CN218917772U - 光学镜头 - Google Patents

Abstract

本申请属于照相或者摄像领域技术领域，具体涉及一种光学镜头。本申请实施例的光学镜头自物侧至像侧依次包括第一透镜、微纳元件和第二透镜，第一透镜具有负光焦度，微纳元件具有正光焦度，第二透镜具有正光焦度，微纳元件表面具有微纳结构。本申请实施例的光学镜头，将具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的微纳元件、具有正光焦度的第二透镜结合，可以使光学镜头具有超大视场角，并且光学镜头体积小、像质高。

Description

光学镜头

技术领域

本申请涉及照相或者摄像领域技术领域，具体涉及一种光学镜头。

背景技术

传统的超大视场光学镜头口径大、像质差。常规的优化方法是增加非球面提高像质，减少镜片；同时减小入瞳使系统实现小型化。常规的优化方法有以下缺陷：第一，尽管使用非球面可以减少镜片数量、提高像质，但是并不能大幅度提升像质，且无法大幅度减少镜片；第二，减小入瞳虽然可以减小系统口径，但是很大幅度的降低系统性能。

实用新型内容

本申请实施例提供一种光学镜头，能够解决超大视场光学镜头口径大、像质差的技术问题。

本申请实施例提供一种光学镜头，该光学镜头自物侧至像侧依次包括第一透镜、微纳元件和第二透镜，第一透镜具有负光焦度，微纳元件具有正光焦度，第二透镜具有正光焦度，所述微纳元件表面具有微纳结构。

根据本申请的实施方式，该光学镜头满足：100°≤FOV≤140°；FOV为光学镜头的视场角。

根据本申请前述任一实施方式，该光学镜头满足：15mm≤TTL≤30mm；TTL为在光学镜头的光轴方向上，第一透镜的物侧面至成像面的距离。

根据本申请前述任一实施方式，该光学镜头的焦距f满足：

其中，f1为第一透镜的焦距，f2为微纳元件的焦距，f3为第二透镜的焦距。

根据本申请前述任一实施方式，第一透镜的物侧面的曲率半径R1和第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：

或

第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：

根据本申请前述任一实施方式，第一透镜的折射率n1满足：1.46≤n1≤1.96；或

第二透镜的折射率n2满足：1.46≤n2≤1.96。

根据本申请前述任一实施方式，微纳元件的表面具有周期性的微纳结构，微纳结构包括多圈环状的多台阶结构。

根据本申请前述任一实施方式，微纳结构的归一化半径RG满足：1≤RG≤3。

根据本申请前述任一实施方式，微纳元件与第二透镜胶合形成胶合透镜。

根据本申请前述任一实施方式，光学镜头满足：

其中，TTL为在光学镜头的光轴方向上，第一透镜的物侧面至成像面的距离；L1为第一透镜与微纳元件之间的距离；L2为第二透镜与微纳元件之间的距离。

根据本申请前述任一实施方式，在微纳元件的像侧面设置有光阑。

本申请实施例的光学镜头，将具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的微纳元件、具有正光焦度的第二透镜结合，可以使光学镜头具有超大视场角，并且光学镜头体积小、像质高。

附图说明

图1是本申请实施例提供的光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

为方便理解本申请实施例提供的光学镜头，对本申请中涉及到的有关名词进行解释：

光轴，是一条经过各个透镜的中心的轴线。

以透镜为界，被摄物体所在一侧为物侧，透镜靠近物侧的表面称为物侧面。

以透镜为界，被摄物体的图像所在的一侧为像侧，透镜靠近像侧的表面称为像侧面。

正光焦度，也可以称为正折光力，表示透镜有正的焦距。

负光焦度，也可以称为负折光力，表示透镜有负的焦距。

焦距(focal length)，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。

视场角(field of view，FOV)，在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。

光学总长(total track length，TTL)，是指从物侧指向像侧的方向，光学镜头的第一透镜的物侧面至成像面的距离。

请参阅图1，本申请实施例公开的光学镜头100包括第一透镜1、微纳元件2和第二透镜3，第一透镜1、微纳元件2和第二透镜3自物侧至像侧依次排列，第一透镜1具有负光焦度，微纳元件2具有正光焦度，第二透镜3具有正光焦度，微纳元件2的表面具有微纳结构。

这样，通过第一透镜1、微纳元件2、第二透镜3的光焦度设置，来使得光学镜头100能够在实现较好的成像质量的同时，光学镜头100的视场角能够较大程度地提高；并且，由于使用了微纳元件2进行光学设计，使得整个光学镜头100的体积得小型化。

在一种实施方式中，在微纳元件2的像侧面设置有光阑4。可以理解的是，通过该光阑4可以将各视场光线汇聚于此，限制成像范围。

在一种实施方式中，第一透镜1能够用于扩大光学镜头100的视场角，从而使得较大视场角的光线进入光学镜头100内，微纳元件2能够用于校正第一透镜1产生的像差，第二透镜3能够用于将各视场光线聚焦，同时补偿第一透镜1和微纳元件2的残余像差。

一种实施方式中，光学镜头100满足：100°≤FOV≤140°；FOV为光学镜头100的视场角。例如，FOV等于100°、105°、110°、115°、121°、125°、129°、133°、138°、140°。

可以理解的是，当光学镜头100的视场角FOV满足：100°≤FOV≤140°时，光学镜头100的视场角较大。

一种实施方式中，光学镜头100满足：110°＜FOV≤130°。例如FOV等于120°、123°、125°、128°或129°。

一种实施方式中，光学镜头100满足：15mm≤TTL≤30mm，其中，TTL为在所述光学镜头100的光轴方向上，所述第一透镜1的物侧面至成像面的距离。例如，TTL等于16mm、18mm、20mm、21mm、22mm、24mm、26mm、29mm。

