CN110501799A

CN110501799A - 光学镜头

Info

Publication number: CN110501799A
Application number: CN201810466285.6A
Authority: CN
Inventors: 张野; 王东方; 姚波
Original assignee: Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Opotech Co Ltd
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2019-11-26
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: CN110501799B

Abstract

本申请公开了一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、和第六透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；第四透镜可具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜可具有正光焦度；以及第六透镜可具有负光焦度，其像侧面为凹面，像侧面为凸面。根据本申请的光学镜头，可实现小型化、长焦距、温度性能好等中的至少一个有益效果。

Description

光学镜头

技术领域

本申请涉及一种光学镜头，更具体地，本申请涉及一种包括六片透镜的光学镜头。

背景技术

随着科学技术的发展，无人驾驶等新兴技术也将越来越普及，对镜头的远距离成像要求也将越来越高。一般的车载镜头要求视场较大，故焦距比较小，不利于对远距离清晰成像。远距离成像需要较长的焦距，但焦距较长会导致总长比较长，不利于镜头的小型化，特别是车载镜头此类安装空间受限制的光学镜头。

目前越来越多的领域需要用镜头来进行视野扩展，特别是恶劣环境下，更加需要使用镜头来代替人眼进行图像的采集和分析。因此，镜头在不同温度下的保持性能的稳定性显得尤为重要。而且一般的镜头在温度升高或降低的状态下，镜头最佳像面会发生偏移，出现成像模糊，因此不同温度下的高解像也成为前视镜头的一个必备性能。

发明内容

本申请提供了可适用于车载安装的、可至少克服或部分克服现有技术中的上述至少一个缺陷的光学镜头。

本申请的一个方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中，第一透镜可具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；第四透镜可具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜可具有正光焦度；以及第六透镜可具有负光焦度，其像侧面为凹面，像侧面为凸面。

在一个实施方式中，第五透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

在另一实施方式中，第五透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

在一个实施方式中，光学镜头还包括设置在第二透镜与第三透镜之间的光阑。

在一个实施方式中，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与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：TTL/F≤2.8。

在一个实施方式中，第五透镜的材料折射率随温度变化的变化量可满足dn/dt(5)≤-5×10^-6。

在一个实施方式中，第六透镜的物侧面曲率半径R12与其像侧面曲率半径R13之间可满足：0.1≤R12/R13≤0.8。

在一个实施方式中，第六透镜的材料折射率Nd6可大于等于1.65。

本申请的另一方面提供了这样一种光学镜头，该光学镜头沿着光轴由物侧至像侧依序可包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。其中，第一透镜、第三透镜和第六透镜均可具有负光焦度；第二透镜、第四透镜和第五透镜均可具有正光焦度；第五透镜的物侧面可为凸面；以及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与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：TTL/F≤2.8。

在一个实施方式中，第一透镜的物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。

在一个实施方式中，第二透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

在一个实施方式中，第三透镜的物侧面和像侧面均可为凹面。

在一个实施方式中，第四透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第五透镜的像侧面可为凹面。

在另一实施方式中，第五透镜的像侧面可为凸面。

在一个实施方式中，第六透镜的物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。

本申请采用了例如六片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度以及镜片的合理排布等，实现光学镜头的小型化、长焦距、温度性能好等至少一个有益效果。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1为示出根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图；以及

图2为示出根据本申请实施例2的光学镜头的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。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。每个透镜中最靠近物体的表面称为物侧面，每个透镜中最靠近成像面的表面称为像侧面。

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正式意义解释，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、原理和其他方面进行详细描述。

根据本申请示例性实施方式的光学镜头包括例如六个具有光焦度的透镜，即第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜。这六个透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

根据本申请示例性实施方式的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)。

第一透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。第一透镜设置为凸向物侧的弯月形状能够尽可能地收集入射光线，使光线进入光学***后进行发散。在实际应用中，考虑到车载镜头室外安装使用环境，会处于雨雪等恶劣天气，这样的凸向物侧的弯月形状设计，更加适用雨雪等环境，有利于水滴的滑落，减小外界环境对成像的影响。

