CN219370110U - 光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学镜头,该光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜,其像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜;具有负光焦度的第四透镜;具有正光焦度的第五透镜;具有负光焦度的第六透镜,其物侧面为凹面;具有正光焦度的第七透镜;具有正光焦度的第八透镜;以及具有负光焦度的第九透镜。第一透镜的有效光学口径D1与第一透镜的物侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离TTL满足:0.1≤D1/TTL≤0.9。
Description
技术领域
本申请涉及光学元件领域,更具体地,涉及一种光学镜头。
背景技术
随着光学镜头技术的不断发展进步,光学镜头在例如智能手机、安防监控、汽车辅助驾驶、智能检测以及虚拟现实等多个领域中均被广泛应用。其中,在军事、安防和机器人等领域,红外夜视的需求不断增加,为满足清晰识别、定位的需求,因此对瞄准镜头提出了高分辨率的要求;同时,为提高分辨判断的准确性,对瞄准镜头提出了低畸变的要求;为满足较大的识别范围,提高边缘视场亮度,对瞄准镜头提出了大光圈和高相对照度的要求;以及,为满足方便携带、减少重量和体积的需求,对瞄准镜头还提出了小型化的要求。
然而,现有的瞄准镜头在包括上述方面的多个方面还存在着诸多不足,例如:现有技术难以实现可见光和红外光共焦的同时,兼顾红外光的性能;现有技术镜头畸变较小,但难与相对照度同时兼顾;另外,现有技术镜头光圈较小,不能适应亮度较低的环境;并且,现有技术镜头体积较大,便携性差。这些问题的普遍存在使得目前市面上的瞄准镜头越来越难以满足用户日益提高的要求,亟需进行改进。因此,如何提高光学镜头在上述等各方面的性能和表现,使镜头可以更好地满足市场应用不断发展的高要求是目前本领域技术人员所致力于研究的方向之一。
实用新型内容
本申请提供一种光学镜头,该光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序可包括:具有正光焦度的第一透镜;具有负光焦度的第二透镜,其像侧面为凹面;具有正光焦度的第三透镜;具有负光焦度的第四透镜;具有正光焦度的第五透镜;具有负光焦度的第六透镜,其物侧面为凹面;具有正光焦度的第七透镜;具有正光焦度的第八透镜;以及具有负光焦度的第九透镜。所述第一透镜的有效光学口径D1与所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL满足:0.1≤D1/TTL≤0.9。
在一个实施方式中,所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:0.2≤TTL/F≤1.0。
在一个实施方式中,所述第一透镜的有效焦距F1与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:0.8≤F1/F≤1.8。
在一个实施方式中,所述第二透镜的有效焦距F2与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:-1.6≤F2/F≤0。
在一个实施方式中,所述第三透镜的色散系数Vd3可满足:70≤Vd3≤100。
在一个实施方式中,所述第五透镜的色散系数Vd5可满足:60≤Vd5≤75。
在一个实施方式中,所述第三透镜的有效焦距F3与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:0.2≤F3/F≤1。
在一个实施方式中,所述第五透镜的有效焦距F5与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:0.1≤F5/F≤0.9。
在一个实施方式中,所述第六透镜的有效焦距F6与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:-1.0≤F6/F≤-0.1。
在一个实施方式中,所述光学镜头中包括双胶合透镜组,且所述双胶合透镜组的有效焦距Fa与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:-0.8≤Fa/F≤0。
在一个实施方式中,所述光学镜头中包括三胶合透镜组,且所述三胶合透镜组的有效焦距Fb与所述光学镜头的总有效焦距F可满足:-1.0≤Fb/F≤-0.2。
在一个实施方式中,所述第一透镜的有效孔径处的边厚t与所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度T可满足:0.1≤t/T≤0.7。
本申请的光学镜头采用了九片透镜,通过合理设置各透镜的光焦度、面型、色散系数以及厚度尺寸等参数,可以使光学镜头具有光学总长短、体积小、大光圈、宽波段高解像、高相对照度以及低畸变等至少一个有益效果。例如,可以实现镜头FNO≤1.20的大光圈特征;实现镜头对可见光与红外光940nm均可达800万像素以上的高解像的特征;可以实现全视场畸变绝对值小于0.3%的特征;以及,还可以实现镜头的全视场相对照度大于60%的特征等。
附图说明
结合附图,通过以下实施方式的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中:
图1是根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图;
图2A和图2B分别示出了根据本申请实施例1的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线;
图3是根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图;
图4A和图4B分别示出了根据本申请实施例2的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线;
图5是根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图;
图6A和图6B分别示出了根据本申请实施例3的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线;
图7是根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图;
图8A和图8B分别示出了根据本申请实施例4的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线;
