CN112068290A - 光学镜头及成像设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。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、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；所述第三透镜具有负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；以及所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面。

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七片透镜的光学镜头及成像设备。

背景技术

近年来随着无人驾驶理念的提倡以及无人驾驶技术的不断成熟，无人驾驶可能成为未来汽车发展的一种趋势。无人驾驶的一个关键技术问题在于，如何获取到足够精确的道路信息。因此，无人驾驶对汽车各部件，尤其是对信息采集部件，具有独特的要求。广角镜头由于其具备较大的视场角而适合应用于汽车上。因此，业界期望一种具有高成像质量的广角镜头。

发明内容

本申请提供了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。

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：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；所述第三透镜具有负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；以及所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜可依序胶合。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凹面并且所述第三透镜的像侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凹面并且所述第三透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凸面并且所述第三透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第一透镜至所述第七透镜中至少三片透镜可以是非球面透镜。

在一个实施方式中，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜可以是非球面透镜。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述第七透镜的像侧面的中心之间的距离TL与所述光学镜头的总有效焦距F可满足：TL/F≤15。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面之间的距离TTL、所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H与所述光学镜头的最大视场角FOV可满足：TTL/H/FOV≤0.035。

在一个实施方式中，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、所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H与所述光学镜头的最大视场角FOV可满足：D/H/FOV≤0.025。

在一个实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥45。

在一个实施方式中，所述第一透镜的像侧面的中心至所述第二透镜的物侧面的中心之间的距离d12与所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面之间的距离TTL可满足：d12/TTL≤0.3。

在一个实施方式中，所述第四透镜的有效焦距F4与所述第五透镜的有效焦距F5可满足：F4/F5≤3。

在一个实施方式中，所述第三透镜的有效焦距F3与所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5可满足：|F3/R5|≤5。

在一个实施方式中，所述第二透镜的有效焦距F2与所述光学镜头的总有效焦距F可满足：1.5≤丨F2/F丨≤4.5。

在一个实施方式中，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距F567与所述光学镜头的总有效焦距F可满足：2≤F567/F≤7。

在一个实施方式中，所述第一透镜的像侧面在最大视场角下的张角可以在45°以上。

在一个实施方式中，所述第五透镜的折射率温度系数dn/dt(5)与所述第六透镜的折射率温度系数dn/dt(6)可满足：-3×10^-5≤dn/dt(5)+dn/dt(6)≤-2×10^-5。

本申请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：所述第一透镜具有负光焦度；所述第二透镜具有负光焦度；所述第三透镜具有负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有正光焦度；所述第六透镜具有负光焦度；以及所述第七透镜具有正光焦度，其中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述第七透镜的像侧面的中心之间的距离TL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：TL/F≤15。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面可以是凸面并且所述第一透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面可以是凸面并且所述第二透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第二透镜的物侧面可以是凹面并且所述第二透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凹面并且所述第三透镜的像侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凹面并且所述第三透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第三透镜的物侧面可以是凸面并且所述第三透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第四透镜的物侧面可以是凸面并且所述第四透镜的像侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第五透镜的物侧面可以是凸面并且所述第五透镜的像侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第六透镜的物侧面可以是凹面并且所述第六透镜的像侧面可以是凹面。

在一个实施方式中，所述第七透镜的物侧面可以是凸面并且所述第七透镜的像侧面可以是凸面。

在一个实施方式中，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜可依序胶合。

在一个实施方式中，所述第一透镜至所述第七透镜中至少三片透镜可以是非球面透镜。

在一个实施方式中，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜可以是非球面透镜。

在一个实施方式中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面之间的距离TTL、所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H与所述光学镜头的最大视场角FOV可足：TTL/H/FOV≤0.035。

在一个实施方式中，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、所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H与所述光学镜头的最大视场角FOV可满足：D/H/FOV≤0.025。

在一个实施方式中，所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的总有效焦距F与所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥45。

