CN211603692U - 一种广角大通光的光学成像镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种广角大通光的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；第一透镜和第二透镜均为具负屈光率的凸凹透镜；第三透镜和第六透镜为具正屈光的凸凸透镜；第四透镜具正屈光率，且像侧面为凸面；第五透镜为具负屈光率的凹凸透镜；第二透镜和第六透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用玻璃材料制成；第一透镜至第六透镜中有两片透镜相互胶合。本实用新型具有大通光，低照特性好；广角；景深大；蓝紫边优化好，图像色彩还原性高；体积小，成本小的优点。

Description

一种广角大通光的光学成像镜头

技术领域

本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种应用于车载监控的广角大通光的光学成像镜头。

背景技术

随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，光学成像镜头被广泛地应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控、无人机航拍等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但现有的应用于车载监控的光学成像镜头还存在许多不足，如通光小，低照特性不好，在光线不好情形下，难以实现清晰的彩色图像；视场角小，所摄画面区域不足；景深小，不同物距的分辨率低，图像锐度差，图像不均匀；光学总长过长，镜头体积大，影响使用，且成本较高；蓝紫边现象严重，影响成像质量等，因此，有必要对其进行改进，以满足消费者日益提高的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种广角大通光的光学成像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：一种广角大通光的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；第一透镜至第六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；

第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；

第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面；

第四透镜具正屈光率，第四透镜的像侧面为凸面；

第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凸面；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面；

第二透镜和第六透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用玻璃材料制成；第一透镜至第六透镜中有两片透镜相互胶合；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第六透镜。

进一步的，第四透镜与第五透镜相互胶合。

更进一步的，该光学成像镜头还满足：vd4-vd5>30，其中，vd4和vd5分别为第四透镜和第五透镜的色散系数。

进一步的，第四透镜的物侧面为平面。

进一步的，还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

进一步的，第二透镜和第六透镜均为14阶偶次非球面。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，其中，nd3为第三透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd5>1.85，其中，nd5为第五透镜的折射率。

进一步的，该光学成像镜头还满足：TTL<16.5mm，其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用六片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有大通光，低照特性好，在光线不好情形下，也可实现清晰的彩色图像；视场角大，能完美覆盖整个车内画面；景深大，提升整体成像质量；采用玻塑混合设计，总长短，整体体积小，成本低廉，性价比高；蓝紫边优化好，图像色彩还原性高的优点。

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700mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的可见光470-650nm离焦曲线图；

图4为本实用新型实施例一的400mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图5为本实用新型实施例一的横向色差图示意图；

图6为本实用新型实施例一的纵向像差图示意图；

图7为本实用新型实施例一的色差焦移曲线示意图；

图8为本实用新型实施例二的结构示意图；

图9为本实用新型实施例二的700mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图10为本实用新型实施例二的可见光470-650nm离焦曲线图；

图11为本实用新型实施例二的400mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图12为本实用新型实施例二的横向色差图示意图；

图13为本实用新型实施例二的纵向像差图示意图；

图14为本实用新型实施例二的色差焦移曲线示意图；

图15为本实用新型实施例三的结构示意图；

图16为本实用新型实施例三的700mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图17为本实用新型实施例三的可见光470-650nm离焦曲线图；

图18为本实用新型实施例三的400mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图19为本实用新型实施例三的横向色差图示意图；

图20为本实用新型实施例三的纵向像差图示意图；

图21为本实用新型实施例三的色差焦移曲线示意图；

图22为本实用新型实施例四的结构示意图；

图23为本实用新型实施例四的700mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图24为本实用新型实施例四的可见光470-650nm离焦曲线图；

图25为本实用新型实施例四的400mm物距的可见光470-650nm的MTF图；

图26为本实用新型实施例四的横向色差图示意图；

图27为本实用新型实施例四的纵向像差图示意图；

图28为本实用新型实施例四的色差焦移曲线示意图。

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值亦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广角大通光的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；第一透镜至第六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。

第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面。

第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面。

第四透镜具正屈光率，第四透镜的像侧面为凸面。

第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凸面。

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面。

第二透镜和第六透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用玻璃材料制成；第一透镜至第六透镜中有两片透镜相互胶合；该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第六透镜。

本实用新型采用六片透镜，通过对各个透镜进行相应设计，具有大通光，低照特性好，在光线不好情形下，也可实现清晰的彩色图像，适用于车内低照度情况，提升成像整体亮度；视场角大，能完美覆盖整个车内画面，提高实用性；景深大，适用于0.4-1m的景深范围，基本覆盖了整个车身内部，提升整体成像质量；采用玻塑混合设计，总长短，整体体积小，适用于车内较小环境使用，且成本低廉，性价比高；蓝紫边优化好，图像色彩还原性高的优点。

优选的，第四透镜与第五透镜相互胶合，进一步矫正色差。

更优选的，该光学成像镜头还满足：vd4-vd5>30，其中，vd4和vd5分别为第四透镜和第五透镜的色散系数，进一步矫正色差。

优选的，第四透镜的物侧面为平面，易于制造，提升加工良率，降低成本。

优选的，还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，进一步提升整体性能。

优选的，第二透镜和第六透镜均为14阶偶次非球面，利于矫正二级光谱及高级像差。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，其中，nd3为第三透镜的折射率，能够比较好地优化光学结构。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd5>1.85，其中，nd5为第五透镜的折射率，能够比较好地优化光学结构。

