CN211236419U - 一种光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种光学镜头，用于将光线从光源经该光学镜头投射到被测物体上，朝向光源的方向为像侧，朝向被测物体的方向为物侧，该光学镜头从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜；该第一透镜至第三透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该第一透镜为具正屈光率凸凹透镜，采用玻璃材料制成；该第二透镜为具负屈光率凹凹透镜，该第三透镜为具正屈光率的凸凸透镜，该第二透镜和第三透镜均为非球面透镜，且采用塑料材料制成。本实用新型的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好，畸变小，相对照度高，***体积小。
Description
技术领域
本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种热稳定性好的光学镜头。
背景技术
3D结构光的基本原理是，通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构，将光学图像从过去的二维向三维空间转换，从而带来更加真实、清晰的感知体验。用于将激光器表面的有特定立体角发射的阵列点光源投影到被摄物体表面的投影镜头，是3D结构光成像质量的一个关键环节。
但目前市场上的用于3D结构光投影的玻塑混合镜头还存在着如下不足：1.存在焦距及分辨率随温度漂移情况，影响最终识别精度；2.对畸变管控差，畸变影响最终识别精度；3.体积较大；4.相对照度较低，与市场需求存在落差，需对其进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种光学镜头用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种光学镜头，用于将光线从光源经该光学镜头投射到被摄物体上，朝向光源的方向为像侧，朝向被摄物体的方向为物侧，该光学镜头从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜；该第一透镜至第三透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面，该第一透镜采用玻璃材料制成；
该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凹面，该第二透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凸面，该第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
该第二透镜和第三透镜均采用塑料材料制成，该光学镜头具有屈光率的透镜只有上述三片。
进一步的，还包括光阑，该光阑设置在第一透镜的物侧面上。
进一步的，该第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
进一步的，该光学成像镜头满足：G12>G23，G23<0.2mm，其中，G12为该第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙，G23为该第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙。
进一步的，该光学成像镜头满足：∣Δf23/maxf23∣<0.20，其中，Δf23为该第二透镜和第三透镜的焦距的绝对值之差，maxf23为该第二透镜和第三透镜的焦距中较大的焦距。
进一步的，该光学成像镜头满足：1.45≤nd1≤2.1；5.0*(10^-6)/K≤TCE1≤15*(10^-6) /K，其中，nd1为该第一透镜的折射率，TCE1为该第一透镜的线性膨胀系数。
进一步的，该光学成像镜头满足：0.7<f1/f<0.95，其中，f1为该第一透镜的焦距，f为该光学镜头的焦距。
进一步的，该光学成像镜头满足：0.8<G12/AGG<0.95，其中，G12为该第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙，AGG为该第一透镜到第三透镜在该光轴上的空气间隙总和。
进一步的，该光学成像镜头满足：0.55<T1/ALT<0.65，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，ALT为该第一透镜至该第三透镜在该光轴上的三个透镜厚度的总和。
进一步的，该光学成像镜头满足：TTL＜0.95*f，其中，TTL为该第一透镜的物侧面到一投影面在光轴上的距离，f为该光学镜头的焦距。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型大幅度降低了***焦距及像质随温度变化量，***稳定性好；***无渐晕，相对照度高，畸变小，且***总长短。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图3为本实用新型实施例一的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图4为本实用新型实施例一的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图5为本实用新型实施例一的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图6为本实用新型实施例一的温度20℃下的点列图；
图7为本实用新型实施例一的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图8为本实用新型实施例一的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图9为本实用新型实施例一的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图10为本实用新型实施例一的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图11为本实用新型实施例一的温度-20℃下的点列图；
图12为本实用新型实施例一的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图13为本实用新型实施例一的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图14为本实用新型实施例一的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图15为本实用新型实施例一的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图16为本实用新型实施例一的温度80℃下的点列图；
图17为本实用新型实施例二的结构示意图；
图18为本实用新型实施例二的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图19为本实用新型实施例二的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图20为本实用新型实施例二的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图21为本实用新型实施例二的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图22为本实用新型实施例二的温度20℃下的点列图；
图23为本实用新型实施例二的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图24为本实用新型实施例二的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图25为本实用新型实施例二的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图26为本实用新型实施例二的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图27为本实用新型实施例二的温度-20℃下的点列图；
