一种大像面光学成像镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种大像面光学成像镜头。

背景技术

随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展。目前市面上的光学成像镜头，为了矫正色差，镜片数量使用过多，使得镜头整体成本过高，同时也使得镜头体积大、重量重；且镜头成像质量较差，无法满足高清成像需求；此外，镜头像面普遍较小，使得镜头无法呈现更多细节。

鉴于此，本申请发明人发明了一种大像面光学成像镜头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大像面光学成像镜头，至少解决上述问题的其中一个。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大像面光学成像镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜，所述第一透镜至第八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；

所述第一透镜具正屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜具负屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第三透镜具负屈光度，且第三透镜的物侧面近光轴处为凹面，像侧面近光轴处为凹面；

所述第四透镜具正屈光度，且第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第五透镜具正屈光度，且第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第七透镜具负屈光度，且第七透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；

所述第八透镜具正屈光度，且第八透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面。

进一步地，所述第一透镜、第五透镜均为玻璃透镜，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜均为塑料非球面透镜。

进一步地，该镜头满足：|f1|>200，11<|f2|<12，40<|f3|<50，15<|f4|<20，15<|f5|<20，15<|f6|<20，9<|f7|<12，15<|f8|<20，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距。

进一步地，该镜头满足：|f1/f|>35，1<|f2/f|<2，5.5<|f3/f|<6.5，2<|f4/f|<3，2<|f5/f|<3，2<|f6/f|<3，1<|f7/f|<2，2<|f8/f|<3，其中，f为镜头的整体焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距。

进一步地，该镜头满足：1

进一步地，该镜头满足：7.2mm

进一步地，该镜头满足：SD8/SD7>1.9，其中，SD8为所述第八透镜的通光孔径，SD7为所述第七透镜的通光孔径。

进一步地，该镜头满足：0.6<∑CT/TTL<0.7，其中，∑CT为所述第一透镜至第八透镜在光轴上的镜片厚度总和，TTL为镜头的光学总长。

进一步地，该镜头满足：TTL≤60mm，其中，TTL为镜头的光学总长。

进一步地，该镜头满足：0.9

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明大像面光学成像镜头采用两片玻璃镜片与六片塑料镜片的组合，成本低，且镜头整体体积小，安装使用方便，实用性高，同时镜头兼具大像面、色差小，成像清晰的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的光路图；

图2为本发明实施例1中镜头在可见光下的MTF曲线图；

图3为本发明实施例1中镜头在可见光下的离焦曲线图；

图4为本发明实施例1中镜头在可见光下的横向色差曲线图；

图5为本发明实施例1中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；

图6为本发明实施例1中镜头在可见光下的场曲及畸变图；

图7为本发明实施例2的光路图；

图8为本发明实施例2中镜头在可见光下的MTF曲线图；

图9为本发明实施例2中镜头在可见光下的离焦曲线图；

图10为本发明实施例2中镜头在可见光下的横向色差曲线图；

图11为本发明实施例2中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；

图12为本发明实施例2中镜头在可见光下的场曲及畸变图；

图13为本发明实施例3的光路图；

图14为本发明实施例3中镜头在可见光下的MTF曲线图；

图15为本发明实施例3中镜头在可见光下的离焦曲线图；

图16为本发明实施例3中镜头在可见光下的横向色差曲线图；

图17为本发明实施例3中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；

图18为本发明实施例3中镜头在可见光下的场曲及畸变图；

附图标记说明：

1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第七透镜；8、第八透镜；9、光阑；10、保护片。

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。

这里所说的「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(lens data sheet)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。

本发明公开了一种大像面光学成像镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑9、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8，所述第一透镜1至第八透镜8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；

所述第一透镜1具正屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜2具负屈光度，且第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第三透镜3具负屈光度，且第三透镜3的物侧面近光轴处为凹面，像侧面近光轴处为凹面；

所述第四透镜4具正屈光度，且第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第五透镜5具正屈光度，且第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第七透镜7具负屈光度，且第七透镜7的物侧面为凹面，像侧面为凹面；

所述第八透镜8具正屈光度，且第八透镜8的物侧面为凸面，像侧面为凸面。

光阑9位于第四透镜4与第五透镜5之间，第一透镜1至第四透镜4为镜头的前组，第五透镜5至第六透镜6为镜头的后组，同时合理分配各镜片的光焦度，镜头具有良好的成像效果。

其中，所述第一透镜1、第五透镜5均为玻璃透镜，所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8均为塑料非球面透镜。该镜头采用两片玻璃透镜与六片塑料非球面透镜的组合，利于矫正二级光谱及高级像差；且采用多片塑料非球面能够比较好的优化光学结构，同时利于镜头结构设计，降低镜头重量及成本。

