CN114690385A - 一种微距成像透镜组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学镜头技术领域，具体是一种微距成像透镜组。其沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和滤光片，光阑位于所述光学反射元件与所述第一透镜之间；所述第一透镜具有正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面；所述第三透镜具有正或负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。本发明采用一使光路弯曲的光学反射元件和其他五片非球面塑料镜片组合的方式，可以同时满足大光圈与微距的成像效果。

Description

一种微距成像透镜组

技术领域

本发明涉及光学透镜技术领域，尤其涉及一种微距成像透镜组。

背景技术

近年来，随着便携式电子设备的蓬勃发展，不仅对拍照摄影有越来越高的要求，在其他拍摄领域也有了更多要求，如微距摄影。但由于大部分摄影镜头主要针对常规焦段进行设计，在物距较短时会出现失真和解析力下降等问题。目前虽有部分微距镜头能满足微距下解析力的要求，但光圈值往往不够大，不能满足红外的拍摄条件。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种微距成像透镜组，其解决了现有透镜组不能在红外拍摄状态下微距成像问题。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种微距成像透镜组，沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和滤光片，光阑位于所述光学反射元件与所述第一透镜之间；所述第一透镜具有正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面；所述第三透镜具有正或负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。

进一步地，所述透镜组满足以下条件式：OBJL<8mm，其中，OBJL为透镜组物距。此条件式可以保证光学系统微距特性。

进一步地，所述透镜组满足以下条件式：0.35<F1/F2<0.6，其中，F1为第一透镜焦距，F2为第二透镜焦距。通过合理约束F1和F2的比值，可以使第二透镜有效补偿后方透镜产生的剩余球差，使得轴上的像差较小，从而获得良好的成像质量。

进一步地，所述透镜组满足以下条件式：1<∣OBH/IMH∣<3，其中，OBH为透镜组物高，IMH为透镜组像高。满足上述条件式，可以使成像的缩放比小，具有放大细节作用。

进一步地，所述透镜组满足以下条件式：0.5<(R7+R8)/(R7-R8)<1.3，其中，R7为第四透镜的物侧面半径；R8为第四透镜的像侧面半径。如此降低成像系统族长敏感性，并提升像质。此条件有利于保证镜头的长焦特性，使镜头的视场角小，同时有效焦距大。

进一步地，所述透镜组满足以下条件式：EFL/EPD<2.0，其中，EFL为透镜组焦距，EPD为透镜组入瞳直径。满足上述条件式，可以使镜头具有大的进光量。

进一步地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用偶次非球面塑料镜片，非球面系数满足如下方程：

Z＝cy²/[1+{1－(1+k)c²y²}^+1/2]+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²+A₁₄y¹⁴+A₁₆y¹⁶

其中，Z为非球面矢高，c为非球面近轴曲率，y为镜头口径，k为圆锥系数，A₄为4次非球面系数，A₆为6次非球面系数，A₈为8次非球面系数，A₁₀为10次非球面系数，A₁₂为12次非球面系数，A₁₄为14次非球面系数，A₁₆为16次非球面系数。

本发明的有益效果是：本发明的一种微距成像透镜组，由于采用一使光路弯曲的光学反射元件和其他五片非球面塑料镜片组合的方式，可以同时满足大光圈与微距的成像效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的微距成像透镜组的结构示意图。

图2是本发明实施例1的微距成像透镜组光学畸变曲线图。

图3是本发明实施例1的微距成像透镜组像散曲线图。

图4是本发明实施例1的微距成像透镜组相对照度曲线图。

图5是本发明实施例2的微距成像透镜组的结构示意图。

图6是本发明实施例2的微距成像透镜组光学畸变曲线图。

图7是本发明实施例2的微距成像透镜组像散曲线图。

图8是本发明实施例2的微距成像透镜组相对照度曲线图。

图9是本发明实施例3的微距成像透镜组的结构示意图。

图10是本发明实施例3的微距成像透镜组光学畸变曲线图。

图11是本发明实施例3的微距成像透镜组像散曲线图。

图12是本发明实施例3的微距成像透镜组相对照度曲线图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1：

参照图1，本发明提供一种微距成像透镜组。该微距成像透镜组沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件1、第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6和滤光片7，光阑位于光学反射元件1与第一透镜2之间。第一透镜2具有正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面。第二透镜3具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。第三透镜4具有负光焦度。第四透镜5具有正光焦度。第五透镜6具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。具体地，光学反射元件1为具有一个反射面的三棱镜。

