一种光学成像镜头的制作方法

本发明属于镜头技术领域，具体地涉及一种光学成像镜头。

背景技术：

随着科学技术的不断进步，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、安防监控、车载监控等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高，但目前市场上的长焦距的光学成像镜头，如焦距为75mm的光学成像镜头，其红外共焦性差，在可见对焦，切换红外时，红外模式失焦严重；在高低温时，失焦较严重；且mtf较低，成像清晰度较低，无法满足日益提高的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种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，本发明采用的技术方案为：一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十透镜；该第一透镜至第十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；

该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凸面；

第二透镜具正屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凸面；

第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；

第四透镜具正屈光率，该第四透镜的像侧面为凸面；

第五透镜具负屈光率，该第五透镜的物侧面为凹面，该第五透镜的像侧面为凹面；

第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为凸面；

第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凹面，该第七透镜的像侧面为凹面；

第八透镜具负屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凹面；

第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凸面；

该第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凹面，该第十透镜的像侧面为凸面；

该第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面相互胶合；该第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合；该第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面相互胶合；该第八透镜的像侧面与第九透镜的物侧面相互胶合；

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。

进一步的，该第四透镜的物侧面为平面。

进一步的，还包括光阑，所述光阑设置在第九透镜和第十透镜之间。

进一步的，该光学成像镜头更满足：1.4<nd2<1.5，80<vd<95；1.7<nd3<1.9，20<vd3<30，vd-vd3>50，其中，nd2和nd3分别表示该第二透镜和第三透镜在d线的折射率，vd和vd3分别表示该第二透镜和第三透镜在d线的色散系数。

进一步的，还包括底座，该光学成像镜头通过底座与摄像机匹配组装，底座因高温或低温引起的后焦距变化量为δbfl1，由第一至第十透镜以及它们之间的空气间隔因高温或低温引起的后焦距变化量为δbfl2，δbfl1与δbfl2相适配。

更进一步的，δbfl1-δbfl2＝0。

更进一步的，该底座由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成。

更进一步的，还包括设置在第一透镜至第十透镜之间的隔圈，该隔圈由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成。

更进一步的，该第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜和第九透镜的折射率温度系数均为正，第二透镜、第七透镜和第十透镜的系数均为负，且满足∣δbfl3∣>∣δbfl4∣，其中，δbfl3为第二透镜、第三透镜、第五透镜和第八透镜因高温或低温引起的后焦距变化量，δbfl4为第一透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜、第九透镜和第十透镜因高温或低温引起的后焦距变化量。

本发明的有益技术效果：

本发明采用十片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计，具有长焦距的同时，还具有红外共焦性好，在可见对焦时，切换红外，夜晚成像效果好(可见与红外irshift<10μm)；整个系统进行无热化优化，常温对焦，高低温失焦小或不失焦；分辨率高(mtf在成像面的直径φ为11mm以内达到250lp>0.3)，成像质量好的优点。

此外，本发明组装对镜片倾斜敏感度较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的0.435-0.656μm的mtf图；