图28为本实用新型实施例二的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图29为本实用新型实施例二的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图30为本实用新型实施例二的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图31为本实用新型实施例二的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图32为本实用新型实施例二的温度80℃下的点列图；
图33为本实用新型实施例三的结构示意图；
图34为本实用新型实施例三的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图35为本实用新型实施例三的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图36为本实用新型实施例三的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图37为本实用新型实施例三的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图38为本实用新型实施例三的温度20℃下的点列图；
图39为本实用新型实施例三的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图40为本实用新型实施例三的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图41为本实用新型实施例三的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图42为本实用新型实施例三的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图43为本实用新型实施例三的温度-20℃下的点列图；
图44为本实用新型实施例三的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图45为本实用新型实施例三的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图46为本实用新型实施例三的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图47为本实用新型实施例三的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图48为本实用新型实施例三的温度80℃下的点列图；
图49为本实用新型实施例四的结构示意图；
图50为本实用新型实施例四的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图51为本实用新型实施例四的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图52为本实用新型实施例四的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图53为本实用新型实施例四的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图54为本实用新型实施例四的温度20℃下的点列图；
图55为本实用新型实施例四的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图56为本实用新型实施例四的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图57为本实用新型实施例四的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图58为本实用新型实施例四的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图59为本实用新型实施例四的温度-20℃下的点列图；
图60为本实用新型实施例四的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图61为本实用新型实施例四的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图62为本实用新型实施例四的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图63为本实用新型实施例四的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图64为本实用新型实施例四的温度80℃下的点列图；
图65为本实用新型实施例五的结构示意图；
图66为本实用新型实施例五的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图67为本实用新型实施例五的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图68为本实用新型实施例五的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图69为本实用新型实施例五的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图70为本实用新型实施例五的温度20℃下的点列图；
图71为本实用新型实施例五的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图72为本实用新型实施例五的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图73为本实用新型实施例五的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图74为本实用新型实施例五的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图75为本实用新型实施例五的温度-20℃下的点列图；
图76为本实用新型实施例五的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图77为本实用新型实施例五的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图78为本实用新型实施例五的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图79为本实用新型实施例五的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图80为本实用新型实施例五的温度80℃下的点列图；
图81为本实用新型实施例六的结构示意图；
图82为本实用新型实施例六的温度20℃下的930-960nm的MTF图；
图83为本实用新型实施例六的温度20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图84为本实用新型实施例六的温度20℃下的场曲和畸变示意图；
图85为本实用新型实施例六的温度20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图86为本实用新型实施例六的温度20℃下的点列图；
图87为本实用新型实施例六的温度-20℃下的930-960nm的MTF图；
图88为本实用新型实施例六的温度-20℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图89为本实用新型实施例六的温度-20℃下的场曲和畸变示意图；
图90为本实用新型实施例六的温度-20℃下的960nm的相对照度曲线图；
图91为本实用新型实施例六的温度-20℃下的点列图；
图92为本实用新型实施例六的温度80℃下的930-960nm的MTF图；
图93为本实用新型实施例六的温度80℃下的930-960nm的离焦曲线图；
图94为本实用新型实施例六的温度80℃下的场曲和畸变示意图；
图95为本实用新型实施例六的温度80℃下的960nm的相对照度曲线图；
图96为本实用新型实施例六的温度80℃下的点列图；
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值也常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。
