一种搭配液体镜头的光学成像镜头的制作方法

1.本发明属于镜头技术领域，具体地涉及一种搭配液体镜头的光学成像镜头。


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，光学成像镜头被广泛地应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控、机器视觉系统等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。
3.普通光学成像镜头在不同物距下，镜头的后焦会产生偏移，影响成像质量；即使再重新聚焦，镜头也会存在较大场曲，而搭配有液体镜头的光学成像镜头则可以解决该问题，但现有的搭配有液体镜头的光学成像镜头还存在许多不足，如由于液体镜头的口径限制，通光小，能量损失大；相对照度下降，边缘偏暗；分辨率降低，大量像素损失，成像质量不佳；像面较小等，已无法满足日益提高的要求，急需进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种搭配液体镜头的光学成像镜头用以解决上述存在的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种搭配液体镜头的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜、液体镜头、第六透镜至第十透镜；第一透镜至第十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；
6.第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；
7.第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；
8.第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面；
9.第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面；
10.第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面；
11.第六透镜具负屈光率，第六透镜的物侧面为凹面，第六透镜的像侧面为凹面；
12.第七透镜具正屈光率；第七透镜的物侧面为凸面；第七透镜的像侧面为凸面；
13.第八透镜具正屈光率；第八透镜的物侧面为凸面；第八透镜的像侧面为凸面；
14.第九透镜具正屈光率；第九透镜的物侧面为凸面；第九透镜的像侧面为凸面；
15.第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面；
16.第三透镜与第四透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合；
17.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第十透镜。
18.进一步的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜与液体镜头之间。
19.更进一步的，该光学成像镜头更满足：∣fa/fb∣＞4，其中，fa为第一透镜至第五透镜的组合焦距，fb为第六透镜至第十透镜的组合焦距。
20.进一步的，该光学成像镜头更满足：1.8＜nd1＜2.05，1.5＜nd2＜1.8，1.8＜nd3＜
2.05， 1.8＜nd4＜2.05，1.7＜nd5＜2.05，1.7＜nd6＜2.05，1.48＜nd7＜1.8，1.7＜nd8＜2.05， 1.5≤nd9＜1.75，1.8＜nd10＜2.05，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6、nd7、nd8、nd9 和nd10分别为第一透镜至第十透镜的折射率。
21.进一步的，该第九透镜与第十透镜相互胶合。
22.进一步的，该光学成像镜头更满足：bfl/ttl≥0.12，其中，bfl为第十透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离，ttl为第一透镜的物侧面到成像面在光轴上的距离。
23.进一步的，该光学成像镜头更满足：d22/ttl≤0.2，其中，d22为第二透镜的像侧面的镜片口径，ttl为第一透镜的物侧面到成像面在光轴上的距离。
24.进一步的，该光学成像镜头更满足：0.5≤∣f2/f∣≤1.5，1≤∣f8/f∣≤2，其中，f2 为第二透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距，f为镜头焦距。
25.进一步的，该光学成像镜头更满足：∣vd3-vd4∣＞10，∣vd6-vd7∣＞20，∣vd9-vd10 ∣＞20，其中，vd3为第三透镜的色散系数，vd4为第四透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数，vd9为第九透镜的色散系数，vd10为第十透镜的色散系数。
26.本发明的有益技术效果：
27.本发明通过搭配液体镜头，可以进行自动调焦，不改变光学后焦，即可在不同物距下都获得高解像；在不同物距下，分辨率都较高，场曲量很小，保证中心边缘同时达到高分辨率；通光大，相对照度高，边缘较亮；像面大；色差小，色彩还原性高的优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例一的结构示意图；
30.图2为本发明实施例一0.3m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
31.图3为本发明实施例一0.6m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
32.图4为本发明实施例一1.5m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
33.图5为本发明实施例一的可见光0.436-0.650μm的离焦曲线图；
34.图6为本发明实施例一的相对照度曲线图；
35.图7为本发明实施例一的色差曲线图；
36.图8为本发明实施例二的结构示意图；
37.图9为本发明实施例二0.3m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
38.图10为本发明实施例二0.6m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
39.图11为本发明实施例二1.5m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
40.图12为本发明实施例二的可见光0.436-0.650μm的离焦曲线图；
41.图13为本发明实施例二的相对照度曲线图；
42.图14为本发明实施例二的色差曲线图；
43.图15为本发明实施例三的结构示意图；
44.图16为本发明实施例三0.3m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
45.图17为本发明实施例三0.6m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
46.图18为本发明实施例三1.5m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
47.图19为本发明实施例三的可见光0.436-0.650μm的离焦曲线图；
48.图20为本发明实施例三的相对照度曲线图；
49.图21为本发明实施例三的色差曲线图；
50.图22为本发明实施例四的结构示意图；
