CN109212726B - 一种4k超高清黑彩镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种4K超高清黑彩镜头，由镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、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组成，并且该第一透镜、第二透镜和第五透镜均为负光焦度的玻璃球面镜片；该第四透镜和第六透镜均为正光焦度的玻璃球面镜片；第三透镜为负光焦度的塑胶非球面镜片，第七透镜为正光焦度的塑胶非球面镜片，各透镜采用特定的曲率半径、厚度和间距设置，使该镜头的视角θ较大，可达130度，光圈可以做到1.2，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，适于大范围监控，特别适用于解析度配800万像素芯片的高清感光产品上，例如：警察执法仪、边防监控镜头等。

Description

一种4K超高清黑彩镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种4K超高清黑彩镜头。

背景技术

近几年来，随着摄像镜头的应用范围越来越广泛，例如，警察执法仪、边防监控镜头等，但是，现有的执法仪、边防监控镜头普遍存在这样的缺点：视角不够大、光圈小、外形尺寸却很大，使用时显得体积较大，占用空间较多。

而目前配合三分之一英寸以上的高清芯片上的光学总长小于36mm的镜头，其视角往往小于140度，所拍摄的图像整体的范围太小以至于要多装一个甚至几个镜头才能达到大范围监控的效果，其总成本花费较高。

现有技术中大多镜头全部采用球面镜片，容易产生光学畸变，成像变形大，画面模糊、不清晰。

因此，急需研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种4K超高清黑彩镜头，结构简单，设计合理，成像品质高，清晰度更佳。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种4K超高清黑彩镜头，由镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、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组成，并且该第一透镜、第二透镜和第五透镜均为负光焦度的玻璃球面镜片；该第四透镜和第六透镜均为正光焦度的玻璃球面镜片；第三透镜为负光焦度的塑胶非球面镜片，第七透镜为正光焦度的塑胶非球面镜片；

其中，该第一透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型玻璃球面镜片，该第一透镜的有效口径值大于10mm，其朝向物方之前表面的曲率半径为R＝100mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为3.2<R<4.5mm；该第一透镜的中心厚度为0.5<CT<1mm；

该第二透镜为前表面和后表面均凸向像方的玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为6<R<8mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为10<R<15mm；该第二透镜的中心厚度为0.5<CT<1mm；

该第三透镜为前表面凸向像方和后表面凸向物方的双凹塑胶非球面镜片；该第三透镜的中心厚度为0.8<CT<1.2mm；

该第四透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为10<R<16mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为8<R<12mm；该第四透镜的中心厚度为1.8<CT<3mm；

该第五透镜为前表面凸向像方和后表面凸向物方的双凹玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为12<R<20mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为6<R<10mm；该第五透镜的中心厚度为0.4<CT<0.8mm；

该第六透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为6<R<10mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为8<R<12mm；该第六透镜的中心厚度为1.8<CT<2.5mm；

该第七透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的塑胶非球面镜片，该第七透镜的中心厚度为2.5<CT<3.5mm；

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜之间，以及第六透镜和第七透镜之间均为彼此微间距设置，该第五透镜的后表面与第六透镜的前表面彼此胶合；

该第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距为2.5<M<3mm；该第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距为0.2<M<0.5mm；该第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05<M<0.2mm；该第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距为2<M<3mm；该第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05<M<0.2mm。

上述说明中，作为优选，所述镜头光学总长小于或等于22.5mm。

上述说明中，作为优选，所述第一透镜的Vd为70,Nd为1.5；该第二透镜的Vd为70,Nd为1.5；该第三透镜的Vd为24,Nd为1.6；该第四透镜的Vd为25,Nd为2；该第五透镜的Vd为18,Nd为1.9；该第六透镜的Vd为37,Nd为1.9；该第七透镜的Vd为56,Nd为1.5；

