CN213544943U - 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，从物侧至像侧沿一光轴依次设有九片透镜，第一透镜和第二透镜均为具负屈光率的凸凹透镜，第三透镜和第八透镜均为具负屈光率的凹凹透镜，第四透镜、第五透镜、第七透镜和第九透镜均为具正屈光的凸凸透镜，第六透镜为具负屈光率的凹凸透镜，第二透镜、第六透镜和第九透镜均为非球面透镜，第三透镜与第四透镜相互胶合，第七透镜与第八透镜相互胶合。本实用新型具有分辨率高；弥散斑管控好，镜头细节还原能力高；色差低，色彩还原性高，成像质量好；温漂管控好的优点。

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、车载监控、安防监控、无人机航拍、机器视觉系统、视频会议等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但现有的光学成像镜头还存在许多不足之处，如分辨率不够高；拍摄细节表现差；色差难矫正，容易出现色偏和紫边；温漂大，满足不了复杂环境使用要求等，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九透镜；第一透镜至第九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；

第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凹面；

第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面；

第二透镜、第六透镜和第九透镜均为非球面透镜；

第三透镜与第四透镜相互胶合，第七透镜与第八透镜相互胶合；

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九透镜。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd1＞50，其中，vd1为第一透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd2＞50，其中，vd2为第二透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd5＞1.9，其中，nd5为第五透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd7≥60，vd≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为第七透镜和第八透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd9＞50，其中，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：0.8＜∣f3/f∣＜1.5，其中，f3为第三透镜的焦距，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：0.8＜∣f7/f8∣＜1.5，其中，f7和f8分别为第七透镜和第八透镜的焦距。

进一步的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜与第六透镜之间。

进一步的，该第一透镜和第二透镜均采用玻璃材料制成。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用九片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有分辨率高；弥散斑大小管控好，镜头细节还原能力高；色差低，色彩还原性高；温漂小，满足高低温-40-80℃使用需求的优点。

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430-660nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的色差曲线图；

图4为本实用新型实施例一的弥散斑图；

图5为本实用新型实施例一的常温(25℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图6为本实用新型实施例一的高温(80℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图7为本实用新型实施例一的低温(-40℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图8为本实用新型实施例二的可见光430-660nm的MTF图；

图9为本实用新型实施例二的色差曲线图；

图10为本实用新型实施例二的弥散斑图；

图11为本实用新型实施例二的常温(25℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图12为本实用新型实施例二的高温(80℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图13为本实用新型实施例二的低温(-40℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图14为本实用新型实施例三的可见光430-660nm的MTF图；

图15为本实用新型实施例三的色差曲线图；

图16为本实用新型实施例三的弥散斑图；

图17为本实用新型实施例三的常温(25℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图18为本实用新型实施例三的高温(80℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图；

图19为本实用新型实施例三的低温(-40℃)下可见光430-660nm的离焦曲线图。

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九透镜；第一透镜至第九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。

第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凹面。

第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面。

第二透镜、第六透镜和第九透镜均为非球面透镜，很好地优化像质、弥散和色差。

第三透镜与第四透镜相互胶合，第七透镜与第八透镜相互胶合。

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九透镜。本实用新型采用九片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有分辨率高；弥散斑大小管控好，镜头细节还原能力高；色差低，色彩还原性高；温漂小，满足高低温-40-80℃使用需求的优点。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd1＞50，其中，vd1为第一透镜的色散系数，采用低色散材料，进一步优化色差。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd2＞50，其中，vd2为第二透镜的色散系数，采用低色散材料，进一步优化色差。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd5＞1.9，其中，nd5为第五透镜的折射率，采用高折射率材料，进一步优化像质，提升MTF。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd7≥60，vd≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为第七透镜和第八透镜的色散系数，高低色散结合，实现多波长宽光谱消色差，优化像质。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd9＞50，其中，vd9为第九透镜的色散系数，采用低色散材料，进一步优化色差。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.8＜∣f3/f∣＜1.5，其中，f3为第三透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距，使光焦度分配更合理，并进一步实现无热化。

优选的，该光学成像镜头还满足：0.8＜∣f7/f8∣＜1.5，其中，f7和f8分别为第七透镜和第八透镜的焦距，使光焦度分配更合理，并进一步实现无热化。

优选的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜与第六透镜之间，进一步提升整体性能。

优选的，该第一透镜和第二透镜均采用玻璃材料制成，进一步提升整体性能。

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、第五透镜5、光阑100、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、保护片110和成像面120；第一透镜1至第九透镜9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。

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

第九透镜9具正屈光率，第九透镜9的物侧面91为凸面，第九透镜9的像侧面92为凸面。

第二透镜2、第六透镜6和第九透镜9均为非球面透镜。

第三透镜3与第四透镜4相互胶合，第七透镜7与第八透镜8相互胶合。

本具体实施例中，光阑100设置在第五透镜5与第六透镜6之间，但并不限于此，在其它实施例中，光阑100也可以设置在其它合适位置。

本具体实施例中，第一透镜1至第九头透镜9均采用玻璃材料制成，但并不限于此，在其它实施例中，也可以采用塑料等其它材料制成。

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、物侧面61、物侧面91、像侧面22、像侧面62和像侧面92依下列非球面曲线公式定义：

