CN106772940A - 高像素超短星光级镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学器件技术领域，尤其涉及一种高像素超短星光级镜头，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、第五透镜和第六透镜，第一透镜、第三透镜和第四透镜均为玻璃球面透镜，第二透镜、第五透镜和第六透镜均为塑料非球面透镜；第一透镜为平凹负光焦度透镜，第二透镜为凹凸负光焦度透镜，第三透镜为双凸正光焦度透镜，第四透镜为双凸正光焦度透镜，第五透镜为双凹负光焦度透镜，第六透镜为双凸正光焦度透镜。总之，本发明充分利用发挥了玻璃球面镜片易于加工以及塑料非球面镜片性能高成本低的优点，使得镜头可见光分辨率可以达到五百万像素，红外分辨率可以达到五百万像素，镜头F数达1.2，通光量充分，画面清晰明亮。同时，镜头总长小于22mm，体积小巧。

Description

高像素超短星光级镜头
技术领域
本发明属于光学器件技术领域，尤其涉及一种高像素超短星光级镜头。
背景技术
随着全社会安防意识的提升和社会科技水平的提高，高质量的安防监控系统迅速占领市场，监控镜头作为安防系统的核心部件之一，其性能的优劣对监控工作起着极其重要的作用，因此在市场存在激烈竞争。镜头性能包括像素、F数、总长等各种参数。
传统的4mm定焦镜头存在以下缺点：
首先，为了提高像素，采用更多枚镜片，例如，专利CN203311082U公开的镜头就采用了7枚镜片结构，但这种结构的成本必然会高；
其次，F数较大，通光量不足，例如，专利申请CN105259637A公开的镜头的F数为2.2，专利申请CN105301739A公开的镜头的F数为2.0；
再次，现有技术中的镜头总长约30mm，体积较大。
有鉴于此，确有必要提供一种高像素超短星光级镜头，其具有高像素、高F数、高通光量、镜头总长短、体积小巧的特点。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种高像素超短星光级镜头，其采用3G3P的光学结构，充分利用发挥了玻璃镜片易于加工以及塑料非球面镜片性能高成本低的优点，使得镜头可见光分辨率可以达到五百万像素，红外分辨率可以达到五百万像素，镜头F数达1.2，通光量充分，画面清晰明亮。同时，镜头总长小于22mm，体积小巧。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
高像素超短星光级镜头，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、第五透镜和第六透镜，所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、所述第五透镜和所述第六透镜均为塑料非球面透镜；
所述第一透镜为平凹负光焦度透镜，所述第二透镜为凹凸负光焦度透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为双凹负光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜。
作为本发明高像素超短星光级镜头的一种改进，所述第三透镜和所述第四透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
11.61<|f3/f|<12.14；
2.45<|f4/f|<2.83；
其中，f是整个镜头的焦距；f3是所述第三透镜的焦距；f4是所述第四透镜的焦距。
作为本发明高像素超短星光级镜头的一种改进，所述第二透镜的焦距与所述第五透镜的焦距和所述第六透镜的焦距满足以下条件：
10.01<|f2/f5|<10.43；
0.85<|f5/f6|<1.23；
其中，f2是所述第二透镜的焦距；f5是所述第五透镜的焦距，f6是所述第六透镜的焦距。
作为本发明高像素超短星光级镜头的一种改进，所述第一透镜和所述第二透镜通过soma紧配，所述第五透镜和所述第六透镜通过soma紧配，所述第二透镜和所述第三透镜通过隔圈紧配，所述第三透镜和所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜和所述第五透镜通过隔圈紧配。
作为本发明高像素超短星光级镜头的一种改进，所述镜头的总长小于22mm。
作为本发明高像素超短星光级镜头的一种改进，所述第一透镜至所述第六透镜的焦距、折射率和曲率半径满足以下条件：
-8.24≤f1≤-4.35 1.45≤n1≤1.65 R1＝∞ 1.45≤R2≤4.65
-62.25≤f2≤-58.35 1.43≤n2≤1.69 -4.66≤R3≤-1.45 -6.66≤R4≤-2.49
10.23≤f3≤13.25 1.68≤n3≤1.95 20.45≤R5≤24.67 -16.67≤R6≤-14.49
9.23≤f4≤13.26 1.40≤n4≤1.66 10.45≤R7≤14.68 -8.68≤R8≤-4.49
-8.37≤f5≤-5.24 1.40≤n5≤1.75 -38.69≤R9≤-34.45 3.49≤R10≤8.69
4.24≤f6≤8.38 1.40≤n6≤1.76 3.45≤R11≤8.70 -10.70≤R12≤-8.49
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负；
其中，f1至f6分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的焦距；n1至n6分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的远离物方的一面的曲率半径。
