CN209343033U

CN209343033U - 一种光学成像镜头

Info

Publication number: CN209343033U
Application number: CN201920233078.6U
Authority: CN
Inventors: 张军光
Original assignee: Xiamen Li Ding Au Optronics Co
Current assignee: Xiamen Li Ding Au Optronics Co; Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2019-09-03
Anticipated expiration: 2029-02-22

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域，特别地涉及一种光学成像镜头。本实用新型公开了一种鱼眼镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜；该第一透镜为具正屈光率的凸凹透镜；该第二透镜为具负屈光率的凹凹透镜；该第三透镜为具正屈光率的凸凸透镜；该第四透镜为具正屈光率的凸凸透镜；该第五透镜为具正屈光率的凸凸透镜；该第六透镜为具负屈光率的凹凹透镜；该第七透镜为具负屈光率的凸凹透镜；该第八透镜为具正屈光率的凸凸透镜；该第九透镜为具负屈光率的凹凸透镜。本实用新型具有长焦距、无畸变、高解像力和大通光的优点。

Description

一种光学成像镜头

技术领域

本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种光学成像镜头。

背景技术

道路监控是用于交警在道路上进行拍照或录像以进行取证的专用设备。由于使用距离较远和证据的重要性，要求光学成像镜头需具有长焦距、无畸变和高解像力，以便取得的证据更完整，更清晰，为执法提供有力证据，但现有的用在道路上的光学成像镜头，无法同时满足具有长焦距、无畸变和高解像力的要求。此外，由于道路监控使用的是室外各种环境，为了在光线较差的环境也能使用，还要求光学成像镜头有较大的通光。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有长焦距、无畸变和高解像力且通光较大的光学成像镜头用以解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜；该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；

该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凹面，该第二透镜的像侧面为凹面；

该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凸面；

该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凸面，该第四透镜的像侧面为凸面；

该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；

该第六透镜具负屈光率，该第六透镜的物侧面为凹面，该第六透镜的像侧面为凹面；

该第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凸面，该第七透镜的像侧面为凹面；

该第八透镜具正屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凸面；

该第九透镜具负屈光率，该第九透镜的物侧面为凹面，该第九透镜的像侧面为凸面；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片。

进一步的，还包括光阑，所述光阑设置在第四透镜和第五透镜之间。

更进一步的，该光学成像镜头还满足：Gstop>5.5，其中，Gstop为该光阑与第四透镜以及第五透镜在该光轴上的空气间隙之和。

进一步的，该光学成像镜头还满足：D12/R12＜0.5，其中，D12为该第一透镜的通光口径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径。

进一步的，所述第一透镜至第九透镜采用玻璃材料制成。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd1＞1.6，其中，nd1为该第一透镜在d线的折射率。

进一步的，该第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面相互胶合，并满足：90<R23<115，其中，R23为该第二透镜和第三透镜的胶合面的曲率半径。

更进一步的，该第七透镜的像侧面与第八透镜的物侧面相互胶合。

进一步的，该光学成像镜头满足：T1<6.1，T2<2.65，9.3<T23<9.8，T7<7.6，13.2<T78<17.6，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，T2为该第二透镜在该光轴上的厚度，T23为该第二、第三透镜在该光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在该光轴上的厚度，T78为该第七、第八透镜在该光轴上的厚度之和。

进一步的，该光学成像镜头满足：ALG<34.5，ALT<66.2，及ALT/ALG<2.75，其中，ALG为该第一透镜到该第九透镜在该光轴上的空气间隙总和，ALT为该第一透镜至该第九透镜在该光轴上的九个透镜厚度的总和。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用九片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有畸变小(可小于1％)、解像力好(光学传递函数可达到200lp/mm大于0.3)、焦距长且通光大的优点。

此外，本实用新型在可见光对焦情况下切换夜视模式，夜视效果好,(0.8/0.5ICR)红外偏移量(IR shift)<15um。

本实用新型的九片透镜使用玻璃透镜，高温和低温条件下后焦变化量小。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的场曲和畸变示意图；

