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CN110888225A - 成像镜头 - Google Patents

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CN110888225A
CN110888225A CN201811050755.7A CN201811050755A CN110888225A CN 110888225 A CN110888225 A CN 110888225A CN 201811050755 A CN201811050755 A CN 201811050755A CN 110888225 A CN110888225 A CN 110888225A
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Asia Optical Co Inc
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Sintai Optical Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种成像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：第一透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凸面像侧面为凹面；第二透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凹面像侧面为凸面；第三透镜，为双凸透镜，具有正屈折力；第四透镜，具有正屈折力；第五透镜，具有负屈折力；第六透镜，具有正屈折力。

Description

成像镜头
技术领域
本发明涉及一种成像镜头。
背景技术
随着摄像器件性能的大幅提高和辅助照明条件的日愈完善，许多摄像系统向高清晰度、日夜彩色化发展的趋势日愈明显。因此，对配套的镜头提出许多新的要求。市售的日夜共焦镜头在切换可见光和红外工作波段时有较大的离焦量，难以满足产品的高清解像力要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的镜头在切换可见光和红外工作波段时有较大的离焦量的缺陷，提供一种成像镜头，具有较好的光学性能，且在切换可见光和红外工作波段时有较小的离焦量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种成像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：
第一透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凸面像侧面为凹面；
第二透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凹面像侧面为凸面；
第三透镜，为双凸透镜，具有正屈折力；
第四透镜，具有正屈折力；
第五透镜，具有负屈折力；
第六透镜，具有正屈折力。
根据本发明所述的成像镜头，所述第六透镜的物侧面和像侧面是球面或者非球面。
根据本发明所述的成像镜头，包括光圈，设置于该第三透镜与该第四透镜之间，其中第四透镜与第五透镜胶合。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
-1.5<f1/f<-0.8
其中，f1为第一透镜L1的焦距，f为成像镜头的焦距。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
-4.5<f2/f<-3.5
其中，f2为第二透镜L2的焦距，f为成像镜头的焦距。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
-1.5<f12/f<-0.8
其中，f12为第一透镜L1与第二透镜L2的组合焦距，f为成像镜头的焦距。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
4.0<f6/f<5.0
其中，f6为第六透镜L6的焦距，f为成像镜头的焦距。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
-1<f12/f3456<-0.5
其中，f12为第一透镜L1与第二透镜L2的组合焦距，f3456为第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6的组合焦距。
根据本发明所述的成像镜头，所述成像镜头满足以下条件：
2.2<TTL/D1<2.6
TTL为该成像镜头1的光学系全长，D1为该成像镜头1的第一透镜L1 的有效口径。
根据本发明所述的成像镜头，第四透镜为双凸透镜，具有正屈折力。
根据本发明所述的成像镜头，第五透镜为弯月型透镜具有负屈折力，其物侧面为凹面像侧面为凸面。
公式-1.5<f1/f<-0.8及-4.5<f2/f<-3.5，可提供足够强的屈光度。
实施本发明的成像镜头，具有以下有益效果：可以有效地实现大光圈、大广角，具有耐受环境温度的稳定性，且可实现高清解像力，在切换可见光和红外工作波段时有较小的离焦量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是依据本发明的成像镜头的第一实施例的透镜配置图；
图2A是图1的成像镜头的场曲图。
图2B是图1的成像镜头的畸变图。
图2C是图1的成像镜头的纵向像差图。
图3是依据本发明的成像镜头的第二实施例的透镜配置示意图。
图4A是图3的成像镜头的场曲图。
图4B是图3的成像镜头的畸变图。
图4C是图3的成像镜头的纵向像差图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是依据本发明的成像镜头1的第一实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA1上。成像镜头1为红外共焦镜头，沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括：第一镜群，包括第一透镜L11；第二镜群，包括第二透镜L12；第三镜群，包括第三透镜L13；光圈 ST1；第四镜群，包括第四透镜L14和第五透镜L15；第五镜群，包括第六透镜L16；以及滤光片OF1。第一透镜L11为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面S11为凸面像侧面S12为凹面。第二透镜L12为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面S13为凹面像侧面S14为凸面。第三透镜L13具有正屈折力，其物侧面S15为凸面像侧面S16为凸面。第四透镜L14为双凸透镜，具有正屈折力，其物侧面S18为凸面像侧面S19为凸面。第五透镜L15为弯月型透镜具有负屈折力，其物侧面S110为凹面像侧面S111为凸面。第四透镜L14的像侧面S19与第五透镜L15的物侧面S110胶合。第六透镜L16为弯月型透镜具有正屈折力，其物侧面S112为凸面，像侧面S113为凸面。滤光片OF1其物侧面 S114与像侧面S115皆为平面。
