CN211149038U - 一种光学成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种光学成像镜头，包括十二片透镜，第一透镜具正屈光率且物侧面为凸面，第二透镜具负屈光率且像侧面为凹面，第三透镜和第十一透镜均为具负屈光率的凹凹透镜，第四、第五和第十二透镜为具正屈光率的凸凸透镜，第六透镜为具正屈光率的凸平透镜，第七透镜具正屈光率且像侧面为凸面，第八透镜为具负屈光率的凸凹透镜，第九透镜为具正屈光率的凸凹透镜，第十透镜为正屈光率的平凸透镜，该第三透镜与第四透镜相互胶合；该第八透镜与第九透镜相互胶合；该第十透镜与第十一透镜相互胶合。本实用新型具有大像面、单位像素占比率高、大通光、色差优化好、成像质量好的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种用于智能交通系统的光学成像镜头。
背景技术
随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛地应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控、智能交通系统等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。
在智能交通系统中，光学成像镜头的性能好坏很关键，会影响整个系统的可靠性。但目前应用于智能交通系统的光学成像镜头，其单位像素(pixel)占比率不高，不利于后期算法开发；普遍通光偏小、成像面边缘相对照度偏低；像面尺寸(即像面对角线长度)在1/1.8英寸和1英寸左右，较小，且总像素值偏低；普遍色差优化不足，容易出现蓝紫边现象，已无法满足智能交通系统日益提高的要求，急需进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种光学成像镜头用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：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至第十二透镜；该第一透镜至第十二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；
第二透镜具负屈光率，该第二透镜的像侧面为凹面；
第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；
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；
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；
第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为平面；
第七透镜具正屈光率，该第七透镜的像侧面为凸面；
第八透镜具负屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凹面；
第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凹面；
第十透镜具正屈光率，该第十透镜的物侧面为平面，该第十透镜的像侧面为凸面；
第十一透镜具负屈光率，该第十一透镜的物侧面为凹面，该第十一透镜的像侧面为凹面；
该第十二透镜具正屈光率，该第十二透镜的物侧面为凸面，该第十二透镜的像侧面为凸面；
该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合；该第八透镜的像侧面与第九透镜的物侧面相互胶合；该第十透镜的像侧面与第十一透镜的物侧面相互胶合；该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片。
进一步的，该光学成像镜头更满足：vd4-vd3>30，其中，vd3和vd4分别表示该第三透镜和第四透镜的色散系数。
进一步的，该光学成像镜头更满足：vd9-vd8>30，其中，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜的色散系数。
进一步的，该光学成像镜头更满足：vd10-vd11>30，其中，vd10和vd11分别表示该第十透镜和第十一透镜的色散系数。
进一步的，还包括光阑，该光阑设置在第六透镜和第七透镜之间。
进一步的，该第一透镜至第十二透镜均采用玻璃材料制成。
进一步的，该第一透镜至第十二透镜均采用环保材料制成。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型采用十二片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有单位像素占比率高，有利于后期图像处理及相应算法开发；通光孔径大，进光量大，像面边缘相对照度均匀；成像面尺寸大，且总像素值为千万像素；可见光宽光谱设计，色差优化好，具有良好的图像色彩还原性的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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可见光0.435-0.656μm的MTF图；
图3为本实用新型实施例一的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；
图4为本实用新型实施例一的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图5为本实用新型实施例一的可见光0.546μm的横向色差曲线图；
图6为本实用新型实施例一的可见光0.435-0.656μm的纵向像差曲线图；
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可见光0.435-0.656μm的MTF图；
图9为本实用新型实施例二的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；
图10为本实用新型实施例二的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图11为本实用新型实施例二的可见光0.546μm的横向色差曲线图；
图12为本实用新型实施例二的可见光0.435-0.656μm的纵向像差曲线图；
