阅读说明：本技术 光学镜头 (Optical lens ) 是由 马芳丽 刘斌 陈月叶 刘华唐 于 2019-01-31 设计创作，主要内容包括：一种光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜具有正屈光力。第三透镜具有负屈光力。第四透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧。第五透镜具有负屈光力且包括凹面朝向物侧。第六透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。(An optical lens comprises a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, a fifth lens and a sixth lens. The first lens is a meniscus lens with positive refractive power. The second lens has a positive refractive power. The third lens has a negative refractive power. The fourth lens has a positive refractive power and includes a concave surface facing the object side. The fifth lens has a negative refractive power and includes a concave surface facing the object side. The sixth lens has a positive refractive power and includes a concave surface facing the object side. The first lens element, the second lens element, the third lens element, the fourth lens element, the fifth lens element and the sixth lens element are sequentially arranged from an object side to an image side along an optical axis.)

光学镜头

技术领域

本发明有关于一种光学镜头。

背景技术

光学雷达或光达(LiDAR，Light Detection and Ranging)使用波长为905nm之短脉冲雷射光来测量目标物距离，因其具备高分辨率能完整描绘出目标物轮廓，可满足自驾车需要更远、更精准的感测需求，所以光学雷达目前被广泛使用于车载测距领域，随着所探测的目标物不同和应用不同，光学雷达所使用的光学镜头需具备大视场、小型化及波前差小等特性，已知的光学镜头已经无法满足现今的需求，需要有另一种新架构的光学镜头，才能同时满足大视场、小型化及波前差小的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光学镜头，其镜头总长度较短、视场较大、波前差较小，但是仍具有良好的光学性能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜具有正屈光力。第三透镜具有负屈光力。第四透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧。第五透镜具有负屈光力且包括凹面朝向物侧。第六透镜具有正屈光力且包括凹面朝向物侧。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

本发明的另一光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力，且包括凹面朝向像侧。第三透镜为弯月型透镜具有负屈光力，且包括凹面朝向像侧。第四透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第五透镜具有负屈光力。第六透镜具有正屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

本发明的另一光学镜头包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜。第一透镜为弯月型透镜具有正屈光力。第二透镜为弯月型透镜具有正屈光力，且包括凸面朝向物侧。第三透镜具有负屈光力且包括凸面朝向物侧。第四透镜具有正屈光力。第五透镜为弯月型透镜且包括凹面朝向物侧。第六透镜具有屈光力。第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

其中第四透镜可更包括凸面朝向像侧，第五透镜可更包括凸面朝向像侧，第六透镜可更包括凸面朝向像侧。

其中第六透镜为弯月型透镜。

其中第四透镜包括凸面朝向像侧，第五透镜包括凸面朝向像侧，第六透镜包括凸面朝向像侧。

其中第四透镜包括凸面朝向像侧，第五透镜可更包括凸面朝向像侧，第六透镜包括凸面朝向像侧。

其中光学镜头满足以下条件：1.9＜f₄₅₆/f₁₂₃＜2.1；其中，f₁₂3为第一透镜、第二透镜及第三透镜的组合有效焦距，f₄₅₆为第四透镜、第五透镜及第六透镜的组合有效焦距。

其中光学镜头满足以下条件：Nd₁＞1.9；Nd₂＞1.9；Nd₄＞1.9；Nd₆＞1.9；AOE＝AOI/2；其中，Nd₁为第一透镜的折射率，Nd₂为第二透镜的折射率，Nd₄为第四透镜的折射率，Nd₆为第六透镜的折射率，AOE为光学镜头的出射角(Angle of Emergence)，AOI为光学镜头的入射角(Angle of Incidence)。

其中第三透镜的物侧面及像侧面皆为非球面表面，第五透镜的物侧面及像侧面皆为非球面表面，光学镜头可更包括光圈设置于物侧与第一透镜之间，光学镜头满足以下条件：0.8度/mm＜FOV/TTL＜1.5度/mm；其中，FOV为光学镜头的视场，TTL为第一透镜的物侧面至第六透镜的像侧面于光轴上的间距。

实施本发明的光学镜头，具有以下有益效果：其镜头总长度较短、视场较大、波前差较小，但是仍具有良好的光学性能。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。

