CN115616737A

CN115616737A - 大孔径高清光学镜头

Info

Publication number: CN115616737A
Application number: CN202211146659.9A
Authority: CN
Inventors: 薛政云; 刘官禄; 罗杰; 林文斌; 何文波; 黄灯辉; 江伟
Original assignee: Fujian Forecam Optics Co Ltd
Current assignee: Fujian Forecam Optics Co Ltd
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2022-09-21
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2042-09-21
Also published as: CN115616737B

Abstract

本发明涉及一种大孔径高清光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜；第二透镜为弯月负透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为弯月负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为弯月负透镜；第四透镜与第五透镜胶合密接成胶合透镜。本发明镜头结构合理，采用4G3P玻塑混合结构，大大的降低了成本；3片非球面的加入使得成像质量优异，能够满足4K摄像需求，大幅提升了镜头的进光能力，大大的增加了通光量，能够应对复杂的光照条件，对不同的环境有很好的适应性，并增对公差敏感度进行优化，有效提升了良率。

Description

大孔径高清光学镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，特别是一种大孔径高清光学镜头。

背景技术

随着汽车工业的不断进步，智能驾驶也越来越受到消费者的重视，各个汽车厂商纷纷推出了基于ADADS的智能驾驶方案。其中摄像头作为ADADS智能驾驶的“眼睛”，更是有着不可替代的作用。同时摄像头的分辨率，通光能力更是影响着智能驾驶的的准确率与安全性。然而面对汽车驾驶环境的复杂性和多变性，特别是在阴雨天气光照不足的情况，摄像头通光量太少会对智能驾驶的识别能力造成直接影响，增加事故发生的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种大孔径高清光学镜头，制造成本低，成像质量优异，大幅提升了镜头的进光能力，大大的增加了通光量，能够应对复杂的光照条件。

本发明采用以下方案实现：一种大孔径高清光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜；第二透镜为弯月负透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为弯月负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为弯月负透镜；第四透镜与第五透镜胶合密接成胶合透镜。

进一步的，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为3.0-5.0mm，第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.05-0.5mm，第三透镜与光阑之间的空气间隔为0.5-2.0mm，光阑与第四透镜之间的空气间隔为0.05-1.0mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.1-0.9mm，第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05-0.8mm。

进一步的，所述光学系统的焦距ƒ，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇，其中ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇与ƒ满足以下比例：-10.0< ƒ₁/ƒ<-4.0，-6.0< ƒ₂/ƒ<-3.0，1.5< ƒ₃/ƒ<4.5，1.5< ƒ₄/ƒ<4.5，-4.0< ƒ₅/ƒ<-1.5，2.5< ƒ₆/ƒ<5.0，12.2< ƒ₇/ƒ<20.2。

进一步的，所述的第一透镜满足关系式：N_d≤1.8，V_d≥45；所述的第二透镜满足关系式：N_d≤1.85，V_d≥30.4；所述的第三透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤50.2；所述的第四透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥60.0；所述的第五透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤35.0；所述的第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；所述的第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

进一步的，所述第二透镜L2，第六透镜L6，第七透镜L7均为非球面透镜。

进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距ƒ之间满足：TTL/ƒ≤6.3。

进一步的，所述光学系统的F数<1.2。

进一步的，所述第七透镜的后侧设有滤光片，滤光片的后侧设有保护玻璃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明大孔径高清光学镜头结构合理，采用4G3P玻塑混合结构，大大的降低了成本；3片非球面的加入使得成像质量优异，能够满足4K摄像需求，大幅提升了镜头的进光能力，大大的增加了通光量，能够应对复杂的光照条件，对不同的环境有很好的适应性，并增对公差敏感度进行优化，有效提升了良率。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为该镜头的光学系统示意图；

图2为该镜头的工作波段轴向像差曲线图；

图3为该镜头的场曲、畸变曲线图；

图4为该镜头的横向像差图；

图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；STO-光阑；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜，L8-滤光片；L9-保护玻璃；IMG-成像面。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~4所示，一种大孔径高清光学镜头，所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及第七透镜L7；第一透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜为双凸正透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；第五透镜为弯月负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第六透镜为双凸正透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；第七透镜为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜与第五透镜胶合密接成胶合透镜。

