CN108983402A - 大光圈镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的七片透镜，分别为：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)和第七透镜(7)；还包括光阑(S)，所述光阑(S)位于所述第二透镜(2)和所述第三透镜(3)之间；所述第一透镜(1)和所述第七透镜(7)为负光焦度透镜；所述第二透镜(2)和所述第六透镜(6)为正光焦度透镜；所述第三透镜(3)为塑胶非球面透镜；所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)构成胶合镜片组。根据本发明的大光圈镜头是一种高像素、日夜两用的大光圈镜头。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学镜头，尤其涉及一种大光圈高像素日夜两用镜头。
背景技术
目前市场上流行的大部分定焦监控镜头存在分辨率偏低、光圈较小、日夜共焦性能差等缺点。随着科学技术的发展，市场对高像素、大光圈和近红外共焦性好的光学镜头的需求越来越迫切，所以，现有的镜头由于存在像素不够高或是由于光圈不够大导致周边暗角或是日夜共焦性能不够好等等缺点已难以满足人们的需求。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述问题，提供一种高像素、日夜两用的大光圈镜头。
为实现上述发明目的，本发明提供一种大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的七片透镜，分别为：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；
还包括光阑，所述光阑位于所述第二透镜和所述第三透镜之间；
所述第一透镜和所述第七透镜为负光焦度透镜；
所述第二透镜和所述第六透镜为正光焦度透镜；
所述第三透镜为塑胶非球面透镜；
所述第四透镜和所述第五透镜构成胶合镜片组。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜和所述第五透镜为玻璃透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第六透镜和所述第七透镜为塑胶非球面透镜。。
根据本发明的一个方面，所述大光圈镜头中的两片玻璃透镜的阿贝数V1和V2的差值满足：10<|V1-V2|<25。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜的折射率n4和所述第五透镜的折射率n5分别满足：1.43<n4<1.55，1.43<n5<1.55。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的焦距f1和所述第五透镜的焦距f5满足关系式：0.65<f1/f5<0.80。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜的焦距f4和所述第六透镜的焦距f6满足关系式：0.80<f4/f6<0.95。
根据本发明的一个方面，所述第四透镜的焦距f4和所述第七透镜的焦距f7满足关系式：-0.73<f4/f7<-0.58。
根据本发明的一个方面，所述大光圈镜头的光学后焦BFL与所述镜头的光学总长TTL满足关系式：0.25<BFL/TTL<0.3。
根据本发明的一个方面，所述大光圈镜头的光圈数F#满足：1.4<F#<1.8。
根据本发明的一个方案，第一透镜为负光焦度透镜，第二透镜为正光焦度透镜时，第一透镜和第二透镜共同作用，可以将大视场的光线很好地汇聚给本发明的大光圈镜头的第二透镜之后的光学系统。第三透镜为塑胶非球面透镜时，可以有效地调整本发明的大光圈镜头的大视场处的彗差及场曲。第四透镜和第五透镜构成胶合镜片组时，作为整个大光圈镜头的核心，能够实现色差校正、温漂校正和红外校正等功能。第六透镜为正光焦度透镜，第七透镜为负光焦度透镜时，两个透镜相辅相成，共同优化大光圈镜头的球差、像散和畸变等像差以及提升像质。
根据本发明的一个方案，光阑位于第二透镜和第三透镜之间时，既不会压低本发明的大光圈镜头的相对照度，又很好地配合了透镜对镜头系统像差的优化。
根据本发明的一个方案，在本发明的大光圈镜头的七片透镜中，有两片透镜为玻璃材质透镜，这两片透镜可以为七片透镜中的任意两片，而其余的五片透镜为塑胶非球面透镜。在本发明中，这样的透镜设置方式在可以达成设计目标的前提下，大大降低了镜头的镜片成本，提高了镜头在市场中的竞争优势。
根据本发明的一个方案，大光圈镜头中的两片玻璃透镜的阿贝数V1和V2的差值满足：10<|V1-V2|<25。如此设置，使得两片玻璃透镜的阿贝数相差不大，有利于对镜头系统中的色差优化。
根据本发明的一个方案，第四透镜的折射率n4和第五透镜的折射率n5分别满足：1.43<n4<1.55，1.43<n5<1.55。如此设置，使用小折射率的材料，既保证了对镜头系统中的色差优化，同时也降低了这两片透镜的公差敏感程度，提高了可加工性。
根据本发明的一个方案，第一透镜的焦距f1和第五透镜的焦距f5满足关系式：0.65<f1/f5<0.80。在本发明中，相对于第五透镜，第一透镜主要作用为聚光，因此在分配光焦度时第一透镜1光焦度不会太大。
根据本发明的一个方案，第四透镜的焦距f4和第六透镜的焦距f6满足关系式：0.80<f4/f6<0.95。第四透镜和第六透镜共同分担镜头中的正光焦度，共同作用于镜头系统成像，这样做不会出现因为光焦度集中而导致的加工性差。