本实用新型公开了一种光学镜头，用于将光线从光源经该光学镜头投射到被摄物体上，朝向光源的方向为像侧，朝向被摄物体的方向为物侧，该光学镜头从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜；该第一透镜至第三透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面，该第一透镜采用玻璃材料制成，玻璃材料对温度变化相对不敏感；该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凹面，该第二透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面；该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凸面，该第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面；该第二透镜和第三透镜均采用塑料材料制成，该光学镜头具有屈光率的透镜只有上述三片。
本实用新型采用三片透镜，通过对各片透镜的屈光率以及凹凸曲面进行相应地设计，并采用玻塑透镜混合，且将玻璃透镜置于远离光源端，大幅度降低***焦距及像质随温度变化量，***稳定性好；***无渐晕，相对照度高；***畸变小；且***体积小。
优选的，还包括光阑，该光阑设置在第一透镜的物侧面上，使得***体积可以进一步压缩。
优选的，该第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面，可以进一步缩小***长度。
优选的，该光学成像镜头满足：G12>G23，G23<0.2mm，其中，G12为该第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙，G23为该第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙，第二透镜与第三透镜可坎合或使用镜片延伸承靠，减少两片透镜间相对偏心，提升***良率，并减少物料和***体积，从而减小***装配难度。
优选的，该光学成像镜头满足：∣Δf23/maxf23∣<0.20，其中，Δf23为该第二透镜和第三透镜的焦距的绝对值之差，maxf23为该第二透镜和第三透镜的焦距中较大的焦距，使得第二透镜和第三透镜构成的双镜片***光焦度近于零，减少对***光焦度贡献，使其主要用于像差优化及光路整形，由第一透镜负担***光焦度，从而进一步减小***温漂。
优选的，该光学成像镜头满足：1.45≤nd1≤2.1；5.0*(10^-6)/K≤TCE1≤15*(10^-6) /K，其中，nd1为该第一透镜的折射率，TCE1为该第一透镜的线性膨胀系数，以进一步减小***温漂。
优选的，该光学成像镜头满足：0.7<f1/f<0.95，其中，f1为该第一透镜的焦距，f为该光学镜头的焦距，以进一步减小***温漂。
优选的，该光学成像镜头满足：0.8<G12/AGG<0.95，其中，AGG为该第一透镜到第三透镜在该光轴上的空气间隙总和，以进一步减小***温漂。
优选的，该光学成像镜头满足：0.55<T1/ALT<0.65，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，ALT为该第一透镜至该第三透镜在该光轴上的三个透镜厚度的总和，以进一步减小***温漂。
优选的，该光学成像镜头满足：TTL＜0.95*f，其中，TTL为该第一透镜的物侧面到一投影面在光轴上的距离，以进一步减小***长度。
下面将以具体实施例对本实用新型的光学成像镜头进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种光学镜头，用于将光线从光源经该光学镜头投射到被摄物体上，朝向光源的方向为像侧A2，朝向被摄物体的方向为物侧A1，该光学镜头从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括光阑(图中未示出)、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和投影面(即光源)4；投影面4出射的光依次经过第三透镜3、第二透镜2、第一透镜1和光阑后投射到被摄物体上，该第一透镜1至第三透镜3各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面。
该第一透镜1具正屈光率，该第一透镜1的物侧面11为凸面，该第一透镜1的像侧面12为凹面；该第二透镜2具负屈光率，该第二透镜2的物侧面21为凹面，该第二透镜2的像侧面22为凹面；该第三透镜3具正屈光率，该第三透镜3的物侧面31为凸面，该第三透镜3的像侧面32为凸面。
该第二透镜2的物侧面21和像侧面22均为非球面；该第三透镜3的物侧面31和像侧面 32均为非球面。
本具体实施例中，该第一透镜1的物侧面11和像侧面12均优选为非球面，但并不以此为限，在其它实施例中，该第一透镜1的物侧面11和像侧面12也可以是球面。
本具体实施例中，光阑优选设置在第一透镜1的物侧面11上，当然，在其它实施例中，光阑也可以设置在第一透镜1与第二透镜2之间、第二透镜2与第三透镜3之间等其它位置。
本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
表1-1实施例一的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 50.12 | INF | 450 | ||||
| - | 0.88 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.83 | 1.155 | 1.215 | M-LAC130 | 1.6935 | 53.2008 | 3.92 |
| 12 | 0.51 | 1.168 | 1.492 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.47 | -1.758 | 0.183 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | -1.28 |
| 22 | 0.51 | 1.043 | 0.095 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.52 | 1.901 | 0.601 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | 1.18 |
| 32 | 0.63 | -0.828 | 0.459 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例中，第一透镜1至第三透镜3的物侧面11、21、31和像侧面12、22、32依下列非球面曲线公式定义：
其中：
z：非球面的深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
c：非球面顶点的曲率(the vertex curvature)；
K：锥面系数(Conic Constant)；
rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；
u：r/rn；
am：第m阶Qcon系数(is the mth Qcon coefficient)；
Qm con：第m阶Qcon多项式(the mth Qcon polynomial)；
各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图2、7和12，离焦曲线图请参阅图3、8和13，场曲及畸变图详见图4、9和14的(A)和(B)，相对照度请参阅图5、10和15，点列图请参阅图6、11和16，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.4％，温度变化条件下不超过0.6％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.7、视场角FOV＝13℃。
实施例二
如图17所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