第二透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第二透镜可将第一透镜收集的光线进行汇聚，使光线平缓过渡至后方光学***。

第三透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。第三透镜可以将第二透镜收集的光线进行发散，调整光线走势，有利于减小色差。

第四透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。第四透镜可将经过前方***的光线进行汇聚，使其平缓过渡至第五透镜，有利于减小***总长。

第五透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可选地可为凸面或凹面。第五透镜可将第四透镜收集的光线进行进一步汇聚，调整光线，使光线走势平稳过渡至后方光学***，减小镜头后端口径。另外，第五透镜设置为具有正光焦度，且其材料折射率随温度变化的变化量dn/dt(5)为负值，具体地，dn/dt(5)≤-5×10^-6，这有助于镜头在较大的温度范围内仍保持较完美的成像清晰度。

第六透镜可具有负光焦度，其物侧面可为凹面，像侧面可为凸面。第六透镜为发散透镜，可以发散前方汇聚光线，使得像方光线成上升趋势，从而实现大芯片的匹配。另外，第六透镜设置为具有负光焦度，以及对其物侧面曲率半径R12与像侧面曲率半径R13之间0.1≤R12/R13≤0.8特殊形状的限定，更理想地，R12与R13之间进一步满足0.2≤R12/R13≤0.6，可进一步减小CRA并增大焦距。第六透镜可采用高折射率材料，例如，第六透镜材料折射率满足Nd6≥1.65，更理想地，进一步满足Nd6≥1.7，以进一步缩短TTL。

在示例性实施方式中，可在例如第二透镜与第三透镜之间设置用于限制光束的光阑，以进一步提高镜头的成像质量。光阑设置在第二透镜与第三透镜之间，可收束前后光线，减小镜片口径，同时达到平衡整个镜头前端和后端口径的效果。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值之间可满足TTL/F≤2.8，更理想地，可进一步满足TTL/F≤2.5。满足条件式TTL/F≤2.8，可实现镜头的小型化特性。

在示例性实施方式中，光学镜头所采用的镜片可以是球面镜片或非球面镜片。非球面镜片的特点是：从镜片中心到周边曲率是连续变化的。与从镜片中心到周边有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。在重点关注镜头解像性能时，光学镜头可以采用非球面镜片，以提升解像质量。

在示例性实施方式中，光学镜头所采用的镜片可以是塑料材质的镜片，还可以是玻璃材质的镜片。塑料材质的镜片热膨胀系数较大，当镜头所使用的环境温度变化较大时，塑料材质的透镜会引起镜头的光学后焦变化量较大。采用玻璃材质的镜片，可减小温度对镜头光学后焦的影响。在重点关注镜头温度性能时，光学镜头可以采用全玻璃材料，以保证在不同温度下保持稳定的光学性能。

根据本申请的上述实施方式的光学镜头，通过镜片合理排布对光线进行调整以达到焦距变长同时保证总长较短；通过对镜片材料的合理选取、镜片形状的优化设置，光焦度的合理分配，在保证镜头小型化的同时，实现了小畸变、高通光等性能，还能够保证镜头在一定温度范围内仍保持较完美的成像清晰度。

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六个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括六个透镜。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描述根据本申请实施例1的光学镜头。图1示出了根据本申请实施例1的光学镜头的结构示意图。

如图1所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成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和第六透镜L6。

第一透镜L1为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面。

第二透镜L2为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凸面。

第三透镜L3为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S6和像侧面S7均为凹面。

第四透镜L4为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S8为凹面，像侧面S9为凸面。

第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S10为凸面，像侧面S11为凹面。

第六透镜L6为具有负光焦度的弯月透镜，其物侧面S12为凹面，像侧面S13为凸面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S14和像侧面S15的滤光片L7和/或保护透镜L7’。滤光片L7可用于校正色彩偏差。保护透镜L7’可用于保护位于成像面IMA的图像传感芯片。来自物体的光依序穿过各表面S1至S15并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第二透镜L2与第三透镜L3之间设置光阑STO以提高成像质量。

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T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。

