成像镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种成像镜头。


背景技术：

2.随着智能交通系统的发展，市场上对智能交通镜头的要求也越来越高。现有技术中，部分智能交通镜头虽然能够实现大光圈和大靶面，但是一般很难兼顾成像镜头的像质以及相对照度的要求，从而导致镜头的使用环境受到限制。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种成像镜头。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种成像镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的光焦度为正或负的第一透镜组、光阑和光焦度为正的第二透镜组，所述第一透镜组和所述第二透镜组相对静止，可沿光轴共同移动。
5.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜组包括五枚或六枚透镜，其中两枚或三枚为正透镜，三枚为负透镜。
6.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜组中，第一枚透镜为负透镜，像侧面为凹；第二枚透镜为负透镜，物侧面为凹；第三枚透镜为正透镜，像侧面为凸；第四枚透镜为正透镜；最后一枚透镜为负透镜，形状为凸凹型。
7.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组包括四枚或五枚透镜，其中三枚或四枚为正透镜，一枚为负透镜。
8.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组中，第三枚透镜为正透镜，形状凸凸型；最后一枚透镜为正透镜，物侧面为凸；
9.所述第二透镜组最靠近所述光阑的一侧具有一枚胶合镜组。
10.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组的焦距值f2和所述成像镜头的焦距值f满足以下关系：1.3≤f2/f≤1.7。
11.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组的焦距值f2和所述第一透镜组的焦距值f1满足以下关系：0.05≤|f2/f1|≤0.7。
12.根据本实用新型的一个方面，所述成像镜头的长度l和靶面直径φ满足以下关系：4.4≤l/φ≤5.0。
13.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组中至少有一枚正透镜的阿贝数vd
li
与折射率nd
li
分别满足以下条件：60≤vd
li
≤90；1.4≤nd
li
≤1.6。
14.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜组中至少有一枚正透镜的相对折射率温度系数dn/dt
(li)
满足以下条件：-8*10-6
≤dn/dt
(li)
≤-3*10-6
。
15.根据本实用新型的方案，提供一种大光圈、大靶面、高分辨率、色彩还原度好且相对照度较高的光学成像镜头。
16.根据本实用新型的一个方案，第一透镜组用于校正系统的像差及畸变，采用两个
群组共同沿光轴移动来进行对焦，可以有效地减小系统的公差敏感度，提高不同物距下的成像质量，保证了画面的均匀性。
17.根据本实用新型的一个方案，通过对第一透镜组中的正负透镜进行合理搭配，有利于校正第一透镜组内部的球差、像散和畸变，有利于实现大光圈，同时也能够减小群内公差敏感度。并对第一透镜组中各透镜的凹凸性进行合理设计，使得成像镜头能够平顺地收集入射光线，有效地减小大视场角入射光线产生的场曲和像散，在实现大光圈的同时保持低畸变。
18.根据本实用新型的一个方案，通过对第二透镜组中的正负透镜进行合理搭配，有利于校正第二透镜组内部的球差、像散和畸变。第二群组内部像差的校正，有利于减小第一透镜组对像差校正的负担比例，能够更好地降低群组的公差敏感度，全面提升成像镜头的成像质量。并对第二透镜组中各透镜的凹凸性进行合理设计，并合理使用胶合镜组，可以有效地降低成像镜头的公差敏感度，并且能够保证充足的光学后焦，有利于达到较小的主光线入射角，实现较高的画面色彩还原性。
19.根据本实用新型的一个方案，通过合理设置第二透镜组的焦距值和成像镜头的焦距值的关系，可以有效地控制两群组的光焦度大小，保证合理搭配，从而降低群组间公差敏感度，有利于提高成像镜头的成像质量，保证画面的均匀性。
20.根据本实用新型的一个方案，通过合理设置第二透镜组的焦距值和第一透镜组的焦距值的关系，可以平衡成像镜头两个群组在后焦和cra上的负担比例，有利于保证对焦性能及较小的像面主光线入射角，能够更好的提高成像镜头的成像质量。