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可见光0.435-0.656μm的MTF图；
图15为本实用新型实施例三的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；
图16为本实用新型实施例三的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图17为本实用新型实施例三的可见光0.546μm的横向色差曲线图；
图18为本实用新型实施例三的可见光0.435-0.656μm的纵向像差曲线图；
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可见光0.435-0.656μm的MTF图；
图21为本实用新型实施例四的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；
图22为本实用新型实施例四的可见光0.546μm的相对照度曲线图；
图23为本实用新型实施例四的可见光0.546μm的横向色差曲线图；
图24为本实用新型实施例四的可见光0.435-0.656μm的纵向像差曲线图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
这里所说的「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至第十二透镜；该第一透镜至第十二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。
第二透镜具负屈光率，该第二透镜的像侧面为凹面。
第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面。
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。
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。
第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为平面。
第七透镜具正屈光率，该第七透镜的像侧面为凸面。
第八透镜具负屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凹面。
第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凹面。
第十透镜具正屈光率，该第十透镜的物侧面为平面，该第十透镜的像侧面为凸面。
第十一透镜具负屈光率，该第十一透镜的物侧面为凹面，该第十一透镜的像侧面为凹面。
该第十二透镜具正屈光率，该第十二透镜的物侧面为凸面，该第十二透镜的像侧面为凸面。
该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，该第八透镜的像侧面与第九透镜的物侧面相互胶合，该第十透镜的像侧面与第十一透镜的物侧面相互胶合，采用三组胶合透镜，能够比较好地优化色差。
第八透镜和第九透镜的胶合透镜与第十透镜和第十一透镜的胶合透镜组成了双高斯对称结构，能够很好的矫正高级像差，提高成像质量。
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片。本实用新型采用十二片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有单位像素占比率高，有利于后期图像处理及相应算法开发；通光孔径大，进光量大，像面边缘相对照度均匀；成像面尺寸大，且总像素值为千万像素；可见光宽光谱设计，色差优化好，具有良好的图像色彩还原性的优点。
优选的，该光学成像镜头更满足：vd4-vd3>30，其中，vd3和vd4分别表示该第三透镜和第四透镜的色散系数，能够更好地优化色差。
优选的，该光学成像镜头更满足：vd9-vd8>30，其中，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜的色散系数，能够更好地优化色差。
优选的，该光学成像镜头更满足：vd10-vd11>30，其中，vd10和vd11分别表示该第十透镜和第十一透镜的色散系数，能够更好地优化色差。
优选的，还包括光阑，该光阑设置在第六透镜和第七透镜之间，优化该光学成像镜头的整体性能。
优选的，该第一透镜至第十二透镜均采用玻璃材料制成，使得温漂较小。
优选的，该第一透镜至第十二透镜均采用环保材料制成，符合环保要求。
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。
实施一
如图1所示，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、第五透镜5、第六透镜6、光阑130、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜100、第十一透镜110、第十二透镜120、保护玻璃140和成像面150；该第一透镜1至第十二透镜120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为凸面，当然，在其它实施例中，该第一透镜1的像侧面12也可以是凹面或平面。
该第二透镜2具负屈光率，该第二透镜21的物侧面21为凹面，该第二透镜2的像侧面22为凹面，当然，在其它实施例中，该第二透镜21的物侧面21也可以是凸面或平面。
该第三透镜3具负屈光率，该第三透镜3的物侧面31为凹面，该第三透镜3的像侧面32为凹面。
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具正屈光率，该第六透镜6的物侧面61为凸面，该第六透镜6的像侧面62为平面。
该第七透镜7具正屈光率，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为凸面，当然，在其它实施例中，该第七透镜7的物侧面71也可以是凹面或平面。
该第八透镜8具负屈光率，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为凹面。
该第九透镜9具正屈光率，该第九透镜9的物侧面91为凸面，该第九透镜9的像侧面92为凹面。
该第十透镜100具正屈光率，该第十透镜100的物侧面101为平面，该第十透镜100的像侧面102为凸面。
该第十一透镜110具负屈光率，该第十一透镜110的物侧面111为凹面，该第十一透镜110的像侧面112为凹面。
