CN111367061A - 光学成像镜头及成像设备 - Google Patents

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CN111367061A CN202010464720.9A CN202010464720A CN111367061A CN 111367061 A CN111367061 A CN 111367061A CN 202010464720 A CN202010464720 A CN 202010464720A CN 111367061 A CN111367061 A CN 111367061A
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Abstract

本发明提供一种光学成像镜头及成像设备，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、光阑、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有负光焦度的第七透镜，且第六透镜和第七透镜组成粘合体；具有正光焦度的第八透镜；以及设于第八透镜与成像面之间的滤光片，其中，第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃球面透镜，第二透镜、第八透镜均为玻璃非球面透镜。本发明提供的光学成像镜头不仅可以有效校正二级色差，同时能够校正边缘视场的像差，成像质量更高，且热稳定性能以及机械强度较好，利于在极端环境下工作。

Description

光学成像镜头及成像设备
技术领域
本发明涉及透镜成像领域，特别涉及一种光学成像镜头及成像设备。
背景技术
随着芯片行业的发展，芯片的单个像素尺寸越来越小，而芯片整体尺寸（即感光器件面积）越来越大，意味着芯片所能包含的像素数越来越多，因此要求光学成像镜头的性能越来越高，例如更小的像素尺寸意味着更高的MTF要求，同时意味着更小的色差；而更大的芯片尺寸则意味着更大的像高以及在校正像差时难度增加，在这种情况下，对镜头的分辨率要求越来越高，且镜头的边缘像差很难校正。同时由于运动相机是由芯片感光并将光信号转化为电信号，而芯片在短波的感光范围比人眼更大，因此对于二级色差需要更好的校正。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种可以有效校正二级色差的光学成像镜头及成像设备，同时能够校正边缘视场的像差，提供更高质量的成像效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种光学成像镜头，从物侧到成像面依次包括具有负光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第一透镜，具有负光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第二透镜，具有正光焦度且物侧面为凸面的第三透镜，光阑，具有负光焦度且物侧面为凹面的第四透镜，具有正光焦度且物侧面和像侧面均为凸面的第五透镜，具有正光焦度且物侧面和像侧面均为凸面的第六透镜，具有负光焦度且物侧面为凹面的第七透镜，具有正光焦度且物侧面为凹面、像侧面为凸面的第八透镜，及设于第八透镜与成像面之间的滤光片，其中第六透镜、第七透镜组成粘合体。第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃球面透镜，第二透镜、第八透镜均为玻璃非球面透镜。
第二方面，本发明还提供一种成像设备，包括第一方面提供的光学成像镜头及成像元件，成像元件用于将光学成像镜头形成的光学图像转换为电信号。
相较现有技术，本发明中第一透镜、第二透镜用于光线收集，有利于减小镜头体积和便于成像系统后续对像差的校正；第二透镜为玻璃非球面透镜，主要用于校正畸变；第二透镜与第三透镜、第四透镜与第五透镜、第六透镜与第七透镜均采用正负透镜交替的结构，可以达到相互配合有效消除场曲的效果；通过合理分配第四透镜、第五透镜的光焦度及面型的调整可以有效控制光线的出射角度，保证后续镜片校正像差的同时，防止因光线入射角过大造成的后续镜片公差敏感度过高；第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜通过选用特定材料的组合，有利于校正二级光谱，使成像系统在较宽的可见光范围内都有良好的成像效果，并且避免产生紫边现象。各个透镜均为玻璃镜片可以使得镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在极端环境下工作。
附图说明
图1为本发明第一实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中光学成像镜头的场曲图；
图3为本发明第一实施例中光学成像镜头的光学畸变图；
图4为本发明第一实施例中光学成像镜头的轴向色差图；
图5为本发明第二实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图6为本发明第二实施例中光学成像镜头的场曲图；
图7为本发明第二实施例中光学成像镜头的光学畸变图；
图8为本发明第二实施例中光学成像镜头的轴向色差图；
图9为本发明第三实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图10为本发明第三实施例中光学成像镜头的场曲图；
图11为本发明第三实施例中光学成像镜头的光学畸变图；
图12为本发明第三实施例中光学成像镜头的轴向色差图；
