CN211236421U

CN211236421U - 一种光学成像镜头

Info

Publication number: CN211236421U
Application number: CN202020025375.4U
Authority: CN
Inventors: 黄琪琛; 曹来书
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-07

Abstract

本实用新型涉及一种光学成像镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜，该第一透镜至第十一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；其中，第一透镜、第二透镜相互胶合为胶合镜片，第三透镜、第四透镜相互胶合为胶合镜片，第八透镜、第九透镜相互胶合为胶合镜片，其余透镜均为单镜片透镜，光阑位于第五透镜和第六透镜之间，以解决现有ITS镜头的相关缺陷。

Description

一种光学成像镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，具体是涉及一种光学成像镜头。

背景技术

随着技术的不断进步，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、安防监控等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但目前应用于智能交通领域的ITS至少还存在有以下缺陷：

1.现有ITS镜头的像面小，通光小，总长太长，视场角不够大。

2.现有ITS镜头的畸变比较大，容易像与物产生形变，识别不准确。

3.现有ITS镜头的红外波段成像质量不高。

4.现有ITS镜头的传递函数差，分辨率低，成像质量低。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种光学成像镜头，以至少解决上述问题的其一。

具体方案如下：

一种光学成像镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜，该第一透镜至第十一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；其中，第一透镜、第二透镜相互胶合为胶合镜片，第三透镜、第四透镜相互胶合为胶合镜片，第八透镜、第九透镜相互胶合为胶合镜片，其余透镜均为单镜片透镜，光阑位于第五透镜和第六透镜之间。

本实用新型提供的光学成像镜头与现有技术相比较至少具有以下其中之一的优点：

1.本实用新型提供的光学成像镜头的空气间隙间隔、轴偏面偏敏感度低，利于生产。

2.本实用新型提供的光学成像镜头的畸变小于-3％，图像形变小，对图像的还原比较准确。

3.本实用新型提供的光学成像镜头具有大通光和大像面，工作波段包括可见和红外，能适用于比较复杂的工作环境。

4.本实用新型提供的光学成像镜头在100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。

附图说明

图1示出了实施例一中的光学成像镜头的光路图。

图2a示出了实施例一中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的MTF曲线图。

图2b示出了实施例一中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的MTF曲线图。

图3a示出了实施例一中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的离焦曲线图。

图3b示出了实施例一中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的离焦曲线图。

图4示出了实施例一中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的场曲及畸变图。

图5示出了实施例一中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的纵向像差图。

图6示出了实施例二中的光学成像镜头的光路图。

图7a示出了实施例二中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的MTF曲线图。

图7b示出了实施例二中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的MTF曲线图。

图8a示出了实施例二中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的离焦曲线图。

图8b示出了实施例二中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的离焦曲线图。

图9示出了实施例二中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的场曲及畸变图。

图10示出了实施例二中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的纵向像差图。

图11示出了实施例三中的光学成像镜头的光路图。

图12a示出了实施例三中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的MTF曲线图。

图12b示出了实施例三中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的MTF曲线图。

图13a示出了实施例三中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的离焦曲线图。

图13b示出了实施例三中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的离焦曲线图。

图14示出了实施例三中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的场曲及畸变图。

图15示出了实施例三中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的纵向像差图。

图16示出了实施例四中的光学成像镜头的光路图。

图17a示出了实施例四中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的MTF曲线图。

图17b示出了实施例四中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的MTF曲线图。

图18a示出了实施例四中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的离焦曲线图。

图18b示出了实施例四中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的离焦曲线图。

图19示出了实施例四中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的场曲及畸变图。

图20示出了实施例四中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的纵向像差图。

图21示出了实施例五中的光学成像镜头的光路图。

图22a示出了实施例五中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的MTF曲线图。

图22b示出了实施例五中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的MTF曲线图。

图23a示出了实施例五中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的离焦曲线图。

图23b示出了实施例五中的光学成像镜头在红外线(840nm)下的离焦曲线图。

图24示出了实施例五中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的场曲及畸变图。

图25示出了实施例五中的光学成像镜头在可见光(435nm～656nm)下的纵向像差图。

图26示出了实施例一至实施例五中相关条件表达式的具体数值。

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。

在本说明书中所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指该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 datasheet)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。

本实用新型提供了一种光学成像镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜，该第一透镜至第十一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；其中，

第一透镜、第二透镜相互胶合为胶合镜片，第三透镜、第四透镜相互胶合为胶合镜片，第八透镜、第九透镜相互胶合为胶合镜片，其余透镜均为单镜片透镜，光阑位于第五透镜和第六透镜之间。

在一些实施例中，该光学成像镜头符合条件式：-260＞f12＞-270,-20＞f34＞-21，62＞f89＞61；其中，f12为第一、第二透镜形成的胶合镜片的焦距，f34为第三、第四透镜形成的胶合镜片的焦距，f89为第八、第九透镜形成的胶合镜片的焦距。

