阅读说明：本技术 光学镜头和视力检查装置 (Optical lens and vision inspection device ) 是由 魏长伟 刘黎 钦培 张锐 庞煜卿 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种光学镜头和视力检查装置,自物侧至像侧依序包括：具有负屈光度的第一透镜和具有正屈光度的第二透镜,其中,第一透镜和第二透镜均为非球面透镜,且第一透镜和第二透镜均具有至少一个非球面表面；光学镜头满足条件：-3.6≤EFL/TTL≤-2.9。本发明缓解了现有技术中存在的视力检查设备所需空间大和费用高的技术问题。(The invention provides an optical lens and a vision inspection device, which sequentially comprise from an object side to an image side: the optical lens comprises a first lens with negative diopter and a second lens with positive diopter, wherein the first lens and the second lens are both aspheric lenses, and both the first lens and the second lens are provided with at least one aspheric surface; the optical lens satisfies the condition: EFL/TTL is less than or equal to-3.6 and less than or equal to-2.9. The invention solves the technical problems of large space and high cost of the vision inspection equipment in the prior art.)

光学镜头和视力检查装置

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，尤其是涉及一种光学镜头和视力检查装置。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，手机等移动电子设备已经成为我们生活中的必需品，人们每天都花费大量的时间通过阅读电子设备显示的内容来获取知识和娱乐内容，使得眼睛疲劳度加剧，导致近视的人数逐渐增多，据***、***的最新调查，我国已有4亿多近视患者，其中小学生近视率在30％以上，中学生、大学生高达70％以上。此外，青少年患近视后平均每年还会增加50-75°因此视力防控是目前亟待解决的问题。

当前的视力检查手段主要是在专业医生主导下通过视力表指认或电脑检测。

以上方法的缺点是：

空间问题，传统视力表需要3-5米的空间，一般家庭很难开辟专门的空间用于视力检查，导致视力变化不能及时被发现；

费用高，专业的视力验光设备价格高昂，超出家庭购买力；

由于以上原因，导致不能及时发现视力变化、及时进行干预，不能起到近视防控的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光学镜头和视力检查装置，以缓解了现有技术中存在的视力检查设备所需空间大和费用高的技术问题，可以及时发现近视提早预防。

第一方面，本发明实施例提供了一种光学镜头，自物侧至像侧依序包括：具有负屈光度的第一透镜和具有正屈光度的第二透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜均为非球面透镜，且所述第一透镜和所述第二透镜均具有至少一个非球面表面；所述光学镜头满足条件：-3.6≤EFL/TTL≤-2.9，其中，EFL为所述光学镜头的有效焦距，TTL为所述光学镜头的总长度。

进一步地，所述光学镜头还包括光阑，所述光阑设置于所述第一透镜的物侧，用于限制进入所述第一透镜的光通量。

进一步地，所述第一透镜为双凹形透镜，其中，所述第一透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面且为非球面表面。

进一步地，所述第二透镜为双凸透镜，其中，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面且为非球面表面。

进一步地，所述第一透镜满足如下条件：-0.13≤EFL1/TTL≤-0.11，其中，EFL1为所述第一透镜的有效焦距。

进一步地，所述第二透镜满足如下条件：0.52≤EFL2/TTL≤0.66，其中，EFL2为所述第二透镜的有效焦距。

进一步地，所述光学镜头满足如下条件：100mm≤TTL≤125mm。

进一步地，所述第一透镜和所述第二透镜的材料为以下任一种：聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，环烯烃共聚物，聚酯树脂。

进一步地，所述第一透镜和所述第二透镜的材料为包括以下至少一种的混合材料：聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，环烯烃共聚物。

第二方面，本发明实施例还提供了一种视力检查装置，所述视力检查装置包括上述第一方面所述的光学镜头和视力表。

本发明提供了一种光学镜头和视力检查装置，自物侧至像侧依序包括：具有负屈光度的第一透镜和具有正屈光度的第二透镜，其中，第一透镜和第二透镜均为非球面透镜，且第一透镜和第二透镜均具有至少一个非球面表面；光学镜头满足条件：-3.6≤EFL/TTL≤-2.9。本发明提供的光学镜头可以通过上述设置虚拟出5米标准视力测试距离，从而缓解了现有技术中存在的视力检查设备所需空间大和费用高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种光学镜头的示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光学镜头的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光学镜头的场曲曲线图；