相对于现有技术，本发明的镜头采用3个玻璃球面镜片加3个塑料非球面镜片的组合，即采用3G3P的光学结构，其中第二透镜、第五透镜与第六透镜为塑料非球面镜片，第一透镜、第三透镜和第四透镜为玻璃球面镜片，本发明通过合理优化，实现日夜共焦功能，即在可见光成清晰像的情况下无需调焦即可对红外光也成清晰像。同时具备温度补偿功能，即在-30°～+80°的环境下使用不跑焦。
本发明在可见光下具有5百万的像素，通过合理使用玻璃、塑料的组合，成像质量良好，并且该镜头在红外下不重新聚焦的前提下亦能达到5百万像素，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面。
总之，本发明充分利用发挥了玻璃球面镜片易于加工以及塑料非球面镜片性能高成本低的优点，使得镜头可见光分辨率可以达到五百万像素，红外分辨率可以达到五百万像素，镜头F数达1.2，通光量充分，画面清晰明亮。同时，镜头总长小于22mm，体积小巧。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的光路图。
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和图2所示，本发明提供的高像素超短星光级镜头，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和第六透镜6，第一透镜1、第三透镜3和第四透镜4均为玻璃球面透镜，第二透镜2、第五透镜5和第六透镜6均为塑料非球面透镜；
第一透镜1为平凹负光焦度透镜，第二透镜2为凹凸负光焦度透镜，第三透镜3为双凸正光焦度透镜，第四透镜4为双凸正光焦度透镜，第五透镜5为双凹负光焦度透镜，第六透镜6为双凸正光焦度透镜。
第三透镜3和第四透镜4的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
11.61<|f3/f|<12.14；
2.45<|f4/f|<2.83；
其中，f是整个镜头的焦距；f3是第三透镜3的焦距；f4是第四透镜4的焦距。
第三透镜3和第四透镜4的焦距在以上范围内时可以实现小型化、高性能的目的。
第二透镜2的焦距与第五透镜5的焦距和第六透镜6的焦距满足以下条件：
10.01<|f2/f5|<10.43；
0.85<|f5/f6|<1.23；
其中，f2是第二透镜2的焦距；f5是第五透镜5的焦距，f6是第六透镜6的焦距。第二透镜2的焦距与第五透镜5的焦距和第六透镜6的焦距满足以上条件时，可以实现高低温共焦。
第一透镜1和第二透镜2通过soma紧配，第五透镜5和第六透镜6通过soma紧配，第二透镜2和第三透镜3通过隔圈紧配，第三透镜3和第四透镜4通过隔圈紧配，第四透镜4和第五透镜5通过隔圈紧配。
镜头的总长小于22mm。
所述第一透镜至所述第六透镜的焦距、折射率和曲率半径满足以下条件：
-8.24≤f1≤-4.35 1.45≤n1≤1.65 R1＝∞ 1.45≤R2≤4.65
-62.25≤f2≤-58.35 1.43≤n2≤1.69 -4.66≤R3≤-1.45 -6.66≤R4≤-2.49
10.23≤f3≤13.25 1.68≤n3≤1.95 20.45≤R5≤24.67 -16.67≤R6≤-14.49
9.23≤f4≤13.26 1.40≤n4≤1.66 10.45≤R7≤14.68 -8.68≤R8≤-4.49
-8.37≤f5≤-5.24 1.40≤n5≤1.75 -38.69≤R9≤-34.45 3.49≤R10≤8.69
4.24≤f6≤8.38 1.40≤n6≤1.76 3.45≤R11≤8.70 -10.70≤R12≤-8.49
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负；
其中，f1至f6分别对应于第一透镜至第六透镜的焦距；n1至n6分别对应于第一透镜至第六透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11分别对应于第一透镜至第六透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12分别对应于第一透镜至第六透镜的远离物方的一面的曲率半径。
实施例1
本实施例提供的高像素超短星光级镜头，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和第六透镜6，第一透镜1、第三透镜3和第四透镜4均为玻璃球面透镜，第二透镜2、第五透镜5和第六透镜6均为塑料非球面透镜。
该镜头的六片透镜共十二个面的面型、曲率半径R、镜片厚度、镜片间距、镜片折射率nd和K值分别满足以下条件(表1)：
表1：六片透镜的物理参数。
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nd，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nd的，数据D表示该透镜到下一透镜面的间距。1-12是从物方到像方依次排列的面序号。即，面序号1和2分别对应第一透镜1靠近物方的一面和远离物方的一面，面序号3和4分别对应第二透镜2靠近物方的一面和远离物方的一面，面序号5和6分别对应第三透镜3靠近物方的一面和远离物方的一面，面序号7和8分别对应第四透镜4靠近物方的一面和远离物方的一面，面序号9和10分别对应第五透镜5靠近物方的一面和远离物方的一面，面序号11和12分别对应第六透镜6靠近物方的一面和远离物方的一面。
其中具有非球面结构的第3、4、9、10、11和12表面的形状可用下列公式表述：
其中c＝1/R，k为表1中的K值。
表2：第3、4、9、10、11和12表面的非球面参数。
