一种光学成像镜头的制作方法

82.0mm<f3<-55.0mm，33.0mm<f4<41.0mm，-38.0mm<f5<-22.0mm，23.0mm<f6<43.0mm，-36.0mm<f7<-28.0mm，38.0mm<f8<77.0mm，-81.0mm<f9<-30.0mm，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8和f9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、第七透镜、第八透镜和第九透镜的焦距。
[0019]
进一步的，该第二透镜、第七透镜和第九透镜的折射率温度系数不在常规玻璃的范围内。
[0020]
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd2-vd3>30，其中，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数。
[0021]
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd5-vd4>30，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。
[0022]
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd6-vd7>30，其中，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数。
[0023]
进一步的，该第一透镜的物侧面和像侧面、第二透镜的物侧面、第三透镜的像侧面、第四透镜的物侧面、第五透镜的像侧面、第六透镜的物侧面、第七透镜的像侧面、第八透镜的物侧面和像侧面以及第九透镜的物侧面和像侧面分别镀有波段在400-1100nm的增透膜。
[0024]
进一步的，还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。
[0025]
进一步的，该第一透镜至第九透镜均为玻璃球面透镜。
[0026]
本发明的有益技术效果：
[0027]
本发明采用九片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有兼顾可见光波段与红外波段，在可见光波段与红外波段(支持透雾功能)均具有很好的成像质量；光学总长短，质量轻，小巧便于携带；温漂量小，可以很好保持各种温度环境下的工作状态；相对照度高，在较暗环境下可以保证成像亮度的的优点。
附图说明
[0028]
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。
[0029]
图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0030]
图2为本发明实施例一的可见光435-656nm的mtf图；
[0031]
图3为本发明实施例一的可见光435-656nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0032]
图4为本发明实施例一的垂轴色差曲线图；
[0033]
图5为本发明实施例一的场曲和畸变曲线图；
[0034]
图6为本发明实施例一的点列图；
[0035]
图7为本发明实施例二的结构示意图；
[0036]
图8为本发明实施例二的可见光435-656nm的mtf图；
[0037]
图9为本发明实施例二的可见光435-656nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0038]
图10为本发明实施例二的垂轴色差曲线图；
[0039]
图11为本发明实施例二的场曲和畸变曲线图；
[0040]
图12为本发明实施例二的点列图；
[0041]
图13为本发明实施例三的结构示意图；
[0042]
图14为本发明实施例三的可见光435-656nm的mtf图；
[0043]
图15为本发明实施例三的可见光435-656nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0044]
图16为本发明实施例三的垂轴色差曲线图；
[0045]
图17为本发明实施例三的场曲和畸变曲线图；
[0046]
图18为本发明实施例三的点列图；
[0047]
图19为本发明实施例四的结构示意图；
[0048]
图20为本发明实施例四的可见光435-656nm的mtf图；
[0049]
图21为本发明实施例四的可见光435-656nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0050]
图22为本发明实施例四的垂轴色差曲线图；
[0051]
图23为本发明实施例四的场曲和畸变曲线图；
[0052]
图24为本发明实施例四的点列图；
[0053]
图25为本发明实施例五的结构示意图；
[0054]
图26为本发明实施例五的可见光435-656nm的mtf图；
[0055]
图27为本发明实施例五的可见光435-656nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0056]
图28为本发明实施例五的垂轴色差曲线图；
[0057]
图29为本发明实施例五的场曲和畸变曲线图；
[0058]
图30为本发明实施例五的点列图。
具体实施方式
[0059]
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。
[0060]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0061]
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。
[0062]
本发明公开了一种光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜；第一透镜至第九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。
[0063]
第一透镜具正屈光率，第一透镜的物侧面为凸面。
[0064]
第二透镜具正屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凸面。
[0065]
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凹面。
[0066]
第四透镜具正屈光率，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凸面。
[0067]
第五透镜具负屈光率，第五透镜的物侧面为凹面，第五透镜的像侧面为凹面。
[0068]
第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面。
[0069]
第七透镜具负屈光率，第七透镜的物侧面为凹面，第七透镜的像侧面为凹面。
[0070]
第八透镜具正屈光率，第八透镜的物侧面为凸面。
[0071]
第九透镜具负屈光率，第九透镜的物侧面为凹面。
[0072]
第二透镜与第三透镜相互胶合，第四透镜与第五透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合。
[0073]
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第九透镜。本发明采用九片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，具有兼顾可见光波段与红外波段，在可见光波段也有很好的成像质量，并且支持透雾功能(即支持红外波段使用)；光学总长短，质量轻，小巧便于携带；温漂量小，可以很好保持各种温度环境下的工作状态；相对照度高，在较暗环境下可以保证成像亮度的的优点。
[0074]
