CN211955960U

CN211955960U - 一种定焦低色差的光学成像镜头

Info

Publication number: CN211955960U
Application number: CN202020859961.9U
Authority: CN
Inventors: 刘青天; 上官秋和; 李雪慧
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-21

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域。本实用新型公开了一种定焦低色差的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；第一透镜为具正屈光的凸凹透镜；第二透镜、第五透镜和第六透镜为具正屈光的凸凸透镜；第三透镜和第四透镜为具负屈光的凹凹透镜；第二透镜与第三透镜相互胶合，第四透镜与第五透镜相互胶合。本实用新型具有分辨率高，畸变小，色差、像差小，温漂小、低照特性好的优点。

Description

一种定焦低色差的光学成像镜头

技术领域

本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种定焦低色差的光学成像镜头。

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。

但现有的普通光学成像镜头还存在许多不足，如解像力较差，分辨率不高，日夜共焦性差，无法满足夜晚使用需求；畸变较大，通常畸变大于3％，对图像还原不准确；色差和像差较大，影响像质和色彩还原不佳；在高低温环境工作，容易造成失焦，导致像质下降影响使用；低照特性不好，在光线不好情形下，不可实现清晰的彩色图像等，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定焦低色差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：一种定焦低色差的光学成像镜头，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；

第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；

第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面；

第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凹面；

第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，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；

第二透镜与第三透镜相互胶合，第四透镜与第五透镜相互胶合；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第六一透镜。

进一步的，还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

进一步的，该第一透镜采用镧火石玻璃制成。

进一步的，该光学成像镜头还满足：1<∣f2/f3∣<2，其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd2≥68，vd3≤46，且vd2-vd3＞22，其中，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：vd4≤29，vd5≥68，且vd5-vd4＞29，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。

进一步的，该光学成像镜头还满足：nd6＞1.9，其中，nd6为第六透镜的折射率。

进一步的，第二透镜和第六透镜的相对折射率温度系数dn/dt为负值。

进一步的，该光学成像镜头还满足：ALT<11mm，ALG<9mm，ALT/ALG<1.5，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用六片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有分辨率高，日夜共焦好，白天和夜晚均可实现高清画质；畸变小，且呈线性分布，图像几乎无形变；像面较大；色差和像差小，色彩还原性好；在高低温环境工作时，温漂量较小，不易失焦；相对照度高，在光线不好情形下，也可实现清晰的彩色图像的优点。

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可见光435-656nm的MTF图；

图3为本实用新型实施例一的场曲和畸变图示意图；

图4为本实用新型实施例一的垂轴色差曲线示意图；

图5为本实用新型实施例一的垂轴像差曲线示意图；

图6为本实用新型实施例二的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二的可见光435-656nm的MTF图；

图8为本实用新型实施例二的场曲和畸变图示意图；

图9为本实用新型实施例二的垂轴色差曲线示意图；

图10为本实用新型实施例二的垂轴像差曲线示意图；

图11为本实用新型实施例三的结构示意图；

图12为本实用新型实施例三的可见光435-656nm的MTF图；

图13为本实用新型实施例三的场曲和畸变图示意图；

图14为本实用新型实施例三的垂轴色差曲线示意图；

图15为本实用新型实施例三的垂轴像差曲线示意图；

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定焦低色差的光学成像镜头，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。

第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；第一透镜采用月牙型透镜，可以校正畸变。

第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面。

第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凹面。

第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面。

第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，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。

第二透镜与第三透镜相互胶合，第四透镜与第五透镜相互胶合。

本实用新型采用六片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有分辨率高，日夜共焦好，白天和夜晚均可实现高清画质；畸变小，且呈线性分布，图像几乎无形变；像面较大；色差和像差小，色彩还原性好；在高低温环境工作时，温飘量较小，不易失焦；相对照度高，在光线不好情形下，也可实现清晰的彩色图像的优点。

优选的，还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，采用双高斯对称结构，可较好校正像差，特别在大通光镜头，校正慧差效果明显；第二透镜和第三透镜的胶合与第四透镜和第五镜的胶合关于光阑对称，可以进一步校正慧差，提高分辨率。

优选的，该第一透镜采用镧火石玻璃制成，可以进一步校正像差，提高像质。

优选的，该光学成像镜头还满足：1<∣f2/f3∣<2，其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，进一步校正畸变，提升镜头分辨率。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd2≥68，vd3≤46，且vd2-vd3＞22，其中，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，高低色散材料结合，控制色差，优化像质，提升***性能。

优选的，该光学成像镜头还满足：vd4≤29，vd5≥68，且vd5-vd4＞29，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，高低色散材料结合，有效控制色差，实现日夜共焦，白天和夜晚均可实现高清画质。