51.图23为本发明实施例四0.3m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
52.图24为本发明实施例四0.6m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
53.图25为本发明实施例四1.5m工作物距的可见光0.436-0.650μm的mtf图；
54.图26为本发明实施例四的可见光0.436-0.650μm的离焦曲线图；
55.图27为本发明实施例四的相对照度曲线图；
56.图28为本发明实施例四的色差曲线图。
具体实施方式
57.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，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发明的优点。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。
58.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
59.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。
60.本发明提供了一种搭配液体镜头的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜、液体镜头、第六透镜至第十透镜；第一透镜至第十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。
61.第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。
62.第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面。
63.第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面。
64.第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凸面。
65.第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面。
66.第六透镜具负屈光率，第六透镜的物侧面为凹面，第六透镜的像侧面为凹面。
67.第七透镜具正屈光率；第七透镜的物侧面为凸面；第七透镜的像侧面为凸面。
68.第八透镜具正屈光率；第八透镜的物侧面为凸面；第八透镜的像侧面为凸面。
69.第九透镜具正屈光率；第九透镜的物侧面为凸面；第九透镜的像侧面为凸面。
70.第十透镜具负屈光率，第十透镜的物侧面为凹面。
71.第三透镜与第四透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合。
72.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述第一透镜至第十透镜。本发明通过搭配液体镜头，可以进行自动调焦，不改变光学后焦，即可在不同物距下都获得高解像；在不同物距下，分辨率都较高，场曲量很小，保证中心边缘同时达到高分辨率；通光大，相对照度高，边缘较亮；像面大；色差小，色彩还原性高的优点。
73.优选的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜与液体镜头之间，采用光阑中置，最大限度利用液体镜头口径，增大该光学成像镜头的通光，且保证结构小型化。
74.更优选的，该光学成像镜头更满足：∣fa/fb∣＞4，其中，fa为第一透镜至第五透镜的组合焦距，fb为第六透镜至第十透镜的组合焦距，让光阑位置更靠近入瞳，最大限度利用液体镜头口径，增大该光学成像镜头的通光。
75.优选的，该光学成像镜头更满足：1.8＜nd1＜2.05，1.5＜nd2＜1.8，1.8＜nd3＜2.05， 1.8＜nd4＜2.05，1.7＜nd5＜2.05，1.7＜nd6＜2.05，1.48＜nd7＜1.8，1.7＜nd8＜2.05， 1.5≤nd9＜1.75，1.8＜nd10＜2.05，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6、nd7、nd8、nd9 和nd10分别为第一透镜至第十透镜的折射率，不同折射率搭配，进一步控制透镜的口径，并实现高分辨率。
76.优选的，该第九透镜与第十透镜相互胶合，进一步提升成像质量。
77.优选的，该光学成像镜头更满足：bfl/ttl≥0.12，其中，bfl为第十透镜的像侧面到成像面在光轴上的距离，ttl为第一透镜的物侧面到成像面在光轴上的距离，控制该光学成像镜头的光学后焦，有利于减轻镜头整体重量与成本，有利于减小cra(主光线角度)，提升解像力。
78.优选的，该光学成像镜头更满足：d22/ttl≤0.2，其中，d22为第二透镜的像侧面的镜片口径，ttl为第一透镜的物侧面到成像面在光轴上的距离，快速收集光线，减小该光学成像镜头的总长和外径尺寸。
79.优选的，该光学成像镜头更满足：0.5≤∣f2/f∣≤1.5，1≤∣f8/f∣≤2，其中，f2为第二透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距，f为镜头焦距，合理分配光焦度，提升像质。
80.优选的，该光学成像镜头更满足：∣vd3-vd4∣＞10，∣vd6-vd7∣＞20，∣vd9-vd10∣＞20，其中，vd3为第三透镜的色散系数，vd4为第四透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数，vd9为第九透镜的色散系数，vd10为第十透镜的色散系数，进一步优化色差，提高像质。
81.下面将以具体实施例来对本发明的搭配液体镜头的光学成像镜头进行详细说明。
82.实施例一
83.如图1所示，一种搭配液体镜头的光学成像镜头，从物侧a1至像侧a2沿一光轴i依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、光阑110、液体镜头 120、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜100、保护玻璃130和成像面140；第一透镜1至第十透镜100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。
84.第一透镜1具正屈光率，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面。
85.第二透镜2具负屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凹面。
86.第三透镜3具正屈光率，第三透镜3的物侧面31为凹面，第三透镜3的像侧面32为凸面。
87.第四透镜4具负屈光率，第四透镜4的物侧面41为凹面，第四透镜4的像侧面42为凸面。
88.第五透镜5具正屈光率，第五透镜5的物侧面51为凸面，第五透镜5的像侧面52为平面，当然，在其它实施例中，第五透镜5的像侧面52也可以是凹面或凸面。
89.第六透镜6具负屈光率，第六透镜6的物侧面61为凹面，第六透镜6的像侧面62为凹面。
90.第七透镜7具正屈光率；第七透镜7的物侧面71为凸面；第七透镜7的像侧面72为凸面。
91.第八透镜8具正屈光率；第八透镜8的物侧面81为凸面；第八透镜8的像侧面82为凸面。
92.第九透镜9具正屈光率；第九透镜9的物侧面91为凸面；第九透镜9的像侧面92为凸面。
93.第十透镜100具负屈光率，第十透镜100的物侧面101为凹面，第十透镜100的像侧面 102为凹面，当然，在其它实施例中，第十透镜100的像侧面102也可以是凸面或平面。
