一种光学镜头

技术领域

本发明涉及光学系统设计技术领域，特别涉及一种光学镜头。

背景技术

随着汽车技术的快速发展，汽车已经成为人们日常出行的重要交通工具。 近年来，由于疲劳驾驶造成的交通事故数量逐步增加，针对这种现象，一种 光学镜头逐渐使用到汽车上。当驾驶员处于疲劳驾驶状态时，对外界交通情 况的判断能力下降、反应速度变慢。这时光学镜头可以对驾驶环境进行实时 监控，当监测到驾驶环境存在危险时可以及时进行预警，有效降低因疲劳驾 驶而产生的交通事故发生率。随着该项技术的发展，对于光学镜头的性能要 求也在逐步提高，例如，光学镜头对像素的要求越来越高，为了提升解像能 力，通常会选用7片甚至更多的镜片结构来获得高解像和大像面，但这会严重 影响镜头的小型化，由于受到车内安装空间和整体布局的限制，镜头尺寸太 大会对行车造成干扰，使用非常不方便。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光学镜头，旨在改善现有技术中光学镜头 体积较大，使用不方便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种光学镜头，所述光学镜头具有沿光轴 方向呈相对设置的物侧和像侧，所述光学镜头包括自所述物侧至所述像侧依 次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，其中，

所述第一透镜具有负光焦度，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为凹面；

所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二 透镜的像侧面为凹面；

所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三 透镜的像侧面为凸面；

所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面；

所述第五透镜具有负光焦度，所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第五 透镜的像侧面为凹面；

其中，所述光学镜头满足以下条件：0.3

其中，D为所述光学镜头的最大像面直径，TTL为所述光学镜头的光学 总长。

可选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜以及所述第五透 镜为球面玻璃透镜，所述第三透镜为非球面玻璃透镜。

可选地，所述第二透镜为胶合透镜，所述第二透镜包括自所述物侧至所 述像侧依次叠设的第一镜片和第二镜片，所述第一镜片为具有正光焦度的双 凸透镜，所述第二镜片为具有负光焦度的双凹透镜。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：35

25

60

其中，Vd21为所述第一镜片的色散系数，Vd22为所述第二镜片的色散 系数，Vd3为所述第三透镜的色散系数。

可选地，所述第五透镜为胶合透镜，所述第五透镜包括自所述物侧至所 述像侧依次叠设的第三镜片和第四镜片，所述第三镜片为具有正光焦度的双 凸透镜，所述第四镜片为具有负光焦度的双凹透镜。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：-1.8

0.6

1.5

1.2

-3.5

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2 为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四 透镜的有效焦距，f5为所述第五透镜的有效焦距。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：-0.1

其中，Sag5为所述第二透镜像侧面光线最高点与镜片中心在光轴上的距 离，D5为所述第二透镜像侧面的最大有效口径；Sag7为所述第三透镜物侧面 光线最高点与镜片中心在光轴上的距离，D7为所述第三透镜物侧面的最大有 效口径。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：0.05

0.2

0.3

0.1

0.15

其中，T1为所述第一透镜的物侧面至所述第一透镜的像侧面在光轴上的 距离，T2为所述第二透镜的物侧面至所述第二透镜的像侧面在光轴上的距离， T3为所述第三透镜的物侧面至所述第三透镜的像侧面在光轴上的距离，T4为 所述第四透镜的物侧面至所述第四透镜的像侧面在光轴上的距离，T5为所述 第五透镜的物侧面至所述第五透镜的像侧面在光轴上的距离，T为所述第一透 镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜各自物侧 面至各自像侧面在光轴上距离的总和。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：-0.2

-0.3

其中，D9为所述第四透镜物侧面的最大有效口径，D10为所述第四透镜 像侧面的最大有效口径，D11为所述第五透镜物侧面的最大有效口径，D13 为所述第五透镜像侧面的最大有效口径。

可选地，所述光学镜头满足以下条件：1

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，w为所述光学镜头的视场角，ImgH 为所述光学镜头的最大半像高。