21.根据本实用新型的一个方案，通过合理设置成像镜头的长度和靶面直径的关系，可以约束大像面镜头尺寸，有利于减小镜头体积，节省空间的同时控制了成本。
22.根据本实用新型的一个方案，使第二透镜组中至少有一枚正透镜的阿贝数与折射率满足特定条件，可以有效地减小系统的像差，校正成像镜头的色差和畸变，有利于系统的温度校正，同时控制光线的入射角度，降低公差的敏感度，从而提高成像镜头的成像质量。
23.根据本实用新型的一个方案，使第二透镜组中至少有一枚正透镜的相对折射率温度系数满足一定条件，有利于无热化系统的温度校正，可以更有效地平衡该成像镜头望远端在高低温状态下的像面漂移量。
附图说明
24.图1示意性表示本实用新型的第一种实施方式的成像镜头的结构图；
25.图2、图3、图4、图5分别示意性表示本实用新型的第一种实施方式的成像镜头最佳工作物距对焦时的mtf图、畸变图、倍率色差图、位置色差图；
26.图6示意性表示本实用新型的第二种实施方式的成像镜头的结构图；
27.图7、图8、图9、图10分别示意性表示本实用新型的第二种实施方式的成像镜头最佳工作物距对焦时的mtf图、畸变图、倍率色差图、位置色差图；
28.图11示意性表示本实用新型的第三种实施方式的成像镜头的结构图；
29.图12、图13、图14、图15分别示意性表示本实用新型的第三种实施方式的成像镜头最佳工作物距对焦时的mtf图、畸变图、倍率色差图、位置色差图；
30.图16示意性表示本实用新型的第四种实施方式的成像镜头的结构图；
31.图17、图18、图19、图20分别示意性表示本实用新型的第四种实施方式的成像镜头最佳工作物距对焦时的mtf图、畸变图、倍率色差图、位置色差图；
32.图21示意性表示本实用新型的第五种实施方式的成像镜头的结构图；
33.图22、图23、图24、图25分别示意性表示本实用新型的第五种实施方式的成像镜头最佳工作物距对焦时的mtf图、畸变图、倍率色差图、位置色差图。
具体实施方式
34.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
35.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
36.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
37.参见图1，本实用新型的成像镜头为智能交通镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列光焦度为正或负的第一透镜组g1、光阑stop和光焦度为正的第二透镜组g2。第一透镜组g1和第二透镜组g2相对静止，可沿光轴共同移动，从而在不同物距下进行对焦。第一透镜组g1主要作用为校正系统的像差及畸变，采用两个群组共同沿光轴移动来进行对焦，可以有效地减小系统的公差敏感度，提高不同物距下的成像质量，保证了画面的均匀性。
38.本实用新型中，第一透镜组g1包括五枚或六枚透镜，其中两枚或三枚为正透镜，三枚为负透镜。通过正负透镜的光焦度搭配使用，有利于校正第一透镜组g1内部的球差、像散和畸变，有利于实现大光圈，同时也能够减小群内公差敏感度。第一透镜组g1中，第一枚透镜为负透镜，像侧面为凹；第二枚透镜为负透镜，物侧面为凹；第三枚透镜为正透镜，像侧面为凸；第四枚透镜为正透镜；最后一枚透镜为负透镜，形状为凸凹型。满足以上设置，成像镜头能够平顺地收集入射光线，有效地减小大视场角入射光线产生的场曲和像散，在实现大光圈的同时保持低畸变。
39.本实用新型中，第二透镜组g2包括四枚或五枚透镜，其中三枚或四枚为正透镜，一枚为负透镜。通过正负透镜的光焦度搭配及胶合片的使用，有利于校正第二透镜组g2内部的球差、像散和畸变。而第二群组内部像差得到校正，也有利于减小第一透镜组对像差校正的负担比例，能够更好地降低群组的公差敏感度，全面提升成像镜头的成像质量。第二透镜组g2中，第三枚透镜为正透镜，形状凸凸型；最后一枚透镜为正透镜，物侧面为凸。第二透镜组g2最靠近光阑stop的一侧具有一枚胶合镜组。满足以上设置，可以有效地降低成像镜头的公差敏感度，并且能够保证充足的光学后焦，有利于达到较小的主光线入射角，实现较高的画面色彩还原性。
40.本实用新型中，第二透镜组g2的焦距值f2和成像镜头的焦距值f满足以下关系：
1.3≤f2/f≤1.7。满足以上关系式，可以有效地控制两群组的光焦度大小，保证合理搭配，从而降低群组间公差敏感度，有利于提高成像镜头的成像质量，保证画面的均匀性。
41.本实用新型中，第二透镜组g2的焦距值f2和第一透镜组g1的焦距值f1满足以下关系：0.05≤|f2/f1|≤0.7。满足以上关系式，平衡成像镜头两个群组在后焦和cra上的负担比例，有利于保证对焦性能及较小的像面主光线入射角，能够更好的提高成像镜头的成像质量。
