TWI720901B - 光學鏡頭 - Google Patents

光學鏡頭 Download PDF

Info

Publication number
TWI720901B
TWI720901B TW109118500A TW109118500A TWI720901B TW I720901 B TWI720901 B TW I720901B TW 109118500 A TW109118500 A TW 109118500A TW 109118500 A TW109118500 A TW 109118500A TW I720901 B TWI720901 B TW I720901B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
optical
focal length
convex
aspheric
Prior art date
Application number
TW109118500A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202129344A (zh
Inventor
米士隆
張占軍
張磊
王丹藝
韓妮
劉創標
Original Assignee
大陸商東莞市宇瞳光學科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商東莞市宇瞳光學科技股份有限公司 filed Critical 大陸商東莞市宇瞳光學科技股份有限公司
Application granted granted Critical
Publication of TWI720901B publication Critical patent/TWI720901B/zh
Publication of TW202129344A publication Critical patent/TW202129344A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0081—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

本發明公開了一種光學鏡頭，通過設置沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；其中，第一透鏡為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡與第七透鏡構成膠合透鏡，使得該光學鏡頭的視場角大於110°，F#滿足，0.8<F#<1.2。

Description

光學鏡頭
本發明實施例涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種光學鏡頭。
隨著安防監控系統的日益發展，對於安防鏡頭的要求越來越高，主要體現在更高的像質，更大的視場，以及更大的通光口徑。目前現有超大光圈鏡頭往往視場角較小，但是在安防監控領域，更大的視場角意味著更廣的監控範圍，因此針對於現有視場角較小的情況開發一種光學鏡頭是必要的。
本發明提供一種光學鏡頭，以實現支援超大光圈(0.8<F#<1.2)的同時，視場角可大於110°。
為實現上述目的，本發明提出了一種光學鏡頭，包括：
沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；
其中，所述第一透鏡為負光焦度的球面透鏡，所述第二透鏡為彎月形彎向像面的非球面透鏡，所述第三透鏡為彎月形彎向物面的非球面透鏡，所述第四透鏡為正光焦度的非球面透鏡，所述第五透鏡為正光焦度的非球面透鏡，所述第六透鏡為負光焦度的非球面透鏡，所述第七透鏡為正光焦度的非球面透鏡，其中，所述第六透鏡與所述第七透鏡構成膠合透鏡。
可選地，所述第一透鏡的材質為玻璃，所述第二透鏡的材質為塑膠，所述第三透鏡的材質為塑膠，所述第四透鏡的材質為玻璃，所述第五透鏡的材質為塑膠，所述第六透鏡的材質為塑膠，所述第七透鏡的材質為塑膠。
可選地，透鏡鄰近所述物面一側的表面為物側面，透鏡鄰近所述像面一側的表面為像側面；
所述第一透鏡的物側面為凸面，像側面為凹面；所述第二透鏡的物側面為凸面，像側面為凹面；所述第三透鏡的物側面為凹面，像側面為凸面；所述第四透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面；所述第五透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面；所述第六透鏡的物側面為凹面，像側面為凹面；所述第七透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面。
可選地，所述第一透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f1/f|<4.0，其中，所述f1為所述第一透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
可選地，所述第二透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式： |f2/f|>5，其中，所述f2為所述第二透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
可選地，所述第二透鏡滿足0.9<|ET2/CT2|<2.0，其中，所述ET2為所述第二透鏡的邊緣沿軸方向的厚度，所述CT2為所述第二透鏡的中心沿軸方向的厚度。
可選地，所述第三透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：|f3/f|>5，其中，所述f3為所述第三透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
