CN109188657A - 一种超大通光量的黑光广角定焦镜头 - Google Patents
一种超大通光量的黑光广角定焦镜头 Download PDFInfo
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Abstract
一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜和具有正光焦度的第九透镜。本发明能够达到4MP分辨率，F0.8最大光圈，1/2.7"的像面最大130°视场角以及光学总长小于35mm等指标，同时具备温度补偿功能，即在‑30°～+80°的环境下使用不跑焦，满足了在黑光环境中的安防录像需要。
Description
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种超大通光量的黑光广角定焦镜头。
背景技术
由于安防监控需要全天侯不间断进行，因此需要不但在白天能呈现良好的画面，在微光以及夜晚环境下也需要能呈现清晰明亮的图像，而图像亮度由两个因素决定，一个是镜头光圈大小，一个是图像传感器的感光能力。目前SENSOR厂家推出了一种1/1.2.7"的低照性能很好的图像传感器，相比较于目前常见的图像传感器增大了单个像素面积，拥有更好的受光能力。然而，目前市面上与该SENSOR匹配的定焦镜头还很少，大部分FNO都在F1.0～2.0之间。因此开发一款超大通光的F0.8黑光广角定焦镜头就显得很有必要。
发明内容
本发明提供一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，克服了现有技术中的不足，能在黑光环境下提供较清晰的图像。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：
一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜和具有正光焦度的第九透镜，所述第二透镜、第三透镜和第七透镜分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣f2/f∣<6；
3<∣f3/f∣<5；
2<∣f7/f∣<5；
其中，f为整个镜头的焦距，f2、f3和f7分别对应第二透镜、第三透镜和第七透镜的焦距。
进一步地，所述第二透镜和第七透镜分别与整个镜头满足如下条件式：
3.5<∣f2/f∣<6；
3.5<∣f7/f∣<5，
其中，f为整个镜头的焦距，f2和f7分别对应第二透镜和第七透镜的焦距。
优选地，所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜分别为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜为塑料非球面透镜。
优选地，所述第四透镜、第五透镜和第六透镜依顺序共同胶合形成第一胶合透镜。
进一步地，所述第一透镜至第九透镜满足如下条件：
| f1＝-15～-5 | n1＝1.7～2.1 |
| f2＝-20～-13 | n2＝1.55～1.75 |
| f3＝9～18 | n3＝1.7～2.1 |
| F4＝10～18 | n4＝1.7～2.1 |
| f5＝-18～-4 | n5＝1.7～2.1 |
| f6＝12～19 | n6＝1.43～1.7 |
| f7＝12～18 | n7＝1.43～1.7 |
| f8＝-40～-12 | n8＝1.53～1.7 |
| f9＝13～21 | n8＝1.43～1.7 |
其中，f1至f9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的透镜焦距；n1至n9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的折射率。
优选地，所述第一透,为双凹透镜，所述第二透镜为凹凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为双凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜为凹凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜。
优选地，所述第一透镜为凸凹透镜，所述第二透镜为凹凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为双凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜为凹凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜。
优选地，所述第一透镜与所述第二透镜直接紧靠，所述第二透镜与所述第三透镜通过隔圈紧配，所述第三透镜与所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜、第五透镜和第六片镜片通过光学胶粘合，所述第六透镜与所述第七透镜通过隔圈紧配，所述第七透镜与所述第八透镜直接紧靠，所述第八透镜与所述第九透镜通过隔圈紧靠。
本发明使用5片玻璃球面透镜和4片塑料非球面透镜的9片光学结构，能够达到4MP分辨率，F0.8最大光圈，1/2.7"的像面最大130°视场角以及光学总长小于35mm等指标，同时具备温度补偿功能，即在-30°～+80°的环境下使用不跑焦，满足了在黑光环境中的安防录像需要。
附图说明
图1是本发明一种超大通光量的黑光广角定焦镜头实施例一的结构示意图；
图2是本发明一种超大通光量的黑光广角定焦镜头实施例二的结构示意图。
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。
