CN116482842A - 一种光学镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具，镜头包括由物方到像方的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，第一透镜、第二透镜的物侧面均呈凸面结构，其像侧面均呈凹面结构；第三透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构或凸面结构；第四透镜的像侧面呈凸面结构；第五透镜的像侧面呈凸面结构；第六透镜为双凹透镜；第七透镜为双凸透镜；通过合理搭配镜片焦距，利于降低装配敏感度，使镜头在‑40℃～+90℃温度范围内的后焦飘移被控制在很小范围，实现无热化日夜共焦镜头全天24小时清晰成像。

Description

一种光学镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种光学镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具。
背景技术
随着技术的进步，新车已经能够看到越来越多搭载舱内摄像头用于人脸识别、疲劳及分心预警的OMS(Occupancy Monitoring System) 系统，该系统主要特点是无论在白天或黑夜情况下，都可以有效工作。
因其功能在技术上主要难点是后端开发算法成本高；这种镜头本身也存在解像力低、体积大、相对照度低、高低温容易失焦等问题。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的目的是提供一种无热化日夜共焦的光学镜头。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种光学镜头，包括由物方到像方的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其中：
所述第一透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第二透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第三透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构或凸面结构；
所述第四透镜的像侧面呈凸面结构；
所述第五透镜的像侧面呈凸面结构；
所述第六透镜的物侧面呈凹面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第七透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凸面结构。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有负光焦度，所述第七透镜具有正光焦度。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，各个透镜的焦距满足以下条件：-5.47≤f 1 /f≤-5.36，-2.60≤f 2 /f≤-2.44，4.99≤f 3 /f≤6.58，3.4≤f 4 /f≤3.42，2.07≤f 5 /f≤6.60，-1.98≤f 6 /f≤-1.83，1.97≤f 7 /f≤4.51，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f 3为第三透镜的焦距，f 4为第四透镜的焦距，f 5为第五透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f 7为第七透镜的焦距，f为光学镜头的整组焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光学镜头满足条件：
0.139≤bfl/TTL≤0.187，其中，bfl为所述第七透镜的像侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离；TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光学镜头满足：
15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，其中，Fov为水平或者最大镜头视场角，Y m为视场角为Fov时对应的像高。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光学镜头满足：
Y1*180/pi≥1.14，其中，Y1为半视场角为1°时对应的像高，pi为圆周率。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光学镜头满足：11.79≤TTL/f≤13.16，其中，TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离，f为光学镜头的整组焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜满足：9.53≤2*D1/f≤10.53，其中，2*D1为所述第一透镜的有效径，f为光学镜头的整组焦距。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜使得所述光学镜头在半视场角30°至60°之间的像素点数量大于424个且小于2000个。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜为胶合透镜。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜和第四透镜均为球面镜，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为非球面镜。
进一步地，所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，所述第二透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状；
所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，所述第七透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜和第四透镜均采用玻璃材质；所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均采用塑料材质。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；
所述第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光学镜头中光焦度最大的透镜采用折射率温度系数介于﹣10*10-6/℃至-6.35*10-6/℃的塑料材料。
根据本发明的另一方面，提供了一种摄像装置，包括电子感光元件及如上所述的光学镜头。
根据本发明的再一方面，提供了一种驾驶工具，包括如上所述的摄像装置，所述驾驶工具为车辆、船舶、飞机或无人机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a. 前三片弯月镜片，实现了半视场角30°至60°之间Pixels数量超过424个，节约算法成本，克服清晰度不足的缺陷；
b. 各透镜光焦度的合理搭配，使得在-40℃～+90℃的温度范围内能保持画面清晰，并且红外光和可见光的离焦量较小，保证了镜头在白天黑夜均可以清晰成像。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明第一实施例提供的镜头的透镜布置示意图；
