CN213544944U - 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包括第一透镜至第八透镜；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、第六透镜和第八透镜为具正屈光率的凸凸透镜，第四透镜和第五透镜为具正屈光率的凸凹透镜，第七透镜具负屈光率且物侧面为凹，第一透镜、第五透镜和第八透镜均为非球面透镜。本实用新型具有总长短，小型化；分辨率高，色差低，色彩还原度高，光学畸变小，物像变形量小，成像质量高的优点。

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消费类相机的光学成像镜头。

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、消费类相机、视频会议、车载监控、安防监控、机器视觉等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但目前应用于消费类相机的光学成像镜头还存在许多不足，如清晰度不高，对细微的东西拍摄，对比度不高，画面不锐利；色差矫正差，引起边缘色偏，降低画面舒适感；为获取高解像，结构复杂，外形大，整体长度偏长；畸变大，边缘变形严重等，已无法满足消费类相机日益提高的要求，急需进行改进。

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八透镜；第一透镜至第八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凹面；

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，第六透镜的像侧面为凸面；

第七透镜具负屈光率，第七透镜的物侧面为凹面；

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；

第一透镜、第五透镜和第八透镜均为非球面透镜；

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八透镜。

进一步的，该第六透镜与第七透镜相互胶合。

更进一步的，该光学成像镜头还满足：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。

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，该光学成像镜头还满足：nd4＞1.8，其中，nd4为第四透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：D11/IMH/FOV≤0.019，其中，D11为第一透镜的物侧面的通光口径，IMH为该光学成像镜头的像高，FOV为该光学成像镜头的视场角。

进一步的，该光学成像镜头还满足：BFL/TTL≥0.12，其中，BFL为该光学成像镜头的光学后焦，TTL为第一透镜的物侧面的中心至成像面在光轴上的距离。

进一步的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜与第五透镜之间。

进一步的，该第一透镜至第八透镜均采用玻璃材料制成。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用八片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有清晰度高，传递函数和弥散斑优化好，实现物像完美传递；轴上及轴外色差矫正好，色差低，色彩还原度高；小型化，体积小，大大提高该产品在市场上的竞争力；光学畸变小，物像变形量小的优点。

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可见光430-660nm的焦移曲线图；

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轴上色差曲线图；

图6为本实用新型实施例一的轴外色差曲线图；

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可见光430-660nm的MTF图；

图9为本实用新型实施例二的可见光430-660nm的焦移曲线图；

图10为本实用新型实施例二的场曲和畸变图示意图；

图11为本实用新型实施例二的轴上色差曲线图；

图12为本实用新型实施例二的轴外色差曲线图；

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可见光430-660nm的MTF图；

图15为本实用新型实施例三的可见光430-660nm的焦移曲线图；

图16为本实用新型实施例三的场曲和畸变图示意图；

图17为本实用新型实施例三的轴上色差曲线图；

图18为本实用新型实施例三的轴外色差曲线图。

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八透镜；第一透镜至第八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凹面。

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，第六透镜的像侧面为凸面。

第七透镜具负屈光率，第七透镜的物侧面为凹面。

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。

第一透镜、第五透镜和第八透镜均为非球面透镜，第一透镜采用非球面透镜，能够极大消除在成像时候出现的像差，从而提升该光学成像镜头的成像质量，优化畸变，且有利于缩小前端口径；第五透镜采用非球面透镜，可极大矫正像差，色差，提高成像质量；第八透镜采用非球面透镜，减小周边光线到达成像面的光程，可以矫正系统的轴外点像差，降低色差，优化畸变。

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八透镜。本实用新型采用八片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有清晰度高，传递函数和弥散斑优化好，实现物像完美传递；轴上及轴外色差矫正好，色差低，高色彩还原度；小型化，体积小，大大提高该产品在市场上的竞争力；光学畸变小，物像变形量小的优点。

优选的，该第六透镜与第七透镜相互胶合，可进一步消除色差影响，减小场曲，胶合透镜可以残留部分色差以平衡光学系统的整体色差，胶合透镜省略了两镜片之间的空气间隔，使得光学系统整体更紧凑，满足系统小型化需求。

更优选的，该光学成像镜头还满足：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，进一步优化色差，提高成像质量。

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，用于收束前光线，减小前后透镜的口径。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd4＞1.8，其中，nd4为第四透镜的折射率，进一步减小前后透镜的口径，提高成像质量。

优选的，该光学成像镜头还满足：D11/IMH/FOV≤0.019，其中，D11为第一透镜的物侧面的通光口径，IMH为该光学成像镜头的像高，FOV为该光学成像镜头的视场角，进一步实现镜头前端小口径。

优选的，该光学成像镜头还满足：BFL/TTL≥0.12，其中，BFL为该光学成像镜头的光学后焦，TTL为第一透镜的物侧面的中心至成像面在光轴上的距离，进一步减小该光学成像镜头长度，且有利于光学系统的组装。

优选的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜与第五透镜之间，进一步优化像侧和色差，提升成像质量。

优选的，该第一透镜至第八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来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9、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、保护片100和成像面110；该第一透镜1至第八透镜8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22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为凹面。

