CN211554458U

CN211554458U - 一种光学成像镜头

Info

Publication number: CN211554458U
Application number: CN202020495724.9U
Authority: CN
Inventors: 李雪慧; 刘青天; 上官秋和
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2030-04-08

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，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凸凹透镜；第二透镜为具负屈光率的凹凹透镜；第三透镜、第四透镜和第七透镜为具正屈光的凸凸透镜；第五透镜为具正屈光的平凸或凸凸透镜；第六透镜为具负屈光率的凹凸透镜；第五透镜与第六透镜相互胶合。本实用新型具有红外共焦好，大像面，高解像力，色差小，大通光的优点。

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，具体地涉及一种短焦距的光学成像镜头。

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。

但现有的普通短焦距的光学成像镜头还存在许多不足，如对传函管控不好，分辨率低，低解析；通光普遍比较小，低照环境下，进光亮较低，拍摄图面较暗；应用于红外波段，会出现明显的离焦；边缘色差大，紫边严重，色彩还原度差；像面较小等，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短焦距的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；

第一透镜具负屈光率，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凹面，第二透镜的像侧面为凹面；

第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面；

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凸面；

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面或平面，第五透镜的像侧面为凸面；

第六透镜具负屈光率，第六透镜的物侧面为凹面，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；

第五透镜与第六透镜相互胶合；该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第七透镜。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd3≥1.83，nd4≥1.7，其中，nd3和nd4分别为第三透镜和第四透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd6≤25，且|vd5-vd6|>40，其中，vd5和vd6分别为第五透镜和第六透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd7≥65，其中，vd5和vd7分别为第五透镜和第七透镜的色散系数，且第五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：1.74<nd1<1.8，44<vd1<52；1.83<nd3<2.05，20<vd3<38；1.7<nd4<2.05，34<vd4<40；1.55<nd5<1.65，65<vd5<72；1.8<nd6<1.9，20<vd6<28；1.55<nd7<1.65，65<vd7<72，其中，nd1、nd3、nd4、nd5、nd6和nd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的折射率，vd1、vd3、vd4、vd5、vd6和vd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：ALT<10mm，其中，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。

进一步的，该光学成像镜头还满足：ALG<14.5mm，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和。

进一步的，该光学成像镜头还满足：0.65<ALT/ALG<0.75，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。

进一步的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜和第五透镜之间。

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，中心至边缘均匀度高，保证图像的清晰度，整体像质均匀；像面较大；通光大，可获得较多进光亮，拍摄图面画面较亮；红外共焦性好，在可见聚焦下切换到红外模式，夜视清晰；色差小，紫边小，色彩还原性好的优点。

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可见光435-656nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的红外850nm的MTF图；

图4为本实用新型实施例一的可见光435-656nm离焦曲线图；

图5为本实用新型实施例一的红外850nm离焦曲线图；

图6为本实用新型实施例一的横向色差图示意图；

图7为本实用新型实施例一的垂轴像差图示意图；

图8为本实用新型实施例二的结构示意图；

图9为本实用新型实施例二的可见光435-656nm的MTF图；

图10为本实用新型实施例二的红外850nm的MTF图；

图11为本实用新型实施例二的可见光435-656nm离焦曲线图；

图12为本实用新型实施例二的红外850nm离焦曲线图；

图13为本实用新型实施例二的横向色差图示意图；

图14为本实用新型实施例二的垂轴像差图示意图；

图15为本实用新型实施例三的结构示意图；

图16为本实用新型实施例三的可见光435-656nm的MTF图；

图17为本实用新型实施例三的红外850nm的MTF图；

图18为本实用新型实施例三的可见光435-656nm离焦曲线图；

图19为本实用新型实施例三的红外850nm离焦曲线图；

图20为本实用新型实施例三的横向色差图示意图；

图21为本实用新型实施例三的垂轴像差图示意图。

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。

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(lensdatasheet)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。

第一透镜具负屈光率，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凹面，第二透镜的像侧面为凹面；第二透镜采用双凹负屈光率的透镜，更好地提升系统性能，矫正像差。

