CN111474673B

CN111474673B - 光学镜头及成像设备

Info

Publication number: CN111474673B
Application number: CN201910068111.9A
Authority: CN
Inventors: 李响; 王东方
Original assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Automotive Optech Co Ltd
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2039-01-24
Also published as: CN111474673A

Abstract

公开了一种光学镜头和包括该光学镜头的成像设备。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、第六透镜和第七透镜。第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第五透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第七透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。该光学镜头可实现高解像、镜片敏感度低、前端小口径、小CRA、大光圈等有益效果中的至少一个。

Description

光学镜头及成像设备

技术领域

本申请涉及光学镜头和包括该光学镜头的成像设备，更具体地，本申请涉及一种包括七片透镜的光学镜头及成像设备。

背景技术

随着科学技术的发展与人们生活水平的提高，汽车成为最为普遍的交通工具。

随着无人驾驶技术的普及，对作为汽车眼睛的车载应用类镜头的像素要求更是越来越高。目前车载应用类镜头百万级像素的镜头已经逐渐普及，正向更高像素的趋势发展。为了实现高解像，通常通过增加透镜数量来获得高解像，但这会影响镜头的小型化。且高像素镜头需要更大的光圈，以实现弱光环境的使用；需要更小的CRA，从而在匹配芯片时不产生偏色。

因此，目前市场正需要一款高解像、高成像质量兼顾小型化、低成本等特点的且可以在弱光环境下使用的光学镜头。

发明内容

本申请旨在开发车用高像素光学系统，用于自动驾驶，以保障驾驶员和路人的安全，降低事故发生的风险；本申请旨在解决镜头的温度稳定性问题，使得镜头在不同温度条件下仍具有完美解像的能力；本申请旨在解决镜头的高像素、低成本、小型化的问题。

因此，本申请提供了可适用于例如车载安装的、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、第六透镜和第七透镜。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；第二透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；第三透镜可具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第五透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；第六透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及第七透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。

在一个实施方式中，第二透镜、第三透镜和第四透镜可胶合形成第一胶合透镜。

在一个实施方式中，第五透镜和第六透镜可互相胶合形成第二胶合透镜。

在一个实施方式中，第一透镜和第七透镜中的至少一个可为非球面镜片。

在一个实施方式中，第一透镜至第七透镜均可为玻璃镜片。

在一个实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：TTL/F≤4.5。

在一个实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.08。

在一个实施方式中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.3。

在一个实施方式中，第四透镜的像侧面到第五透镜的物侧面的轴上距离d68与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：d68/TTL≤0.025。

在一个实施方式中，第七透镜的物侧面的中心曲率半径R11与第七透镜的像侧面的中心曲率半径R12之间可满足：0.2≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.45。

在一个实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：TTL/H/FOV≤0.2。

在一个实施方式中，第五透镜和第六透镜的组合焦距值F56与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：7.8≤|F56/F|≤9。

在一个实施方式中，第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2与第二透镜的物侧面的中心曲率半径R3之间可满足：-2.5≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.5。

在一个实施方式中，第七透镜的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：F7/F≤1.7。

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、第六透镜和第七透镜。其中，第一透镜、第二透镜和第六透镜均可具有负光焦度；第三透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均可具有正光焦度；第二透镜、第三透镜和第四透镜可胶合形成第一胶合透镜；第五透镜和第六透镜可互相胶合形成第二胶合透镜；以及光学镜头的光学总长度TTL与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：TTL/F≤4.5。

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凹面。

在一个实施方式中，第三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，第四透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

在一个实施方式中，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，第六透镜的物侧面和像侧面均可为凹面。

在一个实施方式中，第七透镜的物侧面和像侧面均可为凸面。

在一个实施方式中，第一透镜至第七透镜均可为玻璃镜片。

本申请的又一方面提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据上述实施方式的光学镜头及用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本申请采用了例如七片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度以及形成胶合透镜等，实现光学镜头的高解像、镜片敏感度低、生产良率高、前端小口径、小主光线角CRA、大光圈等有益效果中的至少一个。

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；

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；以及

图3为示出根据本申请实施例3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，第一胶合透镜也可被称作第二胶合透镜。