图4为本发明实施例提供的一种光学镜头的畸变曲线图；

图5为本发明实施例提供的第一种光学镜头的光扇图分析模拟图；

图6为本发明实施例提供的第二种光学镜头的光扇图分析模拟图；

图7为本发明实施例提供的第三种光学镜头的光扇图分析模拟图；

图8为本发明实施例提供的第四种光学镜头的光扇图分析模拟图；

图9为本发明实施例提供的第五种光学镜头的光扇图分析模拟图。

图标：

10-第一透镜；20-第二透镜；30-光阑。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

针对以上现有技术的缺陷，本发明提供了一种光学镜头虚拟出5米标准测试距离，旨在为用户提供一种节省空间、价格低廉、便携的视力检查镜头，以达到及时发现视力变化情况，提早干预，防止视力恶化的目的。

图1是根据本发明实施例提供的一种光学镜头的示意图。为显示现本实施例的特征，仅显示与本实施例有关的结构，其余结构予以省略，其中IMA为人眼入瞳，或图像传感器装配位置,OBJ为视力表或者视标E所在位置，OA为光轴。

如图1所示，该光学镜头自物侧至像侧依序包括：具有负屈光度的第一透镜10和具有正屈光度的第二透镜20。

具体地，第一透镜10和第二透镜20均为非球面透镜，且第一透镜10和第二透镜20均具有至少一个非球面表面。

具体地，本发明实施例提供的光学镜头满足如下条件：-3.6≤EFL/TTL≤-2.9。其中，EFL为光学镜头的有效焦距，TTL为光学镜头的总长度。

本发明实施例提供的光学镜头，可应用于人眼视力检查，例如人眼在IMA位置通过镜头观察在OBJ位置的视标E，视标E的大小可根据视标与第一透镜10的距离进行设定。进一步说明，本实施例进行视力检查时，所使用视标E的边长，是国标GB11533-2011中规定的5米进行视力检查时，远视力表视标边长的N倍,0＜N≤1，视力表的载体是具有显示功能的智能电子设备如手机、平板电脑等。本发明缓解了现有技术中存在的视力检查设备所需空间大和费用高的技术问题，并且可以及时有效的发现近视。

可选地，本发明实施例提供的光学镜头，也可应用于具有影像投影或撷取功能的一装置上，例如，手持式通讯系统、车用摄像镜头、监视系统、数码相机、数码摄影机或投影机。

可选地，图2是根据本发明实施例提供的另一种光学镜头的示意图。如图2所示，该光学镜头还包括光阑30。具体地，光阑30设置于第一透镜10的物侧，用于限制进入第一透镜10的光通量，从而进一步提升光学镜头的光学性能。

具体地，第一透镜10靠近光学镜头的物侧，第二透镜20靠近光学镜头的像侧，且两具透镜均为非球面透镜，而每一非球面透镜具有至少一非球面表面，均匀非球面模型只用径向坐标的偶次幂来描述非球面,表达式如下：

其中z为在光轴OA方向的座标值，以光传输方向为正方向，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆及α₇为非球面系数，k为圆锥系数，c为曲率，r是以透镜长度单位为单位的径向坐标。此外，每一非球面透镜的非球面数学式的各项参数或系数的值可分别设定，以决定各非球面透镜的焦距。经由光学参数的设定，可使一个非球面透镜达到等效于两个或两个以上的球面透镜的光学效果，因此第一透镜10和第二透镜20均为非球面透镜可以减少光学镜头中的透镜数目，亦可减小整体厚度，进而达到使得整个光学镜头的尺寸减小的技术效果。

优选地，如图2所示，本发明实施例中的第一透镜10为双凹形透镜具有负屈光力，其物侧面S1为凹面，像侧面S2为凹面且为非球面表面。

优选地，如图2所示，本发明实施例中的第二透镜20为双凸透镜具有正屈光力，其物侧面S3为凸面，像侧面S4为凸面且为非球面表面。

在本发明实施例中，第一透镜10满足如下条件：-0.13≤EFL1/TTL≤-0.11，其中，EFL1为第一透镜的有效焦距。

在本发明实施例中，第二透镜20满足如下条件：0.52≤EFL2/TTL≤0.66，其中，EFL2为第二透镜的有效焦距。

可选地，本发明实施例提供的光学镜头也可以满足如下条件：100mm≤TTL≤125mm。

可选地，第一透镜10和第二透镜20的材质，均可采用塑胶或者玻璃，其中塑胶材质可以为以下任一种：聚碳酸酯(polycarbonate)，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)，环烯烃共聚物(例如APEL)，以及聚酯树脂(例如OKP4或者OKP4HT)。

