一种短焦超小型镜头的制作方法

1.本实用新型涉及镜头技术领域，具体涉及一种短焦超小型镜头。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，使得人们对视讯传输的需求与日俱增，目前，视讯传输已广泛运用于政府、军事、医疗检测、教学等各个部门，为全球化的快速发展提供了可靠的保障。但是目前用于医疗方面的内窥镜头至少存在以下不足：
3.1、一般内窥镜头，角度较小，视野范围较小。
4.2、一般内窥镜头，mtf较低，图像质量一般。
5.3、一般内窥镜头，尺寸还不够小型化，外形较大。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种短焦超小型镜头，以至少解决上述问题的其一。
7.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种短焦超小型镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；所述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；
9.所述第一透镜具负屈光度，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
10.所述第二透镜具负屈光度，所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
11.所述第三透镜具正屈光度，所述第三透镜的物侧面为凸面；
12.所述第四透镜具正屈光度，所述第四透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
13.所述第五透镜具负屈光度，所述第五透镜的物侧面为凹面；
14.所述第六透镜具正屈光度，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
15.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片。
16.优选地，该镜头符合下列条件式：nd1≥1.7，其中，nd1为第一透镜的折射率。
17.优选地，该镜头符合下列条件式：1≤|f2/f|≤3，其中，f为整个镜头的焦距值，f2为第二透镜的焦距值。
18.优选地，该镜头符合下列条件式：0.6＜∣f1/f3∣＜3，其中，f1为第一透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值。
19.优选地，还包括光阑，所述光阑设置在所述第三透镜与第四透镜之间。
20.优选地，所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面相互胶合。
21.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl/h＜3，其中，ttl为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离，h为最大视场角所对应的最大像高。
22.优选地，该镜头符合下列条件式：0.3≤t1≤1,0.3≤t2≤1，0.3≤t3≤1，0.3≤t4≤1，0.3≤t5≤1，其中t1、t2、t3、t4、t5分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第
五透镜在光轴上的厚度。
23.优选地，所述第一透镜至第六透镜均采用玻璃透镜，且所述第二透镜、第三透镜及第六透镜中至少有一个采用非球面透镜。
24.采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
25.1、本实用新型沿物侧至像侧方向采用六片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，不仅使得内窥镜头的视场角大于140
°
，短焦广角，视野范围广，而且内窥镜头的mtf高，图像清晰度和锐利度好，细节辨别度高。
26.2、本实用新型中至少采用一片玻璃非球面透镜，不仅可以改善场曲和像散，提升镜头的成像质量，而且能够减轻系统的整体重量和成本，进一步提高内窥镜头的mtf。
27.3、本实用新型中镜头的ttl较短，整体尺寸小，使镜头更加轻巧、小型化。
附图说明
28.图1为实施例一的光路图；
29.图2为实施例一中镜头在可见光470nm
‑
650nm下的mtf曲线图；
30.图3为实施例二的光路图；
31.图4为实施例二中镜头在可见光470nm
‑
650nm下的mtf曲线图；
32.图5为实施例三的光路图；
33.图6为实施例三中镜头在可见光470nm
‑
650nm下的mtf曲线图.