图9是根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图;
图10A和图10B分别示出了根据本申请实施例5的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线;
图11是根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图;以及
图12A和图12B分别示出了根据本申请实施例6的光学镜头的相对照度曲线和畸变曲线。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。应理解,这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述,而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中,相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
应注意,在本说明书中,第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来,而不表示对特征的任何限制。因此,在不背离本申请的教导的情况下,下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲,附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即,球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
在本文中,近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面;若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时,则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物的表面称为该透镜的物侧面,每个透镜最靠近成像侧的表面称为该透镜的像侧面。
还应理解的是,用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”,当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件,但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外,当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时,修饰整个所列特征,而不是修饰列表中的单独元件。此外,当描述本申请的实施方式时,使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且,用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是,用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被以理想化或过度形式化意义解释,除非本文中明确如此限定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
以下对本申请的特征、原理和其它方面进行详细描述。
在示例性实施方式中,光学镜头包括例如九片具有光焦度的透镜,即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜。这九片透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。
在示例性实施方式中,第一透镜可具有正光焦度。第一透镜可具有凸凹面型。第一透镜具有正光焦度,对经过的光线具有汇聚作用,使经其出射的光线保持下降趋势,以减少后方透镜的口径大小,有利于镜头小型化和降低成本。第一透镜的物侧面为凸面,有利于宽光束光线进入系统,汇聚宽光束光线,增大系统光圈。
在示例性实施方式中,第一透镜可选择高折射率、低色散材料,汇聚光线的同时引入的色差较小,减小镜片口径。
在示例性实施方式中,第二透镜可具有负光焦度。第二透镜可具有凸凹面型。或者,第二透镜可具有凹凹面型。第二透镜具有负光焦度,与第一透镜的正光焦度相互配合,再适当增大第一透镜和第二透镜之间的空气间隔,可增大两者的口径差异,有利于增大入瞳直径,使更多光线进入系统,增大系统光圈,可实现最大光圈F1.2。
在示例性实施方式中,第三透镜可具有正光焦度。第三透镜可具有凸凸面型。第三透镜可选择高色散材料校正色差,提高镜头在宽光谱下的色差校正能力,以提高红外波长的解像质量,实现可见光和红外光共焦,红外850nm、940nm波长兼具有800万像素以上的高解像能力。
在示例性实施方式中,第四透镜可具有负光焦度。第四透镜可具有凹凹面型。第四透镜可选择低折射率、低色散材料,引入较小的色差,同时光线偏折角较小,合理搭配校正像差。
在示例性实施方式中,第五透镜可具有正光焦度。第五透镜可具有凸凸面型。第五透镜可选择高色散材料校正色差,提高镜头在宽光谱下的色差校正能力,以提高红外波长的解像质量,实现可见光和红外光共焦,红外850nm、940nm波长兼具有800万像素以上的高解像能力。
在示例性实施方式中,第六透镜可具有负光焦度。第六透镜可具有凹凹面型。第六透镜具有负光焦度,起发散光线的作用,减少经其出射的光线角度,降低后续光学系统的轴外像差的同时,降低大视场光线在后续镜片的入射光线角,使大视场光线的实际光圈更大,提升像面相对照度,可实现相对照度大于60%。
在示例性实施方式中,第六透镜可选择低折射率、低色散材料,引入较小的色差,同时光线偏折角较小,合理搭配校正像差。
在示例性实施方式中,第六透镜可具有负光焦度。第六透镜可具有凹平面型。第六透镜的像侧面选用平面,几乎不产生像差和畸变,降低镜头校正难度。
在示例性实施方式中,第七透镜可具有正光焦度。第七透镜可具有凸凸面型。第七透镜具有正光焦度,使经其出射的光线保持下降趋势,以减少后方透镜的口径大小,有利于镜头小型化和降低成本。
在示例性实施方式中,第七透镜的物侧面背对着光阑,可以平衡镜头的整体畸变,可实现畸变绝对值小于0.3%。
在示例性实施方式中,第七透镜的边缘光线入射角较小,具有足够的偏折角度,经过第七透镜汇聚收集后,使更多的边缘光线能进入后续透镜,可使像面的相对照度大于60%。
在示例性实施方式中,第八透镜可具有正光焦度。第八透镜可具有凸凹面型。第八透镜具有正光焦度,分担第七透镜汇聚光线的能力,使光线折转角度较小,减少轴外像差的产生,降低色差的校正难度。
