CN211293431U

CN211293431U - 一种广角光学成像镜头

Info

Publication number: CN211293431U
Application number: CN202020191704.2U
Authority: CN
Inventors: 上官秋和; 刘青天; 李雪慧
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2030-02-21

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种广角光学成像镜头，包括十片透镜，第一透镜和第二透镜为具负屈光率的凸凹透镜；第三透镜为具负屈光率的凹凹透镜；第四透镜、第五透镜和第九透镜为具正屈光率的凸凸透镜；第六透镜为具正屈光率的凹凸透镜；第七透镜具正屈光率，且像侧面为凸面；第八透镜和第十透镜为负屈光率的凹凸透镜；该第三透镜与第四透镜相互胶合和/或该第七透镜与第八透镜相互胶合和/或该第九透镜与第十透镜相互胶合。本实用新型具有广角；分辨率高，成像质量高；色差低，色彩还原性高；畸变较小的优点。

Description

一种广角光学成像镜头

技术领域

本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种用于无人机航拍的广角光学成像镜头。

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快速发展，光学成像镜头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、无人机航拍等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

在无人机航拍领域，一般都是使用广角光学成像镜头来进行拍摄，以获得更大的视野，但现有的应用于无人机航拍领域的广角光学成像镜头还存在许多不足，如分辨率较低，成像质量差，满足不了4K高画素的传感器；因其角度大，色差难矫正，容易出现色偏和紫边；畸变大，变形大，软件矫正难度大等，因此，有必要对其进行改进，以满足消费者日益提高的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种广角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：一种广角光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十透镜；该第一透镜至第十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；

该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，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凹面，该第六透镜的像侧面为凸面；

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凹面，该第八透镜的像侧面为凸面；

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凸面；

该第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凹面，该第十透镜的像侧面为凸面；

该第三透镜与第四透镜相互胶合和/或该第七透镜与第八透镜相互胶合和/或该第九透镜与第十透镜相互胶合；

该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：nd1≥1.9，且D12/R12≥1.8，其中，nd1为该第一透镜的折射率，D12为该第一透镜的像侧面的外径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径。

进一步的，该第一透镜的相对部分色散dPgF1＞0.025。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：R21＜15mm，R22＜5mm，其中，R21和R22分别为该第二透镜的物侧面和像侧面的曲率半径。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：1＜∣f4/f3∣＜1.5，其中，f3和f4分别为该第三透镜和第四透镜的焦距。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：nd5＞1.9，其中，nd5为该第五透镜的折射率。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：vd7≥60，vd8≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为该第七透镜和第八透镜的色散系数。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：vd9≥65，vd10≤35，且vd9-vd10＞30，其中，vd9和vd10分别为该第九透镜和第十透镜的色散系数。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：vd2＞50，vd3＞50，vd4＞50，vd6＞50，其中，vd2为该第二透镜的色散系数，vd3为该第三透镜的色散系数，vd4为该第四透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数。

进一步的，该广角光学成像镜头更满足：0.9＜∣f2/f5∣＜1.2，其中，f2和f5分别为该第二透镜与第五透镜的焦距。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用十片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计，具有广角；分辨率高，可达4K水平，传递函数可到高频率300lp/mm，高对比度，高像质；低色差，色彩还原性高；畸变较小的优点。

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0.435-0.656μm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的色差曲线示意图；

图4为本实用新型实施例一的场曲和畸变示意图；

图5为本实用新型实施例二的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二的0.435-0.656μm的MTF图；

图7为本实用新型实施例二的色差曲线示意图；

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三的结构示意图；

图10为本实用新型实施例三的0.435-0.656μm的MTF图；

图11为本实用新型实施例三的色差曲线示意图；

图12为本实用新型实施例三的场曲和畸变示意图；

图13为本实用新型实施例四的结构示意图；

图14为本实用新型实施例四的0.435-0.656μm的MTF图；

图15为本实用新型实施例四的色差曲线示意图；

图16为本实用新型实施例四的场曲和畸变示意图；

图17为本实用新型四个实施例的相关重要参数的数值表。

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。

本实用新型提供了一种广角光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十透镜；该第一透镜至第十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。

该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面。

第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，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凹面，该第六透镜的像侧面为凸面。

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凹面，该第八透镜的像侧面为凸面。

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凸面。

该第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凹面，该第十透镜的像侧面为凸面。

该第三透镜与第四透镜相互胶合和/或该第七透镜与第八透镜相互胶合和/或该第九透镜与第十透镜相互胶合；该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：nd1≥1.9，且D12/R12≥1.8，其中，nd1为该第一透镜的折射率，D12为该第一透镜的像侧面的外径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径，进一步降低光学系统畸变，且控制第一透镜的外径。