面序号：3 面序号：4 面序号：9 面序号：10 面序号：11 面序号：12
α1参数 -3.68E-004 4.17E-003 -2.42E-003 5.24E-004 2.58E-003 9.24E-003
α2参数 -7.24E-004 -2.47E-004 8.24E-004 -5.27E-005 -2.55E-004 4.25E-004
α3参数 2.71E-005 -5.45E-006 7.24E-005 2.27E-006 7.21E-005 -2.14E-006
α4参数 -5.27E-004 -3.14E-006 122E-006 -3.47E-006 5.31E-007 -1.24E-006
α5参数 -2.77E-007 4.75E-007 3.16E-007 1.44E-006 2.44E-005 5.21E-008
α6参数 0 0 0 0 0 0
α7参数 0 0 0 0 0 0
α8参数 0 0 0 0 0 0
本发明的镜头采用3个玻璃球面镜片加3个塑料非球面镜片的组合，即采用3G3P的光学结构，其中第二透镜、第五透镜与第六透镜为塑料非球面镜片，第一透镜、第三透镜和第四透镜为玻璃球面镜片，本发明通过合理优化，实现日夜共焦功能，即在可见光成清晰像的情况下无需调焦即可对红外光也成清晰像。同时具备温度补偿功能，即在-30°～+80°的环境下使用不跑焦。
本发明在可见光下具有5百万的像素，通过合理使用玻璃、塑料的组合，成像质量良好，并且该镜头在红外下不重新聚焦的前提下亦能达到5百万像素，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面。
总之，本发明充分利用发挥了玻璃球面镜片易于加工以及塑料非球面镜片性能高成本低的优点，使得镜头可见光分辨率可以达到五百万像素，红外分辨率可以达到五百万像素，镜头F数达1.2，通光量充分，画面清晰明亮。同时，镜头总长小于22mm，体积小巧。
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 (6)

1.高像素超短星光级镜头，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、第五透镜和第六透镜，其特征在于：所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、所述第五透镜和所述第六透镜均为塑料非球面透镜；
所述第一透镜为平凹负光焦度透镜，所述第二透镜为凹凸负光焦度透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为双凹负光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜。
2.根据权利要求1所述的高像素超短星光级镜头，其特征在于：所述第三透镜和所述第四透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：
11.61<|f3/f|<12.14；
2.45<|f4/f|<2.83；
其中，f是整个镜头的焦距；f3是所述第三透镜的焦距；f4是所述第四透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的高像素超短星光级镜头，其特征在于：所述第二透镜的焦距与所述第五透镜的焦距和所述第六透镜的焦距满足以下条件：
10.01<|f2/f5|<10.43；
0.85<|f5/f6|<1.23；
其中，f2是所述第二透镜的焦距；f5是所述第五透镜的焦距，f6是所述第六透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的高像素超短星光级镜头，其特征在于：所述第一透镜和所述第二透镜通过soma紧配，所述第五透镜和所述第六透镜通过soma紧配，所述第二透镜和所述第三透镜通过隔圈紧配，所述第三透镜和所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜和所述第五透镜通过隔圈紧配。
5.根据权利要求1所述的高像素超短星光级镜头，其特征在于：所述镜头的总长小于22mm。
6.根据权利要求1所述的高像素超短星光级镜头，其特征在于：所述第一透镜至所述第六透镜的焦距、折射率和曲率半径满足以下条件：
-8.24≤f1≤-4.35 1.45≤n1≤1.65 R1＝∞ 1.45≤R2≤4.65 -62.25≤f2≤-58.35 1.43≤n2≤1.69 -4.66≤R3≤-1.45 -6.66≤R4≤-2.49 10.23≤f3≤13.25 1.68≤n3≤1.95 20.45≤R5≤24.67 -16.67≤R6≤-14.49 9.23≤f4≤13.26 1.40≤n4≤1.66 10.45≤R7≤14.68 -8.68≤R8≤-4.49 -8.37≤f5≤-5.24 1.40≤n5≤1.75 -38.69≤R9≤-34.45 3.49≤R10≤8.69 4.24≤f6≤8.38 1.40≤n6≤1.76 3.45≤R11≤8.70 -10.70≤R12≤-8.49
上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负；
其中，f1至f6分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的焦距；n1至n6分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12分别对应于所述第一透镜至所述第六透镜的远离物方的一面的曲率半径。
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