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CN109445067B - 光学成像镜头及成像设备 - Google Patents

光学成像镜头及成像设备 Download PDF

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CN109445067B
CN109445067B CN201811412874.2A CN201811412874A CN109445067B CN 109445067 B CN109445067 B CN 109445067B CN 201811412874 A CN201811412874 A CN 201811412874A CN 109445067 B CN109445067 B CN 109445067B
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optical
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Abstract

本发明提供一种光学成像镜头及成像设备，光学成像镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一群组、光阑、第二群组，其中，第一群组具有负光焦度，第一群组从物侧到成像面的依次包括具有负光焦度的双凹第一透镜和具有正光焦度的双凸第二透镜；第二群组具有正光焦度，第二群组从物侧到成像面依次包括具有正光焦度、物侧面为凸面且像侧面为凹面的第三透镜，具有负光焦度的双凹第四透镜，具有正光焦度的双凸第五透镜，具有正光焦度、物侧面为凸面且像侧面为凹面的第六透镜，其中，第四透镜和第五透镜形成具有正光焦度的粘合体；光阑设置于第一群组和第二群组之间。本发明提供的光学成像镜头及成像设备能提供良好的成像品质。

Description

光学成像镜头及成像设备
技术领域
本发明涉及摄像头技术领域，特别涉及一种光学成像镜头及成像设备。
背景技术
随着自动驾驶功能的发展，车载镜头作为自动驾驶辅助系统的关键部件也迎来了较快发展，对该镜头的要求也越来越高。自动驾驶辅助系统中的车载光学镜头与普通的光学镜头相比需要有较高的成像清晰度，以满足无人驾驶系统的高要求。然而，在高温或者低温的条件下，现有的车载光学成像镜头难以清晰成像。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学成像镜头及成像设备，以解决上述问题。
本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
第一方面，本发明提供一种光学成像镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一群组、光阑、第二群组，第一群组具有负光焦度，第一群组从物侧到成像面依次包括一个第一透镜和一个第二透镜，其中，第一透镜具有负光焦度，第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面。第二群组具有正光焦度，第二群组从物侧到成像面依次包括一个第三透镜、一个第四透镜、一个第五透镜和一个第六透镜，其中，第三透镜具有正光焦度，第三透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面；第四透镜具有负光焦度，第四透镜的物侧面和像侧面均为凹面；第五透镜具有正光焦度，第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜具有正光焦度，第六透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面；第四透镜和第五透镜形成具有正光焦度的粘合体；光阑设置于第一群组和第二群组之间。
第二方面，本发明还提供一种成像设备，该成像设备包括第一方面提供的光学成像镜头。
相较于现有技术，本发明提供的光学成像镜头及成像设备中的第一群组可提供较大的视场角，第二群组可有效缩短透镜系统总长度，第四透镜和第五透镜形成的粘合体可以减小镜头的像差。本发明提供的光学成像镜头及成像设备能提供良好的成像品质。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为本发明实施例提供的光学成像镜头的截面的结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的光学成像镜头的场曲曲线图；
图3为本发明第一实施例提供的光学成像镜头的轴上点球差曲线图；
图4为本发明第一实施例提供的光学成像镜头的横向色差曲线图；
图5为本发明第二实施例提供的光学成像镜头的场曲示意图；
图6为本发明第二实施例提供的光学成像镜头的轴上点球差曲线图；
图7为本发明第二实施例提供的光学成像镜头的横向色差曲线图；
图8为本发明第三实施例提供的光学成像镜头的场曲曲线图；
图9为本发明第三实施例提供的光学成像镜头的轴上点球差曲线图；
图10为本发明第三实施例提供的光学成像镜头的横向色差曲线图；
图11为本发明第四实施例提供的光学成像镜头的场曲曲线图；
图12为本发明第四实施例提供的光学成像镜头的轴上点球差曲线图；
图13为本发明第四实施例提供的光学成像镜头的横向色差曲线图。
主要元素符号说明
Figure GDA0002380629150000021
Figure GDA0002380629150000031
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于更好地理解本发明，下面将结合相关实施例附图对本发明进行进一步地解释。附图中给出了本发明的实施例，但本发明并不仅限于上述的优选实施例。相反，提供这些实施例的目的是为了使本发明的公开面更加得充分。
本发明提供一种光学成像镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一群组、光阑、第二群组。第一群组具有负光焦度，第一群组从物侧到成像面依次包括一个第一透镜和一个第二透镜，其中，第一透镜具有负光焦度，第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面；第二透镜具有正光焦度，第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面。第二群组具有正光焦度，第二群组从物侧到成像面依次包括一个第三透镜、一个第四透镜、一个第五透镜和一个第六透镜，其中，第三透镜具有正光焦度，第三透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面；第四透镜具有负光焦度，第四透镜的物侧面和像侧面均为凹面；第五透镜具有正光焦度，第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜具有正光焦度，第六透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面；第四透镜和第五透镜形成粘合体，粘合体具有正光焦度。光阑设置于第一群组和第二群组之间。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
