一种短焦的光学成像镜头的制作方法

1.本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一适用于车载后视监控的短焦的光学成像镜头。


背景技术：

2.随着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、无人机、视频会议、安防监控、执法记录、车载监控等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也日益提高。
3.但目前现有的车载后视镜头还存在许多不足，如视场角fov通常不足，难以覆盖车体后部；由于广角设计要求，通光普遍不大，画面边缘相对照度偏低；广角畸变管控较差，边缘画面成像质量较差；难以满足车载信赖性要求，使用寿命短等，已无法满消费者日益提高的要求，急需进行改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种短焦的光学成像镜头用于解决至少一上述存在的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种短焦的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第七透镜；第一透镜至第七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.第一透镜具负屈光率，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.第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面；
9.第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面；
10.第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面；
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凸面；
12.第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为平面或凸面，第七透镜的像侧面为凸面；
13.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七透镜。
14.进一步的，该光学成像镜头更满足：6.0<|f1/f|<9.0，2.0<|f2/f|<3.5，11.0<|f3/f|<17.0，3.0<|f4/f|<4.0，1.5<|f5/f|<2.5，1.5<|f6/f|<2.5，4.5<|f7/f|<5.5，其中，f为该光学成像镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6和f7分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的焦距。
15.进一步的，该第五透镜与第六透镜相互胶合。
16.更进一步的，该光学成像镜头更满足：vd5
‑
vd6>30，其中，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
17.进一步的，该第一透镜采用h
‑
zlaf4la环保材料或tafd40环保材料制成。
18.更进一步的，该光学成像镜头更满足：t1>1.50mm，其中，t1第一透镜在光轴上的厚度。
19.进一步的，该第五透镜和第七透镜的折射率温度系数为负值。
20.进一步的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜与第五透镜之间。
21.进一步的，该第一透镜至第七透镜均为玻璃透镜。
22.本实用新型的有益技术效果：
23.本实用新型采用七片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有视场角大；通光大，成像边缘照度较高，确保在夜间弱光行车环境中使用时，也能拥有很好的画面亮度；畸变管控好，保证边缘画面成像质量；色差小，图像色彩还原性高的的优点。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
25.图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例一的可见光0.425
‑
0.675μm的mtf图；
27.图3为本实用新型实施例一的可见光0.425
‑
0.675μm的离焦曲线图；
28.图4为本实用新型实施例一的横向色差曲线图；
29.图5为本实用新型实施例一的色差焦移曲线图；
30.图6为本实用新型实施例一的场曲和畸变曲线示意图；
31.图7为本实用新型实施例一的相对照度曲线示意图；
32.图8为本实用新型实施例二的结构示意图；
33.图9为本实用新型实施例二的可见光0.425
‑
0.675μm的mtf图；
34.图10为本实用新型实施例二的可见光0.425
‑
0.675μm的离焦曲线图；
35.图11为本实用新型实施例二的横向色差曲线图；
36.图12为本实用新型实施例二的色差焦移曲线图；
37.图13为本实用新型实施例二的场曲和畸变曲线示意图；
38.图14为本实用新型实施例二的相对照度曲线示意图；
39.图15为本实用新型实施例三的结构示意图；
40.图16为本实用新型实施例三的可见光0.425
‑
0.675μm的mtf图；
41.图17为本实用新型实施例三的可见光0.425
‑
0.675μm的离焦曲线图；
42.图18为本实用新型实施例三的横向色差曲线图；
43.图19为本实用新型实施例三的色差焦移曲线图；
44.图20为本实用新型实施例三的场曲和畸变曲线示意图；
45.图21为本实用新型实施例三的相对照度曲线示意图；
46.图22为本实用新型实施例四的结构示意图；
47.图23为本实用新型实施例四的可见光0.425
‑
0.675μm的mtf图；
48.图24为本实用新型实施例四的可见光0.425
‑
0.675μm的离焦曲线图；
49.图25为本实用新型实施例四的横向色差曲线图；
50.图26为本实用新型实施例四的色差焦移曲线图；
51.图27为本实用新型实施例四的场曲和畸变曲线示意图；
52.图28为本实用新型实施例四的相对照度曲线示意图；
53.图29为本实用新型实施例五的结构示意图；
54.图30为本实用新型实施例五的可见光0.425
‑
0.675μm的mtf图；
55.图31为本实用新型实施例五的可见光0.425
‑
0.675μm的离焦曲线图；
56.图32为本实用新型实施例五的横向色差曲线图；
57.图33为本实用新型实施例五的色差焦移曲线图；
58.图34为本实用新型实施例五的场曲和畸变曲线示意图；
59.图35为本实用新型实施例五的相对照度曲线示意图。
具体实施方式
60.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，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实用新型的优点。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。
61.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
