CN111983778A - 光学镜头及成像设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其像侧面为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第一透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；第二透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜和第四透镜可互相胶合形成双胶合透镜；以及第五透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。该光学镜头可实现小型化、前端小口径、高解像、相对照度高、低成本、长焦大畸变等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头及成像设备

技术领域

本申请涉及光学镜头和包括该光学镜头的成像设备，更具体地，本申请涉及一种包括五片透镜的光学镜头及成像设备。

背景技术

近年来，随着影像技术的不断进步，光学镜头在汽车上的应用越来越广泛，通常车载应用的光学镜头因为安全性原因，对其光学性能的要求非常高。

尤其是有特殊应用的光学镜头，例如应用在行车记录仪上时，对镜头解像能力、视场角大小以及稳定性等有更高的要求，需要更大的视场角，并且在较远的距离下也具有较高的识别能力。

因此，这就要求镜头的焦距长并且畸变大，而常规的长焦镜头的畸变小，视场小。所以，目前市场需要一款高解像、焦距长、畸变大、低成本的光学镜头。

发明内容

本申请提供了可适用于车载安装的、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由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其像侧面为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜和所述第四透镜可互相胶合形成双胶合透镜；以及第五透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

其中，第一透镜的物侧面可为凸面。可替代地，第一透镜的物侧面可为凹面。

其中，在双胶合透镜中：第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及第四透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面。可替代地，在双胶合透镜中：第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

其中，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≤7.5。

其中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025。

其中，光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间可满足：(FOV×F)/H≥55。

其中，第一透镜的材料的折射率Nd1可满足：Nd1≥1.65。

其中，光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：Dist×F≥1.5。

其中，第三透镜的焦距值F3与第四透镜的焦距值F4之间可满足：0.2≤|F3/F4|≤1.5。

其中，第五透镜的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：|F5/F|≥6.5。

其中，第三透镜与第四透镜组合成的双胶合透镜的胶合面的张角θ1可满足：θ1≤55°。

其中，第五透镜的物侧面的张角θ2可满足：θ2≤45°。

其中，第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：-1.7≤F1/F≤-0.5。

其中，第一透镜的焦距值F1与第二透镜的焦距值F2之间可满足：-1.2≤F1/F2≤-0.3。

其中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.1≤BFL/TTL≤0.25。

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由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度；第二透镜可具有正光焦度；第三透镜、第四透镜和第五透镜可具有正光焦度或负光焦度；第三透镜与第四透镜可互相胶合形成双胶合透镜；以及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≤7.5。

其中，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。可替代地，第一透镜的物侧面和像侧面均可为凹面。

其中，第二透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

其中，在双胶合透镜中：第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及第四透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面。可替代地，在双胶合透镜中：第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

其中，第五透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

其中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025。

其中，光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间可满足：(FOV×F)/H≥55。

其中，第一透镜的材料的折射率Nd1可满足：Nd1≥1.65。

其中，光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：Dist×F≥1.5。

其中，第三透镜的焦距值F3与第四透镜的焦距值F4之间可满足：0.2≤|F3/F4|≤1.5。

其中，第五透镜的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：|F5/F|≥6.5。

其中，第三透镜与第四透镜组合成的双胶合透镜的胶合面的张角θ1可满足：θ1≤55°。

其中，第五透镜的物侧面的张角θ2可满足：θ2≤45°。

其中，第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：-1.7≤F1/F≤-0.5。

其中，第一透镜的焦距值F1与第二透镜的焦距值F2之间可满足：-1.2≤F1/F2≤-0.3。

其中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.1≤BFL/TTL≤0.25。

本申请的又一方面提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据上述实施方式的光学镜头及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本申请采用了例如五片透镜，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、前端小口径、高解像、相对照度高、低成本、长焦大畸变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；

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；以及

图5示意性示出了镜片的物侧面/胶合面的张角θ。

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。

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。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。

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五个具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。这五个透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

根据本申请示例性实施方式的光学镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地，设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。

第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可选地可为凸面或凹面，像侧面可为凹面。第一透镜可有利于大角度光线入射，折射率大，可减小前端口径，提高成像质量。

第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第二透镜设置为双凸镜片，可汇聚光线，采用高折射率材料，以实现光线更大角度偏折，增大畸变，采用低阿贝数材料，以降低色差。

第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。可替代，第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。

第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。可替代，第四透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。

第五透镜可具有正光焦度或负光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。第五透镜设置为凸面朝向物侧的弯月形状，可实现光线偏折，以配合大尺寸芯片，从而实现小口径的镜头配合大尺寸的芯片。