在一些实施例中，上述胶合镜片中的第二、第九透镜的色散系数Vd均大于50，第一、第三、第八透镜的色散系数Vd均小于30，Vd2＞50，Vd9＞50，Vd1＜30，Vd3＜30，Vd8＜30；其中Vd1、Vd2、Vd3、Vd8、Vd9分别为第一、第二、第三、第八、第九透镜的色散系数。采用高低色散系数的材料组合能更好的矫正色差，减少蓝紫边和色散现象。

在一些实施例中，第五、第六、第九透镜均为双凸透镜，且都具有正屈光率。

在一些实施例中，第一透镜为弯月形透镜，以更好的控制光线的汇聚，降低敏感度。

在一些实施例中，光阑物侧面前方的透镜组采用的是一片镜片与两组胶合镜片组合的结构，光阑前的整组透镜的屈光率为负，配合大的通光孔径，将光线扩散开。光阑像侧面后方的透镜组采用四片透镜加一组胶合镜片组合的结构，光阑后的整组透镜的屈光率为正，先由双凸透镜将通过光阑的光线重新汇聚后，再用胶合镜片组来优化色散。

优选的，该光学成像镜头符合条件式：-60＞f前＞-70，20＜f后＜30，其中f前为光阑物侧面前方的所有透镜组合后的屈光率，f后为光阑像侧面后方的所有透镜组合后的屈光率。

在一些实施例中，该光学成像镜头符合条件式：2＞nd6＞1.94，其中nd6为第六透镜的折射率；以起到优化像差，以及实现高分辨率的目的。

光阑位于第五透镜和第六透镜之间，光阑前后两个面(第五透镜的像侧面和第六透镜的物侧面)透过的光线比较平缓，能在一定程度上降低前后组间轴面偏的敏感度。

实施例一

本具体实施例提供了一种光学成像镜头，参考图1，其从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1至第十一透镜11，该第一透镜1至第十一透镜11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十一片，其中，

该第一透镜1有正屈光率，该第一透镜1的物侧面为凸面，该第一透镜1的像侧面为凹面；

该第二透镜2有负屈光率，该第二透镜2的物侧面为凸面，该第二透镜2的像侧面为凹面；

该第三透镜3有负屈光率，该第三透镜3的物侧面为凸面，该第三透镜3的像侧面为凹面；

该第四透镜4有负屈光率，该第四透镜4的物侧面为凹面，该第四透镜4的像侧面为凹面；

该第五透镜5有正屈光率，该第五透镜5的物侧面为凸面，该第五透镜5的像侧面为凸面；

该第六透镜6具正屈光率，该第六透镜6的物侧面为凸面，该第六透镜6的像侧面为凸面；

该第七透镜7具负屈光率，该第七透镜7的物侧面为凹面，该第七透镜7的像侧面为凹面；

该第八透镜8具负屈光率，该第八透镜8的物侧面为凹面，该第八透镜8的像侧面为凹面；

该第九透镜9具正屈光率，该第九透镜9的物侧面为凸面，该第九透镜9的像侧面为凸面；

该第十透镜10具正屈光率，该第十透镜10的物侧面为凸面，该第十透镜10的像侧面为平面；

该第十一透镜11具负屈光率，该第十一透镜11的物侧面为凸面，该第十一透镜11的像侧面为凹面；

上述透镜中，第一透镜、第二透镜相互胶合为胶合镜片，第三透镜、第四透镜相互胶合为胶合镜片，第八透镜、第九透镜相互胶合为胶合镜片，其余透镜均为单镜片透镜，光阑位于第五透镜和第六透镜之间，其余镜片为单镜片透镜，且第一透镜至第十一透镜的物侧面和像侧面均为球面，光阑12位于第五透镜和第六透镜之间。

本具体实施例的详细光学数据如表1所示。

表1.实施例一的详细光学数据：

本具体实施例中其它相关条件表达式的数值请参考图26。在图26中，

T1至T11分别为第一至第十一透镜在光轴上的中心厚度；

G23为第二透镜到第三透镜在光轴上的空气间隙；

G45为第四透镜到第五透镜在光轴上的空气间隙；

G56为第五透镜到第六透镜在光轴上的空气间隙；

G67为第六透镜到第七透镜在光轴上的空气间隙；

G78为第七透镜到第八透镜在光轴上的空气间隙；

G910为第九透镜到第十透镜在光轴上的空气间隙；

G1011为第十透镜到第十一透镜在光轴上的空气间隙；

Gstop为光阑前后空气间隙总和；

ALT为透镜在光轴上的厚度总和；

ALG为系统空气间隙之和；

TTL为第一透镜到该成像面在光轴上的距离。

本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图1。可见光(435nm～656nm)的MTF曲线图请参阅图2a，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。红外线(840nm)的MTF曲线图请参阅图2b，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。

可见光(435nm～656nm)的离焦曲线图请参阅图3a，红外线(840nm)的离焦曲线图请参阅图3b，从图3a和图3b中可见光和红外光的离焦量小于10μm，具有共焦功能，可实现日夜两用。