图2-1为本发明第一实施例中在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图2-2为本发明第一实施例中在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图2-3为本发明第一实施例中在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图2-4为本发明第一实施例中在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图2-5为本发明第一实施例中在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图2-6为本发明第一实施例中在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图3为本发明第一实施例的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图；
图4为本发明第二实施例提供的镜头的透镜布置示意图；
图5-1为本发明第二实施例中在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图5-2为本发明第二实施例中在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图5-3为本发明第二实施例中在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图5-4为本发明第二实施例中在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图5-5为本发明第二实施例中在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图5-6为本发明第二实施例中在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图6为本发明第二实施例的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图；
图7为本发明第三实施例提供的镜头的透镜布置示意图；
图8-1为本发明第三实施例中在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图8-2为本发明第三实施例中在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图8-3为本发明第三实施例中在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图8-4为本发明第三实施例中在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图8-5为本发明第三实施例中在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图8-6为本发明第三实施例中在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图9为本发明第三实施例的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图；
图10为本发明第四实施例提供的镜头的透镜布置示意图；
图11-1为本发明第四实施例中在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图11-2为本发明第四实施例中在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图11-3为本发明第四实施例中在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图11-4为本发明第四实施例中在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图11-5为本发明第四实施例中在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图11-6为本发明第四实施例中在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图12为本发明第四实施例的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图；
图13为本发明第五实施例提供的镜头的透镜布置示意图；
图14-1为本发明第五实施例中在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图14-2为本发明第五实施例中在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图14-3为本发明第五实施例中在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线；
图14-4为本发明第五实施例中在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图14-5为本发明第五实施例中在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图14-6为本发明第五实施例中在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线；
图15为本发明第五实施例的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
参见图1、图4、图7、图10、图13所示不同实施例的镜头透镜布置，其中符号L1表示第一透镜，L2表示第二透镜，L3表示第三透镜，L4表示第四透镜，L5表示第五透镜，L6表示第六透镜，L7表示第七透镜，L8表示光阑，L9表示滤片，L10表示成像面；透镜L1至L7从物方到像方的方向依次排列，光阑L8设置在第四透镜L4的物侧方，滤片L9可以设置在第七透镜L7与成像面L10之间。
图1、图4、图7、图10、图13中符号S1表示第一透镜L1的物侧面，S2表示第一透镜L1的像侧面；S3表示第二透镜L2的物侧面，S4表示第二透镜L2的像侧面；S5表示第三透镜L3的物侧面，S6表示第三透镜L3的像侧面；S7表示光阑L8的表面；S8表示第四透镜L4的物侧面，S9表示第四透镜L4的像侧面，S10表示第五透镜L5的物侧面，S11表示第五透镜L5的像侧面，也表示与第五透镜L5胶合的第六透镜L6的物侧面；S12表示第六透镜L6的像侧面，也表示与第六透镜L6胶合的第七透镜L7的物侧面，S13表示第七透镜L7的像侧面；S14表示滤片L9的物侧面，S15表示滤片L9的像侧面；S16表示成像面L10的所在表面。
在本发明的以下实施例中的光学参数包括：Fov表示镜头的水平视场角或最大视场角，Y m 表示对应Fov的镜头的像高，Y 1表示半视场角为1°时镜头的像高，TTL表示镜头总长，本发明实施例中即第一透镜的镜片顶点至像面的距离，2*D 1表示第一透镜的有效径，f 1表示第一透镜的焦距，f 2表示第二透镜的焦距，f 3表示第三透镜的焦距，f 4表示第四透镜的焦距，f 5表示第五透镜的焦距，f 6表示第六透镜的焦距，f 7表示第七透镜的焦距，f表示镜头整体焦距，bfl表示镜头后焦距（即所述第七透镜L7的像侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离），pi表示圆周率。
透镜L1至L6中，有的透镜为球面镜片，有的透镜为非球面镜片，对于非球面镜片，其面形描述公式为：
Z(r)=(cr 2 )/{1+[1-(k+1)(c 2 r 2 )]1/2}+A4r 4 +A6r 6 +A8r 8 +A10r 10 +A12r 12 +A14r 14 + A16r 16 +A18r 18 +A20r 20 ，其中，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，Z(r)是非球面深度(非球面上距离光轴为r的点，与相切于非球面光轴上顶点的切面两者间的垂直距离)；c为光学面中心处的曲率，k为镜面圆锥系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、A20为高次非球面系数。
第一实施例
表1-1、表1-2、表1-3、表1-4示出了根据本发明的光学镜头的第一数值实施例，结合图1、图2-1至图2-6和图3来理解第一实施例，图1具体示出镜头的透镜布置如下：
由物方到像方的方向依次设置了第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜，各个透镜的凹凸面特征如下：