在一个实施方式中，所述第一透镜的像侧面的中心至所述第二透镜的物侧面的中心之间的距离d12与所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面之间的距离TTL可满足：d12/TTL≤0.3。

在一个实施方式中，所述第四透镜的有效焦距F4与所述第五透镜的有效焦距F5可满足：F4/F5≤3。

在一个实施方式中，所述第三透镜的有效焦距F3与所述第三透镜的物侧面的曲率半径R5可满足：|F3/R5|≤5。

在一个实施方式中，所述第二透镜的有效焦距F2与所述光学镜头的总有效焦距F可满足：1.5≤丨F2/F丨≤4.5。

在一个实施方式中，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的组合焦距F567与所述光学镜头的总有效焦距F可满足：2≤F567/F≤7。

在一个实施方式中，所述第一透镜的像侧面在最大视场角下的张角可以在45°以上。

在一个实施方式中，所述第五透镜的折射率温度系数dn/dt(5)与所述第六透镜的折射率温度系数dn/dt(6)可满足：-3×10^-5≤dn/dt(5)+dn/dt(6)≤-2×10^-5。

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。

本申请采用了例如七片透镜，通过优化设置各镜片的形状、光焦度等，使光学镜头具有小口径、高解像、小型化、低成本、小CRA(ChiefRayAngle，主光线倾斜角)、温度性能佳、超大视场角兼顾长焦等至少一个有益效果。

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为示出透镜的物侧面的最大通光口径的半口径d与其所对应的矢高Sg值SAG。；

图2为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；

图3为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图；

图4为示出根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图；

图5为示出根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图；

图6为示出根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图；以及

图7为示出根据本申请实施例6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。

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。每个透镜最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像侧的表面称为该透镜的像侧面。

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他特征、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片具有光焦度的透镜，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。这七片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，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。将第一透镜布置为凸向物侧的弯月透镜，有利于尽可能地收集大视场光线进入后方光学系统，增加通光量，同时有利于实现整体大视场范围。在实际应用中，考虑到车载镜头室外安装和使用的环境可能较为恶劣，将第一透镜的物侧面配置为凸面，有利于物侧面上的水滴的滑落，从而减小由于雨雪等恶劣天气对镜头成像品质的影响。此外，第一透镜可使用例如1.65以上折射率的高折射率材料制备第一透镜以减小前端口径。

第二透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凹面。将第二透镜布置为负透镜，能够将第一透镜收集的光线适当压缩，从而使光线走势平稳过渡。此外，第二透镜的像侧面为凹面，也可有利于减小第一透镜与第二透镜之间的距离，从而有助于缩短光学镜头的总长度以实现小型化。

第三透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面或凹面，像侧面可为凸面或凹面。将第三透镜布置为负透镜，可以平衡由前两片透镜引入的球差以及位置色差，同时有利于减小光学系统总长。

第四透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面。第四透镜的这种配置可将发散的光线顺利地进入后方透镜，将光线进行压缩，从而使光线走势平稳过渡。

第五透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面。第六透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凹面。第七透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凸面。

可选地，可在例如第四透镜与第五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。当将光阑设置于第四透镜与第五透镜之间时，可有利于有效收束进入光学系统的光线，缩短光学系统总长并减小光学系统的口径。在示例性实施方式中，光阑可设置在第四透镜的像侧面附近处。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七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，可通过将第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面胶合并且将第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面胶合，从而将第五透镜、第六透镜和第七透镜组合成三胶合透镜。在该三胶合透镜中，第五透镜具有正光焦度，第六透镜具有负光焦度并且第七透镜具有正光焦度。基于此，可以将光学系统前方的光线平稳地过渡至第七透镜。第七透镜作为会聚透镜，可以在最后有效地平稳汇聚光线，使得光线平稳地到达成像面，从而减小光学系统的总长度。

