CN113759498A - 一种光学镜头及光学系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学镜头及光学系统。镜头包括第一透镜至第八透镜，该八片透镜沿光轴从物侧向像侧依次排列。其中，第二透镜至第四透镜的光焦度可正可负，第五透镜、第六透镜和第八透镜具有正光焦度，第一透镜和第七透镜具有负光焦度。依照上述方式设置镜头中各透镜的光焦度，镜头对可见光光路的焦距与镜头对近红外光光路的焦距非常接近，无需切换滤光片便可以将可见光与近红外光共焦，节省了镜头的生产成本。此外，镜头具备较大的光圈，降低了成像对照度的要求。应用该镜头，即便在较低的环境照度下也可以获得清晰的图像。

Description

一种光学镜头及光学系统

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学镜头及光学系统。

背景技术

通常来说，同一镜头对可见光光路和近红外光光路的最佳像面位置不同。适用于可见光成像的镜头较难将近红外光聚焦到同一像面，适用于近红外光成像的镜头较难将可见光聚焦到同一像面。

安防监控等光学成像技术领域对日夜两用镜头的应用需求呈现日益增长的趋势。现有技术中，通常采用可切换滤光片的光学镜头进行可见光和近红外光的成像。例如，当进行可见光成像时在镜头中切换出第一厚度的滤光片，而当进行近红外光成像时在镜头中切换出第二厚度的滤光片，以此解决可见光光路与近红外光光路的最佳像面位置不一致的问题。滤光片的切换需要由专用的切换装置执行，因此增加了镜头的成本。

目前，实现可见光与近红外光共焦的光学镜头通常光圈较小，在照度较低的情况下成像效果不佳，降低了图像的应用价值。

发明内容

本申请提供了一种光学镜头及光学系统，以较低成本的镜头实现可见光与近红外光共焦，同时具备较大的光圈，保证成像质量。

第一方面，本申请提供一种光学镜头，光学镜头用于实现可见光与近红外光共焦，且光学镜头包括：沿光轴从物侧向像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；其中，第二透镜、第三透镜和第四透镜均具有光焦度；第五透镜、第六透镜和第八透镜均具有正光焦度；第一透镜和第七透镜均具有负光焦度；镜头对可见光光路的焦距f_vis与镜头对近红外光光路的焦距f_ir满足：|1-f_vis/f_ir|≤2％；镜头的光圈数F#满足：0.6≤F#≤2.5。由此可知，第一方面提供的光学镜头可以提升成像质量，并实现可见光与近红外光的共焦。由于未添加切换滤光片的装置，因此该光学镜头的成本较低。

可选地，以上提供的光学镜头中，第一透镜的像侧面于近轴处为凹面，第一透镜的物侧面于近轴处为凸面或凹面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第二透镜具有正光焦度，第二透镜的物侧面和像侧面中的其中一个于近轴处为凹面，另一个于近轴处为凸面；或者，第二透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面；或者，

第二透镜具有负光焦度，第二透镜的物侧面于近轴处为凹面，且第二透镜的像侧面于近轴处为凸面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第三透镜具有正光焦度，第三透镜的物侧面于近轴处为凹面，且第三透镜的像侧面于近轴处为凸面；或者，

第三透镜具有负光焦度，第三透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面，或，第三透镜的物侧面于近轴处为凸面，且第三透镜的像侧面于近轴处为凹面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面，或，第四透镜的物侧面于近轴处为凹面，且第四透镜的像侧面于近轴处为凸面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第四透镜具有负光焦度，第四透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面，或，第四透镜的物侧面于近轴处为凹面，且第四透镜的像侧面于近轴处为凸面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第五透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第六透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第七透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面。

可选地，以上提供的光学镜头中，第八透镜的物侧面于近轴处为凸面，第八透镜的像侧面于近轴处为凸面或凹面。

可选地，以上提供的光学镜头中，对于相同波长的入射光束，第四透镜和第五透镜的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系满足：0≤f_45/f≤7。

可选地，以上提供的光学镜头中，第四透镜和第五透镜中至少一个为玻璃材质的透镜，且该玻璃材质的透镜的折射率的变化与温度的变化成正相关。该光学镜头可以实现日夜两用，且温度对成像质量的影响较小。

可选地，以上提供的光学镜头在第一预设温度下的焦距f_h与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_h/f_n|≤2％；第一预设温度高于常温且小于或等于85℃；镜头在第二预设温度下的焦距f_l与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_l/f_n|≤2％；第二预设温度低于常温且大于或等于-40℃。可见，该光学镜头能够在较宽温度范围内清晰成像，温漂问题得到很好的抑制。

可选地，以上提供的光学镜头中，第六透镜的阿贝数v6和第七透镜的阿贝数v7满足：|v6-v7|≥15。该光学镜头如此设置第六透镜和第七透镜的阿贝数，有利于校正色差，提升成像质量。

可选地，以上提供的光学镜头中，第六透镜和第七透镜组成胶合透镜组，或者，第六透镜的像侧面与第七透镜的物侧面之间具有空气间隙。

可选地，以上提供的光学镜头中，第六透镜的像侧面于近轴处的中心曲率半径R62与第七透镜的物侧面于近轴处的中心曲率半径R71满足：|1-R62/R71|≤5％。

可选地，以上提供的光学镜头的视场角FOV满足：40°≤FOV≤160°。该光学镜头具有大视场，可以作为广角镜头使用。

可选地，以上提供的光学镜头的焦距f与像面高度IH满足：0.5≤IH/f≤3。该光学镜头可以适配较大的靶面，从而提升图像的分辨率。该光学镜头具有较高的解像力。

可选地，以上提供的光学镜头的焦距f、像面高度IH和视场角FOV满足：1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≤25％。该光学镜头的畸变较小，能够较好地还原被摄物体的轮廓。