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为凸面。

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

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。

第一透镜1的物侧面11和像侧面12、第五透镜5的物侧面51和像侧面52以及第八透镜8的物侧面81和像侧面82均为非球面。

本具体实施例中，第六透镜6与第七透镜7相互胶合。

本具体实施例中，光阑9优选设置在第四透镜4与第五透镜5之间，但并不限于此，在其它实施例中，光阑9也可以设置在其它合适位置。

本具体实施例中，第一透镜1至第八透镜8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11、51、81和像侧面12、52、82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分别为：四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶的非球面系数。

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>

11

4.38E-01

7.70E-04

-4.60E-05

6.70E-07

-8.05E-09

0.00E+00

12

-7.73E-01

2.26E-03

-4.76E-05

-8.18E-07

-5.93E-07

1.04E-05

51

1.74E+00

1.21E-03

2.43E-04

-4.26E-05

1.94E-05

0.00E+00

52

1.37E+01

5.47E-03

1.24E-03

-2.81E-04

2.01E-04

0.00E+00

81

3.56E+00

7.59E-05

2.11E-05

-2.36E-05

1.39E-05

0.00E+00

82

-3.30E+00

2.18E-03

-7.56E-05

0.00E+00

0.00E+00

0.00E+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，焦移曲线图详见图3，可以看出清晰度高，传递函数和弥散斑优化好，实现物像完美传递，可匹配4K级传感器；场曲及畸变图请参阅图4的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变得到较好矫正，光学畸变小，物像变形量小；轴上色差曲线图详见图5，轴外色差曲线图详见图6，可以看出轴上及轴外色差矫正到极低水平，色差超低，色彩还原度高。

本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝4.2mm；光圈值FNO＝2.8；视场角FOV＝80.0°；像高IMH＝6.7mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝25.2mm。

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大致相同，仅第七透镜7的像侧面72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：

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8，焦移曲线图详见图9，可以看出清晰度高，传递函数和弥散斑优化好，实现物像完美传递，可匹配4K级传感器；场曲及畸变图请参阅图10的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变得到较好矫正，光学畸变小，物像变形量小；轴上色差曲线图详见图11，轴外色差曲线图详见图12，可以看出轴上及轴外色差矫正到极低水平，色差超低，色彩还原度高。

本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝4.2mm；光圈值FNO＝2.8；视场角FOV＝80.0°；像高IMH＝6.7mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝25.8mm。

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大致相同，仅第七透镜7的像侧面72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>

11

-5.08E-01

8.06E-04

-5.98E-05

9.60E-07

0.00E+00

0.00E+00

12

-1.01E+00

2.71E-03

-3.72E-05

-6.56E-06

0.00E+00

0.00E+00

51

1.94E+00

1.19E-04

7.53E-05

-5.29E-05

2.94E-06

1.97E-17

52

5.00E+01

3.79E-04

5.78E-05

-1.03E-04

8.87E-06

-1.61E-17

81

9.34E+00

1.02E-03

9.16E-05

4.48E-06

-6.97E-07

8.42E-18

82

-4.82E-01

3.54E-03

1.89E-04

6.33E-06

1.34E-06

0.00E+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14，焦移曲线图详见图15，可以看出清晰度高，传递函数和弥散斑优化好，实现物像完美传递，可匹配4K级传感器；场曲及畸变图请参阅图16的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变得到较好矫正，光学畸变小，物像变形量小；轴上色差曲线图详见图17，轴外色差曲线图详见图18，可以看出轴上及轴外色差矫正到极低水平，色差超低，色彩还原度高。

本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝4.2mm；光圈值FNO＝2.8；视场角FOV＝80.0°；像高IMH＝6.7mm；第一透镜1的物侧面11至成像面110在光轴I上的距离TTL＝25.3mm。

表4本实用新型三个实施例的相关重要参数的数值

	第一实施例	第二实施例	第三实施例
				D11	9.2	9.5	9.0
IMH	6.7	6.7	6.7
				FOV	80.0	80.0	80.0
D11/IMH/FOV	0.02	0.02	0.02
				BFL	3.89	5.62	5.39
TTL	25.2	25.8	25.3
				BFL/TTL	0.15	0.22	0.21
vd6	68.53	68.53	68.53
				vd7	23.79	23.79	23.79
vd6-vd7	44.74	44.74	44.74
				nd2	1.946	1.946	1.946
nd4	1.946	1.946	1.946

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八透镜；第一透镜至第八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凹面；

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，第六透镜的像侧面为凸面；

第七透镜具负屈光率，第七透镜的物侧面为凹面；

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；

第一透镜、第五透镜和第八透镜均为非球面透镜；

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八透镜。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第六透镜与第七透镜相互胶合。

3.根据权利要求2所述的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：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。

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，该光学成像镜头还满足：nd4＞1.8，其中，nd4为第四透镜的折射率。

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：D11/IMH/FOV≤0.019，其中，D11为第一透镜的物侧面的通光口径，IMH为该光学成像镜头的像高，FOV为该光学成像镜头的视场角。

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：BFL/TTL≥0.12，其中，BFL为该光学成像镜头的光学后焦，TTL为第一透镜的物侧面的中心至成像面在光轴上的距离。

8.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与第五透镜之间。

9.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜至第八透镜均采用玻璃材料制成。

Images