第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构；
第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，该延伸区域为凸面结构，所述第二透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状；其像侧面呈凹面结构；
第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面呈凸面结构，其像侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，所述第三透镜L3像侧面的延伸区域为凹面结构，所述第三透镜L3像侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凸面状；
第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面呈平面状，其像侧面呈凸面结构；
第五透镜L5具有正光焦度，其物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凸面结构；
第六透镜L6具有负光焦度，其物侧面呈凹面结构，其像侧面呈凹面结构；
第七透镜L7具有正光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，该延伸区域为凸面结构，所述第七透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状；其像侧面呈凸面结构。
按照这种透镜布置，有利于减小离焦量。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4均采用玻璃材质，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7均采用塑料材质，第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
具体地，各个透镜、光阑、滤片的光学参数参见表1-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4为球面镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为非球面镜，具体地，面序号为S3-S6、S10-S13均为非球面，其用上述的面形描述公式表示，这八个非球面的面形公式中的非球面参数参见表1-2：
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距满足以下关系，-5.85≤f 1 /f≤-5.36，-2.60≤f 2 /f≤-2.44，4.99≤f 3 /f≤6.58，3.4≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.83，1.97≤f 7 /f≤4.91，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f 3为第三透镜的焦距，f 4为第四透镜的焦距，f 5为第五透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f 7为第七透镜的焦距，f为光学镜头的整组焦距。
本实施例的镜头的透镜焦距、正负光焦度数据参见表1-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-6.35*10-6的塑料材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的光学镜头还满足以下条件：
0.139≤bfl/TTL≤0.187，15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，Y 1*180/pi≥1.14，11.79≤TTL/f≤13.16，9.53≤2*D 1/f≤10.53，具体地，本实施例的镜头的其他光学信息参见表1-4：
本实施例中采用四舍五入法取计算值。上述实施方式中，第一透镜L1具有负光焦度，其弯月形有利于收集光线，并减小畸变，提高成像质量；第二透镜L2具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面，有利于更平顺地承接折转光线，减小像差，降低镜头敏感度，同时也利于减小镜头口径；第三透镜L3，为正光焦度的非球面透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面，前三片弯月镜片，实现了半视场角30°至60°之间Pixels数量>424个，光阑设置在第三透镜L3与第四透镜L4之间，利于减小镜头口径。图2-1为本实施例在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-5.2μm（参见图2-1中TS 0.00(deg)对应的曲线的峰值对应的横坐标为-0.0052毫米，即-5.2μm，以下类同）；图2-2为本实施例在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图2-3为本实施例在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为7.7μm；图2-4为本实施例在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-4.6μm；图2-5为本实施例在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为1μm；图2-6为本实施例在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为8.8μm；这表明，-40℃～+90℃的温度环境下，红外波长930nm～950nm、可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值均小于9μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+90℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。并且该镜头的红外0.940μm对应的离焦量不超过9μm，这样保证了在夜间拍摄时实画面清晰，可实现全天24小时工作。
该镜头采用2G5P结构，结构简单，成本低；第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为三胶合透镜，使镜头结构紧凑，大幅降低公差敏感度，有助于提高成像质量。
图3示出了本实施例中的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是视场角，镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，其最大视场角126°时，相对照度大于0.68，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在环境较昏暗下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。
第二实施例
表2-1、表2-2、表2-3、表2-4示出了根据本发明的光学镜头的第二数值实施例，结合图4、图5-1至图5-6和图6来理解第二实施例，图4具体示出镜头的透镜布置，其与第一实施例的区别包括：第二透镜L2的物侧中心区域（即光轴位置附近）呈凸面结构，第四透镜L4的物侧面呈凸面状；第七透镜L7的物侧中心区域（即光轴位置附近）呈凸面结构。
同样地，第一透镜L1、第四透镜L4均采用玻璃材质，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7均采用塑料材质，第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