其中：

r为光学表面上一点到光轴的距离。

z为该点沿光轴方向的矢高。

c为该表面的曲率。

k为该表面的二次曲面常数。

A₄、A₆、A₈、A₁₀、A₁₂、A₁₄分别为：四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶的非球面系数。

各个非球面的参数详细数据请参考下表：

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曲线图详见图2，可以看出分辨率高，MTF可达高频率300lp/mm；色差图详见图3，可以看出色差小，色差≤2μm；弥散斑图详见图4，可以看出弥散斑大小管控好；离焦曲线图请参阅图5-7，可以看出温漂小，满足高低温-40-80℃使用需求。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝5.2mm；光圈值FNO＝2.7；视场角FOV＝76.0°；像高IMH＝8.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴I上的距离TTL＝31.69mm。

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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

表面

K

A<sub>4</sub>

A<sub>6</sub>

A<sub>8</sub>

A<sub>10</sub>

A<sub>12</sub>

A<sub>14</sub>

21

5.01E-01

2.38E-03

-1.08E-04

6.18E-08

0.00E+00

0.00E+00

0

22

-8.34E-02

3.07E-03

-1.25E-04

-9.87E-06

0.00E+00

0.00E+00

0

61

4.68E-01

5.94E-03

-4.69E-04

-1.84E-05

1.87E-05

-2.17E-06

0

62

4.74E+00

4.84E-03

-4.26E-04

1.06E-05

4.65E-06

-5.58E-07

0

91

-6.54E+00

1.01E-03

-7.97E-05

-9.01E-06

1.39E-06

-7.01E-08

0

92

9.53E+00

2.92E-03

1.13E-05

-2.16E-06

1.60E-07

0.00E+00

0

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曲线图详见图8，可以看出分辨率高，MTF可达高频率300lp/mm；色差图详见图9，可以看出色差小，色差≤2μm；弥散斑图详见图10，可以看出弥散斑大小管控好；离焦曲线图请参阅图11-13，可以看出温漂小，满足高低温-40-80℃使用需求。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝5.0mm；光圈值FNO＝2.7；视场角FOV＝76.0°；像高IMH＝8.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴I上的距离TTL＝30.00mm。

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

K

A<sub>4</sub>

A<sub>6</sub>

A<sub>8</sub>

A<sub>10</sub>

A<sub>12</sub>

A<sub>14</sub>

21

1.34E-01

-5.18E-04

-5.84E-05

-8.67E-07

3.94E-08

-3.36E-09

0

22

-3.74E-01

-9.87E-04

-1.80E-04

2.23E-06

-5.63E-07

6.36E-09

0

61

7.25E+00

3.18E-03

-3.67E-04

-4.81E-05

0.00E+00

0.00E+00

0

62

3.06E+01

1.25E-03

-4.33E-04

5.89E-05

1.75E-05

-5.39E-06

0

91

1.70E-01

-4.50E-04

8.61E-05

-1.05E-05

0.00E+00

0.00E+00

0

92

3.86E-01

2.01E-03

1.60E-04

-1.41E-05

1.89E-06

-1.65E-08

0

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曲线图详见图14，可以看出分辨率高，MTF可达高频率300lp/mm；色差图详见图15，可以看出色差小，色差≤2μm；弥散斑图详见图16，可以看出弥散斑大小管控好；离焦曲线图请参阅图17-19，可以看出温漂小，满足高低温-40-80℃使用需求。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.9mm；光圈值FNO＝2.7；视场角FOV＝76.0°；像高IMH＝8.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴I上的距离TTL＝29.38mm。

表4本实用新型三个实施例的相关重要参数的数值

	实施例一	实施例二	实施例三
				vd7-vd8	41.92	41.92	41.92
f3	-5.66	-6.93	-4.53
				f	5.2	5.0	4.9
f7	7.36	5.46	6.71
				f8	-6.99	-6.54	-5.44
∣f3/f∣	1.09	1.39	0.92
				∣f7/f8∣	1.05	0.83	1.23

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 (10)

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九透镜；第一透镜至第九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；

第八透镜具负屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凹面；

第九透镜具正屈光率，第九透镜的物侧面为凸面，第九透镜的像侧面为凸面；

第二透镜、第六透镜和第九透镜均为非球面透镜；

第三透镜与第四透镜相互胶合，第七透镜与第八透镜相互胶合；

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九透镜。

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：vd1＞50，其中，vd1为第一透镜的色散系数。

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：vd2＞50，其中，vd2为第二透镜的色散系数。

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：nd5＞1.9，其中，nd5为第五透镜的折射率。

5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd7≥60，vd≤30，且vd7-vd8＞30，其中，vd7和vd8分别为第七透镜和第八透镜的色散系数。

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：vd9＞50，其中，vd9为第九透镜的色散系数。

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：0.8＜∣f3/f∣＜1.5，其中，f3为第三透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距。

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：0.8＜∣f7/f8∣＜1.5，其中，f7和f8分别为第七透镜和第八透镜的焦距。

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，光阑设置在第五透镜与第六透镜之间。

10.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜和第二透镜均采用玻璃材料制成。

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