在本实施例中，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为3.0-5.0mm，第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.05-0.5mm，第三透镜与光阑之间的空气间隔为0.5-2.0mm，光阑与第四透镜之间的空气间隔为0.05-1.0mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.1-0.9mm，第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05-0.8mm。

在本实施例中，所述光学系统的焦距ƒ，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇，其中ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇与ƒ满足以下比例：-10.0< ƒ₁/ƒ<-4.0，-6.0< ƒ₂/ƒ<-3.0，1.5< ƒ₃/ƒ<4.5，1.5< ƒ₄/ƒ<4.5，-4.0< ƒ₅/ƒ<-1.5，2.5< ƒ₆/ƒ<5.0，12.2< ƒ₇/ƒ<20.2。

在本实施例中，所述的第一透镜满足关系式：N_d≤1.8，V_d≥45；所述的第二透镜满足关系式：N_d≤1.85，V_d≥30.4；所述的第三透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤50.2；所述的第四透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥60.0；所述的第五透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤35.0；所述的第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；所述的第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

在本实施例中，所述第二透镜L2，第六透镜L6，第七透镜L7均为非球面透镜。

三个非球面透镜的非球面曲线方程表达式为：

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。

光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下：

在本实施例中，所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距ƒ之间满足：TTL/ƒ≤6.3。

在本实施例中，所述光学系统的F数<1.2。

在本实施例中，所述第七透镜的后侧设有滤光片L8，滤光片的后侧设有保护玻璃L9，成像面位于保护玻璃后侧，成像面和保护玻璃之间的空气间隔为0.03mm，光线自左向右依次经过第一透镜至第七透镜、滤光片、保护玻璃后成像。

各镜片具体参数如下（S1~S17为镜面序号，胶合组的胶合面算一个面）：

本镜头实现的技术指标如下：（1）焦距：EFFL=3.5mm；（2）光圈F=1.2；（3）视场角：2w≥120°；（4）成像圆直径大于φ7mm；（5）光学总长TTL≤22 mm（6）该镜头适用于4K像素的CCD或CMOS摄像机。

本镜头采用4G3P的玻塑混合结构设计，在保证良好性能的同时，成本得到了很好的控制。F1.2的光圈大幅提升了镜头的进光能力，对不同的环境有很好的适应性。结合图2、图3、图4可以看出，本发明所涉及的光学系统对轴上、轴外像差均有良好的矫正效果，成像质量优异。

综上可以得出，本发明相较于当前市场竞品拥有更小的F数，可以应对复杂的光照条件；采用玻塑混合结构，有效的降低了成本。此外，该光学系统具有优良的成像质量，完全满足4K像素摄像要求。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

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

1.一种大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统包括沿入射光路依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；第一透镜为弯月负透镜；第二透镜为弯月负透镜；第三透镜为双凸正透镜；第四透镜为双凸正透镜；第五透镜为弯月负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为弯月负透镜；第四透镜与第五透镜胶合密接成胶合透镜。

2.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为3.0-5.0mm，第二透镜与第三透镜的空气间隔为0.05-0.5mm，第三透镜与光阑之间的空气间隔为0.5-2.0mm，光阑与第四透镜之间的空气间隔为0.05-1.0mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.1-0.9mm，第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述光学系统的焦距ƒ，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇，其中ƒ₁、ƒ₂、ƒ₃、ƒ₄，ƒ₅、ƒ₆、ƒ₇与ƒ满足以下比例：-10.0< ƒ₁/ƒ<-4.0，-6.0< ƒ₂/ƒ<-3.0，1.5< ƒ₃/ƒ<4.5，1.5< ƒ₄/ƒ<4.5，-4.0< ƒ₅/ƒ<-1.5，2.5< ƒ₆/ƒ<5.0，12.2< ƒ₇/ƒ<20.2。

4.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述的第一透镜满足关系式：N_d≤1.8，V_d≥45；所述的第二透镜满足关系式：N_d≤1.85，V_d≥30.4；所述的第三透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤50.2；所述的第四透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥60.0；所述的第五透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤35.0；所述的第六透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；所述的第七透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥40.0；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

5.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述第二透镜L2，第六透镜L6，第七透镜L7均为非球面透镜。

6.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，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ƒ之间满足：TTL/ƒ≤6.3。

7.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述光学系统的F数<1.2。

8.根据权利要求1所述的大孔径高清光学镜头，其特征在于：所述第七透镜的后侧设有滤光片，滤光片的后侧设有保护玻璃。