可以理解的是，通过合理选择和设计第一透镜1、微纳元件2和第二透镜3，可以使光学镜头100的TTL被控制在较小的合理范围内，从而实现光学镜头100的小型化。

一种实施方式中，光学镜头100的焦距f满足：

其中，f1为第一透镜1的焦距，f2为微纳元件2的焦距，f3为第二透镜3的焦距。例如，

等于0.81、0.83、0.84、0.85、0.87、0.88、0.89。

可以理解的是，当光学镜头100的焦距、第一透镜1的焦距、第二透镜3的焦距、微纳元件2的透镜满足上述关系式时，可以实现很好的聚焦成像效果。

一种实施方式中，第一透镜1的物侧面的曲率半径R1和第一透镜1的像侧面的曲率半径R2满足：

例如，

等于0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59。

可以理解的是，满足上述条件的第一透镜1可以将超大视场光线集中折射到微纳元件2的光阑4处汇聚，从而在一定程度上达到扩大光学镜头100视场角的目的。

一种实施方式中，第二透镜3的物侧面的曲率半径R3与第二透镜3的像侧面的曲率半径R4满足：

例如，

等于2.2、2.4、2.7、2.9、3.2、3.3、3.5、3.6、3.8、3.9。

可以理解的是，满足上述条件的第二透镜3对各视场光线具有较好的聚焦效果，同时第二透镜3补偿第一透镜1和微纳元件2的残余像差的效果也较好。

一种实施方式中，第一透镜1的折射率n1满足：1.46≤n1≤1.96；第二透镜3的折射率n2满足：1.46≤n2≤1.96。光学镜头100的各透镜可以为塑料材质、玻璃材质或者其它的复合材料，优选的，第一透镜1和第二透镜3的材质可以为重火石玻璃。

可以理解的是，第一透镜1和第二透镜3的材质为重火石玻璃材质，可以提高折射效果。

一种实施方式中，微纳元件2的表面具有周期性的微纳结构，微纳结构包括沿着微纳结构径向排列的若干圈环状的多台阶结构，每圈多台阶结构包括沿着微纳结构的径向分布的多圈高度不同的环形台阶。可以理解的是，这种结构的微纳元件2具尺寸小，且可以很大程度的代替传统透镜弥补像差的作用。

一种实施方式中，微纳结构的归一化半径RG满足：1≤RG≤3。可以理解的是，满足这种条件的微纳结构口径较小，且可以达到设计要求。

一种实施方式中，微纳元件2与第二透镜3胶合形成胶合透镜。可以理解的是，胶合透镜所占空间更小，可以进一步减小光学镜头100的体积，同时可以更好的限定第二透镜3的位置。

一种实施方式中，若微纳元件2与第二透镜3胶合，那么，光学镜头100满足：

其中，TTL为在光学镜头100的光轴方向上，第一透镜1的物侧面至成像面的距离；L1为第一透镜1与微纳元件2之间的距离；L2为第二透镜3与微纳元件2中心之间的距离。例如，

等于0.2、0.26、0.29、0.31、0.35、0.41、0.44、0.49等。

可以理解的是，当光学镜头100满足上述关系时，光学镜头100的系统总长TTL能够得到较好地控制，从而有利于光学镜头100的小型化。此外，光学镜头100的系统高度也能够得到较好地压缩，从而有利于光学镜头100的薄型化。

综上所述，这种基于微纳元件2的光学镜头100可以具有超大视场、像质优良、小型化、轻量化等优点。

实施例

其中第二透镜3为非球面透镜，第二透镜3的像侧面为非球面，其非球面系数如下：

K＝0.15，

C4＝1.968905557121344E-004，

C6＝2.643032711621554E-006，

C8＝-9.857370526677611E-007。

其中，K表示圆锥系数，C4表示四阶项系数，C6表示六阶项系数，C8表示八阶项系数。

Claims (11)

1.一种光学镜头，其特征在于，

所述光学镜头自物侧至像侧依次包括第一透镜、微纳元件和第二透镜，所述第一透镜具有负光焦度，所述微纳元件具有正光焦度，所述第二透镜具有正光焦度，所述微纳元件表面具有微纳结构。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：100°≤FOV≤140°；FOV为所述光学镜头的视场角。

3.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：15mm≤TTL≤30mm，其中，TTL为在所述光学镜头的光轴方向上，所述第一透镜的物侧面至成像面的距离。

4.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的焦距f满足：

其中，f1为第一透镜的焦距，f2为微纳元件的焦距，f3为第二透镜的焦距。

5.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1和所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：

或

所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：

6.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率n1满足：1.46≤n1≤1.96；或

所述第二透镜的折射率n2满足：1.46≤n2≤1.96。

7.根据权利要求3所述的光学镜头，其特征在于：所述微纳元件的表面具有周期性的微纳结构，所述微纳结构包括多圈环状的多台阶结构。

8.根据权利要求7所述的光学镜头，其特征在于，所述微纳结构的归一化半径RG满足：1≤RG≤3。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：所述微纳元件与所述第二透镜胶合形成胶合透镜。

10.根据权利要求9所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足：

其中，TTL为在所述光学镜头的光轴方向上，所述第一透镜的物侧面至成像面的距离；L1为第一透镜与微纳元件之间的距离；L2为第二透镜与微纳元件之间的距离。

11.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：在所述微纳元件的像侧面设置有光阑。

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