图13为本发明第四实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图14为本发明第四实施例中光学成像镜头的场曲图；
图15为本发明第四实施例中光学成像镜头的光学畸变图；
图16为本发明第四实施例中光学成像镜头的轴向色差图；
图17为本发明第五实施例提供的成像设备的结构示意图；
主要元件符号说明：
Figure 630149DEST_PATH_IMAGE001
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
本发明提供了一种光学成像镜头，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第一透镜，具有负光焦度且物侧面为凸面、像侧面为凹面的第二透镜，具有正光焦度且物侧面为凸面的第三透镜，光阑，具有负光焦度且物侧面为凹面的第四透镜，具有正光焦度且物侧面和像侧面均为凸面的第五透镜，具有正光焦度且物侧面和像侧面均为凸面的第六透镜，具有负光焦度且物侧面为凹面的第七透镜，具有正光焦度且物侧面为凹面、像侧面为凸面的第八透镜，及设于第八透镜与成像面之间的滤光片，其中第六透镜、第七透镜组成粘合体。第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃球面透镜，第二透镜、第八透镜均为玻璃非球面透镜。
一般的八片式光学镜头会把光阑放置于第四透镜和第五透镜中间，而本发明提供的光学成像镜头将光阑前置于第三透镜和第四透镜之间，一方面有利于减小前端镜片的口径，尤其是第一镜片的口径，从而可以有效减小镜头整体的体积；另一方面，光阑位置提前，可以增加后端镜片结构的多样性与复杂性（更多的镜片数量和结构形式），有利于对各种像差和MTF的优化。
本发明实施例中第一透镜、第二透镜用于光线收集，有利于减小镜头体积和便于成像系统后续对像差的校正；第二透镜为玻璃非球面透镜，主要用于校正畸变；第二透镜与第三透镜、第四透镜与第五透镜、第六透镜与第七透镜均采用正负透镜交替的结构，可以达到相互配合有效消除场曲的效果；通过合理分配第四透镜、第五透镜的光焦度及面型的调整可以有效控制光线的出射角度，保证后续镜片校正像差的同时，防止因光线入射角过大造成的后续镜片公差敏感度过高；第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜通过选用特定材料的组合，有利于校正二级光谱，使成像系统在较宽的可见光范围内都有良好的成像效果，并且避免产生紫边现象；各个透镜均为玻璃镜片可以使得镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在极端环境下工作。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
1.5＜Pg,f4/Pg,f5+Pg,f6/Pg,f7＜2.5； （1）
0＜Pg,f4/Pg,f5-Pg,f6/Pg,f7＜0.2； （2）
其中，Pg,f4、Pg,f5、Pg,f6、Pg,f7分别依次表示第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的相对部分色散。
满足上述条件式（1）和（2），通过第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的材料的合理搭配，能够很好的校正光学系统的二级色差，使镜头在较宽的可见光范围内都有良好的成像效果，并且避免产生紫边现象。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
(IHrea-IHref)/θ＞0.01； （3）
0.9＜IHrea/(tanθ*f)＜1； （4）
其中，f表示光学成像镜头的焦距，θ表示光学成像镜头的半视场角，IHrea表示光学成像镜头在半视场角θ下的真实像高，IHref表示光学成像镜头在半视场角θ下的理论像高。
满足上述条件式（3）和（4），可以使光学系统拥有较小的光学畸变和较大的（大于15%）正f-θ畸变，这表明镜头在边缘视场拥有更大的像高，也即边缘视场可以包含更多的像素数目，因此在拍摄的图片被拉伸后，图像边缘更清晰，也即边缘视场具有更好的成像效果。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
-5＜f2/D45＜-2； （5）
其中，f2表示第二透镜的焦距，D45表示第二透镜的像侧面和第三透镜的物侧面在光轴上的间隔距离。
由于靠近光阑的镜片敏感度较高，因此满足上述条件式（5），可以有效控制第二透镜和第三透镜的镜片间距，减小光线与光轴的夹角，从而降低第三透镜的公差敏感度。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
-1.5＜θ7/r7+θ14/r14＜0； （6）
其中，θ7表示第四透镜的物侧面的边缘光线入射角，θ14表示第八透镜的物侧面的边缘光线入射角，r7表示第四透镜的物侧面的曲率半径，r14表示第八透镜的物侧面的曲率半径。
由于靠近光阑的镜片敏感度较高，因此满足上述条件式（6），可以减小光线在第四透镜和第八透镜上的光线入射角，有效降低第四透镜和第八透镜的公差敏感度。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
0＜|r4/r8|＜0.5； （7）
其中，r4表示第二透镜的像侧面的曲率半径，r8表示第四透镜的像侧面的曲率半径。
由于第二透镜和第四透镜是结构相对的弯月形镜片，二者之间相互反射，比较容易产生鬼影，满足上述条件式（7），可以通过调整第二透镜的像侧面和第四透镜的像侧面的曲率半径，有效降低第二透镜的像侧面和第四透镜的像侧面之间光线反射形成的鬼影能量，减弱鬼影在拍摄时对画面的不良影响，显著提高光学系统的成像质量。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