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七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、第六透镜和第七透镜。这七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。第一透镜设置为凸面朝向物侧的弯月形状能够尽可能得收集大视场光线，并使光线进入后方光学系统，增加通光量，同时可有利于实现整体大视场范围。在实际应用中，考虑到车载应用类镜头室外安装使用环境，镜头会处于雨雪等恶劣天气中，将第一透镜布置为凸面朝向物侧的弯月形状可有利于水滴等的滑落，减小对镜头成像质量的影响。

第二透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。第二透镜设置为双凹透镜可使第一透镜发散的光线顺利进入后方系统；另外，这样的设置还可有利于校正高级像差，更有助于减轻镜头相对照度的衰减程度。

第三透镜可具有正光焦度，其物侧面可为凸面，像侧面可为凹面。第三透镜设置有为正透镜可将前方大角度光线快速汇聚至后方系统，有利于减小后方光线光程，从而实现短TTL。

第四透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。

第五透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第五透镜设置为具有正光焦度，且在设置的例如孔径光阑之后使用一个具有正光焦度的第五透镜，可进一步矫正前方镜片组产生的像差，同时使光束再次汇聚，即可增大镜头的光圈，又可缩短镜头总长，使光学系统更紧凑，使得该光学系统具有相对较短的镜头总长。

第六透镜可具有负光焦度，其物侧面和像侧面均可为凹面。

第七透镜可具有正光焦度，其物侧面和像侧面均可为凸面。第七透镜可将经过第六透镜的光线更平缓的过渡至成像面，从而减小系统总长。同时使得光学系统的各种像差得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可提高分辨率，优化畸变、CRA等光学性能。

在示例性实施方式中，可在例如第四透镜与第五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。当将光阑设置于第四透镜与第五透镜之间时，可有效减小镜头前端镜片口径，同时可有利于实现大孔径。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。

在示例性实施方式中，根据需要，根据本申请的光学镜头还可包括设置在第七透镜与成像面之间的滤光片，以对具有不同波长的光线进行过滤；以及还可包括设置在滤光片与成像面之间的保护玻璃，以防止光学镜头的内部元件(例如，芯片)被损坏。

如本领域技术人员已知的，胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失，从而提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可简化镜头制造过程中的装配程序。

在示例性实施方式中，可通过将第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面胶合，以及将第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面胶合，而将第二透镜、第三透镜和第四透镜组合成第一胶合透镜。第一胶合透镜为三胶合透镜，采用三胶合透镜可具有以下有益效果中的至少之一：①减小三个镜片之间的空气间隔，减小整个光学系统的总长；②减少三个镜片之间的组立部件，减少工序，方便组装，降低成本；③降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题；④减少镜片间因反射引起的光量损失，提升系统的相对照度；⑤可进一步减小场曲，可矫正系统的轴外点像差。

在示例性实施方式中，可通过将第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面胶合，而将第五透镜和第六透镜组合成第二胶合透镜。第二胶合透镜由一枚正透镜(即，第五透镜)与一枚负透镜(即，第六透镜)组成，其中，正透镜具有较低折射率，负透镜具有较高折射率(相对于正透镜而言)，高低折射率的搭配，可有利于前方光线的快速过渡，增大光阑口径，以满足夜视需求。另外，正负透镜的胶合，可以自身消色差，减小场曲，校正慧差，其中，作为正透镜的第五透镜排布在前，可进一步汇聚光线，减小整体TTL。该胶合件的采用，可有效减小系统色差，且使得光学系整体结构紧凑，满足小型化要求，同时降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题；因若离散的镜片位于光线转折处，容易因加工/组立误差造成敏感，所以胶合透镜组可有效降低敏感度。

第一胶合透镜和第二胶合透镜的使用，分担了系统的整体色差矫正，可有效校正像差，以提高解像，且使得光学系整体紧凑，满足小型化要求。

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F之间可满足：TTL/F≤4.5，更理想地，可进一步满足TTL/F≤4.2。满足条件式TTL/F≤4.5，可保证系统的小型化特性。

在示例性实施方式中，光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：D/H/FOV≤0.08，更理想地，可进一步满足D/H/FOV≤0.05。满足条件式D/H/FOV≤0.08，可保证前端小口径。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：BFL/TTL≥0.3，更理想地，可进一步满足BFL/TTL≥0.35。通过满足条件式BFL/TTL≥0.3，可实现后焦长的特性，有利于光学镜头的组装。

