一种小型高清的光学成像镜头
技术领域
本实用新型属于镜头技术领域，具体地涉及一种小型高清的光学成像镜头。
背景技术
随着科学技术的不断进步和社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，光学成像镜头被广泛地应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控、无人机航拍等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。
但现有的常规玻塑混合的光学成像镜头还存在许多不足，如对温漂管控难度大，在高低温等恶劣工作环境下跑焦严重，使得图像质量变差；在高低温下还容易出现场曲，让镜头在高低温工作环境中，即使中心清晰，边缘也会出现模糊，导致清晰度受损；强光下杂散光较明显，影响成像效果和画面纯净度；容易出现紫边，偏色等现象；在日夜共焦好的情况下，色差大，在色差好的时候，日夜共焦性能差，两者互相矛盾等，因此，有必要对其进行改进，以满足消费者日益提高的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种小型高清的光学成像镜头用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种小型高清的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜；第一透镜至第五透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；
第二透镜具正屈光率，第二透镜的像侧面为凸面；
第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面；
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；
第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面；
第二透镜、第四透镜和第五透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜和第三透镜均采用玻璃材料制成；
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第五透镜。
进一步的，该光学成像镜头还满足：∣f1/f∣<1.5，其中，f1为第一透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距。
进一步的，该光学成像镜头还满足：0.8<∣f3/f5∣<1.2，其中，f3为第三透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距。
进一步的，该光学成像镜头还满足：∣f4/f5∣<1，其中，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距。
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd3＞50，其中，vd3为第三透镜的色散系数。
进一步的，该第四透镜的物侧面为凹面，且∣R41∣＜60mm，其中，R41为第四透镜的物侧面的曲率半径。
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd5＞50，vd4＜30，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。
进一步的，第四透镜与第五透镜直接承靠或相互胶合。
进一步的，还包括用于可见光模式下的红外截止滤光片和用于红外光模式下的白片，红外截止滤光片和白片的厚度不相等。
更进一步的，红外截止滤光片和白片的厚度差为0.09mm。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型采用五片透镜，玻塑混合，并通过对各个透镜进行相应设计，具有高低温不跑焦，获得高清画质输出；减小高低温场曲量，保证中心到边缘清晰度的一致性；改善和规避杂散光；低色差，日夜共焦好；小型化、低成本的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的可见光435-656nm的MTF图；
图3为本实用新型实施例一的红外光850nm的MTF图；
图4为本实用新型实施例一的色差曲线示意图；
图5为本实用新型实施例一的常温(20℃)下的可见光435-656nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图6为本实用新型实施例一的低温(-30℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图7为本实用新型实施例一的高温(85℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图8为本实用新型实施例二的结构示意图；
图9为本实用新型实施例二的可见光435-656nm的MTF图；
图10为本实用新型实施例二的红外光850nm的MTF图；
图11为本实用新型实施例二的色差曲线示意图；
图12为本实用新型实施例二的常温(20℃)下的可见光435-656nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图13为本实用新型实施例二的低温(-30℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图14为本实用新型实施例二的高温(85℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图15为本实用新型实施例三的结构示意图；
图16为本实用新型实施例三的可见光435-656nm的MTF图；
图17为本实用新型实施例三的红外光850nm的MTF图；
图18为本实用新型实施例三的色差曲线示意图；
图19为本实用新型实施例三的常温(20℃)下的可见光435-656nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图20为本实用新型实施例三的低温(-30℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图21为本实用新型实施例三的高温(85℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图22为本实用新型实施例四的结构示意图；
图23为本实用新型实施例四的可见光435-656nm的MTF图；
图24为本实用新型实施例四的红外光850nm的MTF图；
图25为本实用新型实施例四的色差曲线示意图；
图26为本实用新型实施例四的常温(20℃)下的可见光435-656nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图27为本实用新型实施例四的低温(-30℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
图28为本实用新型实施例四的高温(85℃)下的可见光435-650nm在60lp/mm的离焦曲线图；
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。
本实用新型公开了一种小型高清的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜；第一透镜至第五透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。
第二透镜具正屈光率，第二透镜的像侧面为凸面。
第三透镜具正屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面。
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面。
第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面。
第二透镜、第四透镜和第五透镜均为塑料非球面透镜，第一透镜和第三透镜均采用玻璃材料制成，采用2片玻璃透镜搭配3片塑料透镜，且第一透镜采用玻璃透镜，硬度较大，可以保护镜头，既保证高光学性能又大大控制成本。
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第五透镜。
本实用新型采用五片透镜，玻塑混合，并通过对各个透镜进行相应设计，具有高低温不跑焦，获得高清画质输出；减小高低温场曲量，保证中心到边缘清晰度的一致性；改善和规避杂散光；低色差，日夜共焦好；小型化、低成本的优点。
优选的，该光学成像镜头还满足：∣f1/f∣<1.5，其中，f1为第一透镜的焦距，f为该光学成像镜头的焦距，进一步控制高低温的后焦偏移。