根据本发明的一个方案，第四透镜的焦距f4和第七透镜的焦距f7满足关系式：-0.73<f4/f7<-0.58。第七透镜同样为镜头系统中成像的关键，镜头系统中只用正、负光焦度分配合理，基本像差才会控制得当，因此第七透镜的负光焦需要与第四透镜相当。
根据本发明的一个方案，大光圈镜头的光学后焦BFL与大光圈镜头的光学总长TTL满足关系式：0.25<BFL/TTL<0.3。这样一来，在保证长后焦的前提小尽量降低镜头系统的光学总长，做到结构简单紧凑。
根据本发明的一个方案，大光圈镜头的光圈数F#满足：1.4<F#<1.8。如此一来，提高了镜头系统的相对孔径，使镜头系统可以容纳更多的进光量，从而达到成像画面清晰、周边无暗角的效果。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的第一种实施方式的大光圈镜头的结构布置图；
图2示意性表示第一种实施方式中的大光圈镜头的MTF图；
图3示意性表示第一种实施方式中的大光圈镜头的解析图；
图4示意性表示第一种实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；
图5示意性表示第一种实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图；
图6示意性表示根据本发明的第二种实施方式的大光圈镜头的结构布置图；
图7示意性表示第二种实施方式中的大光圈镜头的MTF图；
图8示意性表示第二种实施方式中的大光圈镜头的解析图；
图9示意性表示第二种实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；
图10示意性表示第二种实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图；
图11示意性表示根据本发明的第三种实施方式的大光圈镜头的结构布置图；
图12示意性表示第三种实施方式中的大光圈镜头的MTF图；
图13示意性表示第三种实施方式中的大光圈镜头的解析图；
图14示意性表示第三种实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；
图15示意性表示第三种实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图；
图16示意性表示根据本发明的第四种实施方式的大光圈镜头的结构布置图；
图17示意性表示第四种实施方式中的大光圈镜头的MTF图；
图18示意性表示第四种实施方式中的大光圈镜头的解析图；
图19示意性表示第四种实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；
图20示意性表示第四种实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图；
图21示意性表示根据本发明的第五种实施方式的大光圈镜头的结构布置图；
图22示意性表示第五种实施方式中的大光圈镜头的MTF图；
图23示意性表示第五种实施方式中的大光圈镜头的解析图；
图24示意性表示第五种实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；
图25示意性表示第五种实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
本发明提供一种大光圈镜头，根据本发明的大光圈镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的七片透镜，七片透镜分别为：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和第七透镜7。还包括光阑S，并且光阑S设置在第二透镜2和第三透镜3之间。
在本发明中，第一透镜1和第七透镜7为负光焦度透镜，第二透镜2和第六透镜6为正光焦度透镜，第三透镜3为塑胶非球面透镜，第四透镜4和第五透镜5构成胶合镜片组。
根据本发明的上述设置，第一透镜1为负光焦度透镜，第二透镜2为正光焦度透镜时，第一透镜1和第二透镜2共同作用，可以将大视场的光线很好地汇聚给本发明的大光圈镜头的第二透镜2之后的光学系统。第三透镜3为塑胶非球面透镜时，可以有效地调整本发明的大光圈镜头的大视场处的彗差及场曲。第四透镜4和第五透镜5构成胶合镜片组时，作为整个大光圈镜头的核心，能够实现色差校正、温漂校正和红外校正等功能。第六透镜6为正光焦度透镜，第七透镜为负光焦度透镜时，两个透镜相辅相成，共同优化大光圈镜头的球差、像散和畸变等像差以及提升像质。
在本发明中，光阑S位于第二透镜2和第三透镜3之间时，既不会压低本发明的大光圈镜头的相对照度，又很好地配合了透镜对镜头系统像差的优化。
在本发明的大光圈镜头的七片透镜中，有两片透镜为玻璃材质透镜，这两片透镜为七片透镜中的第四透镜和第五透镜，而其余的五片透镜为塑胶非球面透镜。在本发明中，这样的透镜设置方式在可以达成设计目标的前提下，大大降低了镜头的镜片成本，提高了镜头在市场中的竞争优势。
在本发明中，大光圈镜头中的两片玻璃透镜的阿贝数V1和V2的差值满足：10<|V1-V2|<25。如此设置，使得两片玻璃透镜的阿贝数相差不大，有利于对镜头系统中的色差优化。
在本发明中，第四透镜4的折射率n4和第五透镜5的折射率n5分别满足：1.43<n4<1.55，1.43<n5<1.55。如此设置，使用小折射率的材料，既保证了对镜头系统中的色差优化，同时也降低了这两片透镜的公差敏感程度，提高了可加工性。
在本发明中，第一透镜1的焦距f1和第五透镜5的焦距f5满足关系式：0.65<f1/f5<0.80。在本发明中，相对于第五透镜5，第一透镜1主要作用为聚光，因此在分配光焦度时第一透镜1光焦度不会太大。
