CN105182507B - 一种广角定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于镜头技术领域，尤其涉及一种超高清大像面广角定焦镜头，包括从物方到像方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、第八透镜和第九透镜，第一透镜为凸凹负光焦度透镜，第二透镜为双凹负光焦度透镜，第三透镜为凸凹负光焦度透镜，第四透镜为双凸正光焦度透镜，第五透镜为双凸正光焦度透镜，第六透镜为双凸正光焦度透镜，第七透镜为双凹负光焦度透镜，第八透镜为平凸正光焦度透镜，第九透镜为双凸正光焦度透镜；本发明最大角度超过120°，最大像面大于1/2.3，其可见光分辨率超过八百万像素，红外分辨率达到七百万像素以上，完全能够满足4K的要求，具备良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于镜头技术领域，尤其涉及一种超高清大像面广角定焦镜头。
背景技术
在安防领域，传统的高清概念一般指1080P分辨率，近年来由于电子科技的飞速发展，4K超高清概念逐渐进入人们的视野。所谓4K，顾名思义就是4倍于1080P的分辨率，其物理像素超过八百万。这样一个超高解析度的成像系统将给安防监控带来革命性的改变。
然而目前安防领域常见的镜头分辨率不过二百万像素左右，稍高一点的不过五百万像素，远达不到4K的要求。
有鉴于此，确有必要提供一种超高清(4K)大像面广角定焦镜头，其最大角度超过120°，最大像面大于1/2.3，其可见光分辨率超过八百万像素，红外分辨率达到七百万像素以上，完全能够满足4K的要求，具备良好的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种超高清(4K)大像面广角定焦镜头，其最大角度超过120°，最大像面大于1/2.3，其可见光分辨率超过八百万像素，红外分辨率达到七百万像素以上，完全能够满足4K的要求，具备良好的市场前景。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种广角定焦镜头，包括从物方到像方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、第八透镜和第九透镜，所述第一透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第二透镜为双凹负光焦度透镜，所述第三透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为双凸正光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜，所述第七透镜为双凹负光焦度透镜，所述第八透镜为平凸正光焦度透镜，所述第九透镜为双凸正光焦度透镜；
所述第一透镜至所述第九透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
0.9<|f1/f|<2；
1.2<|f2/f|<2.8；
2<|f3/f|<3.7；
0.8<|f4/f|<1.9；
1.7<|f5/f|<3.0；
0.4<|f6/f|<1.6；
0.4<|f7/f|<1.2；
1.8<|f8/f|<2.7；
1.9<|f9/f|<3.5；
其中，f是整个镜头的焦距；f1是所述第一透镜的焦距，f2是所述第二透镜的焦距，f3是所述第三透镜的焦距，f4是所述第四透镜的焦距，f5是所述第五透镜的焦距，f6是所述第六透镜的焦距，f7是所述第七透镜的焦距，f8是所述第八透镜的焦距，f9是所述第九透镜的焦距。
相对于现有技术，本发明使用七组九片玻璃球面透镜，可以实现可见光大于八百万的像素、F1.8的相对孔径、最大角度超过120°和最大像面大于1/2.3等指标，成像质量好，并使得红外在不重新聚焦的前提下亦能达到七百万像素的分辨率，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面，而且具备温度补偿功能，在-30℃～80℃的环境下使用也不会跑焦，也就是说，本发明具备日夜同焦功能，即在可见光成清晰像的情况下无需调焦即可对红外光清晰成像，提升了镜头的成像质量，由此可见，本发明完全能够满足4K的要求，具备良好的市场前景。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第一透镜至所述第九透镜的焦距和折射率满足以下条件：
| -7.984≤f1≤-6.011 | 1.5≤n1≤1.75 |
| -10.95≤f2≤-8.26 | 1.5≤n2≤1.75 |
| -14.22≤f3≤-11.02 | 1.5≤n3≤1.75 |
| 4.87≤f4≤6.32 | 1.65≤n4≤1.9 |
| 10.26≤f5≤13.21 | 1.6≤n5≤1.85 |
| 4.33≤f6≤5.87 | 1.5≤n6≤1.7 |
| -4.35≤f7≤-3.16 | 1.66≤n7≤1.9 |
| 8.98≤f8≤12.36 | 1.55≤n8≤1.8 |
| 11.55≤f9≤14.12 | 1.65≤n9≤1.95 |
