CN211554457U - 一种光学成像镜头 - Google Patents

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，包括七片透镜，第一透镜和第四透镜为具正屈光率的凸凹透镜，第二透镜和第三透镜为具负屈光率的凸凹透镜，第五透镜为具正屈光率的平凸或凹凸透镜，第六透镜和第七透镜为具正屈光率的凸凸透镜。本实用新型具有分辨率高，畸变小，图像还原性高，可根据需要调整放大率的优点。

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，具体地涉及一种用于3D扫描仪的光学成像镜头。

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，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、3D扫描仪等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但现有的应用于3D扫描仪的光学成像镜头还存在许多不足，如传递函数管控不好，分辨率低，成像质量差；放大率不易调整，即工作物距较小；畸变大，图像还原不佳等，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七透镜；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；

第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；

第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；

第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面；

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为平面或凹面，第五透镜的像侧面为凸面；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面；

第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七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的第一透镜至第七透镜。

进一步的，该光学成像镜头还满足：D22/R22＜1.8，其中，D22为第二透镜的像侧面的通光口径，R22的第二透镜的像侧面的曲率半径。

进一步的，还包括光阑，该光阑设置在第四透镜与第五透镜之间。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd2＞1.8，其中，nd2为第二透镜的折射率。

进一步的，第四透镜采用重火石玻璃材料制成。

进一步的，第六透镜采用氟冕玻璃材料制成。

更进一步的，该光学成像镜头还满足：nd6≤1.5，vd6≥81，其中，nd6为第六透镜的折射率，vd6为第六透镜的色散系数。

进一步的，第六透镜和第七透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。

进一步的，该光学成像镜头还满足：ALT<21mm，ALG<11.53mm，ALT/ALG<1.9，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的总和。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用七片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有传递函数高，分辨率高；工作物距较大，可根据需要调整放大率；畸变低，对图像形状的还原比较准确的优点。

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0.843-0.857μm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的场曲和畸变示意图；

图4为本实用新型实施例一的点列图；

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0.843-0.857μm的MTF图；

图7为本实用新型实施例二的场曲和畸变示意图；

图8为本实用新型实施例二的点列图；

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0.843-0.857μm的MTF图；

图11为本实用新型实施例三的场曲和畸变示意图；

图12为本实用新型实施例三的点列图；

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。

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七透镜；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。

第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面。

第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面。第一透镜、第二透镜及第三透镜采用月牙型透镜，可实现系统较小畸变，优化像差，提高像质。

第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面。

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为平面或凹面，第五透镜的像侧面为凸面。

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面。

第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七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的第一透镜至第七透镜。

本实用新型采用七片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有传递函数高，分辨率高；工作物距较大，可根据需要调整放大率；畸变低，对图像形状的还原比较准确的优点。

优选的，该光学成像镜头还满足：D22/R22＜1.8，其中，D22为第二透镜的像侧面的通光口径，R22的第二透镜的像侧面的曲率半径，实现低畸变功能前提下，便于工艺加工。

优选的，还包括光阑，该光阑设置在第四透镜与第五透镜之间，使整体光线相对平缓，容差性和可制造性强。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd2＞1.8，其中，nd2为第二透镜的折射率，进一步优化像质。

优选的，第四透镜采用重火石玻璃材料制成，有利于提高分辨率。

优选的，第六透镜采用氟冕玻璃材料制成，进一步校正像差，更好地提升系统性能。

更优选的，该光学成像镜头还满足：nd6≤1.5，vd6≥81，其中，nd6为第六透镜的折射率，vd6为第六透镜的色散系数，更进一步校正像差，更好地提升系统性能。

优选的，第六透镜和第七透镜的折射率温度系数dn/dt为负值，平衡温漂。

优选的，该光学成像镜头还满足：ALT<21mm，ALG<11.53mm，ALT/ALG<1.9，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的总和，以进一步缩短光学成像镜头的系统长度，且易于加工制造，优化系统配置。

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8、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、滤光片9、保护玻璃100和成像面110；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。

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

第二透镜2具负屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凹面。

第三透镜3具负屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凹面。

第四透镜4具正屈光率，第四透镜4的物侧面41为凸面，第四透镜4的像侧面42为凹面。

第五透镜5具正屈光率，第五透镜5的物侧面51为平面，第五透镜5的像侧面52为凸面。

第六透镜6具正屈光率，第六透镜6的物侧面61为凸面，第六透镜6的像侧面62为凸面。

第七透镜7具正屈光率，第七透镜7的物侧面71为凸面，第七透镜7的像侧面72为凸面。

本具体实施例中，第六透镜6和第七透镜7的折射率温度系数dn/dt为负值。

当然，在其它实施例中，光阑8也可以设置在其它合适位置。

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

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MTF传递函数曲线图详见图2，可以看出分辨率高，MTF＞30％@200lp/mm，成像质量好；场曲及畸变图如图3的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，光学畸变小于1.6％；点列图如图4所示，可以看出点列图小，垂轴像差小。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.5mm；光圈值FNO＝3.0；视场角FOV＝62.6°；像面直径Φ＝5.4mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝32.00mm；工作物距＝350mm。

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大致相同，仅第五透镜5的物侧面51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有所不同。

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表4。

本具体实施例的MTF传递函数曲线图详见图6，可以看出分辨率高，MTF＞30％@200lp/mm，成像质量好；场曲及畸变图如图7的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，光学畸变小于1.6％；点列图如图8所示，可以看出点列图小，垂轴像差小。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.5mm；光圈值FNO＝3.0；视场角FOV＝62.6°；像面直径Φ＝5.4mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝32.00mm；工作物距＝350mm。

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大致相同，仅第五透镜5的物侧面51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有所不同。

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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的MTF传递函数曲线图详见图10，可以看出分辨率高，MTF＞30％@200lp/mm，成像质量好；场曲及畸变图如图11的(A)和(B)所示，可以看出畸变小，光学畸变小于1.6％；点列图如图12所示，可以看出点列图小，垂轴像差小。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.5mm；光圈值FNO＝3.0；视场角FOV＝62.6°；像面直径Φ＝5.4mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝32.00mm；工作物距＝350mm。

表4本实用新型三个实施例的相关重要参数的数值

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；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；

第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；

第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面；

第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面；

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为平面或凹面，第五透镜的像侧面为凸面；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面；

第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为凸面，第七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的第一透镜至第七透镜。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：D22/R22＜1.8，其中，D22为第二透镜的像侧面的通光口径，R22的第二透镜的像侧面的曲率半径。

3.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，该光阑设置在第四透镜与第五透镜之间。

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：nd2＞1.8，其中，nd2为第二透镜的折射率。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：第四透镜采用重火石玻璃材料制成。

6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：第六透镜采用氟冕玻璃材料制成。

7.根据权利要求6所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd6≤1.5，vd6≥81，其中，nd6为第六透镜的折射率，vd6为第六透镜的色散系数。

8.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：第六透镜和第七透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。

9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：ALT<21mm，ALG<11.53mm，ALT/ALG<1.9，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第七透镜在该光轴上的七个透镜厚度的总和。

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