CN107153264B - 一种解析度高的小型变焦镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种解析度高的小型变焦镜头，包括补偿组和变倍组，通过调整二者之间于光轴上的距离来实现变焦，所述补偿组与变倍组满足如下条件式：1.0<∣fc/fb∣<2.1，其中，fc为补偿组焦距，fb为变焦组焦距；所述变倍组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，该镜头通过透镜的优选及搭配，可以实现诸如在‑40℃‑+80℃的环境下使用不跑焦，可见光与红外光成像清晰度均在4百万像素以上等技术指标，整体体积较小，达到体积与性能的完美平衡。

Description

一种解析度高的小型变焦镜头
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种解析度高的小型变焦镜头。
背景技术
在安防领域变焦镜头由于其焦距可变可以按人们的需要获得各种放大率的画面而得到广泛的应用。随着科技的发展，各种电子元器件体积越做越小。带动了安防行业向小型化发展，作为安防摄像机成像系统核心部件的安防镜头，其体积大小则直接决定了摄像机的整体尺寸，这就对镜头的小型化及高清晰化提出了要求。本发明提供一种采用玻璃球面镜片与玻璃模造非球面镜片混合的变焦镜头，由于非球面具备更强的像差矫正能力可以达到更高的性能，因此采用玻璃球面镜片与玻璃模造非球面镜片混合的这种结构可以达到体积，性能的完美平衡。
发明内容
本发明提供一种解析度高的小型变焦镜头，解决了现有技术中摄像机镜头体积较大，清晰度不够高以及其他性能较差的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种解析度高的小型变焦镜头，包括补偿组和变倍组，通过调整二者之间于光轴上的距离来实现变焦，所述补偿组与变倍组满足如下条件式：1.0<∣fc/fb∣<2.1，其中，fc为补偿组焦距，fb为变焦组焦距；
所述变倍组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，所述第四至第十透镜与变倍组满足如下条件式：
0.6<∣f4/fb∣<1.1，0.5<∣f5/fb∣<1.0，0.75<∣f6/fb∣<1.2，0.7<∣f7/fb∣<1.4，0.25<∣f8/fb∣<0.5，0.3<∣f9/fb∣<0.7，0.25<∣f10/fb∣<0.6，其中，f4至f10依顺序分别为第四至第十透镜的焦距。
进一步地，所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为凸凹弯月型负光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜，所述第七透镜为双凸正光焦度透镜，所述第八透镜为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜为双凸正光焦度透镜，所述第十透镜为双凹负光焦度透镜。
进一步地，所述补偿组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，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正光焦度透镜。
更进一步地，所述第一透镜至第十透镜满足如下条件：
-70<f1<-50 1.69<n1<1.82 10<R1<25 8<R2<12
-20<f2<-8 1.55<n2<1.8 -25.5<R3<-17 10<R4<16
20<f3<25 1.8<n3<2.1 15<R5<20 30<R6<65
9<f4<15 1.6<n4<1.8 7<R7<12 -60<R8<-30
-12<f5<-8 1.7<n5<1.95 15<R9<25 5<R10<9
5<f6<9 1.51<n6<1.65 5<R11<9 -15<R12<-10
7<f7<10 1.8<n7<2.0 60<R13<100 -15<R14<-10
-6<f8<-3 1.6<n8<2.0 -15<R15<-10 5<R16<10
3<f9<6 1.6<n9<1.8 7<R17<9.21 -6<R18<-4
-6<f10<-3 1.51<n10<1.85 -6<R19<-4 15<R20<20
其中，n1至n10依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜朝向物方一侧表面中心的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜朝向像方一侧表面中心的曲率半径。
进一步地，所述第四透镜为非球面镜片，其形状满足如下方程式：
Figure BDA0001338764450000021
该镜片的两表面S8和S9的高次非球面系数如下表所示：
α1 α2 α3 α4 α5 α6 α7 α8 K
S8 0 -1.031472E-004 -6.384651E-006 7.354671E-007 -1.264723E-009 8.713241E-0011 0 0 0.12
S9 0 1.517432E-004 -1.697412E-005 7.337121E-007 -2.62101E-008 3.231025E-010 0 0 13.64
其中，r代表径向坐标，单位与透镜长度单位相同，c为表面中心半径所对应的曲率，k为圆锥二次曲线系数。
优选地，所述第五透镜与第六透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第七透镜与第八透镜胶合形成第二胶合透镜，所述第九透镜与第十透镜胶合形成第三胶合透镜。
本发明提供一种解析度高的小型变焦镜头，包括补偿组和变倍组，通过调整二者之间于光轴上的距离来实现变焦，所述补偿组与变倍组满足如下条件式：1.0<∣fc/fb∣<2.1，其中，fc为补偿组焦距，fb为变焦组焦距；所述变倍组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，该镜头通过透镜的优选及搭配，可以实现诸如在-40℃-+80℃的环境下使用不跑焦，可见光与红外光成像清晰度均在4百万像素以上等技术指标，整体体积较小，达到体积与性能的完美平衡。
附图说明
图1是本发明一种解析度高的小型变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。
如图1所示，一种解析度高的小型变焦镜头，包括补偿组和变倍组，通过调整二者之间于光轴上的距离来实现变焦，所述补偿组与变倍组满足如下条件式：1.0<∣fc/fb∣<2.1，其中，fc为补偿组焦距，fb为变焦组焦距；具体地，∣fc/fb∣的比值还可以选择1.2、1.4、1.6、1.8和2.0中的其中一个。
所述变倍组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9和第十透镜10，所述第四至第十透镜与变倍组满足如下条件式：
0.6<∣f4/fb∣<1.1，0.5<∣f5/fb∣<1.0，0.75<∣f6/fb∣<1.2，0.7<∣f7/fb∣<1.4，0.25<∣f8/fb∣<0.5，0.3<∣f9/fb∣<0.7，0.25<∣f10/fb∣<0.6，其中，f4至f10依顺序分别为第四至第十透镜的焦距。
所述第四透镜4为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜5为凸凹弯月型负光焦度透镜，所述第六透镜6为双凸正光焦度透镜，所述第七透镜7为双凸正光焦度透镜，所述第八透镜8为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜9为双凸正光焦度透镜，所述第十透镜10为双凹负光焦度透镜。
所述补偿组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，所述第一透镜1为凸凹负光焦度透镜；所述第二透镜2为双凹负光焦度透镜；所述第三透镜3为凸凹正光焦度透镜。第二透镜2与第三透镜3之间设有一个垫圈。
所述第一至第十透镜(1至10)满足如下条件：
Figure BDA0001338764450000031
Figure BDA0001338764450000041
其中，n1至n10依顺序分别代表了第一至第十透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依顺序分别代表了第一至第十透镜朝向物方一侧表面中心的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依顺序分别代表了第一至第十透镜朝向像方一侧表面中心的曲率半径。
所述第四透镜4为非球面镜片，其形状满足如下方程式：
Figure BDA0001338764450000042
该镜片的两表面S8和S9的高次非球面系数如下表所示：
α1 α2 α3 α4 α5 α6 α7 α8 K
S8 0 -1.031472E-004 -6.384651E-006 7.354671E-007 -1.264723E-009 8.713241E-0011 0 0 0.12
S9 0 1.517432E-004 -1.697412E-005 7.337121E-007 -2.62101E-008 3.231025E-010 0 0 13.64
其中，r代表径向坐标，单位与透镜长度单位相同，c为表面中心半径所对应的曲率，k为圆锥二次曲线系数。
所述第五透镜5与第六透镜6胶合形成第一胶合透镜，所述第七透镜7与第八透镜8胶合形成第二胶合透镜，所述第九透镜9与第十透镜10胶合形成第三胶合透镜，各透镜之间通过隔圈紧配连接一体。第三透镜3与第四透镜4之间设置有光阑S7，调焦时，二者之间的距离发生变化，从而第三透镜3与光阑、光阑与第四透镜4之间的相对距离也发生变化。
本实施例中，镜头的光学物理参数如下表所示：
Figure BDA0001338764450000043
Figure BDA0001338764450000051
其中，R为表面中心半径大小，D为对应光学表面到下一光学表面于光轴上的距离；nd对应d光(波长为587nm)的折射率；S1和S2为第一透镜1的物方表面和像方表面，S3和S4为第二透镜2的物方表面和像方表面，S5和S6为第三透镜3的物方表面和像方表面，S7为光阑所在平面；S8和S9为第四透镜4的物方表面和像方表面；S10、S11和S12为第一胶合透镜的物方表面、胶合面和像方表面；S13、S14和S15为第二胶合透镜的物方表面、胶合面和像方表面；S16、S17和S18为第三胶合透镜的物方表面、胶合面和像方表面。
整个镜头的焦距范围6-20mm，光学总长度小于52mm，且具有结构紧凑成像质量好可用焦段广等特点。调焦时，总光焦度为正的变倍组与总光焦度为负的补偿组之间于光轴上距离发生变化，从而使得整个镜头焦距发生变化，从而使得成像效果达到最佳。
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 (6)