该第十二透镜120具正屈光率，该第十二透镜120的物侧面121为凸面，该第十二透镜120的像侧面122为凸面。
本具体实施例中，该第三透镜3的像侧面32与第四透镜4的物侧面41相互胶合，该第八透镜8的像侧面82与第九透镜9的物侧面91相互胶合，该第十透镜100的像侧面102与第十一透镜110的物侧面111相互胶合，
本具体实施例中，第一透镜1至第十二透镜120均采用玻璃材料制成，但并不限于此，在其它实施例中，也可以是塑胶材料等制成。
本具体实施例中，第一透镜1至第十二透镜120的材料均为环保材料。
在其它实施例中，光阑130也可以设置在其它透镜之间。
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
本具体实施例的可见光的MTF曲线请参阅图2，从图上可以看出单位像素占比率高，可见光环境下，在空间频率145lp/mm的MTF值大于0.4，满足画面清晰度的需求；可见光的离焦曲线请参阅图3，可以看出像质均匀；可见光的相对照度请参阅图4，可以看出在正常使用时，相对照度大于56％；横向色差曲线图和纵向像差曲线图请参阅图5和6，可以看出轴向色差小于±2μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象。
本具体实施例中，光圈值FNO＝1.58，像面尺寸大小为1.1英寸，焦距f＝35mm，视场角FOV＝28°。
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
本具体实施例的可见光的MTF曲线请参阅图8，从图上可以看出单位像素占比率高，可见光环境下，在空间频率145lp/mm的MTF值大于0.4，满足画面清晰度的需求；可见光的离焦曲线请参阅图9，可以看出像质均匀；可见光的相对照度请参阅图10，可以看出在正常使用时，相对照度大于56％；横向色差曲线图和纵向像差曲线图请参阅图11和12，可以看出轴向色差小于±2μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象。
本具体实施例中，光圈值FNO＝1.58，像面尺寸大小为1.1英寸，焦距f＝35mm，视场角FOV＝28°。
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大致相同，仅第一透镜1的像侧面12为凹面，第二透镜2的物侧面21为凸面，第七透镜7的物侧面71为凹面，此外各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
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
本具体实施例的可见光的MTF曲线请参阅图14，从图上可以看出单位像素占比率高，可见光环境下，在空间频率145lp/mm的MTF值大于0.4，满足画面清晰度的需求；可见光的离焦曲线请参阅图15，可以看出像质均匀；可见光的相对照度请参阅图16，可以看出在正常使用时，相对照度大于56％；横向色差曲线图和纵向像差曲线图请参阅图17和18，可以看出轴向色差小于±2μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象。
本具体实施例中，光圈值FNO＝1.58，像面尺寸大小为1.1英寸，焦距f＝35mm，视场角FOV＝28°。
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大致相同，仅第一透镜1的像侧面12为凹面，第二透镜2的物侧面21为凸面，第七透镜7的物侧面71为凹面，此外各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
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
| 表面 | 口径/mm | 曲率半径/mm | 厚度/mm | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距/mm | |
| - | 被摄物面 | Infinity | Infinity | |||||
| 11 | 第一透镜 | 32.000 | 25.290 | 8.735 | H-QF14 | 1.595510 | 39.2206 | 46.75 |
| 12 | 25.376 | 228.000 | 0.554 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 24.101 | 102.002 | 1.593 | H-KF6 | 1.517419 | 52.1890 | -33.28 |
| 22 | 19.800 | 14.710 | 14.450 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 19.204 | -20.720 | 1.893 | H-ZF4A | 1.728 | 28.311 | -15.48 |
| 32 | 27.000 | 28.000 | 0 | |||||
| 41 | 第四透镜 | 27.000 | 28.000 | 9.736 | FCD515 | 1.592824 | 68.6244 | 23.63 |
| 42 | 27.000 | -26.169 | 0.127 | |||||
| 51 | 第五透镜 | 28.000 | 83.041 | 4.098 | FDS18 | 1.946 | 17.984 | 76.35 |
| 52 | 28.000 | -600.001 | 0.119 | |||||
| 61 | 第六透镜 | 28.000 | 70.699 | 4.286 | H-LAK6A | 1.693501 | 53.3477 | 101.49 |
| 62 | 28.000 | Infinity | 5.619 | |||||
| 130 | 光阑 | 25.766 | Infinity | 2.959 | ||||
| 71 | 第七透镜 | 28.000 | -300.000 | 4.955 | H-LAF50B | 1.772501 | 49.6135 | 61.53 |
| 72 | 28.000 | -40.000 | 0.126 | |||||
| 81 | 第八透镜 | 25.000 | 20.165 | 1.664 | H-ZF1A | 1.647695 | 33.9000 | -48.98 |