42.本实用新型中，成像镜头的长度(物距无穷远处的总长)l和靶面直径φ满足以下关系：4.4≤l/φ≤5.0。满足以上关系式，可以约束大像面镜头尺寸，有利于减小镜头体积，节省空间的同时控制了成本。
43.本实用新型中，第二透镜组g2中至少有一枚正透镜的阿贝数vd
li
与折射率nd
li
满足以下关系：60≤vd
li
≤90；1.4≤nd
li
≤1.6。满足以上关系式，可以有效地减小系统的像差，校正成像镜头的色差和畸变，有利于系统的温度校正，同时控制光线的入射角度，降低公差的敏感度，从而提高成像镜头的成像质量。
44.本实用新型中，第二透镜组g2中至少有一枚正透镜的相对折射率温度系数dn/dt
(li)
满足以下条件：-8*10-6
≤dn/dt
(li)
≤-3*10-6
。满足以上关系式，有利于无热化系统的温度校正，可以更有效地平衡该成像镜头望远端在高低温状态下的像面漂移量。
45.综上所述，本实用新型的成像镜头采用全球面玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，可达到高质量的成像效果，成本低性能高。本实用新型的镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。并且，通过合理搭配正负光焦度透镜，使得不同物距下都能达到高像质性能，有利于高低温下温漂的校正。有效地控制两群组的光焦度大小。透镜采用合理搭配，从而降低群组间公差敏感度，有利于提高成像镜头的成像质量，保证画面的均匀性。另外，通过合理使用胶合透镜，有利于校正整个成像镜头的色差及球差。
46.以下以五组实施方式来详细说明本实用新型的成像镜头，在下列实施方式中，以sur1、sur2、
…
、surn来表示各透镜的面，光阑记为stop，像面记为image。
47.具体符合上述条件式的各个实施方式的参数如下：
[0048][0049]
表1
[0050]
第一种实施方式
[0051]
参见图1，在本实施方式中，第一透镜组g1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和第六透镜l6，第二透镜组g2包括第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9、第十透镜l10、第十一透镜l11。其中，第七透镜l7、第八透镜l8和第九透镜l9胶合组成三胶合镜组。系统有效焦距f＝25.73mm，光圈fno＝1.1，系统总长ttl＝103.59mm(物距无穷远处的总长)。
[0052]
第二透镜组g2中第一枚透镜(即第七透镜l7)的折射率nd
l7
和阿贝数vd
l7
为：nd
l7
＝1.49；vd
l7
＝60.6，相对折射率温度系数dn/dt
(l7)
为：dn/dt
(l7)
＝-5.7*10-6
。第二透镜组g2中第四枚透镜(即第十透镜l10)的折射率nd
l10
和阿贝数vd
l10
为：nd
l10
＝1.50；vd
l10
＝81.6，相对折射率温度系数dn/dt
(l10)
为：dn/dt
(l10)
＝-6.2*10-6
。
[0053]
本实施方式的成像镜头的各个透镜的参数如下表2所示：
[0054]
#typeradiusthicknessndvdsur1standard-201.5661.101.8122.8sur2standard35.2569.85
ꢀꢀ
sur3standard-31.0255.561.7030.1sur4standard-468.2681.35
ꢀꢀ
sur5standard-132.2756.341.7749.6sur6standard-42.5840.10
ꢀꢀ
sur7standard113.5487.001.8342.7sur8standard-68.560.78
ꢀꢀ
sur9standard46.184.461.9518.0sur10standard94.81710.50
ꢀꢀ
sur11standard30.3584.371.7030.1sur12standard24.6398.04
ꢀꢀ
stopstandardinfinity5.34
ꢀꢀ
sur14standard-45.3684.951.4960.6sur15standard-19.5841.241.8523.8sur16standard38.5926.721.7055.5sur17standard-40.0260.58
ꢀꢀ
sur18standard63.5866.381.5081.6sur19standard-38.9464.81
ꢀꢀ
sur20standard48.5915.861.9518.0sur21standard96.4588.26
ꢀꢀ
image
ꢀꢀꢀꢀꢀ
[0055]
表2
[0056]
