申请/专利权人：惠州市信华光学技术有限公司

申请日：2017-12-20

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN107894652B

主分类号：G02B13/00

分类号：G02B13/00;G02B13/18;G02B13/06;G02B7/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.06.07#专利申请权的转移;2018.05.04#实质审查的生效;2018.04.10#公开

摘要：一种大光圈小畸变光学镜头，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组、光阑元件、后镜片组与滤光片。前镜片组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，后镜片组包括第五透镜、第六透镜与第七透镜。第一透镜、第三透镜与第七透镜均为非球面透镜，第五透镜与第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜。上述大光圈小畸变光学镜头通过设置第一透镜、第三透镜与第七透镜均为非球面透镜，可有效地减少镜头的体积，从而使镜头的结构更加紧凑，具有镜头体积小、光学畸变小、成像画面基本无变形、成像画质高及成像画面色彩准确的优点。

主权项：1.一种大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组、光阑元件、后镜片组与滤光片；所述前镜片组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，所述后镜片组包括第五透镜、第六透镜与第七透镜；所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜均为非球面透镜，所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜；所述前镜片组与所述后镜片组的焦距值满足以下条件公式：-1.5f1f2-1，其中f1为前镜片组的焦距值，f2为后镜片组的焦距值；所述大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度满足以下条件公式：60°≤FOV100°，其中FOV为大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度。