| 82 | 21.200 | 11.959 | 0 | |||||
| 91 | 第九透镜 | 21.200 | 11.959 | 7.333 | FCD515 | 1.592824 | 68.6244 | 59.18 |
| 92 | 17.000 | 13.970 | 3.143 | |||||
| 101 | 第十透镜 | 19.000 | Infinity | 5.764 | FCD515 | 1.592824 | 68.6244 | 21.79 |
| 102 | 19.000 | -12.964 | 0 | |||||
| 111 | 第十一透镜 | 19.000 | -12.964 | 1.530 | H-ZF52 | 1.846666 | 23.7873 | -12.04 |
| 112 | 17.529 | 52.779 | 0.588 | |||||
| 121 | 第十二透镜 | 18.000 | 50.000 | 3.737 | FDS18 | 1.945945 | 17.9843 | 25.89 |
| 122 | 18.347 | -48.687 | 4.570 | |||||
| 140 | 保护玻璃 | 18.064 | Infinity | 1.800 | H-K9L | 1.516797 | 64.2124 | |
| - | 18.002 | Infinity | 8.698 | |||||
| 150 | 成像面 | 17.551 | Infinity | 0.000 |
本具体实施例的可见光的MTF曲线请参阅图20，从图上可以看出单位像素占比率高，可见光环境下，在空间频率145lp/mm的MTF值大于0.4，满足画面清晰度的需求；可见光的离焦曲线请参阅图21，可以看出像质均匀；可见光的相对照度请参阅图22，可以看出在正常使用时，相对照度大于56％；横向色差曲线图和纵向像差曲线图请参阅图23和24，可以看出轴向色差小于±2μm，垂轴色差小于±0.04mm，对色彩的还原好，不会出现蓝紫边现象。
本具体实施例中，光圈值FNO＝1.58，像面尺寸大小为1.1英寸，焦距f＝35mm，视场角FOV＝28°。
本实用新型的温度适用范围为-30℃～80℃，在此温度区间内正常使用时，能保证画面清晰不失焦。
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 (7)
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至第十二透镜；该第一透镜至第十二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；
第二透镜具负屈光率，该第二透镜的像侧面为凹面；
第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；
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；
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；
第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为平面；
第七透镜具正屈光率，该第七透镜的像侧面为凸面；
第八透镜具负屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凹面；
第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凹面；
第十透镜具正屈光率，该第十透镜的物侧面为平面，该第十透镜的像侧面为凸面；
第十一透镜具负屈光率，该第十一透镜的物侧面为凹面，该第十一透镜的像侧面为凹面；
该第十二透镜具正屈光率，该第十二透镜的物侧面为凸面，该第十二透镜的像侧面为凸面；
该第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合；该第八透镜的像侧面与第九透镜的物侧面相互胶合；该第十透镜的像侧面与第十一透镜的物侧面相互胶合；该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十二片。
2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头更满足：vd4-vd3>30，其中，vd3和vd4分别表示该第三透镜和第四透镜的色散系数。
3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头更满足：vd9-vd8>30，其中，vd8和vd9分别表示该第八透镜和第九透镜的色散系数。
4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头更满足：vd10-vd11>30，其中，vd10和vd11分别表示该第十透镜和第十一透镜的色散系数。
5.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，该光阑设置在第六透镜和第七透镜之间。
6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至第十二透镜均采用玻璃材料制成。
7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至第十二透镜均采用环保材料制成。
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|---|---|---|---|
| CN202020080674.8U CN211149038U (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种光学成像镜头 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111103674A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-05 | 厦门力鼎光电股份有限公司 | 一种光学成像镜头 |
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2020
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