62.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。
63.本实用新型公开了一种短焦的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第七透镜；第一透镜至第七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。
64.第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。
65.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。
66.第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面。
67.第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面。
68.第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面。
69.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凸面。
70.第七透镜具正屈光率，第七透镜的物侧面为平面或凸面，第七透镜的像侧面为凸面。
71.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七透镜。本实用新型采用七片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有视场角大，并且严格管控广角畸变，保证边缘画面成像质量；通光大，成像边缘照度较高，确保在夜间弱光行车环境中使用时，也
能拥有很好的画面亮度；色差管控好，不会出现蓝紫边色差，图像色彩还原性高的的优点。
72.优选的，该光学成像镜头更满足：6.0<|f1/f|<9.0，2.0<|f2/f|<3.5，11.0<|f3/f|<17.0，3.0<|f4/f|<4.0，1.5<|f5/f|<2.5，1.5<|f6/f|<2.5，4.5<|f7/f|<5.5，其中，f为该光学成像镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6和f7分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的焦距，合理分配光焦度，进一步提升该光学成像镜头的光学性能。
73.优选的，该第五透镜与第六透镜相互胶合，进一步校正色差，提高成像质量。
74.更优选的，该光学成像镜头更满足：vd5
‑
vd6>30，其中，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数，更进一步校正色差，提高成像质量。
75.优选的，该第一透镜采用h
‑
zlaf4la环保材料或tafd40环保材料制成，h
‑
zlaf4la环保材料或tafd40环保材料的硬度高，满足车规落球实验及耐刮擦实验等，提高使用寿命。
76.更优选的，该光学成像镜头更满足：t1>1.50mm，其中，t1第一透镜在光轴上的厚度，进一步提升第一透镜的强度，以进一步满足车载信赖性要求，提高使用寿命。
77.优选的，该第五透镜和第七透镜的折射率温度系数为负值，用以抵消温度变化对于镜头后焦偏移的影响，使本实用新型在
‑
40℃～105℃温度区间使用时，都能清晰成像。更进一步的，第五透镜和第七透镜具有高色散系数，如大于60，以进一步管控温漂。
78.优选的，还包括光阑，光阑设置在第四透镜与第五透镜之间，进一步提升整体性能。
79.优选的，该第一透镜至第七透镜均为玻璃透镜，进一步提升整体性能。
80.下面将以具体实施例来对本实用新型的短焦的光学成像镜头进行详细说明。
81.实施例一
82.如图1所示，一种短焦的光学成像镜头，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、光阑8、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、保护玻璃9和成像面100；第一透镜1至第七透镜7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。
83.第一透镜1具负屈光率，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。
84.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。
85.第三透镜3具负屈光率，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。
86.第四透镜4具正屈光率，第四透镜4的物侧面41为凸面，第四透镜4的像侧面42为凸面。
87.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为凸面。
88.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为凸面。
89.第七透镜7具正屈光率，第七透镜7的物侧面71为平面，第七透镜7的像侧面72为凸面。
90.本具体实施例中，第五透镜5与第六透镜6相互胶合。
91.本具体实施例中，第一透镜1至第七透镜7均为玻璃球面透镜，但并不限于此，在一些实施例中，第一透镜1至第七透镜7也可以采用透镜来实现。
92.在其它实施例中，光阑8也可以设置在其它透镜之间。
93.本具体实施例的详细光学数据如表1
‑
1所示。
94.表1
‑
1实施例一的详细光学数据
[0095][0096]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0097]
本具体实施例的mtf传递函数曲线图详见图2，离焦曲线图详见图3，可以看出分辨率满足使用要求；横向色差曲线图详见图4，色差焦移曲线图详见图5，可以看出轴上焦移控制在20μm以内，色差控制在6μm以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性；场曲及畸变图请参阅图6的(a)和(b)，可以看出场曲小，畸变小于
‑
1％，相对照度曲线图详见图7，可以看出相对照度较高，边缘视场照度大于60％。
[0098]
本具体实施例温漂小，可满足
‑
40℃
‑
105℃温度条件下使用，保持画面清晰度不变，特别适于车载环境使用。
[0099]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝1.74mm；光圈值fno＝2.8；对角线视场角dfov＝180
°
；像面大小为5.4mm，第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴i上的距离ttl＝25.87mm。
[0100]
实施例二
[0101]
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，仅第七透镜7的物侧面71为凸面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
[0102]
本具体实施例的详细光学数据如表2
‑
1所示。
[0103]
表2
‑
1实施例二的详细光学数据
[0104][0105]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0106]
