CN114415346A

CN114415346A - 光学镜头

Info

Publication number: CN114415346A
Application number: CN202210320997.3A
Authority: CN
Inventors: 陈星星; 陈伟建; 王克民; 曾吉勇
Original assignee: Jiangxi Lianchuang Electronic Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Lianchuang Electronic Co Ltd
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2042-03-30
Also published as: CN114415346B

Abstract

本发明提供了一种光学镜头，共包含五片透镜，沿光轴从物侧到成像面依次为：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜；具有光焦度的第四透镜；具有光焦度的第五透镜；所述光学镜头的视场角FOV与光圈值FNO满足：120°＜FOV/FNO＜150°。该光学镜头实现了具有大视场角、大光圈、小色差以及高解像力的优点。

Description

光学镜头

技术领域

本发明涉及成像镜头的技术领域，特别涉及一种光学镜头。

背景技术

随着无人机、安防、汽车、气象、医疗等领域的快速发展，对其搭载的镜头视场角也提出了越来越高的要求。而广角镜头通过引入桶形畸变，尽可能压缩边缘视场光线，进而实现视场角超过180°的超广角镜头。目前，超广角镜头还存在很多问题，比如，常见的超广角镜头光圈较小，会造成镜头进光量不足、成像不清晰，另外，像差校正难度大，像面普遍较小等。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种光学镜头，具有大视场角、大光圈、小色差以及高解像力的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种光学镜头，共五片透镜，沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有光焦度的第二透镜；具有光焦度的第三透镜；具有光焦度的第四透镜；具有光焦度的第五透镜；

所述光学镜头的视场角FOV与光圈值FNO满足：120°＜FOV/FNO＜150°。

较佳地，所述光学镜头的光学总长TTL与最大视场角所对应的真实像高IH满足：TTL/IH＜3.3。

较佳地，所述光学镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的真实像高IH满足：3.0＜IH/f＜4.5。

较佳地，所述光学镜头的有效焦距f与所述第一透镜的焦距f1满足：-5.0＜f1/f＜0。

较佳地，所述光学镜头的有效焦距f与所述第二透镜的焦距f2满足：-4＜f2/f＜20。

较佳地，所述光学镜头位于光阑后的透镜物侧面曲率半径Rj与有效焦距f满足：Rj/f＜4.0。

较佳地，所述第一透镜物侧面至光阑在光轴上的距离CTi与位于光阑后的透镜物侧面至成像面在光轴上距离CTj满足：1.4＜CTi/CTj＜1.7。

较佳地，所述第二透镜的物侧面曲率半径R3与像侧面曲率半径R4满足：0＜R3/R4＜3.0。

较佳地，所述第一透镜物侧面曲率半径R1与有效焦距f满足：R1/f＜12。

较佳地，所述光学镜头的全视场主光线在像面上入射角CRA满足：23°＜CRA＜38°。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：本申请的光学镜头通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，实现了具有大视场角、大光圈、小色差以及高解像力的优点。

本发明的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：

图1为本发明实施例1的光学镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例1中光学镜头的场曲曲线图；