优选的，该第一透镜的相对部分色散dPgF1＞0.025，更好地实现多波长的消色差。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：R21＜15mm，R22＜5mm，其中，R21和R22分别为该第二透镜的物侧面和像侧面的曲率半径，进一步降低光学系统畸变。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：1＜∣f4/f3∣＜1.5，其中，f3和f4分别为该第三透镜和第四透镜的焦距，优化分辨率，降低色差。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：nd5＞1.9，其中，nd5为该第五透镜的折射率，进一步提高分辨率。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：vd7≥60，vd8≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为该第七透镜和第八透镜的色散系数，高低色散结合，更好地实现多波长宽光谱消色差，优化像质。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：vd9≥65，vd10≤35，且vd9-vd10＞30，其中，vd9和vd10分别为该第九透镜和第十透镜的色散系数，高低色散材料结合，更好地实现多波长宽光谱消色差。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：vd2＞50，vd3＞50，vd4＞50，vd6＞50，其中，vd2为该第二透镜的色散系数，vd3为该第三透镜的色散系数，vd4为该第四透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数，进一步优化色差。

优选的，该广角光学成像镜头更满足：0.9＜∣f2/f5∣＜1.2，其中，f2和f5分别为该第二透镜与第五透镜的焦距，控制面型，优化色差。

优选的，还包括光阑，该光阑设置在第五透镜和第六透镜之间，前五后五结构，进一步降低畸变，提高系统性能。

下面将以具体实施例对本实用新型的广角光学成像镜头进行详细说明。

实施例一

如图1所示，一种广角光学成像镜头，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、光阑110、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜100、保护片120和成像面130；该第一透镜1至第十透镜100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具负屈光率，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为凸面，该第二透镜2的像侧面22为凹面。

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51的物侧面为凸面，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为凹面，该第六透镜6的像侧面62为凸面。

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，当然，在一些实施例中，该第七透镜7的物侧面71也可以是平面或凹面，该第七透镜7的像侧面72为凸面。

该第八透镜8具负屈光率，该第八透镜8的物侧面81为凹面，该第八透镜8的像侧面82为凸面。

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为凸面。

该第十透镜100具负屈光率，该第十透镜100的物侧面101为凹面，该第十透镜100的像侧面102为凸面。

本具体实施例中，该第三透镜3与第四透镜4相互胶合，该第七透镜7与第八透镜8相互胶合，该第九透镜9与第十透镜100相互胶合，采用三组透镜胶合，实现更低色差，当然，在一些色差无需太低的实施例中，也可以只是其中任意一组透镜胶合，如第三透镜3与第四透镜4相互胶合；或其中任意两组透镜胶合，如该第七透镜7与第八透镜8相互胶合，该第九透镜9与第十透镜100相互胶合，第三透镜3与第四透镜4不胶合。

本具体实施例中，第一透镜1至第十透镜100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。

当然，在一些实施例中，光阑110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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图17。

本具体实施例的解像力请参阅图2，从图上可以看出传递函数可到高频率300lp/mm，分辨率高，达4K水平，对比度高；色差请参阅图3，可以看出色差小，可见光宽光谱435nm～656nm下，色差＜3μm，色彩还原性高；场曲及畸变图如图4的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，为-1.1％。

本具体实施例中，广角光学成像镜头的焦距f＝2.7mm，光圈值FNO＝2.6，像高IMH＝8mm，第一透镜1的物侧面11到成像面130在光轴I的距离TTL＝23.94mm，视场角FOV＝170°。

实施例二

如图5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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图17。

本具体实施例的解像力请参阅图6，从图上可以看出传递函数可到高频率300lp/mm，分辨率高，达4K水平，对比度高；色差请参阅图7，可以看出色差小，可见光宽光谱435nm～656nm下，色差＜3μm，色彩还原性高；场曲及畸变图如图8的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，为-2.2％。

本具体实施例中，广角光学成像镜头的焦距f＝2.7mm，光圈值FNO＝2.6，像高IMH＝8mm，第一透镜1的物侧面11到成像面130在光轴I的距离TTL＝24.00mm，视场角FOV＝168°。

实施例三

如图9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

表面		曲率半径/mm	厚度/mm	材质	折射率	阿贝数	焦距/mm
								-	被摄物面	Infinity	Infinity
11	第一透镜	10.966	1.19	H-ZF88	1.95	17.94	-8.59
								12		4.451	2.11
21	第二透镜	14.273	0.55	玻璃	1.73	54.67	-5.69
								22		3.172	2.27
31	第三透镜	-7.729	0.46	玻璃	1.50	81.61	-5.06
								32		3.819	0
41	第四透镜	3.819	1.71	玻璃	1.52	58.95	5.73
								42		-11.540	0.05
51	第五透镜	6.261	2.00	玻璃	2.00	25.44	5.68
								52		-57.478	0.71
110	光阑	Infinity	0.26
								61	第六透镜	-6.652	1.69	玻璃	1.73	51.49	27.75
62		-5.562	0.10
								71	第七透镜	40.244	1.93	玻璃	1.59	68.65	4.28
72		-2.671	0
								81	第八透镜	-2.671	0.81	玻璃	2.00	19.32	-4.55
82		-7.299	0.88
								91	第九透镜	10.077	2.67	玻璃	1.57	71.28	5.80
92		-4.456	0
								101	第十透镜	-4.456	0.55	玻璃	1.65	33.84	-10.23
102		-14.082	0.60
								120	保护片	Infinity	0.80	玻璃	1.52	64.21
-		Infinity	2.75
								130	成像面	Infinity