在本发明中，第四透镜4的焦距f4和第六透镜6的焦距f6满足关系式：0.80<f4/f6<0.95。第四透镜4和第六透镜6共同分担镜头中的正光焦度，共同作用于镜头系统成像，这样做不会出现因为光焦度集中而导致的加工性差。
在本发明中，第四透镜4的焦距f4和第七透镜7的焦距f7满足关系式：-0.73<f4/f7<-0.58。第七透镜7同样为镜头系统中成像的关键，镜头系统中只用正、负光焦度分配合理，基本像差才会控制得当，因此第七透镜7的负光焦需要与第四透镜4相当。
在本发明中，大光圈镜头的光学后焦BFL与大光圈镜头的光学总长TTL满足关系式：0.25<BFL/TTL<0.3。这样一来，在保证长后焦的前提小尽量降低镜头系统的光学总长，做到结构简单紧凑。
在本发明中，大光圈镜头的光圈数F#满足：1.4<F#<1.8。如此一来，提高了镜头系统的相对孔径，使镜头系统可以容纳更多的进光量，从而达到成像画面清晰、周边无暗角的效果。
根据本发明的大光圈镜头光圈数满足1.4<F#<1.8，具有画面亮度高，均匀性好的优点，而市面上流行的镜头大部分为F#≥2.4，周边亮度与中心亮度存在不均匀现象。
本发明严格控制了玻璃镜片的使用数量，仅仅使用了2片玻璃透镜，其余5片均为塑胶非球面透镜，通过合理的焦距分配即保证了对像差和温漂的控制，同时又降低了加工难度与成本，使得本发明在市场竞争中具有成本优势。
本发明涉及的镜头可以搭配4K级像素相机正常工作，而市场上大部分玻塑混合定焦镜头只能搭配200万到400万的相机。
本发明涉及的镜头在近红外波段(850nm)仍然具有与可见光下相当的解像能力，而市场上大部分监控镜头在夜间工作时就会出现分辨率不够高导致成像效果较差的现象。
以下根据本发明的上述设置给出五组具体实施方式来具体说明根据本发明的大光圈镜头。因为根据本发明的大光圈镜头共有七片透镜，其中第四透镜4和第五透镜5为胶合镜片组，所以七片透镜共有13个面，再加上光阑S、镜头的成像面IMA以及成像面IMA与透镜之间的平板滤镜IR的四个面，一共17个面。这17个面按照本发明的结构顺序依次排列布置，为了便于叙述说明，将17个面编号为S1至S17。此外，在以下实施方式中，非球面透镜满足下式：
式中r为光学表面上一点到光轴的距离，z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，k为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数。
五组实施方式数据如下表1中数据：
表1
实施方式一：
图1示意性表示根据本发明的第一种实施方式的大光圈镜头的结构布置图。
根据表1中实施方式1中给出的数据，本实施方式的大光圈镜头的焦距f＝4.8mm，F#＝1.6，FOV＝102°。
实现本实施方式上述参数大光圈镜头的各个透镜或者透镜之间的焦距/焦距关系如下表2中数据：
| f1 | f4 | f5 | f6 | f7 | f1/f5 | f4/f6 | f4/f7 |
| -7.48 | 5.08 | -10.46 | 5.57 | -7.83 | 0.71 | 0.91 | -0.64 |
表2
在本实施方式中，各个透镜表面曲率半径、厚度、材料等参数如下表3中数据：
表3
在本实施方式中，非球面数据如下表4所示：
| 表面 | A | B | C | D | E | F |
| S1 | -1.02E-2 | 7.66E-4 | -3.84E-5 | 1.10E-6 | -1.49E-8 | 0 |
| S2 | -1.65E-2 | 1.21E-3 | -1.51E-4 | 1.43E-5 | -9.49E-7 | 0 |
| S3 | 1.00E-3 | 9.27E-5 | 5.87E-5 | -8.25E-6 | 4.94E-7 | 0 |
| S4 | -7.98E-5 | 3.13E-4 | -1.25E-5 | -7.43E-7 | 5.98E-8 | 0 |
| S6 | 1.09E-4 | 1.22E-5 | 3.83E-5 | -4.47E-6 | 1.83E-7 | 0 |
| S7 | 6.85E-4 | -3.68E-4 | 1.01E-4 | -9.79E-6 | 4.08E-7 | 0 |
| S11 | -1.19E-3 | -1.21E-5 | 9.38E-7 | -1.39E-7 | 5.18E-9 | 0 |
| S12 | 4.01E-3 | -7.78E-4 | 8.99E-5 | -4.77E-6 | 1.06E-7 | 0 |
| S13 | 5.73E-3 | -9.36E-4 | 1.01E-4 | -5.55E-6 | 1.43E-7 | 0 |
| S14 | 2.69E-3 | -2.35E-4 | 2.08E-5 | -1.34E-6 | 5.74E-8 | 0 |
表4
图2示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的MTF图；图3示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的解析图；图4示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；图5示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
如图2至图5所示，根据本发明的第一实施方式的大光圈镜头在FNO＝1.6的条件下，实现了高分辨率、高像素，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。
