CN111175936A - 一种光学成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学成像镜头,该光学成像镜头通过透镜的屈光率、折射率温度系数的关系组合,使得该光学成像镜头装配在摄像机的镜头座上后,温度的变化不会导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化,从而使得该光学成像镜头在常温、高低温情况下,都能够清晰成像。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,具体是涉及一种光学成像镜头。
背景技术
随着技术的不断进步,近年来,光学成像镜头也得到了迅猛发展,被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、安防监控等各个领域,因此,对于光学成像镜头的要求也越来越高。
但目前应用于智能交通领域的ITS镜头在高低温环境中使用时,由于镜头中各材料膨胀系数的差异,而导致失焦的问题,这造成拍摄的画面不清晰,影响了ITS镜头的使用。另外,现有的ITS镜头也还存在有以下缺陷:
1.现有ITS镜头对传递函数管控不好,分辨率低,低解析。
2.现有ITS镜头通光普遍比较小,低照环境下,进光亮较低,拍摄图面较暗。
3.50mm焦距段镜头像面大,镜头容差较差,生产良率低。
4.现有ITS镜头在聚焦过程中转动调节环,聚焦移动量大,难以聚焦。
5.现有ITS镜头存在晃动镜头会有响声现象,响声为光阑位置产生。
发明内容
本发明旨在提供一种光学成像镜头,以解决现有的光学成像镜头在高低温环境中使用时,由于镜头中各材料膨胀系数的差异,而导致失焦的问题。
具体方案如下:
一种光学成像镜头,包括镜框以及位于镜框内的光学镜片组,光学镜片组从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜,该第一透镜至第十一透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面;
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十一片,其中:
第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜具有正屈光率,且第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜的折射率温度系数dn/dt为正;该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL1;
第三透镜、第九透镜具有正的屈光率,且第三透镜、第九透镜的折射率温度系数dn/dt为负;第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜具有负的屈光率,且第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜的折射率温度系数dn/dt为正;该光学成像镜头受第三、第四、第五、第六、第八、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL2;
其中,ΔBFL1和ΔBFL2的其一为正数,另一为负数,且|ΔBFL1|<|ΔBFL2|;
该光学成像镜头受透镜的厚度以及透镜间的空气间隙的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL 3;该光学成像镜头被匹配组装于摄像机的镜头座上,该光学成像镜头受镜头座的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL4,其中,ΔBFL1+ΔBFL2+ΔBFL3=ΔBFL4。
本发明提供的光学成像镜头与现有技术相比较具有以下优点:本发明提供的光学成像镜头装配在摄像机的镜头座(Holder)上后,两者之间组合成无热化系统,即将该光学成像镜头装配在摄像机的镜头座(Holder)上后,温度的变化并不会导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化(或者变化量非常小),从而使得该光学成像镜头在常温、高低温情况下,都能够清晰成像。
附图说明
图1示出了光学成像镜头的剖视图。
图2示出了光学镜片组的光路图。
图3示出了实施例一中的可见光0.435-0.656um的MTF图。
图4示出了实施例一中的场曲和畸变示意图。
图5示出了实施例一中的垂轴像差图。
图6示出了实施例一中的相对照度图。
图7示出了实施例二中的可见光0.435-0.656um的MTF图。
图8示出了实施例二中的场曲和畸变示意图。
图9示出了实施例二中的垂轴像差图。
图10示出了实施例二中的相对照度图。
图11示出了实施例三中的可见光0.435-0.656um的MTF图。
图12示出了实施例三中的场曲和畸变示意图。
图13示出了实施例三中的垂轴像差图。
图14示出了实施例三中的相对照度图。
图15示出了实施例四中的可见光0.435-0.656um的MTF图。
图16示出了实施例四中的场曲和畸变示意图。
图17示出了实施例四中的垂轴像差图。
图18示出了实施例四中的相对照度图。
图19示出了实施例五中的可见光0.435-0.656um的MTF图。