可選地，所述第四透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f4/f|<4，其中，所述f4為所述第四透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距；所述第四透鏡的折射率滿足nd4>1.6。
可選地，所述第五透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f5/f|<4，其中，所述f5為所述第五透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
可選地，所述第六透鏡、所述第七透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：0.8<|f6/f|<3，1<|f7/f|<4，其中，所述f6為所述第六透鏡的焦距，所述f7為所述第七透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距；
所述第六透鏡的阿貝數與所述第七透鏡的阿貝數滿足|vd6-vd7|>30。
根據本發明實施例提出的光學鏡頭，通過設置沿光軸從物 方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；其中，第一透鏡為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡與第七透鏡構成膠合透鏡，使得該光學鏡頭的視場角大於110°，F-number(F#)滿足，0.8<F#<1.2。
【圖1】
1:第一透鏡
2:第二透鏡
3:第三透鏡
4:第四透鏡
5:第五透鏡
6:第六透鏡
7:第七透鏡
8:光闌
【圖7】
11:第一透鏡
12:第二透鏡
13:第三透鏡
14:第四透鏡
15:第五透鏡
16:第六透鏡
17:第七透鏡
18:光闌
【圖13】
21:第一透鏡
22:第二透鏡
23:第三透鏡
24:第四透鏡
25:第五透鏡
26:第六透鏡
27:第七透鏡
28:光闌
【圖1】本發明實施例的光學鏡頭的結構示意圖。
【圖2】本發明實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。
【圖3】本發明實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖。
【圖4】本發明實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖。
【圖5】本發明實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖。
【圖6】本發明實施例的光學鏡頭的光學畸變圖。
【圖7】本發明一個實施例的光學鏡頭的結構示意圖。
【圖8】本發明一個實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。
【圖9】本發明一個實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖。
【圖10】本發明一個實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖。
【圖11】本發明一個實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖。
【圖12】本發明一個實施例的光學鏡頭光學畸變圖。
【圖13】本發明另一個實施例的光學鏡頭的結構示意圖。
【圖14】本發明另一個實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。
【圖15】本發明另一個實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖。
【圖16】本發明另一個實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖。
【圖17】本發明另一個實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖。
【圖18】本發明另一個實施例的光學鏡頭的光學畸變圖。
下面結合圖式和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，圖式中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
圖1是本發明實施例的光學鏡頭的結構示意圖。如圖1所示，該光學鏡頭包括：
沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7；
其中，第一透鏡1為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡2為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡3為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡4為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡5為正光焦度的非球面透鏡，第 六透鏡6為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡7為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡6與第七透鏡7構成膠合透鏡。
可以理解的是，光焦度等於像方光束會聚度與物方光束會聚度之差，它表徵光學系統偏折光線的能力。光焦度的絕對值越大，對光線的彎折能力越強，光焦度的絕對值越小，對光線的彎折能力越弱。光焦度為正數時，光線的曲折是會聚性的；光焦度為負數時，光線的曲折是發散性的。光焦度可以適用於表徵一個透鏡的某一個折射面(即透鏡的一個表面)，可以適用於表徵某一個透鏡，也可以適用於表徵多個透鏡共同形成的系統(即透鏡組)。在本實施例中，可以將各個透鏡固定於一個鏡筒(圖1中未示出)內，通過合理分配透鏡的光焦度，使得大光圈定焦鏡頭成像效果更好，其中，光焦度為焦距的倒數。
