一种取像镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种取像镜头，解决了现有技术中三片式镜头视场角度较小的问题，其技术方案要点是，包括沿光轴从物方到像方依次设置的三组透镜：第一透镜为负光焦度透镜，其像侧面为凹面；第二透镜为正光焦度透镜，其物侧面为凸面；第三透镜为正光焦度透镜，其像侧面为凸面；所述镜头满足下述的关系式：‑0.9<f1/f<‑0.5；其中，f1为第一透镜焦距，f为整个取像镜头的有效焦距，本发明专利技术公开的一种取像镜头，采用精简的三片式镜头设计，利用透镜的光焦度、凹面与凸面的组合，有效缩减光学总长度外，满足广角视场角度，更进一步提高了成像质量。

An image taking lens

The invention discloses a kind of image capturing lens, which solves the problem that the angle of view of three pieces of lens in the existing technology is small. The technical scheme is that the three lenses are arranged in sequence along the optical axis from the object side to the image square, the first lens is a negative focal degree lens, the image side is a concave surface, and the second lens is a positive focal lens, and the second lens is a positive focal lens, and the lens is a positive focal lens. The side of the object is a convex surface; the third lens is a positive focal lens with a convex side, and the lens satisfies the following relation: 0.9< f1/f< 0.5; in which, F1 is the focal length of the first lens and the F is the effective focal length of the entire image lens. The invention is an open image lens and a simplified three lens lens design. By combining the focal degree of the lens, the concave surface and the convex surface, the optical total length can be reduced effectively, and the wide angle field angle is satisfied, and the imaging quality is further improved.

【技术实现步骤摘要】
一种取像镜头
本专利技术涉及一种透镜组成的光学系统，特别涉及一种取像镜头。
技术介绍
近年来随着科技产业的进步，影像系统不断朝向多功能方向发展，如手机影像通信、智能居家监视系统、车用影像系统等，但传统的取像用镜头，其长度较长，尺寸较大，不利于应用设备的小型化，为了节省空间，大多的取像镜头采用三片式镜头设计，但现有三片式镜头视场角度大多在80度以下，且第一片多为正光焦度透镜设计。由于影像系统的应用要求，视场角度需要达到80度以上甚至到达160度，而现有的三片式镜头设计，很难达到广角、大光圈以及短的系统长度要求，因此，还具有一定的改进空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种取像镜头，精简的三片式镜头设计，利用透镜的光焦度、凹面与凸面的组合，有效缩减光学总长度外，满足广角视场角度，更进一步提高了成像质量。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种取像镜头，包括沿光轴从物方到像方依次设置的三组透镜：第一透镜为负光焦度透镜，其像侧面为凹面；第二透镜为正光焦度透镜，其物侧面为凸面；第三透镜为正光焦度透镜，其像侧面为凸面；所述镜头满足下述的关系式：-0.9&lt;f1/f&lt;-0.5；其中，f1为第一透镜焦距，f为整个取像镜头的有效焦距。采用上述方案，通过将第一透镜设置为负光焦度透镜，实现了使用三片透镜的精简组合达到广角市场角度的作用，并通过依次排列于第一透镜后面的第二透镜和第三透镜进行相差和色差的矫正，使得取像镜头在满足广角的同时，失真较小，成像更真实。作为优选，所述取像镜头满足以下关系式：0.3&lt;f2/f&;lt;0.7；其中，f2为第二透镜焦距。作为优选，所述取像镜头满足以下关系式：0.60&lt;f3/f&lt;0.9；其中，f3为第三透镜焦距。采用上述方案，通过设置第二透镜和第三透镜对取像镜头各个折射面产生的球差传递到像空间后的球差之和进行矫正，同时矫正了取像镜头的场曲等其他像差，使经取像镜头后的像更加的真实。作为优选，所述取像镜头的像侧面间隔距离设置有接收影像的光电传感器，所述镜头满足以下关系式：1.5&lt;TTL/IMH&lt;4.0；70&lt;FOV&lt;160；其中，TTL为整个透镜系统总长度，IMH为传感器影像高度，FOV为镜头总视角。采用上述方案，可以缩短镜头的总长，保证了镜头微型化，进一步实现用精简的三片式镜头做到广视角，同时体积较小。作为优选，所述取像镜头满足以下条件式：50&lt;Vd1&lt;82；17&lt;Vd2&lt;50；50&lt;Vd3&lt;82；其中，Vd1为第一透镜的阿贝数，Vd2为第二透镜的阿贝数，Vd3为第三透镜的阿贝数。采用上述方案，进一步限定了透镜对某物点发出光线的偏折能力，进一步矫正取像镜头的色差，使经取像镜头后的像更加真实。作为优选，所述取像镜头还包含一光阑，所述光阑设置于第二透镜与第三透镜之间以控制第三透镜的光通量，且所述第二透镜与第三透镜之间设置有光圈。采用上述方案，由于第一透镜为负光焦度透镜，第二透镜为正光焦度透镜，光束汇聚在第二透镜与第三透镜之间，在第二透镜与第三透镜之间设置光阑，控制成像光束的光能量，效果最好；通过光圈的设置来进一步控制镜头的孔径大小，进而控制镜头的进光量，从而影响成像质量，将光圈设置在第二透镜和第三透镜之间，可以采用较大的光圈，使得较暗的环境下成像更佳，使得应用领域更佳广泛。作为优选，所述第一透镜、第三透镜采用塑胶材料或PMMA材料加工的非球面透镜，第二透镜采用塑胶材料、PMMA材料或玻璃材料加工的非球面透镜。采用上述方案，三个透镜采用塑胶材料或PMMA材料设计，其成本低，其中PMMA的透光率较好，塑胶材料的耐温性较好，可根据实际实用环境选择使用塑胶材料或PMMA材料的透镜，适用范围更广，可灵活应用；玻璃材料的透镜成像效果较好，第二透镜采用玻璃材料，使得取像镜头的成像效果更好，且与塑胶材质或者PMMA材质的第一透镜和第三透镜组合，其成本较低，更加的适于使用。作为优选，所述取像镜头更进一步满足以下条件式：-120&lt;dndt1&lt;-80；-10&lt;dndt2&lt;10；-120&lt;dndt3&lt;-80；其中，dndt1为第一透镜的相对折射率温度系数，dndt2为第二透镜的相对折射率温度系数，dndt3为第三透镜的相对折射率温度系数，单位为(10-6/℃)。作为优选，所述取像镜头还包含一滤光片，所述滤光片位于第三透镜的像侧，所述滤光片用于过滤第三透镜的光线中的红外光线或者可见光线。采用上述方案，通过在取像镜头中设置滤光片，在白天时可以让可见光进入取像镜头，而夜间可以让红外光进入镜头，且两者却又互不影响，进一步提高白天以及夜间的成像质量。作为优选，所述取像镜头的第一透镜、第二透镜、第三透镜的所有折射面均为非球面，且满足以下公式:其中，z表示透镜表面各点的Z轴坐标值；y表示透镜表面上各点的Y轴坐标值；c为透镜表面的曲率半径R的倒数；k为圆锥系数；A、B、C、D、E、F、G、H、J为非球面系数。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过精简的三片式镜头设计，通过将第一透镜设置为负光焦度透镜，实现了使用三片透镜的精简组合达到广角市场角度的作用，并通过依次排列于第一透镜后面的第二透镜和第三透镜进行相差和色差的矫正，利用透镜的光焦度、凹面与凸面的组合，有效缩减光学总长度外，满足广角视场角度，更进一步提高了成像质量。附图说明图1为本专利技术中实施例1的镜头结构示意图；图2为实施例1中镜头数据的球面像差；图3为实施例1中镜头数据的像散图；图4为实施例1中镜头数据的畸变图；图5为本专利技术中实施例2的镜头结构示意图；图6为实施例2中镜头数据的球面像差；图7为实施例2中镜头数据的像散图；图8为实施例2中镜头数据的畸变图；图9为实施例2中镜头数据的常温20度传递函数对焦点深度曲线图；图10为实施例2中镜头数据的低温-20度传递函数对焦点深度曲线图；图11为实施例2中镜头数据的高温70度传递函数对焦点深度曲线图；图12为实施例2中镜头数据的倍率色差图；图13为本专利技术中实施例3的镜头结构示意图；图14为实施例3中取像镜头的轴向像差图；图15为实施例3中取像镜头的场曲图；图16为实施例3中取像镜头的畸变图；图17为实施例3中取像镜头的光学系统调制传递函数示意图；图18为实施例3中取像镜头的多色光波的衍射MTF示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术公开了一种取像镜头，包括三片塑胶材料或者PMMA材料制成的非球面透镜；为了使成像效果更好也可以采用三片玻璃材料制成的非球面透镜；为了节省成本、但又要成像效果较好，也可以塑胶材料、PMMA材料制成的非球面透镜与玻璃材料制成的非球面透镜组合。取像镜头包含沿光轴由物侧至成像侧依次排列为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑S5、滤光片L4；其中，光阑S5设置于第二透镜L2与第三透镜L3之间，用于控制第三透镜的光通量；第一透镜L1为具有负光焦度透镜，其像侧面为凹面S2，物侧面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取像镜头，其特征是：包括沿光轴从物方到像方依次设置的三组透镜：第一透镜为负光焦度透镜，其像侧面为凹面；第二透镜为正光焦度透镜，其物侧面为凸面；第三透镜为正光焦度透镜，其像侧面为凸面；所述镜头满足下述的关系式：‑0.9<f1/f<‑0.5；其中，f1为第一透镜焦距，f为整个取像镜头的有效焦距。