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。当将光阑设置于第二透镜与第三透镜之间时，可有利于对进入光学系统的光线的有效收束，缩短光学系统总长，减小前后镜片组口径。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。

在示例性实施方式中，根据需要，根据本申请的光学镜头还可包括设置在第五透镜与成像面之间的滤光片，以对具有不同波长的光线进行过滤；以及还可包括设置在滤光片与成像面之间的保护玻璃，以防止光学镜头的内部元件(例如，芯片)被损坏。

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，可通过将第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面胶合，而将第三透镜和第四透镜组合成胶合透镜。该胶合透镜为双胶合透镜，其中，一个镜片的光焦度为正，另一镜片的光焦度为负。具体地，在该双胶合透镜中：第三透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及第四透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面。可替代地，在该双胶合透镜中：第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。其中，当负透镜排布在前，正透镜排布在后时，入射光线平缓，有利于改善相差。该双胶合透镜的第一个镜面为凹面，可实现大角度光线的偏折，以配合后端大尺寸的芯片。当正透镜排布在前，负透镜排布在后时，有利于更多的光线进入后方光学系统，提高亮度。该双胶合透镜的使用，本身可以自身消色差、场曲等，减小公差敏感度，也可残留部分色差以平衡系统的色差。另外，该双胶合透镜的使用，可具有以下有益效果中的至少一个：1)减小两个镜片的空气间隔，减小系统总长；2)减小第三透镜、第四透镜的组立部件，减少工序，降低成本；3)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；4)减少镜片间反射引起的光量损失，提升照度；5)进一步可减小场曲，可矫正系统的轴外点像差。胶合透镜的使用，分担了系统的整体色差矫正，可有效校正像差，提高解像，且使得光学系整体紧凑，满足小型化要求。

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≤7.5，更理想地，可进一步满足TTL/F≤7。满足条件式TTL/F≤7.5，可保证系统的小型化特性。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.025，更理想地，可进一步满足D/H/FOV≤0.02。满足条件式D/H/FOV≤0.025，可保证前端小口径。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间可满足：(FOV×F)/H≥55，更理想地，可进一步满足(FOV×F)/H≥60。满足条件式(FOV×F)/H≥60，可同时满足长焦和大视场角的要求。

在示例性实施方式中，第一透镜的材料的折射率Nd1可满足：Nd1≥1.65，更理想地，可进一步满足Nd1≥1.7。第一透镜优先使用高折射率材料，以有利于前端口径的减小和成像质量的提高。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：Dist×F≥1.5，更理想地，可进一步满足Dist×F≥2。满足条件式Dist×F≥1.5，可实现长焦镜头畸变大的特性。

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：0.2≤|F3/F4|≤1.5，更理想地，可进一步满足0.5≤|F3/F4|≤1.2。通过设置使得相互胶合的两枚透镜的焦距大小相近，以有利于调整系统像差。

在示例性实施方式中，第五透镜的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：|F5/F|≥6.5，更理想地，可进一步满足|F5/F|≥7。第五透镜的焦距值较大，可减小因温度变化引起的离焦。

在示例性实施方式中，第三透镜与第四透镜组合成的双胶合透镜的胶合面的张角θ1可满足：θ1≤55°，更理想地，可进一步满足θ1≤50°。满足条件式θ1≤55°，可使得胶合面面型精度高，配合效果优，胶合误差小。

在示例性实施方式中，第五透镜的物侧面的张角θ2可满足：θ2≤45°，更理想地，可进一步满足θ2≤40°。第五透镜的物侧面张角较小，易加工，面型精度高。

在示例性实施方式中，第一透镜的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：-1.7≤F1/F≤-0.5，更理想地，可进一步满足-1.5≤F1/F≤-1。满足条件式-1.7≤F1/F≤-0.5，可使得第一透镜能够给系统提供足够的屈折力，同时使系统保持大视场角的特性。

在示例性实施方式中，第一透镜的焦距值F1与第二透镜的焦距值F2之间可满足：-1.2≤F1/F2≤-0.3，更理想地，可进一步满足-1≤F1/F2≤-0.5。满足条件式，-1.2≤F1/F2≤-0.3，可突出系统大视场角的特性。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：0.1≤BFL/TTL≤0.25，更理想地，可进一步满足0.12≤BFL/TTL≤0.22。满足条件式0.1≤BFL/TTL≤0.25，可有利于减小系统总长。

