光学镜头的制作方法

1.本发明涉及成像镜头的技术领域，特别涉及一种光学镜头。


背景技术：

2.目前光学镜头的应用越来越广泛，镜头小型化的要求也越来越突出。为了增大进光量，通常要求大光圈镜头，然而，在一般情况下，fno越小，成像越模糊，因此针对fno小的镜头，很难实现高解像力。为了提高像质，通常需要增加镜片的数量，但是相应地镜头体积以及重量也会增大，不利于镜头的小型化，同时将引起制造成本上升。另外，一些特殊应用的镜头，受到苛刻环境的影响，像质会变差，所以对镜头大温差范围内稳定成像具有较高的要求。


技术实现要素：

3.基于此，为了解决上述现有光学镜头的至少一个技术缺陷，本发明提供了一种光学镜头。
4.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明提供了一种光学镜头，共五片透镜，该光学镜头从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；光阑；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第五透镜，其物侧面和像侧面均为凸面，所述第四透镜和所述第五透镜相互胶合组成胶合透镜；其中，所述光学镜头的最大视场角fov满足：80
°
≤fov≤100
°
；所述光学镜头的光圈值fno满足：fno≤1.1。
5.在一些实施例中，所述光学镜头的光学总长ttl与所述光学镜头的有效焦距f满足：3.5＜ttl/f＜5.0。
6.在一些实施例中，所述光学镜头的最大视场角fov与所述光学镜头的光圈值fno满足：70
°
＜fov/fno＜100
°
。
7.在一些实施例中，所述光学镜头的有效焦距f与所述第二透镜物侧面的曲率半径r3、所述第二透镜像侧面的曲率半径r4满足：0.15＜f/（r3-r4）＜0.25。
8.在一些实施例中，所述第三透镜物侧面的曲率半径r5与所述第三透镜像侧面的曲率半径r6满足：4.5＜r5/r6＜6.5。
9.在一些实施例中，所述光学镜头的有效焦距f与所述第三透镜的焦距f3满足：2.0＜f3/f＜3.0。
10.在一些实施例中，所述光学镜头的有效焦距f与所述第五透镜的焦距f5满足：2.2
＜f5/f＜3.5。
11.在一些实施例中，所述光学镜头的光学总长ttl与所述第二透镜和所述第三透镜在光轴上的间隔距离t23满足：0.06＜t23/ttl＜0.12。
12.在一些实施例中，所述光学镜头的最大视场角对应的相对照度ri满足：ri＞85％。
13.在一些实施例中，所述第一透镜至所述第五透镜均为玻璃球面镜片。
14.相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明采用五片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度等，实现光学镜头的小型化、大光圈、温度性能良好、相对照度高等有益效果中的至少一个。
15.本发明的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：图1为本发明实施例1中的光学镜头的结构示意图；图2为本发明实施例1中的光学镜头的相对照度曲线图；图3为本发明实施例1中的光学镜头的f-theta畸变曲线图；图4为本发明实施例2中的光学镜头的结构示意图；图5为本发明实施例2中的光学镜头的相对照度曲线图；图6为本发明实施例2中的光学镜头的f-theta畸变曲线图；图7为本发明实施例3中的光学镜头的结构示意图；图8为本发明实施例3中的光学镜头的相对照度曲线图；图9为本发明实施例3中的光学镜头的f-theta畸变曲线图；图10为本发明实施例4中的光学镜头的结构示意图；图11为本发明实施例4中的光学镜头的相对照度曲线图；图12为本发明实施例4中的光学镜头的f-theta畸变曲线图。
17.主要元件符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
18.为了更好地理解本技术，将参考附图对本技术的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本技术的实施例的描述，而非以任何方式限制本技术的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
19.应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
20.在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
21.在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
22.还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本技术的实施方式时，使用“可”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
23.除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词
典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
25.根据本技术实施例的光学镜头从物侧到像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜和第五透镜。
