技术领域
[0001] 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
[0002] Advanced Driving Assistant System（高级驾驶辅助系统，以下简称ADAS）是利用安装在车上的各式各样的
传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。而车载摄像头是ADAS系统的主要视觉传感器，借由镜头采集图像后，由摄像头内的感光组件
电路及控制组件对图像进行处理并转化为电脑能处理的数字
信号，从而实现
感知车辆周边的路况情况，实现前向碰撞预警，车道偏移报警和行人检测等ADAS功能。
[0003] 随着ADAS相关的技术进步带来了产品化及普及，车载摄像头的需要也越来越多样化。目前市场上大靶面、8M高
像素的应用于车载领域的芯片已经开始普及，但是可与之匹配的摄像头还较少，特别是超大
光圈、长焦的车载镜头。
发明内容
[0004] 基于此，本发明的目的在于提供一种具有长焦距、高
分辨率、小畸变等特点的光学成像镜头及成像设备。
[0005] 本发明
实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
[0006] 第一方面，本发明提供一种光学成像镜头，从物侧到像侧依次包括：具有光焦度的第一透镜，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，第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第五透镜，第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第六透镜，第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面，且第五透镜和第六透镜组成胶合体；具有负光焦度的第七透镜，第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及光阑，光阑设于第一透镜和第三透镜之间；其中，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均为玻璃透镜。
[0007] 第二方面，本发明提供了一种成像设备，包括第一方面提供的光学成像镜头及成像元件，成像元件用于将红外光学成像镜头形成的光学图像转换为电信息。
[0008] 相较于
现有技术，本发明提供的光学成像镜头具有长焦距、高分辨率、小畸变等特点，特别是具有超大光圈和成像效果好的特点。目前市场上的车载光学镜头的光圈普遍在1.8 2.0范围，本发明提供的光学成像镜头的光圈在1.2以下，通光量提升了2 4倍，极大地~ ~
增加了镜头的通光量，使镜头在昏暗环境情况下也能够拥有良好的成像效果。
[0009] 本发明提供的光学成像镜头的第一透镜主要用于控制光线的入射
角；第二透镜与第三透镜以及第五透镜与第六透镜采用的都是双凹与双凸相邻的光学结构，这种凹凸透镜的组合搭配不仅能将透镜产生的各类像差互相抵消，而且可以改善整个镜头的公差灵敏度，通常大光圈摄像头容许的焦深非常小，公差灵敏度直接决定了产品的量产性，改善镜头整体的公差灵敏度可以提高产品的量产性；第七透镜采用非球面镜片，有效地校正了光学系统的场曲和像散，提升镜头的分辨率。
附图说明
[0010] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0011] 图1为本发明第一实施例提供的光学成像镜头的结构示意图；
[0012] 图2为本发明第一实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图；
[0013] 图3为本发明第一实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图；
[0014] 图4为本发明第一实施例中的光学成像镜头轴向像差图；
[0015] 图5为本发明第二实施例提供的光学成像镜头的结构示意图；
[0016] 图6为本发明第二实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图；
[0017] 图7为本发明第二实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图；
[0018] 图8为本发明第二实施例中的光学成像镜头轴向像差图；
[0019] 图9为本发明第三实施例提供的光学成像镜头的结构示意图；
[0020] 图10为本发明第三实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图；
[0021] 图11为本发明第三实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图；
[0022] 图12为本发明第三实施例中的光学成像镜头轴向像差图；
[0023] 图13为本发明第四实施例提供的光学成像镜头的结构示意图；
[0024] 图14为本发明第四实施例中的光学成像镜头的畸变曲线图；
[0025] 图15为本发明第四实施例中的光学成像镜头的场曲曲线图；
[0026] 图16为本发明第四实施例中的光学成像镜头轴向像差图；