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图17。

本具体实施例的解像力请参阅图10，从图上可以看出传递函数可到高频率300lp/mm，分辨率高，达4K水平，对比度高；色差请参阅图11，可以看出色差小，可见光宽光谱435nm～656nm下，色差＜3μm，色彩还原性高；场曲及畸变图如图12的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，为-1.8％。

本具体实施例中，广角光学成像镜头的焦距f＝2.7mm，光圈值FNO＝2.6，像高IMH＝8mm，第一透镜1的物侧面11到成像面130在光轴I的距离TTL＝24.09mm，视场角FOV＝168°。

实施例四

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		曲率半径/mm	厚度/mm	材质	折射率	阿贝数	焦距/mm
								-	被摄物面	Infinity	Infinity
11	第一透镜	12.891	1.48	SF59	1.95	20.9	-8.79
								12		4.822	1.94
21	第二透镜	10.195	0.90	玻璃	1.73	54.67	-7.41
								22		3.410	2.29
31	第三透镜	-7.681	1.82	玻璃	1.50	81.59	-6.27
								32		5.679	0
41	第四透镜	5.679	1.65	玻璃	1.52	64.21	7.38
								42		-10.566	0.05
51	第五透镜	6.791	1.63	玻璃	2.00	25.44	6.32
								52		-94.259	0.94
110	光阑	Infinity	0.34
								61	第六透镜	-5.967	1.73	玻璃	1.75	52.34	22.16
62		-4.954	0.33
								71	第七透镜	-108.012	1.07	玻璃	1.59	68.62	4.72
72		-2.749	0
								81	第八透镜	-2.749	0.78	玻璃	2.00	19.32	-4.88
82		-7.062	0.72
								91	第九透镜	7.685	2.80	玻璃	1.59	68.62	4.78
92		-3.901	0
								101	第十透镜	-3.901	0.46	玻璃	1.65	33.84	-7.07
102		-26.459	0.19
								120	保护片	Infinity	0.80	玻璃	1.52	64.21
-		Infinity	2.55
								130	成像面	Infinity

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图17。

本具体实施例的解像力请参阅图14，从图上可以看出传递函数可到高频率300lp/mm，分辨率高，达4K水平，对比度高；色差请参阅图15，可以看出色差小，可见光宽光谱435nm～656nm下，色差＜3μm，色彩还原性高；场曲及畸变图如图16的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，为-0.5％。

本具体实施例中，广角光学成像镜头的焦距f＝2.7mm，光圈值FNO＝2.6，像高IMH＝7.5mm，第一透镜1的物侧面11到成像面130在光轴I的距离TTL＝24.47mm，视场角FOV＝168°。

本实用新型的广角光学成像镜头适用于无人机航拍主摄领域。

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

1.一种广角光学成像镜头，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透镜；该第一透镜至第十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；

第七透镜具正屈光率，该第七透镜的像侧面为凸面；

该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。

2.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：nd1≥1.9，且D12/R12≥1.8，其中，nd1为该第一透镜的折射率，D12为该第一透镜的像侧面的外径，R12为该第一透镜的像侧面的曲率半径。

3.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜的相对部分色散dPgF1＞0.025。

4.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：R21＜15mm，R22＜5mm，其中，R21和R22分别为该第二透镜的物侧面和像侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：1＜∣f4/f3∣＜1.5，其中，f3和f4分别为该第三透镜和第四透镜的焦距。

6.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：nd5＞1.9，其中，nd5为该第五透镜的折射率。

7.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：vd7≥60，vd8≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为该第七透镜和第八透镜的色散系数。

8.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：vd9≥65，vd10≤35，且vd9-vd10＞30，其中，vd9和vd10分别为该第九透镜和第十透镜的色散系数。

9.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：vd2＞50，vd3＞50，vd4＞50，vd6＞50，其中，vd2为该第二透镜的色散系数，vd3为该第三透镜的色散系数，vd4为该第四透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数。

10.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头更满足：0.9＜∣f2/f5∣＜1.2，其中，f2和f5分别为该第二透镜与第五透镜的焦距。