需要說明的是，第二透鏡2與第三透鏡3的光焦度均不限定。也就是說，第二透鏡2與第三透鏡3的中心厚度與邊緣厚度可根據實際情況進行設定，只需保證像側面與物側面的彎向即可。
可選地，第一透鏡1的材質可以為玻璃，第二透鏡2的材質可以為塑膠，第三透鏡3的材質可以為塑膠，第四透鏡4的材質可以為玻璃，第五透鏡5的材質可以為塑膠，第六透鏡6的材質可以為塑膠，第七透鏡7的材質可以為塑膠。
可選地，透鏡鄰近物面一側的表面為物側面，透鏡鄰近像面一側的表面為像側面；
第一透鏡1的物側面為凸面，像側面為凹面；第二透鏡2的物側面為凸面，像側面為凹面；第三透鏡3的物側面為凹面，像側面為凸面；第四透 鏡4的物側面為凸面，像側面為凸面；第五透鏡5的物側面為凸面，像側面為凸面；第六透鏡6的物側面為凹面，像側面為凹面；第七透鏡7物側面為凸面，像側面為凸面。
可選地，第一透鏡1和光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f1/f|<4.0，其中，f1為第一透鏡1的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距。其中，第一透鏡1有收集光線的作用，負光焦度適合視場角比較大的鏡頭，並且第一透鏡1為玻璃球面鏡，具有良好的物理化學性質，對於環境的適應性更強。
可選地，第二透鏡2和光學鏡頭滿足如下關係式：|f2/f|>5，其中，f2為第二透鏡2的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距。
可選地，第二透鏡2滿足0.9<|ET2/CT2|<2.0，其中，ET2為第二透鏡2的邊緣沿軸方向的厚度，CT2為第二透鏡2的中心沿軸方向的厚度。
其中，第二透鏡2主要用於矯正軸上像差，第二透鏡2滿足0.9<|ET2/CT2|<2.0，保證第二透鏡2有較好的工藝性。
可選地，第三透鏡3和光學鏡頭滿足如下關係式：|f3/f|>5，其中，f3為第三透鏡3的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距。
其中，第三透鏡3主要用於矯正軸外像差。
可選地，第四透鏡4和光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f4/f|<4，其中，f4為第四透鏡4的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距；第四透鏡4的折射率滿足nd4>1.6。
其中，第四透鏡4的位置對矯正球差及彗差比較有利，且焦 距在該範圍有助於控制鏡頭的體積，保證大光圈的需要。
可選地，第五透鏡5和光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f5/f|<4，其中，f5為第五透鏡5的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距。
其中，第五透鏡5主要作用為進一步矯正軸外像差。
可選地，第六透鏡6、第七透鏡7和光學鏡頭滿足如下關係式：0.8<|f6/f|<3，1<|f7/f|<4，其中，f6為第六透鏡6的焦距，f7為第七透鏡7的焦距，f為光學鏡頭的光學系統焦距；
所述第六透鏡6的阿貝數與所述第七透鏡7的阿貝數滿足|vd6-vd7|>30。其中，vd6為所述第六透鏡6的阿貝數，vd7為所述第七透鏡7的阿貝數，第六透鏡6和第七透鏡7膠合可以更好的矯正色差。
需要說明的是，該光學鏡頭的F#，0.8<F#<1.2；視場角大於110°，像高0.85<ImgH/EFL<1.35，其中ImgH表示鏡頭半像高，EFL表示鏡頭焦距。
在示例性實施方式中，第一透鏡1至第七透鏡7之中任意相鄰兩枚透鏡之間在光軸上的間隔距離總和Σ T、第一透鏡1的物側面到第七透鏡7的像側面在光軸上的距離TD、第七透鏡7像側面到像面在光軸上的距離BFL之間滿足條件式：0.8<BFL×Σ T/TD<2。通過滿足此條件式，有利於合理分配軸上空間，在降低光學系統總體長度與提高成像品質之間取得良好的平衡。
下面以具體實施例來說明本發明提出的光學鏡頭。
實施例一
如圖1所示，該光學鏡頭包括：
沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7；
其中，第一透鏡1為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡2為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡3為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡4為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡5為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡6為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡7為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡6與第七透鏡7構成膠合透鏡。第一透鏡1的物側面為凸面，像側面為凹面；第二透鏡2的物側面為凸面，像側面為凹面；第三透鏡3的物側面為凹面，像側面為凸面；第四透鏡4的物側面為凸面，像側面為凸面；第五透鏡5的物側面為凸面，像側面為凸面；第六透鏡6的物側面為凹面，像側面為凹面；第七透鏡7的物側面為凸面，像側面為凸面。
其中，第二透鏡2的光焦度為負、第三透鏡3的光焦度為負。