全文数据：一种大光圈小畸变光学镜头技术领域[0001]本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种大光圈小畸变光学镜头。背景技术[0002]随着汽车辅助驾驶技术ADAS的不断进步，摄像头在ADAS系统中的应用越来越广泛。前视摄像头最为车载前视摄像头主要应用于行人避撞、道路偏移、车辆测距等辅助功能，除了要求摄像头体积小和高清晰度高外，还需要摄像头夜视效果好，畸变小，而现有的摄像头产品在保持体积小型化和高清晰度时，无法同时满足大光圈和小畸变的要求。[0003]例如，中国专利2017100325929公开一种超大光圈高清定焦镜头，采用了八片透镜，其中包括了三片塑料非球面透镜，体积小、光圈大，且采用塑料非球面镜片能够有效地降低成本。[0004]又如，中国专利2016112295188公开一种小型超大光圈定焦镜头，采用了七片透镜，其中包括三片塑料非球面透镜，光圈达1.2且像素较高，同样具有体积小，光圈大，且采用了塑料非球面镜片降低成本的优势。[0005]然而，上述专利公开的镜头依然存在在保持体积小型化和高清晰度时，由于未校正畸变，无法同时满足大光圈和小畸变要求的问题;且由于采用了较多塑料非球面镜片，虽然成本较低，但是其成像画面通透性较差，稳定性不如全玻璃镜片镜头。发明内容[0006]本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种在保持体积小型化和高清晰度时，满足大光圈和小畸变要求的的大光圈小畸变光学镜头。[0007]—种大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组、光阑元件、后镜片组与滤光片；[0008]所述前镜片组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，所述后镜片组包括第五透镜、第六透镜与第七透镜；[0009]所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜均为非球面透镜，所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜。[0010]在其中一个实施例中，所述第一透镜与所述第三透镜均为弯月形非球面玻璃透镜，第七透镜为双凸形非球面玻璃透镜，所述第二透镜、第四透镜与所述第五透镜均具有正光焦度。[0011][0012]在其中一个实施例中，所述前镜片组与所述后镜片组的焦距值满足以下条件公式:-1.5〈0订2〈-1，其中0为前镜片组的焦距值42为后镜片组的焦距值。[0013]在其中一个实施例中，所述大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度满足以下条件公式:60°F0V〈100°，其中FOV为大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度。[0014]在其中一个实施例中，所述大光圈小畸变光学镜头的光圈值满足以下条件公式：FN0S1.6,其中FNO为大光圈小畸变光学镜头的光圈值。[0015]在其中一个实施例中，所述大光圈小畸变光学镜头的光学总长和有效焦距满足以下条件公式:5.4〈TTLf〈6.8，其中TTL为大光圈小畸变光学镜头的光学总长，f为大光圈小畸变光学镜头的有效焦距。[0016]在其中一个实施例中，所述大光圈小畸变光学镜头的非球面透镜的表面形状均满足以下方程式：[0017]Z=cy2U+[I-1+kc2y2]12+aiy2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14a8y16〇[0018]上述大光圈小畸变光学镜头通过设置第一透镜、第三透镜与第七透镜均为非球面透镜，可有效地减少镜头的体积，从而使镜头的结构更加紧凑。通过采用第一透镜为非球面的面型能有效地降低了光学畸变，由此能够保持成像画面基本无变形。通过采用第三透镜及第七透镜为非球面的面型能有效地降低场曲和象散像差，由此提高镜头成像的画质。通过采用第五透镜与第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜，能够有效地降低色差像差，使成像画面保持色彩准确。通过采用光阑元件位于前镜片组与后镜片组之间可有效地提高镜头入瞳口径，从而实现大光圈。附图说明[0019]图1为本发明一实施例的大光圈小畸变光学镜头的结构示意图；[0020]图2为图1中的大光圈小畸变光学镜头的MTF曲线图；[0021]图3为图1中的大光圈小畸变光学镜头的点列图；[0022]图4为图1中的大光圈小畸变光学镜头的场曲畸变图；[0023]图5为图1中的大光圈小畸变光学镜头的TV畸变图。具体实施方式[0024]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0027]—实施方式中，一种大光圈小畸变光学镜头，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组、光阑元件、后镜片组与滤光片;所述前镜片组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，所述后镜片组包括第五透镜、第六透镜与第七透镜;所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜为非球面透镜，所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜。所述第一透镜与所述第三透镜均为弯月形非球面玻璃透镜。第七透镜为双凸形非球面玻璃透镜，第二透镜、所述第四透镜与所述第五透镜均具有正光焦度。所述前镜片组与所述后镜片组的焦距值满足以下条件公式:-1.5〈0^2〈-1，其中0为前镜片组的焦距值，f2为后镜片组的焦距值。所述大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度满足以下条件公式:60°FOV〈IOO°，其中FOV为大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度。所述大光圈小畸变光学镜头的光圈值满足以下条件公式:FNOS1.6，其中FNO为大光圈小畸变光学镜头的光圈值。所述大光圈小畸变光学镜头的光学总长和有效焦距满足以下条件公式：5.4〈TTLf〈6.8,其中TTL为大光圈小畸变光学镜头的光学总长，f为大光圈小畸变光学镜头的有效焦距。所述大光圈小畸变光学镜头的非球面透镜的表面形状均满足以下方程式：[0028]Z=cy2Vl+[I-1+kc2y2]12}+aiy2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14a8y16。