CN211402905U - 一种广角光学成像镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域，特别地涉及一种广角光学成像镜头。本实用新型公开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七透镜；第一透镜为具负屈光率的平凹或凸凹透镜；第二透镜为具负屈光率的凸凹透镜；第三透镜为具正屈光率的凸平或凸凸透镜；第四透镜为具正屈光率的凹凸透镜；第五透镜为具正屈光率的凸凸透镜；第六透镜为具负屈光率的凹凸透镜，第七透镜为具正屈光率的凸凸透镜；第五透镜和第六透镜相互胶合。本实用新型具有广角；小型化；分辨率高，解像力均匀度好；像差小，色差低；温漂管控好的优点。

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，具体地涉及一种广角光学成像镜头。

背景技术

随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控等各个领域，因此，对光学成像镜头的要求也越来越高。但现有应用于安防监控领域的广角光学成像镜头，其解像力较差，分辨率不高；外径较大，体积较大，满足不了小型化需求；色差和像差较大，色彩还原性不佳；高低温容易造成失焦，导致像质下降影响使用，无法满足日益提高的要求，有必要对其进行改进。

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于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七透镜；该第一透镜至第七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平面或凸面，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平面或凸面；

第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凹面，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凸面；

该第五透镜的像侧面和该第六透镜的物侧面相互胶合；

该第七透镜具正屈光率，该第七透镜的物侧面为凸面，该第七透镜的像侧面为凸面；

该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述七片。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：nd1>1.6，nd2>1.5及nd3≥1.91.9，其中，nd1 为该第一透镜的折射率，nd2为该第二透镜的折射率，nd3为该第三透镜的折射率。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：1<f2/f1<3，其中，f1为该第一透镜的焦距，f2 为该第二透镜的焦距。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：3mm＜∣R31∣＜8mm，1<∣f2/f3∣<2，其中，R31为该第三透镜的物侧面的曲率半径，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：vd5≥68，vd6≤25，且vd5-vd6＞43，其中，vd5为该第五透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数。

进一步的，该第二透镜的相对折射率温度系数为正，该第五透镜的相对折射率温度系数为负。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：40＜vd1＜60，vd2＞60，20＜vd3＜40及30＜vd4＜60，其中，vd1-vd4分别为该第一透镜至第四透镜的色散系数。

进一步的，该广角光学成像镜头还满足：0.5mm＜T1＜0.7mm，1.3mm＜T2<1.5mm，T3<4.3mm，T4<2.1mm，T56<3.2mm及T7<1.9mm，其中，T1为该第一透镜在光轴上的厚度， T2为该第二透镜在光轴上的厚度，T3为该第三透镜在光轴上的厚度，T4为该第四透镜在光轴上的厚度，T56为该第五透镜和第六透镜在光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在光轴上的厚度。

进一步的，还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型只采用七片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有广角；体积小、外径小；中心视场到边缘视场，都可实现高分辨率；像差小和色差低，更好解决色彩还原不佳问题；高温和低温下后焦变化量小，温漂好的优点。

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常温(25℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的低温(-40℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图4为本实用新型实施例一的常温(80℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图5为本实用新型实施例一的垂轴像差图示意图；

图6为本实用新型实施例一的轴外色差图示意图；

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常温(25℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图9为本实用新型实施例二的低温(-40℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图10为本实用新型实施例二的常温(80℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图11为本实用新型实施例二的垂轴像差图示意图；

图12为本实用新型实施例二的轴外色差图示意图；

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常温(25℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图15为本实用新型实施例三的低温(-40℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图16为本实用新型实施例三的常温(80℃)下可见光436-650nm的MTF图；

图17为本实用新型实施例三的垂轴像差图示意图；

图18为本实用新型实施例三的轴外色差图示意图。

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七透镜；该第一透镜至第七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平面或凸面，该第一透镜的像侧面为凹面，优选该第一透镜的物侧面为平面，便于整体结构稳定性。

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平面或凸面，优选该第三透镜的像侧面为平面，利于结构设计的稳定性，使结构设计简单化。

第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凹面，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凸面，该第五透镜的像侧面和该第六透镜的物侧面相互胶合。

该第七透镜具正屈光率，该第七透镜的物侧面为凸面，该第七透镜的像侧面为凸面。

该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述七片。本实用新型只采用七片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有广角；体积小、外径小；中心视场到边缘视场，都可实现高分辨率；像差小和色差低；高温和低温下后焦变化量小，温漂好的优点。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：nd1>1.6，nd2>1.5及nd3≥1.91.9，其中，nd1为该第一透镜的折射率，nd2为该第二透镜的折射率，nd3为该第三透镜的折射率，利于缩小整体镜片外径，满足镜头小型化的要求。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：1<f2/f1<3，其中，f1为该第一透镜的焦距，f2为该第二透镜的焦距，进一步提高分辨率。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：3mm＜∣R31∣＜8mm，1<∣f2/f3∣<2，其中， R31为该第三透镜的物侧面的曲率半径，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距，利于提升光学成像镜头的分辨率，也可控制温漂。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：vd5≥68，vd6≤25，且vd5-vd6＞43，其中，vd5 为该第五透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数，高低色散材料结合，有效降低色差，提高像质。