在示例性实施方式中，第四透镜的像侧面到第五透镜的物侧面的轴上距离d68与光学镜头的光学总长度TTL之间可满足：d68/TTL≤0.025，更理想地，可进一步满足0.003≤d68/TTL≤0.02。通过控制两组相邻胶合透镜之间的距离，可有利于平缓过渡光阑附近的光线，有利于提升像质。

在示例性实施方式中，第七透镜物侧面的中心曲率半径R11与第七透镜像侧面的中心曲率半径R12之间可满足：0.2≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.45，更理想地，可进一步满足0.25≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.4。第七透镜为所有镜片中对良率最敏感的镜片，通过满足此条件式下，可有助于第七透镜的成型加工性，提高生产良率。

在示例性实施方式中，光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间可满足：TTL/H/FOV≤0.2，更理想地，可进一步满足TTL/H/FOV≤0.1。通过满足条件式TTL/H/FOV≤0.2，可保证小型化特性。

在示例性实施方式中，第五透镜和第六透镜的组合焦距值F56与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：7.8≤|F56/F|≤9，更理想地，可进一步满足8≤|F56/F|≤8.8。通过控制第四透镜和第七透镜之间的光线走向，可减小由于经第三透镜进入的大角度光线引起的像差，同时使镜片结构紧凑，有利于小型化。

在示例性实施方式中，第一透镜像侧面的中心曲率半径R2与第二透镜物侧面的中心曲率半径R3之间可满足：-2.5≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.5，更理想地，可进一步满足-2.3≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.7。通过满足条件式-2.5≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.5，可校正该光学系统的像差，并且保证从第一透镜出射的光线入射到第二透镜的第一个面(即，物侧面)时，入射角不会太大，从而降低该光学系统的公差敏感度；若超过上限值，该光学系统的像差无法得到充分的校正；若低于下限值，从第一透镜出射的光线入射到第二透镜的第一个面(即，物侧面)时的入射角会过大，则会增加该光学系统的敏感度。

在示例性实施方式中，第七透镜的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间可满足：F7/F≤1.7，更理想地，可进一步满足F7/F≤1.5。第七透镜配置成具有短焦距，可有助于收光，保证系统的通光量。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头的第一透镜和第七透镜中的至少一个可采用非球面镜片，以进一步提高解像质量。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。应理解的是，为了提高成像质量，根据本申请的光学镜头可增加非球面镜片的数量，例如，在重点关注该光学镜头的解像质量时，理想地，第一透镜至第七透镜均可采用非球面镜片。

在示例性实施方式中，根据本申请的光学镜头的第一透镜至第七透镜均可采用玻璃镜片。因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。而采用玻璃材质的镜片，可减小温度对镜头光学后焦的影响，但是成本较高。根据本申请的光学镜头采用玻璃非球面镜片，可具有温度稳定性，因此特别适用于前视镜头类应用。但是应理解的是，这仅是示例而非限制，对于某些对温度稳定性没有特别要求的镜头，也可使用塑料透镜，以降低成本。

因此，根据本申请的上述实施方式的光学镜头具有以下有益效果中的至少一个：1)高解像—在合理的镜片形状设计及材料搭配基础上，通过采用2个非球面镜片来提升解像，实现高解像；2)镜片敏感度低、生产良率高—通过控制镜片的形状和光焦度来实现敏感度低、生产良率高的低成本要求；3)前端小口径—整体前端口径较小，而常规达到类似性能的架构，口径通常较大；4)CRA小—镜头主光线角CRA较小，可避免光线后端出射时打到镜筒上产生杂光，又可很好的匹配例如车载芯片，不会产生偏色和暗角现象；以及5)大光圈—拥有大光圈，成像效果佳，像质可达到百万高清级别，即使在弱光环境或夜晚时，也能保证图像的清晰。因此，根据本申请上述实施方式的光学镜头能够更好地符合例如车载应用的要求。

本领域技术人员应当理解，上文中使用的光学镜头的光学总长度TTL是指从第一透镜物侧面的中心至成像面中心的轴上距离；以及光学镜头的光学后焦BFL是指从最后一个透镜第七透镜像侧面的中心至成像面中心的轴上距离。