图20示出了实施例五中的场曲和畸变示意图。
图21示出了实施例五中的垂轴像差图。
图22示出了实施例五中的相对照度图。
图23示出了实施例一至实施例五中光学镜片组的相关条件表达式的数值表格。
图24示出了实施例一至实施例五中光学镜片组中各透镜的折射率温度系数dn/dt的数值表格。
图25a示出了实施例一至实施例五中各透镜组在高温(70℃)下ΔBFL1、ΔBFL2、ΔBFL3、和ΔBFL4的具体数值表格。
图25b示出了实施例一至实施例五中各透镜组在低温(-30℃)下ΔBFL1、ΔBFL2、ΔBFL3、和ΔBFL4的具体数值表格。
图26示出了实施例六中光学成像镜头的剖视图。
图27示出了实施例六中光阑的示意图。
图28示出了实施例六中主筒的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
在本说明书中所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」,是指该透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式,即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中,例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens datasheet)中。以物侧面来说,当R值为正时,判定为物侧面为凸面;当R值为负时,判定物侧面为凹面。反之,以像侧面来说,当R值为正时,判定像侧面为凹面;当R值为负时,判定像侧面为凸面。
本发明提供了一种光学成像镜头,该光学成像镜头包括镜框以及位于镜框内的光学镜片组,光学镜片组从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜。该第一透镜至第十一透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十一片,其中,
第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜具有正屈光率,且第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜的折射率温度系数dn/dt为正。将该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL1。其中,BFL为第十一透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小,即ΔBFL1<0;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大,即ΔBFL1>0。
第三透镜、第九透镜具有正的屈光率,且第三透镜、第九透镜的折射率温度系数dn/dt为负。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第三、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第三、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小。
第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜具有负的屈光率,且第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜的折射率温度系数dn/dt为正。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第四、第五、第六、第八透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第四、第五、第六、第八透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小。
将该光学成像镜头受第三、第四、第五、第六、第八、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL2。其中,|ΔBFL1|<|ΔBFL2|。
将该光学成像镜头受透镜的厚度以及透镜间的空气间隙的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL 3。
该光学成像镜头匹配组装在摄像机的镜头座(Holder)上,将该光学成像镜头受镜头座的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL4。其中,ΔBFL1+ΔBFL2+ΔBFL3=ΔBFL4。
因此,该光学成像镜头装配在摄像机的镜头座(Holder)上后,两者之间组合成无热化系统,即将该光学成像镜头装配在摄像机的镜头座(Holder)上后,温度的变化并不会导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化,从而使得该光学成像镜头在常温、高低温情况下,都能够清晰成像。
