CN207216120U - 成像镜头及成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种成像镜头及成像装置，沿所述成像镜头的光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组、光阑和具有正光焦度的第二透镜组；所述成像镜头满足以下条件式：2<F₁/F<6，其中：F₁表示所述第一透镜组的焦距，F表示所述成像镜头的总焦距。本实用新型的成像镜头具有结构简单，造型小巧，便于携带，成像效果好。

Description

成像镜头及成像装置

技术领域

本实用新型属于光学镜头技术领域，具体涉及成像镜头及成像装置。

背景技术

通常将视场角在40°-60°之间的成像镜头称为标准镜头，标准镜头广泛应用在具有可换镜头的相机、摄像机、数字相机、广播相机上。镜头的F数是焦距与入瞳直径的比值，入瞳的位置由镜头的孔径光阑决定，孔径光阑限制的是入射到系统光束宽度的大小，如果系统的孔径光阑在第一片透镜处，那么入瞳也就在该处，入瞳直径就是第一片透镜的口径大小。当标准镜头的F数较大时，一般采用Triplet或者Tessar结构，而对于F数小于2.8的大口径标准镜头则通常采用双高斯结构。目前采用双高斯结构的标准镜头通常体型比较大，不方便携带，且成像品质达不到特定的要求。

实用新型内容

为克服现有技术中的问题，本实用新型提供了一种小巧便携，重量轻，成像优秀的成像镜头和成像装置。

具体地，本实用新型提供一种成像镜头，沿所述成像镜头的光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组、光阑和具有正光焦度的第二透镜组；所述成像镜头满足以下条件式(1)

2<F₁/F<6 (1)，

其中：F₁表示所述第一透镜组的焦距，F表示所述成像镜头的总焦距。所述成像镜头满足条件式(1)能够减小第一透镜组的尺寸，降低整体系统的重量，提供一种小型，轻量并具有优异的成像性能的成像镜头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一透镜组包括：第一正透镜、第二负透镜和第三正透镜；所述第一正透镜和所述第二负透镜组成第一胶合镜片组，所述第一正透镜的物侧面为凸面，所述第二负透镜的像侧面为凹面；所述第三正透镜为弯月形透镜，所述第三正透镜的物侧面为凸面。能够抑制由第一透镜组所产生的初级像差，提供一种大口径，并具有优异的成像性能的成像镜头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成像镜头满足以下条件式(2)

0<R_2b/R_3a<1，R_3a<30mm (2)，

其中：R_2b表示所述第二负透镜的像侧面曲率半径，R_3a表示所述第三正透镜的物侧面曲率半径。所述成像镜头满足条件式(2)可以使第一透镜组的正光焦度得到平衡分配，抑制单镜面产生的初级像差，能够使成像性能提高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第三正透镜的材料满足以下条件式(3)(4)

1.80<nd<1.9,(3)

33<νd<50,(4)

其中：nd为介质关于d线波长587.6nm的折射率，νd为介质关于d线波长587.6nm的阿贝数。所述成像镜头满足条件式(3)(4)可以减少光阑物侧的透镜组所产生的球差，平衡光阑前后透镜组所产生的色差，使镜头的成像性能提高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二透镜组包括：第四负透镜、第五正透镜和第六正透镜；所述第四负透镜和所述第五正透镜组成第二胶合镜片组，所述第六正透镜为非球面正透镜；所述成像镜头满足以下条件式(5)

1<F₂/F<3,(5)

其中：F₂表示所述第二透镜组的焦距。在光阑的像侧配置的第二胶合镜片组，可以抑制后群所产生的倍率色差和位置色差，平衡光阑前后透镜组所产生的色差，使镜头的成像性能提高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第六正透镜为双面非球面正透镜，所述成像镜头满足以下条件式(6)

3<R_6a/R_6b<10,(6)

其中：R_6a表示所述第六正透镜的物侧面曲率半径，R_6b表示所述第六正透镜的像侧面曲率半径。第六正透镜使用了双面非球面正透镜，极大地减小和调整了了光学系统产生的球差。提高整个光学系统的成像性能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成像镜头满足以下条件式(7)

0.6<BF/F<1，(7)

其中：BF表示所述成像镜头的最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。

所述成像镜头满足条件式(7)能增加成像镜头的后截距，满足单透镜反光照相机的结构需求。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成像镜头还包括：平行玻璃板；所述平行玻璃板位于所述第二透镜组与像之间。

具体地，本实用新型还提供一种成像装置，包括:感光器；位于所述感光器前方且与所述感光器同轴设置的成像镜头，所述成像镜头为上述任一实施方式的成像镜头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成像装置还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片位于所述成像镜头与所述感光器之间。

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：

(1)结构简单，造型小巧，便于携带。

(2)成像质量好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型一实施例中的成像镜头的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例中的成像镜头的结构示意图。