优选的，该光学成像镜头还满足：1.10<(f1/f)<3.70，0.40<(f2/f)<0.62，-0.82<(f3/f)<-0.50，0.20<(f4/f)<0.50，-0.40<(f5/f)<-0.20，0.20<(f6/f)<0.50，-0.40<(f7/f)<-0.20，0.30<(f8/f)<0.80，-0.85<(f9/f)<-0.20，其中，f为该光学成像镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8和f9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、第七透镜、第八透镜和第九透镜的焦距，使成像效果更佳。
[0075]
优选的，该光学成像镜头还满足：116.0mm<f1<363.0mm，53.0mm<f2<62.0mm，-82.0mm<f3<-55.0mm，33.0mm<f4<41.0mm，-38.0mm<f5<-22.0mm，23.0mm<f6<43.0mm，-36.0mm<f7<-28.0mm，38.0mm<f8<77.0mm，-81.0mm<f9<-30.0mm，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8和f9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、第七透镜、第八透镜和第九透镜的焦距，合理分配光焦度，使系统更加稳定。
[0076]
优选的，该第二透镜、第七透镜和第九透镜的折射率温度系数不在常规玻璃的范围内(具体为折射率温度系数为负值)，进一步管控温漂，可以保证镜头在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦，满足绝大部分的使用环境要求。
[0077]
优选的，该光学成像镜头还满足：vd2-vd3>30，其中，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，进一步矫正色差，并杜绝了镜头成像易出现的蓝紫边现象。
[0078]
优选的，该光学成像镜头还满足：vd5-vd4>30，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，进一步矫正色差，并杜绝了镜头成像易出现的蓝紫边现象。
[0079]
优选的，该光学成像镜头还满足：vd6-vd7>30，其中，vd6为第六透镜的色散系数，vd7为第七透镜的色散系数，进一步矫正色差，并杜绝了镜头成像易出现的蓝紫边现象。
[0080]
优选的，该第一透镜的物侧面和像侧面、第二透镜的物侧面、第三透镜的像侧面、第四透镜的物侧面、第五透镜的像侧面、第六透镜的物侧面、第七透镜的像侧面、第八透镜的物侧面和像侧面以及第九透镜的物侧面和像侧面分别镀有波段在400-1100nm的增透膜，增加整体信号透过率。
[0081]
优选的，还包括光阑，光阑设置在第三透镜与第四透镜之间，进一步优化色差，提升整体性能。
[0082]
优选的，该第一透镜至第九透镜均为玻璃球面透镜，提升系统稳定性，且易于加工，降低成本。
[0083]
下面将以具体实施例对本发明的光学成像镜头进行详细说明。
[0084]
实施例一
[0085]
如图1所示，一种光学成像镜头，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、光阑100、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、保护玻璃110和成像面120；第一透镜1至第九透镜9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。
[0086]
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为凸面，当然，在一些实施例中，第一透镜1的像侧面12也可以为凹面或平面。
[0087]
第二透镜2具正屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凸面。
[0088]
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为凹面。
[0089]
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。
[0090]
第五透镜5具负屈光率，第五透镜5的物侧面51为凹面，第五透镜5的像侧面52为凹面。
[0091]
第六透镜6具正屈光率，第六透镜6的物侧面61为凸面，第六透镜6的像侧面62为凸面。
[0092]
第七透镜7具负屈光率，第七透镜7的物侧面71为凹面，第七透镜7的像侧面72为凹面。
[0093]
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，当然，在一些实施例中，第八透镜8的像侧面82也可以为凹面或平面。
[0094]
第九透镜9具负屈光率，第九透镜9的物侧面91为凹面，第九透镜9的像侧面92为凹面，当然，在一些实施例中，第九透镜9的像侧面92也可以为凸面或平面。
[0095]
第二透镜2与第三透镜3相互胶合，第四透镜4与第五透镜5相互胶合，第六透镜6与第七透镜7相互胶合。
[0096]
本具体实施例中，光阑100设置在第三透镜3与第四透镜4之间，但并不限于此，在其它实施例中，光阑100也可以设置在其它合适位置。
[0097]
本具体实施例中，第一透镜1至第九透镜9均为玻璃球面透镜，但并不以此为限。
[0098]
本具体实施例中，第一透镜1的物侧面11和像侧面12、第二透镜2的物侧面21、第三透镜3的像侧面32、第四透镜4的物侧面41、第五透镜5的像侧面52、第六透镜6的物侧面61、第七透镜7的像侧面72、第八透镜8的物侧面81和像侧面82以及第九透镜9的物侧面91和像侧面92分别镀有波段在400-1100nm的增透膜，该增透膜已是很成熟的技术，具体可以参考现有技术，此不再细说。
[0099]
本具体实施例中，第二透镜、第七透镜和第九透镜的折射率温度系数为负值。
[0100]
本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
[0101]
表1-1实施例一的详细光学数据
[0102][0103]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0104]
本具体实施例的mtf曲线图详见图2，离焦曲线图请参阅图3，垂轴色差图详见图4，场曲及畸变图详见图5的(a)和(b)，点列图请参阅图6，可以看出，在可见光波段，分辨率高，成像清晰，场曲和畸变小，f-tan(theta)畸变小于0.3％，画面清晰不变形，色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。此外，本具体实施例的相对照度大于80％，在较暗环境下可以保证成像亮度。
[0105]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0106]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝100.0mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝5.2
°
；像面大小为9.11mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝100.82mm。
[0107]
实施例二
[0108]
如图7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。
[0109]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0110]
表2-1实施例二的详细光学数据
[0111][0112]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0113]
