CN211603698U

CN211603698U - 一种大通光低畸变的光学成像镜头

Info

Publication number: CN211603698U
Application number: CN202020619587.5U
Authority: CN
Inventors: 李雪慧; 上官秋和; 刘青天
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2030-04-23

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种大通光低畸变的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜；第一透镜、第四透镜、第八透镜和第十一透镜均为具正屈光的凸凸透镜；第二透镜为具负屈光率的凸凹透镜；第三透镜和第十透镜为具负屈光率的凹凹透镜；第五透镜为具正屈光的凸凹透镜；第六透镜具正屈光率且物侧面为凸面；第七透镜具负屈光率且像侧面为凹面；第九透镜为具负屈光率的凹凸透镜；第三透镜与第四透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合，第八透镜与第九透镜相互胶合，第十透镜与第十一透镜相互胶合。本实用新型具有高分辨率；低畸变；大像面；大通光；低色差的优点。

Description

一种大通光低畸变的光学成像镜头

技术领域

本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种大通光低畸变的光学成像镜头。

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，图像不均匀；畸变大，物体还原性差；像面较小；通光普遍比较小，低照环境下，进光量较低，拍摄图面较暗；色差大，色彩还原度差等，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大通光低畸变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：一种大通光低畸变的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜；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；

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凸面；

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凹面，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凸面；

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凹面；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面；

第七透镜具负屈光率，第七透镜的像侧面为凹面；

第八透镜具正屈光率，第八透镜的物侧面为凸面，第八透镜的像侧面为凸面；

第九透镜具负屈光率，第九透镜的物侧面为凹面，第九透镜的像侧面为凸面；

第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面，第十透镜的像侧面为凹面；

第十一透镜具正屈光率，第十一透镜的物侧面为凸面，第十一透镜的像侧面为凸面；

第三透镜与第四透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合，第八透镜与第九透镜相互胶合，第十透镜与第十一透镜相互胶合；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第十一透镜。

进一步的，该光学成像镜头还满足：0.24<f/f1<0.28，nd1>1.85，其中，f1为第一透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距，nd1为第一透镜的折射率。

进一步的，第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

进一步的，该光学成像镜头还满足：0.95<|R22/R31|<1.1，其中，R22为第二透镜的像侧面的曲率半径，R31为第三透镜的物侧面的曲率半径。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，nd4>1.8，其中，nd3为第三透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd6≥65，vd7≤35，且|vd6-vd7|>30，其中，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数。

更进一步的，第六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：vd8≥48，vd9≤18，且|vd8-vd9|>30，其中，vd8为第八透镜的色散系数，vd9为第九透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd10≥60，vd11≤30，且|vd10-vd11|>30，其中，vd10为第十透镜的色散系数，vd11为第十一透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：0.18<(tanFOV)/f<0.25，其中，FOV为该光学成像镜头的视场角，f为该光学成像镜头的焦距。

进一步的，该光学成像镜头还满足：ALT<19mm，ALG<13mm，1.2<ALT/ALG<1.4，其中，ALT为第一透镜至第十一透镜在该光轴上的十一个透镜厚度的总和，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用十一片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有全视场分辨率高，图像均匀；对畸变进行严格管控，畸变小，物体还原度高；像面较大；通光大，可获得较多进光量，拍摄图面画面较亮，相对照度高；色差小，色彩还原度高的优点。

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430-650nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的可见光510nm的相对照度曲线图；

图4为本实用新型实施例一的场曲和畸变图示意图；

图5为本实用新型实施例一的横向色差曲线示意图；

图6为本实用新型实施例二的可见光430-650nm的MTF图；

图7为本实用新型实施例二的可见光510nm的相对照度曲线图；

图8为本实用新型实施例二的场曲和畸变图示意图；

图9为本实用新型实施例二的横向色差曲线示意图；

图10为本实用新型实施例三的可见光430-650nm的MTF图；

图11为本实用新型实施例三的可见光510nm的相对照度曲线图；

图12为本实用新型实施例三的场曲和畸变图示意图；

图13为本实用新型实施例三的横向色差曲线示意图。

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(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大通光低畸变的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十一透镜；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。