该三胶合透镜可具有以下优点中的至少一个：减小了三片透镜之间的空气间隔，从而减小了光学系统的总长；减少第五透镜至第七透镜之间的组立部件，降低了透镜对组立过程中产生的倾斜/偏芯等的公差敏感度，从而减少了工序并降低了成本；以及减少了因透镜间反射而引起的光量损失，从而提升了照度。这样的胶合设计分担了系统的整体色差矫正，有效地校正了像差，提高了解像力，且使得光学系统整体紧凑以满足小型化要求。

在示例性实施方式中，第一透镜的物侧面的中心至第七透镜的像侧面的中心之间的距离TL与光学镜头的总有效焦距F可满足：TL/F≤15。更理想地，可进一步满足：TL/F≤14。满足条件式TL/F≤15，可保证光学系统的小型化特性。

在示例性实施方式中，第一透镜的物侧面的中心至光学镜头的成像面之间的距离TTL、光学镜头的最大视场角所对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV可满足：TTL/H/FOV≤0.035。更理想地，可进一步满足：TTL/H/FOV≤0.03。满足条件式TTL/H/FOV≤0.035，可保证光学系统的小型化特性。例如，与不满足该条件式的其他镜头相比，当视场角大小和成像面尺寸均相同时，满足上述条件式的本申请示例性实施方式的光学镜头具有更短的TTL。

在示例性实施方式中，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、光学镜头的最大视场角所对应的像高H与光学镜头的最大视场角FOV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，可实现较小的前端口径。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的总有效焦距F与光学镜头的最大视场角所对应的像高H可满足：(FOV×F)/H≥45。更理想地，可进一步满足：(FOV×F)/H≥47。满足条件式(FOV×F)/H≥45，可实现大角度的分辨率，有助于兼顾超大视场角和长焦特性。

在示例性实施方式中，第一透镜的像侧面的中心至第二透镜的物侧面的中心之间的距离d12与第一透镜的物侧面的中心至光学镜头的成像面之间的距离TTL可满足：d12/TTL≤0.3。更理想地，可进一步满足：d12/TTL≤0.25。满足条件式d12/TTL≤0.3，可以有助于减小第一枚透镜的光学口径。

在示例性实施方式中，第四透镜的有效焦距F4与第五透镜的有效焦距F5可满足：F4/F5≤3。更理想地，可进一步满足：0.5≤F4/F5≤2。满足条件式F4/F5≤3，可有助于光线在第四透镜与第五透镜之间的平缓过渡。

在示例性实施方式中，第三透镜的有效焦距F3与第三透镜的物侧面的曲率半径R5可满足：|F3/R5|≤5。更理想地，可进一步满足：|F3/R5|≤4。满足条件式|F3/R5|≤5，可以保证第三透镜更好地汇聚第三透镜前方的光线以有利于减小光学镜头的后端口径，从而减小光学镜头的体积。

在示例性实施方式中，第二透镜的有效焦距F2与光学镜头的总有效焦距F可满足：1.5≤丨F2/F丨≤4.5。更理想地，可进一步满足：1.8≤丨F2/F丨≤4。满足条件式1.5≤丨F2/F丨≤4.5，可有利于有效地收束大角度光线，使光线能够顺利地进入后方光学系统。

在示例性实施方式中，第五透镜、第六透镜和第七透镜的组合焦距F567与光学镜头的总有效焦距F可满足：2≤F567/F≤7。更理想地，可进一步满足：2.5≤F567/F≤6.5。满足条件式2≤F567/F≤7，可有利于消除色差，实现长的后焦距，以及减小CRA。