图1是依据本发明的光学镜头的第一实施例的透镜配置与光路示意图。

图2A是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于0.00度的波前差图。

图2B是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于10.20度的波前差图。

图2C是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于17.00度的波前差图。

图2D是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于24.04度的波前差图。

图2E是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于28.90度的波前差图。

图2F是依据本发明的光学镜头的第一实施例，于入射角等于34.00度的波前差图。

图3是依据本发明的光学镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。

图4是依据本发明的光学镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。

具体实施方式

本发明提供一种光学镜头，包括：第一透镜具有正屈光力，此第一透镜为弯月型透镜；第二透镜具有正屈光力；第三透镜具有负屈光力；第四透镜具有正屈光力，此第四透镜包括凹面朝向物侧；第五透镜具有负屈光力，此第五透镜包括凹面朝向物侧；及第六透镜具有正屈光力，此第六透镜包括凹面朝向物侧；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

本发明提供另一种光学镜头，包括：第一透镜具有正屈光力，此第一透镜为弯月型透镜；第二透镜具有正屈光力，此第二透镜为弯月型透镜且包括凹面朝向像侧；第三透镜具有负屈光力，此第三透镜为弯月型透镜且包括凹面朝向像侧；第四透镜具有正屈光力，此第四透镜为弯月型透镜；第五透镜具有负屈光力；及第六透镜具有正屈光力；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

本发明提供又另一种光学镜头，包括：第一透镜具有正屈光力，此第一透镜为弯月型透镜；第二透镜具有正屈光力，此第二透镜为弯月型透镜且包括凸面朝向物侧；第三透镜具有负屈光力，此第三透镜包括凸面朝向物侧；第四透镜具有正屈光力；第五透镜为弯月型透镜且包括凹面朝向物侧；及第六透镜具有屈光力；其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜沿着光轴从物侧至像侧依序排列。

请参阅底下表一、表二、表四、表五、表七及表八，其中表一、表四及表七分别为依据本发明的光学镜头的第一实施例至第三实施例的各透镜的相关参数表，表二、表五及表八分别为表一、表四及表七中各个透镜的非球面表面的相关参数表。

图1、3、4分别为本发明的光学镜头的第一、二、三实施例的透镜配置与光路示意图，其中第一透镜L11、L21、L31为弯月型透镜具有正屈光力，由玻璃材质制成，其物侧面S12、S22、S32与像侧面S13、S23、S33皆为球面表面。

第二透镜L12、L22、L32具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S14、S24、S34为凸面，其像侧面S15、S25、S35为凹面，其物侧面S14、S24、S34与像侧面S15、S25、S35皆为球面表面。

第三透镜L13、L23、L33具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S16、S26、S36为凸面，其像侧面S17、S27、S37为凹面，其物侧面S16、S26、S36与像侧面S17、S27、S37皆为非球面表面。

第四透镜L14、L24、L34具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S18、S28、S38为凹面，其像侧面S19、S29、S39为凸面，物侧面S18、S28、S38与像侧面S19、S29、S39皆为球面表面。

第五透镜L15、L25、L35具有负屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S110、S210、S310为凹面，其像侧面S111、S211、S311为凸面，物侧面S110、S210、S310与像侧面S111、S211、S311皆为非球面表面。

第六透镜L16、L26、L36具有正屈光力由玻璃材质制成，其物侧面S112、S212、S312为凹面，其像侧面S113、S213、S313为凸面，物侧面S112、S212、S312与像侧面S113、S213、S313皆为球面表面。

另外，光学镜头1、2、3至少满足底下其中一条件：

1.81＜f₄₅₆/f₁₂₃＜2.12 (1)

Nd₁＞1.9 (2)

Nd₂＞1.9 (3)

Nd₄＞1.9 (4)

Nd₆＞1.9 (5)

AOE＝AOI/2 (6)

0.8度/mm＜FOV/TTL＜1.5度/mm (7)

0.45＜TTL/BFL＜0.75 (8)

其中，f₁₂₃为第一实施例至第三实施例中，第一透镜L11、L21、L31、第二透镜L12、L22、L32及第三透镜L13、L23、L33的组合有效焦距。f₄₅₆为第一实施例至第三实施例中，第四透镜L14、L24、L34、第五透镜L15、L25、L35及第六透镜L16、L26、L36的组合有效焦距。Nd₁为第一实施例至第三实施例中，第一透镜L11、L21、L31的折射率。Nd₂为第一实施例至第三实施例中，第二透镜L12、L22、L32的折射率。Nd₄为第一实施例至第三实施例中，第四透镜L14、L24、L34的折射率。Nd₆为第一实施例至第三实施例中，第六透镜L16、L26、L36的折射率。AOE为第一实施例至第三实施例中，光学镜头1、2、3的出射角(Angle of Emergence)，AOI为第一实施例至第三实施例中，光学镜头1、2、3的入射角(Angle of Incidence)，FOV为第一实施例至第三实施例中，光学镜头1、2、3的视场，TTL为第一实施例至第三实施例中，第一透镜L11、L21、L31的物侧面S12、S22、S32分别至第六透镜L16、L26、L36的像侧面S113、S213、S313于光轴OA1、OA2、OA3上的间距。BFL为第一实施例至第三实施例中，第六透镜L16、L26、L36的像侧面S113、S213、S313分别至一成像面于光轴OA1、OA2、OA3上的间距。使得光学镜头1、2、3能有效的缩短镜头总长度、有效的增大视场、有效的缩小出射角、有效的缩小波前差。