在示例性实施方式中,第九透镜可具有负光焦度。第九透镜可具有凸凹面型。或者,第九透镜可具有凹凹面型。第九透镜具有负光焦度,能够矫正第八透镜的球差和像散。第九透镜的像侧面为凹面,顺应各个视场的入射光线角,使光线偏折角度小,减少像差的产生。第九透镜作为系统的最后一枚透镜,具有负光焦度,可以使系统主面前移,增大系统焦距。对比没有负光焦度第九透镜的系统,需要对整个系统进行放大以达到更大焦距。因此第九透镜具有负光焦度,可降低系统的整体尺寸。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头还可包括光阑,光阑例如可位于第六透镜和第七透镜之间;或者,光阑例如可位于第一透镜和第二透镜之间。然而,应注意的是,此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制;在替代的实施方式中,也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。
在示例性实施方式中,光学镜头还可进一步包括设置于成像面的感光元件。可选地,设置于成像面的感光元件可以是感光耦合元件(CCD)或互补性氧化金属半导体元件(CMOS)。
在示例性实施方式中,第二透镜和第三透镜可胶合形成双胶合透镜组。第四透镜、第五透镜和第六透镜可胶合形成三胶合透镜组。
在示例性实施方式中,第二透镜、第三透镜和第四透镜可胶合形成三胶合透镜组。第五透镜和第六透镜可胶合形成双胶合透镜组。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.1≤D1/TTL≤0.9,其中,D1是第一透镜的有效光学口径,TTL是第一透镜的物侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离。更具体地,D1与TTL进一步可满足:0.3≤D1/TTL≤0.7。满足0.1≤D1/TTL≤0.9,第一透镜可选择高折射率材料,有利于降低镜片表面曲率,减小镜片口径,有利于实现镜头纵向小型化。
在示例性实施方式中,第一透镜可具有正光焦度;第二透镜可具有负光焦度,其像侧面可为凹面;第三透镜可具有正光焦度;第四透镜可具有负光焦度;第五透镜可具有正光焦度;第六透镜可具有负光焦度,其物侧面可为凹面;第七透镜可具有正光焦度;第八透镜可具有正光焦度;以及第九透镜可具有负光焦度;并且第一透镜的有效光学口径与镜头的光学总长可满足:0.1≤D1/TTL≤0.9。本申请光学镜头的这种设置,有利于使镜头具有大光圈(如FNO≤1.20)、宽波段范围内的高解像(如可见光与红外光940nm均可达800万像素以上的高解像)、低畸变(如全视场畸变绝对值小于0.3%)、高相对照度(如全视场相对照度大于60%)以及光学总长短、体积小等至少之一的有益效果。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.2≤TTL/F≤1.0,其中,TTL是第一透镜的物侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,TTL和F进一步可满足:0.4≤TTL/F≤0.8。满足0.2≤TTL/F≤1.0,可有效地限制镜头的总长度,有利于实现镜头小型化。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.8≤F1/F≤1.8,其中,F1是第一透镜的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,F1和F进一步可满足:1.1≤F1/F≤1.6。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:-1.6≤F2/F≤0,其中,F2是第二透镜的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,F2和F进一步可满足:-1.4≤F2/F≤-0.2。
根据本申请的光学镜头可满足0.8≤F1/F≤1.8和-1.6≤F2/F≤0,第一透镜的物侧面为凸面,有利于宽光束光线进入系统,汇聚宽光束光线,增大系统光圈;第二透镜具有负光焦度,与第一透镜的正光焦度相互配合,再适当增大第一透镜和第二透镜之间的空气间隔,可增大两者的口径差异,有利于增大入瞳直径,使更多光线进入系统,增大系统光圈,实现最大光圈F1.2。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:70≤Vd3≤100,其中,Vd3是第三透镜的色散系数。更具体地,Vd3进一步可满足:75≤Vd3≤97。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:60≤Vd5≤75,其中,Vd5是第五透镜的色散系数。更具体地,Vd5进一步可满足:65≤Vd5≤70。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.2≤F3/F≤1,其中,F3是第三透镜的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,F3和F进一步可满足:0.3≤F3/F≤0.9。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.1≤F5/F≤0.9,其中,F5是第五透镜的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,F5和F进一步可满足:0.3≤F5/F≤0.7。
根据本申请的光学镜头可满足70≤Vd3≤100、60≤Vd5≤75、0.2≤F3/F≤1以及0.1≤F5/F≤0.9,第三透镜和第五透镜可选择高色散材料校正色差,提高镜头在宽光谱下的色差校正能力,以提高红外波长的解像质量,实现可见光和红外光共焦,红外850nm、940nm波长兼具有800万像素以上的高解像能力。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:-1.0≤F6/F≤-0.1,其中,F6是第六透镜的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,F6和F进一步可满足:-0.8≤F6/F≤-0.3。满足-1.0≤F6/F≤-0.1,第六透镜具有负光焦度,起发散光线的作用,减少经其出射的光线角度,降低后续光学系统的轴外像差的同时,降低大视场光线在后续镜片的入射光线角,使大视场光线的实际光圈更大,提升像面相对照度,可实现相对照度大于60%。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:-0.8≤Fa/F≤0,其中,Fa是光学镜头中包括的双胶合透镜组的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,Fa和F进一步可满足:-0.6≤Fa/F≤0。在一些实施方式中,光学镜头中包括的双胶合透镜组可以由第二透镜和第三透镜胶合形成。在其它一些实施方式中,光学镜头中包括的双胶合透镜组也可以由第五透镜和第六透镜胶合形成。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:-1.0≤Fb/F≤-0.2,其中,Fb是光学镜头中包括的三胶合透镜组的有效焦距,F是光学镜头的总有效焦距。更具体地,Fb和F进一步可满足:-0.8≤Fb/F≤-0.4。在一些实施方式中,光学镜头中包括的三胶合透镜组可以由第二透镜、第三透镜和第四透镜胶合形成。在其它一些实施方式中,光学镜头中包括的三胶合透镜组也可以由第四透镜、第五透镜和第六透镜胶合形成。