在示例性实施方式中，第三透镜、第四透镜和第五透镜均可采用非球面镜片。非球面镜片的特点是：从镜片中心到周边曲率是连续变化的。与从镜片中心到周边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。应理解的是，在特定使用领域，根据本申请的光学镜头可适当增加球面或非球面镜片的数量。例如，在重点关注解像质量的时候，第一透镜至第五透镜均可采用非球面镜片，以提高解像质量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头可采用玻璃镜片或塑料镜片。通常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。应理解的是，为了提高镜头的稳定性，根据本申请的光学镜头可增加玻璃镜片的数量，例如，在重点关注该光学镜头的温度性能时，第一透镜至第五透镜均可采用玻璃镜片，以保证在不同温度下光学性能的稳定性；在重点关注成本的时候，可采用玻塑结合、甚至全塑料镜片，以降低成本。

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，合理分配光焦度，合理选取镜片材料，使用5枚镜片，实现了长焦镜头的大畸变，大视场，且可以很好的匹配例如车载芯片，不会产生暗角现象。该光学镜头可同时兼顾体积小、敏感度低、生产良率高的低成本要求。该光学镜头温度性能佳，高低温下成像效果变化小，像质稳定。因此，根据本申请上述实施方式的光学镜头能够更好地符合例如车载应用的要求。

本领域技术人员应当理解，上文中使用的光学镜头的光学总长度TTL是指从第一透镜物侧面的中心至成像面中心的轴上距离；以及光学镜头的光学后焦BFL是指从最后一个透镜第五透镜像侧面的中心至成像面中心的轴上距离。

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五个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括五个透镜。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物侧至成像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和第五透镜L5。

第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凸面。

第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凹面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面。其中，第三透镜L3和第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜。

第五透镜L5为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。

其中，第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片L6和/或具有物侧面S13和像侧面S14的保护透镜L7。滤光片L6可用于校正色彩偏差。保护透镜L7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S14并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO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(应理解，T₁为第一透镜L1的中心厚度，T₂为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔，以此类推)、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	80.9606	0.9996	1.77	49.60
2	2.9964	4.6992
					3	6.8762	3.5546	1.80	35.00
4	-7.1848	-0.0171
					STO	无穷	0.7281
6	-28.1587	1.0175	1.64	23.50
					7	2.0233	2.4070	1.54	56.10
8	-4.0989	0.1800
					9	5.2515	1.3676	1.54	56.10
10	4.2313	1.0000
					11	无穷	0.5500	1.52	64.20
12	无穷	0.1250
					13	无穷	0.4000	1.52	64.20
14	无穷	1.7525
					IMA	无穷	-

本实施例采用了五片透镜作为示例，通过合理分配各个透镜的光焦度与面型，各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔，可使镜头具有小型化、前端小口径、高解像、相对照度高、低成本、长焦大畸变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：

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S6-S10的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。

表2

面号

K

A

B

C

D

E

6

40.1363

-1.0715E-02

3.1928E-03

-1.7765E-03

4.3599E-04

-4.3237E-05

7

-4.2838

2.2350E-02

-5.3869E-03

1.0990E-03

-3.0940E-04

2.6798E-05

8

0.3701

2.8124E-03

-2.2391E-03

6.1239E-04

-7.0850E-05

4.7105E-06

9

-11.1347

1.1497E-02

-3.8974E-03

7.7184E-04

-6.9658E-05

2.3768E-06

10

-0.7108

2.1835E-03

-1.2411E-03

1.2079E-04

9.2450E-06

-1.3632E-06

下表3给出了实施例1的光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面IMA的轴上距离)、光学镜头的光学后焦BFL(即，最后一个透镜第五透镜L5的像侧面S10的中心至成像面IMA的轴上距离)、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F、第一透镜L1至第五透镜L5的焦距值F1-F5、光学镜头的光学畸变Dist、第一透镜L1的材料的折射率Nd1、第三透镜L3与第四透镜L4的胶合面的张角θ1以及第五透镜L5的物侧面的张角θ2。

表3

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝6.4013；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0097；光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足(FOV×F)/H＝67.1290；光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间满足Dist×F＝2.0548；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|＝0.9897；第五透镜L5的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F5/F|＝25.9845；第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F＝-1.3753；第一透镜L1的焦距值F1与第二透镜L2的焦距值F2之间满足F1/F2＝-0.8208；以及光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.2040。

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物侧至成像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和第五透镜L5。

第一透镜L1为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S1和像侧面S2均为凹面。

第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凸面。

第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凹面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面。其中，第三透镜L3和第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜。

第五透镜L5为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。

其中，第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片L6和/或具有物侧面S13和像侧面S14的保护透镜L7。滤光片L6可用于校正色彩偏差。保护透镜L7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S14并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO以提高成像质量。