[0027] 图17为本发明第五实施例提供的成像设备的结构示意图。
[0028] 主要元素符号说明
[0029]
[0030] 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
[0031] 为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0032] 本发明实施例提供一种光学成像镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及滤光片。具有负光焦度的第一透镜，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，其物侧面和像侧面均为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；具有正光焦度的第四透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；具有正光焦度的第五透镜，其物侧面和像侧面均为凸面；具有负光焦度的第六透镜，其物侧面和像侧面均为凹面，且第五透镜和第六透镜组成胶合体；具有负光焦度的第七透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；光阑设于第一透镜和第二透镜之间，或者，设于第二透镜和第三透镜之间；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均为玻璃透镜。第五透镜和第六透镜粘合便于组装和减少镜头的体积。
[0033] 第一透镜主要用于控制光线的入射角；第二透镜与第三透镜以及第五透镜与第六透镜采用的都是双凹与双凸相邻的光学结构，这种凹凸透镜的组合搭配不仅能将透镜产生的各类像差互相抵消，而且可以改善整个镜头的公差灵敏度，通常大光圈摄像头容许的焦深非常小，公差灵敏度直接决定了产品的量产性，改善镜头整体的公差灵敏度可以提高产品的量产性；第七透镜采用非球面镜片，有效地校正了光学系统的场曲和像散，提升镜头的分辨率。
[0034] 本发明提供的光学成像镜头中的各个透镜均采用玻璃透镜。玻璃材质相比其它材质的光学材料，具备更好的化学
稳定性，具有较长的使用寿命，能在苛刻的环境中使用。
[0035] 在一些实施方式中，第二透镜和第三透镜组成粘合体，可以减小镜头的像差，有效地缩短透镜系统总长度。
[0036] 在一些实施方式中，第二透镜、第三透镜、第五透镜以及第六透镜均为球面镜片，第四透镜、第七透镜均为非球面镜片。通过多片玻璃球面与非球面透镜的合理搭配，以及光焦度的合理搭配，大大提高了镜头的分辨率，使之可以匹配8M像素规格、大靶面的成像芯片，满足市场对车载高像素镜头迫切的需要。第七透镜采用非球面镜片，有效地校正了光学系统的场曲和像散，提升镜头的分辨率。
[0037] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0038] F#/f <0.1； （1）[0039] 其中，F#表示光学成像镜头的光圈值，f表示光学成像镜头的焦距。光圈值是镜头的焦距与镜头通光直径的比值，满足条件式（1），体现出镜头具有大光圈、长焦距的特性。
[0040] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0041] 0.99< f*tanθ/Yθ<1.01； （2）[0042] 其中，f表示光学成像镜头的焦距，θ表示光学成像镜头的视场角，Yθ表示光学成像镜头的视场角对应的像高值。满足条件式（2），体现出镜头具有非常小畸变的特性。
[0043] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0044] TTL/f <4； （3）[0045] 其中，TTL表示光学成像镜头的光学总长，f表示光学成像镜头的焦距。一般情况下，焦距越长，镜头的光学总长越长。满足条件式（3），在保证镜头具有长焦距的同时，可以有效地限制镜头的长度。
[0046] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0047] 20°< FOV < 40°； （4）[0048] 其中，FOV表示光学成像镜头的最大视场角。满足条件式（4），表明镜头的物侧视场范围较小，利于提高镜头对物体远
距离成像的成像效果。
[0049] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0050] -0.3< f/f1<0.3； （5）[0051] 0.5< R12/R11<1.5； （6）[0052] 其中，R11表示第一透镜物侧面的
曲率半径，R12表示第一透镜像侧面的
曲率半径，f表示光学成像镜头的焦距，f1表示第一透镜的焦距。条件式（5）和（6）是对第一透镜的形状和光焦度的合理限定，满足上述条件式（5）和（6），能够保证入射光线经过第一透镜时不发生大的偏折，有利于镜头实现超大光圈的特性。
[0053] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0054] -2 < f2/f3 <-0.5； （7）[0055] -2 < f5/f6 <-0.5； （8）[0056] 其中，f2表示第二透镜的焦距，f3表示第三透镜的焦距，f5表示第五透镜的焦距，f6表示第六透镜的焦距。第二透镜与第三透镜以及第五透镜与第六透镜采用的都是双凹与双凸相邻的光学结构，满足条件式（7）和（8），采用正负焦距的透镜相邻的组合搭配，不仅能将透镜产生的各类像差互相抵消，而且可以改善整个镜头的公差灵敏度，提升产品良率。