图3为本发明实施例1中光学镜头的F-Theta畸变曲线；

图4为本发明实施例1中光学镜头的相对照度曲线图；

图5为本发明实施例1中光学镜头的MTF曲线图；

图6为本发明实施例1中光学镜头的轴向像差曲线图；

图7为本发明实施例1中光学镜头的垂轴色差曲线图；

图8为本发明实施例2的光学镜头的结构示意图；

图9为本发明实施例2中光学镜头的场曲曲线图；

图10为本发明实施例2中光学镜头的F-Theta畸变曲线；

图11为本发明实施例2中光学镜头的相对照度曲线图；

图12为本发明实施例2中光学镜头的MTF曲线图；

图13为本发明实施例2中光学镜头的轴向像差曲线图；

图14为本发明实施例2中光学镜头的垂轴色差曲线图；

图15为本发明实施例3的光学镜头的结构示意图；

图16为本发明实施例3中光学镜头的场曲曲线图；

图17为本发明实施例3中光学镜头的F-Theta畸变曲线；

图18为本发明实施例3中光学镜头的相对照度曲线图；

图19为本发明实施例3中光学镜头的MTF曲线图；

图20为本发明实施例3中光学镜头的轴向像差曲线图；

图21为本发明实施例3中光学镜头的垂轴色差曲线图；

图22为本发明实施例4的光学镜头的结构示意图；

图23为本发明实施例4中光学镜头的场曲曲线图；

图24为本发明实施例4中光学镜头的F-Theta畸变曲线；

图25为本发明实施例4中光学镜头的相对照度曲线图；

图26为本发明实施例4中光学镜头的MTF曲线图；

图27为本发明实施例4中光学镜头的轴向像差曲线图；

图28为本发明实施例4中光学镜头的垂轴色差曲线图；

图29为本发明实施例5的光学镜头的结构示意图；

图30为本发明实施例5中光学镜头的场曲曲线图；

图31为本发明实施例5中光学镜头的F-Theta畸变曲线；

图32为本发明实施例5中光学镜头的相对照度曲线图；

图33为本发明实施例5中光学镜头的MTF曲线图；

图34为本发明实施例5中光学镜头的轴向像差曲线图；

图35为本发明实施例5中光学镜头的垂轴色差曲线图。

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实施例的描述，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，在不背离本发明的教导的情况下，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体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面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。

根据本申请实施例的光学镜头从物侧到像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜。

在一些实施例中，第一透镜可具有负光焦度，有利于减小入射光线的倾角，从而对物方大视场实现有效分担。第一透镜可具有凸凹面型，有利于获得更大的视场角范围，有利于增大尽可能地收集大视场光线进入后方透镜。另外，在实际应用中，考虑到车载应用类镜头室外安装使用环境，镜头会处于雨雪等恶劣天气中，将第一透镜设置为凸面朝向物侧的弯月形状，可有利于水滴等的滑落，可减少对镜头成像的影响。

在一些实施例中，第二透镜可具有正光焦度，有利于平衡第一透镜造成的轴外像差，提升光学镜头成像品质。第二透镜还可具有负光焦度，能够分担镜头前端的负光焦度，从而有利于降低因第一透镜光焦度过于集中而造成的光线偏折过大。

在一些实施例中，第三透镜可具有正光焦度，有利于降低光线偏折角度，让光线走势平稳过渡，并减少自身产生的各类像差。第三透镜还可具有负光焦度，有利于平衡前端透镜造成的球差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，第四透镜可具有正光焦度，有利于提高光学镜头的光线汇聚能力，同时有效控制光学总长降低光学镜头体积，进而有利于光学镜头的微型化。第四透镜还可具有负光焦度，有利于增大光学镜头的成像面积，同时平衡光学镜头的各类像差，提高光学镜头成像品质。

在一些实施例中，第五透镜可具有正光焦度，有利于压制边缘视场入射于成像面的角度，将更多的光束有效地传递至成像面，提升光学镜头的成像品质。第五透镜还可具有负光焦度，有利于增大光学镜头的成像面积，同时平衡光学镜头的各类像差，提高光学镜头成像品质。

在一些实施例中，第三透镜和第四透镜或第四透镜和第五透镜可胶合组成胶合透镜，可以有效矫正光学镜头的色差、降低光学镜头的偏心敏感度，还可以平衡光学镜头的像差，提高光学镜头的成像品质；还可以降低光学镜头的组装敏感度，进而降低光学镜头的加工工艺难度，提高光学镜头的组装良率。

在一些实施例中，第二透镜和第三透镜或第三透镜和第四透镜之间可设置用于限制光束的光阑，能够减少光学镜头像散的产生，并且有利于收束进入光学系统的光线，降低光学镜头后端口径。

在一些实施例中，位于光阑后的透镜其物侧面为凸面，有利于提高光学镜头的照度，使得光学镜头在像面处亮度得到提升避免暗角的产生。

在一些实施例中，光学镜头的光圈值FNO满足：FNO≤1.60。满足上述范围，有利于实现大光圈特性，为光学镜头提供更多入射光线，从而获取足够的场景信息。

在一些实施例中，光学镜头的视场角FOV满足：FOV≥190°。满足上述范围，有利于实现超广角特性，从而能够获取更多的场景信息，满足大范围探测的需求。

在一些实施例中，光学镜头的全视场主光线在像面上入射角CRA满足：23°＜CRA＜38°。满足上述范围，可以使光学镜头的CRA与芯片感光元件的CRA之间的容许误差数值较大，同时能够保证边缘成像区域的照度。