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中非球面透镜表面S6-S10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的光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F、第一透镜L1至第五透镜L5的焦距值F1-F5、光学镜头的光学畸变Dist、第一透镜L1的材料的折射率Nd1、第三透镜L3与第四透镜L4的胶合面的张角θ1以及第五透镜L5的物侧面的张角θ2。

表4

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	-8268.8025	1.6001	1.77	49.60
2	3.0248	5.0121
					3	4.9223	3.2408	1.83	37.20
4	-8.8121	-0.1367
					STO	无穷	0.7601
6	-49.6105	0.7995	1.64	23.50
					7	2.1128	2.3090	1.54	56.10
8	-4.6275	0.1800
					9	9.6117	1.3797	1.54	56.10
10	6.0911	1.0000
					11	无穷	0.5500	1.52	64.20
12	无穷	0.1250
					13	无穷	0.4000	1.52	64.20
14	无穷	1.7796
					IMA	无穷	-

表5

面号

K

A

B

C

D

E

6

99.3267

-1.2534E-02

3.6659E-03

-1.6964E-03

2.5668E-04

1.5905E-06

7

-1.7319

1.2139E-02

-5.9442E-03

1.4611E-03

-2.9909E-04

3.5707E-05

8

-2.8538

6.3936E-03

-3.2778E-03

7.0158E-04

-4.1249E-05

-1.6948E-06

9

-30.8803

1.5935E-02

-3.5518E-03

7.4729E-04

-7.5248E-05

2.8389E-06

10

-13.6577

8.6286E-03

-8.7026E-04

6.4027E-05

1.3291E-05

-1.4093E-06

表6

TTL(mm)	18.9992	F4(mm)	3.0568
				BFL(mm)	3.8546	F5(mm)	-35.7456
D(mm)	9.4000	Dist	0.7150
				H(mm)	6.5660	Nd1	1.7700
FOV(°)	150.0000	θ1(°)	46.7000
				F(mm)	3.0422	θ2(°)	37.3000
F1(mm)	-3.8951
				F2(mm)	4.6359
F3(mm)	-3.1176

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝6.2452；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0095；光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足(FOV×F)/H＝69.4987；光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间满足Dist×F＝2.1752；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|＝1.0199；第五透镜L5的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F5/F|＝11.7500；第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F＝-1.2804；第一透镜L1的焦距值F1与第二透镜L2的焦距值F2之间满足F1/F2＝-0.8402；以及光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.2029。

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物侧至成像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和第五透镜L5。

第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凸面。

第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凹面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面。其中，第三透镜L3和第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜。

第五透镜L5为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。

其中，第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片L6和/或具有物侧面S13和像侧面S14的保护透镜L7。滤光片L6可用于校正色彩偏差。保护透镜L7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S14并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO以提高成像质量。

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中非球面透镜表面S6-S10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的光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F、第一透镜L1至第五透镜L5的焦距值F1-F5、光学镜头的光学畸变Dist、第一透镜L1的材料的折射率Nd1、第三透镜L3与第四透镜L4的胶合面的张角θ1以及第五透镜L5的物侧面的张角θ2。

表7

表8

面号

K

A

B

C

D

E

6

-77.7967

-8.8823E-03

2.8713E-03

-1.6964E-03

4.7918E-04

-5.5506E-05

7

-2.6626

1.6768E-02

-3.9361E-03

1.2057E-03

-3.3941E-04

2.5617E-05

8

-0.4567

5.3589E-03

-2.7201E-03

6.5207E-04

-5.9346E-05

3.0707E-06

9

-12.0764

1.0929E-02

-3.6239E-03

7.8054E-04

-7.3205E-05

2.5445E-06

10

-4.3680

3.1114E-03

-7.9134E-04

7.4789E-05

9.1684E-06

-1.0644E-06

表9

TTL(mm)	18.8100	F4(mm)	2.7900
				BFL(mm)	3.7732	F5(mm)	-74.5000
D(mm)	9.9900	Dist	0.7140
				H(mm)	6.5400	Nd1	1.7700
FOV(°)	150.0000	θ1(°)	34.7000
				F(mm)	3.0650	θ2(°)	30.1000
F1(mm)	-4.0402
				F2(mm)	4.9907
F3(mm)	-2.9100

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝6.1370；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0102；光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足(FOV×F)/H＝70.2982；光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间满足Dist×F＝2.1884；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|＝1.0430；第五透镜L5的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F5/F|＝24.3067；第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F＝-1.3182；第一透镜L1的焦距值F1与第二透镜L2的焦距值F2之间满足F1/F2＝-0.8095；以及光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.2006。