可选地，以上提供的光学镜头中，第二透镜和第三透镜均为非球面透镜。应用该第二透镜和第三透镜，有利于校正像差，提升镜头的解像力。

可选地，以上提供的光学镜头对可见光光路的最佳像面相对于近红外光光路的最佳像面的偏差绝对值小于8μm。由于最佳像面的偏差小，因此无需调整镜头与靶面的相对距离。

可选地，以上提供的光学镜头中塑料材质的透镜的片数多于玻璃材质的透镜的片数。如此，节省了镜头的成本。

第二方面，本申请提供一种光学系统，包括：第一方面提供的任一种实现形式的光学镜头；还包括：光电探测器；

该光电探测器用于将第八透镜提供的光信号转换为电信号，电信号用于生成图像数据。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例至少具有以下优点：

本申请实施例提供的光学镜头包括第一透镜至第八透镜，该八片透镜沿光轴从物侧向像侧依次排列。其中，第二透镜至第四透镜的光焦度可正可负，第五透镜、第六透镜和第八透镜具有正光焦度，第一透镜和第七透镜具有负光焦度。依照上述方式设置镜头中各透镜的光焦度，镜头对可见光光路的焦距f_vis与所述镜头对近红外光光路的焦距f_ir满足：|1-f_vis/f_ir|≤2％。可见，f_vis与f_ir非常接近，无需切换滤光片便可以将可见光与近红外光共焦，节省了镜头的生产成本。此外，镜头的光圈数F#满足：0.6≤F#≤2.5，因此镜头具备较大的光圈，降低了成像对照度的要求。应用该镜头，即便在较低的环境照度下也可以获得清晰的图像。

附图说明

图1为本申请提供的一种光学镜头的结构示意图；

图2A为本申请实施例一提供的一种光学镜头的结构示意图；

图2B为本申请实施例一提供的镜头的畸变曲线示意图；

图2C为本申请实施例一提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图2D为本申请实施例一提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图2E为常温下本申请实施例一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图2F为常温下本申请实施例一镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图2G为-30℃下本申请实施例一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图2H为+70℃下本申请实施例一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图3A为本申请实施例二提供的一种光学镜头的结构示意图；

图3B为本申请实施例二提供的镜头的畸变曲线示意图；

图3C为本申请实施例二提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图3D为本申请实施例二提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图3E为常温下本申请实施例二镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图3F为常温下本申请实施例二镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图3G为-30℃下本申请实施例二镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图3H为+70℃下本申请实施例二镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图4A为本申请实施例三提供的一种光学镜头的结构示意图；

图4B为本申请实施例三提供的镜头的畸变曲线示意图；

图4C为本申请实施例三提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图4D为本申请实施例三提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图4E为常温下本申请实施例三镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图4F为常温下本申请实施例三镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图4G为-30℃下本申请实施例三镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图4H为+70℃下本申请实施例三镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图5A为本申请实施例四提供的一种光学镜头的结构示意图；

图5B为本申请实施例四提供的镜头的畸变曲线示意图；

图5C为本申请实施例四提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图5D为本申请实施例四提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图5E为常温下本申请实施例四镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图5F为常温下本申请实施例四镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图5G为-30℃下本申请实施例四镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图5H为+70℃下本申请实施例四镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图6A为本申请实施例五提供的一种光学镜头的结构示意图；

图6B为本申请实施例五提供的镜头的畸变曲线示意图；

图6C为本申请实施例五提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图6D为本申请实施例五提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图6E为常温下本申请实施例五镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图6F为常温下本申请实施例五镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图6G为-30℃下本申请实施例五镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图6H为+70℃下本申请实施例五镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图7A为本申请实施例六提供的一种光学镜头的结构示意图；

图7B为本申请实施例六提供的镜头的畸变曲线示意图；

图7C为本申请实施例六提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图7D为本申请实施例六提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图7E为常温下本申请实施例六镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图7F为常温下本申请实施例六镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图7G为-30℃下本申请实施例六镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图7H为+70℃下本申请实施例六镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图8A为本申请实施例七提供的一种光学镜头的结构示意图；

图8B为本申请实施例七提供的镜头的畸变曲线示意图；

图8C为本申请实施例七提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图8D为本申请实施例七提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图8E为常温下本申请实施例七镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图8F为常温下本申请实施例七镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图8G为-30℃下本申请实施例七镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图8H为+70℃下本申请实施例七镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图9A为本申请实施例八提供的一种光学镜头的结构示意图；

图9B为本申请实施例八提供的镜头的畸变曲线示意图；

图9C为本申请实施例八提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图9D为本申请实施例八提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图9E为常温下本申请实施例八镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图9F为常温下本申请实施例八镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图9G为-30℃下本申请实施例八镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图9H为+70℃下本申请实施例八镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图10A为本申请实施例九提供的一种光学镜头的结构示意图；

图10B为本申请实施例九提供的镜头的畸变曲线示意图；

图10C为本申请实施例九提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图10D为本申请实施例九提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图10E为常温下本申请实施例九镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图10F为常温下本申请实施例九镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图10G为-30℃下本申请实施例九镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图10H为+70℃下本申请实施例九镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图11A为本申请实施例十提供的一种光学镜头的结构示意图；