通過將第四透鏡4設置為玻璃非球面鏡，使得第四透鏡4的折射率增大，進而對光線的彎折程度增大，從而使得大光圈定焦鏡頭的光學總長變短。並合理搭配設置第二、三、五、六、七透鏡為塑膠非球面鏡，以及第一透鏡1為玻璃球面鏡，確保光學系統性能的同時有效地控制了成本。各鏡片形狀厚薄均勻，充分保證了鏡片加工性。
其中，在第三透鏡3與第四透鏡4之間還設置有光闌8。
進一步地，第一透鏡1至第七透鏡7的焦距滿足如下條件：
表1
Figure 109118500-A0202-12-0010-2
其中，f1代表第一透鏡1的焦距，f2代表第二透鏡2的焦距，f3代表第三透鏡3的焦距，f4代表第四透鏡4的焦距，f5代表第五透鏡5的焦距，f6代表第六透鏡6的焦距，f7代表第七透鏡7的焦距，f代表該光學鏡頭的焦距。
表2光學鏡頭的一種設計值(f=3.3mm，F#=1.0)：
Figure 109118500-A0202-12-0010-3
Figure 109118500-A0202-12-0011-4
表2中的面序號根據各個透鏡的表面順序來進行編號，其中「S1」代表第一透鏡1的前表面，「S2」代表第一透鏡1的後表面，依次類推；曲率半徑代表鏡片表面的彎曲程度，正值代表該表面彎向像面一側，負值代表該表面彎向物面一側，其中「PL」代表該表面為平面，曲率半徑為無窮大；厚度代表當前表面到下一表面的中心軸向距離，折射率代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的偏折能力，空格代表當前位置為空氣，折射率為1；阿貝數代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的色散特性，空格代表當前位置為空氣；K值代表該非球面的最佳擬合圓錐係數的數值大小。
非球面圓錐係數可用以下非球面公式進行限定，但不僅限於以下表示方法：
Figure 109118500-A0202-12-0011-7
其中，z為非球面Z向的軸向矢高；r為非球面的高度；c為擬合球面的曲率，數值上為曲率半徑的倒數；k為擬合圓錐係數；A~F為非球面多項式的4階、6階、8階、10階、12階、14階。
表3光學鏡頭中各個非球面參數的一種設計值
Figure 109118500-A0202-12-0011-6
Figure 109118500-A0202-12-0012-8
其中，-2.04E-03表示面序號為S3的係數A為-2.04×10-3。
圖2是本發明實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。水平座標表示光線與光軸焦點到像平面的距離，單位為mm；垂直座標表示最大入瞳半徑歸一化，沒有單位；三種波長隨入瞳位置的偏移變化量通過線的虛實來區分，其中，光線的三種波長分別為0.486μm、0.587μm、0.656μm，由圖2可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在球差軸上色差，二級光譜等像差均被有效地控制。
圖3是本發明實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖；圖4是本發明實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖；圖5是本發明實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖；其中，水平座標表示場曲的大小，單位為mm；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；其中T表示子午，S表示弧失；由圖3至圖5可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在場曲上被有效地控制。
圖6是本發明實施例的光學鏡頭的光學畸變圖。水平座標表示畸變的大小，單位為%；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；由圖6可以看出，本實施例提供的光學鏡頭對波長為587nm的光，其光學畸變小於 58%。
實施例二
如圖7所示，該光學鏡頭包括：
沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、第四透鏡14、第五透鏡15、第六透鏡16和第七透鏡17；
其中，第一透鏡11為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡12為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡13為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡14為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡15為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡16為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡17為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡16與第七透鏡17構成膠合透鏡。第一透鏡11的物側面為凸面，像側面為凹面；第二透鏡12的物側面為凸面，像側面為凹面；第三透鏡13的物側面為凹面，像側面為凸面；第四透鏡14的物側面為凸面，像側面為凸面；第五透鏡15的物側面為凸面，像側面為凸面；第六透鏡16的物側面為凹面，像側面為凹面；第七透鏡17的物側面為凸面，像側面為凸面。
其中，第二透鏡12的光焦度為正，第三透鏡13的光焦度為負。
通過將第四透鏡14設置為玻璃非球面鏡，使得第四透鏡14的折射率增大，進而對光線的彎折程度增大，從而使得大光圈定焦鏡頭的光學總長變短。並合理搭配設置第二、三、五、六、七透鏡為塑膠非球面鏡，以及第一透鏡11為玻璃球面鏡，確保光學系統性能的同時有效地控制了成本。各鏡片形狀厚薄均勻，充分保證了鏡片加工性。