26.第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。第一透镜设置为凸面朝向物侧的弯月形状，能够尽可能的收集大视场光线进入后方光学系统，增加通光量，同时有利于实现整体大视场范围。第一透镜可使用高折射率材料，例如第一透镜的折射率满足nd1≥1.5，以有利于前端口径的减小和成像质量的提高。
27.第二透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。第二透镜为双凸透镜有利于汇聚光线，使发散的光线收拢后顺利进入后方光学系统，有利于小型化。另外，具有正光焦度的透镜，还可以平衡由前方透镜所引入的球差，提高光学镜头的成像品质。
28.第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。第三透镜能将发散的光线会聚至后方光学系统，可缩短周边光线到达成像面的光程，从而提高解像质量。
29.第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
30.第五透镜具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。
31.第四镜的像侧面与第五镜的物侧面胶合，而将第四镜和第五镜组合成胶合透镜，可有助于消除色差影响，减小场曲，校正慧差；同时，胶合透镜还可以残留部分色差以平衡光学系统的整体色差。在胶合透镜中，靠近物侧的第四镜具有负光焦度，靠近像侧的第五镜具有正光焦度，正负透镜的胶合可减小像差，减小光学总长。另外，镜片的胶合可降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜、偏芯等公差敏感度问题。
32.而且，具有负光焦度的第四透镜在前，具有正光焦度的第五透镜在后，能够使由前端第四透镜会聚的光线先发散过渡，再通过具有正光焦度的第五透镜进一步校正像差并将光线收束到成像面。在本技术的实施方式中，可增大胶合面张角，这有利于周边光线快速聚焦，并提高成像质量。
33.在一些实施例中，在第二透镜与第三透镜之间设置用于限制光束的光阑，以进一步提高镜头的成像质量。当将光阑设置于第二透镜与第三透镜之间时，可有利于有效收束进入光学系统的光线，减小光学系镜片口径。然而，应注意，此处公开的光阑的位置仅是示例而非限制；在替代的实施方式中，也可根据实际需要将光阑设置在其他位置。
34.在一些实施例中，光学镜头的最大视场角fov满足：80
°
≤fov
°
≤100
°
。满足上述范围，可以保证光学镜头具有大视场角的特性。
35.在一些实施例中，光学镜头的光圈值fno满足：fno≤1.1。满足上述范围，可以保证光学镜头具有大光圈的特性。
36.在一些实施例中，光学镜头的光学总长ttl与有效焦距f满足：3.5＜ttl/f＜5.0。满足上述条件式，在焦距固定的条件下，可以有效地缩短光学镜头的光学总长，有利于光学镜头的小型化。
37.在一些实施例中，光学镜头的光学总长ttl与最大视场角所对应的像高ih满足：2.7＜ttl/ih＜3.0。满足上述条件式，能够在兼顾良好的成像质量的同时有效地缩短光学
镜头的光学总长，有利于光学镜头的小型化。
38.在一些实施例中，光学镜头的最大视场角fov与光圈值fno满足：70
°
＜fov/fno＜100
°
。满足上述条件式，有利于扩大光学镜头的视场角并增大光学镜头的光圈，实现大视场角及大光圈特性，大视场角特性的实现有利于光学镜头获取更多的场景信息，满足大范围探测的需求，大光圈特性的实现有利于改善大视场角带来的边缘相对亮度下降快的问题，从而也有利于获取更多的尝尽信息。
39.在一些实施例中，光学镜头的最大视场角对应的相对照度ri满足：ri＞85％。满足上述条件式，有利于提高边缘视场照度，增强光学镜头在暗光环境下的拍摄效果。
40.在一些实施例中，光学镜头的有效焦距f与第二透镜物侧面的曲率半径r3、第二透镜像侧面的曲率半径r4满足：0.15＜f/（r3-r4）＜0.25。满足上述条件式，能够有效的控制系统的象散量，进而可以提高边缘视场的成像质量。
41.在一些实施例中，光学镜头的第三透镜物侧面的曲率半径r5与第三透镜像侧面的曲率半径r6满足：4.5＜r5/r6＜6.5。满足上述条件式，能够减小周边视场角的主光线入射像面的角度，有利于减小球差产生并修正边缘视场的像差，进而可以提高边缘视场的成像质量。
42.在一些实施例中，光学镜头有效焦距f与第三透镜的焦距f3满足：2.0＜f3/f＜3.0。满足上述条件式，可实现光线的平缓过渡，有利于实现大孔径光阑。
43.在一些实施例中，光学镜头有效焦距f与第五透镜的焦距f5满足：2.2＜f5/f＜3.5。满足上述条件式，使得最后一枚透镜第五透镜具有短焦距，有助于用于光线的汇聚，保证光学镜头的通光量。
44.在一些实施例中，光学镜头的光学总长ttl与第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离t23满足：0.06＜t23/ttl＜0.12。满足上述条件，可以有效地缩短光学镜头的光学总长，有利于光学镜头的小型化。
45.根据本技术的上述实施方式的光学镜头采用了例如五片透镜，通过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度等，实现光学镜头的小型化、大光圈、温度性能良好、相对照度高等有益效果中的至少一个。