优选的，该光学成像镜头还满足：0.8<∣f3/f5∣<1.2，其中，f3为第三透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，进一步控制高低温的后焦偏移。
优选的，该光学成像镜头还满足：∣f4/f5∣<1，其中，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，进一步控制高低温的后焦偏移。
优选的，该光学成像镜头还满足：vd3＞50，其中，vd3为第三透镜的色散系数，进一步消色差。
优选的，该第四透镜的物侧面为凹面，且∣R41∣＜60mm，其中，R41为第四透镜的物侧面的曲率半径，控制透镜之间的反射，规避严重的鬼影出现。
优选的，该光学成像镜头还满足：vd5＞50，vd4＜30，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，进一步优化色差。
优选的，第四透镜与第五透镜直接承靠或相互胶合，可以大大降低镜头的公差敏感性，利于量产。
优选的，还包括用于可见光模式下的红外截止滤光片和用于红外光模式下的白片，红外截止滤光片和白片的厚度不相等，补偿了红外的后焦偏移，使得可见光和红外同时达到高清画质。
更优选的，红外截止滤光片和白片的厚度差为0.09mm，更好地补偿了红外的后焦偏移，使得可见光和红外同时达到高清画质。
下面将以具体实施例对本实用新型的小型高清的光学成像镜头进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种小型高清的光学成像镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1、第二透镜2、光阑6、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、切换片7和成像面8；该第一透镜1至第五透镜5各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面。
第一透镜1具负屈光率，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面。
第二透镜2具正屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凸面，当然，在其它实施例中，第二透镜2的物侧面21也可以是平面或凹面；第二透镜2的物侧面21和像侧面22均为非球面。
第三透镜3具正屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凸面。
第四透镜4具负屈光率，第四透镜4的物侧面41为凹面，第四透镜4的像侧面42为凹面，第四透镜4的物侧面41和像侧面42均为非球面。
第五透镜5具正屈光率，第五透镜5的物侧面51为凸面，第五透镜5的像侧面52为凸面，第五透镜5的物侧面51和像侧面52均为非球面。
第二透镜2、第四透镜4和第五透镜5均采用塑料材料制成，第一透镜1和第三透镜3均采用玻璃材料制成。
本具体实施例中，光阑6设置在第二透镜2与第三透镜3之间，提升整体性能，当然，在其它实施例中，光阑6也可以设置在其它合适位置。
本具体实施例中，切换片7包括相互切换的用于可见光模式下的红外截止滤光片和用于红外光模式下的白片，即白天时，切换片7切换为红外截止滤光片，夜晚时，切换片7切换为白片。红外截止滤光片的厚度为0.3mm，白片的厚度为0.21mm，红外截止滤光片和白片的厚度差为0.09mm，但并不限于此。
本具体实施例中，第四透镜4与第五透镜5直接承靠设置。
本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
表1-1实施例一的详细光学数据
本具体实施例中，物侧面21、物侧面41、物侧面51、像侧面22、像侧面42和像侧面52依下列非球面曲线公式定义：
其中：
z：非球面的深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
c：非球面顶点的曲率(the vertex curvature)；
K：锥面系数(Conic Constant)；
rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；
u：r/rn；
am：第m阶Qcon系数(is the mthQconcoefficient)；
Qmcon：第m阶Qcon多项式(the mthQconpolynomial)；
各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的MTF曲线图详见图2和3，可以看出，在可见光和红外光下，都达到了高像素，日夜共焦好；色差图请参阅图4，可以看出色差已矫正到很好，不易出现紫边；离焦曲线图请参阅图5-7，可以看出，在不同的温度下，后焦偏移小，均在10μm范围内，且高低温下也不会出现严重的场曲，可保证在搭配在相机使用中高低温下稳定的画质输出。
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝2.9mm；光圈值FNO＝2.3；视场角FOV＝140；第一透镜1的物侧面11至成像面8在光轴I上的距离TTL＝16.4mm，∣f1/f∣＝1.06；∣f3/f5∣＝0.94，∣f4/f5∣＝0.82。
实施例二
如图8所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，仅第二透镜2的物侧面21为凹面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
表2-1实施例二的详细光学数据
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的MTF曲线图详见图9和10，可以看出，在可见光和红外光下，都达到了高像素，日夜共焦好；色差图请参阅图11，可以看出色差已矫正到很好，不易出现紫边；离焦曲线图请参阅图12-14，可以看出，在不同的温度下，后焦偏移小，均在10μm范围内，且高低温下也不会出现严重的场曲，可保证在搭配在相机使用中高低温下稳定的画质输出。
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝2.98mm；光圈值FNO＝2.3；视场角FOV＝140；第一透镜1的物侧面11至成像面8在光轴I上的距离TTL＝16.1mm，∣f1/f∣＝1.31；∣f3/f5∣＝0.98，∣f4/f5∣＝0.71。
实施例三
如图15所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
表3-1实施例三的详细光学数据
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的MTF曲线图详见图16和17，可以看出，在可见光和红外光下，都达到了高像素，日夜共焦好；色差图请参阅图18，可以看出色差已矫正到很好，不易出现紫边；离焦曲线图请参阅图19-21，可以看出，在不同的温度下，后焦偏移小，均在10μm范围内，且高低温下也不会出现严重的场曲，可保证在搭配在相机使用中高低温下稳定的画质输出。
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝2.93mm；光圈值FNO＝2.3；视场角FOV＝140；第一透镜1的物侧面11至成像面8在光轴I上的距离TTL＝16.1mm，∣f1/f∣＝1.05；∣f3/f5∣＝0.89，∣f4/f5∣＝0.79。
实施例四
如图22所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，仅第二透镜2的物侧面21为凹面，此外，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数也有所不同。
本具体实施例中，第四透镜4和第五透镜5相互胶合。
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
表4-1实施例四的详细光学数据
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
本具体实施例的MTF曲线图详见图23和24，可以看出，在可见光和红外光下，都达到了高像素，日夜共焦好；色差图请参阅图25，可以看出色差已矫正到很好，不易出现紫边；离焦曲线图请参阅图26-28，可以看出，在不同的温度下，后焦偏移小，均在10μm范围内，且高低温下也不会出现严重的场曲，可保证在搭配在相机使用中高低温下稳定的画质输出。
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝2.90mm；光圈值FNO＝2.3；视场角FOV＝140；第一透镜1的物侧面11至成像面8在光轴I上的距离TTL＝16.1mm，∣f1/f∣＝1.12；∣f3/f5∣＝1.08，∣f4/f5∣＝0.96。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