其中，在第三透鏡13與第四透鏡14之間還設置有光闌18。
進一步地，第一透鏡11至第七透鏡17的焦距滿足如下條件：
表4
Figure 109118500-A0202-12-0014-10
其中，f1代表第一透鏡11的焦距，f2代表第二透鏡12的焦距，f3代表第三透鏡13的焦距，f4代表第四透鏡14的焦距，f5代表第五透鏡15的焦距，f6代表第六透鏡16的焦距，f7代表第七透鏡17的焦距，f代表該光學鏡頭的焦距。
表5光學鏡頭的一種設計值(f=4.0mm，F#=1.15)
Figure 109118500-A0202-12-0014-11
Figure 109118500-A0202-12-0015-12
表5中的面序號根據各個透鏡的表面順序來進行編號，其中「S1」代表第一透鏡11的前表面，「S2」代表第一透鏡11的後表面，依次類推；曲率半徑代表鏡片表面的彎曲程度，正值代表該表面彎向像面一側，負值代表該表面彎向物面一側，其中「PL」代表該表面為平面，曲率半徑為無窮大；厚度代表當前表面到下一表面的中心軸向距離，折射率代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的偏折能力，空格代表當前位置為空氣，折射率為1；阿貝數代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的色散特性，空格代表當前位置為空氣；K值代表該非球面的最佳擬合圓錐係數的數值大小。
非球面圓錐係數可用以下非球面公式進行限定，但不僅限於以下表示方法：
Figure 109118500-A0202-12-0015-14
其中，z為非球面Z向的軸向矢高；r為非球面的高度；c為擬合球面的曲率，數值上為曲率半徑的倒數；k為擬合圓錐係數；A~F為非球面多項式的4階、6階、8階、10階、12階、14階。
表6光學鏡頭中各個非球面參數的一種設計值
Figure 109118500-A0202-12-0015-13
Figure 109118500-A0202-12-0016-15
其中，-1.49E-03表示面序號為S3的係數A為-1.49×10-3。
圖8是本發明一個實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。水平座標表示光線與光軸焦點到像平面的距離，單位為mm；垂直座標表示最大入瞳半徑歸一化，沒有單位；三種波長隨入瞳位置的偏移變化量通過線的虛實來區分，其中，光線的三種波長分別為0.486μm、0.587μm、0.656μm，由圖6可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在球差軸上色差，二級光譜等像差均被有效地控制。
圖9是本發明實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖；圖10是本發明實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖；圖11是本發明實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖；其中，水平座標表示場曲的大小，單位為mm；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；其中T表示子午，S表示弧失；由圖9至圖11可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在場曲上被有效地控制。
圖12是本發明一個實施例的光學鏡頭的光學畸變圖。水平座標表示畸變的大小，單位為%；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；由圖12可以看出，本實施例提供的光學鏡頭對波長為587nm的光，其光學畸變小於44%。
實施例三
如圖13所示，該光學鏡頭包括：
沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡21、第二透鏡22、第三透鏡23、第四透鏡24、第五透鏡25、第六透鏡26和第七透鏡27；
其中，第一透鏡21為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡22為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡23為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡24為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡25為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡26為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡27為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡26與第七透鏡27構成膠合透鏡。第一透鏡21的物側面為凸面，像側面為凹面；第二透鏡22的物側面為凸面，像側面為凹面；第三透鏡23的物側面為凹面，像側面為凸面；第四透鏡24的物側面為凸面，像側面為凸面；第五透鏡25的物側面為凸面，像側面為凸面；第六透鏡26的物側面為凹面，像側面為凹面；第七透鏡27的物側面為凸面，像側面為凸面。
其中，第二透鏡22的光焦度為正，第三透鏡23的光焦度為負。
通過將第四透鏡24設置為玻璃非球面鏡，使得第四透鏡24的折射率增大，進而對光線的彎折程度增大，從而使得大光圈定焦鏡頭的光 學總長變短。並合理搭配設置第二、三、五、六、七透鏡為塑膠非球面鏡，以及第一透鏡21為玻璃球面鏡，確保光學系統性能的同時有效地控制了成本。各鏡片形狀厚薄均勻，充分保證了鏡片加工性。