在示例性实施方式中，第一透镜的像侧面在最大视场角下的张角可以在45°以上。这一关系可表示为：arctan(SAG2/d2)≥45°，其中的序号2表示第一透镜的像侧面。图1以一个透镜的物侧表面为例示出了这一张角α。如图1所述，d表示最大通光口径的半口径，SAG表示与之对应的Sg值。图1所示的透镜的物侧表面在最大视场角下的张角α＝arctan(SAG/d)。更理想地，可进一步满足：arctan(SAG2/d2)≥50°。满足条件式arctan(SAG2/d2)≥45°，可有利于提升照度，减小畸变，并且有助于兼顾超大视场角和长焦特性。

在示例性实施方式中，第五透镜的折射率温度系数dn/dt(5)与第六透镜的折射率温度系数dn/dt(6)满足：-3×10^-5≤dn/dt(5)+dn/dt(6)≤-2×10^-5。第五透镜的折射率温度系数dn/dt(5)表示第五透镜的材料折射率随温度变化的变化量。第六透镜的折射率温度系数dn/dt(6)表示第六透镜的材料折射率随温度变化的变化量。当构造第五透镜和第六透镜时选择合适的材料，可以使第五透镜和第六透镜能够有效补偿温度变化对光学镜头焦距造成的影响，从而进一步提升光学镜头的解析力在不同温度下的稳定性。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头具有至少三枚非球面镜片。例如，第二透镜、第三透镜和第四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。例如，第一透镜也可采用非球面镜片以进一步提高解像质量。第七透镜采用非球面镜片可减小周边光线到达成像面的光程，同时还可矫正系统的轴外点像差，优化畸变、CRA等光学性能。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情况下，第一透镜至第七透镜均可采用非球面镜片。

在示例性实施方式中，第一透镜可采用玻璃镜片。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。理想地，第一透镜可采用玻璃非球面镜片，以进一步提升成像质量及减小前端口径。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，第一透镜至第七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、合理分配光焦度以及合理选取镜片材料，可减小前端口径，缩短TTL，保证镜头小型化的同时，提升解像力。该光学镜头使用7片镜片，可达到四百万像素以上，能够实现更高的清晰度。该光学镜头CRA较小，避免光线后端出射时打到镜筒上产生杂光，又可以很好的匹配例如车载芯片，不会产生偏色和暗角现象。该光学镜头相对常规广角镜头具有较长的焦距，中心区域具备大角度分辨率，可提高环境物体辨识度，针对性的增大中心部分探测区域。该光学镜头可采用全玻架构，温度性能佳，在高低温下成像效果变化小，像质稳定，大大提高自动驾驶的安全性，有利于车辆使用的大部分环境。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。

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片透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括七片透镜。如果需要，该光学镜头还可包括其他数量的透镜。

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2描述根据本申请实施例1的光学镜头。图2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2所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA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(应理解，S1所在行的厚度T为第一透镜L1的中心厚度，S2所在行的厚度T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。

表1

本实施例采用了七片透镜作为示例，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，可使镜头具有高解像、小型化、前端小口径、CRA小、温度性能佳、超大视场角、长焦化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的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表2中对于面号的定义与表1相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

-3.5900

6.6431E-05

2.1065E-05

-4.3814E-07

2.9650E-08

-1.2620E-16

S4

-0.0157

-3.4647E-03

2.6331E-04

-3.1710E-05

1.3612E-06

6.7778E-15

S5

-6.0549

-8.6008E-03

5.7788E-04

-1.4678E-04

7.7548E-06

-2.1680E-07

S6

250.0000

-2.2493E-04

-2.6720E-04

1.4903E-05

-1.3722E-06

5.4544E-08

S7

-0.6000

2.7355E-04

2.1389E-04

6.7499E-06

3.9094E-06

2.2278E-07

S8

-18.2300

9.5319E-04

9.1063E-04

-6.2378E-05

1.5313E-05

1.7817E-05

S13

-2.5500

-1.2507E-03

-1.9799E-04

4.8521E-05

-6.1144E-06

2.6256E-07

表2

实施例2

以下参照图3描述根据本申请实施例2的光学镜头。图3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3所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA上。

