本發(fā)明涉及光學(xué)成像設(shè)備,具體而言,涉及一種光學(xué)鏡頭和電子設(shè)備。
背景技術(shù):
1、近年來,隨著光學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,日常生活中對于光學(xué)鏡頭的需求越來越多,光學(xué)鏡頭也應(yīng)用到越來越多的場景當中,例如在汽車駕駛行業(yè)中,為了行車安全,需要更精準地探測駕駛環(huán)境,光學(xué)鏡頭成為探測汽車周圍信息的關(guān)鍵器件。尤其隨著自動駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的純視覺自動駕駛系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們對自動駕駛安全性和可靠性的要求,可以同時探測物體距離和形狀信息的門控相機已經(jīng)成為了自動駕駛技術(shù)的發(fā)展趨勢。
2、車載門控相機光學(xué)鏡頭的原理是:通過高速開關(guān)的快門搭配主動照明的激光光源,可以接受不同時間下反射到相機的光信號,從而實現(xiàn)對前方不同景深范圍內(nèi)物體的成像。而由于光的傳播速度極快,這就導(dǎo)致相機每次快門開啟的時間都很短,而要實現(xiàn)較為準確的探測,就需要增加單位時間內(nèi)到達像面的光子數(shù),提升信噪比?,F(xiàn)有的車載門控光學(xué)鏡頭通常存在一些問題,例如:由于車載門控相機光學(xué)鏡頭搭配的主動紅外光源強度有限,因此在反射后存在鏡頭進光量不足的問題,影響成像質(zhì)量;同時由于車載門控相機光學(xué)鏡頭需要更大的傳感器來提升單像素進光量,所以其尺寸一般較大,難以實現(xiàn)小型化;另外由于車載門控相機光學(xué)鏡頭體積較大,所需材料更多,工藝難度也更大,本身成本較高,受成本限制,無法采用比較昂貴的材料和非球面透鏡;還有由于大光圈鏡頭的大孔徑光束成像質(zhì)量較差,所以其邊緣視場會攔掉更多大孔徑光束來保證成像質(zhì)量,所以難以做到邊緣視場高照度、減小光線到達成像面時的錐角以及主光線入射角。
3、也就是說,現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)鏡頭存在大光圈、小型化、小cra、低成本和高照度難以同時兼顧的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種光學(xué)鏡頭和電子設(shè)備,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)鏡頭存在大光圈、小型化、小cra、低成本和高照度難以同時兼顧的問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種光學(xué)鏡頭,由第一側(cè)至第二側(cè)依序包括:具有正光焦度的第一透鏡,第一透鏡的第一側(cè)面為凸面;具有正光焦度的第二透鏡,第二透鏡的第一側(cè)面為凸面;具有負光焦度的第三透鏡,第三透鏡的第二側(cè)面為凹面;具有負光焦度的第四透鏡,第四透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面;具有正光焦度的第五透鏡,第五透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面;具有負光焦度的第六透鏡,第六透鏡的第一側(cè)面為凹面;具有正光焦度的第七透鏡,第七透鏡的第一側(cè)面為凸面。
3、進一步地,第一透鏡的第二側(cè)面為凹面。
4、進一步地,第一透鏡的第二側(cè)面為凸面。
5、進一步地,第二透鏡的第二側(cè)面為凹面。
6、進一步地,第二透鏡的第二側(cè)面為凸面。
7、進一步地,第三透鏡的第一側(cè)面為凸面。
8、進一步地,第三透鏡的第一側(cè)面為凹面。
9、進一步地,第六透鏡的第二側(cè)面為凸面。
10、進一步地,第六透鏡的第二側(cè)面為凹面。
11、進一步地,第七透鏡的第二側(cè)面為凹面。
12、進一步地,第七透鏡的第二側(cè)面為凸面。
13、進一步地,第二透鏡與第三透鏡膠合形成雙膠合透鏡。
14、進一步地,光學(xué)鏡頭還包括光闌,光闌設(shè)置在第三透鏡與第四透鏡之間。
15、進一步地,第六透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r11與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:r11/f≤-0.05。
16、進一步地,光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:ttl/f≤1.5。
17、進一步地,第三透鏡和第四透鏡之間的空氣間隔d5與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:d5/f≤0.3。
18、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f、光學(xué)鏡頭的入瞳直徑enpd與第一透鏡的第一側(cè)面的通光口徑d之間滿足:f/enpd/d≤0.2。
19、進一步地,光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h、光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角的弧度值θ之間滿足:|(h-f*θ)/(f*θ)|≤0.2。
20、進一步地,第七透鏡的第二側(cè)面的通光口徑d14與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:0.5≤d14/h≤2。
21、進一步地,第二透鏡的中心厚度d3、第三透鏡的中心厚度d4與光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl之間滿足:(d3+d4)/ttl≥0.03。
22、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的入瞳直徑enpd之間滿足:f/enpd≤1.8。
23、進一步地,光學(xué)鏡頭的最大視場角fov、光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:fov*f/h≥45。