具体地，各个透镜、光阑、滤片的光学参数参见表2-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4为球面镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为非球面镜，具体地，面序号为S3-S6、S10-S13均为非球面，其用上述的面形描述公式表示，这八个非球面的面形公式中的非球面参数参见表2-2：
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距满足以下关系，-5.85≤f 1 /f≤-5.00，-2.60≤f 2 /f≤-2.44，4.99≤f 3 /f≤6.58，3.2≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.72，1.85≤f 7 /f≤4.91，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f 3为第三透镜的焦距，f 4为第四透镜的焦距，f 5为第五透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f 7为第七透镜的焦距，f为光学镜头的整组焦距。
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距数据参见表2-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-6.35*10-6的塑料材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的光学镜头还满足以下条件：0.139≤bfl/TTL≤0.187，15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，Y 1*180/pi≥1.14，11.79≤TTL/f≤13.16，8.39≤2*D 1/f≤10.53，本实施例的光学镜头的其他光学信息参见表2-4：
本实施例中采用四舍五入法取计算值。图5-1为本实施例在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-6.1μm；图5-2为本实施例在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图5-3为本实施例在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为7.9μm；图5-4为本实施例在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-6.3μm；图5-5为本实施例在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为1μm；图5-6为本实施例在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为8.3μm；这表明，-40℃～+90℃的温度环境下，红外波长930nm～950nm、可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值均小于8.5μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+90℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。并且该镜头的红外0.940μm对应的离焦量不超过8.3μm，这样保证了在夜间拍摄时实画面清晰，可实现全天24小时工作。
该镜头采用2G5P结构，结构简单，成本低；第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为三胶合透镜，使镜头结构紧凑，大幅降低公差敏感度，有助于提高成像质量。
图6示出了本实施例中的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是视场角，镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，其最大视场角126°时，相对照度大于0.7，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在环境较昏暗下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。
第三实施例
表3-1、表3-2、表3-3、表3-4示出了根据本发明的光学镜头的第三数值实施例，结合图7、图8-1至图8-6和图9来理解第三实施例，图7具体示出镜头的透镜布置，其中，相比于第一实施例的区别为第四透镜L4的物侧面呈凹面状。
同样地，第一透镜L1、第四透镜L4均采用玻璃材质，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7均采用塑料材质，第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
具体地，各个透镜、光阑、滤片的光学参数参见表3-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4为球面镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为非球面镜，具体地，面序号为S3-S6、S10-S13均为非球面，其用上述的面形描述公式表示，这八个非球面的面形公式中的非球面参数参见表3-2：
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距满足以下关系，-5.90≤f 1 /f≤-5.36，-2.62≤f 2 /f≤-2.44，4.99≤f 3 /f≤6.58，3.4≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.83，1.97≤f 7 /f≤4.91，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距数据参见表3-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-6.35*10-6的塑料材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的光学镜头还满足以下条件：
0.139≤bfl/TTL≤0.187，15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，Y 1*180/pi≥1.14，11.79≤TTL/f≤13.26，9.53≤2*D 1/f≤10.63，具体地，本实施例的光学镜头的其他光学信息参见表3-4：
本实施例中采用四舍五入法取计算值。图8-1为本实施例在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-2.8μm；图8-2为本实施例在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图8-3为本实施例在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为2.5μm；图8-4为本实施例在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-1.1μm；图8-5为本实施例在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为1μm；图8-6为本实施例在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为3.4μm；这表明，-40℃～+90℃的温度环境下，红外波长930nm～950nm、可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值均小于3.5μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+90℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。并且该镜头的红外0.940μm对应的离焦量不超过3.4μm，这样保证了在夜间拍摄时实画面清晰，可实现全天24小时工作。