根据本申请的光学镜头可满足-0.8≤Fa/F≤0和-1.0≤Fb/F≤-0.2,通过对光学镜头中双胶合透镜组和三胶合透镜组的光焦度、材料和面型的合理搭配,平衡系统的光学畸变,可实现畸变绝对值小于0.3%。
在示例性实施方式中,根据本申请的光学镜头可满足:0.1≤t/T≤0.7,其中,t是第一透镜的有效孔径处的边厚,T是第一透镜在光轴上的中心厚度。更具体地,t和T进一步可满足:0.2≤t/T≤0.5。满足0.1≤t/T≤0.7,控制第一透镜具有较大的边厚比,能够提高镜片的抗震、抗压性能,防止镜片边缘崩裂。
在示例性实施方式中,根据需要,本申请的光学镜头还可包括设置在第九透镜与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃。滤光片可以对具有特定波长的光线进行过滤,保护玻璃可以防止光学镜头的像侧元件(例如,芯片)被损坏。
根据本申请实施方式的光学镜头可采用多片镜片,例如上文所述的九片。通过合理设置各透镜的光焦度、面型、色散系数、中厚、边厚以及各透镜间间距等参数,同时通过胶合透镜组的合理设置,提供了一种具有光学总长短、体积小、大光圈、红外共焦高解像、高相对照度以及低畸变等特征的光学镜头。例如,本申请提供的光学镜头可实现FNO≤1.20;对可见光与红外光940nm均可达800万像素以上的高解像;全视场畸变绝对值可小于0.3%;以及,全视场相对照度可大于60%等。
然而,本领域的技术人员应当理解,在未背离本申请要求保护的技术方案的情况下,可改变构成镜头的透镜数量,来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如,虽然在实施方式中以九片透镜为例进行了描述,但是该光学镜头不限于包括九片透镜。如果需要,该光学镜头还可包括其它数量的透镜。下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的光学镜头的具体实施例。
实施例1
以下参照图1以及图2A、图2B描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1是根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。
如图1所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、光阑S(STO)、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3胶合形成双胶合透镜组,第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成三胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凸凹透镜,其物侧面S3为凸面,像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S4为凸面,像侧面S5为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S8为凹面,像侧面S9为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凸凹透镜,其物侧面S15为凸面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第六透镜L6与第七透镜L7之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第六透镜L6与第七透镜L7之间靠近第六透镜L6的像侧面S9的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。其中,关于“厚度d/距离T”应理解,S1所在行的厚度d/距离T为第一透镜L1的中心厚度,S2所在行的厚度d/距离T为第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔距离,S3所在行的厚度d/距离T为第二透镜L2的中心厚度,以此类推。
表1
图2A示出了实施例1的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图2A可见,根据实施例1的光学镜头的全视场相对照度大于60%。图2B示出了实施例1的光学镜头的畸变曲线,由图2B可见,根据实施例1的光学镜头的全视场畸变小于0.2%。
实施例2
以下参照图3以及图4A、图4B描述根据本申请实施例2的光学镜头。在本实施例及以下实施例中,为简洁起见,将省略部分与实施例1相似的描述。图3示出了根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。
如图3所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、光阑S(STO)、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4胶合形成三胶合透镜组,第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成双胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S4为凹面,像侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S5为凸面,像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S15为凸面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间靠近第二透镜L2的物侧面S4的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表2示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。
