CN107065147B - 一种广角超大光圈高清定焦镜头 - Google Patents

一种广角超大光圈高清定焦镜头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种广角超大光圈高清定焦镜头，包括：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、第八透镜及第九透镜，各焦距关系如下：1.5<∣f3/f∣<5；1.6<∣f4/f∣<5.2；0.9<∣f5/f∣<3；1.9<∣f6/f∣<5.9；1.5<|f2/f|<6.5；2.2<|f7/f|<8.3；4.3<|f8/f|<13.2；2.3<|f9/f|<8.7。本发明能够达到F0.95大光圈，最大1/2.5"像面，视场角达到120°以上，六百万像素的分辨率，光学总长小于32mm，具有体积较小及生产成本较低的特点。

Description

一种广角超大光圈高清定焦镜头
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种广角超大光圈高清定焦镜头。
背景技术
星光级相机具备日夜全彩的能力,即使在亮度较低的夜晚也能呈现彩色的图像，而传统的监控摄像机却不具备这样的能力，在微光环境下以红外模式运行，色彩信息丢失、因此画面是黑白的，同时，由于红外灯产生大量的热量将会大幅缩短摄像机的寿命。因此星光级相机的概念越发成为安防行业的发展趋势。
星光级相机需要搭配大光圈镜头才能达到日夜全彩的效果，通常而言，通光孔径越大的镜头在微光环境下表现越好，但是，大孔径具有难以矫正的像差，因此，大光圈镜头解析度通常不会很高，尤其是大光圈广角镜头其轴外像差的矫正对光学设计而言是个不小的挑战。
目前，市面上常见的广角大光圈镜头其最大光圈不过F1.4，解析度不超过三百万像素，对于星光级摄像机来说依然捉襟见肘，极少数最大光圈可以达到F1.2的镜头通常也是体积巨大，光学总长达到50mm以上，同时，解析度不超过二百万像素，整体像质较差实用性不强。
因此需设计一款具备更大光圈，更小的体积，更高像素的镜头来满足星光级相机的需求就显得非常必要。
发明内容
本发明提供了一种广角超大光圈高清定焦镜头，能够达到F0.95大光圈，最大1/2.5"像面，最大视场角达到120°以上，六百万像素的分辨率，光学总长小于32mm，具有体积较小及生产成本较低的特点。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种广角超大光圈高清定焦镜头，沿光入射方向依次包括：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、第八透镜及第九透镜，所述广角超大光圈高清定焦镜头满足如下关系：
1.5<∣f3/f∣<5；
1.6<∣f4/f∣<5.2；
0.9<∣f5/f∣<3；
1.9<∣f6/f∣<5.9；
1.5<|f2/f|<6.5；
2.2<|f7/f|<8.3；
4.3<|f8/f|<13.2；
2.3<|f9/f|<8.7；
其中，所述f为所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距，所述f2至所述f9对应为所述第二透镜和所述第九透镜的焦距。
优选地，所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜通过光学胶合成三胶合镜片，且所述三胶合镜片与所述f满足一些关系式：
1.3<∣fe/f∣<5.7；
所述fe为所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜通过光学胶合后的三胶合镜片的焦距。
优选地，所述第一透镜为凸凹负光焦度的玻璃透镜，所述第二透镜为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第五透镜为双凹负光焦度的玻璃透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第七透镜为双凸正光焦度的塑料透镜，所述第八透镜为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第九透镜为双凸正光焦度的塑料透镜。
优选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜及所述第九透镜满足如下关系：
f1＝-13.5～-5.1 n1＝1.5～1.95 R1＝35～350 R2＝3.5～7.5
f2＝-25～-8.5 n2＝1.43～1.72 R3＝-8.3～-3.5 R4＝-12.1～-6.1
f3＝7.3～16.7 n3＝1.79～2.11 R5＝15.3～55.5 R6＝-27.5～-12.1
f4＝8.8～17.3 n4＝1.47～1.95 R7＝11.6～31.2 R8＝-45.5～-15.5
f5＝--13.4～-5.3 n5＝1.62～1.99 R8＝-45.5～-15.5 R9＝4.86～14.58
f6＝6.3～14.38 n6＝1.45～1.9 R9＝4.86～14.58 R10＝-35.5～-10.9
f7＝10.1～25.8 n7＝1.45～1.75 R11＝9.9～25.6 R12＝-28.3～-9.5
f8＝-63.1～-20.3 n8＝1.45～1.67 R13＝-8.9～-3.5 R14＝-13.9～-5.2
f9＝8.9～22.1 n9＝1.45～1.67 R15＝6.8～20.2 R16＝-70.3～-12.1
其中，所述f1至所述f8一一对应所述第一透镜至所述第九透镜的焦距，所述n1至所述n9一一对应所述第一透镜至所述第九透镜的折射率，所述R为对应透镜面型中心的曲率半径。
本发明的所述广角超大光圈高清定焦镜头，将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距f与所述第二透镜至所述第九透镜的焦距f2至f9设置为满足以下的关系式：
1.5<∣f3/f∣<5；
1.6<∣f4/f∣<5.2；
0.9<∣f5/f∣<3；
1.9<∣f6/f∣<5.9；
1.5<|f2/f|<6.5；
2.2<|f7/f|<8.3；
4.3<|f8/f|<13.2；
2.3<|f9/f|<8.7；