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七个透镜为例进行了描述，但是该光学镜头不限于包括七个透镜。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、第六透镜L6和第七透镜L7。

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为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S3和像侧面S4均为凹面。第三透镜L3为具有正光焦度的弯月透镜，其物侧面S4为凸面，像侧面S5为凹面。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S5和像侧面S6均为凸面。其中，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4胶合形成第一胶合透镜。

第五透镜L5为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S8和像侧面S9均为凸面。第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面S9和像侧面S10均为凹面。其中，第五透镜L5和第六透镜L6互相胶合形成第二胶合透镜。

第七透镜L7为具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面S11和像侧面S12均为凸面。

其中，第一透镜L1和第七透镜L7均为非球面镜片，它们各自的物侧面和像侧面均为非球面。

可选地，该光学镜头还可包括具有物侧面S13和像侧面S14的滤光片L8以及具有物侧面S15和像侧面S16的保护透镜L9。滤光片L8可用于校正色彩偏差。保护透镜L9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S16并最终成像在成像面IMA上。

在本实施例的光学镜头中，可在第四透镜L4与第五透镜L5之间(即，第一胶合透镜与第二胶合透镜之间)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

本实施例采用了七片透镜作为示例，通过合理分配各个透镜的光焦度与面型，各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔，可使镜头具有高解像、镜片敏感度低、生产良率高、前端小口径、小CRA、大光圈等有益效果中的至少一个。各非球面面型Z由以下公式限定：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径R的倒数)；k为圆锥系数conic；A、B、C、D、E均为高次项系数。下表2示出了可用于实施例1中的非球面透镜表面S1-S2和S11-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。

表2

面号

K

A

B

C

D

E

1

-0.7197

-3.1916E-03

-4.0439E-05

5.5623E-06

-1.9652E-07

2.3529E-09

2

-1.2333

-1.3076E-03

-6.7819E-05

1.2336E-05

-2.4732E-07

-3.0176E-09

11

-2.3230

-1.2344E-04

-1.0553E-07

-6.0510E-08

1.0233E-08

-5.0585E-10

12

-1.4204

-5.4351E-05

7.9590E-07

-2.0186E-07

1.5756E-08

-5.4778E-10

下表3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IMA的轴上距离)、光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的光学后焦BFL(即，最后一个透镜第七透镜L7的像侧面S12的中心至成像面IMA的轴上距离)、第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68、第七透镜L7的物侧面S11和像侧面S12的中心曲率半径R11-R12、第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距值F56、第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2、第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3以及第七透镜L7的焦距值F7。

表3

TTL(mm)	30.0302	R12(mm)	-8.4767
				F(mm)	7.6760	F56(mm)	-65.2692
D(mm)	8.7876	R2(mm)	2.8056
				H(mm)	9.4180	R3(mm)	-7.9513
FOV(°)	80	F7(mm)	9.9813
				BFL(mm)	12.8971
d68(mm)	0.2139
				R11(mm)	17.3030

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＝3.9122；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0117；光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.4295；第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d68/TTL＝0.0071；第七透镜L7的物侧面S11的中心曲率半径R11与第七透镜L7的像侧面S12的中心曲率半径R12之间满足(R11+R12)/(R11-R12)＝0.3424；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0399；第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距值F56与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F56/F|＝8.5030；第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2与第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3之间满足(R2-R3)/(R2+R3)＝-2.0904：以及第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝1.3003。

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、第六透镜L6和第七透镜L7。

下表4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5示出了可用于实施例2中非球面透镜表面S1-S2和S11-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表6给出了实施例2的光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的光学后焦BFL、第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68、第七透镜L7的物侧面S11和像侧面S12的中心曲率半径R11-R12、第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距值F56、第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2、第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3以及第七透镜L7的焦距值F7。

表4

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	4.6980	1.0666	1.80	41.00
2	2.8091	3.2519
					3	-7.9755	0.6000	1.52	64.21
4	6.7801	2.4812	1.70	30.05
					5	34.7271	3.4955	1.74	44.90
6	-11.0470	-0.5450
					STO	无穷	0.8011
8	20.4307	2.7850	1.50	81.59
					9	-6.7097	0.6000	1.76	27.55
10	309.1007	0.1000
					11	17.2508	2.4071	1.59	61.16
12	-8.4869	0.6000
					13	无穷	0.5500	1.52	64.21
14	无穷	11.1163
					15	无穷	0.5000	1.52	64.21
16	无穷	0.1250
					IMA	无穷