0.7<IH/(f*tanθ)<1；
其中，IH表示光学成像镜头的实际半像高，f表示整个光学成像镜头的焦距，θ表示光学成像镜头的半视场角。此条件反映了实际像高与理想像高的比值。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
Figure GDA0002380629150000032
其中，
Figure GDA0002380629150000033
表示第四透镜与第五透镜的组合光焦度，
Figure GDA0002380629150000034
表示整个光学成像镜头的光焦度。第四透镜和第五透镜的组合光焦度与光学成像镜头光焦度的比值在上述范围内，可有效矫正镜头的像散，提升镜头解析力。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
Figure GDA0002380629150000041
其中，
Figure GDA0002380629150000042
表示第四透镜的光焦度，
Figure GDA0002380629150000043
表示第五透镜的光焦度。第四透镜和第五透镜的光焦度之和在上述范围内，可以有效的矫正镜头的色差，提升镜头解析力。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
(dn/dt)2>2.5×10-6/℃；
(dn/dt)5≤-2×10-6/℃；
其中，(dn/dt)2表示第二透镜的材料的折射率温度系数，(dn/dt)5表示第五透镜的材料的折射率温度系数。第二透镜的折射率温度系数与第五透镜的折射率温度系数在此范围内，可有效降低镜头对温度的敏感程度，能够在较大温度范围(例如为-40℃～+105℃)内清晰成像，提升镜头解析力在不同温度下的稳定性。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
Vd2<40；
Vd3<31；
Vd4<25；
其中，Vd2表示第二透镜的材料阿贝数，Vd3表示第三透镜的材料阿贝数，Vd4表示第四透镜的材料阿贝数。第二透镜、第三透镜及第四透镜的材料阿贝数满足上述条件，有利于矫正光学成像镜头的色差。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头的光圈数F#<1.7，能够满足该光学成像镜头在明暗环境中的成像需求。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头中的透镜均为玻璃球面透镜，采用玻璃透镜可以有效延缓镜头的老化，温度控制好，能适应不同的温度场合，且有较高的使用寿命和稳定性。采用球面透镜，可有效降低光学成像镜头的生产成本。
在一种实施方式中，本发明提供的光学成像镜头的光学总长小于21mm，利于光学成像镜头的小型化。
在一种实施方式中，还提供一种成像设备，包括上述任意一种实施方式提供的光学成像镜头。成像设备可以是一种车载设备、一种监控设备或者任意一种使用上述光学成像镜头的成像设备。
本发明提供的光学成像镜头及成像设备中的第一群组可提供较大的视场角，第二群组可有效缩短透镜系统总长度，其中第四透镜和第五透镜形成的粘合体可以减小镜头的像差。本发明提供的光学成像镜头及成像设备能提供良好的成像品质。
在本发明的所有实施例中，光学成像镜头的截面结构均如图1所示。光学成像镜头中各个镜片的相关参数如表1-表4所示，其中，r表示光学曲面顶点的曲率半径，d表示光学表面间距(相邻的两个光学曲面顶点之间的距离)，nd表示各个透镜的折射率，Vd表示各个透镜的材料阿贝数。各实施例对应的光学特性如表5所示，其中，f表示光学成像镜头的焦距，F#表示光圈数，2θ表示视场角，TL表示光学成像镜头的光学总长。
在以下实施例中，各实施例的镜头结构大抵相似，不同之处在于：光学成像镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
第一实施例
请参阅图1，本实施例提供一种光学成像镜头100，沿光轴从物侧到成像面S15依次包括：第一群组Q1、光阑ST、第二群组Q2及滤光片G1。
第一群组Q1具有负光焦度，第一群组Q1从物侧到成像面依次包括一个第一透镜L1和一个第二透镜L2，其中，第一透镜L1具有负光焦度，第一透镜L1的物侧面S1和像侧面S2均为凹面；第二透镜L2具有正光焦度，第二透镜L2的物侧面S3和像侧面S4均为凸面。
第二群组Q2具有正光焦度，第二群组Q2从物侧到成像面依次包括一个第三透镜L3、一个第四透镜L4、一个第五透镜L5和一个第六透镜L6，其中，第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜L3的物侧面S5为凸面且像侧面S6为凹面；第四透镜L4具有负光焦度，第四透镜L4的物侧面S7和像侧面S8均为凹面；第五透镜L5具有正光焦度，第五透镜L5的物侧面S8(和第四透镜L4的像侧面S8贴合并共用一个代号)和像侧面S9均为凸面；第六透镜L6具有正光焦度，第六透镜L6的物侧面S10为凸面且像侧面S11为凹面；第四透镜L4和第五透镜L5形成具有正光焦度的粘合体，具体地，第四透镜L4的像侧面S8和第五透镜L5的物侧面S8粘合在一起。
光阑ST设置于第一群组Q1和第二群组Q2之间。
滤光片G1设置于第二群组Q2和成像面S16之间，滤光片G1包括物侧面S12和像侧面S13。
本实施例中的光学成像镜头100还包括平板玻璃G2，平板玻璃G2设置于滤光片G1和成像面S16之间，平板玻璃G2包括物侧面S14和像侧面S15。
本实施例提供的光学成像镜头中各个镜片的相关参数如表1所示。
表1
Figure GDA0002380629150000061
Figure GDA0002380629150000071
在本实施例中，其场曲、轴上点球差和横向色差曲线图分别如图2、图3和图4所示。由图2至图4可以看出，本实施例中场曲、色差都能被很好的校正。
第二实施例