46.在以下各个实施例中，光学镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
47.实施例1请参阅图1，所示为本发明实施例1提供的光学镜头100的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜l1、第二透镜l2、光阑st、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、以及滤光片g1。
48.第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面；第二透镜l2具有正光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为凸面；第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凸面；第四透镜l4具有负光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面为凹面；第五透镜l5具有正光焦度，其物侧面和像侧面s9均为凸面，第四透镜l4和第五透镜l5相互胶合组成胶合透镜，即第四透镜l4的像侧面和第五透镜l5的物侧面的胶合面为s8；
其中，所述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5均为玻璃球面透镜。
49.本实施例提供的光学镜头100的各个镜片相关参数如表1所示。
50.表 1在本实施例中，光学镜头100的相对照度曲线图、f-theta畸变曲线图分别如图2和图3所示。
51.请参阅图2，所示为本实施例当中光学镜头的相对照度曲线图，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示y视场角（单位：
°
），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图2中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于92%，说明光学镜头的相对照度高。
52.请参阅图3，所示为本实施例当中光学镜头的f-theta畸变曲线图，其表示中心波长的光线在成像面上不同像高处的f-theta畸变，横轴表示f-theta畸变（单位：%），纵轴表示y视场角(单位：
°
)。从图3中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的f-theta畸变控制在6%以内，说明光学镜头的f-theta畸变得到良好的矫正。
53.实施例2请参阅图4，所示为本发明实施例2提供的光学镜头200的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜l1、第二透镜l2、光阑st、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、以及滤光片g1。
54.第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1为平面，像侧面s2为凹面；第二透镜l2具有正光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为凸面；第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凸面；第四透镜l4具有负光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面为凹面；
第五透镜l5具有正光焦度，其物侧面和像侧面s9均为凸面，第四透镜和第五透镜相互胶合组成胶合透镜；其中，所述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5均为玻璃球面透镜，即第四透镜l4的像侧面和第五透镜l5的物侧面的胶合面为s8；其中，所述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5均为玻璃球面透镜。
55.本实施例提供的光学镜头200的各个镜片相关参数如表2所示。
56.表 2在本实施例中，光学镜头200的相对照度曲线图、f-theta畸变曲线图分别如图5和图6所示。
57.请参阅图5，所示为本实施例当中光学镜头的相对照度曲线图，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示y视场角（单位：
°
），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图5中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于90%，说明光学镜头的相对照度高。
58.请参阅图6，所示为本实施例当中光学镜头的f-theta畸变曲线图，其表示中心波长的光线在成像面上不同像高处的f-theta畸变，横轴表示f-theta畸变（单位：%），纵轴表示y视场角(单位：
°
)。从图3中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的f-theta畸变控制在3%以内，说明光学镜头的f-theta畸变得到良好的矫正。