【技术特征摘要】
1.一种取像镜头，其特征是：包括沿光轴从物方到像方依次设置的三组透镜：第一透镜为负光焦度透镜，其像侧面为凹面；第二透镜为正光焦度透镜，其物侧面为凸面；第三透镜为正光焦度透镜，其像侧面为凸面；所述镜头满足下述的关系式：-0.9&lt;f1/f&lt;-0.5；其中，f1为第一透镜焦距，f为整个取像镜头的有效焦距。2.根据权利要求1所述的一种取像镜头，其特征是：所述取像镜头满足以下关系式：0.3&lt;f2/f&lt;0.7；其中，f2为第二透镜焦距。3.根据权利要求1所述的一种取像镜头，其特征是：所述取像镜头满足以下关系式：0.60&lt;f3/f&lt;0.9；其中，f3为第三透镜焦距。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种取像镜头，其特征是：所述取像镜头的像侧面间隔距离设置有接收影像的光电传感器，所述镜头满足以下关系式：1.5&lt;TTL/IMH&lt;4.0；70&lt;FOV&lt;160；其中，TTL为整个透镜系统总长度，IMH为传感器影像高度；FOV为镜头总视角。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种取像镜头，其特征是：所述取像镜头满足以下条件式：50&lt;Vd1&lt;82；17&lt;Vd2&lt;50；50&lt;Vd3&lt;82；其中，Vd1为第一透镜的阿贝数，Vd2为第二透镜的阿贝数，Vd3为第三透镜的阿贝数。6.根据权利要求1至3任一项所述的一种取像镜头，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江峰，卢友文，
申请(专利权)人：深圳市莱通光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44