其中，第六透镜L16的物侧面S111和像侧面S112可以是球面或者非球面。第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15 由玻璃制成，而第六透镜L16由塑料制成，这样可以补偿温度漂移。
为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能，其实施例中的成像镜头1 需满足底下六个条件中的至少一个：
-1.5<f1/f<-0.8 (1)
-4.5<f2/f<-3.5 (2)
-1.5<f12/f<-0.8 (3)
4.0<f6/f<5.0 (4)
-1<f12/f3456<-0.5 (5)
2.2<TTL/D1<2.6 (6)
其中，f1为第一透镜L11的焦距，f2为第二透镜L12的焦距，f为成像镜头的焦距，f12为第一透镜L11与第二透镜L12的组合焦距，f6为第六透镜L16 的焦距，f3456为第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16 的组合焦距，TTL为该成像镜头1的光学系全长，D1为该成像镜头1的第一透镜L1的有效口径。
其中，若条件(1)f1/f的值大于-0.8，则难以提供足够强的屈光度。因此， f1/f的值至少须小于-0.8，所以最佳效果范围为-1.5<f1/f<-0.8，符合该范围则可提供足够强的屈光度。
利用上述透镜的设计，使得该成像镜头1能够有效地实现大光圈、大广角，具有耐受环境温度的稳定性，且可实现较小的离焦量和高清解像力。
表一为图1中成像镜头1的各透镜的相关参数表，表一数据显示该实施例的成像镜头1的焦距等于2.97mm、光圈值等于2.4、视角等于150°。
表一
Figure RE-GDA0001977728260000041
Figure RE-GDA0001977728260000051
表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：
z＝ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16
其中：
c：曲率；
h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；
k：圆锥系数；
A～G：非球面系数。
表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数 (ConicConstant)、A～G为非球面系数。
表二
Figure RE-GDA0001977728260000052
该实施例中，该成像镜头1的焦距f＝2.97mm，第一透镜L11的焦距 f1＝-3.81mm，第二透镜L12的焦距f2＝-11.80mm，第六透镜L16的焦距f6＝13.00mm，第一透镜L11与第二透镜L12的组合焦距f12＝-2.69mm，第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15、第六透镜L16的组合焦距f3456＝4.38mm，该成像镜头1的光学系全长TTL＝16.46mm，该成像镜头1的第一透镜L11的有效口径D1＝6.68mm。由上述数据可得到f1/f＝-1.28；f2/f＝-3.97；f12/f＝-0.90； f6/f＝4.37；f12/f3456＝-0.61；TTL/D1＝2.46，皆能满足上述条件(1)至条件(6)的要求。
另外，该实施例的成像镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至图2C看出。图2A所示的，是该实施例的成像镜头1的场曲图。图2B所示的，是该实施例的成像镜头1的畸变图。图2C所示的，是该实施例的成像镜头1 的纵向像差图。
由图2A可以看出，该实施例的成像镜头1对波长为470nm、510nm、555nm、 850nm的光线，于子午与弧矢方向的像散场曲均介于-0.03mm至0.05nm之间。由图2B可以看出，该实施例的成像镜头1对波长为470nm的光线所产生的畸变介于-80％至0％之间。由图2C可以看出，该实施例的成像镜头1对波长为 470nm、510nm、555nm、850nm的光线所产生的纵向像差值介于-0.01至0.03 之间。由此可见，该实施例的成像镜头1的像散场曲、畸变、纵向像差都能被有效地修正，从而得到较佳的光学性能。
请参阅图3，图3是依据本发明的成像镜头2的第二实施例的透镜配置示意图。成像时，来自物侧的光线最后成像于成像面IMA2上。成像镜头2为红外共焦镜头，沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括：第一镜群，包括第一透镜L21；第二镜群，包括第二透镜L22；第三镜群，包括第三透镜L23；光圈 ST2；第四镜群，包括第四透镜L24和第五透镜L25；第五镜群，包括第六透镜L26；以及滤光片OF2。第一透镜L21为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面S21为凸面像侧面S22为凹面。第二透镜L22为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面S23为凹面像侧面S24为凸面。第三透镜L23具有正屈折力，其物侧面S25为凸面像侧面S26为凸面。第四透镜L24为双凸透镜，具有正屈折力，其物侧面S28为凸面像侧面S29为凸面。第五透镜L25为弯月型透镜具有负屈折力，其物侧面S210为凹面像侧面S211为凸面。第四透镜L24的像侧面S29与第五透镜L25的物侧面S210胶合。第六透镜L26为弯月型透镜具有正屈折力，其物侧面S212为凸面，像侧面S213为凸面。滤光片OF2其物侧面 S214与像侧面S215皆为平面。
其中，第六透镜L26的物侧面S211和像侧面S212可以是球面或者非球面。第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25 由玻璃制成，而第六透镜L26由塑料制成，这样可以补偿温度漂移。
为使本发明的成像镜头能保持良好的光学性能，其实施例中的成像镜头2 需满足底下六个条件中的至少一个：
-1.5<f1/f<-0.8 (7)
-4.5<f2/f<-3.5 (8)
-1.5<f12/f<-0.8 (9)
4.0<f6/f<5.0 (10)
