[发明专利]一种超清大孔径小型光学镜头及其工作方法

说明书

本发明涉及一种超清大孔径小型光学镜头及其工作方法，其特征在于：其中超清大孔径小型光学镜头包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。其中第三透镜为玻璃球面透镜，第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜为塑料非球面透镜，通过合理地搭配球面和非球面镜片，本发明在具有超高清4K清晰度、大的通光口径、较低的公差敏感度和较好的高低温稳定性等优点同时，有效地缩小镜头的外径和总长。

技术领域

本发明涉及一种超清大孔径小型光学镜头及其工作方法。

背景技术

随着人工智能的不断深入发展，光学镜头作为图像摄取的模块，对其的需求也在日益增加，其中在智能汽车领域，车载摄像头不仅仅只用于行车记录仪和倒车影像，还用于智能驾车辅助、自动驾驶、车内监控等新兴技术；在安防领域，视频监控也不再仅限于呈现原始图像信息，而是人工智能对原始图像分析的结果；下游行业的不断发展，同时也对光学镜头的清晰度、形状大小的要求逐渐提高。

目前用于安防、车载的超清光学镜头普遍存在以下缺点：受限于塑胶镜片加工工艺，使用玻璃镜片的光学系统在提高光学成像质量的同时，受限于玻璃镜片的材料和形状，光学镜头镜头尺寸偏大，外径普遍大于15mm，镜头总长大于20mm，不利于整体系统的更小化。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种超清大孔径小型光学镜头及其工作方法；该超清大孔径小型光学镜头能够实现4K高分辨率、良好环境稳定性、日夜共焦的光学性能，同时利用塑料非球面镜片，使得镜头整体更加紧凑，缩小镜头的外径和总长。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种超清大孔径小型光学镜头，包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜；第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为弯月负透镜；其中；第一透镜的物面和像面均朝向物侧，第二透镜和第五透镜的物面和像面均朝向像侧，透镜由玻璃和塑胶材料制成，其中第三透镜为玻璃球面透镜，第一、第二、第四以及第五透镜均为塑胶非球面透镜。

优选的，所述光学镜头光学系统总长控制在19mm以内，外径控制在8mm以内，光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为、、、、，其中、、、、与满足以下比例：-2.5/-0.5，-10.0/-4.0，1.5/3.0，0.5/2.5，-2.5/-0.5。

优选的，第一透镜满足关系式：≥1.5，≥50.0；第二透镜满足关系式：≥1.5，≤50.0；第三透镜满足关系式：≥1.5，≥50.0；第四透镜满足关系式：≥1.5，≥50.0；第五透镜满足关系式：≥1.5，≤50.0；其中为折射率，为阿贝常数。

优选的，第一透镜、第二透镜、第四透镜以及第五透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；、、、、、、、均为高次项系数。

优选的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.0；光学系统的外径Φ与光学系统的焦距f之间满足：Φ/f≤2.5；光学系统的F数≤2.0；光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≥1.5。