表1

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	12.0000	1.5000	1.52	64.21
2	4.5000	1.6000
					3	7.0000	3.0000	1.88	40.81
4	-200.0000	0.4000
					STO	无穷	0.8000
6	-25.0000	1.0000	1.85	23.79
					7	15.0000	0.8000
8	-15.0000	3.0000	1.88	40.81
					9	-6.5000	0.1700
10	6.3000	3.0000	1.50	81.55
					11	25.0000	1.2000
12	-9.0000	1.5000	1.85	23.79
					13	-20.0000	0.5600
14	无穷	0.9500	1.52	64.17
					15	无穷	2.4900
IMA	无穷

下表2给出了实施例1的光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面S16的轴上距离)、光学镜头的整组焦距值F、第六透镜L6的材料的折射率Nd6、第五透镜L5的材料折射率随温度变化的变化量dn/dt(5)、第六透镜L6的物侧面S12的曲率半径R12与其像侧面S13的曲率半径R13。

表2

参数

F(mm)

TTL(mm)

Nd6

dn/dt(5)

R12(mm)

R13(mm)

数值

9.509

21.970

1.85

-1.91×10<sup>-5</sup>

-9.000

-20.000

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝2.310；以及第六透镜L6的物侧面S12的曲率半径R12与其像侧面S13的曲率半径R13之间满足R12/R13＝0.450。

实施例2

以下参照图2描述了根据本申请实施例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2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2所示，光学镜头沿着光轴从物侧至成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和第六透镜L6。

第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S10和像侧面S11均为凸面。

下表3示出了实施例2的光学镜头的各透镜的曲率半径R、厚度T、折射率Nd以及阿贝数Vd，其中，曲率半径R和厚度T的单位均为毫米(mm)。下表4给出了实施例2的光学镜头的光学总长度TTL(即，从第一透镜L1的物侧面S1的中心至成像面S16的轴上距离)、光学镜头的整组焦距值F、第六透镜L6的材料的折射率Nd6、第五透镜L5的材料折射率随温度变化的变化量dn/dt(5)、第六透镜L6的物侧面S12的曲率半径R12与其像侧面S13的曲率半径R13。

表3

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	10.0000	1.5000	1.52	64.21
2	5.0000	1.0000
					3	10.0000	2.0000	1.88	40.81
4	-200.0000	0.4000
					STO	无穷	0.8000
6	-15.0000	1.0000	1.85	23.79
					7	20.0000	0.8000
8	-20.0000	3.0000	1.88	40.81
					9	-7.0000	0.1700
10	6.3000	3.0000	1.50	81.55
					11	-30.0000	1.2000
12	-8.5000	1.5000	1.85	23.79
					13	-24.0000	0.5600
14	无穷	0.9500	1.52	64.17
					15	无穷	4.1677
IMA	无穷

表4

参数

F(mm)

TTL(mm)

Nd6

dn/dt(5)

R12(mm)

R13(mm)

数值

9.497

22.048

1.85

-1.91×10<sup>-5</sup>

-8.500

-24.000

在本实施例中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间满足TTL/F＝2.322；以及第六透镜L6的物侧面S12的曲率半径R12与其像侧面S13的曲率半径R13之间满足R12/R13＝0.354。

综上，实施例1至实施例2分别满足以下表5所示的关系。

表5

条件式/实施例	1	2
			TTL/F	2.310	2.322
R12/R13	0.450	0.354

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

1.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，

其特征在于，

所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第三透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；

所述第五透镜具有正光焦度；以及

所述第六透镜具有负光焦度，其像侧面为凹面，像侧面为凸面。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，还包括设置在所述第二透镜与所述第三透镜之间的光阑。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，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与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：TTL/F≤2.8。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的材料折射率随温度变化的变化量满足dn/dt(5)≤-5×10^-6。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的物侧面曲率半径R12与其像侧面曲率半径R13之间满足：0.1≤R12/R13≤0.8。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的材料折射率Nd6大于等于1.65。

9.光学镜头，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，

其特征在于，

所述第一透镜、所述第三透镜和所述第六透镜均具有负光焦度；

所述第二透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均具有正光焦度；

所述第五透镜的物侧面为凸面；以及

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与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：TTL/F≤2.8。