[0057] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0058] 1< f4/f <3； （9）[0059] 其中，f4表示第四透镜的焦距，f表示光学成像镜头的焦距。满足条件式（9），可以为成像系统贡献正球差，有利于减小成像系统的整体球差，并且有利于光学的收敛，进一步地减小镜片的通光口径。
[0060] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0061] -0.6< f/f7 <0； （10）[0062] 0.5< R72/R71<1； （11）[0063] 其中，R71表示第七透镜物侧面的曲率半径，R72表示第七透镜像侧面的曲率半径，f表示光学成像镜头的焦距，f7表示第七透镜的焦距。满足条件式（10）和（11），可以有效地校正成像系统的场曲和像散，提升镜头的解像
力。
[0064] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头满足以下条件式：
[0065] Nd1>1.8，Nd7>1.8； （12）[0066] 其中，Nd1表示第一透镜的折射率，Nd7表示第七透镜的折射率。满足条件式（12），有利于限制光学成像镜头的长度。
[0067] 在一些实施方式中，本发明提供的光学成像镜头的光圈值F#≤1.2。目前市场上的车载用光学镜头的光圈普遍在1.8以上，本发明提供的光学成像镜头的光圈在1.2以下，通光量提升了2 4倍，能够实现在明亮和昏暗环境下的良好成像
质量，满足车载领域中明暗变~化的工作环境。
[0068] 在一些实施方式中，本发明提供一种成像设备，包括上述任一所述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。
[0069] 本发明各个实施例中各非球面透镜的表面形状满足下列方程：
[0070] ；
[0071] 其中，z为曲面与曲面
顶点在光轴方向的距离，h为光轴到曲面的距离，c为曲面顶点的曲率，K为二次曲面系数，B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶曲面系数。
[0072] 在以下各个实施例中，光学成像镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径以及视场像高有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。
[0073] 第一实施例
[0074] 请参阅图1，本实施例提供的光学成像镜头100，从物侧到像侧依次包括：第一透镜L1、光阑ST、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7以及滤光片G1。
[0075] 第一透镜L1具有负光焦度，第一透镜的物侧面S1为凸面、第一透镜的像侧面S2为凹面，第一透镜L1是玻璃非球面镜片；
[0076] 第二透镜L2具有负光焦度，第二透镜的物侧面S3、第二透镜的像侧面S4-1均为凹面；
[0077] 第三透镜L3具有正光焦度，第三透镜的物侧面S4-2、第三透镜的像侧面S5均为凸面，第二透镜L2和第三透镜L3组成胶合体并且均为玻璃球面透镜，也即第二透镜的像侧面S4-1与第三透镜的物侧面S4-2无缝粘合，第二透镜L2和第三透镜L3的胶合面为S4；
[0078] 第四透镜L4具有正光焦度，第四透镜的物侧面S6、第四透镜的像侧面S7均为凸面，第四透镜L4是玻璃非球面镜片；
[0079] 第五透镜L5具有正光焦度，第五透镜的物侧面S8、第五透镜的像侧面S9-1均为凸面；
[0080] 第六透镜L6具有负光焦度，第六透镜的物侧面S9-2、第六透镜的像侧面S10均为凹面，第五透镜L5和第六透镜L6组成胶合体并均为玻璃球面透镜，第五透镜的像侧面S9-1和第六透镜的物侧面S9-2无缝粘合，第五透镜L5和第六透镜L6的胶合面为S9；
[0081] 第七透镜L7具有负光焦度，第七透镜的物侧面S11为凸面、第七透镜的像侧面S12为凹面，第七透镜L7是玻璃非球面镜片；
[0082] 光阑ST设于第一透镜L1与第二透镜L2之间，滤光片G1设于第七透镜L7与成像面S15之间。
[0083] 本实施例提供的光学成像镜头100中各个透镜的相关参数如表1所示。
[0084] 表 1
[0085]
[0086] 此外，本实施例中的各非球面透镜的参数如表2所示：
[0087] 表 2
[0088]
[0089] 在本实施例中，其畸变、场曲和轴向像差曲线图分别如图2、图3和图4所示，由图2、图3和图4可以看出，本实施例中畸变、场曲和轴向像差都能被很好地校正。
[0090] 第二实施例
[0091] 本实施例提供的光学成像镜头200的结构示意图请参阅图5，本实施例中的光学成像镜头200与第一实施例中的光学成像镜头100大抵相同，不同之处在于：第一透镜L1具有正光焦度，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同。
