CN114815170B - 成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成像镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为正的第一透镜(L1)、光焦度为正的第二透镜(L2)、光焦度为负的第三透镜(L3)、光焦度为负的第四透镜(L4)、光焦度为正的第五透镜(L5)、光焦度为负的第六透镜(L6)、光焦度为正的第七透镜(L7)和光焦度为正的第八透镜(L8)，所述成像镜头还包括：平行平板(CG)，所述平行平板(CG)位于所述第八透镜(L8)和像面(IMA)之间，所述第二透镜(L2)的像侧面的形状为凸或凹。本发明的成像镜头实现日夜共焦的同时，还满足小体积、高分辨率、大光圈、低畸变和高照度，且随着物距变化可以进行整组对焦。

Description

成像镜头
技术领域
本发明涉及光学系统技术领域，尤其涉及一种成像镜头。
背景技术
在瞄准镜头领域，光学系统是极其重要的一部分。随着科学技术的发展，人们对瞄准镜头的需求逐渐多样化。市面上现有的瞄准镜头近大多是中短红外波段成像，图像对比度低，使得分辨细节能力变差，不能同时在白天及夜晚使用，且同时存在体积较大，可靠性较低等一系列问题，难以满足现在的性能需求。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种成像镜头，实现日夜共焦的同时，还满足小体积、高分辨率、大光圈、低畸变和高照度，且随着物距变化可以进行整组对焦。
为实现上述发明目的，本发明提供一种成像镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为正的第一透镜、光焦度为正的第二透镜、光焦度为负的第三透镜、光焦度为负的第四透镜、光焦度为正的第五透镜、光焦度为负的第六透镜、光焦度为正的第七透镜和光焦度为正的第八透镜，所述成像镜头还包括：平行平板，所述平行平板位于所述第八透镜和像面之间，所述第二透镜的像侧面的形状为凸或凹。
根据本发明的一个方面，所述成像镜头还包括：光阑，所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间。
根据本发明的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，
所述第一透镜为凸凹型透镜；
所述第二透镜的物侧面的形状为凸；
所述第三透镜为凹凹型透镜或凸凹型透镜；
所述第四透镜为凹凹型透镜；
所述第五透镜为凸凸型透镜；
所述第六透镜为凹凸型透镜；
所述第七透镜为凹凸型透镜；
所述第八透镜为凸凹型透镜。
根据本发明的一个方面，所述第二透镜和所述第三透镜胶合组成第一胶合透镜组。
根据本发明的一个方面，所述第一胶合透镜组的焦距F1与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：-0.81≤F1/F≤-0.69。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜胶合组成第二胶合透镜组。
根据本发明的一个方面，所述第二胶合透镜组的焦距F2与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：-2.80≤F2/F≤-0.63。
根据本发明的一个方面，所述第七透镜和所述第八透镜的组合焦距F3与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：0.40≤F3/F≤0.57。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的最大光学有效径处的镜片边厚d与所述第一透镜在光轴上的中心厚度D满足关系式：0.03≤d/D≤0.45。
根据本发明的一个方面，所述第七透镜的折射率Nd7满足关系式：1.80≤Nd7≤1.95。
根据本发明的一个方面，所述成像镜头的光学总长TTL与所述成像镜头的总焦距F满足条件式：1.61≤TTL/F≤1.68。
根据本发明的方案，通过采用八枚透镜的光学架构，并合理搭配正负光焦度，且第一至第八透镜的光焦度依次为“正、正、负、负、正、负、正、正”，以及采用上述特定不同形状的透镜等，保证该成像镜头红外波段成像性能良好，红外波段波长可达940nm，可实现日夜共焦、FNO≤1.24的大光圈、低畸变和高照度的性能特征，同时使该镜头小型化，兼顾小体积的特征，且随着物距的变化可进行整组对焦。
根据本发明的一个方案，设置胶合透镜组并对其焦距与镜头总焦距进行设计，可以校正系统像差，避免该系统中透镜之间的公差敏感度和降低整体公差敏感度，使该成像镜头实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像性能特征。并且，该成像镜头的畸变绝对值小于3％，相对照度大于60％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性表示本发明实施例1的成像镜头的结构示意图；
图2示意性表示本发明实施例1的成像镜头的相对照度图；
图3示意性表示本发明实施例1的成像镜头的畸变图；
图4示意性表示本发明实施例2的成像镜头的结构示意图；
图5示意性表示本发明实施例2的成像镜头的相对照度图；
图6示意性表示本发明实施例2的成像镜头的畸变图；
图7示意性表示本发明实施例3的成像镜头的结构示意图；
图8示意性表示本发明实施例3的成像镜头的相对照度图；
图9示意性表示本发明实施例3的成像镜头的畸变图；
图10示意性表示本发明实施例4的成像镜头的结构示意图；
图11示意性表示本发明实施例4的成像镜头的相对照度图；
图12示意性表示本发明实施例4的成像镜头的畸变图。
具体实施方式
此说明书实施例的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施例的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施例。本发明的范围由权利要求书所界定。