该镜头满足：|f1|>200，11<|f2|<12，40<|f3|<50，15<|f4|<20，15<|f5|<20，15<|f6|<20，9<|f7|<12，15<|f8|<20，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8分别为所述第一透镜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、第七透镜7、第八透镜8的焦距。

该镜头满足：|f1/f|>35，1<|f2/f|<2，5.5<|f3/f|<6.5，2<|f4/f|<3，2<|f5/f|<3，2<|f6/f|<3，1<|f7/f|<2，2<|f8/f|<3，其中，f为镜头的整体焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8分别为所述第一透镜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、第七透镜7、第八透镜8的焦距。

该镜头满足：1

该镜头满足：SD8/SD7>1.9，其中，SD8为所述第八透镜8的通光孔径，SD7为所述第七透镜7的通光孔径。满足此关系式，光线在第七透镜7、第八透镜8之间弯折，如此光线通过第八透镜8后可有效增加像高，同时可有效减小镜头的CRA(主光线角度)，使得镜头CRA与sensor CRA更匹配，减轻整个镜头的色偏现象，使系统具有更好的成像效果。

该镜头满足：0.6<∑CT/TTL<0.7，其中，∑CT为所述第一透镜1至第八透镜8在光轴上的镜片厚度总和，TTL为镜头的光学总长。满足此关系式，可以有效的压缩镜头总长，使镜头的体积更小巧，更有利于镜头的结构设计及镜头装配。

该镜头满足：0.9

该镜头满足的光学总长满足：TTL≤60mm；镜头整体焦距f满足：7.2mm110°，镜头体积小，安装方便，实用性强。

该镜头的设计通光F#＝2.8，镜头具有较好的景深范围，中心边缘照度均匀。

该镜头像质好，在200lp/mm条件下均大于0.2，具有很好的成像清晰度；镜头搭配1”sensor，大像面能够呈现更好的物体细节，具有更佳的成像效果。

该镜头中，所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8均为塑料非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。非球面透镜表面曲线的方程式表示如下：

其中，

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)；

c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；

K：锥面系数(Conic Constant)；

rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；

u：r/rn；

am：第m阶Qcon系数(is the mth Qcon coefficient)；

Qmcon：第m阶Qcon多项式(the mth Qcon polynomial)。

下面将以具体实施例对本发明的大像面光学成像镜头进行详细说明。

实施例1

参照图1所示，本发明公开了一种大像面光学成像镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑9、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8，所述第一透镜1至第八透镜8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；

所述第一透镜1具正屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜2具负屈光度，且第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第三透镜3具负屈光度，且第三透镜3的物侧面近光轴处为凹面，像侧面近光轴处为凹面；

所述第四透镜4具正屈光度，且第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第五透镜5具正屈光度，且第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第七透镜7具负屈光度，且第七透镜7的物侧面为凹面，像侧面为凹面；

所述第八透镜8具正屈光度，且第八透镜8的物侧面为凸面，像侧面为凸面。

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1的详细光学数据

本实施例中的非球面数据如表1-2所示。

表1-2实施例1的非球面数据

本实施例中，f＝7.259mm，FOV＝111.5°，TTL＝59.985mm，IMH/f＝1.038，

∑CT/TTL＝0.655，SD6/SD7＝0.933。

本实施例中，镜头在可见光下的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200lp/mm时，MTF值大于0.2，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图3，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图4，从图中可以看出，倍率色差均小于7um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图5，从图中可以看出，轴向色差小于±0.03mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图6，从图中可以看出，各个波长的场曲基本重合，色差较小，同时系统的光学畸变<|-30％|，畸变小。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

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2的详细光学数据

本实施例中的非球面数据如表2-2所示。

表2-2实施例2的非球面数据

本实施例中，f＝7.26mm，FOV＝111.52°，TTL＝59.918mm，IMH/f＝1.038，∑CT/TTL＝0.648，SD6/SD7＝0.932。

本实施例中，镜头在可见光下的MTF曲线图请参阅图8，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，MTF值大于0.2，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图9，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图10，从图中可以看出，倍率色差均小于8um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图11，从图中可以看出，轴向色差小于±0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图12，从图中可以看出，系统的光学畸变<|-30％|，畸变小。

实施例3

如图13所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

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3的详细光学数据

本实施例中的非球面数据如表3-2所示。

表3-2实施例3的非球面数据

本实施例中，f＝7.252mm，FOV＝111.52°，TTL＝57.981mm，IMH/f＝1.039，∑CT/TTL＝0.654，SD6/SD7＝0.927。

本实施例中，镜头在可见光下的MTF曲线图请参阅图14，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，MTF值大于0.2，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图15，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图16，从图中可以看出，倍率色差均小于8um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图17，从图中可以看出，轴向色差小于±0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图18，从图中可以看出，系统的光学畸变<|-30％|，畸变小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。