具体地，由图2可以看出，根据本发明的第一实施方式的大光圈镜头在可见光下，其中心视场250LP/mm空间频率对应的OTF系数在0.25以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了高分辨率的特性。
由图3可以看出，根据本发明的第一实施方式的大光圈镜头中心视场离焦不超过0.01mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。
由图4和图5可以看出，根据本发明的第一实施方式的大光圈镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.005mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。
实施方式二：
图6示意性表示根据本发明的第二种实施方式的大光圈镜头的结构布置图。
根据表1中实施方式2中给出的数据，本实施方式的大光圈镜头的焦距f＝5.2mm，F#＝1.8，FOV＝100°。
实现本实施方式上述参数大光圈镜头的各个透镜或者透镜之间的焦距/焦距关系如下表5中数据：
| f1 | f4 | f5 | f6 | f7 | f1/f5 | f4/f6 | f4/f7 |
| -8.27 | 5.05 | -10.68 | 5.37 | -7.34 | 0.77 | 0.94 | -0.68 |
表5
在本实施方式中，各个透镜表面曲率半径、厚度、材料等参数如下表6中数据：
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效口径 | 圆锥系数 |
| S1 | 非球面 | 4.84 | 1 | 1.51/56.5 | 4.384 | 0.643 |
| S2 | 非球面 | 2.25 | 2.58 | 2.791 | -0.401 | |
| S3 | 非球面 | -6.38 | 1.53 | 1.61/27.0 | 2.703 | 1.262 |
| S4 | 非球面 | -6.38 | 1.38 | 2.781 | 0.011 | |
| S5 | 光阑 | 无穷 | 0.1 | 2.609 | 0 | |
| S6 | 非球面 | 6.16 | 2.24 | 1.63/20.4 | 2.736 | -19.018 |
| S7 | 非球面 | 13.76 | 0.1 | 2.718 | -13.94 | |
| S8 | 球面 | 8.34 | 2.95 | 1.47/88.6 | 2.741 | 0 |
| S9 | 球面 | -7.62 | 0.6 | 1.53/71.8 | 2.758 | 0 |
| S10 | 球面 | -8.64 | 0.1 | 2.74 | 0 | |
| S11 | 非球面 | 5.95 | 2.51 | 1.53/56.3 | 3.034 | -1.341 |
| S12 | 非球面 | -4.77 | 0.1 | 3.062 | 0.131 | |
| S13 | 非球面 | -4.95 | 0.9 | 1.64/22.4 | 3.005 | -0.3 |
| S14 | 非球面 | -39.77 | 4.6 | 3.037 | -13.854 | |
| S15 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 1.52/64.2 | 3.62 | 0 |
| S16 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 3.688 | 0 | |
| S17 | 像面 | 无穷 | 3.8 | 0 |
表6
在本实施方式中，非球面数据如下表7所示：
| 表面 | A | B | C | D | E | F |
| S1 | -9.6E-3 | 5.44E-4 | -1.43E-5 | 6.75E-8 | -3.30E-9 | 0 |
| S2 | -1.64E-2 | 1.03E-3 | -2.18E-4 | 2.84E-5 | -1.87E-6 | 0 |
| S3 | 2.79E-3 | -3.2E-5 | -6.20E-5 | -6.21E-6 | 2.05E-7 | 0 |
| S4 | -1.56E-3 | 1.36E-4 | 2.47E-5 | -4.22E-6 | 2.01E-7 | 0 |
| S6 | 1.48E-3 | 1.26E-5 | 1.16E-5 | -1.07E-6 | 3.37E-8 | 0 |
| S7 | -4.15E-3 | 3.16E-4 | -3.79E-4 | -4.01E-6 | -2.54E-7 | 0 |
| S11 | -1.35E-3 | -3.92E-5 | 3.51E-6 | -5.51E-7 | 2.80E-8 | 0 |
| S12 | 6.41E-3 | -1.01E-3 | 9.93E-5 | -3.74E-6 | 3.49E-8 | 0 |
| S13 | 1.08E-2 | -1.31E-3 | 1.41E-4 | -6.86E-6 | 1.66E-7 | 0 |
| S14 | 3.97E-3 | -3.38E-4 | 3.72E-5 | -2.45E-6 | 8.03E-8 | 0 |
表7
图7示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的MTF图；图8示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的解析图；图9示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；图10示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