图3为本实用新型实施例一的可见光MTF图；

图4为本实用新型实施例一的850nm红外线MTF图；

图5为本实用新型实施例一的可见光离焦曲线图；

图6为本实用新型实施例一的850nm红外线离焦曲线图；

图7为本实用新型实施例二的结构示意图；

图8为本实用新型实施例二的场曲和畸变示意图；

图9为本实用新型实施例二的可见光MTF图；

图10为本实用新型实施例二的850nm红外线MTF图；

图11为本实用新型实施例二的可见光离焦曲线图；

图12为本实用新型实施例二的850nm红外线离焦曲线图；

图13为本实用新型实施例三的结构示意图；

图14为本实用新型实施例三的场曲和畸变示意图；

图15为本实用新型实施例三的可见光MTF图；

图16为本实用新型实施例三的850nm红外线MTF图；

图17为本实用新型实施例三的可见光离焦曲线图；

图18为本实用新型实施例三的850nm红外线离焦曲线图；

图19为本实用新型实施例四的结构示意图；

图20为本实用新型实施例四的场曲和畸变示意图；

图21为本实用新型实施例四的可见光MTF图；

图22为本实用新型实施例四的850nm红外线MTF图；

图23为本实用新型实施例四的可见光离焦曲线图；

图24为本实用新型实施例四的850nm红外线离焦曲线图；

图25为本实用新型四个实施例的各个表达式的数值表。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。

本实用新型公开了一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜；该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片。采用九片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有畸变小、解像力好、焦距长且通光大的优点。

优选的，还包括光阑，所述光阑设置在第四透镜和第五透镜之间。

优选的，该光学成像镜头还满足：Gstop>5.5，其中，Gstop为该光阑与第四透镜以及第五透镜在该光轴上的空气间隙之和，进一步实现较大通光。

优选的，该光学成像镜头还满足：D12/R12＜0.5，其中，D12为该第一透镜的通光口径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径，进一步优化畸变。

优选的，所述第一透镜至第九透镜采用玻璃材料制成，高温和低温条件下后焦变化量小。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd1＞1.6，其中，nd1为该第一透镜在d线的折射率，采用高折射率材料，可实现该光学成像镜头具有较小前端口径，且材料化学性质稳定，价格也相对低廉。

优选的，该第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面相互胶合，并满足：90<R23<115，其中，R23为该第二透镜和第三透镜的胶合面的曲率半径，有利于消色差。

优选的，该第七透镜的像侧面与第八透镜的物侧面相互胶合，结合第二透镜和第三透镜，进一步消除色差。

优选的，该光学成像镜头满足：T1<6.1，T2<2.65，9.3<T23<9.8，T7<7.6，13.2<T78<17.6，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，T2为该第二透镜在该光轴上的厚度，T23为该第二、第三透镜在该光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在该光轴上的厚度，T78为该第七、第八透镜在该光轴上的厚度之和。有利于缩短镜头长度，且易于加工制造。

优选的，该光学成像镜头满足：ALG<34.5，ALT<66.2，及ALT/ALG<2.75，其中，ALG为该第一透镜到该第九透镜在该光轴上的空气间隙总和，ALT为该第一透镜至该第九透镜在该光轴上的九个透镜厚度的总和。有利于控制光学成像镜头长度，且易于加工装配。

下面将以具体实施例对本实用新型的光学成像镜头进行详细说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型公开了一种光学成像镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑10、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9和成像面110；该第一透镜1至第九透镜9各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面；