图3为本发明实施例一的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；

图4为本发明实施例一的红外850nm的mtf图；

图5为本发明实施例一的红外线850nm的离焦曲线图；

图6为本发明实施例一的垂轴色差曲线图示意图；

图7为本发明实施例一的纵向像差图示意图；

图8为本发明实施例一的相对照度图；

图9为本发明实施例一的场曲和畸变示意图；

图10为本发明实施例二的结构示意图；

图11为本发明实施例二的0.435-0.656μm的mtf图；

图12为本发明实施例二的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；

图13为本发明实施例二的红外850nm的mtf图；

图14为本发明实施例二的红外线850nm的离焦曲线图；

图15为本发明实施例二的垂轴色差曲线图示意图；

图16为本发明实施例二的纵向像差图示意图；

图17为本发明实施例二的相对照度图；

图18为本发明实施例二的场曲和畸变示意图；

图19为本发明实施例三的结构示意图；

图20为本发明实施例三的0.435-0.656μm的mtf图；

图21为本发明实施例三的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；

图22为本发明实施例三的红外850nm的mtf图；

图23为本发明实施例三的红外线850nm的离焦曲线图；

图24为本发明实施例三的垂轴色差曲线图示意图；

图25为本发明实施例三的纵向像差图示意图；

图26为本发明实施例三的相对照度图；

图27为本发明实施例三的场曲和畸变示意图；

图28为本发明实施例四的结构示意图；

图29为本发明实施例四的0.435-0.656μm的mtf图；

图30为本发明实施例四的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；

图31为本发明实施例四的红外850nm的mtf图；

图32为本发明实施例四的红外线850nm的离焦曲线图；

图33为本发明实施例四的垂轴色差曲线图示意图；

图34为本发明实施例四的纵向像差图示意图；

图35为本发明实施例四的相对照度图；

图36为本发明实施例四的场曲和畸变示意图；

图37为本发明实施例五的结构示意图；

图38为本发明实施例五的0.435-0.656μm的mtf图；

图39为本发明实施例五的可见光0.435-0.656μm的离焦曲线图；

图40为本发明实施例五的红外850nm的mtf图；

图41为本发明实施例五的红外线850nm的离焦曲线图；

图42为本发明实施例五的垂轴色差曲线图示意图；

图43为本发明实施例五的纵向像差图示意图；

图44为本发明实施例五的相对照度图；

图45为本发明实施例五的场曲和畸变示意图；

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，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发明的优点。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发明进一步说明。

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(lensdatasheet)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。

本发明提供了一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第十透镜；该第一透镜至第十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。

该第一透镜具正屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凸面；第二透镜具正屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凸面；第三透镜具负屈光率，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凹面；第四透镜具正屈光率，该第四透镜的像侧面为凸面；第五透镜具负屈光率，该第五透镜的物侧面为凹面，该第五透镜的像侧面为凹面；第六透镜具正屈光率，该第六透镜的物侧面为凸面，该第六透镜的像侧面为凸面；第七透镜具负屈光率，该第七透镜的物侧面为凹面，该第七透镜的像侧面为凹面；第八透镜具负屈光率，该第八透镜的物侧面为凸面，该第八透镜的像侧面为凹面；第九透镜具正屈光率，该第九透镜的物侧面为凸面，该第九透镜的像侧面为凸面；该第十透镜具负屈光率，该第十透镜的物侧面为凹面，该第十透镜的像侧面为凸面。

该第二透镜的像侧面与第三透镜的物侧面相互胶合；该第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合；该第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面相互胶合；该第八透镜的像侧面与第九透镜的物侧面相互胶合。

该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。本发明采用十片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计，具有长焦距的同时，还具有红外共焦性好，在可见对焦时，切换红外，夜晚成像效果好；整个系统进行无热化优化，常温对焦，高低温失焦小或不失焦；分辨率高(mtf在成像面的直径φ为11mm以内达到250lp>0.3)，成像质量好的优点。

优选的，该第四透镜的物侧面为平面，使得组装工艺敏感度降低，当然，在一些实施例中，该第四透镜的物侧面也可以是凹面或凸面。

优选的，还包括光阑，所述光阑设置在第九透镜和第十透镜之间，使得组装工艺更好，当然，在其它实施例中，光阑也可以设置在其它透镜之间。

优选的，该光学成像镜头更满足：1.4<nd2<1.5，80<vd<95；1.7<nd3<1.9，20<vd3<30，vd-vd3>50，其中，nd2和nd3分别表示该第二透镜和第三透镜在d线的折射率，vd和vd3分别表示该第二透镜和第三透镜在d线的色散系数，有利于校正色差,红外共焦效果更好。

优选的，还包括底座，该光学成像镜头通过底座与摄像机匹配组装，底座因高温或低温引起的后焦距变化量为δbfl1，由第一至第十透镜以及它们之间的空气间隔因高温或低温引起的后焦距变化量为δbfl2，δbfl1与δbfl2相适配。(基本相等或相等)，进一步降低高低温时的失焦。

更优选的，δbfl1-δbfl2＝0，使得常温对焦，高低温不失焦，即该光学成像镜头与摄像机是无热化系统，常温、高低温情况，成像系统都清晰。

更优选的，该底座由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成，有利于实现δbfl1-δbfl2＝0，降低工艺难度，当然，在其它实施例中，该底座由线性膨胀系数为23.6e-06或接近23.6e-06的塑料或其它材料制成。

更优选的，还包括设置在第一透镜至第十透镜之间的隔圈，该隔圈由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成，更有利于实现δbfl1-δbfl2＝0，降低工艺难度。

更优选的，该第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第八透镜和第九透镜的折射率温度系数均为正，第二透镜、第七透镜和第十透镜的系数均为负，且满足∣δbfl3∣>∣δbfl4∣，其中，δbfl3为第二透镜、第三透镜、第五透镜和第八透镜因高温或低温引起的后焦距变化量，δbfl4为第一透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜、第九透镜和第十透镜因高温或低温引起的后焦距变化量，更有利于实现δbfl1-δbfl2＝0，降低工艺难度。

下面将以具体实施例对本发明的光学成像镜头进行详细说明。

实施一

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至第九透镜9、光阑110、第十透镜10、保护玻璃120和成像面130；该第一透镜1至第十透镜10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。

