CN115356830A - 一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法 - Google Patents

一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法，其中紧凑结构广角光学镜头包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；本发明采用玻塑混合结构；F数较小，通光孔径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种光线环境；系统光学总长<15mm，可以灵活搭配多种使用场景；全视场>165°，可实现大视野高质量监控。

Description

一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法。
背景技术：
随着社会经济水平的提升，人民生活场景日渐丰富，越来越多的家庭开始出现远程家庭互动、远程看家等需求；然而当今市面上的相关产品普遍难以同时满足大视场、高像质、小尺寸等需求，在复杂光线条件下难以维持稳定的成像表现。
发明内容：
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种紧凑结构广角光学镜头及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；
该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07。
优选的，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-4.5<f1/f<-3.2，-2.7<f2/f<-0.1，0.9<f3/f<3.2，1.6<f4/f<3.1，-2.8<f5/f<-0.5，0.7<f6/f<2.1。
优选的，第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤55.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
优选的，第二透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜。非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003831012150000021
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
优选的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.92。
优选的，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥1.3。
优选的，光学系统所采用的具体参数见下表：
Figure BDA0003831012150000022
Figure BDA0003831012150000031
优选的，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003831012150000032
本发明一种紧凑结构广角光学镜头的工作方法，其特征在于：所述紧凑结构广角光学镜头包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07；
当光线入射时，沿光路顺序依次进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及等效玻璃平板后在IMA成像面进行成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用玻塑混合结构，充分发挥了非球面的优异特性，以较低成本实现高成像稳定性与高成像质量；F数较小，通光孔径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种光线环境；通过合理的材料搭配、镜片光焦度分配与面型设计，整个光学系统的轴向色差、横向色差与高级像差得到了很好地校正；系统光学总长<15mm，可以灵活搭配多种使用场景；全视场>165°，可实现大视野高质量监控。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明：
图1是本发明实施例一的光学结构示意图；
图2是本发明实施例一的工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例一的工作波段垂轴色差图；
图4是本发明实施例一的工作波段场曲畸变图；
图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；STOP-光阑；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；CG-等效玻璃平板；IMA-成像面。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本发明一种紧凑结构广角光学镜头包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、等效玻璃平板CG和IMA成像面；其中，第一透镜L1和第二透镜L2为弯月负透镜，第一透镜L1与第二透镜L2的物面和像面均凸向物侧；第三透镜L3、第四透镜L4和第六透镜L6为双凸正透镜；第五透镜L5的物面凸向像侧，第五透镜L5的像面凸向物侧；
该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07。
优选的，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-4.5<f1/f<-3.2，-2.7<f2/f<-0.1，0.9<f3/f<3.2，1.6<f4/f<3.1，-2.8<f5/f<-0.5，0.7<f6/f<2.1。
优选的，第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤55.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
优选的，第二透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜。非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003831012150000051
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
优选的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.92。
优选的，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥1.3。
具体实施例，光学系统所采用的具体参数见下表：
Figure BDA0003831012150000052
Figure BDA0003831012150000061
具体实施例，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003831012150000062
上述实施例光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07。
本发明一种紧凑结构广角光学镜头的工作方法，所述紧凑结构广角光学镜头包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07；
当光线入射时，沿光路顺序依次进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及等效玻璃平板后在IMA成像面进行成像。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07。
2.根据权利要求1所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-4.5<f1/f<-3.2，-2.7<f2/f<-0.1，0.9<f3/f<3.2，1.6<f4/f<3.1，-2.8<f5/f<-0.5，0.7<f6/f<2.1。
3.根据权利要求1或2所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤55.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
4.根据权利要求3所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述第二透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure FDA0003831012140000011
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
5.根据权利要求4所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.92。
6.根据权利要求4所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥1.3。
7.根据权利要求4所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：
所述光学系统所采用的具体参数见下表：
Figure FDA0003831012140000021
8.根据权利要求4所述的紧凑结构广角光学镜头，其特征在于：所述光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure FDA0003831012140000031
9.一种紧凑结构广角光学镜头的工作方法，其特征在于：所述紧凑结构广角光学镜头包括沿光线入射光路自物侧向像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、等效玻璃平板和IMA成像面；其中，第一透镜和第二透镜为弯月负透镜，第一透镜与第二透镜的物面和像面均凸向物侧；第三透镜、第四透镜和第六透镜为双凸正透镜；第五透镜的物面凸向像侧，第五透镜的像面凸向物侧；该系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：2.34mm≤EFFL≤2.64mm；(2)光圈F≤2.07；
当光线入射时，沿光路顺序依次进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及等效玻璃平板后在IMA成像面进行成像。
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