优选的，该光学成像镜头还满足：TTL<16.5mm，其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离，进一步缩短该光学成像镜头的总长。

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，一种光学成像镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑7、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、滤光片8、保护片9和成像面10；该第一透镜1至第六透镜6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。

第一透镜1具负屈光率，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面。

第二透镜2具负屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凹面，第二透镜2的物侧面21和像侧面22均为非球面。

第三透镜3具正屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凸面。

第四透镜4具正屈光率，第四透镜4的物侧面41为平面，当然，在其它实施例中，第四透镜4的物侧面41也可以是凸面等其它面型，第四透镜4的像侧面42为凸面。

第五透镜5具负屈光率，第五透镜5的物侧面51为凹面，第五透镜5的像侧面52为凸面。

第六透镜6具正屈光率，第六透镜6的物侧面61为凸面，第六透镜6的像侧面62为凸面，第六透镜6的物侧面61和像侧面62均为非球面。

第二透镜2和第六透镜6均为采用塑料材料制成，第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5均采用玻璃材料制成。

本具体实施例中，第四透镜4与第五透镜5相互胶合。当然，在其它实施例中，也可以是其它任意两个透镜相互胶合。

本具体实施例中，滤光片8可以红外滤光片等，具体根据实际需要进行选择。

当然，在其它实施例中，光阑7也可以设置在其它合适位置。

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

本具体实施例中，物侧面21、物侧面61、像侧面22和像侧面62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)；

径向距离(radial distance)；

r_n：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；

u：r/r_n；

a_m：第m阶Q^con系数(isthem^thQ^concoefficient)；

Q_m ^con：第m阶Q^con多项式(them^thQ^conpolynomial)；

各个非球面的参数详细数据请参考下表：

本具体实施例的MTF曲线图详见图2和4，可以看出分辨率高，成像质量好，景深大，适用于0.4-1m的景深范围；离焦曲线图请参阅图3，横向色差图请参阅图5，纵向像差图请参阅图6，色差焦移曲线图请参阅图7，可以看出本实施例色差小，像差小，蓝紫边优化极好，色彩还原性高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.08mm；光圈值FNO＝2.0；对角线视场DFOV＝109°；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝16.20mm。

实施例二

如图8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有所不同。

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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

本具体实施例的MTF曲线图详见图9和11，可以看出分辨率高，成像质量好，景深大，适用于0.4-1m的景深范围；离焦曲线图请参阅图10，横向色差图请参阅图12，纵向像差图请参阅图13，色差焦移曲线图请参阅图14，可以看出本实施例色差小，像差小，蓝紫边优化极好，色彩还原性高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.08mm；光圈值FNO＝2.0；对角线视场DFOV＝109°；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝16.15mm。

实施例三

如图15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有所不同。

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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

本具体实施例的MTF曲线图详见图16和18，可以看出分辨率高，成像质量好，景深大，适用于0.4-1m的景深范围；离焦曲线图请参阅图17，横向色差图请参阅图19，纵向像差图请参阅图20，色差焦移曲线图请参阅图21，可以看出本实施例色差小，像差小，蓝紫边优化极好，色彩还原性高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.07mm；光圈值FNO＝2.0；对角线视场DFOV＝109°；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝16.16mm。

实施例四

如图22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有所不同。

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

本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：

本具体实施例的MTF曲线图详见图23和25，可以看出分辨率高，成像质量好，景深大，适用于0.4-1m的景深范围；离焦曲线图请参阅图24，横向色差图请参阅图26，纵向像差图请参阅图27，色差焦移曲线图请参阅图28，可以看出本实施例色差小，像差小，蓝紫边优化极好，色彩还原性高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝4.02mm；光圈值FNO＝2.0；对角线视场DFOV＝109.5°；第一透镜1的物侧面11至成像面10在光轴I上的距离TTL＝16.27mm。

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 (9)

1.一种广角大通光的光学成像镜头，其特征在于：从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；第一透镜至第六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；

第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；

第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面；

第四透镜具正屈光率，第四透镜的像侧面为凸面；

第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凸面；

第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面；

第二透镜和第六透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均采用玻璃材料制成；第一透镜至第六透镜中有两片透镜相互胶合；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第六透镜。

2.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于：第四透镜与第五透镜相互胶合。

3.根据权利要求2所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd4-vd5>30，其中，vd4和vd5分别为第四透镜和第五透镜的色散系数。

4.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于：第四透镜的物侧面为平面。

5.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于：还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

6.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于：第二透镜和第六透镜均为14阶偶次非球面。

7.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd3>1.85，其中，nd3为第三透镜的折射率。

8.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd5>1.85，其中，nd5为第五透镜的折射率。

9.根据权利要求1所述的广角大通光的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：TTL<16.5mm，其中，TTL为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。

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