可选地，第一透镜10和第二透镜20的材料可以为包括以下至少一种的混合材料：聚碳酸酯(polycarbonate)，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)，环烯烃共聚物(例如APEL)。

表一列出根据本发明如图2的光学镜头的实施例的详细数据，其包含各透镜的有效焦距、曲率半径、厚度、折射率、色散系数等。其中镜片的表面代号是从物侧至像侧依序编排，例如：“S1”代表第一透镜10朝物侧的表面，“S2”代表第一透镜10朝像侧的表面。另外，“厚度”代表该表面顶点与相邻于像侧一表面顶点的距离，例如，表面S1的“厚度”为S1表面顶点与S2表面顶点的距离，表面S2的“厚度”为S1表面顶点与S2表面顶点的距离。

表一

表二为本发明实施例提供的光学镜头的焦距f、光圈值FNO、视角半角ω(halfangleview)、像高Y及总镜头长度TTL。

表二

项目	参数
		f(mm)	-361.91
FNO	33.75
		ω(°)	3.62
Y(mm)	±17.7
		TTL(mm)	110

表三为各个透镜的非球面表面数学式中的各项系数。

表三

表面序号	k	α<sub>1</sub>	α<sub>2</sub>	α<sub>3</sub>	α<sub>4</sub>	α<sub>5</sub>	α<sub>6</sub>	α<sub>7</sub>
									S2	-6.4357	0	0	0	6.494E-004	0	-6.460E-006	0
S4	-0.5397	0	0	0	7.699E-007	0	-4.404E-008	0

图3是根据本发明实施例提供的光学镜头的场曲(field curvature)曲线图。其中，曲线T、S分别显示光学镜头对于正切光束(Tangential Rays)与弧矢光束(SagittalRays)的像差。图中显示波长为470nm、510nm、555nm、610nm及650nm的光束的正切场曲值与弧矢场曲值均控制在良好的范围内。其中，在图3中，虚线为曲线S，实线为曲线T。

图4是根据本发明实施例提供的光学镜头的畸变(distortion)曲线图。如

图4所示，图中显示波长为470nm、510nm、555nm、610nm及650nm的光束的畸变率均控制在(0.5％)范围内。

图5～图9是根据本发明实施例提供的光学镜头的光扇图分析(Ray Fan)模拟图。其中，图5～图9中的多组模拟数据分别根据不同的IMA距离，其中，IMA距离为人眼(IMA)到第二透镜20的像侧S4之间的距离，并以五种不同波长(分别为图5：IMA距离为0mm，光束波长为470nm；图6：IMA距离为4mm，光束波长为510nm；图7：IMA距离为8mm，光束波长为555nm；图8：IMA距离为12mm，光束波长为610nm；及图9：IMA距离为17.7mm，光束波长为650nm)的光束所模拟而得。

由以上描述可知，本发明实施例提供了一种光学镜头，自物侧至像侧依序包括：具有负屈光度的第一透镜和具有正屈光度的第二透镜，其中，第一透镜和第二透镜均为非球面透镜，且第一透镜和第二透镜均具有至少一个非球面表面；光学镜头满足条件：-3.6≤EFL/TTL≤-2.9。本发明提供的光学镜头可以通过上述设置虚拟出5米标准视力测试距离，以及，经由光学参数的设定，可使一个非球面透镜达到等效于两个或两个以上的球面透镜的光学效果，因此第一透镜和第二透镜均为非球面透镜的设计可以减少光学镜头中的透镜数目，亦可减小整体厚度，进而达到使得整个光学镜头的尺寸减小的技术效果，从而缓解了现有技术中存在的视力检查设备所需空间大和费用高的技术问题。

本发明实施例还提供了一种视力检查装置，具体地，该视力检查装置包括上述本发明实施例提供的一种用于实例检查的光学镜头和视力表。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。