本实施例的镜头的设计参数如表一(a)和表一(b)所示：

表一(a)

表一(b)

表面序号

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

4

-1.935E+00

5.895E-03

8.980E-02

-1.421E+00

7.411E+00

-1.944E+01

3.203E+00

1.036E+02

5

-1.557E+00

-1.845E-02

2.774E-01

-3.648E+00

2.982E+01

-1.524E+02

4.654E+02

-8.440E+02

6

-2.208E+01

-5.620E-01

3.747E+00

-2.039E+01

9.610E+01

-3.437E+02

8.476E+02

-1.340E+03

7

-9.863E+01

-3.353E-01

2.549E+00

-1.101E+01

3.587E+01

-8.629E+01

1.520E+02

-1.877E+02

8

-1.833E+01

-2.807E-01

2.091E-01

9.883E-01

-1.219E+01

5.008E+01

-1.113E+02

1.386E+02

9

-9.171E+01

4.179E-02

-1.796E+00

7.335E+00

-2.317E+01

5.098E+01

-7.475E+01

6.967E+01

10

-2.255E+01

-9.208E-02

6.765E-02

-9.680E-01

3.227E+00

-6.739E+00

8.470E+00

-5.374E+00

11

-5.011E+00

-2.108E-02

-1.968E-02

1.112E-01

-2.703E-01

2.269E-01

3.336E-02

-1.897E-01

12

-1.921E+00

-2.811E-01

2.498E-01

-3.501E-02

-6.755E-01

1.396E+00

-1.464E+00

8.635E-01

13

-3.163E-01

-2.973E-01

3.322E-01

-3.135E-01

2.055E-01

-9.056E-02

2.603E-02

-4.659E-03

图2为实施例1的畸变曲线，横坐标表示畸变，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。由图2可以看出，本实施例中的光学成像系统的畸变得到了很好的校正。

图3为实施例1的光学系统在波长为555nm下的光线像散图。其中，横坐标表示像散场曲(即焦点偏移量)，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S。由图3可以看出，本实施例中的光学成像系统的像散得到了较好的补偿。

图4为实施例1的相对照度曲线，横坐标表示像高视场，单位为mm，纵坐标表示周边视场与中心视场的照度比值(即相对照度)，边缘视场相对照度大于50％，能够保证拍照成像的亮度，避免暗角。

实施例2

参照图5，本发明提供一种微距成像透镜组。该微距成像透镜组沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件1、第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6和滤光片7，光阑位于光学反射元件1与第一透镜2之间。第一透镜2为正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面。第二透镜3为负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。第三透镜4为负光焦度。第四透镜5为正光焦度。第五透镜6为负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。具体地，光学反射元件1为具有一个反射面的三棱镜。

本实施例的镜头的设计参数如表二(a)和表二(b)所示：

表二(a)

表二(b)

表面序号

K

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

4

-4.664E+00

6.213E-04

7.758E-01

-1.608E+01

1.601E+02

-9.752E+02

3.600E+03

-7.817E+03

5

2.195E+00

3.746E-02

4.272E-01

-4.555E+00

2.538E+01

-1.273E+02

4.217E+02

-8.784E+02

6

-2.426E+01

-8.288E-01

7.939E+00

-5.169E+01

2.600E+02

-9.683E+02

2.503E+03

-4.243E+03

7

-9.863E+01

-5.998E-01

6.250E+00

-3.772E+01

1.689E+02

-5.394E+02

1.188E+03

-1.719E+03

8

-3.026E+01

-3.187E-01

8.538E-01

-3.627E+00

6.744E+00

1.600E+00

-2.786E+01

3.453E+01

9

-9.171E+01

1.965E-01

-2.541E+00

1.070E+01

-3.612E+01

8.564E+01

-1.356E+02

1.361E+02

10

-2.255E+01

-1.534E-02

1.114E-01

-1.464E+00

4.722E+00

-9.515E+00

1.106E+01

-5.921E+00

11

-4.310E+00

-3.377E-02

2.772E-02

-2.244E-01

1.097E+00

-2.650E+00

3.461E+00

-2.558E+00

12

-6.743E+00

-3.018E-01

2.282E-01

-2.962E-02

-6.730E-01

1.396E+00

-1.464E+00

8.635E-01

13

-5.420E-01

-3.124E-01

3.295E-01

-3.122E-01

2.057E-01

-9.059E-02

2.602E-02

-4.659E-03

图6为实施例2的畸变曲线，横坐标表示畸变，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。由图6可以看出，本实施例中的光学成像系统的畸变得到了很好的校正。