在一些实施例中,第一透镜、第二透镜均为凸凹透镜,其均具有正的屈光率,定义第一透镜的像侧面的曲率半径值为R12,第二个透镜的物侧面的曲率半径值为R21,该光学镜片组满足下列条件式:0.98<|R12/R21|<1.1,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,第三透镜与第四透镜为胶合镜片,该光学成像镜头并满足下列条件式:Vd3≥80,Vd4≤35,且|Vd3-Vd4|>48;其中Vd3为第三透镜的色散系数,Vd4为第四透镜的色散系数。采用高低色散材料的结合,有利于校正色差和优化成像本质。
优选的,第一透镜、第二透镜均为单镜片,前四片透镜起到收光汇聚作用,在胶合镜片前面使用两片单镜片,可分担第三、第四胶合镜片光焦度作用,可在一定程度降低胶合镜片的敏感度。
另一优选的,定义第四透镜像侧面的曲率半径值为R42,第五个透镜物侧面的曲率半径值为R51,该光学镜片组满足下列条件式:0.4<|R42/R51|<0.6,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,第八透镜与第九透镜为胶合镜片,且该光学镜片组满足下列条件式:Vd8≤30,Vd9≥65,且|Vd8-Vd9|>35,其中Vd8为第八透镜的色散系数,Vd9为第九透镜的色散系数。该胶合镜片采用高低色散材料结合,有利于校正色差,有利于校正色差和优化成像本质。
在一些实施例中,定义第七透镜物侧面的曲率半径值为R71,第八透镜像侧面的曲率半径值为R82,该光学镜片组满足下列条件式:0.8<|R71/R82|<1.2,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,定义第六透镜在光轴上的厚度为T6,第八透镜在光轴上的厚度为T8,该光学镜片组满足下列条件式:0.95<T6/T8<1.05,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,定义第七透镜在光轴上的厚度为T7,第九透镜在光轴上的厚度为T9,该光学镜片组满足下列条件式:0.75<T7/T9<1.3,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,该光学成像镜头还包括位于第十透镜与第十一透镜之间的光阑,光阑前后的两个面(即第十透镜的像侧面和第十一透镜的物侧面)出射光线及入射光线的比较平缓,能在一定程度上降低前后组间的轴面偏敏感度。
在一些实施例中,第十一透镜具有正屈光率,并满足条件式:Nd11≥1.9,vd11<21,相对部分色散>0.63,其中,Nd11为第十一透镜的折射率,vd11为第十一透镜的色散系数,该第十一透镜采用高折射率材质,并使用偏离“正常玻璃”较大的特殊色散玻璃,能够进一步起到消色差的作用。
在一些实施例中,该光学镜片组满足下列条件式:ALT<55,ALG<48,1<ALT/ALG<1.4;其中,ALT为该光学镜片组在光轴上的厚度总和;ALG为该光学镜片组在光轴上的空气间隙总和,有利于提高成像质量。
在一些实施例中,该光学镜片组满足下列条件式:TTL<100mm,BFL>25mm,BFL/TTL>0.25;其中,TTL为第一透镜物侧面到成像面在光轴上的距离,BFL为第十一透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离,有利于提高成像质量。
下面将以具体实施例对本发明的光学成像镜头进行详细说明。
实施例一
本实施例提供了一种光学成像镜头,该光学成像镜头包括镜框200以及位于镜框内的光学镜片组100,光学镜片组从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1至第十一透镜11。该第一透镜1至第十一透镜11各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十一片,其中:
第一透镜1具有正屈光率,该第一透镜1的物侧面为凸面,该第一透镜1的像侧面为凹面;
第二透镜2具有正屈光率,该第二透镜2的物侧面为凸面,该第二透镜2的像侧面为凹面;
第三透镜3具有正屈光率,该第三透镜3的物侧面为凸面,该第三透镜3的像侧面为凹面;
第四透镜4具有负屈光率,该第四透镜4的物侧面为凸面,该第四透镜4的像侧面为凹面;
第五透镜5具有负屈光率,该第五透镜5的物侧面为凹面,该第五透镜5的像侧面为凹面;
第六透镜6具有负屈光率,该第六透镜6的物侧面为凹面,该第六透镜6的像侧面为凹面;
第七透镜7具有正屈光率,该第七透镜7的物侧面为凸面,该第七透镜7的像侧面为凸面;
第八透镜8具有负屈光率,该第八透镜8的物侧面为凸面,该第八透镜8的像侧面为凹面;
第九透镜9具有正屈光率,该第九透镜9的物侧面为凸面,该第九透镜9的像侧面为凸面;
第十透镜10具有正屈光率,该第十透镜10的物侧面为凸面,该第十透镜10的像侧面为凸面;
第十一透镜11具有正屈光率,该第十一透镜11的物侧面为凹面,该第十一透镜11的像侧面为平面。
上述十一片透镜中,第三、四透镜为胶合片,第六、七透镜为胶合片,第八、九透镜为胶合片,其余镜片为单镜片透镜,且第一透镜至第十一透镜的物侧面和像侧面均为球面。
还包括位于第十透镜10与第十一透镜11之间的光阑12,以及位于第十一透镜11和成像面140之间的保护片13。