其中，在第三透鏡23與第四透鏡24之間還設置有光闌28。
進一步地，第一透鏡21至第七透鏡27的焦距滿足如下條件：
表7
Figure 109118500-A0202-12-0018-16
其中，f1代表第一透鏡21的焦距，f2代表第二透鏡22的焦距，f3代表第三透鏡23的焦距，f4代表第四透鏡24的焦距，f5代表第五透鏡25的焦距，f6代表第六透鏡26的焦距，f7代表第七透鏡27的焦距，f代表該光學鏡頭的焦距。
表8光學鏡頭的一種設計值(f=2.8mm，F#=1.2)
Figure 109118500-A0202-12-0018-18
Figure 109118500-A0202-12-0019-19
表8中的面序號根據各個透鏡的表面順序來進行編號，其中「S1」代表第一透鏡21的前表面，「S2」代表第一透鏡21的後表面，依次類推；曲率半徑代表鏡片表面的彎曲程度，正值代表該表面彎向像面一側，負值代表該表面彎向物面一側，其中「PL」代表該表面為平面，曲率半徑為無窮大；厚度代表當前表面到下一表面的中心軸向距離，折射率代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的偏折能力，空格代表當前位置為空氣，折射率為1；阿貝數代表當前表面到下一表面之間的材料對光線的色散特性，空格代表當前位置為空氣；K值代表該非球面的最佳擬合圓錐係數的數值大小。
非球面圓錐係數可用以下非球面公式進行限定，但不僅限於以下表示方法：
Figure 109118500-A0202-12-0019-20
其中，z為非球面Z向的軸向矢高；r為非球面的高度；c為擬合球面的曲率，數值上為曲率半徑的倒數；k為擬合圓錐係數；A~F 為非球面多項式的4階、6階、8階、10階、12階、14階。
表9光學鏡頭中各個非球面參數的一種設計值
Figure 109118500-A0202-12-0020-22
其中，-3.92E-03表示面序號為S3的係數A為-3.92×10-3。
圖14是本發明另一個實施例的光學鏡頭的軸向像差圖。水平座標表示光線與光軸焦點到像平面的距離，單位為mm；垂直座標表示最大入瞳半徑歸一化，沒有單位；三種波長隨入瞳位置的偏移變化量通過線的虛實來區分，其中，光線的三種波長分別為0.486μm、0.587μm、0.656μm，由圖14可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在球差軸上色差，二級光譜等像差均被有效地控制。
圖15是本發明實施例的光學鏡頭在波段為486nm的場曲圖；圖16是本發明實施例的光學鏡頭在波段為588nm的場曲圖；圖17是本發明實施例的光學鏡頭在波段為656nm的場曲圖；其中，水平座標表示場曲的大小，單位為mm；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；其中T表 示子午，S表示弧失；由圖15至圖17可以看出，本實施例提供的光學鏡頭從波長為486nm的光到656nm的光，在場曲上被有效地控制。
圖18是本發明另一個實施例的光學畸變圖。水平座標表示畸變的大小，單位為%；垂直座標表示歸一化像高，沒有單位；由圖18可以看出，本實施例提供的光學鏡頭對於波長為587nm的光，其光學畸變小於58%。
綜上所述，根據本發明提出的光學鏡頭，通過設置沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；其中，第一透鏡為負光焦度的球面透鏡，第二透鏡為彎月形彎向像面的非球面透鏡，第三透鏡為彎月形彎向物面的非球面透鏡，第四透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第五透鏡為正光焦度的非球面透鏡，第六透鏡為負光焦度的非球面透鏡，第七透鏡為正光焦度的非球面透鏡，其中，第六透鏡與第七透鏡構成膠合透鏡，使得該光學鏡頭的視場角大於110°，F#滿足，0.8<F#<1.2。
注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。所屬技術領域中具有通常知識者會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對所屬技術領域中具有通常知識者來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的申請專利範圍決定。
1:第一透鏡
2:第二透鏡
3:第三透鏡
4:第四透鏡
5:第五透鏡
6:第六透鏡
7:第七透鏡
8:光闌

Claims (9)

  1. 一種光學鏡頭，其特徵係其包括：沿光軸從物方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；所述第一透鏡為負光焦度的球面透鏡，所述第二透鏡為彎月形彎向像面的非球面透鏡，所述第三透鏡為彎月形彎向物面的非球面透鏡，所述第四透鏡為正光焦度的非球面透鏡，所述第五透鏡為正光焦度的非球面透鏡，所述第六透鏡為負光焦度的非球面透鏡，所述第七透鏡為正光焦度的非球面透鏡；所述第六透鏡與所述第七透鏡構成膠合透鏡；透鏡鄰近所述物面一側的表面為物側面，透鏡鄰近所述像面一側的表面為像側面；所述第一透鏡的物側面為凸面，像側面為凹面；所述第二透鏡的物側面為凸面，像側面為凹面；所述第三透鏡的物側面為凹面，像側面為凸面；所述第四透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面；所述第五透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面；所述第六透鏡的物側面為凹面，像側面為凹面；所述第七透鏡的物側面為凸面，像側面為凸面。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之光學鏡頭，其中，所述第一透鏡的材質為玻璃，所述第二透鏡的材質為塑膠，所述第三透鏡的材質為塑膠，所述第四透鏡的材質為玻璃，所述第五透鏡的材質為塑膠，所述第六透鏡的材質為塑膠，所述第七透鏡的材質為塑膠。