24、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f、光學(xué)鏡頭的最大視場角的弧度值θ與第一透鏡的第一側(cè)面的通光口徑d之間滿足:f*θ/d≥0.08。
25、進一步地,第六透鏡的焦距值f6與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f6/f≤-0.1。
26、進一步地,第二透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r3與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:r3/f≥0.08。進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:f/h≥1.1。
27、進一步地,第四透鏡的焦距值f4與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f4/f≤-0.1。
28、進一步地,第二透鏡的焦距值f2與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f2/f≥0.05。
29、進一步地,第六透鏡的中心厚度d11與光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl之間滿足:d11/ttl≤0.07。
30、進一步地,第一透鏡的焦距值f1與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f1/f≥0.1。
31、根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種光學(xué)鏡頭,由第一側(cè)至第二側(cè)依序包括:具有正光焦度的第一透鏡;具有正光焦度的第二透鏡;具有負光焦度的第三透鏡;具有負光焦度的第四透鏡;具有正光焦度的第五透鏡;具有負光焦度的第六透鏡;具有正光焦度的第七透鏡;第六透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r11與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:r11/f≤-0.05。
32、進一步地,第一透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面。
33、進一步地,第一透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。
34、進一步地,第二透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面。
35、進一步地,第二透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。
36、進一步地,第三透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面。
37、進一步地,第三透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面。
38、進一步地,第四透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面。
39、進一步地,第五透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。
40、進一步地,第六透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凸面。
41、進一步地,第六透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面。
42、進一步地,第七透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凹面。
43、進一步地,第七透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。
44、進一步地,第二透鏡與第三透鏡膠合形成雙膠合透鏡。
45、進一步地,光學(xué)鏡頭還包括光闌,光闌設(shè)置在第三透鏡與第四透鏡之間。
46、進一步地,光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:ttl/f≤1.5。
47、進一步地,第三透鏡和第四透鏡之間的空氣間隔d5與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:d5/f≤0.3。
48、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f、光學(xué)鏡頭的入瞳直徑enpd與第一透鏡的第一側(cè)面的通光口徑d之間滿足:f/enpd/d≤0.2。
49、進一步地,光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h、光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角的弧度值θ之間滿足:|(h-f*θ)/(f*θ)|≤0.2。
50、進一步地,第七透鏡的第二側(cè)面的通光口徑d14與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:0.5≤d14/h≤2。
51、進一步地,第二透鏡的中心厚度d3、第三透鏡的中心厚度d4與光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl之間滿足:(d3+d4)/ttl≥0.03。
52、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的入瞳直徑enpd之間滿足:f/enpd≤1.8。
53、進一步地,光學(xué)鏡頭的最大視場角fov、光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:fov*f/h≥45。