图11B为本申请实施例十提供的镜头的畸变曲线示意图；

图11C为本申请实施例十提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图11D为本申请实施例十提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图11E为常温下本申请实施例十镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图11F为常温下本申请实施例十镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图11G为-30℃下本申请实施例十镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图11H为+70℃下本申请实施例十镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图12A为本申请实施例十一提供的一种光学镜头的结构示意图；

图12B为本申请实施例十一提供的镜头的畸变曲线示意图；

图12C为本申请实施例十一提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图12D为本申请实施例十一提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图12E为常温下本申请实施例十一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图12F为常温下本申请实施例十一镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图12G为-30℃下本申请实施例十一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图12H为+70℃下本申请实施例十一镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图13A为本申请实施例十二提供的一种光学镜头的结构示意图；

图13B为本申请实施例十二提供的镜头的畸变曲线示意图；

图13C为本申请实施例十二提供的镜头常温下可见光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图13D为本申请实施例十二提供的镜头常温下近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图；

图13E为常温下本申请实施例十二镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图13F为常温下本申请实施例十二镜头的近红外光光路MTF曲线示意图；

图13G为-30℃下本申请实施例十二镜头的可见光光路MTF曲线示意图；

图13H为+70℃下本申请实施例十二镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

具体实施方式

光学系统中镜头的日夜两用是指在白天与夜晚均能清晰成像。白天可见光相对充足，夜晚近红外光相对充足，因此在白天和夜晚成像时，经过镜头的主要光束的波长存在较大的差别。通过切换不同厚度的滤光片可以使可见光和近红外光共焦，但是对滤光片的厚度公差要求严格，切换装置也增加了镜头的生产成本。此外，实现可见光和近红外光的镜头光圈较小，对环境照度提出了较高的要求。

基于上述问题，本申请提供了一种光学镜头及光学系统。该技术方案中，不切换滤光片便可以实现可见光与近红外光共焦，且镜头的光圈较大，降低了对环境照度的要求。因此，该镜头的成本降低，成像质量提升。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图对本申请实施例的技术方案进行说明。

图1为本申请实施例提供的一种光学镜头的结构示意图。参见图1，该镜头100包括沿光轴从物侧向像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。

具备光焦度的透镜能够折转光路，改变光束的入射到透镜之后的方向。正光焦度表示透镜具有正的焦距，能够会聚光束。负光焦度表示透镜具有负的焦距，能够将光束发散。在本申请实施例中，对于部分透镜的光焦度具有明确的限定：要求第五透镜L5、第六透镜L6和第八透镜L8均具有正光焦度；第一透镜L1和第七透镜L7均具有负光焦度。对于第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4光焦度的正或负不进行限定，第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4各自的光焦度可为正，也可为负。

在本申请实施例中，镜头100的八片透镜L1～L8中每一片透镜的像侧面及物侧面于近轴处均不是平面。例如，第一透镜L1的物侧面于近轴处可以为凸面也可以为凹面。图1所示的各片透镜仅是简单示意相对排布位置，图1中八片透镜L1～L8的形状不作为对透镜物侧面和像侧面于近轴处的凹凸实现方式的限制。

满足以上光焦度要求的镜头100对可见光光路的焦距f_vis及对近红外光光路的焦距f_ir非常接近。本实施例中，焦距f_vis和焦距f_ir满足：|1-f_vis/f_ir|≤2％。由该不等式可知，焦距f_vis相对于焦距f_ir的偏差非常小，镜头100对可见光光路的最佳像面和对近红外光光路的最佳像面的位置非常接近。镜头100可以实现对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

光圈数F#是相对孔径的倒数，是镜头的焦距与镜头通光直径的相对值。光圈数F#越小，光圈越大，在同一单位时间内的进光量越多；反之，若F#越大，则光圈越小，在同一单位时间内的进光量越少。在光学成像领域，镜头的光圈数F#影响图像的质量，F#较小的镜头有利于拍摄获得更加清晰的图像。满足以上光焦度要求的镜头100的光圈数F#可以满足：0.6≤F#≤2.5。由于光圈数F#的上限仅为2.5，该上限较小，因此镜头100的光圈非常大，进光量较大。该镜头100可以降低对环境照度的要求，保障成像质量，提升图像的可用率。

在前述实施例介绍的镜头100中，八片透镜分别包括多种实现方式。下面本申请还进一步结合十二个实施例描述镜头的多种不同的实现方式。需要说明，以下实施例的编号仅用于区分镜头的各种不同的实现方式，编号的先后不作为对镜头优选实现方式的次序限定。

以下各实施例中，对于镜头中透镜的物侧面及像侧面于近轴处的凹凸形态描述中，近轴处均是指靠近光轴处。第一透镜至第八透镜沿着光轴从物侧至像侧依次排列，从物侧至像侧将第一透镜至第八透镜于近轴处的表面设定为：R1、R2、R3、…、R15、R16。其中，R1为第一透镜的物侧面，R2为第一透镜的像侧面，R3为第二透镜的物侧面，…，R15为第八透镜的物侧面，R16为第八透镜的像侧面。

实施例一

图2A为本申请实施例一提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L101，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L201，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L301，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L401，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L501，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L601，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L701，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L801，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L401与第五透镜L501之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L101至第八透镜L801的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表1A。