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第一透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f1/f|<4.0，其中，所述f1為所述第一透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第二透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：|f2/f|>5，其中，所述f2為所述第二透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第二透鏡滿足0.9<|ET2/CT2|<2.0，其中，所述ET2為所述第二透鏡的邊緣沿軸方向的厚度，所述CT2為所述第二透鏡的中心沿軸方向的厚度。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第三透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：|f3/f|>5，其中，所述f3為所述第三透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第四透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f4/f|<4，其中，所述f4為所述第四透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距，所述第四透鏡的折射率滿足nd4>1.6。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第五透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：1.5<|f5/f|<4，其中，所述f5為所述第五透鏡的焦距，所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所記載之光學鏡頭，其中，所述第六透鏡、所述第七透鏡和所述光學鏡頭滿足如下關係式：0.8<|f6/f|<3，1<|f7/f|<4，其中，所述f6為所述第六透鏡的焦距，所述f7為所述第七透鏡的焦距， 所述f為所述光學鏡頭的光學系統焦距；所述第六透鏡的阿貝數與所述第七透鏡的阿貝數滿足|vd6-vd7|>30，vd6為第六透鏡的阿貝數，vd7為第七透鏡的阿貝數。
TW109118500A 2020-01-17 2020-06-02 光學鏡頭 TWI720901B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010052047.8A CN111123479A (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种光学镜头
CN202010052047.8 2020-01-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI720901B true TWI720901B (zh) 2021-03-01
TW202129344A TW202129344A (zh) 2021-08-01

Family

ID=70490853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109118500A TWI720901B (zh) 2020-01-17 2020-06-02 光學鏡頭

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11520141B2 (zh)
EP (1) EP3851895A1 (zh)
KR (1) KR102442815B1 (zh)
CN (1) CN111123479A (zh)
BR (1) BR102020016122A2 (zh)
TW (1) TWI720901B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI804892B (zh) * 2021-06-17 2023-06-11 紘立光電股份有限公司 光學攝像透鏡組、成像裝置及電子裝置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020115494B3 (de) * 2020-05-19 2021-04-22 Jenoptik Optical Systems Gmbh Objektiv, Verwendung eınes Objektivs, Messsystem mit einem Objektiv sowie Verwendung einer biasphärischen Kunststofflinse in einem Objektiv
CN111856729A (zh) * 2020-08-20 2020-10-30 江西特莱斯光学有限公司 一种广角镜头及包含该镜头的摄像设备
TWI762021B (zh) * 2020-11-06 2022-04-21 大陸商信泰光學（深圳）有限公司 成像鏡頭（五十）
CN114578527B (zh) * 2022-03-04 2024-05-28 舜宇光学(中山)有限公司 超广角镜头
CN115047587B (zh) * 2022-04-19 2024-05-10 江西特莱斯光学有限公司 一种小型化热漂移稳定执法仪摄像系统
TWI832263B (zh) * 2022-05-26 2024-02-11 大陸商信泰光學（深圳）有限公司 廣角鏡頭（四十一）