[0029]上述大光圈小畸变光学镜头通过设置第一透镜、第三透镜与第七透镜均为非球面透镜，可有效地减少镜头的体积，从而使镜头的结构更加紧凑。通过采用第一透镜为非球面的面型能有效地降低了光学畸变，由此能够保持成像画面基本无变形。通过采用第三透镜及第七透镜为非球面的面型能有效地降低场曲和象散像差，由此提高镜头成像的画质。通过采用第五透镜与第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜，能够有效地降低色差像差，使成像画面保持色彩准确。通过采用光阑元件位于前镜片组与后镜片组之间可有效地提高镜头入瞳口径，从而实现大光圈。[0030]为了更好地对上述大光圈小畸变光学镜头进行说明，以更好地理解上述大光圈小畸变光学镜头的构思。请参阅图1，一种大光圈小畸变光学镜头10，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组LU光阑元件STOP、后镜片组L2与滤光片IR。所述前镜片组Ll包括第一透镜Gl、第二透镜G2、第三透镜G3与第四透镜G4，所述后镜片组L2包括第五透镜G5、第六透镜G6与第七透镜G7。所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜均为非球面透镜，所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜。[0031]具体的，第一透镜Gl，其第一面为Sl，第二面为S2;第二透镜G2，其第一面为S3,第二面为S4;第三透镜G3，其第一面为S5,第二面为S6;第四透镜G4，其第一面为S7，第二面为S8;光阑元件STOP的光阑面为S9;第五透镜G5，其第一面为SlO，第二面为SI1;第六透镜G6，其第一面为S11，第二面为S12;第七透镜G7，其第一面为S13,第二面为S14;滤光片（IR。[0032]进一步的，所述第一透镜与所述第三透镜均为弯月形非球面玻璃透镜。所述第七透镜为双凸形非球面玻璃透镜。[0033]要说明的是，所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜均为非球面透镜，可有效地减少镜头的体积，从而使镜头的结构更加紧凑。所述第一透镜采用非球面的面型能有效地降低了光学畸变，由此能够保持成像画面基本无变形。所述第三透镜与所述第七透镜采用非球面的面型能有效地降低场曲和象散像差，由此提高镜头成像的画质。所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜，能够有效地降低色差像差，使成像画面保持色彩准确。光阑元件位于前镜片组与后镜片组之间可有效地提高镜头入瞳口径，从而实现大光圈。[0034]所述一实施例镜头参数如下表1:[0035]表1[0037]所述大光圈小畸变光学镜头的非球面透镜的表面形状均满足以下方程式：[0038]Z=cy2{1+[I-1+kc2y2]12}+aiy2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14a8y16，[0039]其中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位与透镜长度单位相同），k为圆锥二次曲线系数。当k小于-1时，面型曲线为双曲线；当k等于-1时，面型曲线为抛物线；当k介于-1到0之间是，面型曲线为椭圆；当k等于0时，面型为圆形；当k大于0时，面型为扁圆型曲线。al至a8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜两个成像光学表面的非球面的形状尺寸。[0040]—实施例中，本发明的镜头的具体参数见表2:[0041]表2[0043]第一透镜Gl的非球面系数见表3:[0044]表3[0046]第三透镜G3的非球面系数见表4:[0047]表4[0049]第七透镜G7的非球面系数见表5:[0050]表5[0052]~图2、图3、图4、图5分别为图1中的大光圈小畸变光学镜头的MTF曲线图、点列图、^曲畸变图与TV畸变图，图2代表了一个光学系统的综合解像水平。图4表示不同视场角情况下的畸变大小值。由图2至图5可知，本发明的大光圈小畸变光学镜头在保持体积小型化和高清晰度的特点时，还同时满足大光圈和小畸变的要求，具有镜头体积小、光学畸变小、成像画面基本无变形、成像画质高及成像画面色彩准确的优点。[0053]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，包括从物方到成像方依次排列设置的前镜片组、光阑元件、后镜片组与滤光片；所述前镜片组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜与第四透镜，所述后镜片组包括第五透镜、第六透镜与第七透镜；所述第一透镜、所述第三透镜与所述第七透镜均为非球面透镜，所述第五透镜与所述第六透镜组合成具有正光焦度的胶合透镜。2.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述第一透镜与所述第三透镜均为弯月形非球面玻璃透镜，所述第七透镜为双凸形非球面玻璃透镜，所述第二透镜、所述第四透镜与所述第五透镜均具有正光焦度。3.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述前镜片组与所述后镜片组的焦距值满足以下条件公式:-1.5〈0^2〈-1，其中0为前镜片组的焦距值42为后镜片组的焦距值。4.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度满足以下条件公式:60°FOV〈IOO°，其中FOV为大光圈小畸变光学镜头的成像视场角度。5.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述大光圈小畸变光学镜头的光圈值满足以下条件公式:FNOS1.6，其中FNO为大光圈小畸变光学镜头的光圈值。6.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述大光圈小畸变光学镜头的光学总长和有效焦距满足以下条件公式:5.4〈TTLf〈6.8,其中TTL为大光圈小畸变光学镜头的光学总长，f为大光圈小畸变光学镜头的有效焦距。7.根据权利要求1所述的大光圈小畸变光学镜头，其特征在于，所述大光圈小畸变光学镜头的非球面透镜的表面形状均满足以下方程式：Z=cy2{1+[1-1+kc2y2]12}+aiy2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14+a8y16〇

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