表1A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表1A所示的各项参数中，n1～n8表示透镜L101～L801的折射率，v1～v8表示透镜L101～L801的阿贝数，d1～d8表示透镜L101～L801的透镜厚度，D1～D3表示光轴上透镜L101～L301的像侧面与像侧方向后一透镜的物侧面的距离，D4表示光轴上第四透镜L401的像侧面与光阑STOP的距离，t表示光轴上光阑STOP与第五透镜L501的物侧面的距离，D5和D7分别表示光轴上第五透镜L501和第七透镜L701的像侧面与像侧方向后一透镜的物侧面的距离，D8表示透镜L801与滤光元件Filter的距离。

本申请实施例中，滤光元件Filter可以是具有滤光作用的任意元件，用于将可见光和近红外光之外波段的光滤除。如图2A中所示，Filter可以设置在第八透镜L801与像面之间。当然，在其他可能的实现方式中，Filter还可以设置在任一透镜的物侧或像侧，此处对于Filter的设置位置不进行具体限定。

根据表1A可知，第六透镜L601的阿贝数v6和第七透镜L701的阿贝数v7之差为34.6，即具有较大差异。通过第六透镜L601和第七透镜L701的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

需要说明的是，在本申请实施例中，透镜表面曲率半径及透镜厚度的单位一致，且均不进行限定。例如，曲率半径和透镜厚度的单位均为毫米、均为厘米或者均为英寸。

本实施例中，第六透镜L601和第七透镜L701组合为胶合透镜组。第六透镜L601像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L701物侧面R13中心曲率半径R71的关系为：|1-R62/R71|＝0。即R62＝R71。

实际应用中，镜头的第一透镜L101至第八透镜L801中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表1B。其中，k表示二次曲面系数，a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18、a20为非球面系数。

表1B镜头各个透镜表面的非球面系数

表面的非球面系数为0，则表面为球面，对应的透镜为球面透镜。在表1B中，R9～R14的非球面系数均为零，表示本实施例中第五透镜L501至第七透镜L701均为球面透镜。如表1A设置透镜L101～L801的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表1B设置透镜L101～L801表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图2A所示。

图2A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图2B为图2A所示的镜头的畸变曲线示意图。在图2B中，横坐标表示光学畸变，单位为半分比；纵坐标为表示半视场角，单位为角度。经过测试，图2A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+5.8％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图2A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.9mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.36。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈1.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

调制对比度(Modulation Transfer Function,MTF)是对光学系统成像质量的评价量之一。MTF越大，表示光学系统的成像质量越好。图2C和图2D分别为图2A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。在图2C和图2D中，横坐标表示镜头最佳像面的偏移量，单位为mm；纵坐标表示镜头的调制对比度MTF，无单位。比较图2C和图2D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于8μm。由于本实施例中第六透镜L601与第七透镜L701的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图2E和图2F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图2G和图2H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。需要说明的是，图2E-图2H所示的MTF曲线中，不同的曲线分别代表不同的像高。

在图2E和图2F中，横坐标表示空间频率，单位为lp/mm；纵坐标表示调制对比度MTF，无单位。通过比对图2E和图2F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.3％。

温漂是指光学系统在某一温度下最佳像面与常温下最佳像面的偏移量。面对温漂问题，目前可以采用马达等对焦设备对镜头的前后位置进行调整，从而在高温和低温中清晰成像。在本申请实施例中，通过在镜头中使用玻璃材质的透镜的温度特性进行温漂校正。对于本申请实施例中应用的玻璃材质的透镜，其折射率的变化与温度的变化成正相关，表示为：dn/dT＞0，其中n为折射率，T为温度。也就是说本实施例镜头的玻璃透镜的折射率随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

在图2G和图2H中，横坐标表示空间频率，单位为lp/mm；纵坐标表示调制对比度MTF，无单位。将图2G和图2H分别与图2E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.3％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.4％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L501为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L401和第五透镜L501均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L401与第五透镜L501的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.8。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例二

图3A为本申请实施例二提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L102，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第二透镜L202，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L302，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L402，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L502，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L602，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L702，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L802，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L402与第五透镜L502之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L102至第八透镜L802的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表2A。

表2A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表2A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L602和第七透镜L702的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L602和第七透镜L702组合为胶合透镜组。第六透镜L602像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L702物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L102至第八透镜L802中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表2B。

表2B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L502至第七透镜L702均为球面透镜。如表2A设置透镜L102～L802的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表2B设置透镜L102～L802表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图3A所示。

图3A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图3B为图3A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图3A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+9.2％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图3A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.6mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.55。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈7.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图3C和图3D分别为图3A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图3C和图3D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于6μm。由于本实施例中第六透镜L602与第七透镜L702的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图3E和图3F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图3G和图3H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图3E和图3F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.7％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图3G和图3H分别与图3E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.1％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.7％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L502为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L402和第五透镜L502均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L402与第五透镜L502的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈4.1。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例三

图4A为本申请实施例三提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L103，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L203，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第三透镜L303，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L403，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L503，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L603，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L703，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L803，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L403与第五透镜L503之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L103至第八透镜L803的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表3A。

表3A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表3A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L603和第七透镜L703的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L603和第七透镜L703组合为胶合透镜组。第六透镜L603像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L703物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L103至第八透镜L803中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表3B。

表3B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L502至第七透镜L702均为球面透镜。如表3A设置透镜L103～L803的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表3B设置透镜L103～L803表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图3A所示。