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凸面。

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凹面，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凸面。

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凹面。

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面。

第七透镜具负屈光率，第七透镜的像侧面为凹面。

第八透镜具正屈光率，第八透镜的物侧面为凸面，第八透镜的像侧面为凸面。

第九透镜具负屈光率，第九透镜的物侧面为凹面，第九透镜的像侧面为凸面。

第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面，第十透镜的像侧面为凹面。

第三透镜与第四透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合，第八透镜与第九透镜相互胶合，第十透镜与第十一透镜相互胶合；该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第十一透镜。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.24<f/f1<0.28，nd1>1.85，其中，f1为第一透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距，nd1为第一透镜的折射率，通过合理配置第一透镜与该光学成像镜头的焦距，以及第一透镜使用高折射率的材质，有效地改善该光学成像镜头的像差，保证优良的解析力性能。

优选的，第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面，具有更佳的曲率半径的特征，有效地改善像差，减小畸变。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.95<|R22/R31|<1.1，其中，R22为第二透镜的像侧面的曲率半径，R31为第三透镜的物侧面的曲率半径，能够提高相对照度，使得该光学成像镜头具有更好的成像质量。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，nd4>1.8，其中，nd3为第三透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射率，进一步提高像质。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd6≥65，vd7≤35，且|vd6-vd7|>30，其中，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数，高低色散材料结合，有利于校正色差，优化像质，提升系统性能。

更优选的，第六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，该透镜的屈光率为正，随着温度的升高，此透镜因温度升高对后焦变化是增大，从而有效地管控镜头的温漂量。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd8≥48，vd9≤18，且|vd8-vd9|>30，其中，vd8为第八透镜的色散系数，vd9为第九透镜的色散系数，高低色散材料结合，有利于校正色差，优化像质，提升系统性能。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd10≥60，vd11≤30，且|vd10-vd11|>30，其中，vd10为第十透镜的色散系数，vd11为第十一透镜的色散系数，高低色散材料结合，有利于校正色差，优化像质，提升系统性能。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.18<(tanFOV)/f<0.25，其中，FOV为该光学成像镜头的视场角，f为该光学成像镜头的焦距，调整该光学成像镜头的视场角与焦距，进一步实现大像面，保证高像素。

优选的，该光学成像镜头还满足：ALT<19mm，ALG<13mm，1.2<ALT/ALG<1.4，其中，ALT为第一透镜至第十一透镜在该光轴上的十一个透镜厚度的总和，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。

下面将以具体实施例对本实用新型的大通光低畸变的光学成像镜头进行详细说明。

实施例一

如图1所示，一种大通光低畸变的光学成像镜头，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120、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、第十一透镜110、保护片130和成像面140；该第一透镜1至第十一透镜110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为凸面。

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为凹面，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为凸面。

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

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为凹面，当然，在其它实施例中，第六透镜6的像侧面62也可以是凸面或平面。

第七透镜7具负屈光率，第七透镜7的物侧面71为凸面，第七透镜7的像侧面72为凹面，当然，在其它实施例中，第七透镜7的物侧面71也可以是凹面或平面。

第八透镜8具正屈光率，第八透镜8的物侧面81为凸面，第八透镜8的像侧面82为凸面。

第九透镜9具负屈光率，第九透镜9的物侧面91为凹面，第九透镜9的像侧面92为凸面。

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

第十一透镜110具正屈光率，第十一透镜110的物侧面111为凸面，第十一透镜110的像侧面112为凸面。

第三透镜3与第四透镜4相互胶合，第六透镜6与第七透镜7相互胶合，第八透镜8与第九透镜9相互胶合，第十透镜100与第十一透镜110相互胶合。

本具体实施例中，第二透镜2的物侧面21和像侧面22均为非球面，第六透镜6的折射率温度系数dn/dt为负值。

本具体实施例中，光阑120设置在第五透镜5和第六透镜6之间，使得整体性能更好，当然，在其它实施例中，光阑120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