0.2＜1/r11-1/r12＜0.5； （8）
其中，r11表示第六透镜的物侧面的曲率半径，r12表示第六透镜的像侧面的曲率半径。
满足上述条件式（8），有效消除光线在第六透镜的物侧面反射的鬼影，避免鬼影在拍摄时对画面的不良影响，显著提高光学系统的成像质量，同时保证第六透镜的物侧面和像侧面的曲率半径在加工能力范围内，便于成型加工。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
-8＜f8/r15＜-1； （9）
其中，r15表示第八透镜的像侧面的曲率半径，f8表示第八透镜的焦距。
满足上述条件式（9），可以有效控制成像面的主光线入射角，避免因主光线入射角过大造成成像系统的相对照度降低。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
-6＜f2/f3+f4/f5+f6/f7＜-1； （10）
-0.5＜f2/f3-f4/f5-f6/f7＜0； （11）
其中，f2、f3、f4、f5、f6、f7分别依次表示第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的焦距。
第二透镜与第三透镜、第四透镜与第五透镜、第六透镜与第七透镜特别采用正负透镜交替的结构，并使各透镜的焦距满足上述条件式（10）和（11），可以使各正负透镜的光焦度相互配合，从而有效校正场曲。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
-7＜f1/r2+f2/r4＜-5； （12）
其中，f1表示第一透镜的焦距，f2表示第二透镜的焦距，r2表示第一透镜的像侧面的曲率半径，r4表示第二透镜的像侧面的曲率半径。
满足上述条件式（12），可以提高第一透镜、第二透镜收束光线的能力，有效地减小光线的入射角度，便于系统后续镜片有效地校正像差，并且有利于减小镜头后端的体积，缩小所搭载设备的尺寸。
在一些实施方式中，第六透镜和第七透镜的阿贝数差值的绝对值大于30。第六透镜和第七透镜组成的粘合体，且第六透镜和第七透镜的阿贝数差值的绝对值大于30，可以有效校正像差。
本发明中光学成像镜头的非球面的表面形状均满足下列方程：
Figure 452612DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，z表示曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，c表示曲面顶点的曲率，K表示二次曲面系数，h表示光轴到曲面的距离，B、C、D、E和F分别依次表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶曲面系数。
在以下各个实施例中，光学成像镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
第一实施例
请参阅图1，为本发明第一实施例提供的光学成像镜头100的结构图，从物侧到成像面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑ST、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及滤光片G1。
第一透镜L1具有负光焦度且物侧面S1为凸面、像侧面S2为凹面，第一透镜L1是玻璃球面透镜。
第二透镜L2具有负光焦度且物侧面S3为凸面、像侧面S4为凹面，第二透镜L2是玻璃非球面透镜。
第三透镜L3具有正光焦度且物侧面S5和像侧面S6均为凸面，第三透镜L3是玻璃球面透镜。
第四透镜L4具有负光焦度且物侧面S7和像侧面S8均为凹面，第四透镜L4是玻璃球面透镜。
第五透镜L5具有正光焦度且物侧面S9和像侧面S10均为凸面，第五透镜L5是玻璃球面透镜。
第六透镜L6具有正光焦度且物侧面S11和像侧面S12-1均为凸面。
第七透镜L7具有负光焦度且物侧面S12-2和像侧面S13均为凹面，且第六透镜L6和第七透镜L7组成粘合体并且均为玻璃球面透镜，且第六透镜的像侧面S12-1与第七透镜的物侧面S12-2组成胶合面S12。
第八透镜L8具有正光焦度且物侧面S14为凹面、像侧面S15为凸面，第八透镜L8是玻璃非球面透镜。
本发明第一实施例中提供的光学成像镜头100中各个镜片的相关参数如表1所示。
表
Figure 719645DEST_PATH_IMAGE003
表面序号 表面类型 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率 阿贝数
物面 球面 无穷 无穷
S1 球面 23.259 1.540 1.517 52.19
S2 球面 4.319 2.288
S3 非球面 8.376 0.879 1.587 59.59
S4 非球面 3.969 3.110
S5 球面 12.863 3.114 1.788 47.52
S6 球面 -13.692 3.008
ST 光阑 无穷 1.122
S7 球面 -6.813 0.898 1.603 38.01
S8 球面 47.112 0.107
S9 球面 9.657 2.039 1.593 68.53
S10 球面 -7.631 0.369
S11 球面 7.855 3.109 1.593 68.53
S12 球面 -5.062 0.591 1.801 34.97
S13 球面 50.995 0.681
S14 非球面 -33.473 1.119 1.589 61.25