上述条件中，条件(1)：1.81<f₄₅₆/f₁₂₃<2.12其中条件(1)是以第一实施例、第二实施例及第三实施例中最小跟最大的实际计算值以公差为±5％计算得出，也就是说1.91*0.95＝1.81，2.02*1.05＝2.12，其更佳效果范围为满足条件：1.91<f₄₅₆/f₁₂₃<2.02。

上述条件中，条件(7)：0.8度/mm＜FOV/TTL＜1.5度/mm，其更佳效果范围为满足条件：1.0度/mm＜FOV/TTL＜1.3度/mm。

上述条件中，条件(8)：0.45＜TTL/BFL＜0.75，其适用于近距离目标物，目标物之距离为100mm，如果为远距离目标物，目标物之距离为100000mm，此时条件(8)需修正为0.00045＜TTL/BFL＜0.00075。

可以理解的是，各个条件的范围，本领域的技术人员可在合理的公差范围内调整，其中所谓的合理的公差范围为±5％。

现详细说明本发明的光学镜头的第一实施例。请参阅图1，光学镜头1沿着光轴OA1从物侧至像侧依序包括光圈ST1、第一透镜L11、第二透镜L12、第三透镜L13、第四透镜L14、第五透镜L15及第六透镜L16。使用时，来自物侧之雷射光通过光学镜头1后，其雷射光斑(Spot Size)大小将变为两倍。根据【实施方式】第一至十段落，其中：

第一透镜L11，其物侧面S12为凸面，像侧面S13为凹面；

第二透镜L12可更为弯月型透镜，其物侧面S14为凸面，像侧面S15为凹面；第三透镜L13可更为弯月型透镜，其物侧面S16为凸面，像侧面S17为凹面；第四透镜L14可更为弯月型透镜，其像侧面S19为凸面；第五透镜L15可更为弯月型透镜，其像侧面S111为凸面；第六透镜L16可更为弯月型透镜，其像侧面S113为凸面；

利用上述透镜、光圈ST1及至少满足条件(1)至条件(8)其中一条件的设计，使得光学镜头1能有效的缩短镜头总长度、有效的增大视场、有效的缩小出射角、有效的缩小波前差。

表一为图1中光学镜头1的各透镜的相关参数表，表一数据显示，第一实施例的光学镜头1的镜头总长度等于57.000936mm、视场等于68度。

表一

表一中各个透镜的非球面表面凹陷度z由下列公式所得到：

z＝ch²/{1+[1-(k+1)c²h²]^1/2}+Ah⁴+Bh⁶+Ch⁸+Dh¹⁰

其中：

c：曲率；

h：透镜表面任一点至光轴的垂直距离；

k：圆锥系数；

A～D：非球面系数。

表二为表一中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～D为非球面系数。

表二

表三为第一实施例的光学镜头1的相关参数值及其对应条件(1)至条件(8)的计算值，由表三可知，第一实施例的光学镜头1皆能满足条件(1)至条件(8)的要求。

表三

另外，第一实施例的光学镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至图2F看出。图2A所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于0.00度的波前差图。图2B所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于10.20度的波前差图。图2C所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于17.00度的波前差图。图2D所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于24.04度的波前差图。图2E所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于28.90度的波前差图。图2F所示的，是第一实施例的光学镜头1于入射角等于34.00度的波前差图。

由图2A可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于0.00度，其波峰到波谷(Peak to Valley)波前差等于0.0729个波长(0.0729Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0217个波长(0.0217Waves)。

由图2B可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于10.20度之波前差等于0.0764个波长(0.0764Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0211个波长(0.0211Waves)。

由图2C可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于17.00度之波前差等于0.0939个波长(0.0939Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0244个波长(0.0244Waves)。

由图2D可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于24.04度之波前差等于0.1155个波长(0.1155Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0293个波长(0.0293Waves)。