本具体实施例的mtf传递函数曲线图详见图9，离焦曲线图详见图10，可以看出分辨率满足使用要求；横向色差曲线图详见图11，色差焦移曲线图详见图12，可以看出轴上焦移控制在20μm以内，色差控制在6μm以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性；场曲及畸变图请参阅图13的(a)和(b)，可以看出场曲小，畸变小于
‑
1％，相对照度曲线图详见图14，可以看出相对照度较高，边缘视场照度大于60％。
[0107]
本具体实施例温漂小，可满足
‑
40℃
‑
105℃温度条件下使用，保持画面清晰度不变，特别适于车载环境使用。
[0108]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝1.72mm；光圈值fno＝2.8；对角线视场角dfov＝180
°
；像面大小为5.35mm，第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴i上的距离ttl＝25.87mm。
[0109]
实施例三
[0110]
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大致相同，仅第七透镜7的物侧面71为凸面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
[0111]
本具体实施例的详细光学数据如表3
‑
1所示。
[0112]
表3
‑
1实施例三的详细光学数据
[0113][0114]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0115]
本具体实施例的mtf传递函数曲线图详见图16，离焦曲线图详见图17，可以看出分辨率满足使用要求；横向色差曲线图详见图18，色差焦移曲线图详见图19，可以看出轴上焦移控制在20μm以内，色差控制在6μm以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性；场曲及畸变图请参阅图20的(a)和(b)，可以看出场曲小，畸变小于
‑
1％，相对照度曲线图详见图21，可以看出相对照度较高，边缘视场照度大于60％。
[0116]
本具体实施例温漂小，可满足
‑
40℃
‑
105℃温度条件下使用，保持画面清晰度不变，特别适于车载环境使用。
[0117]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝1.73mm；光圈值fno＝2.8；对角线视场角dfov＝180
°
；像面大小为5.37mm，第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴i上的距离ttl＝26.30mm。
[0118]
实施例四
[0119]
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，仅第四透镜4的像侧面42为平面，第七透镜7的物侧面71为凸面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
[0120]
本具体实施例的详细光学数据如表4
‑
1所示。
[0121]
表4
‑
1实施例四的详细光学数据
[0122][0123]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0124]
本具体实施例的mtf传递函数曲线图详见图23，离焦曲线图详见图24，可以看出分辨率满足使用要求；横向色差曲线图详见图25，色差焦移曲线图详见图26，可以看出轴上焦移控制在20μm以内，色差控制在6μm以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性；场曲及畸变图请参阅图27的(a)和(b)，可以看出场曲小，畸变小于
‑
1％，相对照度曲线图详见图28，可以看出相对照度较高，边缘视场照度大于60％。
[0125]
本具体实施例温漂小，可满足
‑
40℃
‑
105℃温度条件下使用，保持画面清晰度不变，特别适于车载环境使用。
[0126]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝1.73mm；光圈值fno＝2.8；对角线视场角dfov＝180
°
；像面大小为5.37mm，第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴i上的距离ttl＝26.15mm。
[0127]
实施例五
[0128]
如图29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，仅第四透镜4的像侧面42为凹面，第七透镜7的物侧面71为凸面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
[0129]
本具体实施例的详细光学数据如表5
‑
1所示。
[0130]
表5
‑
1实施例五的详细光学数据
[0131][0132]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0133]
本具体实施例的mtf传递函数曲线图详见图30，离焦曲线图详见图31，可以看出分辨率满足使用要求；横向色差曲线图详见图32，色差焦移曲线图详见图33，可以看出轴上焦移控制在20μm以内，色差控制在6μm以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性；场曲及畸变图请参阅图34的(a)和(b)，可以看出场曲小，畸变小于
‑
1％，相对照度曲线图详见图35，可以看出相对照度较高，边缘视场照度大于60％。
[0134]
本具体实施例温漂小，可满足
‑
40℃
‑
105℃温度条件下使用，保持画面清晰度不变，特别适于车载环境使用。
[0135]
本具体实施例中，该光学成像镜头的焦距f＝1.73mm；光圈值fno＝2.8；对角线视场角dfov＝180
°
；像面大小为5.37mm，第一透镜1的物侧面11至成像面100在光轴i上的距离ttl＝26.70mm。
[0136]
表6本实用新型五个实施例的相关重要参数的数值
[0137] 第一实施例第二实施例第三实施例第四实施例第五实施例|f1/f|6.6616.7346.8308.9278.416|f2/f|3.2413.0592.9832.6472.673|f3/f|15.04316.45311.68215.64116.418|f4/f|3.3283.3453.2143.4663.481|f5/f|1.9822.0012.0121.8681.857|f6/f|2.1162.0741.9682.0822.066|f7/f|5.4035.3264.7585.5005.449vd5
‑
vd650.58150.58150.58145.46245.462t11.7401.7511.7931.5332.111
[0138]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，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实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。