如图7至图10所示，根据本发明的第二实施方式的大光圈镜头在FNO＝1.8的条件下，实现了高分辨率、高像素，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。
具体地，由图7可以看出，根据本发明的第二实施方式的大光圈镜头在可见光下，其中心视场250LP/mm空间频率对应的OTF系数在0.25以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了高分辨率的特性。
由图8可以看出，根据本发明的第二实施方式的大光圈镜头中心视场离焦不超过0.006mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。
由图9和图10可以看出，根据本发明的第二实施方式的大光圈镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.015mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。
实施方式三：
图11示意性表示根据本发明的第三种实施方式的大光圈镜头的结构布置图。
根据表1中实施方式3中给出的数据，本实施方式的大光圈镜头的焦距f＝6.4mm，F#＝1.7，FOV＝103°。
实现本实施方式上述参数大光圈镜头的各个透镜或者透镜之间的焦距/焦距关系如下表8中数据：
| f1 | f4 | f5 | f6 | f7 | f1/f5 | f4/f6 | f4/f7 |
| -8.79 | 5.06 | -11.45 | 5.76 | -8.35 | 0.76 | 0.88 | -0.61 |
表8
在本实施方式中，各个透镜表面曲率半径、厚度、材料等参数如下表9中数据：
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效口径 | 圆锥系数 |
| S1 | 非球面 | 5.46 | 1.21 | 1.51/56.5 | 4.384 | 0.643 |
| S2 | 非球面 | 2.98 | 2.56 | 2.791 | -0.401 | |
| S3 | 非球面 | -4.39 | 1.62 | 1.61/27.0 | 2.703 | 1.262 |
| S4 | 非球面 | -4.39 | 1.29 | 2.781 | 0.011 | |
| S5 | 光阑 | 无穷 | 0.1 | 2.609 | 0 | |
| S6 | 非球面 | 7.91 | 2.07 | 1.64/20.4 | 2.736 | -19.018 |
| S7 | 非球面 | 6.58 | 0.24 | 2.718 | -13.94 | |
| S8 | 球面 | 9.10 | 2.95 | 1.44/90.1 | 2.741 | 0 |
| S9 | 球面 | -6.23 | 0.6 | 1.54/72.6 | 2.758 | 0 |
| S10 | 球面 | -7.46 | 0.1 | 2.74 | 0 | |
| S11 | 非球面 | 6.14 | 2.34 | 1.53/56.3 | 3.034 | -1.341 |
| S12 | 非球面 | -6.14 | 0.1 | 3.062 | 0.131 | |
| S13 | 非球面 | -8.62 | 0.9 | 1.64/22.4 | 3.005 | -0.3 |
| S14 | 非球面 | -46.65 | 4.6 | 3.037 | -13.854 | |
| S15 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 1.52/64.2 | 3.62 | 0 |
| S16 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 3.688 | 0 | |
| S17 | 像面 | 无穷 | 3.8 | 0 |
表9
在本实施方式中，非球面数据如下表10所示：
表10
图12示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的MTF图；图13示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的解析图；图14示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；图15示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
如图12至图15所示，根据本发明的第三实施方式的大光圈镜头在FNO＝1.7的条件下，实现了高分辨率、高像素，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。
具体地，由图12可以看出，根据本发明的第三实施方式的大光圈镜头在可见光下，其中心视场250LP/mm空间频率对应的OTF系数在0.2以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了高分辨率的特性。
由图13可以看出，根据本发明的第三实施方式的大光圈镜头中心视场离焦不超过0.006mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。
由图14和图15可以看出，根据本发明的第三实施方式的大光圈镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.01mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。