本具体实施例中，物侧面21和像侧面22依下列非球面曲线公式定义：

其中：

其中：z为矢高|(SAG)；c：非球面顶点的曲率(the vertex curvature)；k：锥面系数(Conic Constant)；r：垂直于光轴的半口径；A_n：为非球面系数。

各个非球面的参数详细数据请参考下表：

表面	21	22
			k＝	1.711E-02	-7.289E-04
a<sub>4</sub>＝	-6.180E-06	-2.426E-05
			a<sub>6</sub>＝	3.359E-07	-8.798E-07
a<sub>8</sub>＝	-1.090E-08	1.315E-07
			a<sub>10</sub>＝	1.363E-10	-9.129E-09
a<sub>12</sub>＝	0.000E+00	0.000E+00
			a<sub>14</sub>＝	0.000E+00	0.000E+00

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，可达200lp/mm>0.3，图像均匀；相对照度图请参阅图3，相对照度>55％；场曲及畸变图请参阅图4的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，成像质量好；横向色差图详见图5，可以看出色差较小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝7.78mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝60°；像面直径Φ＝8.85mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴I上的距离TTL＝30.53mm。

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大致相同，仅第六透镜6的像侧面62为凸面，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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

表面	21	22
			k＝	-1.067E+00	4.172E-03
a<sub>4</sub>＝	-1.794E-04	-1.925E-04
			a<sub>6</sub>＝	-5.693E-06	-2.195E-05
a<sub>8</sub>＝	4.303E-07	-1.362E-06
			a<sub>10</sub>＝	-1.476E-08	2.159E-07
a<sub>12</sub>＝	1.152E-10	-1.230E-08
			a<sub>14</sub>＝	1.692E-12	0.000E+00

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，可达200lp/mm>0.3，图像均匀；相对照度图请参阅图7，相对照度>60％；场曲及畸变图请参阅图8的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，成像质量好；横向色差图详见图9，可以看出色差较小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝7.79mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝60°；像面直径Φ＝8.82mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴I上的距离TTL＝30.96mm。

实施例三

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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

表面	21	22
			k＝	5.894E-02	3.350E-03
a<sub>4</sub>＝	-1.493E-04	-1.900E-04
			a<sub>6</sub>＝	-6.223E-06	-2.176E-05
a<sub>8</sub>＝	3.318E-07	-9.369E-07
			a<sub>10</sub>＝	-1.097E-08	1.169E-07
a<sub>12</sub>＝	1.179E-10	-9.164E-09
			a<sub>14</sub>＝	8.933E-13	0.000E+00

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，可达200lp/mm>0.3，图像均匀；相对照度图请参阅图11，相对照度>55％；场曲及畸变图请参阅图12的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，成像质量好；横向色差图详见图13，可以看出色差较小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝7.79mm；光圈值FNO＝2.0；视场角FOV＝60°；像面直径Φ＝8.83mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴I上的距离TTL＝30.95mm。

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

1.一种大通光低畸变的光学成像镜头，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十一透镜；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；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面；

第七透镜具负屈光率，第七透镜的像侧面为凹面；

2.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：0.24<f/f1<0.28，nd1>1.85，其中，f1为第一透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距，nd1为第一透镜的折射率。

3.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于：第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面。

4.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：0.95<|R22/R31|<1.1，其中，R22为第二透镜的像侧面的曲率半径，R31为第三透镜的物侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，nd4>1.8，其中，nd3为第三透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射率。

6.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd6≥65，vd7≤35，且|vd6-vd7|>30，其中，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数。

7.根据权利要求6所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于：第六透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。

8.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd8≥48，vd9≤18，且|vd8-vd9|>30，其中，vd8为第八透镜的色散系数，vd9为第九透镜的色散系数。

9.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd10≥60，vd11≤30，且|vd10-vd11|>30，其中，vd10为第十透镜的色散系数，vd11为第十一透镜的色散系数。

10.根据权利要求1所述的大通光低畸变的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：0.18<(tanFOV)/f<0.25，其中，FOV为该光学成像镜头的视场角，f为该光学成像镜头的焦距。