图3为成像镜头在物距无穷远时，成像镜头的球差曲线图。

图4为成像镜头在物距无穷远时，成像镜头的象散和畸变曲线图。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供的一种成像镜头，沿所述成像镜头的光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组GR1、光阑70和具有正光焦度的第二透镜组GR2；所述成像镜头满足以下条件式(1)

2<F₁/F<6(1)，

其中：F₁表示第一透镜组GR1的焦距，F表示整个光学系统的总焦距。

成像镜头能够在提高孔径比的同时，减小第一透镜组GR1的尺寸，降低整体光学系统的重量，提供一种小型，轻变，大口径的成像镜头。条件式(1)规定了光阑前光线的入射角度及入瞳的位置。在视场角相同的情况下，主光线与透镜的交点离光轴更近，因此第一透镜组GR1的口径可以设计得更小，而由光线偏角所引起的球差、畸变等诸像差也相应地更小。若在条件式(1)中超过上下限，则无法兼顾光学镜头小型，轻便，大口径的设计要求。

第一透镜组GR1包括：第一正透镜10、第二负透镜20和第三正透镜30；第一正透镜10和第二负透镜20组成第一胶合镜片组，第一正透镜10的物侧面为凸面，第二负透镜20的像侧面为凹面；第三正透镜30为弯月形透镜，第三正透镜30的物侧面为凸面。

通过抑制光学系统中折射面的数量，能够降低成本。利用第一胶合镜片组来校正位置色差和倍率色差，来提高光学系统的成像能力。

所述成像镜头满足以下条件式(2)

0<R_2b/R_3a<1，其中R_3a<30mm (2)，

其中：R_2b表示第二负透镜20的像侧面曲率半径，R_3a表示第三正透镜30的物侧面曲率半径。

条件式(2)规定第一透镜组GR1光焦度分配比例，通过满足条件式(2)，能够让第一透镜组GR1的球差自相抵消，得到球差极小的第一透镜组GR1，维持良好的光学性能。若条件式(2)超过上下限。会过大的产生球差，使得整组成像镜头球差得不到好的校正。

第三正透镜30的材料满足以下条件式(3)(4)

1.80<n_d<1.9,(3)

33<ν_d<50,(4)

其中：n_d为介质关于d线波长587.6nm的折射率，ν_d为介质关于d线波长587.6nm的阿贝数。

条件式(3)(4)规定了第三正透镜30的折射率和阿贝数，由该条件式规定的值，决定了第二透镜组GR2后的位置色差和倍率色差，是影响成像性能的重要因素。若超过条件式(3)和(4)的上下限，则对第一胶合透镜组所产生的位置色差和球面像差校正过剩，导致成像性能的劣化。

第二透镜组GR2包括：第四负透镜40、第五正透镜50和第六正透镜60；第四负透镜40和第五正透镜50组成第二胶合镜片组，第六正透镜60为非球面正透镜；所述成像镜头满足以下条件式(5)

1<F₂/F<3,(5)

其中：F₂表示第二透镜组GR2的焦距。

在光阑的像侧配置的第二胶合镜片组，可用于平衡光阑前后透镜组所产生的色差，使镜头的成像性能提高。若超过条件式(5)的上下限，则系统彗差得不到平衡，会影响整个成像镜头的清晰度下降。

第六正透镜60为双面非球面正透镜，所述成像镜头满足以下条件式(6)

3<R_6a/R_6b<10,(6)

其中：R_6a表示第六正透镜60的物侧面曲率半径，R_6b表示第六正透镜60的像侧面曲率半径。

条件式(6)若超过了下限，则该正透镜象散会残留比较大。不利于整个成像镜头的象散调整，若超过了上限，则会导致整个成像镜头的场曲变大。此外此正透镜不为非球面透镜，则整个成像镜头的球差难以得到很好的校正，并且长度会增大。达不到该成像镜头小巧便携，成像优秀的目的。

所述成像镜头满足以下条件式(7)

0.6<BF/F<1，(7)

其中：BF表示所述成像镜头的最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。

条件式(7)用于实现高光学性能，同时确保适用于单透镜反光相机和影印透镜的可互换透镜的后截距。

若在条件式(7)中超过下限，后截距相对于光学系统的焦距变得太短，以至于难以获得适合用于单透镜反光相机和影印透镜的可互换透镜的光学系统。另一方面，若在条件式(7)中超过其上限，后截距相对于光学系统的焦距变得相对太长，折射能力分布变得更远离对称型，因此难以校正畸变并且不能实现高光学性能。

实例2

如图2所示，本实用新型提供的一种成像镜头，包括：具有正光焦度的第一透镜组GR1，具有正光焦度的第二透镜组GR2，在第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间设有光阑70。

例如，成像镜头构成的光学系统总焦距为F＝40mm，光圈为F/2.8，其中第一透镜组GR1的焦距为104mm，第二透镜组GR2的焦距为47mm。该成像镜头可作为全画幅相机所需的单反镜头使用。