-1<f12/f3456<-0.5 (11)
2.2<TTL/D1<2.6 (12)
其中，f1为第一透镜L21的焦距，f2为第二透镜L22的焦距，f为成像镜头的焦距，f12为第一透镜L21与第二透镜L22的组合焦距，f6为第六透镜L26 的焦距，f3456为第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26 的组合焦距，TTL为该成像镜头2的光学系全长，D1为该成像镜头2的第一透镜L21的有效口径。
其中，若条件(8)f2/f的值大于-3.5，则难以提供足够强的屈光度。因此， f2/f的值至少须小于-3.5，所以最佳效果范围为-4.5<f2/f<-3.5，符合该范围则可提供足够强的屈光度。
利用上述透镜的设计，使得该成像镜头2能够有效地实现大光圈、大广角，具有耐受环境温度的稳定性，且可实现较小的离焦量和高清解像力。
表三为图3中成像镜头2的各透镜的相关参数表，表三数据显示该实施例的成像镜头2的焦距等于3.39mm、光圈值等于2.2、视角等于120°。
表三
Figure RE-GDA0001977728260000071
Figure RE-GDA0001977728260000081
表三中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：
z＝ch2/{1+[1-(k+1)c2h2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10+Eh12+Fh14+Gh16
其中：
c：曲率；
h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；
k：圆锥系数；
A～G：非球面系数。
表四为表三中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数 (ConicConstant)、A～G为非球面系数。
表四
Figure RE-GDA0001977728260000082
该实施例中，该成像镜头2的焦距f＝3.39mm，第一透镜L21的焦距 f1＝-4.43mm，第二透镜L22的焦距f2＝-13.09mm，第六透镜L26的焦距f6＝13.46mm，第一透镜L21与第二透镜L22的组合焦距f12＝-2.93mm，第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25、第六透镜L26的组合焦距f3456＝4.64mm，该成像镜头2的光学系全长TTL＝17.2mm，该成像镜头2的第一透镜L21的有效口径D1＝6.77mm。由上述数据可得到f1/f＝-1.30；f2/f＝-3.86；f12/f＝-0.86；f6/f＝3.96；f12/f3456＝-0.63；TTL/D1＝2.54，皆能满足上述条件(7)至条件(12)的要求。
另外，该实施例的成像镜头2的光学性能也可达到要求，这可从图4A至图4C看出。图4A所示的，是该实施例的成像镜头2的场曲图。图4B所示的，是该实施例的成像镜头2的畸变图。图4C所示的，是该实施例的成像镜头2 的纵向像差图。
由图4A可以看出，该实施例的成像镜头2对波长为470nm、510nm、610nm、 850nm的光线，于子午与弧矢方向的像散场曲均介于-0.03mm至0.05nm之间。由图4B可以看出，该实施例的成像镜头2对波长为470nm的光线所产生的畸变介于-85％至0％之间。由图4C可以看出，该实施例的成像镜头2对波长为 470nm、510nm、610nm、850nm的光线所产生的纵向像差值介于-0.015至0.035 之间。由此可见，该实施例的成像镜头2的像散场曲、畸变、纵向像差都能被有效地修正，从而得到较佳的光学性能。
本发明符合的公式以-1.5<f1/f<-0.8及-4.5<f2/f<-3.5为中心，本发明实施例的数值也落入其余公式的范围内。公式-1.5<f1/f<-0.8及-4.5<f2/f<-3.5，可提供足够强的屈光度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像镜头，其特征在于，沿着光轴从物侧至像侧依序包括：
第一透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凸面像侧面为凹面；
第二透镜，为弯月型透镜，具有负屈折力，其物侧面为凹面像侧面为凸面；
第三透镜，为双凸透镜，具有正屈折力；
第四透镜，具有正屈折力；
第五透镜，具有负屈折力；
第六透镜，具有正屈折力。
2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，更包括光圈，设置于该第三透镜与该第五透镜之间；
所述第六透镜的物侧面和像侧面是球面或者非球面。
3.根据权利要求2所述的成像镜头，其特征在于，更包括光圈，设置于该第三透镜与该第四透镜之间，其中第四透镜与第五透镜胶合。
4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件：
-1.5<f1/f<-0.8
-4.5<f2/f<-3.5
其中，f1为第一透镜L1的焦距，f2为第二透镜L2的焦距，f为成像镜头的焦距。
5.根据权利要求4所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件：
-1.5<f12/f<-0.8
其中，f12为第一透镜L1与第二透镜L2的组合焦距，f为成像镜头的焦距。
6.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件：
4.0<f6/f<5.0
其中，f6为第六透镜L6的焦距，f为成像镜头的焦距。
7.根据权利要求1至6任一项所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件：
-1<f12/f3456<-0.5
其中，f12为第一透镜L1与第二透镜L2的组合焦距，f3456为第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6的组合焦距。
8.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头满足以下条件：
2.2<TTL/D1<2.6
TTL为该成像镜头1的光学系全长，D1为该成像镜头1的第一透镜L1的有效口径。
9.根据权利要求3所述的成像镜头，其特征在于，第四透镜为双凸透镜，具有正屈折力；
第五透镜为弯月型透镜具有负屈折力，其物侧面为凹面像侧面为凸面。
10.根据权利要求9所述的成像镜头，其特征在于，第六透镜为弯月型透镜具有正屈折力，其物侧面为凸面像侧面为凹面。
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