其中Vd是各光学材料的色散系数，Nd是各光学材料的折射系数。

上述说明中，作为优选，第一透镜朝向物方的前表面的曲率半径为100mm，该第一透镜朝向像方的后表面的曲率半径为3.9mm；

所述第二透镜朝向物方的前表面的曲率半径为6.9mm，该第二透镜朝向像方的后表面的曲率半径为13mm；

所述第四透镜朝向物方的前表面的曲率半径为13.9mm，该第四透镜朝向像方的后表面的曲率半径为9.8mm；

所述第五透镜朝向物方的前表面的曲率半径为14.88mm，该第五透镜朝向像方的后表面的曲率半径为7.6mm；

所述第六透镜朝向物方的前表面的曲率半径为7.6mm，该第六透镜朝向像方的后表面的曲率半径为10.25mm。

上述说明中，作为优选，所述第一透镜的朝向像方的后表面的球面之外形成涂墨层，其涂墨层厚度在5-10μm。

上述说明中，作为优选，所述镜头的视角大于130度。

本发明所产生的有益效果是：通过采用前述第一、二、三、四、五、六及七透镜的结构设计，该镜头的视角θ较大，可达130度，光圈可以做到1.2，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，特别适用于大范围监控，以及用于解析度配800万像素芯片的高清感光产品上，例如：警察执法仪、边防监控镜头等。以及，本发明之产品的镜头光学总长相比传统技术而言，有了较大程度的缩短，该镜头光学总长L小于或等于22.5mm，减小了整体体积，符合产品微型化需求。此外，本发明之第一、二、四、五及六透镜设计均为球面透镜，其加工过程简单、成本更为低廉，有利于提高市场竞争力。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1：为本实用新型之实施例的组装结构截面示意图；

图2：为本实用新型之实施例中第一透镜的结构放大示意图；

图3：为本实用新型之实施例中第二透镜的结构放大示意图；

图4：为本实用新型之实施例中第三透镜的结构放大示意图；

图5：为本实用新型之实施例中第四透镜的结构放大示意图；

图6：为本实用新型之实施例中第五透镜的结构放大示意图；

图7：为本实用新型之实施例中第六透镜的结构放大示意图；

图8：为本实用新型之实施例中第七透镜的结构放大示意图；

附图标识说明：附图标识说明：10、第一透镜，20、第二透镜，30、第三透镜，40、第四透镜，50、第五透镜，60、第六透镜，70、第七透镜，80、镜筒；

R11、R12、R21、R22、R41、R42、R51、R52、R61、R62、曲率半径；

CT13、CT23、CT33、CT43、CT53、CT63、CT73、中心厚度；

M1、M2、M3、M4、M5、间距。

具体实施方式

如图1-8所示，一种4K超高清黑彩镜头，由镜筒80和于镜筒80内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60和第七透镜70组成，并且该第一透镜10、第二透镜20和第五透镜50均为负光焦度的玻璃球面镜片；该第四透镜40和第六透镜60均为正光焦度的玻璃球面镜片；第三透镜30为负光焦度的塑胶非球面镜片，第七透镜70为正光焦度的塑胶非球面镜片，所述第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40和第五透镜50之间，以及第六透镜60和第七透镜70之间均为彼此微间距设置，该第五透镜50的后表面52与第六透镜60的前表面61彼此胶合；

其中，该第一透镜10为前表面11和后表面12均凸向物方的弯月型玻璃球面镜片，该第一透镜10的有效口径值大于10mm，所述第一透镜的Vd为70,Nd为1.5；其朝向物方之前表面11的曲率半径为R11＝100mm，其朝向像方之后表面12的曲率半径为3.2<R12<4.5mm；该第一透镜10的中心厚度为0.5<CT13<1mm，本实施例中，其朝向物方之前表面11的曲率半径R11为100mm，其朝向像方之后表面12的曲率半径R12为3.9mm；该第一透镜10的中心厚度CT13为0.6mm。第一透镜10的朝向像方的后表面12的球面之外形成涂墨层，其涂墨层厚度在5-10mm。

该第二透镜20为前表面21和后表面22均凸向像方的玻璃球面镜片，该第二透镜20的Vd为70,Nd为1.5；其朝向物方之前表面21的曲率半径为6<R21<8mm，其朝向像方之后表面22的曲率半径为10<R22<15mm；该第二透镜20的中心厚度为0.5<CT23<1mm；该第二透镜20与前述第一透镜10的中心处相邻两表面之间距为2.5<M1<3mm；本实施例中，其朝向物方之前表面21的曲率半径R21为6.9mm，其朝向像方之后表面22的曲率半径R22为13mm；该第二透镜20的中心厚度CT23为0.7mm；。该第二透镜20与前述第一透镜10的中心处相邻两表面之间距M1为2.6mm。

该第三透镜30为前表面31凸向像方和后表面32凸向物方的双凹塑胶非球面镜片，该第三透镜30的色散系数Vd为24,折射系数Nd为1.6；该第三透镜30的中心厚度为0.8<CT33<1.2mm；该第三透镜30与前述第二透镜20的中心处相邻两表面之间距为0.2<M2<0.5mm；本实施例中，该第三透镜30的中心厚度CT33为1mm。该第三透镜30与前述第二透镜20的中心处相邻两表面之间距M2为0.3mm。