由图2E可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于28.90度之波前差等于0.1180个波长(0.1180Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0333个波长(0.0333Waves)。

由图2F可看出，第一实施例的光学镜头1于入射角等于34.00度之波前差等于0.1311个波长(0.1311Waves)，均方根(RMS)波前差等于0.0363个波长(0.0363Waves)。

显见第一实施例的光学镜头1之波前差都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图3，图3是依据本发明的光学镜头的第二实施例的透镜配置与光路示意图。光学镜头2沿着光轴OA2从物侧至像侧依序包括光圈ST2、第一透镜L21、第二透镜L22、第三透镜L23、第四透镜L24、第五透镜L25及第六透镜L26。使用时，来自物侧之雷射光通过光学镜头2后，其雷射光斑(Spot Size)大小将变为两倍。根据【实施方式】第一至十段落，其中：

第一透镜L21，其物侧面S22为凹面，像侧面S23为凸面；第二透镜L22可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第二透镜L12相同，在此皆不加以赘述；第三透镜L23可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第三透镜L13相同，在此皆不加以赘述；第四透镜L24可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第四透镜L14相同，在此皆不加以赘述；第五透镜L25可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第五透镜L15相同，在此皆不加以赘述；第六透镜L26可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第六透镜L16相同，在此皆不加以赘述；

利用上述透镜、光圈ST2及至少满足条件(1)至条件(8)其中一条件的设计，使得光学镜头2能有效的缩短镜头总长度、有效的增大视场、有效的缩小出射角、有效的缩小波前差。

表四为图3中光学镜头2的各透镜的相关参数表，表四数据显示，第二实施例的光学镜头2的镜头总长度等于57.6991mm、视场等于68度。

表四

表四中各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义，与第一实施例中表一的各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义相同，在此皆不加以赘述。

表五为表四中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～D为非球面系数。

表五

表六为第二实施例的光学镜头2的相关参数值及其对应条件(1)至条件(8)的计算值，由表六可知，第二实施例的光学镜头2皆能满足条件(1)至条件(8)的要求。

表六

另外，第二实施例的光学镜头2的波前差(省略图例)与第一实施例的光学镜头1的波前差近似，也都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

请参阅图4，图4是依据本发明的光学镜头的第三实施例的透镜配置与光路示意图。光学镜头3沿着光轴OA3从物侧至像侧依序包括光圈ST3、第一透镜L31、第二透镜L32、第三透镜L33、第四透镜L34、第五透镜L35及第六透镜L36。使用时，来自物侧之雷射光通过光学镜头3后，其雷射光斑(Spot Size)大小将变为两倍。根据【实施方式】第一至十段落，其中：

第一透镜L31，其表面型状凹凸与第一实施例中的第一透镜L11相同，在此皆不加以赘述；第二透镜L32可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第二透镜L12相同，在此皆不加以赘述；第三透镜L33可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第三透镜L13相同，在此皆不加以赘述；第四透镜L34可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第四透镜L14相同，在此皆不加以赘述；第五透镜L35可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第五透镜L15相同，在此皆不加以赘述；第六透镜L36可更为弯月型透镜，其表面型状凹凸与第一实施例中的第六透镜L16相同，在此皆不加以赘述；

利用上述透镜、光圈ST3及至少满足条件(1)至条件(8)其中一条件的设计，使得光学镜头3能有效的缩短镜头总长度、有效的增大视场、有效的缩小出射角、有效的缩小波前差。

表七为图4中光学镜头3的各透镜的相关参数表，表七数据显示，第三实施例的光学镜头3的镜头总长度等于57.0006mm、视场等于68度。

表七

表七中各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义，与第一实施例中表一的各个透镜的非球面表面凹陷度z的定义相同，在此皆不加以赘述。

表八为表七中各个透镜的非球面表面的相关参数表，其中k为圆锥系数(ConicConstant)、A～D为非球面系数。

表八

表九为第三实施例的光学镜头3的相关参数值及其对应条件(1)至条件(8)的计算值，由表九可知，第三实施例的光学镜头3皆能满足条件(1)至条件(8)的要求。

表九

f<sub>123</sub>	14.37mm	f<sub>456</sub>	28.47mm	AOI	34度
						AOE	17度	FOV	68度	TTL	57.0006mm
BFL	100mm
						f<sub>456</sub>/f<sub>123</sub>	1.98	FOV/TTL	1.19度/mm	TTL/BFL	0.57

另外，第三实施例的光学镜头3的波前差(省略图例)与第一实施例的光学镜头1的波前差相似，也都能被有效修正，从而得到较佳的光学性能。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。