表5

表6

TTL(mm)	29.9348	R12(mm)	-8.4869
				F(mm)	7.6891	F56(mm)	-64.8609
D(mm)	8.7788	R2(mm)	2.8091
				H(mm)	9.4200	R3(mm)	-7.9755
FOV(°)	80	F7(mm)	9.9643
				BFL(mm)	12.8913
d68(mm)	0.2561
				R11(mm)	17.2508

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＝3.8932；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0116；光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.4306；第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d68/TTL＝0.0086；第七透镜L7的物侧面S11的中心曲率半径R11与第七透镜L7的像侧面S12的中心曲率半径R12之间满足(R11+R12)/(R11-R12)＝0.3405；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0397；第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距值F56与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F56/F|＝8.4355；第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2与第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3之间满足(R2-R3)/(R2+R3)＝-2.0875：以及第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝1.2959。

实施例3

以下参照图3描述了根据本申请实施例3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3示出了根据本申请实施例3的光学镜头的结构示意图。

如图3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、第六透镜L6和第七透镜L7。

下表7示出了实施例3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8示出了可用于实施例3中非球面透镜表面S1-S2和S11-S12的圆锥系数k以及高次项系数A、B、C、D和E。下表9给出了实施例3的光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的整组焦距值F、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D、光学镜头的最大视场角所对应的像高H、光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的光学后焦BFL、第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68、第七透镜L7的物侧面S11和像侧面S12的中心曲率半径R11-R12、第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距值F56、第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2、第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3以及第七透镜L7的焦距值F7。

表7

面号	曲率半径R	厚度T	折射率Nd	阿贝数Vd
					1	4.6607	1.0400	1.80	41.00
2	2.8168	3.2320
					3	-7.9773	0.6200	1.52	64.21
4	6.8064	2.4782	1.70	30.05
					5	35.2038	3.4918	1.74	44.90
6	-11.0485	-0.5450
					STO	无穷	0.9588
8	20.4597	2.6779	1.50	81.59
					9	-6.7120	0.6000	1.76	27.55
10	305.2132	0.1000
					11	17.1462	2.4696	1.59	61.16
12	-8.5066	0.6000
					13	无穷	0.5500	1.52	64.21
14	无穷	11.0270
					15	无穷	0.5000	1.52	64.21
16	无穷	0.1250
					IMA	无穷

表8

面号

K

A

B

C

D

E

1

-0.7225

-3.1983E-03

-4.0592E-05

5.5660E-06

-1.9629E-07

2.3089E-09

2

-1.2341

-1.3127E-03

-6.8008E-05

1.2248E-05

-2.5511E-07

-2.8215E-09

11

-2.2789

-1.2243E-04

2.7093E-08

-5.7211E-08

1.0237E-08

-5.0921E-10

12

-1.4220

-5.4162E-05

7.2097E-07

-1.9966E-07

1.6147E-08

-5.5207E-10

表9

TTL(mm)	29.9253	R12(mm)	-8.5066
				F(mm)	7.6844	F56(mm)	-64.3302
D(mm)	8.7737	R2(mm)	2.8168
				H(mm)	9.4200	R3(mm)	-7.9773
FOV(°)	80	F7(mm)	9.9703
				BFL(mm)	12.8020
d68(mm)	0.4138
				R11(mm)	17.1462

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＝3.8943；光学镜头的最大视场角FOV、光学镜头的最大视场角所对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足D/H/FOV＝0.0116；光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.4278；第四透镜L4的像侧面S6到第五透镜L5的物侧面S8的轴上距离d68与光学镜头的光学总长度TTL之间满足d68/TTL＝0.0138；第七透镜L7的物侧面S11的中心曲率半径R11与第七透镜L7的像侧面S12的中心曲率半径R12之间满足(R11+R12)/(R11-R12)＝0.3368；光学镜头的光学总长度TTL、光学镜头的最大视场角FOV以及光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足TTL/H/FOV＝0.0397；第五透镜L5和第六透镜L6的组合焦距值F56与光学镜头的整组焦距值F之间满足|F56/F|＝8.3716；第一透镜L1的像侧面S2的中心曲率半径R2与第二透镜L2的物侧面S3的中心曲率半径R3之间满足(R2-R3)/(R2+R3)＝-2.0917：以及第七透镜L7的焦距值F7与光学镜头的整组焦距值F之间满足F7/F＝1.2975。