该镜头采用2G5P结构，结构简单，成本低；第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为三胶合透镜，使镜头结构紧凑，大幅降低公差敏感度，有助于提高成像质量。
图9示出了本实施例中的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是视场角，镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，其最大视场角126°时，相对照度大于0.69，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在环境较昏暗下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。
第四实施例
表4-1、表4-2、表4-3、表4-4示出了根据本发明的光学镜头的第四数值实施例，结合图10、图11-1至图11-6和图12来理解第四实施例，图10具体示出镜头的透镜布置，其与第一实施例的区别包括：第三透镜L3的像侧面呈凸面状，第四透镜L4的物侧面呈凹面状，以及第五透镜L5的物侧面呈凹面状。
同样地，第一透镜L1、第四透镜L4均采用玻璃材质，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7均采用塑料材质，第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
具体地，各个透镜、光阑、滤片的光学参数参见表4-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4为球面镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为非球面镜，具体地，面序号为S3-S6、S10-S13均为非球面，其用上述的面形描述公式表示，这八个非球面的面形公式中的非球面参数参见表4-2：
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距满足以下关系，-6.35≤f 1 /f≤-5.36，-2.70≤f 2 /f≤-2.44，4.69≤f 3 /f≤6.58，3.4≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.83，1.97≤f 7 /f≤4.91，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距数据参见表4-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-6.35*10-6的塑料材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的光学镜头还满足以下条件：0.139≤bfl/TTL≤0.187，15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，Y 1*180/pi≥1.05，11.79≤TTL/f≤13.86，9.53≤2*D 1/f≤11.53，具体地，本实施例的光学镜头的其他光学信息参见表4-4：
本实施例中采用四舍五入法取计算值。图11-1为本实施例在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-4.1μm；图11-2为本实施例在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图11-3为本实施例在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为6.7μm；图11-4为本实施例在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图11-5为本实施例在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为4μm；图11-6为本实施例在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为8.7μm；这表明，-40℃～+90℃的温度环境下，红外波长930nm～950nm、可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值均小于9μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+90℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。并且该镜头的红外0.940μm对应的离焦量小于8.8μm，这样保证了在夜间拍摄时实画面清晰，可实现全天24小时工作。
该镜头采用2G5P结构，结构简单，成本低；第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为三胶合透镜，使镜头结构紧凑，大幅降低公差敏感度，有助于提高成像质量。
图12示出了本实施例中的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是视场角，镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，其最大视场角126°时，相对照度大于0.7，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在环境较昏暗下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。
第五实施例
表5-1、表5-2、表5-3、表5-4示出了根据本发明的光学镜头的第五数值实施例，结合图13、图14-1至图14-6和图15来理解第五实施例，图13具体示出镜头的透镜布置，相比于第一实施例的区别包括：在第三透镜L3与光阑L8之间，增加一个滤片L11。
同样地，第一透镜L1、第四透镜L4均采用玻璃材质，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7均采用塑料材质，第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
具体地，各个透镜、光阑、滤片的光学参数参见表5-1：
表中曲率半径为无限的，表示其对应的面序号代表的是一平面。
本实施例中，第一透镜L1、第四透镜L4为球面镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为非球面镜，具体地，面序号为S3-S6、S10-S13均为非球面，其用上述的面形描述公式表示，这八个非球面的面形公式中的非球面参数参见表5-2：
此光学镜头可以作为无热化日夜共焦车载镜头，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距满足以下关系，-6.25≤f 1 /f≤-5.36，-2.70≤f 2 /f≤-2.44，4.99≤f 3 /f≤6.58，3.4≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.83，1.97≤f 7 /f≤4.91，各个透镜的焦距与光学镜头的整组焦距数据参见表5-3：
本实施例中第五透镜L5的光焦度最大，第五透镜L5选用dn/dt折射率温度系数为-6.35*10-6的塑料材料，抵消或削弱高折射、高阿贝材料因正dn/dt折射率温度系数引起的高温焦面偏向物面的影响。
本实施例的光学镜头还满足以下条件：0.119≤bfl/TTL≤0.187，15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，Y 1*180/pi≥1.05，11.79≤TTL/f≤13.86，9.53≤2*D 1/f≤11.53，具体地，本实施例的光学镜头的其他光学信息参见表5-4：