在本实施例中,第一透镜1、第二透镜2、第七透镜7、第十透镜10和第十一透镜11的折射率温度系数dn/dt为正(请参阅图24中各透镜的折射率温度系数dn/dt的数值)。将该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL1。其中,BFL为第十一透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小,即ΔBFL1<0;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大,即ΔBFL1>0。
第三透镜3、第九透镜9具有正的屈光率,且第三透镜3、第九透镜9的折射率温度系数dn/dt为负(请参阅图24中各透镜的折射率温度系数dn/dt的数值)。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第三、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第三、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小。
第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第八透镜8的折射率温度系数dn/dt为正(请参阅图24中各透镜的折射率温度系数dn/dt的数值)。在温度上升的情况下,该光学成像镜头受第四、第五、第六、第八透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL增大;在温度下降的情况下,该光学成像镜头受第四、第五、第六、第八透镜组合的温度变化而导致后焦距BFL减小。
将该光学成像镜头受第三、第四、第五、第六、第八、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL2。其中,|ΔBFL1|<|ΔBFL2|。
将该光学成像镜头受透镜的厚度以及透镜间的空气间隙的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL 3。在本实施例中,各透镜镜片之间的隔圈采用铝材质,隔圈的线性膨胀系数为23.6E-06。
该光学成像镜头匹配组装在摄像机的镜头座上,将该光学成像镜头受镜头座的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL4。在本实施例中镜头座采用的材质为铝,镜头座的线性膨胀系数为23.6E-06。
将常温下(20℃)的该光学成像镜头作为基准。
该光学成像镜头在高温下(70℃),ΔBFL1、ΔBFL2、ΔBFL3、和ΔBFL4的具体数值请参阅图25a。其中,ΔBFL1+ΔBFL2+ΔBFL3=ΔBFL4,因此该光学成像镜头高温情况下,后焦距变化量为零,温度的升高不会影响该光学成像镜头的成像。
该光学成像镜头在低温下(-30℃),ΔBFL1、ΔBFL2、ΔBFL3、和ΔBFL4的具体数值请参阅图25b。其中,ΔBFL1+ΔBFL2+ΔBFL3=ΔBFL4,因此该光学成像镜头低温情况下,后焦距变化量为零,温度的降低不会影响该光学成像镜头的成像。
本具体实施例的详细光学数据(20℃)如表1-1所示。
表1-1.实施例一的详细光学数据:
本具体实施例中镜头焦距为f=50mm,光圈值为FNO=1.58,像面=Φ17.6mm,视场角FOV=20.4。其它相关条件表达式的数值请参考图23。
本具体实施例的MTF曲线图请参阅图3,从图中可以该款镜头全视场分辨率可达200lp/mm>0.2,图像均匀。场曲及畸变图请参阅图4的(A)和(B),可以看出畸变小,成像质量高。垂轴像差请参阅图5,垂轴像差极小,小于<10μm。相对照度图请参阅图6,可以看出相对照度较大,大于50%。
实施例二
本实施例的各个透镜中除第三、第四、第六透镜外,其与透镜的面型凹凸、屈光率与实施例1中对应的透镜相同,仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例中,第三透镜具有正屈光率,该第三透镜的物侧面为凸面,该第三透镜的像侧面为凸面;
第四透镜具有负屈光率,该第四透镜的物侧面为凹面,该第四透镜的像侧面为凹面;
第六透镜具有负屈光率,该第六透镜的物侧面为平面,该第六透镜的像侧面为凹面。
本具体实施例的详细光学数据(20℃)如表2-1所示。
表2-1.实施例二的详细光学数据:
本具体实施例中镜头焦距为f=50mm,光圈值为FNO=1.58,像面=Φ17.6mm,视场角FOV=20.4。其它相关条件表达式的数值请参考图23。各透镜的折射率温度系数dn/dt数值请参阅图24。各透镜组合因温度变化而导致后焦距的变化量请参阅图25a和图25b。
本具体实施例的MTF曲线图请参阅图7,从图中可以该款镜头全视场分辨率可达200lp/mm>0.2,图像均匀。场曲及畸变图请参阅图8的(A)和(B),可以看出畸变小,成像质量高。垂轴像差请参阅图9,垂轴像差极小,小于<10μm。相对照度图请参阅图10,可以看出相对照度较大,大于50%。
实施例三
本实施例的各个透镜中除第三、第四透镜外,其与透镜的面型凹凸、屈光率与实施例1中对应的透镜相同,仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例中,第三透镜具有正屈光率,该第三透镜的物侧面为凸面,该第三透镜的像侧面为凸面;
第四透镜具有负屈光率,该第四透镜的物侧面为凹面,该第四透镜的像侧面为凹面。
本具体实施例的详细光学数据(20℃)如表3-1所示。