94.本具体实施例中，第三透镜3与第四透镜4相互胶合，第六透镜6与第七透镜7相互胶合，第九透镜9与第十透镜100相互胶合。
95.本具体实施例中，液体镜头120采用型号为el-3-10的液体镜头，具体结构可以参考现有技术，此不再细说，但并不限于此。
96.本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
97.表1-1实施例一的详细光学数据
98.[0099][0100]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表5。
[0101]
本具体实施例的不同工作物距的mtf传递函数曲线图详见图2、3和4，可以看出工作物距从0.3m到1.5m，不改变后焦，分辨率高频均可达250lp/mm，中心对比度＞0.3，边缘对比度＞0.2；离焦曲线图详见图5，可以看出成像质量较好；相对照度图请参阅图6，可以看出边缘相对照度＞80％，中心与周边照度均匀，画面亮度高；色差曲线图请参阅图7，可以看出在436nm-650nm波段下，轴外色差在3μm内，色彩还原度高。
[0102]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝9.5mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝56.0
°
；像面大小φ＝10.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴i上的距离ttl＝47.5mm。
[0103]
实施例二
[0104]
如图8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，仅第五透镜5的像侧面52为凸面，第十透镜100的像侧面102为凸面，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。此外，本具体实施例中，第九透镜9和第十透镜100不胶合。
[0105]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0106]
表2-1实施例二的详细光学数据
[0107][0108]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表5。
[0109]
本具体实施例的不同工作物距的mtf传递函数曲线图详见图9、10和11，可以看出工作物距从0.3m到1.5m，不改变后焦，分辨率高频均可达250lp/mm，中心对比度＞0.3，边缘对比度＞0.2；离焦曲线图详见图12，可以看出成像质量较好；相对照度图请参阅图13，可以看出边缘相对照度＞80％，中心与周边照度均匀，画面亮度高；色差曲线图请参阅图14，可以看出在436nm-650nm波段下，轴外色差在3μm内，色彩还原度高。
[0110]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝9.47mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝56.0
°
；像面大小φ＝10.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴i上的距离ttl＝44.9mm。
[0111]
实施例三
[0112]
如图15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相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0113]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0114]
表3-1实施例三的详细光学数据
[0115][0116]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表5。
[0117]
本具体实施例的不同工作物距的mtf传递函数曲线图详见图16、17和18，可以看出工作物距从0.3m到1.5m，不改变后焦，分辨率高频均可达250lp/mm，中心对比度＞0.3，边缘对比度＞0.2；离焦曲线图详见图19，可以看出成像质量较好；相对照度图请参阅图20，可以看出边缘相对照度＞80％，中心与周边照度均匀，画面亮度高；色差曲线图请参阅图21，可以看出在436nm-650nm波段下，轴外色差在3μm内，色彩还原度高。
[0118]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝9.5mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝56.5
°
；像面大小φ＝10.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴i上的距离ttl＝47.0mm。
[0119]
实施例四
[0120]
如图22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，仅第五透镜5的像侧面52为凹面，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。此外，本具体实施例中，第九透镜9和第十透镜100不胶合。
[0121]
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
[0122]
表4-1实施例四的详细光学数据
[0123][0124][0125]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表5。
[0126]
本具体实施例的不同工作物距的mtf传递函数曲线图详见图23、24和25，可以看出工作物距从0.3m到1.5m，不改变后焦，分辨率高频均可达250lp/mm，中心对比度＞0.3，边缘对比度＞0.2；离焦曲线图详见图26，可以看出成像质量较好；相对照度图请参阅图27，可以看出边缘相对照度＞80％，中心与周边照度均匀，画面亮度高；色差曲线图请参阅图28，可以看出在436nm-650nm波段下，轴外色差在3μm内，色彩还原度高。
[0127]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝9.5mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝56.0
°
；像面大小φ＝10.0mm；第一透镜1的物侧面11至成像面140在光轴i上的距离ttl＝45.3mm。
[0128]
表5本发明四个实施例的相关重要参数的数值
[0129] 第一实施例第二实施例第三实施例第四实施例fa-45.50-41.90-38.80-43.70fb8.809.008.708.60∣fa/fb∣5.174.664.465.08f9.509.479.509.49f2-8.31-7.85-7.55-7.42f811.9112.1111.9312.00∣f2/f∣0.870.830.790.78∣f8/f∣1.251.281.261.26bfl6.906.906.806.10ttl47.5044.9047.0045.30d227.37.47.17.2bfl/ttl0.150.150.140.13d22/ttl0.150.160.150.16∣vd3-vd4∣13.3813.3813.3813.38∣vd6-vd7∣36.3736.3736.3736.37∣vd9-vd10∣63.6563.6563.6563.65
[0130]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。