CN115185063B (zh) * 2022-07-14 2024-01-12 福建福光天瞳光学有限公司 一种大光圈光学镜头及其成像方法
CN115657272A (zh) * 2022-11-08 2023-01-31 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
CN117289437B (zh) * 2023-11-27 2024-03-08 江西联创电子有限公司 光学镜头

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105372789A (zh) * 2015-11-11 2016-03-02 苏州莱能士光电科技有限公司 一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统
TW201802517A (zh) * 2016-04-08 2018-01-16 揚明光學股份有限公司 光學鏡頭
US20190121071A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 Aac Technologies Pte, Ltd. Camera Optical Lens

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105974561B (zh) 2016-07-08 2018-08-24 浙江舜宇光学有限公司 广角摄像镜头
JP6889721B2 (ja) 2016-07-25 2021-06-18 日本電産サンキョー株式会社 広角レンズ
CN107884913B (zh) 2016-09-30 2020-05-19 日本电产三协株式会社 广角镜头
JP6843633B2 (ja) * 2017-01-31 2021-03-17 日本電産サンキョー株式会社 撮像レンズ系
CN107436475A (zh) 2017-06-12 2017-12-05 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像镜头
JP2019066645A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 日本電産サンキョー株式会社 広角レンズ
TWI650592B (zh) 2018-04-18 2019-02-11 大立光電股份有限公司 攝像光學鏡組、取像裝置及電子裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105372789A (zh) * 2015-11-11 2016-03-02 苏州莱能士光电科技有限公司 一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统
TW201802517A (zh) * 2016-04-08 2018-01-16 揚明光學股份有限公司 光學鏡頭
US20190121071A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 Aac Technologies Pte, Ltd. Camera Optical Lens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI804892B (zh) * 2021-06-17 2023-06-11 紘立光電股份有限公司 光學攝像透鏡組、成像裝置及電子裝置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210093725A (ko) 2021-07-28
US11520141B2 (en) 2022-12-06
US20210223545A1 (en) 2021-07-22
TW202129344A (zh) 2021-08-01
CN111123479A (zh) 2020-05-08
BR102020016122A2 (pt) 2021-07-27
EP3851895A1 (en) 2021-07-21
KR102442815B1 (ko) 2022-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI720901B (zh) 光學鏡頭
US8903232B1 (en) Optical attachment for reducing the focal length of an objective lens
CN110007447B (zh) 一种定焦镜头
WO2019137055A1 (zh) 摄像透镜系统
CN111239984A (zh) 一种定焦镜头
CN114355583B (zh) 光学镜头
CN111897099A (zh) 一种定焦镜头
CN111722369A (zh) 一种超广角镜头
CN116520541A (zh) 变焦镜头
CN212905678U (zh) 一种定焦镜头
CN210427928U (zh) 一种大光圈定焦镜头和拍摄装置
CN209746255U (zh) 一种小头式高像素玻塑混合镜头
CN110703414A (zh) 一种大光圈定焦镜头和拍摄装置
WO2019218760A1 (zh) 光学影像镜组
CN211318866U (zh) 一种光学镜头
CN216285930U (zh) 一种定焦镜头
CN112327452B (zh) 一种超短4k黑光定焦镜头
CN209895076U (zh) 一种定焦镜头
CN113189747A (zh) 一种定焦镜头
CN116088131A (zh) 一种定焦镜头
CN113671672A (zh) 一种取像系统
CN213581568U (zh) 一种定焦镜头
CN211528806U (zh) 一种定焦镜头
CN218181195U (zh) 一种光学镜头
CN214669831U (zh) 一种定焦镜头