该第一透镜1具正屈光率，该第一透镜1的物侧面11为凸面，该第一透镜1的像侧面12为凸面。

第二透镜2具正屈光率，该第二透镜2的物侧面21为凸面，该第二透镜2的像侧面22为凸面。

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

第四透镜4具正屈光率，该第四透镜4的物侧面41为平面，该第四透镜4的像侧面42为凸面。

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

第六透镜6具正屈光率，该第六透镜6的物侧面61为凸面，该第六透镜6的像侧面62为凸面。

第七透镜7具负屈光率，该第七透镜7的物侧面71为凹面，该第七透镜7的像侧面72为凹面。

第八透镜8具负屈光率，该第八透镜8的物侧面81为凸面，该第八透镜8的像侧面82为凹面。

第九透镜9具正屈光率，该第九透镜9的物侧面91为凸面，该第九透镜9的像侧面92为凸面。

该第十透镜10具负屈光率，该第十透镜10的物侧面101为凹面，该第十透镜10的像侧面102为凸面。

本具体实施例中，第二透镜2的像侧面22与第三透镜3的物侧面31相互胶合；该第四透镜4的像侧面42与第五透镜5的物侧面51相互胶合；该第六透镜6的像侧面62与第七透镜7的物侧面71相互胶合；该第八透镜8的像侧面82与第九透镜9的物侧面91相互胶合。

本具体实施例中，该第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第八透镜8和第九透镜9的折射率温度系数均为正，第二透镜2、第七透7镜和第十透镜10的系数均为负，且满足∣δbfl3∣>∣δbfl4∣，其中，δbfl3为第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5和第八透镜8因高温或低温引起的后焦距变化量，δbfl4为第一透镜1、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7、第九透镜9和第十透镜10因高温或低温引起的后焦距变化量。

本具体实施例中，还包括底座(图中未示出)，该光学成像镜头通过底座与摄像机匹配组装，底座由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成，设置在第一透镜1至第十透镜10之间的隔圈也由线性膨胀系数为23.6e-06的铝材料制成，底座因高温或低温引起后焦距变化量为δbfl1，由第一至第十透镜10以及它们之间的空气间隔因高温或低温引起后焦距变化量为δbfl2，满足δbfl1-δbfl2＝0。

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

本具体实施例的解像力请参阅图2和图4，从图上可以看出对传函管控好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图3和图5，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，可见与红外irshift<10μm，垂轴色差图详见图6，纵向像差图详见图7，相对照度图如图8所示，场曲及畸变图详见图9的(a)和(b)，可以看出成像质量高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝75mm，第一透镜1的物侧面11到该成像面130在光轴i上的距离ttl＝79.058mm。

实施二

如图10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

本具体实施例的解像力请参阅图11和图13，从图上可以看出对传函管控好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图12和图14，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，可见与红外irshift<10μm，垂轴色差图详见图15，纵向像差图详见图16，相对照度图如图17所示，场曲及畸变图详见图18的(a)和(b)，可以看出成像质量高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝75mm，第一透镜1的物侧面11到该成像面130在光轴i上的距离ttl＝79.064mm。

实施三

如图19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

本具体实施例的解像力请参阅图20和图22，从图上可以看出对传函管控好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图21和图23，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，可见与红外irshift<10μm，垂轴色差图详见图24，纵向像差图详见图25，相对照度图如图26所示，场曲及畸变图详见图27的(a)和(b)，可以看出成像质量高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝75mm，第一透镜1的物侧面11到该成像面130在光轴i上的距离ttl＝79.063mm。

实施四

如图28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

本具体实施例的解像力请参阅图29和图31，从图上可以看出对传函管控好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图30和图32，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，可见与红外irshift<10μm，垂轴色差图详见图33，纵向像差图详见图34，相对照度图如图35所示，场曲及畸变图详见图36的(a)和(b)，可以看出成像质量高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝75mm，第一透镜1的物侧面11到该成像面130在光轴i上的距离ttl＝79.200mm。

实施五

如图37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不同。

本具体实施例的详细光学数据如表5-1所示。

表5-1实施例五的详细光学数据

本具体实施例的解像力请参阅图38和图40，从图上可以看出对传函管控好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图39和图41，可以看出可见光与红外共焦性好，在可见光对焦情况下，切换红外850nm，成像效果依然较好，可见与红外irshift<10μm，垂轴色差图详见图42，纵向像差图详见图43，相对照度图如图44所示，场曲及畸变图详见图45的(a)和(b)，可以看出成像质量高。

本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝75mm，第一透镜1的物侧面11到该成像面130在光轴i上的距离ttl＝79.063mm。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，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发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。