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率；
其中，f1至f9分别对应于第一透镜至第九透镜的焦距；n1至n9分别对应于第一透镜至第九透镜的折射率。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第一透镜至所述第九透镜均为玻璃球面透镜。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第一透镜和所述第二透镜紧靠装配，所述第二透镜和所述第三透镜紧靠装配，所述第三透镜和所述第四透镜通过光学胶粘合。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第四透镜和所述第五透镜通过第一隔圈紧配，所述第五透镜和所述第六透镜通过第二隔圈紧配，所述第六透镜和所述第七透镜通过光学胶粘合。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第七透镜和所述第八透镜紧靠装配，所述第八透镜和所述第九透镜通过第三隔圈紧配。
作为本发明广角定焦镜头的一种改进，所述第五透镜和所述第六透镜之间设置有光阑。
总之，本发明与现有技术相比具有如下的优点：
第一，本发明做到了可见光与红外光共焦，在按照本发明所提出的透镜组合、材料组合的前提下，本发明的镜头对可见光(400nm～650nm)成像的位置与红外光(850nm)的成像的位置达到重合。
第二，本发明具有温度补偿功能，在按照本发明所提出的透镜组合的前提下，本发明的镜头保证了-30℃～80℃温度范围内镜头的最佳分辨率成像位置不变。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明及其有益效果作进一步详细的说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。
如图1所示，本发明提供的一种超高清大像面广角定焦镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8和第九透镜9，第一透镜1为凸凹负光焦度透镜，第二透镜2为双凹负光焦度透镜，第三透镜3为凸凹负光焦度透镜，第四透镜4为双凸正光焦度透镜，第五透镜5为双凸正光焦度透镜，第六透镜6为双凸正光焦度透镜，第七透镜7为双凹负光焦度透镜，第八透镜8为平凸正光焦度透镜，第九透镜9为双凸正光焦度透镜；
第一透镜1至第九透镜9的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
0.9<|f1/f|<2；
1.2<|f2/f|<2.8；
2<|f3/f|<3.7；
0.8<|f4/f|<1.9；
1.7<|f5/f|<3.0；
0.4<|f6/f|<1.6；
0.4<|f7/f|<1.2；
1.8<|f8/f|<2.7；
1.9<|f9/f|<3.5；
其中，f是整个镜头的焦距；f1是第一透镜1的焦距，f2是第二透镜2的焦距，f3是第三透镜3的焦距，f4是第四透镜4的焦距，f5是第五透镜5的焦距，f6是第六透镜6的焦距，f7是第七透镜7的焦距，f8是第八透镜8的焦距，f9是第九透镜9的焦距。
第一透镜1至第九透镜9的焦距和折射率满足以下条件：
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率；
其中，f1至f9分别对应于第一透镜1至第九透镜9的焦距；n1至n9分别对应于第一透镜1至第九透镜9的折射率。
第一透镜1至第九透镜9均为玻璃球面透镜。
第一透镜1和第二透镜2紧靠装配，第二透镜2和第三透镜3紧靠装配，第三透镜3和第四透镜4通过光学胶粘合。
第四透镜4和第五透镜5通过第一隔圈紧配，第五透镜5和第六透镜6通过第二隔圈紧配，第六透镜6和第七透镜7通过光学胶粘合。
第七透镜7和第八透镜8紧靠装配，第八透镜8和第九透镜9通过第三隔圈紧配。
第五透镜5和第六透镜6之间设置有光阑。
本发明使用七组九片玻璃球面透镜，可以实现可见光大于八百万的像素、F1.8的相对孔径、最大角度超过120°和最大像面大于1/2.3等指标，成像质量好，并使得红外在不重新聚焦的前提下亦能达到七百万像素的分辨率，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面，而且具备温度补偿功能，在-30℃～80℃的环境下使用也不会跑焦，也就是说，本发明具备日夜同焦功能，即在可见光成清晰像的情况下无需调焦即可对红外光清晰成像。由此可见，本发明完全能够满足4K的要求，具备良好的市场前景。
实施例1
该镜头的九片透镜共十八个面的面型、曲率半径、镜片厚度、镜片间距和镜片折射率分别满足以下条件：
表1：九片透镜的物理参数。
| 面序号 | 面型 | R | D | nd |
| 1 | 球面 | 89.502 | 0.65 | 1.65 |
| 2 | 球面 | 3.512 | 1.9 | |
| 3 | 球面 | -9.554 | 0.6 | 1.59 |
| 4 | 球面 | 9.851 | 0.3 | |
| 5 | 球面 | 23.223 | 0.6 | 1.6 |