在本发明提供的技术方案中，所述光学镜头包括自所述物侧至所述像侧 依次设置的具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光 焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜以及具有负光焦度的第五透镜， 通过五组透镜的合理设置，使得所述光学镜头具有良好的光学性能，并且所 述光学镜头满足0.3

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。

图1为本发明提供的光学镜头一实施例的结构示意图；

图2为图1中光学镜头的成像点的弥散斑示意图；

图3为图1中光学镜头的MTF曲线示意图；

图4为图1中光学镜头的像散曲线示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用 于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该 特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、 “第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以 明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义， 包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同 时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是 必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求 的保护范围之内。

随着汽车技术的快速发展，汽车已经成为人们日常出行的重要交通工具。 近年来，由于疲劳驾驶造成的交通事故数量逐步增加，针对这种现象，一种 光学镜头逐渐使用到汽车上。当驾驶员处于疲劳驾驶状态时，对外界交通情 况的判断能力下降、反应速度变慢。这时光学镜头可以对驾驶环境进行实时 监控，当监测到驾驶环境存在危险时可以及时进行预警，有效降低因疲劳驾 驶而产生的交通事故发生率。随着该项技术的发展，对于光学镜头的性能要 求也在逐步提高，例如，光学镜头对像素的要求越来越高，为了提升解像能 力，通常会选用7片甚至更多的镜片结构来获得高解像和大像面，但这会严重 影响镜头的小型化，由于受到车内安装空间和整体布局的限制，镜头尺寸太 大会对行车造成干扰，使用非常不方便。

鉴于此，本发明提供一种光学镜头，旨在改善现有技术中光学镜头体积 较大，使用不方便的技术问题，请参照图1至图4为所述光学镜头的一实施 例。

所述光学镜头具有沿光轴方向呈相对设置的物侧和像侧，所述光学镜头 包括自所述物侧至所述像侧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以及第五透镜5，其中，所述第一透镜1具有负光焦度，所述第一 透镜1的物侧面和像侧面均为凹面；所述第二透镜2具有正光焦度，所述第 二透镜2的物侧面为凸面，所述第二透镜2的像侧面为凹面；所述第三透镜3 具有正光焦度，所述第三透镜3的物侧面为凹面，所述第三透镜3的像侧面 为凸面；所述第四透镜4具有正光焦度，所述第四透镜4的物侧面和像侧面 均为凸面；所述第五透镜5具有负光焦度，所述第五透镜5的物侧面为凸面， 所述第五透镜5的像侧面为凹面；可以理解的是，光焦度等于像方光束汇聚 度与物方光束汇聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对 值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力 越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的 屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面(即透镜的一个表面)，可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形 成的系统(即透镜组)。

其中，所述光学镜头满足以下条件：0.3

其中，D为所述光学镜头的最大像面直径，TTL为所述光学镜头的光学 总长，即所述第一透镜1的物侧面至所述像面8在光轴上的距离。当满足上 述条件时，使得所述光学镜头的最大像面大于7.4mm，实现了大像面高分辨 率，又控制总长在较小范围内，利于后期进行装配，实现所述光学镜头的小 型化。

具体地，在本实施例中，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第四透 镜4以及所述第五透镜5为球面玻璃透镜，所述第三透镜3为非球面玻璃透 镜，所述光学镜头中的透镜均由玻璃材质制成，使得镜头容易满足信赖性测 试要求，在高温、低温或其它恶劣环境条件下也不易产生变形，仍能保持较 好的性能。

具体地，在本实施例中，所述第二透镜2为胶合透镜，所述第二透镜2 包括自所述物侧至所述像侧依次叠设的第一镜片21和第二镜片22，所述第一 镜片21为具有正光焦度的双凸透镜，所述第二镜片22为具有负光焦度的双 凹透镜，所述第一镜片21的物侧面形成所述第二透镜2的物侧面，所述第二 镜片22的像侧面形成所述第二透镜2的像侧面。