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。

表3

下表4示出了可用于实施例2中的非球面透镜表面的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表4中对于面号的定义与表3相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

-3.1070

8.5434E-05

2.2651E-05

-4.3677E-07

2.6059E-10

-2.2678E-11

S4

-0.0065

-3.2602E-03

2.5001E-04

-3.2921E-05

1.4972E-06

3.2952E-08

S5

-5.9622

-8.6137E-03

5.8817E-04

-1.4404E-04

6.1391E-06

-2.1499E-07

S6

270.0000

-2.3989E-04

-2.6702E-04

1.4565E-05

-1.4971E-06

3.5398E-08

S7

-0.5416

2.8151E-04

2.1042E-04

5.1514E-06

3.1967E-06

1.2266E-07

S8

-18.4000

9.7040E-04

9.1410E-04

-6.3571E-05

1.3067E-05

1.1287E-06

S13

-2.5500

-1.1704E-03

-1.8739E-04

4.9203E-05

-6.1238E-07

2.5049E-07

表4

实施例3

以下参照图4描述根据本申请实施例3的光学镜头。图4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4所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA上。

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。

表5

下表6示出了可用于实施例3中的非球面透镜表面的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表6中对于面号的定义与表5相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

-3.0337

1.0689E-04

2.5191E-05

-3.2645E-07

1.1082E-08

-1.4428E-10

S4

0.1337

-2.3111E-03

1.6814E-04

-2.4272E-05

6.3101E-07

7.4858E-08

S5

-6.1784

-7.1566E-03

4.5346E-04

-9.0488E-05

5.1712E-06

-2.1337E-07

S6

272.0893

-2.9411E-04

-2.0431E-04

7.3551E-06

-9.9158E-07

1.1380E-07

S7

-0.2000

2.7255E-04

1.3935E-04

-3.3557E-07

1.8326E-06

1.7255E-07

S8

-18.6312

8.2909E-04

6.7683E-04

-4.4649E-05

7.4132E-06

4.5910E-07

S13

-2.5942

-9.8576E-04

-1.4387E-04

3.2436E-05

-3.5451E-06

1.3444E-07

表6

实施例4

以下参照图5描述根据本申请实施例4的光学镜头。图5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5所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA上。

表7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。

表7

下表8示出了可用于实施例4中的非球面透镜表面的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表8中对于面号的定义与表7相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

-180.5696

1.0930E-03

3.1167E-06

-9.2821E-07

2.5874E-08

-2.6493E-10

S4

0.9775

7.3044E-04

-1.3386E-04

5.3449E-05

-8.6217E-06

7.7612E-07

S5

-7.4070

-8.2662E-03

6.9968E-04

-9.9154E-05

1.0422E-05

-1.2324E-05

S6

180.0000

-1.8286E-04

1.0169E-04

-1.8842E-05

-4.9938E-06

2.1064E-07

S7

-0.3758

8.5634E-04

2.2076E-04

1.3080E-05

-4.3942E-07

5.2981E-07

S8

-19.7276

9.4080E-04

8.8925E-04

-5.1677E-05

1.5404E-05

6.1186E-06

S13

-2.5000

4.9784E-04

-2.7127E-04

2.9259E-05

-2.7265E-06

3.6509E-08

表8

实施例5

以下参照图6描述根据本申请实施例5的光学镜头。图6示出了根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图。

如图6所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S5为凹面，像侧面S6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为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA上。

表9示出了实施例5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。

表9

下表10示出了可用于实施例5中的非球面透镜表面的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表10中对于面号的定义与表9相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