54、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f、光學(xué)鏡頭的最大視場角的弧度值θ與第一透鏡的第一側(cè)面的通光口徑d之間滿足:f*θ/d≥0.08。
55、進一步地,第六透鏡的焦距值f6與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f6/f≤-0.1。
56、進一步地,第二透鏡的第一側(cè)面的曲率半徑r3與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:r3/f≥0.08。
57、進一步地,光學(xué)鏡頭的整組焦距值f與光學(xué)鏡頭的最大視場角所對應(yīng)的實際像高h之間滿足:f/h≥1.1。
58、進一步地,第四透鏡的焦距值f4與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f4/f≤-0.1。
59、進一步地,第一透鏡的焦距值f1與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f1/f≥0.1。
60、進一步地,第二透鏡的焦距值f2與光學(xué)鏡頭的整組焦距值f之間滿足:f2/f≥0.05。
61、進一步地,第六透鏡的中心厚度d11與光學(xué)鏡頭的光學(xué)總長,即第一透鏡的第一側(cè)面中心到成像面的中心距離ttl之間滿足:d11/ttl≤0.07。
62、根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種電子設(shè)備,包括上述的光學(xué)鏡頭以及用于將光學(xué)鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號的成像元件。
63、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,光學(xué)鏡頭由第一側(cè)至第二側(cè)依序包括具有正光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有負光焦度的第三透鏡、具有負光焦度的第四透鏡、具有正光焦度的第五透鏡、具有負光焦度的第六透鏡與具有正光焦度的第七透鏡,第一透鏡的第一側(cè)面為凸面;第二透鏡的第一側(cè)面為凸面;第三透鏡的第二側(cè)面為凹面;第四透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面;第五透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面;第六透鏡的第一側(cè)面為凹面;第七透鏡的第一側(cè)面為凸面。
64、第一透鏡具有正光焦度,第一透鏡的第一側(cè)面為凸面,有利于快速會聚光線,減小系統(tǒng)總長,有利于收集更大孔徑的光線,提升光學(xué)鏡頭的進光量;第二側(cè)面可為凸面也可為凹面,當?shù)谝煌哥R的第二側(cè)面為凹面時,有助于光線偏折更平緩,有利于降低透鏡的公差敏感性;當?shù)谝煌哥R的第二側(cè)面為凸面時,雙凸形狀搭配正光焦度,有利于快速會聚光線,減小系統(tǒng)總長,收集更大孔徑的光線,提升光學(xué)鏡頭的進光量。
65、第二透鏡具有正光焦度,第二透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面可為凹面也可為凸面,當?shù)诙哥R的第二側(cè)面為凹面時,形狀為彎月,可以平穩(wěn)地承接并進一步會聚光線,有利于增大光圈,提升進光量;當?shù)诙哥R的第二側(cè)面為凸面時,形狀為雙凸且透鏡形狀平緩,可以承接并進一步會聚光線,減小系統(tǒng)總長,有利于增大光學(xué)鏡頭的光圈,提升進光量。
66、第三透鏡具有負光焦度,第三透鏡的第一側(cè)面可為凸面也可為凹面,第二側(cè)面為凹面;當?shù)谌哥R的第一側(cè)面為凸面時,形狀為彎月,形狀平緩,有利于承接經(jīng)第一透鏡和第二透鏡會聚的光線,降低界面處光能損耗,并使其平穩(wěn)過渡到光闌處,降低系統(tǒng)敏感度;當?shù)谌哥R的第一側(cè)面為凹面時,形狀為雙凹且透鏡形狀平緩,可以減小前方透鏡出射光線的偏折程度,有利于光線平穩(wěn)通過,降低界面處光能損耗,提升相對照度,降低系統(tǒng)敏感度。第四透鏡具有負光焦度,第四透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面為凹面。第四透鏡采用雙凹形狀,可以發(fā)散通過光闌的光束,增大光線錐角,有利于減小cra和提升照度。
67、第五透鏡具有正光焦度,第五透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面為凸面。第五透鏡形狀為雙凸,可以與第四透鏡和第六透鏡的負光焦度透鏡配合,起到校正場曲的作用。
68、第六透鏡具有負光焦度,第六透鏡的第一側(cè)面為凹面,第二側(cè)面可為凸面也可為凹面。當?shù)诹哥R的第二側(cè)面為凸面時,形狀為彎月,可以承接并發(fā)散前方光線,使邊緣視場光束到達第七透鏡時高度更高,寬度更寬,有利于增大邊緣視場光束到達成像面時的錐角和減小主光線入射角,提升邊緣視場的相對照度。當?shù)诹哥R的第二側(cè)面為凹面時,形狀為雙凹,可以承接并發(fā)散前方光線,使邊緣視場光束到達第七透鏡時高度更高,寬度更寬,有利于增大邊緣視場光束到達成像面時的錐角和減小主光線入射角,提升邊緣視場的相對照度。
69、第七透鏡具有正光焦度,第七透鏡的第一側(cè)面為凸面,第二側(cè)面可為凸面也可為凹面。當?shù)谄咄哥R的第二側(cè)面為凹面時,形狀為彎月,可以使光線匯聚到成像面處,有利于減小光學(xué)鏡頭的后工作距離,實現(xiàn)更小的光學(xué)總長,同時還能增大光束到達成像面處的錐角,提升成像面的照度;第二側(cè)面為凹面,有利于平緩光線,提升解像。當?shù)谄咄哥R的第二側(cè)面為凸面時,形狀為雙凸,可以使光線更快地匯聚到成像面處,有利于減小光學(xué)鏡頭的后工作距離,實現(xiàn)更小的光學(xué)鏡頭總長,同時還能增大光束到達成像面處的錐角,提升成像面照度。
70、本技術(shù)采用七片透鏡,通過優(yōu)化設(shè)置各個透鏡的光焦度和面型等,使得本發(fā)明的光學(xué)鏡頭具有大光圈、小型化、小cra、低成本和高照度等至少一個有益效果。