使得本发明的一种广角超大光圈高清定焦镜头，通过将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的焦距设置为满足以下关系：1.5<∣f3/f∣<5；1.6<∣f4/f∣<5.2；0.9<∣f5/f∣<3；1.9<∣f6/f∣<5.9，使得本发明的镜头能够满足小型化和高性能的要求，通过将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第二透镜、所述第七透镜、所述第八透镜和所述第九透镜的焦距设置为满足以下关系：1.5<|f2/f|<6.5；2.2<|f7/f|<8.3；4.3<|f8/f|<13.2；2.3<|f9/f|<8.7，使得本发明实现了高低温共焦的特点，进一步地，上述关系式的设置还使得本发明能够达到F0.95大光圈，最大1/2.5"像面，最大视场角达到120°以上，六百万像素的分辨率，光学总长小于32mm，具有体积较小及生产成本较低的特点。
附图说明
图1是本发明一种广角超大光圈高清定焦镜头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
请参考图1，本发明的一种广角超大光圈高清定焦镜头，沿光入射方向依次包括：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及第九透镜9，其中，所述第一透镜1与所述第二透镜2直接承靠，所述第四透镜4、所述第五透镜5、及所述第六透镜6通过光学胶粘合，其余透镜组间用隔圈紧配。
具体地，所述第一透镜1为凸凹负光焦度的玻璃透镜，所述第二透镜2为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第三透镜3为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第四透镜4为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第五透镜5为双凹负光焦度的玻璃透镜，所述第六透镜6为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第七透镜7为双凸正光焦度的塑料透镜，所述第八透镜8为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第九透镜9为双凸正光焦度的塑料透镜。所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7、所述第八透镜8及所述第九透镜9满足如下关系：
f1＝-13.5～-5.1 n1＝1.5～1.95 R1＝35～350 R2＝3.5～7.5
f2＝-25～-8.5 n2＝1.43～1.72 R3＝-8.3～-3.5 R4＝-12.1～-6.1
f3＝7.3～16.7 n3＝1.79～2.11 R5＝15.3～55.5 R6＝-27.5～-12.1
f4＝8.8～17.3 n4＝1.47～1.95 R7＝11.6～31.2 R8＝-45.5～-15.5
f5＝--13.4～-5.3 n5＝1.62～1.99 R8＝-45.5～-15.5 R9＝4.86～14.58
f6＝6.3～14.38 n6＝1.45～1.9 R9＝4.86～14.58 R10＝-35.5～-10.9
f7＝10.1～25.8 n7＝1.45～1.75 R11＝9.9～25.6 R12＝-28.3～-9.5
f8＝-63.1～-20.3 n8＝1.45～1.67 R13＝-8.9～-3.5 R14＝-13.9～-5.2
f9＝8.9～22.1 n9＝1.45～1.67 R15＝6.8～20.2 R16＝-70.3～-12.1
其中，所述f1至所述f8一一对应所述第一透镜1至所述第九透镜9的焦距，所述n1至所述n9一一对应所述第一透镜1至所述第九透镜9的折射率，所述R为对应透镜面型中心的曲率半径。需要说明的是，所述R8及R9为胶合面。
更具体地，本发明的所述广角超大光圈高清定焦镜头满足以下关系式：1.5<∣f3/f∣<5；
1.6<∣f4/f∣<5.2；
0.9<∣f5/f∣<3；
1.9<∣f6/f∣<5.9；
1.5<|f2/f|<6.5；
2.2<|f7/f|<8.3；
4.3<|f8/f|<13.2；
2.3<|f9/f|<8.7；
1.3<∣fe/f∣<5.7；
其中，所述f为所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距，所述f2至f9对应为所述第二透镜2和所述第九透镜9的焦距，所述fe为所述第四透镜4、所述第五透镜5及所述第六透镜6通过光学胶合后的三胶合镜片的焦距。进一步地，将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5和所述第六透镜6的焦距设置为满足以下关系：1.5<∣f3/f∣<5；1.6<∣f4/f∣<5.2；0.9<∣f5/f∣<3；1.9<∣f6/f∣<5.9，使得本发明的镜头能够满足小型化和高性能的要求。通过将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第二透镜2、所述第七透镜7、所述第八透镜8和所述第九透镜9的焦距设置为满足以下关系：1.5<|f2/f|<6.5；2.2<|f7/f|<8.3；4.3<|f8/f|<13.2；2.3<|f9/f|<8.7，使得本发明实现了高低温共焦的特点。通过将所述三胶合镜片的焦距与所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距设置为1.3<∣fe/f∣<5.7的关系，进一步实现了本发明共焦的功能，另外，使用三个镜片胶合的方式，还降低了装配的难度、进一步减小了体积。
进一步地，本发明的所述第二透镜2、所述第七透镜7、所述第八透镜8和所述第九透镜9满足如下方程式：
Figure BDA0001306482950000051
其中，其中，C＝1/R，k为非球面的圆锥系数，R表示面型中心的曲率半径，α表示所述8个曲面的参数。
本发明的所述第一透镜1至所述第九透9的相关参数请参考表1：
Figure BDA0001306482950000052
Figure BDA0001306482950000061
