全文摘要
本发明提供了一种光学成像镜头及成像设备，由八个透镜组成，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面；光阑；具有正光焦度的第五透镜，其像侧面为凸面；具有正光焦度的第六透镜，其像侧面为凸面；具有负光焦度的第七透镜，其物侧面和像侧面均为凹面，且第六透镜与第七透镜组成粘合体；具有正光焦度的第八透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；设于第八透镜与成像面之间的滤光片。本发明提供的光学成像镜头能够良好地矫正边缘视场的像差，减少鬼影的产生，提供更高质量的成像效果。
主设计要求
1.一种光学成像镜头，其中具有光焦度的光学元件由八个透镜组成，其特征在于，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凸面；光阑；具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面，物侧面为凹面或凸面；具有正光焦度的第六透镜，所述第六透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凹面，且所述第六透镜与所述第七透镜组成粘合体；具有正光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面和像侧面均为凸面；以及滤光片，所述滤光片设于所述第八透镜与成像面之间；所述光学成像镜头满足以下条件式：-0.4＜r13\/f13+r14\/f14＜-0.1；其中，r13表示所述七透镜的像侧面的曲率半径，r14表示所述第八透镜的物侧面的曲率半径，f13表示所述第七透镜的像侧面的焦距，f14表示所述第八透镜的物侧面的焦距。
设计方案
1.一种光学成像镜头，其中具有光焦度的光学元件由八个透镜组成，其特征在于，从物侧到成像面依次包括：
具有负光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面；
具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面为凸面；
光阑；
具有正光焦度的第五透镜，所述第五透镜的像侧面为凸面，物侧面为凹面或凸面；
具有正光焦度的第六透镜，所述第六透镜的像侧面为凸面；
具有负光焦度的第七透镜，所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凹面，且所述第六透镜与所述第七透镜组成粘合体；
具有正光焦度的第八透镜，所述第八透镜的物侧面和像侧面均为凸面；以及
滤光片，所述滤光片设于所述第八透镜与成像面之间；
所述光学成像镜头满足以下条件式：
-0.4＜r13<\/sub>\/f13<\/sub>+r14<\/sub>\/f14<\/sub>＜-0.1；
其中，r13<\/sub>表示所述七透镜的像侧面的曲率半径，r14<\/sub>表示所述第八透镜的物侧面的曲率半径，f13<\/sub>表示所述第七透镜的像侧面的焦距，f14<\/sub>表示所述第八透镜的物侧面的焦距。
2.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
0＜f2<\/sub>\/fL1<\/sub>+f4<\/sub>\/fL2<\/sub>+f5<\/sub>\/fL3<\/sub>＜3；
|r4<\/sub>\/f4<\/sub>+r5<\/sub>\/f5<\/sub>|＜1；
其中，f2<\/sub>表示所述第一透镜的像侧面的焦距，f4<\/sub>表示所述第二透镜的像侧面的焦距，f5<\/sub>表示所述第三透镜的物侧面的焦距，fL1<\/sub>表示所述第一透镜的焦距，fL2<\/sub>表示所述第二透镜的焦距，fL3<\/sub>表示所述第三透镜的焦距，r4<\/sub>表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径，r5<\/sub>表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径。
3.如权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
TTL\/BFL＜6；
其中，TTL表示所述光学成像镜头的光学总长，BFL表示所述第八透镜像侧面的顶点到成像面的距离。
4.如权利要求1所述光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
θ\/IH2<\/sup>＜0.25；
其中，θ表示所述光学成像镜头的半视场角，IH表示所述光学成像镜头在半视场角θ时的像高。
5.如权利要求1所述光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-5＜f5<\/sub>\/fL3<\/sub>-f7<\/sub>\/fL4<\/sub>＜0；
其中，f5<\/sub>表示所述第三透镜的物侧面的焦距，f7<\/sub>表示所述第四透镜物侧面的焦距，fL3<\/sub>表示所述第三透镜的焦距，fL4<\/sub>表示所述第四透镜的焦距。