结合图2至图5可知，本实施方式的成像镜头采用全玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，成本低性能，该镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。合理搭配正负光焦度镜片，使得不同物距下都能达到高像质性能，并且有利于校正高低温下温漂以及整个光学系统的色差及球差。
[0057]
第二种实施方式
[0058]
参见图6，在本实施方式中，第一透镜组g1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和第六透镜l6，第二透镜组g2包括第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9、第十透镜l10和第十一透镜l11。其中，第七透镜l7和第八透镜l8胶合组成双胶合镜组。系统有效焦距f＝28.195mm，光圈fno＝1.2，系统总长ttl＝100.49mm(物距无穷远处的总长)。
[0059]
第二透镜组g2中第二枚透镜(即第八透镜l8)的折射率nd
l8
和阿贝数vd
l8
为：nd
l8
＝1.45；vd
l8
＝85，相对折射率温度系数dn/dt
(l8)
为：dn/dt
(l8)
＝-5.7*10-6
。
[0060]
本实施方式的成像镜头的各个透镜的参数如下表3所示：
[0061][0062][0063]
表3
[0064]
结合图7至图10可知，本实施方式的成像镜头采用全玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，成本低性能，该镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。合理搭配正负光焦度镜片，使得不同物距下都能达到高像质性能，并且有利于校正高低温下温漂以及整个光学系统的色差及球差。
[0065]
第三种实施方式
[0066]
参见图11，在本实施方式中，第一透镜组g1包括第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4和第五透镜l5，第二透镜组g2包括第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10。其中，第六透镜l6和第七透镜l7胶合组成双胶合镜组。系统有效焦距f＝23.29mm，光圈fno＝1.14，系统总长ttl＝100.53mm(物距无穷远处的总长)。
[0067]
第二透镜组g2中第二枚透镜(即第七透镜l7)的折射率nd
l7
和阿贝数vd
l7
为：nd
l7
＝
1.59；vd
l7
＝68.6，相对折射率温度系数dn/dt
(l7)
为：dn/dt
(l7)
＝-5.7*10-6
。
[0068]
本实施方式的成像镜头的各个透镜的参数如下表4所示：
[0069]
#typeradiusthicknessndvdsur1standard104.8565.021.7531.2sur2standard23.24811.07
ꢀꢀ
sur3standard-42.1513.421.6144.1sur4standard-133.9811.58
ꢀꢀ
sur5standard128.6926.251.8636.4sur6standard-58.6940.20
ꢀꢀ
sur7standard42.6824.131.9417.4sur8standard92.7590.20
ꢀꢀ
sur9standard53.6482.491.7055.8sur10standard32.8415.98
ꢀꢀ
stopstandardinfinity4.99
ꢀꢀ
sur12standard-39.5844.511.8320.2sur13standard104.5684.501.5968.6sur14standard-90.5870.30
ꢀꢀ
sur15standard102.6844.461.7254.3sur16standard-73.4121.39
ꢀꢀ
sur17standard59.8426.511.5242.7sur18standard-126.7457.31
ꢀꢀ
sur19standard46.1596.022.0122.8sur20standard110.87221.20
ꢀꢀ
image
ꢀꢀꢀꢀꢀ
[0070]
表4
[0071]
结合图12至图15可知，本实施方式的成像镜头采用全玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，成本低性能，该镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。合理搭配正负光焦度镜片，使得不同物距下都能达到高像质性能，并且有利于校正高低温下温漂以及整个光学系统的色差及球差。