实施例一：如图1所示，一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有正光焦度的第四透镜4、具有负光焦度的第五透镜5、具有正光焦度的第六透镜6、具有正光焦度的第七透镜7、具有负光焦度的第八透镜8和具有正光焦度的第九透镜9，所述第二透镜2、第三透镜3和第七透镜7分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣f2/f∣<6；
3<∣f3/f∣<5；
2<∣f7/f∣<5；
其中，f为整个镜头的焦距，f2、f3和f7分别对应第二透镜2、第三透镜3和第七透镜7的焦距。
本实施例中，所述第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6依顺序共同胶合形成第一胶合透镜。
本实施例中，第三透镜3与第四透镜4之间设置有光阑34，所述第一透镜1为双凹透镜，所述第二透镜2为凹凸透镜，所述第三透镜3为双凸透镜，所述第四透镜4为双凸透镜，所述第五透镜5为双凹透镜，所述第六透镜6为双凸透镜，所述第七透镜7为双凸透镜，所述第八透镜8为凹凸透镜，所述第九透镜9为双凸透镜，具体地，所述第一透镜1至第九透镜9满足如下条件：
其中，f1至f9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的透镜焦距；n1至n9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的折射率。R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15和R17依顺序分别代表了第一透镜至第九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和R18依顺序分别代表了第一透镜至第八透镜朝向像方一侧表面中心的曲率半径，“-”代表方向为负。
本实施例中，所述第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6分别为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9为塑料非球面透镜。
所述第二透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜分别为塑料非球面透镜，其各个镜面满足如下方程式：
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，c＝1/R，K为圆锥二次曲线系数，α1至α8为高次非球面系数。
具体地，满足上述非球面方程式的非球面系数如下所示：
本实施例中，第一透镜至第九透镜的光学物理参数如下所示：
| 面序号 | 面型 | R(mm) | D(mm) | nd | K值 |
| S1 | 球面 | -96 | 0.69 | 1.73 | |
| S2 | 球面 | 8.9 | 3.48 | ||
| S3 | 非球面 | -3.6 | 1.58 | 1.64 | -0.4 |
| S4 | 非球面 | -6.2 | 0.08 | -2 | |
| S5 | 球面 | 45 | 3.28 | 2.1 | |
| S6 | 球面 | -26 | 0.93 | ||
| 光阑 | 平面 | PL | 1.58 | ||
| S7 | 球面 | 15.9 | 3.27 | 1.9 | |
| S8 | 球面 | -91.1 | 0.84 | 1.95 | |
| S9 | 球面 | 10.8 | 4.11 | 1.55 | |
| S10 | 球面 | -34.24 | 0.08 | ||
| S11 | 非球面 | 9.65 | 3.84 | 1.55 | -0.9 |
| S12 | 非球面 | -22.8 | 1.65 | -30 | |
| S13 | 非球面 | -3.27 | 1.3 | 1.65 | -4 |
| S14 | 非球面 | -5.12 | 0.07 | -5.39 | |
| S15 | 非球面 | 8.04 | 2.98 | 1.55 | -13 |
| S16 | 非球面 | -128 | -50 |
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；K值为非球面圆锥二次曲线系数；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，光阑为光阑所在平面；S7为第一胶合透镜的物方表面，S8为第一胶合透镜中第四透镜与第五透镜的胶合面，S9为第一胶合透镜中第五透镜与第六透镜的胶合面，S10为第一胶合透镜的像方表面；S11和S12为第七透镜7的物方表面和像方表面；S13和S14为第八透镜8的物方表面和像方表面；S15和S16为第九透镜9的物方表面和像方表面。
实施例二：如图2所示，为了实现更大的视场角，具体地，第一透镜1为凸凹透镜，所述第二透镜2为凹凸透镜，所述第三透镜3为双凸透镜，所述第四透镜4为双凸透镜，所述第五透镜5为双凹透镜，所述第六透镜6为双凸透镜，所述第七透镜7为双凸透镜，所述第八透镜8为凹凸透镜，所述第九透镜9为双凸透镜，第三透镜3与第四透镜4之间设置有光阑34。
与实施例一相比，所述第二透镜2和第七透镜7分别与整个镜头满足如下条件式：
3.5<∣f2/f∣<6；
3.5<∣f7/f∣<5。
与实施例一相比，所述第一透镜1至第九透镜9满足如下条件：
| f1＝-11～-5 | n1＝1.7～2.1 | R1＝50～320 | R2＝3.1～6.1 |
| f2＝-20～-13 | n2＝1.55～1.75 | R3＝-8.9～-3.1 | R4＝-10～-4.5 |
| f3＝10～15 | n3＝1.7～2.1 | R5＝5～50 | R6＝-40～-10 |
| f4＝9～14 | n4＝1.7～2.1 | R7＝5.5～19.7 | R8＝-50～-30 |
| f5＝-4～-8 | n5＝1.7～2.1 | R9＝-50～-30 | R10＝5～20 |
| f6＝12～16 | n6＝1.43～1.7 | R11＝5～20 | R12＝150～∞ |