6.如权利要求1所述光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
-1＜f10<\/sub>\/fL5<\/sub>+f12<\/sub>\/fL6<\/sub>＜1；
|ΔPg,F5<\/sub>|+|ΔPg,F6<\/sub>|＞0.02；
其中，f10<\/sub>表示所述第五透镜像侧面的焦距，f12<\/sub>表示所述第六透镜的像侧面的焦距，fL5<\/sub>表示所述第五透镜的焦距，fL6<\/sub>表示所述第六透镜的焦距，ΔPg,F5<\/sub>表示所述第五透镜的相对部分色散偏离阿贝经验公式的偏离值，ΔPg,F6<\/sub>表示所述第六透镜的相对部分色散偏离阿贝经验公式的偏离值。
7.如权利要求1所述光学成像镜头，其特征在于，所述光学成像镜头满足以下条件式：
0＜r12<\/sub>\/fL67<\/sub>＜0.5；
Vd6<\/sub>-Vd7<\/sub>＞35；
其中，r12<\/sub>表示所述第六透镜和所述第七透镜组成的粘合体的粘合面的曲率半径，fL67<\/sub>表示所述第六透镜和所述第七透镜组成的粘合体的焦距，Vd6<\/sub>表示所述第六透镜的阿贝数，Vd7<\/sub>表示所述第七透镜的阿贝数。
8.如权利要求1-7任一项所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜均为玻璃透镜。
9.如权利要求8所述的光学成像镜头，其特征在于，所述第二透镜、所述第八透镜为玻璃非球面透镜，所述第一透镜、所述第六透镜和所述第七透镜均为玻璃球面透镜。
10.一种成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光学成像镜头及成像元件，所述成像元件用于将所述光学成像镜头形成的光学图像转换为电信号。
设计说明书
技术领域
本发明涉及透镜成像技术领域，特别涉及一种光学成像镜头及成像设备。
背景技术
在户外极限运动领域，如滑雪、冲浪、跳伞、潜水、赛车等，存在剧烈震动以及视角快速变换的情况，在这种情况下，需要一款体积小便于携带，提供较大的视野范围，且成像效果良好，拍摄出来的图片失真小的运动相机镜头。
高像素意味着更小的像素点尺寸和更大的成像面范围，在这种情况下，对镜头的分辨率要求越来越高，使得镜头的边缘像差很难矫正。
由于运动相机是由芯片感光并将光信号转化为电信号，而芯片在短波的感光范围比人眼更大，因此对于二级色差需要更好的矫正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学成像镜头及成像设备，能够良好的矫正边缘视场的像差，提供更高质量的成像效果，可适用于运动相机等成像设备上。
本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
第一方面，本发明提供了一种光学成像镜头，由八个透镜组成，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第三透镜，第三透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面为凸面；光阑；具有正光焦度的第五透镜，第五透镜的像侧面为凸面，第五透镜的物侧面为凹面或凸面；具有正光焦度的第六透镜，第六透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第七透镜，第七透镜的物侧面和像侧面均为凹面，且第六透镜与第七透镜组成粘合体；具有正光焦度的第八透镜，第八透镜的物侧面和像侧面均为凸面；以及滤光片，滤光片设于第八透镜与成像面之间；
光学成像镜头满足以下条件式：
-0.4＜r13<\/sub>\/f13<\/sub>+r14<\/sub>\/f14<\/sub>＜-0.1；
其中，r13<\/sub>表示七透镜的像侧面的曲率半径，r14<\/sub>表示第八透镜的物侧面的曲率半径，f13<\/sub>表示第七透镜的像侧面的焦距，f14<\/sub>表示第八透镜的物侧面的焦距。
第二方面，本发明还提供一种成像设备，包括第一方面提供的光学成像镜头及成像元件，成像元件用于将光学成像镜头形成的光学图像转换为电信号。
相较于现有技术，本发明提供的光学成像镜头及成像设备，第一透镜、第二透镜、第三透镜用于光线收集，减小入射光线的入射角，有利于减小镜头体积和便于光学系统后续对像差的矫正；第二透镜的像侧面和第三透镜的物侧面的弯曲方向相反，可以有效地减小镜头总长度；第三透镜、第四透镜配合用于消除场曲；第四透镜具有正光焦度，有利于减小球差和轴向色差；第五透镜、第六透镜采用相对部分色散偏离值较大的玻璃材料，有利于矫正二级光谱，使光学系统可以在较宽的可见光范围内都有良好的成像效果；第六透镜和第七透镜组成的粘合体，可以有效地矫正色差；第八透镜起到消除像差和控制主光线的出射角度的作用；光学成像镜头满足条件式：-0.4＜r13<\/sub>\/f13<\/sub>+r14<\/sub>\/f14<\/sub>＜-0.1，由于第七透镜和第八透镜接近成像面，其反射光线产生的鬼影更容易聚焦在成像面上，因此满足此条件式，可以有效地消除由第七透镜、第八透镜二次反射产生的鬼影。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为本发明第一实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中光学成像镜头的场曲图；
