一种光学成像镜头的制作方法

文档序号:20881622发布日期:2020-05-26 17:10阅读:253来源:国知局
一种光学成像镜头的制作方法
本实用新型属于镜头
技术领域
,具体地涉及一种六片式的光学成像镜头。
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快速发展,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、无人机拍摄等各个领域,因此,对于光学成像镜头的要求也越来越高。但现有的应用于无人机拍摄领域的光学成像镜头还存在许多不足,如:通光较小,分辨率低,图像锐度差,图像噪点多,不清晰;畸变不做特殊管控,光学畸变大于5%,图像边缘形变量大;边缘色差大,色彩还原性不佳;低畸变的镜头,其前端外径较大,因此有必要对现有的应用于无人机拍摄领域的光学成像镜头进行改进,以满足消费者日益提高的要求。技术实现要素:本实用新型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,本实用新型采用的技术方案为: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、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜;该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;该第一透镜具负屈光率,该第一透镜的物侧面为凸面,该第一透镜的像侧面为凹面;该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凹面;该第三透镜具正屈光率,该第三透镜的物侧面为凹面,该第三透镜的像侧面为凸面;该第四透镜具正屈光率,该第四透镜的物侧面为凸面,该第四透镜的像侧面为凸面;该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凸面;该第四透镜的像侧面与该第五透镜的物侧面相互胶合;该第六透镜具负屈光率,该第六透镜的物侧面为凸面,该第六透镜的像侧面为凹面;该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片。进一步的,该光学成像镜头还满足:d12﹤7.5mm,nd1>1.80,其中,d12为该第一透镜的像侧面的通光口径,nd1为该第一透镜在d线的折射率。进一步的,该光学成像镜头还满足:nd2>1.80,其中,nd2为该第二透镜在d线的折射率。进一步的,该光学成像镜头还满足:vd4≥65,vd5≤27,且vd4-vd5>38,其中,vd4为该第四透镜在d线的色散系数,vd5为该第五透镜在d线的色散系数。进一步的,该光学成像镜头还满足:t1≥0.5mm,t2<1.5mm,t3<3.5mm,t45<2.5mm,t6<2mm,其中,t1为该第一透镜在该光轴上的厚度,t2为该第二透镜在该光轴上的厚度,t3为该第三透镜在该光轴上的厚度,t45为该第四透镜和第五透镜在该光轴上的厚度之和,t6为该第六透镜在该光轴上的厚度。进一步的,该光学成像镜头还满足:alt<10mm,其中,alt为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和。进一步的,该光学成像镜头还满足:alg<9.5mm,其中,alg为该第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和。进一步的,该光学成像镜头还满足:alt/alg<3,其中,alt为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和,alg为该第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和。本实用新型的有益技术效果:本实用新型采用六片透镜,并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计,具有通光大(光圈值fno=1.5),解析度高;畸变小,且呈线性分布,图像几乎无形变;色差小,保证色彩一致性;外形小巧的优点。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0.435-0.656um的mtf图;图3为本实用新型实施例一的场曲和畸变示意图;图4为本实用新型实施例一的轴外色差曲线示意图;图5为本实用新型实施例二的结构示意图;图6为本实用新型实施例二的0.435-0.656um的mtf图;图7为本实用新型实施例二的场曲和畸变示意图;图8为本实用新型实施例二的轴外色差曲线示意图;图9为本实用新型实施例三的结构示意图;图10为本实用新型实施例三的0.435-0.656um的mtf图;图11为本实用新型实施例三的场曲和畸变示意图;图12为本实用新型实施例三的轴外色差曲线示意图;图13为本实用新型三个实施例的各个重要参数的数值表。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(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。本实用新型公开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、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜;该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。