表2-1实施例二的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 49.81 | INF | 450 | ||||
| - | 0.88 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.84 | 1.226 | 1.216 | M-NBFD130 | 1.8061 | 40.7306 | 3.82 |
| 12 | 0.51 | 1.165 | 1.340 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.45 | -1.839 | 0.241 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | -1.29 |
| 22 | 0.52 | 1.023 | 0.111 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.54 | 1.674 | 0.660 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | 1.25 |
| 32 | 0.61 | -0.928 | 0.467 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图18、23和28，离焦曲线图请参阅图19、24和29，场曲及畸变图详见图20、25和30的(A)和(B)，相对照度请参阅图21、26和31，点列图请参阅图22、27和32，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.2％，温度变化条件下不超过0.6％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.7、视场角FOV＝13℃。
实施例三
如图33所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
表3-1实施例三的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 49.72 | INF | 450 | ||||
| - | 0.88 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.84 | 1.295 | 1.190 | D-ZF93 | 2.0017 | 20.7054 | 4.06 |
| 12 | 0.49 | 1.066 | 1.392 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.46 | -1.690 | 0.238 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | -1.40 |
| 22 | 0.52 | 1.266 | 0.111 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.55 | 1.536 | 0.619 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | 1.25 |
| 32 | 0.62 | -0.997 | 0.469 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图34、39和44，离焦曲线图请参阅图35、40和45，场曲及畸变图详见图36、41和46的(A)和(B)，相对照度请参阅图37、42和47，点列图请参阅图38、43和48，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.2％，温度变化条件下不超过0.6％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.7、视场角FOV＝13℃。
实施例四
如图49所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
表4-1实施例四的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 50.22 | INF | 450 | ||||
| - | 0.89 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.83 | 1.057 | 1.540 | D-K59 | 1.5176 | 63.5026 | 3.53 |
| 12 | 0.48 | 1.309 | 1.087 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.43 | -1.763 | 0.210 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | -0.88 |
| 22 | 0.51 | 0.608 | 0.100 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.55 | 1.133 | 0.664 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | 1.00 |
| 32 | 0.62 | -0.785 | 0.461 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图50、55和60，离焦曲线图请参阅图51、56和61，场曲及畸变图详见图52、57和62的(A)和(B)，相对照度请参阅图53、58和63，点列图请参阅图54、59和64，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.3％，温度变化条件下不超过0.7％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.5、视场角FOV＝13℃。
实施例五
如图65所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
本具体实施例的详细光学数据如表5-1所示。
表5-1实施例五的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 50.13 | INF | 450 | ||||
| - | 0.89 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.83 | 1.056 | 1.573 | D-FK61 | 1.4970 | 81.6149 | 3.31 |
| 12 | 0.49 | 1.540 | 0.968 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.42 | -1.817 | 0.234 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | -0.87 |
| 22 | 0.49 | 0.599 | 0.175 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.55 | 1.139 | 0.633 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | 1.07 |
| 32 | 0.61 | -0.913 | 0.465 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图66、71和76，离焦曲线图请参阅图67、72和77，场曲及畸变图详见图68、73和78的(A)和(B)，相对照度请参阅图69、74和79，点列图请参阅图70、75和80，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.4％，温度变化条件下不超过0.8％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.7、视场角FOV＝13℃。
实施例六
如图81所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也不同。
本具体实施例的详细光学数据如表6-1所示。