本具体实施例的mtf曲线图详见图8，离焦曲线图请参阅图9，垂轴色差图详见图10，场曲及畸变图详见图11的(a)和(b)，点列图请参阅图12，可以看出，在可见光波段，分辨率高，成像清晰，场曲和畸变小，f-tan(theta)畸变小于0.35％，画面清晰不变形，色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。此外，本具体实施例的相对照度大于80％，在较暗环境下可以保证成像亮度。
[0114]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0115]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝99.8mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝5.2
°
；像面大小为9.11mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝100.00mm。
[0116]
实施例三
[0117]
如图13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，仅第九透镜9的像侧面92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。
[0118]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0119]
表3-1实施例三的详细光学数据
[0120][0121]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0122]
本具体实施例的mtf曲线图详见图14，离焦曲线图请参阅图15，垂轴色差图详见图16，场曲及畸变图详见图17的(a)和(b)，点列图请参阅图18，可以看出，在可见光波段，分辨率高，成像清晰，场曲和畸变小，f-tan(theta)畸变小于0.2％，画面清晰不变形，色差和像差小(色差矫正比实施例一差一些)，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。此外，本具体实施例的相对照度大于80％，在较暗环境下可以保证成像亮度。
[0123]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0124]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝99.9mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝5.2
°
；像面大小为9.10mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝100.30mm。
[0125]
实施例四
[0126]
如图19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，仅第一透镜1的像侧面12为凹面，第八透镜8的像侧面82为凹面，第九透镜9的像侧面92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。
[0127]
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
[0128]
表4-1实施例四的详细光学数据
[0129][0130]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0131]
本具体实施例的mtf曲线图详见图20，离焦曲线图请参阅图21，垂轴色差图详见图22，场曲及畸变图详见图23的(a)和(b)，点列图请参阅图24，可以看出，在可见光波段，分辨率高，成像清晰，场曲和畸变小，f-tan(theta)畸变小于0.2％，画面清晰不变形，色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。此外，本具体实施例的相对照度大于80％，在较暗环境下可以保证成像亮度。
[0132]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0133]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝100.0mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝5.2
°
；像面大小为9.10mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝100.00mm。
[0134]
实施例五
[0135]
如图25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。
[0136]
本具体实施例的详细光学数据如表5-1所示。
[0137]
表5-1实施例五的详细光学数据
[0138][0139]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0140]
本具体实施例的mtf曲线图详见图26，离焦曲线图请参阅图27，垂轴色差图详见图28，场曲及畸变图详见图29的(a)和(b)，点列图请参阅图30，可以看出，在可见光波段，分辨率高，成像清晰，场曲和畸变小，f-tan(theta)畸变小于0.4％，画面清晰不变形，色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。此外，本具体实施例的相对照度大于80％，在较暗环境下可以保证成像亮度。
[0141]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0142]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝100.0mm；光圈值fno＝3.0；视场角fov＝5.2
°
；像面大小为9.12mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝100.30mm。
[0143]
表6本发明五个实施例的相关重要参数的数值
[0144] 实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五f1202.13173.53116.44362.30134.65f255.8656.5759.9657.2661.12f3-76.88-81.19-74.87-56.34-67.74f436.3340.9140.4337.9833.59f5-25.04-28.02-23.95-37.13-23.98f626.8431.0226.6342.0625.65f7-32.51-35.26-28.33-35.98-28.76
f844.7752.8758.9775.9838.84f9-32.96-42.16-52.24-80.66-31.23f100.099.899.9100.0100.0f1/f2.021.741.173.621.35f2/f0.560.570.600.570.61f3/f-0.77-0.81-0.75-0.56-0.68f4/f0.360.410.400.380.34f5/f-0.25-0.28-0.24-0.37-0.24f6/f0.270.310.270.420.26f7/f-0.33-0.35-0.28-0.36-0.29f8/f0.450.530.590.760.39f9/f-0.33-0.42-0.52-0.81-0.31vd2-vd356.1253.8348.3156.1256.12vd5-vd432.4732.4729.4732.4732.47vd6-vd731.1631.1631.2431.2431.24
[0145]
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。