图3为本发明第一实施例中光学成像镜头的垂轴色差图；
图4为本发明第二实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图5为本发明第二实施例中光学成像镜头的场曲图；
图6为本发明第二实施例中光学成像镜头的垂轴色差图；
图7为本发明第三实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图8为本发明第三实施例中光学成像镜头的场曲图；
图9为本发明第三实施例中光学成像镜头的垂轴色差图；
图10为本发明第四实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图11为本发明第四实施例中光学成像镜头的场曲图；
图12为本发明第四实施例中光学成像镜头的垂轴色差图；
图13为本发明第五实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图14为本发明第五实施例中光学成像镜头的场曲图；
图15为本发明第五实施例中光学成像镜头的垂轴色差图;
图16为本发明第六实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图17为本发明第六实施例中光学成像镜头的场曲图；
图18为本发明第六实施例中光学成像镜头的垂轴色差图;
图19为本发明第七实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图20为本发明第七实施例中光学成像镜头的场曲图；
图21为本发明第七实施例中光学成像镜头的垂轴色差图;
图22为本发明第八实施例中光学成像镜头的结构示意图；
图23为本发明第八实施例中光学成像镜头的场曲图；
图24为本发明第八实施例中光学成像镜头的垂轴色差图；
图25为本发明第九实施例中成像设备的结构示意图。
附图标记说明
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
为了便于更好地理解本发明，下面将结合相关实施例附图对本发明进行在一种实施方式中解释。附图中给出了本发明的实施例，但本发明并不仅限于上述的优选实施例。相反，提供这些实施例的目的是为了使本发明的公开面更加得充分。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例提供了一种光学成像镜头，由八个透镜组成，从物侧到成像面依次包括：具有负光焦度的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第二透镜，第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；具有负光焦度的第三透镜，第三透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面为凸面；光阑；具有正光焦度的第五透镜，第五透镜的像侧面为凸面，物侧面为凹面或凸面；具有正光焦度的第六透镜，第六透镜的像侧面为凸面；具有负光焦度的第七透镜，第七透镜的物侧面和像侧面均为凹面，且第六透镜与第七透镜组成粘合体；具有正光焦度的第八透镜，第八透镜的物侧面和像侧面均为凸面；以及滤光片，滤光片设于第八透镜与成像面之间；
光学成像镜头满足以下条件式：
-0.4＜r13<\/sub>\/f13<\/sub>+r14<\/sub>\/f14<\/sub>＜-0.1；
其中，r13<\/sub>表示七透镜的像侧面的曲率半径，r14<\/sub>表示第八透镜的物侧面的曲率半径，f13<\/sub>表示第七透镜的像侧面的焦距，f14<\/sub>表示第八透镜的物侧面的焦距。
进一步地，在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
0＜f2<\/sub>\/fL1<\/sub>+f4<\/sub>\/fL2<\/sub>+f5<\/sub>\/fL3<\/sub>＜3；
|r4<\/sub>\/f4<\/sub>+r5<\/sub>\/f5<\/sub>|＜1；
其中，f2<\/sub>表示第一透镜的像侧面的焦距，f4<\/sub>表示第二透镜的像侧面的焦距，f5<\/sub>表示第三透镜的物侧面的焦距，fL1<\/sub>表示第一透镜的焦距，fL2<\/sub>表示第二透镜的焦距，fL3<\/sub>表示第三透镜的焦距，r4<\/sub>表示第二透镜的像侧面的曲率半径，r5<\/sub>表示第三透镜的物侧面的曲率半径。
满足上述条件可以提高第一透镜、第二透镜和第三透镜收束光束的能力，有效地减小入射光线的入射角度，便于系统后续镜片有效地矫正像差，并且有利于减小镜头后端体积；满足第一个条件的同时控制第二透镜的像侧面和第三透镜的物侧面的曲率半径之和接近零，表示第二透镜的像侧面和第三透镜的物侧面的弯曲方向相反，可以有效地减小镜头的总长度。满足以上两个条件，可以明显地减小镜头的整体体积，缩小相机的尺寸，有效的降低成本。