在一些实施例中，光学镜头的视场角FOV与光圈值FNO满足：120°＜FOV/FNO＜150°。满足上述范围，有利于扩大光学镜头的视场角并增大光学镜头的光圈，实现超广角和大光圈的特性。超广角特性的实现有利于光学镜头获取更多的场景信息，满足大范围探测的需求，大光圈特性的实现有利于改善超广角带来的边缘视场相对亮度下降快的问题，从而也有利于获取更多的场景信息。

在一些实施例中，光学镜头的光学总长TTL与最大视场角所对应的真实像高IH满足：TTL/IH＜3.3。满足上述范围，在兼顾良好的成像品质的同时有利于压缩光学镜头的总长，实现小型化设计。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的真实像高IH满足：3.0＜IH/f＜4.5。满足上述范围，既能够实现超广角特性，从而满足大范围拍摄需求，也能够实现大像面特性，从而提升光学系统的成像品质，同时还有利于增大光学镜头的景深，实现远景近景高清晰的拍摄体验。

在一些实施例中，光学镜头的入瞳直径EPD与最大视场角所对应的真实像高IH满足：4.5＜IH/EPD＜6.0。满足上述范围，能够使得射入光学镜头的光线束的宽度变大，使得光学镜头在像面处亮度得到提升避免暗角的产生，同时能够增大光学镜头视场范围和像面大小。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第一透镜的焦距f1满足：-5.0＜f1/f＜0。满足上述范围，可以使第一透镜具有适当的负光焦度，有利于扩大光学镜头的视场角，并降低第一透镜自身产生的除畸变以外的像差。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第二透镜的焦距f2满足：-4＜f2/f＜20。满足上述范围，可以使第二透镜具有适当的光焦度，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第三透镜的焦距f3满足：|f3/f|＜8.0。满足上述范围，可以使第三透镜具有适当的光焦度，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头的成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第四透镜的焦距f4满足：|f4/f|＜2.0。满足上述范围，可以使第四透镜具有适当的光焦度，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第五透镜的焦距f5满足：-60＜f5/f＜3.0。满足上述范围，可以使第五透镜具有适当的光焦度，有利于增大光学镜头的成像面积，同时平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头的成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的后焦距BFL与有效焦距f满足：1.0＜BFL/f＜1.9。满足上述范围，有利于合理控制后焦距长度，保证光学镜头与图像传感器的匹配性能。

在一些实施例中，光学镜头的第一透镜物侧面曲率半径R1与有效焦距f满足：R1/f＜12。满足上述范围，有利于增大光学镜头的视场角，从而满足大范围拍摄需求。

在一些实施例中，光学镜头的第一透镜像侧面曲率半径R2与有效焦距f满足：1.5＜R2/f。满足上述范围，有利于缩短光学镜头的光学总长，同时能够实现光学镜头具有超大广角和较小的有效焦距。

在一些实施例中，光学镜头的第二透镜物侧面曲率半径R3与焦距f2满足：|R3/f2|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第二透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第二透镜像侧面曲率半径R4与焦距f2满足：|R4/f2|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第二透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第三透镜物侧面曲率半径R5与焦距f3满足：|R5/f3|＜2.5。满足上述范围，有利于减少第三透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第三透镜像侧面曲率半径R6与焦距f3满足：|R6/f3|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第三透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第四透镜物侧面曲率半径R7与焦距f4满足：|R7/f4|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第四透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第四透镜像侧面曲率半径R8与焦距f4满足：|R8/f4|＜2.0。满足上述范围，有利于减少第四透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第五透镜物侧面曲率半径R9与焦距f5满足：|R9/f5|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第五透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第五透镜像侧面曲率半径R10与焦距f5满足：|R10/f5|＜1.5。满足上述范围，有利于减少第五透镜自身产生的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头位于光阑后的透镜物侧面曲率半径Rj与有效焦距f满足：Rj/f＜4.0。满足上述范围，有利于提高光学镜头的照度，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第二透镜物侧面曲率半径R3与像侧面曲率半径R4满足：0＜R3/R4＜3.0。满足上述范围，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第三透镜物侧面曲率半径R5与像侧面曲率半径R6满足：|R5/R6|＜5.0。满足上述范围，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第四透镜物侧面曲率半径R7与像侧面曲率半径R8满足：|R7/R8|＜3.0。满足上述范围，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第五透镜物侧面曲率半径R9与像侧面曲率半径R10满足：|R9/R10|＜3.0。满足上述范围，有利于平衡光学镜头的各类像差，提升光学镜头成像品质。