1.一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：包括补偿组和变倍组，通过调整二者之间于光轴上的距离来实现变焦，所述补偿组与变倍组满足如下条件式：1.0<∣fc/fb∣<2.1，其中，fc为补偿组焦距，fb为变倍组焦距；
所述变倍组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，所述第四至第十透镜与变倍组满足如下条件式：
0.6<∣f4/fb∣<1.1，
0.5<∣f5/fb∣<1.0，
0.75<∣f6/fb∣<1.2，
0.7<∣f7/fb∣<1.4，
0.25<∣f8/fb∣<0.5，
0.3<∣f9/fb∣<0.7，
0.25<∣f10/fb∣<0.6，
其中，f4至f10依顺序分别为第四至第十透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：所述第四透镜为双凸正光焦度透镜，所述第五透镜为凸凹弯月型负光焦度透镜，所述第六透镜为双凸正光焦度透镜，所述第七透镜为双凸正光焦度透镜，所述第八透镜为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜为双凸正光焦度透镜，所述第十透镜为双凹负光焦度透镜。
3.根据权利要求1所述的一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：所述补偿组包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，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正光焦度透镜。
4.根据权利要求3所述的一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：所述第一透镜至第十透镜满足如下条件：
Figure FDA0004042131140000011
Figure FDA0004042131140000021
其中，f1至f3依顺序分别为第一至第三透镜的焦距，n1至n10依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜的折射率；R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜朝向物方一侧表面中心的曲率半径，R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依顺序分别代表了第一透镜至第十透镜朝向像方一侧表面中心的曲率半径。
5.根据权利要求2所述的一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：所述第四透镜为非球面镜片，其形状满足如下方程式：
Figure FDA0004042131140000022
该镜片的两表面S8和S9的高次非球面系数如下表所示：
Figure FDA0004042131140000023
其中，r代表径向坐标，单位与透镜长度单位相同，c为表面中心半径所对应的曲率，k为圆锥二次曲线系数。
6.根据权利要求2所述的一种解析度高的小型变焦镜头，其特征在于：所述第五透镜与第六透镜胶合形成第一胶合透镜，所述第七透镜与第八透镜胶合形成第二胶合透镜，所述第九透镜与第十透镜胶合形成第三胶合透镜。
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