所述第五透镜5为胶合透镜，所述第五透镜5包括自所述物侧至所述像 侧依次叠设的第三镜片51和第四镜片52，所述第三镜片51为具有正光焦度 的双凸透镜，所述第四镜片52为具有负光焦度的双凹透镜，所述第三镜片51 的物侧面形成所述第五透镜5的物侧面，所述第四镜片52的像侧面形成所述 第五透镜5的像侧面。所述第二透镜2和所述第五透镜5均为胶合透镜，可 以有效地降低装配难度，降低了成本，并且胶合透镜可以很好的矫正光学系 统内的色差，使色彩还原度更高。

可以理解的是，白光是由许多单色光组成的，而透镜对于不同单色光的 折射率是不同的，波长越短，折射率越大，波长越长，折射率越小。当一束 白色光经过透镜折射，由于不同波长的光的折射率不同，导致白光被色散为 紫外波段、可见波段和红外波段范围的各种波长的光，造成通过透镜时所成 的像便带有彩色边缘。具体来说，在物侧的一个点，在像侧可能形成了一个 色斑，就形成了色差，使得成像模糊不清，因此，色差成为了透镜成像的一 个严重缺陷。而胶合透镜是将材质不同的多枚透镜胶合在一起，当光线经过 所述胶合透镜的其中一枚镜片发生折射后会产生色差，而当折射后的光线继 续经过另一枚镜片时，产生的色差恰好相反，并能够与之前出现的色差相互 抵消，从而达到消除色差的目的。因此所述第二透镜2和所述第五透镜5能 够最大限度的消除色差，提高成像品质。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件：35

其中，Vd21为所述第一镜片21的色散系数，Vd22为所述第二镜片22 的色散系数，Vd3为所述第三透镜3的色散系数。所述光学镜头满足以上条 件保证了所述光阑6前后的镜片色散系数在合理范围内，可以使所述光阑6 前后镜片进行相互补偿降低色差，提高镜头的分辨率。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件：-1.8

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，f1为所述第一透镜1的有效焦距， f2为所述第二透镜2的有效焦距，f3为所述第三透镜3的有效焦距，f4为所 述第四透镜4的有效焦距，f5为所述第五透镜5的有效焦距。通过合理的控 制所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所 述第五透镜5的有效焦距，有助于使所述光学镜头的结构紧凑，体积较小。 同时保证大光圈大像面的良好性能。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件：

-0.1

其中，Sag5为所述第二透镜2的像侧面光线最高点与镜片中心在光轴上 的距离，D5为所述第二透镜2的像侧面的最大有效口径；Sag7为所述第三透 镜3的物侧面光线最高点与镜片中心在光轴上的距离，D7为所述第三透镜3 的物侧面的最大有效口径。所述光学镜头满足上述要求，控制了所述光阑6 前后镜片表面的形状在合理范围内，有助于校正像差。同时避免了光线发生 大角度转折，有助于降低公差敏感性，降低加工难度，提高生产良率。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件：0.05

其中，T1为所述第一透镜1的物侧面至所述第一透镜1的像侧面在光轴 上的距离，T2为所述第二透镜2的物侧面至所述第二透镜2的像侧面在光轴 上的距离，T3为所述第三透镜3的物侧面至所述第三透镜3的像侧面在光轴 上的距离，T4为所述第四透镜4的物侧面至所述第四透镜4的像侧面在光轴 上的距离，T5为所述第五透镜5的物侧面至所述第五透镜5的像侧面在光轴 上的距离，T为所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第 四透镜4、所述第五透镜5各自物侧面至各自像侧面在光轴上距离的总和。通 过合理分配各个透镜的中心厚度，可以使所述光学镜头的整体结构更加紧凑， 实现所述光学镜头的小型化，同时有助于更好地校正像差，达到良好的解像 能力。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件：-0.2