该第一透镜具负屈光率,该第一透镜的物侧面为凸面,该第一透镜的像侧面为凹面;该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凹面;该第三透镜具正屈光率,该第三透镜的物侧面为凹面,该第三透镜的像侧面为凸面。该第二透镜与第三透镜为月牙型,设置在光阑前后,可实现较小畸变,优化像差,实现较小前端口径及较短光学系统长度。该第四透镜具正屈光率,该第四透镜的物侧面为凸面,该第四透镜的像侧面为凸面;该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凸面;该第四透镜的像侧面与该第五透镜的物侧面相互胶合;该第六透镜具负屈光率,该第六透镜的物侧面为凸面,该第六透镜的像侧面为凹面。该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片。本实用新型采用六片透镜,并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计,具有通光大,解析度高;畸变小,且呈线性分布,图像几乎无形变;色差小,保证色彩一致性;外形小巧的优点。优选的,该光学成像镜头还满足:d12﹤7.5mm,nd1>1.80,其中,d12为该第一透镜的像侧面的通光口径,nd1为该第一透镜在d线的折射率,可实现该光学成像镜头具有较小前端口径,且透镜的材料化学性质稳定,价格也相对低廉。优选的,该光学成像镜头还满足:nd2>1.80,其中,nd2为该第二透镜在d线的折射率,进一步优化像质,缩小镜片外径,有效降低该光学成像镜头的光学畸变。优选的,该光学成像镜头还满足:vd4≥65,vd5≤27,且vd4-vd5>38,其中,vd4为该第四透镜在d线的色散系数,vd5为该第五透镜在d线的色散系数,高低色散材料结合,有效控制色差,降低畸变,优化像质,提升系统性能。优选的,该光学成像镜头还满足:t1≥0.5mm,t2<1.5mm,t3<3.5mm,t45<2.5mm,t6<2mm,其中,t1为该第一透镜在该光轴上的厚度,t2为该第二透镜在该光轴上的厚度,t3为该第三透镜在该光轴上的厚度,t45为该第四透镜和第五透镜在该光轴上的厚度之和,t6为该第六透镜在该光轴上的厚度,以进一步缩短光学成像镜头的系统长度,且易于加工制造,优化系统配置。优选的,该光学成像镜头还满足:alt<10mm,其中,alt为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和,以进一步缩短光学成像镜头的系统长度,优化系统配置。优选的,该光学成像镜头还满足:alg<9.5mm,其中,alg为该第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和,以进一步缩短光学成像镜头的系统长度,且易于加工制造,优化系统配置。优选的,该光学成像镜头还满足:alt/alg<3,其中,alt为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和,alg为该第一透镜到成像面在该光轴上的空气间隙总和,以进一步缩短光学成像镜头的系统长度,且易于加工制造,优化系统配置。下面将以具体实施例对本实用新型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、第二透镜2、光阑7、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、保护片8和成像面9;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。该第一透镜1具负屈光率,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为凹面。该第二透镜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为凹面。该第三透镜3具正屈光率,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为凸面。该第四透镜4具正屈光率,该第四透镜4的物侧面41为凸面,该第四透镜4的像侧面42为凸面。该第五透镜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为凸面。该第六透镜6具负屈光率,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为凹面;该第四透镜4的像侧面42与该第五透镜5的物侧面51相互胶合。本具体实施例中,第一透镜1至第六透镜6均采用玻璃材料制成,但并不限于此,在其它实施例中,第一透镜1至第六透镜6也可以采用塑料等其它材料制成。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表面口径大小/mm曲率半径/mm厚度/mm材质折射率色散系数焦距/mm-被摄物面0infinityinfinity11第一透镜7.0476.6040.500h-zlaf50d1.80400546.5910-11.47125.9863.7264.50421第二透镜5.5716.9551.311h-zlaf691.81600146.569210.86225.19429.0761.9887光阑3.913infinity0.22531第三透镜3.900-18.1153.346h-laf10la1.78799847.516614.61324.006-7.6380.09441第四透镜3.8147.7011.386h-zpk21.60300365.54524.22423.778-3.562051第五透镜3.778-3.5620.936h-zf121.76182326.6132-5.89523.972-18.5850.09661第六透镜4.0354.0901.794h-lak671.67000351.7586-23.02623.3182.6651.1238保护片3.545infinity0.500h-k9l1.51679764.2124infinity-3.682infinity1.1819成像面4.190infinity本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图13。