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。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物侧至成像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和第五透镜L5。

第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凸面。

第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S7和像侧面S8均为凹面。其中，第三透镜L3和第四透镜L4互相胶合形成胶合透镜。

第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面。

其中，第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S11和像侧面S12的滤光片L6和/或具有物侧面S13和像侧面S14的保护透镜L7。滤光片L6可用于校正色彩偏差。保护透镜L7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S14并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO以提高成像质量。

下表10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的单位均为毫米(mm)。下表11示出了可用于实施例4中非球面透镜表面S6-S10的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表12给出了实施例4的光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的光学后焦BFL、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的整组焦距值F、第一透镜L1至第五透镜L5的焦距值F1-F5、光学镜头的光学畸变Dist、第一透镜L1的材料的折射率Nd1、第三透镜L3与第四透镜L4的胶合面的张角θ1以及第五透镜L5的物侧面的张角θ2。

表10

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	79.9687	0.9147	1.77	49.60
2	2.9206	4.6331
					3	6.6753	3.4608	1.83	37.20
4	-12.3816	-0.1238
					STO	无穷	0.4282
6	4.3741	2.0593	1.64	23.50
					7	-1.7996	1.2742	1.54	56.10
8	38.0082	0.2817
					9	6.0565	1.5456	1.54	56.10
10	7.6886	1.0000
					11	无穷	0.5500	1.52	64.20
12	无穷	0.1250
					13	无穷	0.4000	1.52	64.20
14	无穷	0.6920
					IMA	无穷	-

表11

面号

K

A

B

C

D

E

6

1.1950

-1.8410E-03

1.7725E-03

-6.8913E-04

9.1952E-05

-2.1737E-06

7

-2.3172

-2.0640E-02

6.7324E-03

-1.2936E-03

6.4670E-05

1.6155E-05

8

249.0000

1.2288E-02

-3.1137E-03

1.8339E-03

-3.8105E-04

3.1477E-05

9

-21.8849

1.0766E-02

-3.6400E-03

8.0825E-04

-7.5435E-05

2.4712E-06

10

-2.6943

2.5544E-03

-1.2977E-03

9.6339E-05

5.9664E-06

-9.1286E-07

表12

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝6.4904；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0091；光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足(FOV×F)/H＝65.3752；光学镜头的光学畸变Dist与光学镜头的整组焦距值F之间满足Dist×F＝2.0103；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|＝1.0203；第五透镜L5的焦距值F5与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F5/F|＝13.7216；第一透镜L1的焦距值F1与光学镜头的整组焦距值F之间满足F1/F＝-1.3544；第一透镜L1的焦距值F1与第二透镜L2的焦距值F2之间满足F1/F2＝-0.6707；以及光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.1471。

综上，实施例1至实施例4分别满足以下表13所示的关系。

表13

本申请还提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头和用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。该成像元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。该成像设备可以是诸如探测距离相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。

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 (19)

1.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第三透镜和所述第四透镜互相胶合形成双胶合透镜；

所述第五透镜具有正光焦度或负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凹面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，在所述双胶合透镜中：

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；以及

所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，在所述双胶合透镜中：

所述第三透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

6.根据权利要求1-5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≤7.5。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：D/H/FOV≤0.025。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的最大视场角度FOV、所述光学镜头的整组焦距值F以及所述光学镜头最大视场角所对应的像高H之间满足：(FOV×F)/H≥55。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的材料的折射率Nd1满足：Nd1≥1.65。

10.根据权利要求1-5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畸变Dist与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：Dist×F≥1.5。

11.根据权利要求1-5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：0.2≤|F3/F4|≤1.5。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的焦距值F5与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：|F5/F|≥6.5。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜与所述第四透镜组合成的双胶合透镜的胶合面的张角θ1满足：θ1≤55°。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面的张角θ2满足：θ2≤45°。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距值F1与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：-1.7≤F1/F≤-0.5。

16.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距值F1与所述第二透镜的焦距值F2之间满足：-1.2≤F1/F2≤-0.3。

17.根据权利要求1-5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BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：0.1≤BFL/TTL≤0.25。

18.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，其特征在于，

所述第一透镜具有负光焦度；

所述第二透镜具有正光焦度；

所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜具有正光焦度或负光焦度；

所述第三透镜与所述第四透镜互相胶合形成双胶合透镜；以及

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≤7.5。

19.一种成像设备，其特征在于，包括权利要求1或18所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

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