表1
其中，R表示曲率半径，D表示中心厚度，nd表示折射率，k值表示圆锥系数。PL表示平面。
每一面序号对应的α参数请参见表2：
面序号：3 面序号：4 面序号：11 面序号：12 面序号：13 面序号：14 面序号：15 面序号：16
α2参数 5.26E-04 2.31E-04 -5.11E-05 -9.12E-05 6.64E-04 5.52E-04 -5.43E-04 -7.53E-04
α3参数 -9.11E-07 1.25E-05 -2.21E-05 -2.84E-05 2.23E-06 1.24E-05 1.13E-05 3.38E-05
α4参数 -9.29E-07 -5.57E-07 -6.53E-07 2.48E-07 -3.53E-07 6.62E-08 7.56E-07 -1.72E-07
α5参数 1.27E-07 8.29E-09 7.63E-09 1.47E-07 -2.11E-07 -2.60E-08 2.29E-08 3.29E-08
α6参数 -9.17E-09 2.52E-10 8.95E-09 -2.24E-09 -3.27E-08 -8.13E-09 -2.51E-09 -5.13E-09
α7参数 0 0 0 0
α8参数 0 0 0 0
表2
从以上描述可以看出，本发明的一种广角超大光圈高清定焦镜头，通过将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5和所述第六透镜6的焦距设置为满足以下关系：1.5<∣f3/f∣<5；1.6<∣f4/f∣<5.2；0.9<∣f5/f∣<3；1.9<∣f6/f∣<5.9，使得本发明的镜头能够满足小型化和高性能的要求，通过将所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距与所述第二透镜2、所述第七透镜7、所述第八透镜8和所述第九透镜9的焦距设置为满足以下关系：1.5<|f2/f|<6.5；2.2<|f7/f|<8.3；4.3<|f8/f|<13.2；2.3<|f9/f|<8.7，使得本发明实现了高低温共焦的特点，将所述三胶合镜片的焦距与所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距设置为1.3<∣fe/f∣<5.7的关系，进一步实提高了本发明共焦的功能，另外，通过将所述第四透镜4、所述第五透镜5及所述第六透镜6通过光学胶合后的胶合的方式，还降低了装配的难度、进一步减小了体积。更进一步地，上述关系式的设置还使得本发明能够达到F0.95大光圈，最大1/2.5"像面，最大视场角达到120°以上，六百万像素的分辨率，光学总长小于32mm，具有体积较小及生产成本较低的特点，本发明通过合理优化，实现F0.95最大光圈，在微光条件下也能成清晰明亮的像，同时具备温度补偿功能，即在-30°～+80°的环境下使用不跑焦。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种广角超大光圈高清定焦镜头，沿光入射方向依次包括：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、第八透镜及第九透镜，其特征在于，所述广角超大光圈高清定焦镜头满足如下关系：
1.5<∣f3/f∣<5；
1.6<∣f4/f∣<5.2；
0.9<∣f5/f∣<3；
1.9<∣f6/f∣<5.9；
1.5<|f2/f|<6.5；
2.2<|f7/f|<8.3；
4.3<|f8/f|<13.2；
2.3<|f9/f|<8.7；
其中，所述f为所述广角超大光圈高清定焦镜头的焦距，所述f2至所述f9对应为所述第二透镜和所述第九透镜的焦距。
2.如权利要求1所述的广角超大光圈高清定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜通过光学胶合成三胶合镜片，且所述三胶合镜片与所述f满足一些关系式：
1.3<∣fe/f∣<5.7；
所述fe为所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜通过光学胶合后的三胶合镜片的焦距。
3.如权利要求1所述的广角超大光圈高清定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜为凸凹负光焦度的玻璃透镜，所述第二透镜为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第四透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第五透镜为双凹负光焦度的玻璃透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度的玻璃透镜，所述第七透镜为双凸正光焦度的塑料透镜，所述第八透镜为凹凸负光焦度的塑料透镜，所述第九透镜为双凸正光焦度的塑料透镜。
4.如权利要求1所述的广角超大光圈高清定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜及所述第九透镜满足如下关系：
Figure FDA0004041758290000021
其中，所述f1至所述f9一一对应所述第一透镜至所述第九透镜的焦距，所述n1至所述n9一一对应所述第一透镜至所述第九透镜的折射率，所述R为对应透镜面型中心的曲率半径,R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15分别对应于第一透镜至第九透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16分别对应于第一透镜至第九透镜的远离物方的一面的曲率半径。
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CN106597648A (zh) * 2017-01-16 2017-04-26 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种超大光圈高清定焦镜头

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