59.实施例3请参阅图7，所示为本发明实施例3提供的光学镜头300的结构示意图，该光学镜头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜l1、第二透镜l2、光阑st、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、以及滤光片g1。
60.第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面；第二透镜l2具有正光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为凸面；第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凸面；第四透镜l4具有负光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面为凹面；第五透镜l5具有正光焦度，其物侧面和像侧面s9均为凸面，第四透镜l4和第五透镜l5相互胶合组成胶合透镜，即第四透镜l4的像侧面和第五透镜l5的物侧面的胶合面为s8；其中，所述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5均为玻璃球面透镜。
61.本实施例提供的光学镜头300的各个镜片相关参数如表3所示。
62.表 3在本实施例中，光学镜头300的相对照度曲线图、f-theta畸变曲线图分别如图8和图9所示。
63.请参阅图8，所示为本实施例当中光学镜头的相对照度曲线图，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示y视场角（单位：
°
），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图8中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于89%，说明光学镜头的相对照度高。
64.请参阅图9，所示为本实施例当中光学镜头的f-theta畸变曲线图，其表示中心波长的光线在成像面上不同像高处的f-theta畸变，横轴表示f-theta畸变（单位：%），纵轴表示y视场角(单位：
°
)。从图9中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的f-theta畸变控制在5%以内，说明光学镜头的f-theta畸变得到良好的矫正。
65.实施例4请参阅图10，所示为本发明实施例4提供的光学镜头400的结构示意图，该光学镜
头沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜l1、第二透镜l2、光阑st、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、以及滤光片g1。
66.第一透镜l1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面；第二透镜l2具有正光焦度，其物侧面s3和像侧面s4均为凸面；第三透镜l3具有正光焦度，其物侧面s5为凹面，像侧面s6为凸面；第四透镜l4具有负光焦度，其物侧面s7为凸面，像侧面为凹面；第五透镜l5具有正光焦度，其物侧面和像侧面s9均为凸面，第四透镜l4和第五透镜l5相互胶合组成胶合透镜，即第四透镜l4的像侧面和第五透镜l5的物侧面的胶合面为s8；其中，所述第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5均为玻璃球面透镜。
67.本实施例提供的光学镜头400的各个镜片相关参数如表4所示。
68.表 4在本实施例中，光学镜头400的相对照度曲线图、f-theta畸变曲线图分别如图11和图12所示。
69.请参阅图11，所示为本实施例当中光学镜头的相对照度曲线图，其表示成像面上不同视场角度的相对照度值，横轴表示y视场角（单位：
°
），纵轴表示相对照度（单位：%）。从图11中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的相对照度值仍大于86%，说明光学镜头的相对照度高。
70.请参阅图12，所示为本实施例当中光学镜头的f-theta畸变曲线图，其表示中心波长的光线在成像面上不同像高处的f-theta畸变，横轴表示f-theta畸变（单位：%），纵轴表示y视场角(单位：
°
)。从图12中可以看出，在最大半视场角时光学镜头的f-theta畸变控制在6%以内，说明光学镜头的f-theta畸变得到良好的矫正
请参阅表5，所示为上述四个实施例当中各实施例提供的光学镜头对应的光学特性，主要包括光学镜头的光学总长ttl、有效焦距f、光圈值fno、视场角fov和最大视场角所对应的像高ih，以及与前面每个条件式对应的数值。
71.表 5综上所述，本发明实施例提供的光学镜头采用五片玻璃镜片，过优化设置镜片的形状，合理分配各镜片的光焦度等，实现光学镜头的小型化、大光圈、温度性能良好、相对照度高等有益效果中的至少一个。
72.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。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与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。