| f7＝13～18 | n7＝1.43～1.7 | R13＝6～20 | R14＝-70～-25 |
| f8＝-40～-22 | n8＝1.53～1.7 | R15＝-16.5～-5.3 | R16＝-30～-10 |
| f9＝15～21 | n8＝1.43～1.7 | R17＝5.3～16.5 | R18＝-100～-30 |
与实施例一相比，同样地，第二透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜分别为塑料非球面透镜，同样满足上述非球面方程，但具体非球面系数有所改变，具体如下所示：
本实施例中，第一透镜至第九透镜的光学物理参数如下所示：
| 面序号 | 面型 | R(mm) | D(mm) | nd | K值 |
| S1 | 球面 | 300 | 0.6 | 1.73 | |
| S2 | 球面 | 5.5 | 4.6 | ||
| S3 | 非球面 | -4.1 | 2.6 | 1.64 | -0.4 |
| S4 | 非球面 | -8.35 | 0.07 | -1 | |
| S5 | 球面 | 38 | 3.7 | 2.1 | |
| S6 | 球面 | -24 | 1.67 | ||
| 光阑 | 平面 | PL | 0.76 | ||
| S7 | 球面 | 12.4 | 3.8 | 1.9 | |
| S8 | 球面 | -41 | 0.74 | 1.95 | |
| S9 | 球面 | 7.8 | 3.3 | 1.55 | |
| S10 | 球面 | PL | 0.07 | ||
| S11 | 非球面 | 9.8 | 2.68 | 1.55 | -1.3 |
| S12 | 非球面 | -54 | 0.46 | -30.6 | |
| S13 | 非球面 | -7.6 | 1.56 | 1.65 | -10 |
| S14 | 非球面 | -12.1 | 0.07 | -25 | |
| S15 | 非球面 | 7 | 3.23 | 1.55 | -2.35 |
| S16 | 非球面 | -55 | -1.8 |
实施例一和二的镜头的具体装配结构如下：所述第一透镜与所述第二透镜直接紧靠，所述第二透镜与所述第三透镜通过隔圈紧配，所述第三透镜与所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜、第五透镜和第六片镜片通过光学胶粘合，所述第六透镜与所述第七透镜通过隔圈紧配，所述第七透镜与所述第八透镜直接紧靠，所述第八透镜与所述第九透镜通过隔圈紧靠。
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 (8)
1.一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜和具有正光焦度的第九透镜，所述第二透镜、第三透镜和第七透镜分别与整个镜头满足如下条件式：
3<∣f2/f∣<6；
3<∣f3/f∣<5；
2<∣f7/f∣<5；
其中，f为整个镜头的焦距，f2、f3和f7分别对应第二透镜、第三透镜和第七透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜和第七透镜分别与整个镜头满足如下条件式：
3.5<∣f2/f∣<6；
3.5<∣f7/f∣<5，
其中，f为整个镜头的焦距，f2和f7分别对应第二透镜和第七透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜分别为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜为塑料非球面透镜。
4.根据权利要求1所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于：所述第四透镜、第五透镜和第六透镜依顺序共同胶合形成第一胶合透镜。
5.根据权利要求1所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜至第九透镜满足如下条件：
其中，f1至f9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的透镜焦距；n1至n9依顺序分别代表了第一透镜至第九透镜的折射率。
6.根据权利要求1所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜为双凹透镜，所述第二透镜为凹凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为双凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜为凹凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜。
7.根据权利要求2所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜为凸凹透镜，所述第二透镜为凹凸透镜，所述第三透镜为双凸透镜，所述第四透镜为双凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜为凹凸透镜，所述第九透镜为双凸透镜。
8.根据权利要求1或2所述的一种超大通光量的黑光广角定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜与所述第二透镜直接紧靠，所述第二透镜与所述第三透镜通过隔圈紧配，所述第三透镜与所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜、第五透镜和第六片镜片通过光学胶粘合，所述第六透镜与所述第七透镜通过隔圈紧配，所述第七透镜与所述第八透镜直接紧靠，所述第八透镜与所述第九透镜通过隔圈紧靠。
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