本实施例中采用四舍五入法取计算值。图14-1为本实施例在-40℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-4.6μm；图14-2为本实施例在25℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为0μm；图14-3为本实施例在90℃温度环境下的可见光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为8.1μm；图14-4为本实施例在-40℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为-2.7μm；图14-5为本实施例在25℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为2.4μm；图14-6为本实施例在90℃温度环境下的红外光的温度分析曲线，分析得到其离焦量约为9.8μm；这表明，-40℃～+90℃的温度环境下，红外波长930nm～950nm、可见光435nm～656nm范围对应的离焦量幅值均小于10μm，这样小的离焦量保证了镜头在高温+90℃和低温-40℃都可以拍摄高清画面。并且该镜头的红外0.940μm对应的离焦量小于10μm，这样保证了在夜间拍摄时实画面清晰，可实现全天24小时工作。
该镜头采用2G5P结构，结构简单，成本低；第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7为三胶合透镜，使镜头结构紧凑，大幅降低公差敏感度，有助于提高成像质量。
图15示出了本实施例中的无热化日夜共焦车载镜头的相对照度图，其中相对照度图的纵坐标是照度值，横坐标是视场角，镜头的相对照度图反映镜头的画面照度均匀程度，该具体实施例中的光学镜头，其最大视场角126°时，相对照度大于0.7，反映出该镜头拥有较高的相对照度，进光量充足，保证了镜头即使在环境较昏暗下使用，实拍画面边缘也不会有暗角。
以上实施例中，第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7相胶合，能够起到消色差的作用，并可以减小安装体积，提升镜头的安装便利性。但是本发明并不限定第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7相胶合作为实现本发明技术方案的必要前提条件。
以物方在左、像方在右为例，本发明实施例中所说的物侧面呈凸面结构表示透镜左侧面凸向左方，物侧面呈凹面结构表示透镜左侧面向右方凹进；本发明实施例中所说的像侧面呈凸面结构表示透镜右侧面凸向右方，物侧面呈凹面结构表示透镜右侧面向左方凹进。对于非球面透镜来讲，表面呈凸面结构不排除该表面具有中心区域和向外延伸的延伸区域，延伸区域凸起，而中心区域相对于延伸区域呈凹面状的情况，因为其整体上被观测到呈凸面结构；反之，对于非球面透镜来讲，表面呈凹面结构不排除该表面具有中心区域和向外延伸的延伸区域，延伸区域凹陷，而中心区域相对于延伸区域呈凸面状的情况，因为其整体上被观测到呈凹面结构。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种光学镜头，包括由物方到像方的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，其特征在于：
所述第一透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第二透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第三透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凹面结构或凸面结构；
所述第四透镜的像侧面呈凸面结构；
所述第五透镜的像侧面呈凸面结构；
所述第六透镜的物侧面呈凹面结构，其像侧面呈凹面结构；
所述第七透镜的物侧面呈凸面结构，其像侧面呈凸面结构。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有负光焦度，所述第七透镜具有正光焦度。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，各个透镜的焦距满足以下条件：-6.35≤f 1 /f≤-5.00，-2.70≤f 2 /f≤-2.44，4.69≤f 3 /f≤6.58，3.2≤f 4 /f≤3.82，2.07≤f 5 /f≤6.60，-2.22≤f 6 /f≤-1.72，1.85≤f 7 /f≤4.91，其中，f 1为第一透镜的焦距，f 2为第二透镜的焦距，f 3为第三透镜的焦距，f 4为第四透镜的焦距，f 5为第五透镜的焦距，f 6为第六透镜的焦距，f 7为第七透镜的焦距，f为光学镜头的整组焦距。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足条件：
0.119≤bfl/TTL≤0.187，其中，bfl为所述第七透镜的像侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离；TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：15.9≤Fov/Y m/2≤17.3，其中，Fov为水平或者最大镜头视场角，Y m为视场角为Fov时对应的像高。
6.根据权利要求5所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：
Y 1*180/pi≥1.05，其中，Y 1为半视场角为1°时对应的镜头像高，pi为圆周率。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：11.79≤TTL/f≤13.86，其中，TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在光轴上的距离，f为光学镜头的整组焦距。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜满足：8.39≤2*D 1/f≤11.53，其中，2*D 1为所述第一透镜的有效径，f为光学镜头的整组焦距。
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、第二透镜和第三透镜使得所述光学镜头在半视场角30°至60°之间的像素点数量大于424个且小于2000个。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜为胶合透镜。
11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和第四透镜均为球面镜，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为非球面镜。
12.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，所述第二透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状；
所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面包括光轴位置处的中心区域以及自所述中心区域向外延伸的延伸区域，所述第七透镜物侧面的中心区域相对于其延伸区域呈凹面状。
13.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和第四透镜均采用玻璃材质；所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均采用塑料材质；
所述第一透镜的材料折射率Nd1满足0＜Nd1≤1.82，其材料阿贝常数Vd1满足0＜Vd1≤46.5；所述第四透镜的材料折射率Nd满足1.44≤Nd4≤1.6，其材料阿贝常数Vd4满足68.3≤Vd4≤94.5。
14.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头中光焦度最大的透镜采用折射率温度系数介于﹣10*10-6/℃至-6.35*10-6/℃的塑料材料。
15.一种摄像装置，其特征在于，包括电子感光元件及如权利要求1至14中任一项所述的光学镜头。
16.一种驾驶工具，其特征在于，包括如权利要求15所述的摄像装置，所述驾驶工具为车辆、船舶、飞机或无人机。
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