在一些实施例中，光学镜头的第一透镜物侧面至光阑在光轴上的距离CTi与位于光阑后的透镜物侧面至成像面在光轴上距离CTj满足：1.4＜CTi/CTj＜1.7。满足上述范围，有利于缩短光学镜头的光学总长，同时降低前端透镜的加工难度，特别是第一透镜加工难度。

为使系统具有更好的光学性能，镜头中采用多片非球面透镜，所述光学镜头的各非球面表面形状满足下列方程：

；

其中，z为曲面与曲面顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，K为二次曲面系数，A、B、C、D、E、F分别为二阶、四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶曲面系数。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，光学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。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1，所示为本发明实施例1中提供的光学镜头的结构示意图，该光学镜头沿光轴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以及滤光片G1。

第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；

第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面；

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

光阑ST；

第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面；

第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面；

第四透镜L4与第五透镜L5可胶合组成胶合透镜；

滤光片G1的物侧面S11为平面，像侧面S12为平面；

成像面S13为平面。

实施例1中的光学镜头中各透镜的相关参数如表1-1所示。

表 1-1

实施例1中的光学镜头的非球面透镜的面型参数如表1-2所示。

表 1-2

在本实施例中，光学镜头的场曲曲线图、F-Theta畸变曲线、相对照度曲线图、MTF曲线图、轴向像差曲线图、垂轴色差曲线图分别如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。

图2示出了实施例1的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.08mm以内，说明光学镜头的场曲得到较好的矫正。

图3示出了实施例1的F-Theta畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Theta畸变，横轴表示F-Theta畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，光学镜头的F-Theta畸变控制在-20%～0以内，说明光学镜头的F-Theta畸变得到有效控制，有利于后期通过软件算法进行还原。

图4示出了实施例1的相对照度曲线，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示半视场角（单位：°），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于50%，说明光学镜头的相对照度较高。

图5示出了实施例1的MTF（调制传递函数）曲线图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.45以上，在0～120lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好的成像品质和良好的细节分辨能力。

图6示出了实施例1的轴向像差曲线，其表示各波长在成像面处光轴上的像差，横轴表示轴向像差值(单位：mm)，纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向像差的偏移量控制在±0.08mm以内，说明光学镜头能够有效地矫正轴向像差。

图7示出了实施例1的垂轴色差曲线，其表示各波长相对于中心波长(0.55μm)在成像面上不同像高处的色差，横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：μm)，纵轴表示归一化视场角。从图中可以看出，最长波长和最短波长的垂轴色差控制在±3μm以内，说明该光学镜头能够有效矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。

实施例2

请参阅图8，所示为本发明实施例2中提供的光学镜头的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

第二透镜L2具有正光焦度，其物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面；

光阑ST；

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5和像侧面S6均为凸面；

第四透镜L4具有负光焦度，其物侧面S7和像侧面S8均为凹面；

第五透镜L5具有正光焦度，其物侧面S9和像侧面S10均为凸面；

滤光片G1的物侧面S11为平面，像侧面S12为平面；

成像面S13为平面。

实施例2中的光学镜头中各透镜的相关参数如表2-1所示。

表 2-1

实施例2中的光学镜头的非球面透镜的面型参数如表2-2所示。

表 2-2

在本实施例中，光学镜头的场曲曲线图、F-Theta畸变曲线、相对照度曲线图、MTF曲线图、轴向像差曲线图、垂轴色差曲线图分别如图9、图10、图11、图12、图13、图14所示。

图9示出了实施例2的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明光学镜头的场曲得到较好的矫正。

图10示出了实施例2的F-Theta畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Theta畸变，横轴表示F-Theta畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，光学镜头的F-Theta畸变控制在0～30%以内，说明光学镜头的F-Theta畸变得到有效控制，有利于后期通过软件算法进行还原。