图4A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图4B为图4A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图3A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+7.0％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图3A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.8mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.42。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈1.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图4C和图4D分别为图4A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图4C和图4D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于7μm。由于本实施例中第六透镜L603与第七透镜L703的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图4E和图4F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图4G和图4H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图4E和图4F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.4％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图4G和图4H分别与图4E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.1％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.6％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L503为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L403和第五透镜L503均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L403与第五透镜L503的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.9。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例四

图5A为本申请实施例四提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L104，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L204，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L304，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L404，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L504，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L604，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L704，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L804，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L404与第五透镜L504之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L104至第八透镜L804的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表4A。

表4A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表4A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L604和第七透镜L704的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L604和第七透镜L704组合为胶合透镜组。第六透镜L604像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L704物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L104至第八透镜L804中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表4B。

表4B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L504至第七透镜L704均为球面透镜。如表4A设置透镜L104～L804的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表4B设置透镜L104～L804表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图5A所示。

图5A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图5B为图5A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图5A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+7.9％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图5A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.85mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.39。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈0.2％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图5C和图5D分别为图5A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图5C和图5D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于8μm。由于本实施例中第六透镜L604与第七透镜L704的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图5E和图5F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图5G和图5H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图5E和图5F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.5％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图5G和图5H分别与图5E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.2％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.5％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L504为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L404和第五透镜L504均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L404与第五透镜L504的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.8。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例五

图6A为本申请实施例五提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L105，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L205，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L305，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第四透镜L405，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L505，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L605，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L705，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L805，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L405与第五透镜L505之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L105至第八透镜L805的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表5A。

表5A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表5A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L605和第七透镜L705的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L605和第七透镜L705组合为胶合透镜组。第六透镜L605像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L705物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L105至第八透镜L805中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表5B。

表5B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L505至第七透镜L705均为球面透镜。如表5A设置透镜L105～L805的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表5B设置透镜L105～L805表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图6A所示。

图6A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图6B为图6A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图6A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+8.2％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图6A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.83mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.40。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈0.7％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图6C和图6D分别为图6A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图6C和图6D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于7μm。由于本实施例中第六透镜L605与第七透镜L705的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图6E和图6F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图6G和图6H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图6E和图6F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.4％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图6G和图6H分别与图6E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈0.9％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.5％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L505为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L405具有负光焦度和第五透镜L505具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L405与第五透镜L505的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈4.35。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例六

图7A为本申请实施例六提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L106，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L206，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L306，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第四透镜L406，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第五透镜L506，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L606，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L706，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L806，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L406与第五透镜L506之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L106至第八透镜L806的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表6A。

表6A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表6A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L606和第七透镜L706的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L606和第七透镜L706组合为胶合透镜组。第六透镜L606像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L706物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L106至第八透镜L806中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表6B。

表6B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L506至第七透镜L706均为球面透镜。如表6A设置透镜L106～L806的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表6B设置透镜L106～L806表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图7A所示。

图7A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图7B为图7A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图7A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+9.4％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图7A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.67mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.36。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈1.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图7C和图7D分别为图7A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图7C和图7D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于6μm。由于本实施例中第六透镜L606与第七透镜L706的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图7E和图7F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图7G和图7H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图7E和图7F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.3％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图7G和图7H分别与图7E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.0％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.5％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L506为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L406具有负光焦度和第五透镜L506具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L406与第五透镜L506的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈5.05。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例七

图8A为本申请实施例七提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L107，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L207，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L307，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L407，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L507，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L607，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L707，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L807，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L407与第五透镜L507之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L107至第八透镜L807的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表7A。

表7A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表7A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L607和第七透镜L707的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L607和第七透镜L707组合为胶合透镜组。第六透镜L607像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L707物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L107至第八透镜L807中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表7B。

表7B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L507至第七透镜L707均为球面透镜。如表7A设置透镜L107～L807的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表7B设置透镜L107～L807表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图8A所示。

图8A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图8B为图8A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图8A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为+5.4％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图8A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.9mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.36。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈1.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图8C和图8D分别为图8A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图8C和图8D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于8μm。由于本实施例中第六透镜L607与第七透镜L707的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图8E和图8F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图8G和图8H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图8E和图8F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.2％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图8G和图8H分别与图8E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈0.7％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.3％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L507为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L407和第五透镜L507均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L407与第五透镜L507的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.4。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例八

图9A为本申请实施例八提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L108，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L208，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L308，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L408，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L508，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L608，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L708，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L808，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L408与第五透镜L508之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L108至第八透镜L808的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表8A。

表8A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表8A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L608和第七透镜L708的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L608和第七透镜L708组合为胶合透镜组。第六透镜L608像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L708物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L108至第八透镜L808中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表8B。

表8B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L508至第七透镜L708均为球面透镜。如表8A设置透镜L108～L808的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表8B设置透镜L108～L808表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图9A所示。

图9A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图9B为图9A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图9A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为-8.0％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图9A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.72mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.56。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈3.7％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图9C和图9D分别为图9A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图9C和图9D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于6μm。由于本实施例中第六透镜L608与第七透镜L708的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图9E和图9F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图9G和图9H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图9E和图9F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.2％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图9G和图9H分别与图9E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.1％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.2％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L508为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L408和第五透镜L508均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L408与第五透镜L508的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.6。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例九

图10A为本申请实施例九提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L109，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第二透镜L209，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L309，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L409，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L509，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L609，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L709，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L809，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L409与第五透镜L509之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L109至第八透镜L809的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表9A。