综上，实施例1至实施例3分别满足以下表10所示的关系。

表10

条件式/实施例	1	2	3
				TTL/F	3.9122	3.8932	3.8943
D/H/FOV	0.0117	0.0116	0.0116
				BFL/TTL	0.4295	0.4306	0.4278
d68/TTL	0.0071	0.0086	0.0138
				(R11+R12)/(R11-R12)	0.3424	0.3405	0.3368
TTL/H/FOV	0.0399	0.0397	0.0397
				\|F56/F\|	8.5030	8.4355	8.3716
(R2-R3)/(R2+R3)	-2.0904	-2.0875	-2.0917
				F7/F	1.3003	1.2959	1.2975

本申请还提供了一种成像设备，该成像设备可包括根据本申请上述实施方式的光学镜头和用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。该成像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)。该成像设备可以是诸如探测距离相机的独立成像设备，也可以是集成在诸如探测距离设备上的成像模块。

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、第六透镜和第七透镜，

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；

所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面；以及

所述第七透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是七片；

所述光学镜头的光学总长度TTL与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：TTL/F≤4.5。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜胶合形成第一胶合透镜。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成第二胶合透镜。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第七透镜中的至少一个为非球面镜片。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第七透镜均为玻璃镜片。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：(D×180°)/(H×FOV)≤14.4。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：BFL/TTL≥0.3。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面到所述第五透镜的物侧面的轴上距离d68与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：d68/TTL≤0.025。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面的中心曲率半径R11与所述第七透镜的像侧面的中心曲率半径R12之间满足：0.2≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.45。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL、以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：(TTL×180°)/(H×FOV)≤36。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距值F56与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：7.8≤|F56/F|≤9。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2与所述第二透镜的物侧面的中心曲率半径R3之间满足：-2.5≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.5。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的焦距值F7与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：F7/F≤1.7。

14.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、第六透镜和第七透镜，

其特征在于，

所述第一透镜、所述第二透镜和所述第六透镜均具有负光焦度；

所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第七透镜均具有正光焦度；

所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜胶合形成第一胶合透镜；

所述第五透镜和所述第六透镜互相胶合形成第二胶合透镜；

所述光学镜头中具有光焦度的透镜的片数是七片；以及

15.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

16.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面和像侧面均为凹面。

17.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

18.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

19.根据权利要求14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。

20.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的物侧面和像侧面均为凹面。

21.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

22.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第七透镜中的至少一个为非球面镜片。

23.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第七透镜均为玻璃镜片。

24.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV、所述光学镜头的最大视场角所对应的所述第一透镜的物侧面的最大通光口径D以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：(D×180°)/(H×FOV)≤14.4。

25.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学后焦BFL与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：BFL/TTL≥0.3。

26.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面到所述第五透镜的物侧面的轴上距离d68与所述光学镜头的光学总长度TTL之间满足：d68/TTL≤0.025。

27.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面的中心曲率半径R11与所述第七透镜的像侧面的中心曲率半径R12之间满足：0.2≤(R11+R12)/(R11-R12)≤0.45。

28.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头的光学总长度TTL、以度为单位的所述光学镜头的最大视场角FOV以及所述光学镜头的最大视场角所对应的像高H之间满足：(TTL×180°)/(H×FOV)≤36。

29.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜和所述第六透镜的组合焦距值F56与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：7.8≤|F56/F|≤9。

30.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面的中心曲率半径R2与所述第二透镜的物侧面的中心曲率半径R3之间满足：-2.5≤(R2-R3)/(R2+R3)≤-1.5。

31.根据权利要求14-21中任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的焦距值F7与所述光学镜头的整组焦距值F之间满足：F7/F≤1.7。

32.一种成像设备，其特征在于，包括权利要求1或14所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。