图11示出了实施例2的相对照度曲线，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示半视场角（单位：°），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于40%，说明光学镜头的相对照度较高。

图12示出了实施例2的MTF（调制传递函数）曲线图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.45以上，在0～120lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好的成像品质和良好的细节分辨能力。

图13示出了实施例2的轴向像差曲线，其表示各波长在成像面处光轴上的像差，横轴表示轴向像差值(单位：mm)，纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向像差的偏移量控制在±0.03mm以内，说明光学镜头能够有效地矫正轴向像差。

图14示出了实施例2的垂轴色差曲线，其表示各波长相对于中心波长(0.55μm)在成像面上不同像高处的色差，横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：μm)，纵轴表示归一化视场角。从图中可以看出，最长波长和最短波长的垂轴色差控制在±5μm以内，说明该光学镜头能够有效矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。

实施例3

请参阅图15，所示为本发明实施例3中提供的光学镜头的结构示意图，该光学镜头沿光轴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以及滤光片G1。

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面；

光阑ST；

第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面；

第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S9为凹面，像侧面S10为凸面。

实施例3中的光学镜头中各透镜的相关参数如表3-1所示。

表 3-1

实施例3中的光学镜头的非球面透镜的面型参数如表3-2所示。

表 3-2

在本实施例中，光学镜头的场曲曲线图、F-Theta畸变曲线、相对照度曲线图、MTF曲线图、轴向像差曲线图、垂轴色差曲线图分别如图16、图17、图18、图19、图20、图21所示。

图16示出了实施例3的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.05mm以内，说明光学镜头的场曲得到较好的矫正。

图17示出了实施例3的F-Theta畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Theta畸变，横轴表示F-Theta畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，光学镜头的F-Theta畸变控制在0～10%以内，说明光学镜头的F-Theta畸变得到有效控制，有利于后期通过软件算法进行还原。

图18示出了实施例3的相对照度曲线，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示半视场角（单位：°），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于40%，说明光学镜头的相对照度较高。

图19示出了实施例3的MTF（调制传递函数）曲线图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.5以上，在0～120lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好的成像品质和良好的细节分辨能力。

图20示出了实施例3的轴向像差曲线，其表示各波长在成像面处光轴上的像差，横轴表示轴向像差值(单位：mm)，纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向像差的偏移量控制在±0.05mm以内，说明光学镜头能够有效地矫正轴向像差。

图21示出了实施例3的垂轴色差曲线，其表示各波长相对于中心波长(0.55μm)在成像面上不同像高处的色差，横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：μm)，纵轴表示归一化视场角。从图中可以看出，最长波长和最短波长的垂轴色差控制在±4μm以内，说明该光学镜头能够有效矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。

实施例4

请参阅图22，所示为本发明实施例4中提供的光学镜头的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

光阑ST；

第三透镜L3具有负光焦度，其物侧面S5为凸面，像侧面S6为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面S7和像侧面S8均为凸面；

第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面；

第三透镜L3和第四透镜L4相互胶合组成胶合透镜。

实施例4中的光学镜头中各透镜的相关参数如表4-1所示。

表 4-1

实施例4中的光学镜头的非球面透镜的面型参数如表4-2所示。

表 4-2

在本实施例中，光学镜头的场曲曲线图、F-Theta畸变曲线、相对照度曲线图、MTF曲线图、轴向像差曲线图、垂轴色差曲线图分别如图23、图24、图25、图26、图27、图28所示。

图23示出了实施例4的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.08mm以内，说明光学镜头的场曲得到较好地矫正。

图24示出了实施例4的F-Theta畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Theta畸变，横轴表示F-Theta畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，光学镜头的F-Theta畸变控制在-15%～0以内，说明光学镜头的F-Theta畸变得到有效控制，有利于后期通过软件算法进行还原。

图25示出了实施例4的相对照度曲线，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示半视场角（单位：°），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于55%，说明光学镜头的相对照度较高。

图26示出了实施例4的调制传递函数（MTF）曲线图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.5以上，在0～120lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好的成像品质和良好的细节分辨能力。

图27示出了实施例4的轴向像差曲线，其表示各波长在成像面处光轴上的像差，横轴表示轴向像差值(单位：mm)，纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向像差的偏移量控制在±0.05mm以内，说明光学镜头的轴向像差得到良好地矫正。