优选的，该第二透镜的相对折射率温度系数为正，该第五透镜的相对折射率温度系数为负，进一步减小温漂，实现在-40℃～80℃的高低温下几乎不失焦。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：40＜vd1＜60，vd2＞60，20＜vd3＜40及30＜vd4 ＜60，其中，vd1-vd4分别为该第一透镜至第四透镜的色散系数，进一步消除像差，提高像质，使光学成像镜头达到较好品质。

优选的，该广角光学成像镜头还满足：0.5mm＜T1＜0.7mm，1.3mm＜T2<1.5mm， T3<4.3mm，T4<2.1mm，T56<3.2mm及T7<1.9mm，其中，T1为该第一透镜在光轴上的厚度， T2为该第二透镜在光轴上的厚度，T3为该第三透镜在光轴上的厚度，T4为该第四透镜在光轴上的厚度，T56为该第五透镜和第六透镜在光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在光轴上的厚度，进一步控制该广角光学成像镜头的系统长度，实现小型化。

优选的，还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，进一步提高整体性能。

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，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、光阑8、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7 和成像面9；该第一透镜1至第七透镜7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为平面，该第一透镜1的像侧面12为凹面，当然，在其它实施例中，该第一透镜1的物侧面11也可以是凸面。

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为平面，当然，在其它实施例中。该第三透镜3的像侧面32也可以是凸面。

该第四透镜4具正屈光率，该第四透镜4的物侧面41为凹面，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为凸面，该第五透镜5的像侧面52和该第六透镜6的物侧面61相互胶合。

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。

本具体实施例中，该第二透镜2的相对折射率温度系数为正，该第五透镜5的相对折射率温度系数为负。

本具体实施例中，第一透镜1至第七透镜7均采用玻璃材质制成，但并不限于此，在其它实施例中，也可以是塑料等材质制成。

当然，在其它实施例中，光阑8也可以设置在其它合适的位置。

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		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	8.41	Infinity	0.610	H-ZK10	1.62	56.73	-5.30
									12		5.47	3.310	1.520
21	第二透镜	5.47	28.193	1.490	H-K9L	1.52	64.21	-11.71
									22		4.25	4.905	0.768
31	第三透镜	4.00	6.086	4.200	H-ZLAF75A	1.90	31.32	6.70
									32		3.53	Infinity	0.000
8	光阑	3.53	Infinity	0.232
									41	第四透镜	3.53	-9.486	2.080	H-LAK53B	1.75	52.34	19.39
42		4.00	-6.309	0.100
									51	第五透镜	4.56	16.140	2.030	H-ZPK5	1.59	68.35	4.85
52		4.90	-3.343	0
									61	第六透镜	4.90	-3.343	1.040	H-ZF52	1.85	23.79	-6.38
62		5.94	-9.899	0.100
									71	第七透镜	6.32	88.600	1.830	H-LAK53B	1.75	52.34	13.53
72		6.71	-11.486	6.591
									9	成像面	7.38	Infinity

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的解像力请参阅图2-4，可以看出中心视场到边缘视场，都可实现高分辨率；高温和低温下后焦变化量小，温漂好；垂轴像差图详见图5，轴外色差图详见图6，可以看出像差小，色差低。

本具体实施例中，f＝3.7mm，FNO＝2.0，FOV＝140°，IMH＝7.3mm，TTL＝22.59mm， D＝8.5mm，其中，f为该广角光学成像镜头的焦距，FNO为该广角光学成像镜头的光圈值， FOV为该广角光学成像镜头的视场角，IMH为该广角光学成像镜头的的像高，TTL为该第一透镜1的物侧面11到该成像面9在光轴I上的距离，D为该广角光学成像镜头的最大外径。

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

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	0.00	Infinity	Infinity
11	第一透镜	8.50	Infinity	0.604	H-ZK10	1.62	56.73	-5.30
									12		5.52	3.309	1.658
21	第二透镜	5.52	30.839	1.366	H-K9L	1.52	64.21	-11.63
									22		4.34	4.967	0.779
31	第三透镜	4.10	6.019	4.197	H-ZLAF75A	1.90	31.32	6.62
									32		3.55	Infinity	0.000
8	光阑	3.55	Infinity	0.221
									41	第四透镜	3.55	-9.511	2.030	H-LAK53B	1.75	52.34	20.01
42		4.00	-6.382	0.098
									51	第五透镜	4.55	16.227	2.049	H-ZPK5	1.59	68.35	4.77
52		4.89	-3.277	0
									61	第六透镜	4.89	-3.277	1.097	H-ZF52	1.85	23.79	-6.27
62		5.98	-9.762	0.100
									71	第七透镜	6.36	92.989	1.800	H-LAK53B	1.75	52.34	13.51
72		6.75	-11.401	6.592
									9	成像面	7.38	Infinity