表3-1.实施例三的详细光学数据:
本具体实施例中镜头焦距为f=50mm,光圈值为FNO=1.58,像面=Φ17.6mm,视场角FOV=20.4。其它相关条件表达式的数值请参考图23。各透镜的折射率温度系数dn/dt数值请参阅图24。各透镜组合因温度变化而导致后焦距的变化量请参阅图25a和图25b。
本具体实施例的MTF曲线图请参阅图11,从图中可以该款镜头全视场分辨率可达200lp/mm>0.2,图像均匀。场曲及畸变图请参阅图12的(A)和(B),可以看出畸变小,成像质量高。垂轴像差请参阅图13,垂轴像差极小,小于<10μm。相对照度图请参阅图14,可以看出相对照度较大,大于50%。
实施例四
本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同,仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例的详细光学数据(20℃)如表4-1所示。
表4-1.实施例四的详细光学数据:
本具体实施例中镜头焦距为f=50mm,光圈值为FNO=1.58,像面=Φ17.6mm,视场角FOV=20.4。其它相关条件表达式的数值请参考图23。各透镜的折射率温度系数dn/dt数值请参阅图24。各透镜组合因温度变化而导致后焦距的变化量请参阅图25a和图25b。
本具体实施例的MTF曲线图请参阅图15,从图中可以该款镜头全视场分辨率可达200lp/mm>0.2,图像均匀。场曲及畸变图请参阅图16的(A)和(B),可以看出畸变小,成像质量高。垂轴像差请参阅图17,垂轴像差极小,小于<10μm。相对照度图请参阅图18,可以看出相对照度较大,大于50%。
实施例五
本实施例的各个透镜中除第三、第四、第十透镜外,其与透镜的面型凹凸、屈光率与实施例1中对应的透镜相同,仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
本具体实施例中,第三透镜具有正屈光率,该第三透镜的物侧面为凸面,该第三透镜的像侧面为凸面;
第四透镜具有负屈光率,该第四透镜的物侧面为凹面,该第四透镜的像侧面为凹面;
第十透镜具有正屈光率,该第十透镜的物侧面为凸面,该第四透镜的像侧面为凸面。
本具体实施例的详细光学数据(20℃)如表5-1所示。
表5-1.实施例五的详细光学数据:
本具体实施例中镜头焦距为f=50mm,光圈值为FNO=1.58,像面=Φ17.6mm,视场角FOV=20.4。其它相关条件表达式的数值请参考图23。各透镜的折射率温度系数dn/dt数值请参阅图24。各透镜组合因温度变化而导致后焦距的变化量请参阅图25a和图25b。
本具体实施例的MTF曲线图请参阅图19,从图中可以该款镜头全视场分辨率可达200lp/mm>0.2,图像均匀。场曲及畸变图请参阅图20的(A)和(B),可以看出畸变小,成像质量高。垂轴像差请参阅图21,垂轴像差极小,小于<10μm。相对照度图请参阅图22,可以看出相对照度较大,大于50%。
实施例六
本实施例中,参考图26-图28,该光学成像镜头的镜框200包括主筒20、前镜框21和后镜框22,前镜框21用于容纳前镜片组,前镜片组包括第一透镜至第十透镜,后镜框22用于容纳后镜片组,后镜片组包括第十一镜片。光阑12设置在前镜框21和后镜框22之间。本具体实施例中,光阑12为可变光阑,包括光阑座120、多个光阑片121和动环122,光阑座120通过定位导钉安装在主筒20内,多个光阑片121组入到光阑座120上,动环122组装在多个光阑片121上,并采用波子螺丝123对该动环122进行限位。
具体的,后镜框22上设计有三等份的M3螺纹孔,波子螺丝123从后镜框22的三等份螺纹孔沿光轴方向锁入,控制波子螺丝123的锁付高度可控制波子螺丝123的头部与动环122的接触点位置,有效解决了光阑组件会响的问题。
主筒20的一部分套接在前镜框21的外周壁上,两者间隙中具有一牙套23,牙套23的外螺纹规格为M49x0.75 LH(左牙),内螺纹规格为M45 P=1.5L=4.5LH(左牙),通过牙套23的内外螺纹导程差实现镜头无穷远到近物距的聚焦,牙套23转动一圈(360°)可实现4.5-0.75=3.75mm的移动量。
主筒20上具有2条180均分的且沿轴向延伸的直槽201,每条直槽具有两个塑料套钉,塑料套钉用导钉锁付,每条直槽201的两个塑料套钉与主筒的接触点位置形成一段直线的组正作用,而不是一个点的组正作用,确保镜头的清晰度。主筒20的侧面具有光阑带动钉124的限位槽202,光阑带动钉124通过螺纹与光阑调节环24锁付在一起,转动光阑调节环24,带动动环122转动,而光阑片121的铆钉嵌入在动环的槽中,从而实现光阑的大小的变化,该光学成像镜头的光圈值可调节范围为FNO=1.58~16,可获得较多进光亮,拍摄图面画面较亮。
牙套23与前调节环25通过三等份的锥钉250锁付在一起,前调节环上设计有一个十字槽圆柱头螺丝251,来限位前调节环转动的角度,即牙套23转动的角度。十字槽圆柱头螺丝251位于主筒20的280°开槽中,实现限位。转动280°可实现2.92mm的移动量(3.75/360°=x/280°,x为移动量),转动一度的移动量为0.0104mm,每度的移动量小,更易于镜头聚焦。
光学设计无穷远到近物距1m的移动量为2.41mm,设计无穷远端预留有0.2mm的聚焦余量,近物距1m端的聚焦余量为0.31mm。无穷远及近物距1m各留有一定的聚焦余量可实现相机与镜头法兰距公差不匹配造成的聚焦不清晰问题。