实施方式四：
图16示意性表示根据本发明的第四种实施方式的大光圈镜头的结构布置图。
根据表1中实施方式4中给出的数据，本实施方式的大光圈镜头的焦距f＝5.0mm，F#＝1.41，FOV＝110°。
实现本实施方式上述参数大光圈镜头的各个透镜或者透镜之间的焦距/焦距关系如下表11中数据：
| f1 | f4 | f5 | f6 | f7 | f1/f5 | f4/f6 | f4/f7 |
| -9.52 | 6.21 | -14.42 | 7.67 | -8.87 | 0.66 | 0.81 | -0.7 |
表11
在本实施方式中，各个透镜表面曲率半径、厚度、材料等参数如下表12中数据：
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效口径 | 圆锥系数 |
| S1 | 非球面 | 6.28 | 1.114 | 1.51/56.5 | 4.384 | 0.643 |
| S2 | 非球面 | 2.32 | 2.566 | 2.791 | -0.401 | |
| S3 | 非球面 | -5.18 | 1.739 | 1.61/27.0 | 2.703 | 1.262 |
| S4 | 非球面 | -6.12 | 1.65 | 2.781 | 0.011 | |
| S5 | 光阑 | 无穷 | 0.1 | 2.609 | 0 | |
| S6 | 非球面 | 5.83 | 1.4 | 1.62/20.4 | 2.736 | -19.018 |
| S7 | 非球面 | 5.83 | 0.1 | 2.718 | -13.94 | |
| S8 | 球面 | 8.96 | 3.15 | 1.52/74.6 | 2.741 | 0 |
| S9 | 球面 | -6.84 | 0.55 | 1.44/86.3 | 2.758 | 0 |
| S10 | 球面 | -9.88 | 0.1 | 2.74 | 0 | |
| S11 | 非球面 | 6.81 | 2.72 | 1.53/56.3 | 3.034 | -1.341 |
| S12 | 非球面 | -6.81 | 0.107 | 3.062 | 0.131 | |
| S13 | 非球面 | -8.49 | 0.85 | 1.64/22.4 | 3.005 | -0.3 |
| S14 | 非球面 | -120 | 4.6 | 3.037 | -13.854 | |
| S15 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 1.52/64.2 | 3.62 | 0 |
| S16 | 球面 | 无穷 | 0.799 | 3.688 | 0 | |
| S17 | 球面 | 无穷 | 3.8 | 0 |
表12
在本实施方式中，非球面数据如下表13所示：
表13
图17示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的MTF图；图18示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的解析图；图19示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；图20示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
如图17至图20所示，根据本发明的第四实施方式的大光圈镜头在FNO＝1.41的条件下，实现了高分辨率、高像素，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。
具体地，由图17可以看出，根据本发明的第四实施方式的大光圈镜头在可见光下，其中心视场250LP/mm空间频率对应的OTF系数在0.25以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了高分辨率的特性。
由图18可以看出，根据本发明的第四实施方式的大光圈镜头中心视场离焦不超过0.005mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。
由图19和图20可以看出，根据本发明的第四实施方式的大光圈镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.006mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。
实施方式五：
图21示意性表示根据本发明的第五种实施方式的大光圈镜头的结构布置图。
根据表1中实施方式5中给出的数据，本实施方式的大光圈镜头的焦距f＝5.63mm，F#＝1.79，FOV＝102°。
实现本实施方式上述参数大光圈镜头的各个透镜或者透镜之间的焦距/焦距关系如下表14中数据：
表14
在本实施方式中，各个透镜表面曲率半径、厚度、材料等参数如下表15中数据：
| 表面 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效口径 | 圆锥系数 |
| S1 | 非球面 | 6.24 | 1.114 | 1.51/56.5 | 4.384 | 0.643 |
| S2 | 非球面 | 3.2 | 2.566 | 2.791 | -0.401 | |
| S3 | 非球面 | -5.18 | 1.739 | 1.61/27.0 | 2.703 | 1.262 |
| S4 | 非球面 | -6.12 | 1.83 | 2.781 | 0.011 | |