-72.0000

4.1669E-04

5.6015E-05

-1.4810E-06

-1.4653E-08

7.4635E-10

S4

0.3204

-4.0954E-03

3.4552E-04

-4.3062E-05

4.0870E-06

-1.7391E-07

S5

-6.0500

-4.9287E-03

2.0491E-04

-1.0670E-04

1.9727E-05

-2.3167E-06

S6

-16.3000

2.2710E-04

-2.5417E-04

-1.6615E-05

-1.3256E-06

1.1557E-07

S7

-0.6476

-1.4751E-04

2.2485E-04

1.9330E-05

3.6371E-07

3.1612E-07

S8

-13.0000

4.2839E-04

9.1767E-04

-5.4142E-05

1.6025E-05

5.2265E-07

S13

-2.2857

4.3813E-04

-2.5647E-04

4.2948E-05

-3.8508E-06

1.0082E-07

表10

实施例6

以下参照图7描述根据本申请实施例6的光学镜头。图7示出了根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图。

如图7所示，光学镜头沿着光轴由物侧至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、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S5为凸面，像侧面S6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为凸面，像侧面S8为凸面。第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S11为凹面，像侧面S12为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面。第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7可胶合组成胶合透镜。

光学镜头还可包括光阑STO，光阑STO可设置在第四透镜L4与第五透镜L5之间，以提高成像质量。例如，光阑STO可靠近第四透镜L4的像侧面S8设置。

在本实施例中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的物侧面和像侧面可以是非球面的。此外，第七透镜L7的像侧面S13可以是非球面的。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L8和/或保护透镜L8’。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L8’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S15并最终成像在成像面IMA上。

表11示出了实施例6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。

表11

下表12示出了可用于实施例6中的非球面透镜表面的圆锥系数K以及高次项系数A、B、C、D和E。表12中对于面号的定义与表11相同。

面号

K

A

B

C

D

E

S3

2.8700

1.1863E-04

1.6462E-05

-1.3286E-06

-2.0340E-09

5.5693E-11

S4

0.2350

-1.8486E-04

4.0684E-04

-4.9175E-05

3.4565E-07

1.8011E-08

S5

185.0000

4.7902E-04

6.1296E-05

6.1923E-07

5.0443E-07

2.6290E-07

S6

-4.5000

-4.5907E-04

-1.7882E-04

-3.5747E-05

-1.1989E-06

1.0623E-06

S7

-0.5210

3.2845E-04

3.2133E-04

4.6095E-05

9.0853E-06

-4.3862E-07

S8

-18.5000

1.3149E-03

1.1787E-03

2.6899E-05

2.5653E-05

1.3610E-06

S13

-1.8000

-3.1122E-03

-2.3755E-04

4.7835E-05

-7.0866E-06

3.2655E-07

表12

综上，实施例1至实施例6分别满足以下表13所示的关系。在表13中，TL、F、TTL、H、D、d12、F2、F3、F4、F5、R5、F567的单位为毫米(mm)，FOV和arctan(SAG2/d2)的单位为度(°)。

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。此外，成像设备还可以是诸如车载相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如辅助驾驶系统上的成像模块。该成像设备装配有以上描述的光学镜头。

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他技术方案。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 (10)

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、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于：

所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；以及

所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面。

2.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、所述第六透镜和所述第七透镜依序胶合。

3.根据权利要求1或2所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面。

4.根据权利要求1或2所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凹面。

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，所述第三透镜的物侧面为凹面并且所述第三透镜的像侧面为凸面。

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，所述第三透镜的物侧面为凹面并且所述第三透镜的像侧面为凹面。

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，所述第三透镜的物侧面为凸面并且所述第三透镜的像侧面为凹面。

8.根据权利要求1-7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中至少三片透镜为非球面透镜。

9.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、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于：

所述第一透镜具有负光焦度；

所述第二透镜具有负光焦度；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第四透镜具有正光焦度；

所述第五透镜具有正光焦度；

所述第六透镜具有负光焦度；以及

所述第七透镜具有正光焦度，

其中，所述第一透镜的物侧面的中心至所述第七透镜的像侧面的中心之间的距离TL与所述光学镜头的总有效焦距F满足：

TL/F≤15。

10.一种成像设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项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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