其中，D9为所述第四透镜4物侧面的最大有效口径，D10为所述第四透 镜4的像侧面的最大有效口径，D11为所述第五透镜5的物侧面的最大有效 口径，D13为所述第五透镜5的像侧面的最大有效口径。当满足上述条件时， 保证了所述第四透镜4和所述第五透镜5的最大有效口径较为接近，有效地 控制了所述光学镜头后端的口径，使结构紧凑。同时使得光线在透镜间走势 平缓，合理地使用渐晕减小了所述光学镜头的像差，在实现良好分辨率的同 时仍保持了较低的公差敏感度。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头满足以下条件： 1

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，w为所述光学镜头的视场角，ImgH 为所述光学镜头的最大半像高，所述光学镜头满足上述条件时保证了所述光 学镜头的畸变在较小范围内，实现了大像面小畸变，有效地控制了画面的变 形程度，保证了良好的使用效果，并且所述光学镜头F数达1.6以上，保证了 画面亮度。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头还包括光阑6，所述光阑6可为孔 径光阑，所述光阑6设置于所述第二透镜2和所述第三透镜3之间，所述第 五透镜5的像侧面一侧还设置有一像面8，所述像面8可以为图像传感器的表 面，可以理解的是，携带被摄物体信息的光线能够依次经过所述第一透镜1、 所述第二透镜2、所述光阑6、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五 透镜5并最终成像于所述像面8上。

具体地，在本实施例中，所述光学透镜还包括红外滤光片7，所述红外滤 光片7设置于所述第五透镜5的像侧面一侧，通过设置所述红外滤光片7，所 述光学镜头可以过滤掉红外光，防止红外光到达图像传感器而对正常的可见 光成像造成干扰，从而提高成像质量。

具体地，在本实施例中，每一个透镜或者镜片均具有物侧面和像侧面， 分别为第一透镜物侧面S1、第一透镜像侧面S2、第二透镜物侧面S3、第二 透镜像侧面S5、第三透镜物侧面S6、第三透镜像侧面S7、第四透镜物侧面 S8、第四透镜像侧面S9、第五透镜物侧面S10、第五透镜像侧面S12，其中 所述第二透镜和所述第五透镜为胶合透镜，所以还包括所述第一镜片像侧面 (或者第二镜片物侧面)S4，第三镜片像侧面(或者第四镜片物侧面)S11， 所述光阑为ST，所述红外滤光片物侧面S13，所述红外滤光片像侧面S14。

具体地，在本实施例中，所述光学镜头的参数如下表所示。

表1所述光学镜头各个透镜的参数

在本实施例中，各非球面的偶次项系数如下表所示。

表2所述光学镜头非球面透镜的偶次项系数

其中，E-01表示的是10的-1次方，E-02表示的是10的-2次方，依此类 推，E-N表示的是10的-N次方。

具体地请参照图2，在本实施例中，图2为所述光学镜头的成像点的弥散 斑示意图，图中，中心RMS SPOT点在3um以下，GEO 7um以下，0.8F以 内的RMS SPOT点都可以控制在4um以下，RMS在16um，最大像面的RMS SPOT点在10um以下，GEO 47um以下，保证整体像面比较清晰，不会发蒙 拖影的现象。

具体地请参照图3，在本实施例中，图3为所述光学镜头的MTF曲线示 意图，图中，中心MTF 100lp/mm大于0.6，08F以内MTF 100lp/mm大于0.4， 保证像面整体分辨率较好。

具体地请参照图4，在本实施例中，图4为所述光学镜头的像散曲线示意 图，图中，轴向色差，波段435-656光瞳中心差值0.015mm以内，1.0pupil 差异在0.035mm以内。

本实施例采用了五片透镜作为示例，通过合理分配各个透镜的光焦度与 面型，各透镜的中心厚度以及各透镜间的空气间隔，可使所述光学镜头具有 高解像、大光圈、大像面、小型化、高分辨率、小畸变的特点。

以上所述仅为本发明的可选地实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构 变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范 围内。