表2
图4A示出了实施例2的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图4A可见,根据实施例2的光学镜头的全视场相对照度大于70%。图4B示出了实施例2的光学镜头的畸变曲线,由图4B可见,根据实施例2的光学镜头的全视场畸变小于0.25%。
实施例3
以下参照图5以及图6A、图6B描述根据本申请实施例3的光学镜头。图5示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。
如图5所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、光阑S(STO)、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3胶合形成双胶合透镜组,第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成三胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凸凹透镜,其物侧面S3为凸面,像侧面S4为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S4为凸面,像侧面S5为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S7为凸面,像侧面S8为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S8为凹面,像侧面S9为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凸凹透镜,其物侧面S15为凸面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第六透镜L6与第七透镜L7之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第六透镜L6与第七透镜L7之间靠近第六透镜L6的像侧面S9的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表3示出了实施例3的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。
表3
图6A示出了实施例3的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图6A可见,根据实施例3的光学镜头的全视场相对照度大于60%。图6B示出了实施例3的光学镜头的畸变曲线,由图6B可见,根据实施例3的光学镜头的全视场畸变小于0.15%。
实施例4
以下参照图7以及图8A、图8B描述根据本申请实施例4的光学镜头。图7示出了根据本申请实施例4的光学镜头的结构示意图。
如图7所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、光阑S(STO)、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4胶合形成三胶合透镜组,第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成双胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S4为凹面,像侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S5为凸面,像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹平透镜,其物侧面S9为凹面,像侧面S10为平面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S15为凹面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间靠近第二透镜L2的物侧面S4的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表4示出了实施例4的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。
表4
图8A示出了实施例4的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图8A可见,根据实施例4的光学镜头的全视场相对照度大于65%。图8B示出了实施例4的光学镜头的畸变曲线,由图8B可见,根据实施例4的光学镜头的全视场畸变的绝对值小于0.05%。
实施例5
以下参照图9以及图10A、图10B描述根据本申请实施例5的光学镜头。图9示出了根据本申请实施例5的光学镜头的结构示意图。
如图9所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、光阑S(STO)、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4胶合形成三胶合透镜组,第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成双胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S4为凹面,像侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S5为凸面,像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹平透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为平面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凸凹透镜,其物侧面S15为凸面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间靠近第二透镜L2的物侧面S4的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表5示出了实施例5的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。
表5
图10A示出了实施例5的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图10A可见,根据实施例5的光学镜头的全视场相对照度大于70%。图10B示出了实施例5的光学镜头的畸变曲线,由图10B可见,根据实施例5的光学镜头的全视场畸变小于0.3%。
