与光学镜头的整组焦距值F之间满足F4/F=1.629;以及第三透镜L3的焦距值F3与第四透镜L4的焦距值F4之间满足F3/F4=0.912。
综上,实施例1至实施例3分别满足以下表10所示的关系。
表10
条件式/实施例 1 2 3
R1/(R2+d1) 1.613 2.667 2.014
|R6/R7| 1.066 1.337 1.163
|R4/R5| 0.906 0.947 0.890
TTL/F 4.593 4.555 4.741
F4/F 1.548 1.542 1.629
F3/F4 0.924 0.892 0.912
实施例1至实施例3以投影镜头为例,描述了根据本申请实施方式的光学镜头的示例,但是应理解的是,这些投影镜头仅是根据本申请上述实施方式的光学镜头的运用示例,而不应理解为限制,该光学镜头还可根据需要运用于其它领域中。
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 (20)

1.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量为四片,沿着光轴从成像侧至像源侧依序为:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,其特征在于,
所述第一透镜具有负光焦度,其成像侧表面为凸面,像源侧表面为凹面;
所述第二透镜具有负光焦度;
所述第三透镜具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;
所述第四透镜具有正光焦度,其成像侧表面和像源侧表面均为凸面;
所述第二透镜与所述第三透镜互相胶合形成胶合透镜;以及
所述第一透镜的成像侧表面的曲率半径R1、所述第一透镜的像源侧表面的曲率半径R2与所述第一透镜的中心厚度d1之间满足:1.4≤R1/(R2+d1)≤2.9。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的成像侧表面为平面,像源侧表面为凹面。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的成像侧表面和像源侧表面均为凹面。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第四透镜均为非球面镜片。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的成像侧表面的曲率半径R4与所述第三透镜的像源侧表面的曲率半径R5之间满足:0.7≤|R4/R5|≤1.2。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的成像侧表面的曲率半径R6与所述第四透镜的像源侧表面的曲率半径R7之间满足:0.8≤|R6/R7|≤1.6。
7.根据权利要求1-4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总长度TTL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TTL/F≤5。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的焦距值F3与所述第四透镜的焦距值F4之间满足:F3/F4≤1.2。
9.根据权利要求1-4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与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F4/F≤1.8。
10.光学镜头,其中具有光焦度的透镜的数量为四片,沿着光轴从成像侧至像源侧依序为:第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,其特征在于,
所述第一透镜和所述第二透镜均具有负光焦度;
所述第三透镜和所述第四透镜均具有正光焦度;
其中,所述光学镜头的光学总长TTL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:TTL/F≤5;
所述第四透镜的焦距值F4与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足:F4/F≤1.8;以及
所述第一透镜的成像侧表面的曲率半径R1、所述第一透镜的像源侧表面的曲率半径R2与所述第一透镜的中心厚度d1之间满足:1.4≤R1/(R2+d1)≤2.9。
11.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的成像侧表面为凸面,像源侧表面为凹面。
12.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的成像侧表面为平面,像源侧表面为凹面。
13.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的成像侧表面和像源侧表面均为凹面。
14.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的成像侧表面和像源侧表面均为凸面。
15.根据权利要求10所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的成像侧表面和像源侧表面均为凸面。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜与所述第三透镜互相胶合形成胶合透镜。
17.根据权利要求10-15中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜和所述第四透镜均为非球面镜片。
18.根据权利要求10-15中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的成像侧表面的曲率半径R4与所述第三透镜的像源侧表面的曲率半径R5之间满足:0.7≤|R4/R5|≤1.2。
19.根据权利要求10-15中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第四透镜的成像侧表面的曲率半径R6与所述第四透镜的像源侧表面的曲率半径R7之间满足:0.8≤|R6/R7|≤1.6。
20.根据权利要求10-15中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的焦距值F3与所述第四透镜的焦距值F4之间满足:
F3/F4≤1.2。
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