参见图1，本发明实施例公开的一种成像镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：具有正光焦度的第一透镜L1、具有正光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、光阑S、具有负光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6、具有正光焦度的第七透镜L7、具有正光焦度的第八透镜L8和平行平板CG。
本发明实施例中，沿光轴从物侧至像侧的方向，第一透镜L1为凸凹型透镜，第二透镜L2为凸凸型透镜或凸凹型透镜，第三透镜L3为凹凹型透镜或凸凹型透镜，第四透镜L4为凹凹型透镜，第五透镜L5为凸凸型透镜，第六透镜L6为凹凸型透镜，第七透镜L7为凹凸型透镜，第八透镜L8为凸凹型透镜。
通过对上述八枚透镜的正负光焦度和透镜形状进行如此搭配，保证该成像镜头红外波段成像性能良好，红外波段波长可达940nm，可实现日夜共焦和FNO≤1.24的大光圈的性能特征，同时使该镜头小型化，兼顾小体积的特征，且随着物距的变化可进行整组对焦。
本发明实施例中，第二透镜L2和第三透镜L3胶合组成第一胶合透镜组。第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6胶合组成第二胶合透镜组。通过设置两枚胶合透镜组，其中，第一胶合透镜组为双胶合透镜，第二胶合透镜组为三胶合透镜，可以校正系统像差，避免该系统中透镜之间的公差敏感度，使成像镜头实现400万像素以上的高成像性能，且实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高性能特征。
本发明实施例中，第一胶合透镜组的焦距F1与成像镜头的总焦距F满足关系式：-0.81≤F1/F≤-0.69。第二胶合透镜组的焦距F2与成像镜头的总焦距F满足关系式：-2.80≤F2/F≤-0.63。如此胶合透镜组的设置，并对各个胶合透镜组的焦距及其范围进行设置，实现成像镜头的畸变绝对值小于3％，即保证镜头成像的低畸变，同时降低该成像镜头的整体公差敏感度，使其具备更高的成像质量和性能。
本发明实施例中，第七透镜L7和第八透镜L8的组合焦距F3与成像镜头的总焦距F满足关系式：0.40≤F3/F≤0.57。如此可实现成像镜头的相对照度大于60％，即保证成像镜头具有高照度的性能。
本发明实施例中，第一透镜L1的最大光学有效径处的镜片边厚d与第一透镜L1在光轴上的中心厚度D满足关系式：0.03≤d/D≤0.45。如此设置，可降低镜片因碰撞而易碎的可能性。
本发明实施例中，第七透镜L7的折射率Nd7满足关系式：1.80≤Nd7≤1.95，可平衡高低温，提高镜头的光学成像性能。
本发明实施例中，成像镜头的光学总长TTL与成像镜头的总焦距F满足条件式：1.61≤TTL/F≤1.68，进一步使得该成像镜头的体积小，实现小型化。
综上，该成像镜头具有以下高性能特征：红外波段性能良好，红外波段波长可达940nm，可实现日夜共焦。与此同时，该镜头还满足小体积、高分辨率、FNO≤1.24的大光圈、低畸变和高照度的性能，实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像的性能特征，畸变绝对值小于3％，以及相对照度大于60％，且随着物距的变化可以进行整组对焦。
下面以4个实施例结合附图和表格来具体说明本发明的成像镜头。在下列各个实施例中，本发明将光阑S记为一面，将像面IMA记为一面，将平行平板CG记为两面，将双胶合透镜记为三面，将三胶合透镜记为四面。
具体符合上述条件式的各个实施例的参数如下表1所示：
表1
实施例1
参见图1，本实施例的成像镜头各参数如下所述：
FNO：1.24；光学总长TTL：49.997mm；焦距F：30.14mm。
第二透镜L2是形状为凸凸型的透镜(物侧面和像侧面均为凸)，第三透镜L3是形状为凹凹型的透镜(物侧面和像侧面均为凹)。
表2列出本实施例的成像镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。
面序号 表面类型 R值 厚度 折射率 阿贝数
S1 球面 22.486 3.684 1.92 24.0
S2 球面 92.25 2.379
S3 球面 14.028 4.491 1.59 68.3
S4 球面 -708.88 3.624 1.81 22.7
S5 球面 7.422 2.972
S6(S) 球面 Infinity 1.896
S7 球面 -19.264 0.6 1.58 40.9
S8 球面 7.472 6.622 1.59 68.3
S9 球面 -7.472 0.6 1.81 22.7
S10 球面 -22.225 4.971
S11 球面 -34.19 1.944 1.92 20.9
S12 球面 -14.407 0.326
S13 球面 15.67 3.964 1.90 37.1
S14 球面 24.041 5.936
S15 球面 Infinity 0.69 1.52 64.2
S16 球面 Infinity 5.298
S17(IMA) 球面 Infinity - - -
表2
结合图1至图3及上述表1至表2所示，本实施例的成像镜头具有以下高性能特征：红外波段性能良好，红外波段波长可达940nm，实现日夜共焦。该镜头还满足小体积、高分辨率、FNO为1.24的大光圈、畸变绝对值小于3％的低畸变和相对照度大于60％的高照度的性能特征，实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像，且随着物距的变化可以进行整组对焦。其中，图2和图3分别体现了本实施例中成像镜头的上述高照度和低畸变的成像性能。
实施例2
参见图4，本实施例的成像镜头各参数如下所述：
FNO：1.24；光学总长TTL：50mm；焦距F：29.99mm。
第二透镜L2是形状为凸凸型的透镜(物侧面和像侧面均为凸)，第三透镜L3是形状为凹凹型的透镜(物侧面和像侧面均为凹)。