第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面。

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凸面。

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面或平面，第五透镜的像侧面为凸面。

第六透镜具负屈光率，第六透镜的物侧面为凹面，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。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd3≥1.83，nd4≥1.7，其中，nd3和nd4分别为第三透镜和第四透镜的折射率，进一步优化日夜共焦，使可见和红外在同一焦平面上均实现高分辨率，更好地提升系统性能，矫正像差。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd6≤25，且|vd5-vd6|>40，其中，vd5和vd6分别为第五透镜和第六透镜的色散系数，高低色散材料结合，有利于校正色差，进一步实现日夜共焦，提升系统性能。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd7≥65，其中，vd5和vd7分别为第五透镜和第七透镜的色散系数，且第五透镜和第七透镜的折射率温度系数dn/dt为负值，即折射率随着温度的升高而降低，用以平衡温漂。

优选的，该光学成像镜头还满足：1.74<nd1<1.8，44<vd1<52；1.83<nd3<2.05，20<vd3<38；1.7<nd4<2.05，34<vd4<40；1.55<nd5<1.65，65<vd5<72；1.8<nd6<1.9，20<vd6<28；1.55<nd7<1.65，65<vd7<72，其中，nd1、nd3、nd4、nd5、nd6和nd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的折射率，vd1、vd3、vd4、vd5、vd6和vd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的色散系数，实现较好的可见与红外的共焦性。

优选的，该光学成像镜头还满足：ALT<10mm，其中，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，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。

优选的，该光学成像镜头还满足：ALG<14.5mm，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，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。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.65<ALT/ALG<0.75，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，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。

优选的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜和第五透镜之间，进一步提升光学成像镜头的整体性能。

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、保护片9和成像面10；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。

第一透镜1具负屈光率，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为凹面，第二透镜2的像侧面21为凹面。

第三透镜3具正屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凸面。

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为凸面。

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具负屈光率，第六透镜6的物侧面61为凹面，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。

第五透镜5与第六透镜6相互胶合。

本具体实施例中，第五透镜5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和3，可以看出分辨率高，可见光的MTF在150lp/mm趋近于0.3，红外的MTF在150lp/mm趋近于0.1，且中心至边缘均匀度高，保证图像的清晰度，整体像质均匀；可见与红外850nm共焦性请参阅图4和5，可以看出可见光与红外共焦性好，红外偏移量小于11μm，横向色差图和垂轴像差图详见图6和7，可以看出色差较小，紫边小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝3.84mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝125.2°；像面直径Φ＝7.2mm；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝24.31mm。

实施例二

如图8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9和10，可以看出分辨率高，可见光的MTF在150lp/mm趋近于0.3，红外的MTF在150lp/mm趋近于0.1，且中心至边缘均匀度高，保证图像的清晰度，整体像质均匀；可见与红外850nm共焦性请参阅图11和12，可以看出可见光与红外共焦性好，红外偏移量小于11μm，横向色差图和垂轴像差图详见图13和14，可以看出色差较小，紫边小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝3.84mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝125.2°；像面直径Φ＝7.2mm；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝24.30mm。

实施例三

如图15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为凸面，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16和17，可以看出分辨率高，可见光的MTF在150lp/mm趋近于0.3，红外的MTF在150lp/mm趋近于0.1，且中心至边缘均匀度高，保证图像的清晰度，整体像质均匀；可见与红外850nm共焦性请参阅图18和19，可以看出可见光与红外共焦性好，红外偏移量小于11μm，横向色差图和垂轴像差图详见图20和21，可以看出色差较小，紫边小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝3.84mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝125.2°；像面直径Φ＝7.2mm；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝24.32mm。

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

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；

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：nd3≥1.83，nd4≥1.7，其中，nd3和nd4分别为第三透镜和第四透镜的折射率。

3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd6≤25，且|vd5-vd6|>40，其中，vd5和vd6分别为第五透镜和第六透镜的色散系数。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd5≥65，vd7≥65，其中，vd5和vd7分别为第五透镜和第七透镜的色散系数，且第五透镜和第七透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。

5.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：1.74<nd1<1.8，44<vd1<52；1.83<nd3<2.05，20<vd3<38；1.7<nd4<2.05，34<vd4<40；1.55<nd5<1.65，65<vd5<72；1.8<nd6<1.9，20<vd6<28；1.55<nd7<1.65，65<vd7<72，其中，nd1、nd3、nd4、nd5、nd6和nd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的折射率，vd1、vd3、vd4、vd5、vd6和vd7分别为第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的色散系数。

6.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<10mm，其中，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。

7.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：ALG<14.5mm，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和。

8.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：0.65<ALT/ALG<0.75，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。

9.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，光阑设置在第四透镜和第五透镜之间。