本具体实施例中,第十一透镜与成像面间的有效光线大,该光学成像镜头的后端(最后一片镜片与成像面间)光线有效径为直径21.94mm,具有像面较大的优势,可支撑1/1"17.6mm像面的sensor。镜头的连接座设计采用铝材,表面处理采用阳极氧化哑黑消光处理,内径设计有消光槽,可有效解决光线与部品反射造成的杂光。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学成像镜头,包括镜框以及位于镜框内的光学镜片组,光学镜片组从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜,该第一透镜至第十一透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面;
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十一片,其中:
第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜具有正屈光率,且第一透镜、第二透镜、第七透镜、第十透镜和第十一透镜的折射率温度系数为正;该光学成像镜头受第一、第二、第七、第十、第十一透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL1;
第三透镜、第九透镜具有正的屈光率,且第三透镜、第九透镜的折射率温度系数为负;第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜具有负的屈光率,且第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜的折射率温度系数为正;该光学成像镜头受第三、第四、第五、第六、第八、第九透镜组合的温度变化而导致后焦距的变化量定义为ΔBFL2;
其中,ΔBFL1和ΔBFL2的其一为正数,另一为负数,且|ΔBFL1|<|ΔBFL2|;
该光学成像镜头受透镜的厚度以及透镜间的空气间隙的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL 3;该光学成像镜头被匹配组装于摄像机的镜头座上,该光学成像镜头受镜头座的温度变化而导致该光学成像镜头的后焦距BFL的变化量定义为ΔBFL4,其中,ΔBFL1+ΔBFL2+ΔBFL3=ΔBFL4。
2.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:所述第一透镜、第二透镜均为凸凹透镜,定义第一透镜的像侧面的曲率半径值为R12,第二个透镜的物侧面的曲率半径值为R21,该光学成像镜头满足下列条件式:0.98<|R12/R21|<1.1。
3.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:所述第三透镜与第四透镜互为胶合镜片,该光学成像镜头满足下列条件式:Vd3≥80,Vd4≤35,且|Vd3-Vd4|>48;其中Vd3为第三透镜的色散系数,Vd4为第四透镜的色散系数。
4.根据权利要求3所述的光学成像镜头,其特征在于:所述第一透镜和第二透镜均为单镜片。
5.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:定义第四透镜像侧面的曲率半径值为R42,第五个透镜物侧面的曲率半径值为R51,该光学成像镜头满足下列条件式:0.4<|R42/R51|<0.6,有利于提高成像质量。
6.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:所述第八透镜与第九透镜互为胶合镜片,且该光学镜片组满足下列条件式:Vd8≤30,Vd9≥65,且|Vd8-Vd9|>35,其中Vd8为第八透镜的色散系数,Vd9为第九透镜的色散系数。
7.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:所述第十一透镜具有正屈光率,并满足条件式:Nd11≥1.9,vd11<21,相对部分色散>0.63,其中,Nd11为第十一透镜的折射率,vd11为第十一透镜的色散系数。
8.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:满足下列条件式:ALT<55,ALG<48,1<ALT/ALG<1.4;其中,ALT为该光学镜片组在光轴上的厚度总和;ALG为该光学镜片组在光轴上的空气间隙总和。
9.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:满足下列条件式:TTL<100mm,BFL>25mm,BFL/TTL>0.25;其中,TTL为第一透镜物侧面到成像面在光轴上的距离,BFL为第十一透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离。
10.根据权利要求1所述的光学成像镜头,其特征在于:还包括位于第十透镜与第十一透镜之间的光阑,该光阑被沿光轴方向设置的波子螺丝限位。
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