S15 非球面 -14.188 1.135
S16 球面 无穷 0.500 1.517 64.21
S17 球面 无穷 3.917
S18 像面 无穷 —— 　
本实施例的各透镜非球面的参数如表2所示。
表 2
表面序号 K B C D E F
S3 0.000000 5.167908E-05 -5.410954E-05 2.167497E-06 -3.790316E-08 0.000000E+00
S4 -0.694294 -1.509329E-04 -1.343708E-04 3.481442E-06 -1.593099E-07 0.000000E+00
S14 -9.494940 -2.568477E-03 -7.950037E-05 8.826819E-06 6.509195E-07 -4.957477E-08
S15 -10.000006 -7.328416E-04 -7.210694E-05 1.423930E-05 -2.646286E-07 -4.570463E-09
在本实施例中，光学成像镜头100的场曲、光学畸变和轴向色差曲线图分别如图2、图3、图4所示。由图2可以看出，本实施例提供的光学成像镜头100在0.95视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.04mm范围内，在全视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.08mm范围内，且同一波长的子午、弧矢场曲的差值小于0.05mm，表明本实施例的场曲得到很好的校正。图2中0.430um-Tan表示430纳米波长的T（子午）线，0.430um-Sag 表示430纳米波长的S（弧矢）线，以此类推（图6、图10、图14和图2相似）。由图3可以看出，本实施例提供的光学成像镜头100的光学畸变在全视场均小于-5%，表明本实施例的光学畸变校正得比较好。由图4可以看出，本实施例提供的光学成像镜头100在全视场以内各波长的轴向色差均在±0.02mm以内，且在同一视场各波长之间的差值均小于0.015mm，表明本实施例的色差与二级色差得到很好的校正。
第二实施例
请参阅图5，所示为本实施例提供的光学成像镜头200的结构图。本实施例当中的光学成像镜头200与第一实施例当中的光学成像镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的光学成像镜头200的第四透镜的像侧面S8为凸面，第七透镜的像侧面S13为凸面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表3所示。
表 3
表面序号 表面类型 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率 阿贝数
物面 球面 无穷 无穷
S1 球面 19.544 1.398 1.517 52.19
S2 球面 4.447 2.511
S3 非球面 9.411 0.893 1.587 59.59
S4 非球面 3.906 3.104
S5 球面 11.017 3.109 1.788 47.52
S6 球面 -16.309 3.001
ST 光阑 无穷 1.066
S7 球面 -5.303 0.890 1.603 38.01
S8 球面 -37.924 0.107
S9 球面 9.149 2.075 1.593 68.53
S10 球面 -7.544 0.355
S11 球面 9.772 3.108 1.593 68.53
S12 球面 -4.203 0.592 1.801 34.97
S13 球面 -46.995 0.693
S14 非球面 -27.097 0.993 1.589 61.25
S15 非球面 -20.724 1.135
S16 球面 无穷 0.500 1.517 64.21
S17 球面 无穷 4.047
S18 像面 无穷 —— 　
本实施例的各透镜非球面的参数如表4所示。
表 4
表面序号 K B C D E F
S3 0.000000 -4.697231E-04 -2.598154E-05 1.342681E-06 -2.138906E-08 0.000000E+00
S4 -0.573774 -1.195919E-03 -1.129215E-04 3.394615E-06 -1.359029E-07 0.000000E+00
S14 -7.648200 -3.347509E-03 -5.820194E-05 4.279014E-06 1.518770E-06 -7.946838E-08
S15 10.000001 -1.027673E-03 -5.733372E-05 1.152315E-05 1.900409E-07 -2.047450E-08
在本实施例中，光学成像镜头200的场曲、光学畸变和轴向色差曲线图分别如图6、图7、图8所示。由图6可以看出，本实施例提供的光学成像镜头200在0.95视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.05mm范围内，在全视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.1mm范围内，且同一波长的子午、弧矢场曲的差值小于0.05mm，证明本实施例的场曲得到很好的校正。由图7可以看出，本实施例提供的光学成像镜头200的光学畸变在全视场均小于-5%，表明本实施例的光学畸变校正的比较好。由图8可以看出，本实施例提供的光学成像镜头200在全视场以内各波长的轴向色差均在±0.02mm以内，且在同一视场各波长之间的差值均小于0.015mm，证明本实施例的色差与二级色差得到很好的校正。
第三实施例