34.附图标记说明：
35.第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、光阑7。
具体实施方式
36.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。
37.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
38.在本说明书中所说的「透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指该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。
39.本实用新型公开了一种短焦超小型镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第六透镜；所述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；
40.所述第一透镜具负屈光度，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
41.所述第二透镜具负屈光度，所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
42.所述第三透镜具正屈光度，所述第三透镜的物侧面为凸面；
43.所述第四透镜具正屈光度，所述第四透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
44.所述第五透镜具负屈光度，所述第五透镜的物侧面为凹面；
45.所述第六透镜具正屈光度，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
46.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片。
47.优选地，该镜头符合下列条件式：nd1≥1.7，更优地，nd1≥1.8，有利于减小镜头的前端口径，提高成像质量，其中，nd1为第一透镜的折射率。
48.优选地，该镜头符合下列条件式：1≤|f2/f|≤3，通过合理分配光焦度，可有利于提升解像质量，其中，f为整个镜头的焦距值，f2为第二透镜的焦距值。
49.优选地，该镜头符合下列条件式：0.6＜∣f1/f3∣＜3，通过合理配置镜片光焦度，可有利于提升解像质量，其中，f1为第一透镜的焦距值，f3为第三透镜的焦距值。
50.优选地，还包括光阑，所述光阑设置在所述第三透镜与第四透镜之间。
51.优选地，所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面相互胶合，可有助于减小场曲，提高mtf。镜片的胶合使得光学系统整体紧凑，满足系统小型化需求，并且胶合会降低镜片单元在组立过程中产生的倾斜/偏芯保证品质。
52.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl/h＜3，通过满足上述关系，能够实现光学镜头小型化，相比其他镜头，相同成像面下ttl较短，其中，ttl为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离，h为最大视场角所对应的最大像高。
53.优选地，该镜头符合下列条件式：0.3≤t1≤1,0.3≤t2≤1，0.3≤t3≤1，0.3≤t4≤1，0.3≤t5≤1，满足加工条件，合理控制镜片厚度，使镜头更加小型化，其中t1、t2、t3、t4、t5分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜在光轴上的厚度。
54.优选地，所述第一透镜至第六透镜均采用玻璃透镜，且所述第二透镜、第三透镜及第六透镜中至少有一个采用非球面透镜，非球面具有改善场曲及改善像散的优点，提升镜头的成像质量，采用一片或者两片非球面镜片，减轻系统的整体重量和成本，提高mtf。
55.非球面透镜的物侧面和像侧面曲线的方程式表示如下：
[0056][0057]
其中：
[0058]
z：非球面之深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
[0059]
c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；
[0060]
k：锥面系数(conic constant)；
[0061]
径向距离(radial distance)；
[0062]
r
n
：归一化半径(normalization radius(nradius))；
[0063]
u：r/r
n
；
[0064]
a
m
：第m阶q
con
系数(the mth qcon coefficient)；
[0065]
q
mcon
：第m阶q
con
多项式(the mth qcon polynomial)。
[0066]
下面将以具体实施例对本实用新型的短焦超小型镜头进行详细说明。
[0067]
实施例一
[0068]
参考图1所示，本实施例公开了一种短焦超小型镜头，从物侧a1至像侧a2沿一光轴依次包括第一透镜1至第六透镜6；所述第一透镜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；
[0069]
所述第一透镜1具负屈光度，所述第一透镜1的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
[0070]
所述第二透镜2具负屈光度，所述第二透镜2的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
[0071]
所述第三透镜3具正屈光度，所述第三透镜3的物侧面为凸面；
[0072]
所述第四透镜4具正屈光度，所述第四透镜4的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
[0073]
所述第五透镜5具负屈光度，所述第五透镜5的物侧面为凹面；
[0074]
所述第六透镜6具正屈光度，所述第六透镜6的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