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的解像力请参阅图8-10，可以看出中心视场到边缘视场，都可实现高分辨率；高温和低温下后焦变化量小，温漂好；垂轴像差图详见图11，轴外色差图详见图12，可以看出像差小，色差低。

本具体实施例中，f＝3.7mm，FNO＝2.0，FOV＝140°，IMH＝7.3mm，TTL＝22.59mm， D＝8.5mm。

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

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	0.00	Infinity	Infinity
11	第一透镜	8.34	Infinity	0.568	H-ZK10	1.62	56.73	-5.31
									12		5.47	3.315	1.523
21	第二透镜	5.47	29.267	1.493	H-K9L	1.52	64.21	-11.60
									22		4.00	4.902	0.746
31	第三透镜	4.00	6.104	4.264	H-ZLAF75A	1.90	31.32	6.72
									32		3.52	Infinity	0.000
8	光阑	3.52	Infinity	0.232
									41	第四透镜	3.53	-9.701	2.091	H-LAK53B	1.75	52.34	19.08
42		4.00	-6.344	0.100
									51	第五透镜	4.56	16.122	2.021	H-ZPK5	1.59	68.35	4.88
52		4.90	-3.369	0
									61	第六透镜	4.90	-3.369	1.012	H-ZF52	1.85	23.79	-6.47
62		5.40	-9.845	0.116
									71	第七透镜	6.29	105.029	1.833	H-LAK53B	1.75	52.34	13.69
72		6.69	-11.424	6.592
									9	成像面	7.38	Infinity

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的解像力请参阅图14-16，可以看出中心视场到边缘视场，都可实现高分辨率；高温和低温下后焦变化量小，温漂好；垂轴像差图详见图17，轴外色差图详见图18，可以看出像差小，色差低。

本具体实施例中，f＝3.7mm，FNO＝2.0，FOV＝140°，IMH＝7.3mm，TTL＝22.59mm， D＝8.5mm。

表4本实用新型三个实施例的各个重要参数的数值表

	第一实施例	第二实施例	第三实施例
				f1	-5.30	-5.30	-5.31
f2	-11.71	-11.63	-11.60
				f3	6.70	6.62	6.72
f2/f1	2.21	2.19	2.18
				∣f2/f3∣	1.75	1.76	1.73
vd5-vd6	44.56	44.56	44.56

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 (9)

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七透镜；该第一透镜至第七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平面或凸面，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平面或凸面；

第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凹面，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凸面；

该第五透镜的像侧面和该第六透镜的物侧面相互胶合；

该第七透镜具正屈光率，该第七透镜的物侧面为凸面，该第七透镜的像侧面为凸面；

该广角光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述七片。

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还满足：nd1>1.6，nd2>1.5及nd3≥1.91.9，其中，nd1为该第一透镜的折射率，nd2为该第二透镜的折射率，nd3为该第三透镜的折射率。

3.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于，该广角光学成像镜头还满足：1<f2/f1<3，其中，f1为该第一透镜的焦距，f2为该第二透镜的焦距。

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还满足：3mm＜∣R31∣＜8mm，1<∣f2/f3∣<2，其中，R31为该第三透镜的物侧面的曲率半径，f2为该第二透镜的焦距，f3为该第三透镜的焦距。

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还满足：vd5≥68，vd6≤25，且vd5-vd6＞43，其中，vd5为该第五透镜的色散系数，vd6为该第六透镜的色散系数。

6.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于：该第二透镜的相对折射率温度系数为正，该第五透镜的相对折射率温度系数为负。

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还满足：40＜vd1＜60，vd2＞60，20＜vd3＜40及30＜vd4＜60，其中，vd1-vd4分别为该第一透镜至第四透镜的色散系数。

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还满足：0.5mm＜T1＜0.7mm，1.3mm＜T2<1.5mm，T3<4.3mm，T4<2.1mm，T56<3.2mm及T7<1.9mm，其中，T1为该第一透镜在光轴上的厚度，T2为该第二透镜在光轴上的厚度，T3为该第三透镜在光轴上的厚度，T4为该第四透镜在光轴上的厚度，T56为该第五透镜和第六透镜在光轴上的厚度之和，T7为该第七透镜在光轴上的厚度。

9.根据权利要求1所述的广角光学成像镜头，其特征在于：还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

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