本具体实施例的解像力请参阅图2,从图上可以看出解析度高,中心可达200lp/mm时mtf>50%,边缘可达200lp/mm时mtf>30%,保证图像的清晰度;场曲及畸变图如图3的(a)和(b)所示,可以看出畸变小,小于3%,且呈线性分布,图像几乎无形变;色差请参阅图4,可以看出色差小,色差<1.5μm,保证色彩一致性。本具体实施例中,光学成像镜头的焦距f=4.6mm;光圈值fno=1.5;像面直径φ=4.2mm;视场角fov=50°;第一透镜1的物侧面11到成像面9的距离ttl=18.98mm;光学成像镜头的前端光学径=7.05mm。实施例二如图5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表面口径大小/mm曲率半径/mm厚度/mm材质折射率色散系数焦距/mm-被摄物面0infinityinfinity11第一透镜7.0216.6430.500h-zlaf50d1.80400546.5910-11.36125.9653.7254.49621第二透镜5.5506.9571.310h-zlaf691.81600146.569210.79225.17429.7361.9767光阑3.896infinity0.22631第三透镜3.883-17.7603.361h-laf10la1.78799847.516614.71323.995-7.6250.09541第四透镜3.8077.7371.393h-zpk21.60300365.54524.22423.775-3.553051第五透镜3.775-3.5530.921h-zf121.76182326.6132-5.89523.968-18.4200.09761第六透镜4.0304.1101.808h-lak671.67000351.7586-23.04623.3152.6741.1318保护片3.546infinity0.500h-k9l1.51679764.2124infinity-3.682infinity1.1869成像面4.190infinity本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图13。本具体实施例的解像力请参阅图6,从图上可以看出解析度高,中心可达200lp/mm时mtf>50%,边缘可达200lp/mm时mtf>30%,保证图像的清晰度;场曲及畸变图如图7的(a)和(b)所示,可以看出畸变小,小于3%,且呈线性分布,图像几乎无形变;色差请参阅图8,可以看出色差小,色差<1.5μm,保证色彩一致性。本具体实施例中,光学成像镜头的焦距f=4.6mm;光圈值fno=1.5;像面直径φ=4.2mm;视场角fov=50°;第一透镜1的物侧面11到成像面9的距离ttl=19mm;光学成像镜头的前端光学径=7.02mm。实施例三如图9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表面口径大小/mm曲率半径/mm厚度/mm材质折射率色散系数焦距/mm-被摄物面0infinityinfinity11第一透镜7.0136.5870.500h-zlaf50d1.80400546.5910-11.39125.9563.7094.42721第二透镜5.5496.9361.311h-zlaf691.81600146.569210.78225.17329.4431.9697光阑3.901infinity0.22531第三透镜3.888-17.9553.369h-laf10la1.78799847.516614.50323.998-7.5840.09341第四透镜3.8127.7351.384h-zpk21.60300365.54524.21423.784-3.549051第五透镜3.784-3.5490.932h-zf121.76182326.6132-5.89523.979-18.2940.09661第六透镜4.0414.0851.795h-lak671.67000351.7586-22.86623.3202.6581.1218保护片3.545infinity0.500h-k9l1.51679764.2124infinity-3.682infinity1.1769成像面4.190infinity本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考图13。本具体实施例的解像力请参阅图10,从图上可以看出解析度高,中心可达200lp/mm时mtf>50%,边缘可达200lp/mm时mtf>30%,保证图像的清晰度;场曲及畸变图如图11的(a)和(b)所示,可以看出畸变小,小于3%,且呈线性分布,图像几乎无形变;色差请参阅图12,可以看出色差小,色差<1.5μm,保证色彩一致性。本具体实施例中,光学成像镜头的焦距f=4.6mm;光圈值fno=1.5;像面直径φ=4.2mm;视场角fov=50°;第一透镜1的物侧面11到成像面9的距离ttl=18.9mm;光学成像镜头的前端光学径=7.01mm。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。当前第1页12
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