表9A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表9A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L609和第七透镜L709的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L609和第七透镜L709组合为胶合透镜组。第六透镜L609像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L709物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L109至第八透镜L809中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表9B。

表9B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L509至第七透镜L709均为球面透镜。如表9A设置透镜L109～L809的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表9B设置透镜L109～L809表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图10A所示。

图10A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图10B为图10A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图10A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为12％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图10A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.75mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.45。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈3.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图10C和图10D分别为图10A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图10C和图10D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于6μm。由于本实施例中第六透镜L609与第七透镜L709的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图10E和图10F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图10G和图10H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图10E和图10F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.3％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图10G和图10H分别与图10E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈0.8％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.0％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L509为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L409和第五透镜L509均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L409与第五透镜L509的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈4.1。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例十

图11A为本申请实施例十提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L110，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L210，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第三透镜L310，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第四透镜L410，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L510，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L610，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L710，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L810，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L410与第五透镜L510之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L110至第八透镜L810的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表10A。

表10A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表10A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L610和第七透镜L710的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L610和第七透镜L710组合为胶合透镜组。第六透镜L610像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L710物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L110至第八透镜L810中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表10B。

表10B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L510至第七透镜L710均为球面透镜。如表10A设置透镜L110～L810的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表10B设置透镜L110～L810表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图11A所示。

图11A所示的镜头的视场角FOV达到100°。图11B为图11A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图11A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为-8.0％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图11A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.82mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.41。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈1.0％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图11C和图11D分别为图11A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图11C和图11D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于8μm。由于本实施例中第六透镜L610与第七透镜L710的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图11E和图11F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图11G和图11H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图11E和图11F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.5％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图11G和图11H分别与图11E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.4％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.5％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L510为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L410和第五透镜L510均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L410与第五透镜L510的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.7。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝1.5。

实施例十一

图12A为本申请实施例十一提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L111，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L211，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第三透镜L311，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第四透镜L411，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L511，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L611，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L711，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L811，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L411与第五透镜L511之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L111至第八透镜L811的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表11A。

表11A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表11A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L611和第七透镜L711的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L611和第七透镜L711之间存在空气间隙。表11A中D6表示光轴上该空气间隙的大小。第六透镜L611像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L711物侧面R13中心曲率半径R71的关系为：|1-R62/R71|≈2％。

实际应用中，镜头的第一透镜L111至第八透镜L811中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表11B。

表11B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L511至第七透镜L711均为球面透镜。如表11A设置透镜L111～L811的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表11B设置透镜L111～L811表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图12A所示。

图12A所示的镜头的视场角FOV达到120°。图12B为图12A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图12A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为-20％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图12A所示的镜头像高IH＝9.2mm；焦距f＝3.53mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈2.6。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈24％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图12C和图12D分别为图12A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图12C和图12D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于8μm。由于本实施例中第六透镜L611与第七透镜L711的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图12E和图12F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图12G和图12H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图12E和图12F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.2％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图12G和图12H分别与图12E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.1％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.3％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L511为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L411和第五透镜L511均具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L411与第五透镜L511的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.6。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝2。

实施例十二

图13A为本申请实施例十二提供的一种光学镜头的结构示意图。该图示意的镜头中包括：

负光焦度的第一透镜L112，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第二透镜L212，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第三透镜L312，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

负光焦度的第四透镜L412，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第五透镜L512，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

正光焦度的第六透镜L612，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面；

负光焦度的第七透镜L712，其物侧面于近轴处为凹面，像侧面于近轴处为凹面；

正光焦度的第八透镜L812，其物侧面于近轴处为凸面，像侧面于近轴处为凸面。

在一种可能的实现方式中，第四透镜L412与第五透镜L512之间设置有光阑STOP。本实施例中，第一透镜L112至第八透镜L812的表面于近轴处的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数参见表12A。

表12A镜头各个透镜的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数

在表12A所示的各项参数的含义与表1A所示的各项参数相似，此处不赘述介绍。通过第六透镜L612和第七透镜L712的阿贝数差异，对镜头的色差进行校正。从而有利于实现镜头对可见光光路和近红外光光路的共焦成像。

本实施例中，第六透镜L612和第七透镜L712组合为胶合透镜组。第六透镜L612像侧面R12中心曲率半径R62与第七透镜L712物侧面R13中心曲率半径R71相等。

实际应用中，镜头的第一透镜L112至第八透镜L812中部分透镜可以为非球面透镜。非球面透镜的曲面具有非球面系数。本实施例中八片透镜表面的非球面系数参见表12B。

表12B镜头各个透镜表面的非球面系数

本实施例中第五透镜L512至第七透镜L712均为球面透镜。如表12A设置透镜L112～L812的曲率半径、厚度、折射率及阿贝数，并如表12B设置透镜L112～L812表面的非球面系数，形成的镜头中各个透镜如图13A所示。

图13A所示的镜头的视场角FOV达到46°。图13B为图13A所示的镜头的畸变曲线示意图。经过测试，图13A所示的镜头在全视场的最大光学畸变为-0.3％，因此属于小畸变镜头。

经过测试，图13A所示的镜头像高IH＝2.1mm；焦距f＝2.5mm；镜头像高IH与焦距f的比值IH/f≈0.84。镜头像高IH、焦距f和视场角FOV的关系1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≈0.95％。该数值同样表示本实施例提供的镜头具有较小的光学畸变。