本发明第二实施例中提供的光学成像镜头的结构图与第一实施例大抵相同，光学成像镜头中各个镜片的相关参数如表2所示。
表2
Figure GDA0002380629150000072
Figure GDA0002380629150000081
在本实施例中，其场曲、轴上点球差和横向色差曲线图分别如图5、图6和图7所示。由图5至图7可以看出，本实施例中场曲、色差都能被很好的校正。
第三实施例
本发明第三实施例中提供的光学成像镜头的结构图与第一实施例大抵相同，光学成像镜头中各个镜片的相关参数如表3所示。
表3
Figure GDA0002380629150000082
Figure GDA0002380629150000091
在本实施例中，其场曲、轴上点球差和横向色差曲线图分别如图8、图9和图10所示。由图8至图10可以看出，本实施例中场曲、色差都能被很好的校正。
第四实施例
本发明第四实施例中提供的光学成像镜头的结构图与第一实施例大抵相同，光学成像镜头中各个镜片的相关参数如表4所示。
表4
Figure GDA0002380629150000092
在本实施例中，其场曲、轴上点球差和横向色差曲线图分别如图11、图12和图13所示。由图11至图13可以看出，本实施例中场曲、色差都能被很好的校正。
第一至第四实施例及其对应的光学特性如表5所示，包括系统焦距f、光圈数F#、视场角2θ和系统光学总长TL，以及与前面每个条件式对应的数值。
表5
Figure GDA0002380629150000101
本发明光学成像镜头100采用六片玻璃镜片设计，通过各镜片材料的选择以及光焦度的合理搭配，能够在-40℃～+105℃温度范围内清晰成像，其中第一群组Q1利于提供较大的视场角，第二群组Q2利于有效缩短透镜系统总长度，能够提供良好的成像品质。
综上，本发明提供的光学成像镜头100及成像设备能提供良好的成像品质。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学成像镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：
具有负光焦度的第一群组，所述第一群组从物侧到成像面依次包括一个第一透镜和一个第二透镜，其中所述第一透镜具有负光焦度，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面，所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凸面；
光阑；
具有正光焦度的第二群组，所述第二群组从物侧到成像面依次包括一个第三透镜、一个第四透镜、一个第五透镜和一个第六透镜，其中所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面，所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凹面，所述第五透镜具有正光焦度，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面，所述第六透镜具有正光焦度，所述第六透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面，所述第四透镜和所述第五透镜形成粘合体，所述粘合体具有正光焦度。
2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
0.7<IH/(f*tanθ)<1；
其中，IH表示所述光学成像镜头的实际半像高，f表示整个所述光学成像镜头的焦距，θ表示所述光学成像镜头的半视场角。
3.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
Figure FDA0002380629140000011
其中，
Figure FDA0002380629140000012
表示所述第四透镜与所述第五透镜的组合光焦度，
Figure FDA0002380629140000013
表示整个所述光学成像镜头的光焦度。
4.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
Figure FDA0002380629140000021
其中，
Figure FDA0002380629140000022
表示所述第四透镜的光焦度，
Figure FDA0002380629140000023
表示所述第五透镜的光焦度。
5.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
(dn/dt)2>2.5×10-6/℃；
(dn/dt)5≤-2×10-6/℃；
其中，(dn/dt)2表示所述第二透镜的材料的折射率温度系数，(dn/dt)5表示所述第五透镜的材料的折射率温度系数。
6.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
Vd2<40；
Vd3<31；
Vd4<25；
其中，Vd2表示所述第二透镜的材料阿贝数，Vd3表示所述第三透镜的材料阿贝数，Vd4表示所述第四透镜的材料阿贝数。
7.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头的光圈数F#<1.7。
8.如权利要求1-7任一项所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头中的透镜均为玻璃球面透镜。
9.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头的光学总长小于21mm。
10.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光学成像镜头。
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Denomination of invention: Optical imaging lenses and imaging equipment

Effective date of registration: 20230713

Granted publication date: 20200529

Pledgee: Ganjiang New Area Sub branch of Bank of Beijing Co.,Ltd.

Pledgor: JIANGXI LIANCHUANG ELECTRONIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980048374