请参阅图9，所示为本实施例提供的光学成像镜头300的结构图。本实施例当中的光学成像镜头300与第一实施例当中的光学成像镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的光学成像镜头300的第三透镜的像侧面S6为凹面，第四透镜的像侧面S8为凸面，第七透镜的像侧面S13为凸面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表5所示。
表 5
表面序号 表面类型 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率 阿贝数
物面 球面 无穷 无穷
S1 球面 17.020 1.416 1.517 52.19
S2 球面 4.373 2.578
S3 非球面 9.352 0.904 1.587 59.59
S4 非球面 3.775 3.153
S5 球面 6.088 3.102 1.788 47.52
S6 球面 52.131 2.159
ST 光阑 无穷 0.947
S7 球面 -3.577 0.869 1.603 38.01
S8 球面 -8.920 0.082
S9 球面 8.814 2.084 1.593 68.53
S10 球面 -7.907 0.108
S11 球面 9.325 3.104 1.593 68.53
S12 球面 -3.892 0.546 1.801 34.97
S13 球面 -42.971 0.543
S14 非球面 -33.899 1.031 1.589 61.25
S15 非球面 -18.420 1.135
S16 球面 无穷 0.500 1.517 64.21
S17 球面 无穷 4.286
S18 像面 无穷 —— 　
本实施例的各透镜非球面的参数如表6所示。
表 6
表面序号 K B C D E F
S3 0.000000 9.949662E-04 -1.105386E-04 3.572824E-06 -6.486543E-08 0.000000E+00
S4 -0.529054 2.196892E-04 -2.195914E-04 7.469173E-07 2.242592E-09 0.000000E+00
S14 -9.999999 -3.166557E-03 -1.808422E-05 9.554294E-06 2.742729E-07 3.924529E-09
S15 -7.916751 -7.687328E-04 -5.183997E-05 1.702693E-05 -1.017680E-06 4.367432E-08
在本实施例中，光学成像镜头300的场曲、光学畸变和轴向色差曲线图分别如图10、图11、图12所示。由图10可以看出，本实施例提供的光学成像镜头300在全视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.05mm范围内，且同一波长的子午、弧矢场曲的差值小于0.07mm，证明本实施例的场曲得到很好的校正。由图11可以看出，本实施例提供的光学成像镜头300的光学畸变在全视场均小于-5%，表明本实施例的光学畸变校正的比较好。由图12可以看出，本实施例提供的光学成像镜头300在全视场以内各波长的轴向色差均在±0.025mm以内，且在同一视场各波长之间的差值均小于0.025mm，证明本实施例的色差与二级色差得到很好的校正。
第四实施例
请参阅图13，所示为本实施例提供的光学成像镜头400的结构图。本实施例当中的光学成像镜头400与第一实施例当中的光学成像镜头100大抵相同，不同之处在于，本实施例当中的光学成像镜头400的第四透镜的像侧面S8为凸面，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同，具体各个透镜的相关参数参见表7所示。
表 7
表面序号 表面类型 曲率半径（mm） 厚度（mm） 折射率 阿贝数
物面 球面 无穷 无穷
S1 球面 13.265 2.039 1.567 42.81
S2 球面 4.203 2.205
S3 非球面 5.889 0.788 1.583 59.46
S4 非球面 2.837 4.021
S5 球面 8.260 4.014 1.788 47.52
S6 球面 -18.368 1.336
ST 光阑 无穷 0.632
S7 球面 -5.396 0.890 1.620 36.35
S8 球面 -14.993 0.105
S9 球面 18.832 2.134 1.593 68.53
S10 球面 -7.454 0.287
S11 球面 8.523 3.510 1.593 68.53
S12 球面 -4.430 0.930 1.904 31.32
S13 球面 24.387 0.703
S14 非球面 -171.419 1.572 1.589 61.25
S15 非球面 -9.574 1.135
S16 球面 无穷 0.500 1.517 64.21
S17 球面 无穷 3.201
S18 像面 无穷 —— 　
本实施例的各透镜非球面的参数如表8所示。
表 8
表面序号 K B C D E F
S3 0.000000 -3.558412E-03 7.944304E-05 -7.055583E-07 -4.974763E-08 0.000000E+00
S4 -0.566400 -5.553183E-03 -9.085962E-05 6.934479E-06 -7.570381E-07 0.000000E+00
S14 0.488986 -3.244298E-03 -2.884063E-04 2.698310E-05 -2.147369E-06 1.624512E-07