图13C和图13D分别为图13A所示的镜头常温下可见光光路和近红外光光路的中心视场在125lp/mm的MTF离焦曲线示意图。比较图13C和图13D可知，常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面的偏差小于或等于2μm。由于本实施例中第六透镜L612与第七透镜L712的阿贝数差异较大，因此很好地实现了复消色差，使得常温下可见光光路的最佳像面和近红外光光路的最佳像面仅有较小的偏差，进而镜头可以对可见光光路和近红外光光路共焦，分别实现清晰成像。

图13E和图13F分别为常温下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图和近红外光光路MTF曲线示意图。图13G和图13H分别为-30℃及+70℃下本实施例镜头的可见光光路MTF曲线示意图。

通过比对图13E和图13F可知，镜头可以同时满足对可见光光路和近红外光光路的清晰成像。经过测试，本实施例镜头可见光光路焦距f_vis与近红外焦距f_ir的关系|1-f_vis/f_ir|≈0.5％。

本申请实施例应用镜头中的玻璃透镜，无需借助马达等对焦设备便可以减小温漂，从而实现较宽温度范围的清晰成像。

将图13G和图13H分别与图13E进行比对可知，本实施例提供的镜头很好地矫正了温漂，使得镜头可以在宽温度范围内清晰成像。经过测试，对于同一波长，镜头-30℃下焦距f_l与常温下焦距f的关系|1-f_l/f|≈1.4％，镜头+70℃下焦距f_h与常温下焦距f的关系|1-f_h/f|≈1.3％。可知，对于同一波长，镜头在不同温度下的焦距非常接近。因此，在镜头使用过程中，即便温度变化也不需要调整靶面和镜头的相对位置。

本申请实施例中，第五透镜L512为玻璃材质的透镜，其他透镜可以为玻璃材质的透镜，也可以为塑料材质的透镜。由于塑料材质的透镜相较于玻璃材质的透镜成本更为低廉，因此，在对透镜选材时，可以控制镜头中塑料材质透镜的片数多余玻璃材质透镜的片数，以进一步节省镜头成本。

本实施例中，第四透镜L412具有负光焦度，第五透镜L512具有正光焦度，二者共同承担镜头主要的光焦度。镜头第四透镜L412与第五透镜L512的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系f_45/f≈3.2。正光焦度的透镜可以将光线很好地会聚，有利于提升本实施例镜头的光圈。经过测量，本实施例镜头的光圈数F#＝0.85。

以上各实施例提供的镜头中，第一透镜为负光焦度的透镜，利用负光焦度的第一透镜可以将大视场光线收集到后端的其他透镜。因此，有利于提升镜头的视场角。第八透镜为正光焦度的透镜，且其物侧面于近轴处为凸面，有利于校正光学畸变。

以上实施例一至实施例十二仅为本申请中列举的实施例，实际应用中，本申请提供的用于实现可见光与近红外光共焦的光学镜头(包括但不限于实施例一至实施例十二提供的实现方式)具有以下特点：

1)对于相同波长的入射光束，镜头中第四透镜和第五透镜的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系满足：0≤f_45/f≤7。在示例实现方式中，第四透镜具有负光焦度或正光焦度，第五透镜具有正光焦度。二者中，具有正光焦度的透镜用于会聚光线，提升镜头的光圈。

2)第四透镜和第五透镜中至少一个为玻璃材质的透镜，且该玻璃材质的透镜的折射率的变化与温度的变化成正相关。玻璃材质的透镜用以校正镜头的温漂。

3)镜头在第一预设温度下的焦距f_h与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_h/f_n|≤2％；第一预设温度高于常温且小于或等于85℃。作为示例，第一预设温度为70℃。镜头在第二预设温度下的焦距f_l与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_l/f_n|≤2％；第二预设温度低于常温且大于或等于-40℃。作为示例，第二预设温度为-30℃。由于满足上述关系式，因此可知本申请实施例提供的镜头的温漂问题不显著，能够实现宽温度范围内的清晰成像，不虚焦，无需调整镜头和靶面的相对位置。

4)第六透镜的阿贝数v6和第七透镜的阿贝数v7满足：|v6-v7|≥15。由于满足此条件，因此，第六透镜和第七透镜校正了镜头的色差。镜头能够在日夜两种场景下清晰成像。

5)第六透镜的像侧面于近轴处的中心曲率半径R62与第七透镜的物侧面于近轴处的中心曲率半径R71满足：|1-R62/R71|≤5％。

6)镜头的视场角FOV满足：40°≤FOV≤160°。可见本申请实施例提供的镜头具有大视场角。

7)镜头的焦距f与像面高度IH满足：0.5≤IH/f≤3。由此可见，在焦距相同的条件下，本申请实施例提供的镜头具有较高的成像高度。因此，该镜头可以适配具有较大靶面的光电探测器。通常而言，光电探测器的靶面越大，图像像素越多，分辨率越高。可见，本申请实施例提供的镜头具有较高的解像力。

8)焦距f、像面高度IH和视场角FOV满足：1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≤25％。可知本申请实施例提供的镜头光学畸变较小。

9)第二透镜和第三透镜均为非球面透镜。非球面透镜可以不局限于第二透镜和第三透镜。本申请实施例提供的镜头中，利用非球面透镜的像差校正自由度可以有效校正第一透镜可能引起的视场外的像差。通过校正像差，有利于提升镜头的解像力。