| 6 | 球面 | 5.897 | 2.01 | 1.77 |
| 7 | 球面 | 5.897 | 2.01 | 1.77 |
| 8 | 球面 | -22.112 | 0.29 | |
| 9 | 球面 | 10.992 | 1.6 | 1.72 |
| 10 | 球面 | -39.101 | 2.8 | |
| 光阑 | 平面 | PL | 0.2 | |
| 11 | 球面 | 26.225 | 1.8 | 1.65 |
| 12 | 球面 | -3.752 | 0.65 | 1.85 |
| 13 | 球面 | -3.752 | 0.65 | 1.85 |
| 14 | 球面 | 20.332 | 0.15 | |
| 15 | 球面 | 平面 | 2 | 1.73 |
| 16 | 球面 | -7.112 | 0.1 | |
| 17 | 球面 | 18.563 | 1.6 | 1.85 |
| 18 | 球面 | -45.696 |
上表中，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负，“PL”表示平面，上表同一面序号既有折射率数据n，又有数据D的，数据D表示该透镜轴心线处的厚度，同一面序号只有数据D而没有折射率数据n的，数据D表示该透镜到下一透镜面的间距。其中，1-18是从物方到像方依次排列的面序号。
总之，本发明与现有技术相比具有如下的优点：
第一，本发明做到了可见光与红外光共焦，在按照本发明所提出的透镜组合的前提下，本发明的镜头对可见光(400nm～650nm)成像的位置与红外光(850nm)的成像的位置达到重合。
第二，本发明具有温度补偿功能，在按照本发明所提出的透镜组合的前提下，本发明的镜头保证了-30℃～80℃温度范围内镜头的最佳分辨率成像位置不变。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (7)
1.一种广角定焦镜头，包括从物方到像方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、第八透镜和第九透镜，其特征在于：所述第一透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第二透镜为双凹负光焦度透镜，所述第三透镜为凸凹负光焦度透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为双凸正光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜，所述第七透镜为双凹负光焦度透镜，所述第八透镜为平凸正光焦度透镜，所述第九透镜为双凸正光焦度透镜；
所述第一透镜至所述第九透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
0.9<|f1/f|<2；
1.2<|f2/f|<2.8；
2<|f3/f|<3.7；
0.8<|f4/f|<1.9；
1.7<|f5/f|<3.0；
0.4<|f6/f|<1.6；
0.4<|f7/f|<1.2；
1.8<|f8/f|<2.7；
1.9<|f9/f|<3.5；
其中，f是整个镜头的焦距；f1是所述第一透镜的焦距，f2是所述第二透镜的焦距，f3是所述第三透镜的焦距，f4是所述第四透镜的焦距，f5是所述第五透镜的焦距，f6是所述第六透镜的焦距，f7是所述第七透镜的焦距，f8是所述第八透镜的焦距，f9是所述第九透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜至所述第九透镜的焦距和折射率满足以下条件：
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率；
其中，f1至f9分别对应于第一透镜至第九透镜的焦距；n1至n9分别对应于第一透镜至第九透镜的折射率。
3.根据权利要求1所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜至所述第九透镜均为玻璃球面透镜。
4.根据权利要求1所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜和所述第二透镜紧靠装配，所述第二透镜和所述第三透镜紧靠装配，所述第三透镜和所述第四透镜通过光学胶粘合。
5.根据权利要求4所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第四透镜和所述第五透镜通过第一隔圈紧配，所述第五透镜和所述第六透镜通过第二隔圈紧配，所述第六透镜和所述第七透镜通过光学胶粘合。
6.根据权利要求5所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第七透镜和所述第八透镜紧靠装配，所述第八透镜和所述第九透镜通过第三隔圈紧配。
7.根据权利要求1所述的广角定焦镜头，其特征在于：所述第五透镜和所述第六透镜之间设置有光阑。
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