第一透镜组GR1包括：第一正透镜10、第二负透镜20和第三正透镜30；第一正透镜10和第二负透镜20组成第一胶合镜片组。第二透镜组GR2包括：第四负透镜40、第五正透镜50和第六正透镜60；第四负透镜40和第五正透镜50组成第二胶合镜片组，第六正透镜60为非球面正透镜。

由一种滤光器配置的平行玻璃板90布置在第六正透镜60和像表面80之间。像表面80为图像感应芯片的成像面，用于将光信号转换为电信号，进而形成与被拍摄物体对应的图像。后截距是从第六正透镜60的像侧面到像表面80的距离。

下面参照附图和表格描述本实用新型的特定实施例的成像镜头的数值示例。需要注意的是，在表格和以下描述中使用的符号如下：

“Si”表示表面号；“Ri”是曲率半径；“di”是第i个表面和第i+1个表面之间的轴上表面距离；“n_d”是折射率；“νd”是阿贝数。关于表面号，“ASP”表示该表面是非球面，并且关于曲率半径，“∞”表示该表面是平面。此外，折射率和阿贝数是关于d线(波长587.6nm)的折射率和阿贝数。

在数值实例中使用的透镜包括具有非球面透镜表面的一些透镜。其中在光轴的方向中距离表面顶点的距离(即矢高量Sag amount)由x表示；在垂直于光轴方向上的高度(即径高)由“y”表示；在透镜的顶点的近轴曲率(即、曲率半径的倒数)由“c”表示；锥度常数由“k”表示；并且第四、第六、第八、第十级非球面系数分别有“C₄”、“C₆”、“C₈”和“C₁₀”表示，非球面形状由以下表达式定义：

表1列出了成像镜头的系统结构参数中的球面数据

表2列出了成像镜头的系统结构参数中的非球面数据

为了更好地理解本实用新型，使用光学设计软件(本实施例中采用Zemax软件)进行设计。图3是成像镜头在物距无穷远时，成像镜头的球差曲线图。不带制定单位的值默认为毫米。通常在该类镜头中，全孔径球差在0.2mm以内为优良，本实施例提供的成像镜头的球差在0.1mm以内，成效效果为优秀。图4是成像镜头在物距无穷远时，成像镜头的象散和畸变曲线图，不带制定单位的值默认为毫米。本实施例提供的成像镜头的象散在0.mm以内，全视场畸变在3％左右，成像效果为优秀。

实施例3

本实用新型还提供一种成像装置，包括:感光器；位于所述感光器前方且与所述感光器同轴设置的成像镜头，所述成像镜头为实施例1或2中提供的成像镜头。所述成像装置还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片位于所述成像镜头与所述感光器之间。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种成像镜头，其特征在于，沿所述成像镜头的光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜组、光阑和具有正光焦度的第二透镜组；所述成像镜头满足以下条件式：

2<F₁/F<6，

其中：F₁表示所述第一透镜组的焦距，F表示所述成像镜头的总焦距。

2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括：第一正透镜、第二负透镜和第三正透镜；所述第一正透镜和所述第二负透镜组成第一胶合镜片组，所述第一正透镜的物侧面为凸面，所述第二负透镜的像侧面为凹面；所述第三正透镜为弯月形透镜，所述第三正透镜的物侧面为凸面。

3.根据权利要求2所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件式：

0<R_2b/R_3a<1和R_3a<30mm，

其中：R_2b表示所述第二负透镜的像侧面曲率半径，R_3a表示所述第三正透镜的物侧面曲率半径。

4.根据权利要求2所述的成像镜头，其特征在于，所述第三正透镜满足以下两个条件式：

1.8<n_d<1.9,和

33<ν_d<50,其中：n_d为介质关于d线波长587.6nm的折射率，ν_d为介质关于d线波长587.6nm的阿贝数。

5.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第二透镜组包括：第四负透镜、第五正透镜和第六正透镜；所述第四负透镜和所述第五正透镜组成第二胶合镜片组，所述第六正透镜为非球面正透镜；所述成像镜头满足以下条件式：

1<F₂/F<3,其中：F₂表示所述第二透镜组的焦距。

6.根据权利要求5所述的成像镜头，其特征在于，所述第六正透镜为双面非球面正透镜，所述成像镜头满足以下条件式：

3<R_6a/R_6b<10,其中：R_6a表示所述第六正透镜的物侧面曲率半径，R_6b表示所述第六正透镜的像侧面曲率半径。

7.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件式：0.6<BF/F<1，

其中：BF表示所述成像镜头的最接近像侧的透镜表面和像面之间的距离。

8.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：平行玻璃板；所述平行玻璃板位于所述第二透镜组与像之间。

9.一种成像装置，包括感光器，其特征在于，所述成像装置还包括位于所述感光器前方且与所述感光器同轴设置的成像镜头，其中，所述成像镜头为权利要求1-8任一项所述的成像镜头。

10.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置还包括红外截止滤光片，所述红外截止滤光片位于所述成像镜头与所述感光器之间。