| S5 | 光阑 | 无穷 | 0.1 | 2.609 | 0 | |
| S6 | 非球面 | 6.83 | 1.4 | 1.62/20.4 | 2.736 | -19.018 |
| S7 | 非球面 | 6.83 | 0.1 | 2.718 | -13.94 | |
| S8 | 球面 | 9.24 | 3.15 | 1.53/71.8 | 2.741 | 0 |
| S9 | 球面 | -7.16 | 0.55 | 1.44/95.2 | 2.758 | 0 |
| S10 | 球面 | -10.23 | 0.1 | 2.74 | 0 | |
| S11 | 非球面 | 5.32 | 2.72 | 1.53/56.3 | 3.034 | -1.341 |
| S12 | 非球面 | -5.32 | 0.107 | 3.062 | 0.131 | |
| S13 | 非球面 | -8.49 | 0.85 | 1.64/22.4 | 3.005 | -0.3 |
| S14 | 非球面 | -120 | 4.6 | 3.037 | -13.854 | |
| S15 | 球面 | 无穷 | 0.8 | 1.52/64.2 | 3.62 | 0 |
| S16 | 球面 | 无穷 | 0.799 | 3.688 | 0 | |
| S17 | 球面 | 无穷 | 3.8 | 0 |
表15
在本实施方式中，非球面数据如下表16所示：
表16
图22示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的MTF图；图23示意性表示本实施方式中的大光圈镜头的解析图；图24示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在-40度时的解析图；图25示意性表示本实施方式中的大光圈镜头在80度时的解析图。
如图22至图25所示，根据本发明的第五实施方式的大光圈镜头在FNO＝1.79的条件下，实现了高分辨率、高像素，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。
具体地，由图22可以看出，根据本发明的第五实施方式的大光圈镜头在可见光下，其中心视场250LP/mm空间频率对应的OTF系数在0.2以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了高分辨率的特性。
由图23可以看出，根据本发明的第五实施方式的大光圈镜头中心视场离焦不超过0.008mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。
由图24和图25可以看出，根据本发明的第五实施方式的大光圈镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.012mm，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的七片透镜，分别为：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)和第七透镜(7)；
还包括光阑(S)，所述光阑(S)位于所述第二透镜(2)和所述第三透镜(3)之间；其特征在于，
所述第一透镜(1)和所述第七透镜(7)为负光焦度透镜；
所述第二透镜(2)和所述第六透镜(6)为正光焦度透镜；
所述第三透镜(3)为塑胶非球面透镜；
所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)构成胶合镜片组。
2.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)为玻璃透镜，所述第一透镜(1)、所述第二透镜(2)、所述第三透镜(3)、所述第六透镜(6)和所述第七透镜(7)为塑胶非球面透镜。
3.根据权利要求2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头中的两片玻璃透镜的阿贝数V1和V2的差值满足：10<|V1-V2|<25。
4.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)的折射率n4和所述第五透镜(5)的折射率n5分别满足：1.43<n4<1.55，1.43<n5<1.55。
5.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的焦距f1和所述第五透镜(5)的焦距f5满足关系式：0.65<f1/f5<0.80。
6.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)的焦距f4和所述第六透镜(6)的焦距f6满足关系式：0.80<f4/f6<0.95。
7.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)的焦距f4和所述第七透镜(7)的焦距f7满足关系式：-0.73<f4/f7<-0.58。
8.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头的光学后焦BFL与所述镜头的光学总长TTL满足关系式：0.25<BFL/TTL<0.3。
9.根据权利要求1或2所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头的光圈数F#满足：1.4<F#<1.8。
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