S15 4.964332 -6.646393E-04 -1.769154E-04 1.933710E-05 -1.347407E-06 7.879159E-08
在本实施例中，光学成像镜头400的场曲、光学畸变和轴向色差曲线图分别如图14、图15、图16所示。由图14可以看出，本实施例提供的光学成像镜头400在0.95视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.05mm范围内，在全视场以内的子午、弧矢场曲均在±0.1mm范围内，且同一波长的子午、弧矢场曲的差值小于0.05mm，证明本实施例的场曲得到很好的校正。由图15可以看出，本实施例提供的光学成像镜头400的光学畸变在全视场均小于-5.5%，表明本实施例的光学畸变校正得比较好。由图16可以看出，本实施例提供的光学成像镜头400在全视场以内各波长的轴向色差均在±0.03mm以内，且在同一视场各波长之间的差值均小于0.02mm，证明本实施例的色差与二级色差得到很好的校正。
表9是上述4个实施例对应的光学特性，包括光圈数F#、视场角2θ和光学总长TTL，以及与前面每个条件式对应的数值。
表9
条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 备注
2θ(°) 86 89 82 90
F# 2.8 2.8 2.8 2.8
TTL(mm) 29.5 29.6 28.5 30.0
P<sub>g,f</sub>4/P<sub>g,f</sub>5+P<sub>g,f</sub>6/P<sub>g,f</sub>7 1.997 1.997 1.997 1.994 条件式（1）
P<sub>g,f</sub>4/P<sub>g,f</sub>5-P<sub>g,f</sub>6/P<sub>g,f</sub>7 0.140 0.140 0.140 0.156 条件式（2）
(IH<sub>rea</sub>-IH<sub>ref</sub>)/θ 0.016 0.018 0.014 0.018 条件式（3）
IH/(tanθ*f) 0.959 0.962 0.950 0.948 条件式（4）
f<sub>2</sub>/D<sub>45</sub> -4.433 -3.874 -3.616 -2.564 条件式（5）
θ<sub>7</sub>/r<sub>7</sub>+θ<sub>14</sub>/r<sub>14</sub> -0.617 -0.407 -1.042 -0.235 条件式（6）
|r<sub>4</sub>/r<sub>8</sub>| 0.084 0.103 0.423 0.189 条件式（7）
1/r<sub>11</sub>-1/r<sub>12</sub> 0.325 0.340 0.364 0.343 条件式（8）
f<sub>8</sub>/r<sub>15</sub> -2.865 -6.777 -3.604 -1.780 条件式（9）
f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub>+f<sub>4</sub>/f<sub>5</sub>+f<sub>6</sub>/f<sub>7</sub> -3.866 -3.722 -3.727 -4.200 条件式（10）
f<sub>2</sub>/f<sub>3</sub>-f<sub>4</sub>/f<sub>5</sub>-f<sub>6</sub>/f<sub>7</sub> -0.294 -0.467 -0.474 -0.162 条件式（11）
f<sub>1</sub>/r<sub>2</sub>+f<sub>2</sub>/r<sub>4</sub> -5.896 -5.642 -5.704 -6.418 条件式（12）
本发明提供的光学成像镜头中，第一透镜L1、第二透镜L2用于光线收集，有利于减小镜头体积和便于成像系统后续对像差的校正；第二透镜L2为玻璃非球面透镜，主要用于校正畸变；第二透镜L2与第三透镜L3、第四透镜L4与第五透镜L5、第六透镜L6与第七透镜L7均采用正负透镜交替结构，可以达到相互配合有效消除场曲的效果；通过合理分配第四透镜L4、第五透镜L5的光焦度及形状的调整可以有效控制光线的出射角度，保证后续镜片校正像差的同时，防止因光线入射角过大造成的后续镜片公差敏感度过高；第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7通过选用特定材料的组合，有利于校正二级光谱，使成像系统可以在较宽可见光范围内都有良好的成像效果，并且避免产生紫边现象各个透镜均为玻璃镜片可以使得镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在极端环境下工作。
第五实施例
请参阅图17，所示为本实施例提供的成像设备500的结构示意图，包括上述任一实施例中的光学成像镜头（例如光学成像镜头100）及成像元件510。成像元件510可以是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补性金属氧化物半导体）图像传感器，还可以是CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）图像传感器。成像设备500可以是相机、移动终端、穿戴设备以及其他任意一种形态的装载了光学成像镜头的电子设备，移动终端可以是智能手机、智能平板、智能阅读器等终端设备。