[0072]
第四种实施方式
[0073]
参见图16，在本实施方式中，第一透镜组g1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和第六透镜l6，第二透镜组g2包括第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9、第十透镜l10和第十一透镜l11。其中，第七透镜l7和第八透镜l8胶合组成双胶合镜组。系统有效焦距f＝22.4mm，光圈fno＝1.05，系统总长ttl＝111.19mm(物距无穷远处的总长)。
[0074]
第二透镜组g2中第一枚透镜(即第七透镜l7)的折射率nd
l7
和阿贝数vd
l7
为：nd
l7
＝1.50；vd
l7
＝81.6，相对折射率温度系数dn/dt
(l7)
为：dn/dt
(l7)
＝-5.7*10-6
。第二透镜组g2中第四枚透镜(即第十透镜l10)的折射率nd
l10
和阿贝数vd
l10
为：nd
l10
＝1.59；vd
l10
＝68.6，相对折射率温度系数dn/dt
(l10)
为：dn/dt
(l10)
＝-6.2*10-6
。
[0075]
本实施方式的成像镜头的各个透镜的参数如下表5所示：
[0076][0077][0078]
表5
[0079]
结合图17至图20可知，本实施方式的成像镜头采用全玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，成本低性能，该镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。合理搭配正负光焦度镜片，使得不同物距下都能达到高像质性能，并且有利于校正高低温下温漂以及整个光学系统的色差及球差。
[0080]
第五种实施方式
[0081]
参见图21，在本实施方式中，第一透镜组g1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和第六透镜l6，第二透镜组g2包括第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10。其中，第七透镜l7、第八透镜l8和第九透镜l9胶合组成三胶合镜组。系统有效焦距f＝27.95mm，光圈fno＝1.2，系统总长ttl＝110.4mm(物距无穷远处的总长)。
[0082]
第二透镜组g2中第二枚透镜(即第八透镜l8)的折射率nd
l8
和阿贝数vd
l8
为：nd
l8
＝1.44；vd
l8
＝95.1，相对折射率温度系数dn/dt
(l8)
为：dn/dt
(l8)
＝-6.8*10-6
。
[0083]
本实施方式的成像镜头的各个透镜的参数如下表6所示：
[0084]
#typeradiusthicknessndvdsur1standard497.8512.221.7927.7sur2standard32.5819.75
ꢀꢀ
sur3standard-28.6215.741.7033.9sur4standard236.5412.40
ꢀꢀ
sur5standard-123.4716.001.8825.0sur6standard-38.6210.30
ꢀꢀ
sur7standard-84.8914.111.9417.1sur8standard-40.7510.16
ꢀꢀ
sur9standard77.1707.501.5968.5sur10standard-134.5087.17
ꢀꢀ
sur11standard30.6253.21.6924.0sur12standard20.7419.57
ꢀꢀ
stopstandardinfinity4.32
ꢀꢀ
sur14standard-680.5215.951.4495.1sur15standard-36.5480.991.8323.7sur16standard31.2658.201.7045.7sur17standard-39.4510.10
ꢀꢀ
sur18standard55.2156.521.8044.1sur19standard-55.21526.2
ꢀꢀ
image
ꢀꢀꢀꢀꢀ
[0085]
表6
[0086]
结合图22至图25可知，本实施方式的成像镜头采用全玻璃结构，合理的分布异常色散玻璃和高折射率玻璃，达到高质量的成像效果，成本低性能，该镜头光圈可达1.1，使镜头能够有充足的进光量，可获得更清晰的图像。合理搭配正负光焦度镜片，使得不同物距下都能达到高像质性能，并且有利于校正高低温下温漂以及整个光学系统的色差及球差。
[0087]
以上所述仅为本实用新型的一枚实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。