表6-1实施例六的详细光学数据
| 表面 | 口径半径(mm) | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材质 | 折射率 | 色散系数 | 焦距(mm) | |
| - | 被摄物面 | 50.01 | INF | 450 | ||||
| - | 0.89 | INF | 0.100 | |||||
| 11 | 第一透镜 | 0.83 | 1.055 | 1.573 | D-FK61 | 1.4970 | 81.6149 | 3.24 |
| 12 | 0.49 | 1.596 | 0.930 | |||||
| 21 | 第二透镜 | 0.41 | -1.848 | 0.228 | ZEONEX_T62R | 1.5365 | 55.9807 | -0.89 |
| 22 | 0.48 | 0.655 | 0.199 | |||||
| 31 | 第三透镜 | 0.55 | 1.138 | 0.641 | ZEONEX_330R | 1.5094 | 56.4745 | 1.11 |
| 32 | 0.61 | -0.888 | 0.465 | |||||
| 4 | 投影面 | 0.50 | INF | 0.000 |
本具体实施例各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表7。
本具体实施例的MTF曲线请参阅图82、87和92，离焦曲线图请参阅图83、88和93，场曲及畸变图详见图84、89和94的(A)和(B)，相对照度请参阅图85、90和95，点列图请参阅图86、91和96，可以看出该光学镜头的焦距及像质随温度变化量小，***稳定性好；无渐晕，相对照度高，可达到95％以上；畸变小，正常温度下小于0.2％，温度变化条件下不超过0.6％。
本具体实施例中，光学成像镜头的光圈值FNO＝2.7、视场角FOV＝13℃。
从实施例五和六对比可知，第二透镜2和第三透镜3的塑料材料选材对最终***温漂无影响。
表7本实用新型六个实施例的相关重要参数的数值表
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 实施例六 | |
| G12 | 1.492 | 1.340 | 1.392 | 1.087 | 0.968 | 0.930 |
| G23 | 0.095 | 0.111 | 0.111 | 0.100 | 0.175 | 0.199 |
| ALT | 1.998 | 2.117 | 2.046 | 2.414 | 2.439 | 2.442 |
| AGG | 1.587 | 1.451 | 1.503 | 1.187 | 1.143 | 1.129 |
| TTL | 4.045 | 4.035 | 4.018 | 4.061 | 4.047 | 4.036 |
| T1/ALT | 0.608 | 0.574 | 0.581 | 0.638 | 0.645 | 0.644 |
| G12/AGG | 0.940 | 0.923 | 0.926 | 0.916 | 0.847 | 0.823 |
| TCE1 | 6.5*(10^-6) | 5.8*(10^-6) | 7.8*(10^-6) | 6*(10^-6) | 14.5*(10^-6) | 14.5*(10^-6) |
| f1 | 3.92 | 3.82 | 4.06 | 3.53 | 3.31 | 3.24 |
| f2 | -1.28 | -1.29 | -1.40 | -0.88 | -0.87 | -0.89 |
| f3 | 1.18 | 1.25 | 1.25 | 1.00 | 1.07 | 1.11 |
| f | 4.50 | 4.50 | 4.50 | 4.50 | 4.50 | 4.50 |
| f1/f | 0.87 | 0.85 | 0.90 | 0.78 | 0.73 | 0.72 |
| ∣Δf23/maxf23∣ | 0.078 | 0.031 | 0.107 | 0.120 | 0.187 | 0.198 |
| 0.95*f | 4.275 | 4.275 | 4.275 | 4.275 | 4.275 | 4.275 |
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学镜头，用于将光线从光源经该光学镜头投射到被摄物体上，朝向光源的方向为像侧，朝向被摄物体的方向为物侧，其特征在于：该光学镜头从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜和第三透镜；该第一透镜至第三透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面，该第一透镜采用玻璃材料制成；
该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凹面，该第二透镜的像侧面为凹面，该第二透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面，该第三透镜的像侧面为凸面，该第三透镜的物侧面和像侧面均为非球面；
该第二透镜和第三透镜均采用塑料材料制成，该光学镜头具有屈光率的透镜只有上述三片。
2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：还包括光阑，该光阑设置在第一透镜的物侧面上。
3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于：该第一透镜的物侧面和像侧面均为非球面。
4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：G12>G23，G23<0.2mm，其中，G12为该第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙，G23为该第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：∣Δf23/maxf23∣<0.20，其中，Δf23为该第二透镜和第三透镜的焦距的绝对值之差，maxf23为该第二透镜和第三透镜的焦距中较大的焦距。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：1.45≤nd1≤2.1；5.0*(10^-6)/K≤TCE1≤15*(10^-6)/K，其中，nd1为该第一透镜的折射率，TCE1为该第一透镜的线性膨胀系数。
7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：0.7<f1/f<0.95，其中，f1为该第一透镜的焦距，f为该光学镜头的焦距。
8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：0.8<G12/AGG<0.95，其中，G12为该第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙，AGG为该第一透镜到第三透镜在该光轴上的空气间隙总和。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：0.55<T1/ALT<0.65，其中，T1为该第一透镜在该光轴上的厚度，ALT为该第一透镜至该第三透镜在该光轴上的三个透镜厚度的总和。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，该光学成像镜头满足：TTL＜0.95*f，其中，TTL为该第一透镜的物侧面到一投影面在光轴上的距离，f为该光学镜头的焦距。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110850560A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-02-28 | 厦门力鼎光电股份有限公司 | 一种光学镜头 |
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2019
- 2019-12-24 CN CN201922341437.2U patent/CN211236419U/zh active Active
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