本实施例提供的成像设备500包括光学成像镜头，由于光学成像镜头具有可以有效校正二级色差，同时能够校正边缘视场的像差，提供更高质量的成像效果等优点，因此成像设备500具有可以有效校正二级色差，同时能够校正边缘视场的像差，提供更高质量的成像效果等优点。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种光学成像镜头，其特征在于，从物侧到成像面依次包括：
具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；
具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；
具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面；
光阑；
具有负光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凹面；
具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面；
具有正光焦度的第六透镜，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为凸面；
具有负光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面为凹面，且所述第六透镜和所述第七透镜组成粘合体；
具有正光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面为凹面，所述第八透镜的像侧面为凸面；以及滤光片，所述滤光片设于所述第八透镜与所述成像面之间；
其中，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、所述第八透镜均为玻璃非球面透镜。
2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
1.5＜Pg,f4/Pg,f5+Pg,f6/Pg,f7＜2.5；
0＜Pg,f4/Pg,f5-Pg,f6/Pg,f7＜0.2；
其中，Pg,f4、Pg,f5、Pg,f6、Pg,f7分别依次表示所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的相对部分色散。
3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
(IHrea-IHref)/θ＞0.01；
0.9＜IHrea/(tanθ*f)＜1；
其中，f表示所述光学成像镜头的焦距，θ表示所述光学成像镜头的半视场角，IHrea表示所述光学成像镜头在所述半视场角θ下的真实像高，IHref表示所述光学成像镜头在所述半视场角θ下的理论像高。
4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-5＜f2/D45＜-2；
其中，f2表示所述第二透镜的焦距，D45表示所述第二透镜的像侧面和所述第三透镜的物侧面在光轴上的间隔距离。
5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-1.5＜θ7/r7+θ14/r14＜0；
其中，θ7表示所述第四透镜的物侧面的边缘光线入射角，θ14表示所述第八透镜的物侧面的边缘光线入射角，r7表示所述第四透镜的物侧面的曲率半径，r14表示所述第八透镜的物侧面的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
0＜|r4/r8|＜0.5；
其中，r4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径，r8表示所述第四透镜的像侧面的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第六透镜满足以下条件式：
0.2＜1/r11-1/r12＜0.5；
其中，r11表示所述第六透镜的物侧面的曲率半径，r12表示所述第六透镜的像侧面的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-8＜f8/r15＜-1；
其中，r15表示所述第八透镜的像侧面的曲率半径，f8表示所述第八透镜的焦距。
9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-6＜f2/f3+f4/f5+f6/f7＜-1；
-0.5＜f2/f3-f4/f5-f6/f7＜0；
其中，f2、f3、f4、f5、f6、f7分别依次表示所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的焦距。
10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-7＜f1/r2+f2/r4＜-5；
其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距，r2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径，r4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径。
11.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第六透镜和所述第七透镜的阿贝数差值的绝对值大于30。
12.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的光学成像镜头及成像元件，所述成像元件用于将所述光学成像镜头形成的光学图像转换为电信号。
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