优选的，该光学成像镜头还满足：nd6＞1.9，其中，nd6为第六透镜的折射率，进一步优化像差，实现高分辨率。

优选的，第二透镜和第六透镜的相对折射率温度系数dn/dt为负值，实现温漂的控制，使得光学***的温漂与结构件和相机更好匹配。

优选的，该光学成像镜头还满足：ALT<11mm，ALG<9mm，ALT/ALG<1.5，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和，进一步缩短光学成像镜头的***长度，且易于加工制造，优化***配置。

下面将以具体实施例来对本实用新型的定焦低色差的光学成像镜头进行详细说明。

实施例一

如图1所示，一种定焦低色差的光学成像镜头，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100；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具正屈光率，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具正屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凸面。

第三透镜3具负屈光率，第三透镜3的物侧面31为凹面，第三透镜3的像侧面32为凹面。

第四透镜4具负屈光率，第四透镜4的物侧面41为凹面，第四透镜4的像侧面42为凹面。

第五透镜5具正屈光率，第五透镜5的物侧面51为凸面，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的物侧面为61凸面，第六透镜6的像侧面62为凸面。

第二透镜2与第三透镜3相互胶合，第四透镜4与第五透镜5相互胶合。

本具体实施例中，第二透镜2和第六透镜6的相对折射率温度系数dn/dt为负值。

滤光片8可以是红外滤光片等，具体可以根据实际需要进行设置。

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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的MTF传递函数曲线图详见图2，可以看出分辨率高，可达150lp/mm>0.3；且本具体实施例的日夜共焦好，白天和夜晚均可实现高清画质。

场曲及畸变图请参阅图3的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，畸变量DIS<-0.6％，且呈线性分布，图像几乎无形变。

垂轴色差和垂轴像差图详见图4和5，可以看出像差和色差较小，色彩还原性好。

光圈值FNO＝1.8，相对照度可大于70％，在光线不好情形下，也可实现清晰的彩色图像。

此外，本具体实施例的光学成像镜头在高低温环境工作时，温飘量较小，不易失焦。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝12mm；视场角FOV＝23.5°；像面直径Φ＝5mm；第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴I上的距离TTL＝19.16mm。

实施例二

如图6所述，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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的MTF传递函数曲线图详见图7，可以看出分辨率高，可达150lp/mm>0.3；且本具体实施例的日夜共焦好，白天和夜晚均可实现高清画质。

场曲及畸变图请参阅图8的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，畸变量DIS<-0.6％，且呈线性分布，图像几乎无形变。

垂轴色差和垂轴像差图详见图9和10，可以看出像差和色差较小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝12mm；视场角FOV＝23.5°；像面直径Φ＝5mm；第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴I上的距离TTL＝19.17mm。

实施例三

如图11所述，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

本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表4。

本具体实施例的MTF传递函数曲线图详见图12，可以看出分辨率高，可达150lp/mm>0.3；且本具体实施例的日夜共焦好，白天和夜晚均可实现高清画质。

场曲及畸变图请参阅图13的(A)和(B)，可以看出场曲和畸变小，畸变量DIS<-0.6％，且呈线性分布，图像几乎无形变。

垂轴色差和垂轴像差图详见图14和15，可以看出像差和色差较小，色彩还原性好。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝12mm；视场角FOV＝23.5°；像面直径Φ＝5mm；第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴I上的距离TTL＝19.18mm。

表4本实用新型三个实施例的相关重要参数的数值

	实施例一	实施例二	实施例三
				∣f2/f3∣	1.48	1.46	1.46
vd2-vd3	22.51	22.51	22.51
				vd5-vd4	40.05	40.05	40.58
ALT	9.82	9.84	9.80
				ALG	8.54	8.53	8.58
ALT/ALG	1.15	1.15	1.14

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

1.一种定焦低色差的光学成像镜头，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；

2.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于：还包括光阑，该光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。

3.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于：该第一透镜采用镧火石玻璃制成。

4.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：1<∣f2/f3∣<2，其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。

5.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd2≥68，vd3≤46，且vd2-vd3＞22，其中，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数。

6.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：vd4≤29，vd5≥68，且vd5-vd4＞29，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。

7.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：nd6＞1.9，其中，nd6为第六透镜的折射率。

8.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于：第二透镜和第六透镜的相对折射率温度系数dn/dt为负值。

9.根据权利要求1所述定焦低色差的光学成像镜头，其特征在于，该光学成像镜头还满足：ALT<11mm，ALG<9mm，ALT/ALG<1.5，其中，ALG为第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和，ALT为第一透镜至第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和。