图28示出了实施例4的垂轴色差曲线，其表示各波长相对于中心波长(0.55μm)在成像面上不同像高处的色差，横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：μm)，纵轴表示归一化视场角。从图中可以看出，最长波长和最短波长的垂轴色差控制在±4μm以内，说明该光学镜头能够良好地矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。

实施例5

请参阅图29，所示为本发明实施例5中提供的光学镜头的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

光阑ST；

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5和像侧面S6均为凸面；

第四透镜L4具有负光焦度，其物侧面S7为凹面，像侧面S8为凸面；

第五透镜L5具有正光焦度，其物侧面S9为凸面，像侧面S10为凹面；

第三透镜L3与第四透镜L4相互胶合组成胶合透镜。

实施例5中的光学镜头中各透镜的相关参数如表5-1所示。

表 5-1

实施例5中的光学镜头的非球面透镜的面型参数如表5-2所示。

表 5-2

在本实施例中，光学镜头的场曲曲线图、F-Theta畸变曲线、相对照度曲线图、MTF曲线图、轴向像差曲线图、垂轴色差曲线图分别如图30、图31、图32、图33、图34、图35所示。

图30示出了实施例5的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.12mm以内，说明光学镜头的场曲得到矫正。

图31示出了实施例5的F-Theta畸变曲线，其表示不同波长的光线在成像面上不同像高处的F-Theta畸变，横轴表示F-Theta畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，光学镜头的F-Theta畸变控制在0～4%以内，说明光学镜头的F-Theta畸变得到有效控制，有利于后期通过软件算法进行还原。

图32示出了实施例5的相对照度曲线，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示半视场角（单位：°），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于40%，说明光学镜头的相对照度高。

图33示出了实施例5的调制传递函数（MTF）曲线图，其表示各视场下不同空间频率的镜头成像调制度，横轴表示空间频率(单位：lp/mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，本实施例的MTF值在全视场内均在0.4以上，在0～120lp/mm的范围内，从中心至边缘视场的过程中MTF曲线均匀平滑下降，在低频和高频情况下都具有良好的成像品质和良好的细节分辨能力。

图34示出了实施例5的轴向像差曲线，其表示各波长在成像面处光轴上的像差，横轴表示轴向像差值(单位：mm)，纵轴表示归一化光瞳半径。从图中可以看出，轴向像差的偏移量控制在±0.05mm以内，说明该光学镜头能够良好地矫正轴向像差。

图35示出了实施例5的垂轴色差曲线，其表示各波长相对于中心波长(0.55μm)在成像面上不同像高处的色差，横轴表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：μm)，纵轴表示归一化视场角。从图中可以看出，最长波长和最短波长的垂轴色差控制在±4μm以内，说明该光学镜头能够良好地矫正边缘视场的色差以及整个像面的二级光谱。

请参阅表6，为上述各实施例对应的光学特性，包括所述光学镜头的有效焦距f、光学总长TTL、光圈值FNO、真实像高IH以及视场角FOV以及与所述实施例中每个条件式对应的数值。

表 6

综上所述，本发明实施例的光学镜头通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，实现了具有大视场角、大光圈、小色差以及高解像力的优点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。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与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光学镜头，共五片透镜，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：

具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

具有光焦度的第二透镜；

具有光焦度的第三透镜；

具有光焦度的第四透镜；

具有光焦度的第五透镜；

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长TTL与最大视场角所对应的真实像高IH满足：TTL/IH＜3.3。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的真实像高IH满足：3.0＜IH/f＜4.5。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第一透镜的焦距f1满足：-5.0＜f1/f＜0。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的有效焦距f与所述第二透镜的焦距f2满足：-4＜f2/f＜20。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头位于光阑后的透镜物侧面曲率半径Rj与有效焦距f满足：Rj/f＜4.0。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜物侧面至光阑在光轴上的距离CTi与位于光阑后的透镜物侧面至成像面在光轴上距离CTj满足：1.4＜CTi/CTj＜1.7。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面曲率半径R3与像侧面曲率半径R4满足：0＜R3/R4＜3.0。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜物侧面曲率半径R1与有效焦距f满足：R1/f＜12。

10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的全视场主光线在像面上入射角CRA满足：23°＜CRA＜38°。