[0075]
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，其中，所述第一透镜1至第六透镜6均采用玻璃透镜，且所述第二透镜2和第六透镜6采用非球面透镜，所述第四透镜4的像侧面与所述第五透镜5的物侧面相互胶合，在本实施例中，所述光阑7设置在所述第三透镜3与第四透镜4之间，当然，在其他实施例中，光阑7也可以设置在其他合适的位置。
[0076]
本具体实施例的详细光学数据如表1所示。
[0077]
表1实施例一的详细光学数据
[0078]
表面类型半径r值厚度/间隔材质折射率阿贝数焦距1第一透镜2.7960.39玻璃1.92320.883
‑
1.742 0.9560.45
ꢀꢀꢀꢀ
3第二透镜1.4690.4玻璃1.80345.526
‑
1.554 0.5940.33
ꢀꢀꢀꢀ
5第三透镜1.2451.03玻璃1.84723.7871.36
ꢀ‑
6.2200.1
ꢀꢀꢀꢀ
7 infinity0.16
ꢀꢀꢀꢀ
8第四透镜1.5590.65玻璃1.67855.5191.139第五透镜
‑
1.2670.41玻璃1.94617.944
‑
1.3210 281.8460.1
ꢀꢀꢀꢀ
11第六透镜1.2961.1玻璃1.58961.1633.112 3.0331.03
ꢀꢀꢀꢀ
[0079]
在本具体实施例中，所述第二透镜2和第六透镜6采用玻璃非球面透镜，所述第二透镜2和第六透镜6非球面的参数详细数据请参考下表：
[0080][0081][0082]
本具体实施例中，镜头焦距为f＝1mm，光圈值为fno＝5，视场角fov＞140
°
，像高
imh＝3.2mm，总长ttl＝6.15mm。
[0083]
本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图1；可见光不同焦距的mtf曲线图请参阅图2，从图中可以看出该款镜头的空间频率达162lp/mm时，全视场传递函数图像大于30％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0084]
实施例二
[0085]
配合图3和图4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大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0086]
本具体实施例的详细光学数据如表2所示。
[0087]
表2实施例二的详细光学数据
[0088]
表面类型半径r值厚度/间隔材质折射率阿贝数焦距1第一透镜3.8450.4玻璃2.00125.458
‑
3.012 1.6070.26
ꢀꢀꢀꢀ
3第二透镜2.4860.37玻璃1.78847.517
‑
1.754 0.8300.67
ꢀꢀꢀꢀ
5第三透镜1.3310.65玻璃1.92320.8831.946 3.8950.14
ꢀꢀꢀꢀ
7 infinity0.15
ꢀꢀꢀꢀ
8第四透镜2.0490.71玻璃1.69154.8590.939第五透镜
‑
0.8030.4玻璃1.94617.944
‑
1.7610
ꢀ‑
1.9070.1
ꢀꢀꢀꢀ
11第六透镜1.7360.76玻璃1.60365.54512.5112 1.8821.2
ꢀꢀꢀꢀ
[0089]
在本具体实施例中，所述第六透镜6采用玻璃非球面透镜，所述第六透镜6非球面的参数详细数据请参考下表：
[0090][0091][0092]
本具体实施例中，镜头焦距为f＝1mm，光圈值为fno＝5，视场角fov＞140
°
，像高imh＝3.15mm，总长ttl＝5.81mm。
[0093]
本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图3；可见光不同焦距的mtf曲线图请参阅图4，从图中可以看出该款镜头的空间频率达162lp/mm时，全视场传递函数图像大于30％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0094]
实施例三
[0095]
配合图5和图6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大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0096]
本具体实施例的详细光学数据如表3所示。
[0097]
表3实施例三的详细光学数据
[0098]
表面类型半径r值厚度/间隔材质折射率阿贝数焦距1第一透镜3.0150.3玻璃2.00125.458
‑
1.772 1.0610.55
ꢀꢀꢀꢀ
3第二透镜3.2000.4玻璃1.78847.517
‑
2.064 1.0170.51
ꢀꢀꢀꢀ
5第三透镜1.0890.71玻璃1.92320.8831.326 6.3200.36
ꢀꢀꢀꢀ
7 infinity0.09
ꢀꢀꢀꢀ
8第四透镜4.8110.4玻璃1.69154.8591.449第五透镜
‑
1.2180.4玻璃2.00319.317
‑
3.3610
ꢀ‑
2.2210.1
ꢀꢀꢀꢀ
11第六透镜4.5660.52玻璃1.62062.19312.712 10.3661.56
ꢀꢀꢀꢀ
[0099]
在本具体实施例中，所述第二透镜2和第三透镜3采用玻璃非球面透镜，所述第二透镜2和第三透镜3非球面的参数详细数据请参考下表：
[0100][0101][0102]
本具体实施例中，镜头焦距为f＝1mm，光圈值为fno＝5，视场角fov＞140
°
，像高imh＝3.1mm，总长ttl＝5.9mm。
[0103]
本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图3；可见光不同焦距的mtf曲线图请参阅图4，从图中可以看出该款镜头的空间频率达125lp/mm时，全视场传递函数图像大于35％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0104]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。