表3列出本实施例的成像镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。
表3
结合图4至图6及上述表1和表3所示，本实施例的成像镜头具有以下高性能特征：红外波段性能良好，红外波段波长可达940nm，实现日夜共焦。该镜头还满足小体积、高分辨率、FNO为1.24的大光圈、畸变绝对值小于3％的低畸变和相对照度大于60％的高照度的性能特征，实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像，且随着物距的变化可以进行整组对焦。其中，图5和图6分别体现了本实施例中成像镜头的上述高照度和低畸变的成像性能。
实施例3
参见图7，本实施例的成像镜头各参数如下所述：
FNO：1.23；光学总长TTL：49.999mm；焦距F：30.8mm。
第二透镜L2是形状为凸凸型的透镜(物侧面和像侧面均为凸)，第三透镜L3是形状为凹凹型的透镜(物侧面和像侧面均为凹)。
表4列出本实施例的成像镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。
表4
结合图7至图9及上述表1和表4所示，本实施例的成像镜头具有以下高性能特征：红外波段性能良好，红外波段波长可达940nm，实现日夜共焦。该镜头还满足小体积、高分辨率、FNO为1.23的大光圈、畸变绝对值小于3％的低畸变和相对照度大于60％的高照度的性能特征，实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像，且随着物距的变化可以进行整组对焦。其中，图8和图9分别体现了本实施例中成像镜头的上述高照度和低畸变的成像性能。
实施例4
参见图10，本实施例的成像镜头各参数如下所述：
FNO：1.24；光学总长TTL：50.086mm；焦距F：30.76mm。
第二透镜L2是形状为凸凹型的透镜(物侧面为凸，像侧面为凹)，第三透镜L3是形状为凸凹型的透镜(物侧面为凸，像侧面为凹)。
表5列出本实施例的成像镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。
表5
结合图10至图12及上述表1和表5所示，本实施例的成像镜头具有以下高性能特征：红外波段性能良好，红外波段波长可达940nm，实现日夜共焦。该镜头还满足小体积、高分辨率、FNO为1.24的大光圈、畸变绝对值小于3％的低畸变和相对照度大于60％的高照度的性能特征，实现可见光与红外光波段均可达400万像素以上的高质量成像，且随着物距的变化可以进行整组对焦。其中，图11和图12分别体现了本实施例中成像镜头的上述高照度和低畸变的成像性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种成像镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：光焦度为正的第一透镜(L1)、光焦度为正的第二透镜(L2)、光焦度为负的第三透镜(L3)、光焦度为负的第四透镜(L4)、光焦度为正的第五透镜(L5)、光焦度为负的第六透镜(L6)、光焦度为正的第七透镜(L7)和光焦度为正的第八透镜(L8)，共计八枚透镜，其特征在于，所述成像镜头还包括：平行平板(CG)，所述平行平板(CG)位于所述第八透镜(L8)和像面(IMA)之间，所述第二透镜(L2)的像侧面的形状为凸或凹；
所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)和所述第六透镜(L6)胶合组成第二胶合透镜组；
所述第二胶合透镜组的焦距F2与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：-2.80≤F2/F≤-0.63。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头还包括：光阑(S)，所述光阑(S)位于所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)之间。
3.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，
所述第一透镜(L1)为凸凹型透镜；
所述第二透镜(L2)的物侧面的形状为凸；
所述第三透镜(L3)为凹凹型透镜或凸凹型透镜；
所述第四透镜(L4)为凹凹型透镜；
所述第五透镜(L5)为凸凸型透镜；
所述第六透镜(L6)为凹凸型透镜；
所述第七透镜(L7)为凹凸型透镜；
所述第八透镜(L8)为凸凹型透镜。
4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)胶合组成第一胶合透镜组。
5.根据权利要求4所述的成像镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组的焦距F1与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：-0.81≤F1/F≤-0.69。
6.根据权利要求1-5任一项所述的成像镜头，其特征在于，所述第七透镜(L7)和所述第八透镜(L8)的组合焦距F3与所述成像镜头的总焦距F满足关系式：0.40≤F3/F≤0.57。
7.根据权利要求1-5任一项所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)的最大光学有效径处的镜片边厚d与所述第一透镜(L1)在光轴上的中心厚度D满足关系式：0.03≤d/D≤0.45。
8.根据权利要求1-5任一项所述的成像镜头，其特征在于，所述第七透镜(L7)的折射率Nd7满足关系式：1.80≤Nd7≤1.95。
9.根据权利要求1-5任一项所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头的光学总长TTL与所述成像镜头的总焦距F满足条件式：1.61≤TTL/F≤1.68。
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