可见光(435nm～656nm)的场曲及畸变图请参阅图4的(A)和(B)，从图中可以看出畸变小于-5％，图像形变小，对图像的还原比较准确，成像质量高。

可见光(435nm～656nm)的纵向像差图请参阅图5，从图中可以看出纵向像差小于±0.09mm，对色彩的还原好，蓝紫边现象不明显。

实施例二

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所示。

表2.实施例二的详细光学数据：

本具体实施例中其它相关条件表达式的数值请参考图26。

本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图6。可见光(435nm～656nm)的MTF曲线图请参阅图7a，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。红外线(840nm)的MTF曲线图请参阅图7b，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于40％，成像质量优良。

可见光(435nm～656nm)的离焦曲线图请参阅图8a，红外线(840nm)的离焦曲线图请参阅图8b，从图8a和图8b中可见光和红外光的离焦量小于10μm，具有共焦功能，可实现日夜两用。

可见光(435nm～656nm)的场曲及畸变图请参阅图9的(A)和(B)，从图中可以看出畸变小于-3％，图像形变小，对图像的还原比较准确，成像质量高。

可见光(435nm～656nm)的纵向像差图请参阅图10，从图中可以看出纵向像差小于±0.09mm，对色彩的还原好，蓝紫边现象不明显。

实施例三

本具体实施例的详细光学数据如表3所示。

表3.实施例三的详细光学数据：

本具体实施例中其它相关条件表达式的数值请参考图26。

本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图11。可见光(435nm～656nm)的MTF曲线图请参阅图12a，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。红外线(840nm)的MTF曲线图请参阅图12b，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于40％，成像质量优良。

可见光(435nm～656nm)的离焦曲线图请参阅图13a，红外线(840nm)的离焦曲线图请参阅图13b，从图13a和图13b中可见光和红外光的离焦量小于10μm，具有共焦功能，可实现日夜两用。

可见光(435nm～656nm)的场曲及畸变图请参阅图14中的(A)和(B)，从图中可以看出畸变小于-3％，图像形变小，对图像的还原比较准确，成像质量高。

可见光(435nm～656nm)的纵向像差图请参阅图15，从图中可以看出纵向像差小于±0.09mm，对色彩的还原好，蓝紫边现象不明显。

实施例四

本具体实施例的详细光学数据如表4所示。

表4.实施例四的详细光学数据：

本具体实施例中其它相关条件表达式的数值请参考图26。

本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图16。可见光(435nm～656nm)的MTF曲线图请参阅图17a，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。红外线(840nm)的MTF曲线图请参阅图17b，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于40％，成像质量优良。

可见光(435nm～656nm)的离焦曲线图请参阅图18a，红外线(840nm)的离焦曲线图请参阅图18b，从图18a和图18b中可见光和红外光的离焦量小于10μm，具有共焦功能，可实现日夜两用。

可见光(435nm～656nm)的场曲及畸变图请参阅图19中的(A)和(B)，从图中可以看出畸变小于-3％，图像形变小，对图像的还原比较准确，成像质量高。

可见光(435nm～656nm)的纵向像差图请参阅图20，从图中可以看出纵向像差小于±0.09mm，对色彩的还原好，蓝紫边现象不明显。

实施例五

本具体实施例的详细光学数据如表5所示。

表5.实施例四的详细光学数据：

本具体实施例中其它相关条件表达式的数值请参考图26。

本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图21。可见光(435nm～656nm)的MTF曲线图请参阅图22a，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，成像质量优良。红外线(840nm)的MTF曲线图请参阅图22b，从图中可以看出该款镜头的空间频率达100lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于40％，成像质量优良。

可见光(435nm～656nm)的离焦曲线图请参阅图23a，红外线(840nm)的离焦曲线图请参阅图23b，从图23a和图23b中可见光和红外光的离焦量小于10μm，具有共焦功能，可实现日夜两用。

可见光(435nm～656nm)的场曲及畸变图请参阅图24中的(A)和(B)，从图中可以看出畸变小于-3％，图像形变小，对图像的还原比较准确，成像质量高。

可见光(435nm～656nm)的纵向像差图请参阅图25，从图中可以看出纵向像差小于±0.09mm，对色彩的还原好，蓝紫边现象不明显。

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，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜，该第一透镜至第十一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；其中，

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，符合条件式：

-260＞f12＞-270,-20＞f34＞-21，62＞f89＞61；其中，f12为第一、第二透镜形成的胶合镜片的焦距，f34为第三、第四透镜形成的胶合镜片的焦距，f89为第八、第九透镜形成的胶合镜片的焦距。

3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，符合条件式：

Vd2＞50，Vd9＞50，Vd1＜30，Vd3＜30，Vd8＜30；其中Vd1、Vd2、Vd3、Vd8、Vd9分别为第一、第二、第三、第八、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：第五、第六、第九透镜均具有正屈光率，且第五、第六、第九透镜的物侧面均为凸面，第五、第六、第九透镜的像侧面均为凸面。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：所述第一透镜具有正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，符合条件式：

0＞f前，0＜f后，其中f前为光阑物侧面前方的所有透镜组合后的屈光率，f后为光阑像侧面后方的所有透镜组合后的屈光率。

7.根据权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于，符合条件式：

-60＞f前＞-70，20＜f后＜30。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，符合条件式：

2＞nd6＞1.94，其中nd6为第六透镜的折射率。