图7为实施例2的光学系统在波长为555nm下的光线像散图。其中，横坐标表示像散场曲(即焦点偏移量)，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S。由图7可以看出，本实施例中的光学成像系统的像散得到了较好的补偿。

图8为实施例2的相对照度曲线，横坐标表示像高视场，单位为mm，纵坐标表示周边视场与中心视场的照度比值(即相对照度)，边缘视场相对照度大于50％，能够保证拍照成像的亮度，避免暗角。

实施例3：

参照图9，本发明提供一种微距成像透镜组。该微距成像透镜组沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件1、第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6和滤光片7，光阑位于光学反射元件1与第一透镜2中间。第一透镜2具有正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面。第二透镜3具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。第三透镜4具有正光焦度。第四透镜5具有正光焦度。第五透镜6具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。具体地，光学反射元件1为具有一个反射面的三棱镜。

本实施例的镜头的设计参数如表三(a)和表三(b)所示：

表三(a)

表三(b)

图10为实施例3的畸变曲线，横坐标表示畸变，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。由图10可以看出，本实施例中的光学成像系统的畸变得到了很好的校正。

图11为实施例3的光学系统在波长为555nm下的光线像散图。其中，横坐标表示像散场曲(即焦点偏移量)，纵坐标表示归一化视场(即像高)，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S。由图11可以看出，本实施例中的光学成像系统的像散得到了较好的补偿。

图12为实施例3的相对照度曲线，横坐标表示像高视场，单位为mm，纵坐标表示周边视场与中心视场的照度比值(即相对照度)，边缘视场相对照度大于50％，能够保证拍照成像的亮度，避免暗角。

以上实施例中各条件式分别满足表四中所示的条件：

表四

	实施例1	实施例2	实施例3
				OBJL(mm)	5.0	5.0	6.0
F1/F2	0.354	0.382	0.485
				∣OBH/IMH∣	1.95	2.47	1.53
(R7+R8)/(R7-R8)	0.526	0.77	1.12
				EFL/EPD	1.67	1.98	1.41

Claims (7)

1.一种微距成像透镜组，其特征在于：沿光轴从物侧到像侧依次设置有：一使光路弯曲的光学反射元件、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和滤光片，光阑位于所述光学反射元件与所述第一透镜之间；所述第一透镜具有正光焦度，物侧表面近轴区域为凸面；所述第二透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面；所述第三透镜具有正或负光焦度；所述第四透镜具有正光焦度；所述第五透镜具有负光焦度，物侧表面近轴区域为凹面。

2.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述透镜组满足以下条件式：OBJL<8mm，其中，OBJL为透镜组物距。

3.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述透镜组满足以下条件式：0.35<F1/F2<0.6，其中，F1为第一透镜焦距，F2为第二透镜焦距。

4.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述透镜组满足以下条件式：1<∣OBH/IMH∣<3，其中，OBH为透镜组物高，IMH为透镜组像高。

5.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述透镜组满足以下条件式：0.5<(R7+R8)/(R7-R8)<1.3，其中，R7为第四透镜的物侧面半径；R8为第四透镜的像侧面半径。

6.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述透镜组满足以下条件式：EFL/EPD<2.0，其中，EFL为透镜组焦距，EPD为透镜组入瞳直径。

7.根据权利要求1所述的微距成像透镜组，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用偶次非球面塑料镜片，非球面系数满足如下方程：

Z＝cy²/[1+{1－(1+k)c²y²}^+1/2]+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²+A₁₄y¹⁴+A₁₆y¹⁶

其中，Z为非球面矢高，c为非球面近轴曲率，y为镜头口径，k为圆锥系数，A₄为4次非球面系数，A₆为6次非球面系数，A₈为8次非球面系数，A₁₀为10次非球面系数，A₁₂为12次非球面系数，A₁₄为14次非球面系数，A₁₆为16次非球面系数。

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