10)可见光光路的最佳像面相对于近红外光光路的最佳像面的偏差绝对值小于8μm。由此可知，本申请实施例提供的镜头实现了可见光光路与近红外光光路的共焦。

11)第五透镜为玻璃材质的透镜，镜头中塑料材质的透镜的片数多于玻璃材质的透镜的片数。以塑料材质的透镜可以降低镜头的成本。

通常已有的镜头中无法做到广角与小畸变共存，即无法同时保证镜头具有较大的视场和较小的畸变。当设计增大镜头的视场角，往往镜头的畸变也会增大。畸变影响镜头对被摄物体的轮廓的还原。基于以上说明可知，本申请实施例提供的镜头实现大视场和小畸变。本申请实施例提供的大光圈镜头可以满足成本低、视场大、畸变小、靶面大、像素高、日夜共焦等使用要求。

基于前述实施例提供的光学镜头，相应地，本申请还提供一种光学系统。该光学系统可以应用到多种成像设备中，例如日夜两用摄像机。在该光学系统中，包括前述任一实施例提供的光学镜头，还包括：光电探测器。作为示例，光电探测器可以包括电荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor,CMOS)。

在镜头中，第一透镜靠近物侧，第八透镜靠近像侧。光电探测器提供靶面，第八透镜将光线(即光信号)提供给光电探测器，形成所拍摄物体的像。相应地，光电探测器将第八透镜提供的光信号转换为电信号。电信号经过处理即可生成图像数据。

可选地，该光学系统中还可以进一步包括滤光片。该滤光片无需切换，其作用是滤除可见光和近红外光波段以外的光线，仅使可见光和近红外光通过。滤光片可以设置在第八透镜与光电探测器之间，还可以设置在第一透镜之前，或镜头的任意两个透镜之间。

由于前面已经对本申请实施例提供的镜头进行了详细的描述，并对本申请提供的多种实现方式的镜头的特点和优势进行了详细的说明，因此在介绍该光学系统时不再赘述。请参照前文。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头用于实现可见光与近红外光共焦，且所述光学镜头包括：沿光轴从物侧向像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；

其中，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均具有光焦度；所述第五透镜、所述第六透镜和所述第八透镜均具有正光焦度；所述第一透镜和所述第七透镜均具有负光焦度；

所述镜头对可见光光路的焦距f_vis与所述镜头对近红外光光路的焦距f_ir满足：|1-f_vis/f_ir|≤2％；

所述镜头的光圈数F#满足：0.6≤F#≤2.5。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧面于近轴处为凹面，所述第一透镜的物侧面于近轴处为凸面或凹面。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜具有正光焦度，所述第二透镜的物侧面和像侧面中的其中一个于近轴处为凹面，另一个于近轴处为凸面；或者，所述第二透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面；或者，

所述第二透镜具有负光焦度，所述第二透镜的物侧面于近轴处为凹面，且所述第二透镜的像侧面于近轴处为凸面。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜具有正光焦度，所述第三透镜的物侧面于近轴处为凹面，且所述第三透镜的像侧面于近轴处为凸面；或者，

所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面，或，所述第三透镜的物侧面于近轴处为凸面，且所述第三透镜的像侧面于近轴处为凹面。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，

所述第四透镜具有正光焦度，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面，或，所述第四透镜的物侧面于近轴处为凹面，且所述第四透镜的像侧面于近轴处为凸面；或者，

所述第四透镜具有负光焦度，所述第四透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面，或，所述第四透镜的物侧面于近轴处为凹面，且所述第四透镜的像侧面于近轴处为凸面。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凸面。

8.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第七透镜的物侧面和像侧面于近轴处均为凹面。

9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第八透镜的物侧面于近轴处为凸面，所述第八透镜的像侧面于近轴处为凸面或凹面。

10.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，对于相同波长的入射光束，所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距f_45与镜头焦距f的关系满足：0≤f_45/f≤7。

11.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第四透镜和所述第五透镜中至少一个为玻璃材质的透镜，且该玻璃材质的透镜的折射率的变化与温度的变化成正相关。

12.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头在第一预设温度下的焦距f_h与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_h/f_n|≤2％；所述第一预设温度高于所述常温且小于或等于85℃；

所述镜头在第二预设温度下的焦距f_l与常温下的焦距f_n的关系满足：|1-f_l/f_n|≤2％；所述第二预设温度低于所述常温且大于或等于-40℃。

13.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的阿贝数v6和所述第七透镜的阿贝数v7满足：|v6-v7|≥15。

14.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜和所述第七透镜组成胶合透镜组，或者，所述第六透镜的像侧面与所述第七透镜的物侧面之间具有空气间隙。

15.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜的像侧面于近轴处的中心曲率半径R62与所述第七透镜的物侧面于近轴处的中心曲率半径R71满足：|1-R62/R71|≤5％。

16.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的视场角FOV满足：40°≤FOV≤160°。

17.根据权利要求16所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头的焦距f与像面高度IH满足：0.5≤IH/f≤3。

18.根据权利要求17所述的光学镜头，其特征在于，所述焦距f、所述像面高度IH和所述视场角FOV满足：1-|IH/(2×f×tan(FOV/2))|≤25％。

19.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜和所述第三透镜均为非球面透镜。

20.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述可见光光路的最佳像面相对于所述近红外光光路的最佳像面的偏差绝对值小于8μm。

21.根据权利要求1-9任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述镜头中塑料材质的透镜的片数多于玻璃材质的透镜的片数。

22.一种光学系统，其特征在于，包括：权利要求1-21任一项所述的光学镜头；还包括：光电探测器；

所述光电探测器用于将所述第八透镜提供的光信号转换为电信号，所述电信号用于生成图像数据。

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