该第一透镜1具正屈光率，该第一透镜1的物侧面11为凸面，该第一透镜1的像侧面12为凹面；

该第二透镜2具负屈光率，该第二透镜2的物侧面21为凹面，该第二透镜2的像侧面22为凹面；

该第三透镜3具正屈光率，该第三透镜3的物侧面31为凸面，该第三透镜3的像侧面32为凸面；

该第四透镜4具正屈光率，该第四透镜4的物侧面41为凸面，该第四透镜4的像侧面42为凸面；

该第五透镜5具正屈光率，该第五透镜5的物侧面51为凸面，该第五透镜5的像侧面52为凸面；

该第六透镜6具负屈光率，该第六透镜6的物侧面61为凹面，该第六透镜6的像侧面62为凹面；

该第七透镜7具负屈光率，该第七透镜7的物侧面71为凸面，该第七透镜7的像侧面72为凹面；

该第八透镜8具正屈光率，该第八透镜8的物侧面81为凸面，该第八透镜8的像侧面82为凸面；

该第九透镜9具负屈光率，该第九透镜9的物侧面91为凹面，该第九透镜9的像侧面92为凸面；

本具体实施例中，还包括滤光片120，所述滤光片120设置在第九透镜9与成像面110之间的光轴I上，滤光片120可以红外滤光片，但不限于此。

本具体实施例中，还包括保护玻璃130，所述保护玻璃130设置在滤光片120与成像面110之间的光轴I上。

本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。

表1-1实施例一的详细光学数据

表面		曲率半径	厚度	材质	折射率	色散系数	焦距
								OBJ	被摄物面	平面	Infinity
11	第一透镜	82.520	5.996	H-LAF50B	1.772501	49.6135	267.47
								12		132.606	4.762
21	第二透镜	-60.514	2.649	H-ZF4AGT	1.728254	28.3109	-51.07
								22		100.447	0
31	第三透镜	100.447	7.040	H-BAK5	1.560689	58.3448	90.35
								32		-100.447	0.726
41	第四透镜	39.726	11.000	FCD1	1.496997	81.6084	62.60
								42		-132.047	3.309
10	光阑	Infinity	2.973
								51	第五透镜	81.436	8.579	H-ZF88	1.945958	17.9439	71.86
52		-422.961	3.104
								61	第六透镜	-58.619	3.403	H-LAK7A	1.713004	53.8681	-44.31
62		70.861	5.579
								71	第七透镜	80.850	3.415	H-ZF13	1.784721	25.7197	-52.96
72		27.100	0
								81	第八透镜	27.100	9.880	H-ZK50GT	1.607382	56.6670	33.67
82		-73.095	13.671
								91	第九透镜	-25.179	8.748	H-F13	1.625886	35.7138	-61.29
92		-82.086	4.606
								121	滤光片	Infinity	0.700	H-K9L	1.516797	64.2124
122		Infinity	1.000
								131	保护玻璃	Infinity	0.500	H-K9L	1.516797	64.2124
132		Infinity	18.859
								110	成像面	Infinity	0.000

本具体实施例的其它相关条件表达式的数值请参考图25。

本具体实施例场曲及畸变图如图2的(A)和(B)所示，可以看出畸变小；解像力请参阅图3和4，从图上可以看出解像力好，分辨率高；可见与红外850nm共焦性请参阅图5和6，可以看出可见光与红外共焦性好。

本具体实施例中，Φ＝23，f＝99.6mm；Fno＝2.8，其中，Φ为光学成像镜头的像面直径，f为该光学成像镜头的焦距，FNO为光圈值。

实施例二

如图7所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。

本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。

表2-1实施例二的详细光学数据

本具体实施例的其它相关条件表达式的数值请参考图25。

本具体实施例场曲及畸变图如图8的(A)和(B)所示，可以看出畸变小；解像力请参阅图9和10，从图上可以看出解像力好，分辨率高；可见与红外850nm共焦性请参阅图11和12，可以看出可见光与红外共焦性好。

本具体实施例中，Φ＝23，f＝99.5mm；Fno＝2.8。

实施例三

如图13所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。

本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。

表3-1实施例三的详细光学数据

本具体实施例的其它相关条件表达式的数值请参考图25。

本具体实施例场曲及畸变图如图14的(A)和(B)所示，可以看出畸变小；解像力请参阅图15和16，从图上可以看出解像力好，分辨率高；可见与红外850nm共焦性请参阅图17和18，可以看出可见光与红外共焦性好。

本具体实施例中，Φ＝23，f＝99.6mm；Fno＝2.8。

实施例四

如图19所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。

本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。

表4-1实施例四的详细光学数据

本具体实施例的其它相关条件表达式的数值请参考图25。

本具体实施例场曲及畸变图如图20的(A)和(B)所示，可以看出畸变小；解像力请参阅图21和22，从图上可以看出解像力好，分辨率高；可见与红外850nm共焦性请参阅图23和24，可以看出可见光与红外共焦性好。

本具体实施例中，Φ＝23，f＝99.6mm；Fno＝2.8。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种光学成像镜头，其特征在于：从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜；该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：还包括光阑，所述光阑设置在第四透镜和第五透镜之间。

3.根据权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：Gstop>5.5，其中，Gstop为该光阑与第四透镜以及第五透镜在该光轴上的空气间隙之和。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：D12/R12＜0.5，其中，D12为该第一透镜的通光口径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：所述第一透镜至第九透镜采用玻璃材料制成。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd1＞1.6，其中，nd1为该第一透镜在d线的折射率。

7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面相互胶合，并满足：90<R23<115，其中，R23为该第二透镜和第三透镜的胶合面的曲率半径。

8.根据权利要求7所述的光学成像镜头，其特征在于：该第七透镜的像侧面与第八透镜的物侧面相互胶合。

9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：T1<6.1，T2<2.65，9.3<T23<9.8，T7<7.6，13.2<T78<17.6，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，T2为该第二透镜在该光轴上的厚度，T23为该第二、第三透镜在该光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在该光轴上的厚度，T78为该第七、第八透镜在该光轴上的厚度之和。

10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：ALG<34.5，ALT<66.2，及ALT/ALG<2.75，其中，ALG为该第一透镜到该第九透镜在该光轴上的空气间隙总和，ALT为该第一透镜至该第九透镜在该光轴上的九个透镜厚度的总和。