在一些实施方式中，为了控制镜头的长度，光学成像镜头满足条件式：
TTL\/BFL＜6；
其中，TTL表示光学成像镜头的光学总长，BFL表示第八透镜的像侧面的顶点到成像面的距离。
在一些实施方式中，为了有效地控制镜头的畸变，光学成像镜头满足以下条件式：
θ\/IH2<\/sup>＜0.25；
其中，θ表示光学成像镜头的半视场角，IH表示光学成像镜头在半视场角θ时的像高。
满足上述条件，可以使该光学成像镜头拥有正畸变，表示镜头在边缘视场有更大的像高，在拍摄的图片拉伸后，可以使边缘视场有更好的成像效果。
在一些实施方式中，为了校正镜头的场曲，可以通过控制第三透镜和第四透镜的光焦度满足以下条件式：
-5＜f5<\/sub>\/fL3<\/sub>-f7<\/sub>\/fL4<\/sub>＜0；
其中，f5<\/sub>表示第三透镜的物侧面的焦距，f7<\/sub>表示第四透镜物侧面的焦距，fL3<\/sub>表示第三透镜的焦距，fL4<\/sub>表示第四透镜的焦距。
在一些实施方式中，为了校正镜头的二级光谱，提升短波方向的解像力，需要使第五透镜和第六透镜满足以下条件式：
-1＜f10<\/sub>\/fL5<\/sub>+f12<\/sub>\/fL6<\/sub>＜1；
|ΔPg,F5<\/sub>|+|ΔPg,F6<\/sub>|＞0.02；
其中，f10<\/sub>表示第五透镜像侧面的焦距，f12<\/sub>表示第六透镜的像侧面的焦距，fL5<\/sub>表示第五透镜的焦距，fL6<\/sub>表示第六透镜的焦距，ΔPg,F5<\/sub>表示第五透镜的相对部分色散偏离阿贝经验公式的偏离值，ΔPg,F6<\/sub>表示第六透镜的相对部分色散偏离阿贝经验公式的偏离值。
由于第五透镜和第六透镜的相对部分色散偏离阿贝经验公式较大，有利于矫正二级光谱，使成像系统可以在较宽可见光范围内都有良好的成像效果。
在一些实施方式中，光学成像镜头满足以下条件式：
0＜r12<\/sub>\/fL67<\/sub>＜0.5；
Vd6<\/sub>-Vd7<\/sub>＞35；
其中，r12<\/sub>表示第六透镜和第七透镜组成的粘合体的粘合面的曲率半径，fL67<\/sub>表示第六透镜和第七透镜组成的粘合体的焦距，Vd6<\/sub>表示第六透镜的阿贝数，Vd7<\/sub>表示第七透镜的阿贝数。
满足上述条件，该正、负透镜的阿贝数差值大于35，可以有效地矫正镜头的色差，同时控制第六、第七透镜组成的粘合体的粘合面的曲率半径，可以有效地减小边缘视场的倍率色差。
在一些实施方式中，光学成像镜头的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜均为玻璃透镜，第四透镜具有正光焦度且使用高折射率玻璃材料，有利于减小球差和轴向色差，由于各个透镜均为玻璃镜片可以使得光学成像镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，利于在高温、高压、寒冷等极端环境下工作。
在一些实施方式中，第二透镜、第八透镜为玻璃非球面透镜，第二透镜为玻璃非球面透镜，主要用于矫正畸变，第八透镜为玻璃非球面透镜可以有效地消除球面像差对镜头性能的影响以及控制主光线的出射角度，第一透镜、第六透镜和第七透镜为玻璃球面透镜，可以有效地矫正色差。
在一些实施方式中，本发明还提供一种成像设备，包括上述任意一种实施方式的光学成像镜头及成像元件，成像元件用于将光学成像镜头形成的光学图像转换为电信号。
满足上述所有实施例的配置有利于保证光学成像镜头具有高像素、大广角和小畸变等优点，同时有效地矫正边缘视场的像差以及整个像面的二级光谱，从而提高了光学成像镜头边缘的解像能力，使此光学成像镜头在像素达到2400万的同时，拥有良好的成像能力，光学成像镜头具有较好的热稳定性能以及机械强度，有利于在极端环境下工作，由于第七透镜和第八透镜接近成像面，其反射光线产生的鬼影更容易聚焦在成像面上，可以有效地消除由第七透镜、第八透镜二次反射产生的鬼影，能够减少鬼影的产生。
本发明中各个实施例中光学成像镜头的非球面的表面形状均满足下列方程式：
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910766754.0
申请日:2019-08-20
公开号:CN110286476A
公开日:2019-09-27
国家:CN
国家/省市:36(江西)
授权编号:CN110286476B
授权时间:20191112
主分类号:G02B 13/00
专利分类号:G02B13/00;G02B13/18
范畴分类:30A;
申请人:江西联创电子有限公司
第一申请人:江西联创电子有限公司
申请人地址:330096 江西省南昌市高新区京东大道1699号
发明人:魏文哲;陈伟建;刘绪明;曾吉勇
第一发明人:魏文哲
当前权利人:江西联创电子有限公司
代理人:刘云青
代理机构:44351
代理机构编号:深圳市智圈知识产权代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计