[0092] 本实施例提供的光学成像镜头200中的各个透镜的相关参数如表3所示。
[0093] 表 3
[0094]
[0095] 此外，本实施例中的各非球面透镜的参数如表4所示。
[0096] 表 4
[0097]
[0098] 在本实施例中，其畸变、场曲和轴向像差曲线图分别如图6、图7和图8所示，由图6、图7和图8可以看出，本实施例中畸变、场曲和轴向像差都能被很好地校正。
[0099] 第三实施例
[0100] 本发明第三实施例提供的光学成像镜头300的结构图请参阅图9，本实施例中的光学成像镜头300与第一实施例中的光学成像镜头100的结构大抵相同，不同之处在于：第一透镜L1是具有正光焦度的玻璃球面镜片，第二透镜L2和第三透镜L3是独立透镜（两者未组成胶合体），以及各透镜的曲率半径、材料选择不同。
[0101] 本实施例提供的光学成像镜头300中各个透镜的相关参数如表5所示。
[0102] 表 5
[0103]
[0104] 本实施例中的各非球面透镜的参数如表6所示。
[0105] 表 6
[0106]
[0107] 在本实施例中，其畸变、场曲和轴向像差曲线图分别如图10、图11和图12所示，由图10、图11和图12可以看出，本实施例中畸变、场曲和轴向像差都能被很好地校正。
[0108] 第四实施例
[0109] 本发明实施例提供的光学成像镜头400的结构示意图请参阅图13，本实施例中的光学成像镜头400与第一实施例中的光学成像镜头100的结构大抵相同，不同之处在于：第一透镜L1具有正光焦度，第二透镜L2和第三透镜L3是独立透镜（两者未组成胶合体），光阑ST设于第二透镜L2和第三透镜L3之间，以及各透镜的曲率半径、材料选择不同。
[0110] 本实施例中的光学成像镜头400中各个透镜的相关参数如表7所示。
[0111] 表 7
[0112]
[0113] 本实施例中的各非球面透镜的参数如表8所示。
[0114] 表 8
[0115]
[0116] 在本实施例中，其畸变、场曲和轴向像差曲线图分别如图14、图15和图16所示，由图14、图15和图16可以看出，本实施例中畸变、场曲和轴向像差都能被很好地校正。
[0117] 表9是上述四个实施例及其对应的光学特性，主要包括系统焦距f、光圈值F#、视场角FOV和光学总长TTL，以及与前面每个条件式对应的数值。
[0118] 表9
[0119]
[0120] 综上所述，本发明实施例提供的光学成像镜头至少具有如下优点：
[0121] （1）从上述四个实施例对应的图1、图5、图9以及图13的光学成像镜头的结构示意图可以看出：本发明实施例提供的光学成像镜头的结构紧密，各透镜之间的间隙较小，表明该光学成像镜头的外形尺寸得到了较好地约束；
[0122] （2）从上述四个实施例对应的图2、图6、图10以及图14的畸变曲线图可以看出：本发明提供的光学成像镜头的畸变非常小，均在±0.5%以内，而且具有更大的焦距；
[0123] （3）从上述四个实施例对应的图3、图7、图11以及图15的场曲曲线图，和图4、图8、图12以及图16的轴向像差曲线可以看出：本发明提供的光学成像镜头的场曲和像差得到了很好地矫正，保证了光学成像镜头高分辨率的特性。上述四个实施例的光圈值F#均小于或等于1.2，体现了本发明提供的光学成像镜头具备超大光圈特性，光圈值F#越小，光学成像镜头的进光量越大。
[0124] （4）各透镜均采用可靠性好的玻璃材料，可以满足车载领域严苛的工作环境；
[0125] （5）通过多片玻璃球面与非球面透镜的合理搭配，以及光焦度的合理搭配，大大提高了镜头的分辨率，使之可以匹配8M像素规格、大靶面的成像芯片，满足市场对车载高像素镜头迫切的需要；
[0126] （6）由于光阑
位置靠前以及光阑后各透镜的形状与光焦度设置合理，使光学成像镜头在具有超大光圈的同时具有高清的成像品质；由于光圈在1.2以下，通光量提升了2 4~倍，使车载光学镜头在昏暗环境下也有良好的成像效果，降低驾驶的安全隐患；
[0127] （7）本发明的光学成像镜头的焦距较长，对远距离物体成像效果好，当
汽车车速较快时，远距离物体成像效果好的优势可以给汽车系统更长的反映时间来避开障碍物。
[0128] 第五实施例
[0129] 本实施例提供的一种成像设备500的结构示意图请参阅图17，包括上述任一实施例中的光学成像镜头（例如光学成像镜头100）及成像元件510。成像元件510可以是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补性金属
氧化物
半导体）图像传感器，还可以是CCD（Charge Coupled Device，电荷
耦合器件）图像传感器。
[0130] 成像设备500可以是
运动相机、
全景相机、车载摄像头以及其他任意一种形态的装载了光学成像镜头的
电子设备。
[0131] 本实施例提供的成像设备500包括光学成像镜头100，由于光学成像镜头不仅具有体积小、超大光圈、长焦距以及高分辨率等优点，因此，该成像设备500具有体积小、超大光圈、长焦距以及高分辨率等优点。
[0132] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明
专利范围的限制。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
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
