TWI720901B - 光學鏡頭 - Google Patents
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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
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:
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:
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。
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:
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:
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。
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:
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:
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。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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