实施例6
以下参照图11以及图12A、图12B描述根据本申请实施例6的光学镜头。图11示出了根据本申请实施例6的光学镜头的结构示意图。
如图11所示,光学镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括:第一透镜L1、光阑S(STO)、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9、滤光片和/或保护玻璃CG以及成像面。其中,第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4胶合形成三胶合透镜组,第五透镜L5和第六透镜L6胶合形成双胶合透镜组。
第一透镜L1为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S1为凸面,像侧面S2为凹面。第二透镜L2为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S4为凹面,像侧面S5为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S5为凸面,像侧面S6为凸面。第四透镜L4为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S6为凹面,像侧面S7为凹面。第五透镜L5为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S8为凸面,像侧面S9为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S9为凹面,像侧面S10为凹面。第七透镜L7为具有正光焦度的凸凸透镜,其物侧面S11为凸面,像侧面S12为凸面。第八透镜L8为具有正光焦度的凸凹透镜,其物侧面S13为凸面,像侧面S14为凹面。第九透镜L9为具有负光焦度的凹凹透镜,其物侧面S15为凹面,像侧面S16为凹面。
在该实施例中,光学镜头的光阑STO设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间,有利于进入光学系统的光线有效平稳过渡到系统后端,减小光学系统后端的镜片口径,并降低系统的组立敏感度。具体地,光阑STO例如可设置在第一透镜L1与第二透镜L2之间靠近第二透镜L2的物侧面S4的位置处。
在该实施例中,位于第九透镜L9与成像面之间的滤光片和/或保护玻璃CG具有物侧面S17和像侧面S18。来自物体的光依序穿过各表面S1至S18并最终成像在成像面上,其中,成像面处可设置有图像传感芯片IMA。
表6示出了实施例6的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度d/距离T、折射率N以及色散系数Vd。
表6
图12A示出了实施例6的光学镜头的相对照度曲线,其表示像平面上各视场位置的照度与中心视场的照度之比,由图12A可见,根据实施例6的光学镜头的全视场相对照度大于70%。图12B示出了实施例6的光学镜头的畸变曲线,由图12B可见,根据实施例6的光学镜头的全视场畸变小于0.3%。
综上,实施例1至实施例6分别满足下表7所示的关系。
表7
本申请还提供了一种电子设备,该电子设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (12)
1.光学镜头,其特征在于,沿光轴由物侧至像侧依序包括:
具有正光焦度的第一透镜;
具有负光焦度的第二透镜,其像侧面为凹面;
具有正光焦度的第三透镜;
具有负光焦度的第四透镜;
具有正光焦度的第五透镜;
具有负光焦度的第六透镜,其物侧面为凹面;
具有正光焦度的第七透镜;
具有正光焦度的第八透镜;以及
具有负光焦度的第九透镜,
所述第一透镜的有效光学口径D1与所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL满足:0.1≤D1/TTL≤0.9。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离TTL与所述光学镜头的总有效焦距F满足:0.2≤TTL/F≤1.0。
3.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距F1与所述光学镜头的总有效焦距F满足:0.8≤F1/F≤1.8。
4.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第二透镜的有效焦距F2与所述光学镜头的总有效焦距F满足:-1.6≤F2/F≤0。
5.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的色散系数Vd3满足:70≤Vd3≤100。
6.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的色散系数Vd5满足:60≤Vd5≤75。
7.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第三透镜的有效焦距F3与所述光学镜头的总有效焦距F满足:0.2≤F3/F≤1。
8.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜的有效焦距F5与所述光学镜头的总有效焦距F满足:0.1≤F5/F≤0.9。
9.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜的有效焦距F6与所述光学镜头的总有效焦距F满足:-1.0≤F6/F≤-0.1。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头中包括双胶合透镜组,且所述双胶合透镜组的有效焦距Fa与所述光学镜头的总有效焦距F满足:-0.8≤Fa/F≤0。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头中包括三胶合透镜组,且所述三胶合透镜组的有效焦距Fb与所述光学镜头的总有效焦距F满足:-1.0≤Fb/F≤-0.2。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第一透镜的有效孔径处的边厚t与所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度T满足:0.1≤t/T≤0.7。
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