该第四透镜40为前表面41凸向物方和后表面42凸向像方的双凸玻璃球面镜片，该第四透镜40的色散系数Vd为25,折射系数Nd为2；其朝向物方之前表面41的曲率半径为10<R41<16mm，及其朝向像方之后表面42的曲率半径为8<R42<12mm；该第四透镜40的中心厚度为1.8<CT43<3mm；该第四透镜40与前述第三透镜30的中心处相邻两表面之间距为0.05<M3<0.2mm；本实施例中，其朝向物方之前表面41的曲率半径R41为13.9mm，及其朝向像方之后表面42的曲率半径R42为9.8mm；该第四透镜40的中心厚度CT43为2.1mm；该第四透镜40与前述第三透镜30的中心处相邻两表面之间距M3为0.12mm。

该第五透镜50为前表面51凸向像方和后表面52凸向物方的双凹玻璃球面镜片，该第五透镜50的色散系数Vd为18,折射系数Nd为1.9；其朝向物方之前表面51的曲率半径为12<R51<20mm，及其朝向像方之后表面52的曲率半径为6<R52<10mm；该第五透镜50的中心厚度为0.4<CT53<0.8mm；该第五透镜50与前述第四透镜40的中心处相邻两表面之间距为2<M4<3mm；本实施例中，其朝向物方之前表面51的曲率半径R51为14.88mm，及其朝向像方之后表面52的曲率半径R52为7.6mm；该第五透镜50的中心厚度CT53为0.6mm，该第五透镜50与前述第四透镜40的中心处相邻两表面之间距M4为2.6mm。

该第六透镜60为前表面61凸向物方和后表面62凸向像方的双凸玻璃球面镜片，该第六透镜60的色散系数Vd为37,折射系数Nd为1.9；其朝向物方之前表面61的曲率半径为6<R61<10mm，及其朝向像方之后表面62的曲率半径为8<R62<12mm；该第六透镜60的中心厚度为1.8<CT63<2.5mm；本实施例中，其朝向物方之前表面61的曲率半径R61为7.6mm，及其朝向像方之后表面62的曲率半径R62为10.25mm；该第六透镜60的中心厚度CT63为2.1mm，该第六透镜60的前表面61与前述第五透镜50的后表面52胶沾贴合。

该第七透镜70为前表面71凸向物方和后表面72凸向像方的塑胶非球面镜片，该第七透镜70的色散系数Vd为56,折射系数Nd为1.5；该第七透镜70的中心厚度为2.5<CT73<3.5mm；该第七透镜70与前述第六透镜60的中心处相邻两表面之间距为0.05<M5<0.2mm；本实施例中，该第七透镜70的中心厚度CT73为2.9mm；该第七透镜70与前述第六透镜60的中心处相邻两表面之间距M5为0.11mm；

尤其是，当所述第一透镜10的朝向物方的前表面11的曲率半径R11为100mm，该第一透镜10的朝向物方的后表面12的曲率半径R12为3.9mm；所述第二透镜20的朝向像方的前表面21的曲率半径R21为6.9mm，该第二透镜20的朝向物方的后表面22的曲率半径R22为13mm；所述第四透镜40的朝向物方的前表面41的曲率半径R41为13.9mm，该第四透镜40的朝向像方的后表面42的曲率半径R42为9.8mm；所述第五透镜50的朝向像方的前表面51的曲率半径R51为14.88mm，该第五透镜50的朝向物方的后表面52的曲率半径R52为7.6mm；所述第六透镜60的朝向物方的前表面61的曲率半径R61为7.6mm，该第六透镜60的朝向像方的后表面62的曲率半径R62为10.25mm。

该第一透镜10的中心厚度CT13为0.6mm；该第二透镜20的中心厚度CT23为0.7mm；该第三透镜30的中心厚度CT33为1mm；该第四透镜40的中心厚度CT43为2.1mm；该第五透镜50的中心厚度CT53为0.6mm；该第六透镜60的中心厚度C63为2.1mm；该第七透镜70的中心厚度CT73为2.9mm。所述镜头的光圈可以做到1.2，镜头的视角θ可达到130度，镜头的光学总长小于或等于22.5mm。

综上所述，本发明的设计重点在于,通过采用前述第一、二、三、四、五、六及七透镜的结构设计，该镜头的光学总长度较小，小于或等于22.5mm，该镜头的视角θ较大，可达130度，光圈可以做到1.2，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，适用于大范围监控，特别适用于解析度配800万像素芯片的高清感光产品上，满足运动拍摄的要求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：由镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、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组成，并且该第一透镜、第二透镜和第五透镜均为负光焦度的玻璃球面镜片；该第四透镜和第六透镜均为正光焦度的玻璃球面镜片；第三透镜为负光焦度的塑胶非球面镜片，第七透镜为正光焦度的塑胶非球面镜片；

其中，该第一透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型玻璃球面镜片，该第一透镜的有效口径值大于10mm，其朝向物方之前表面的曲率半径为R＝100mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为3.2mm<R<4.5mm；该第一透镜的中心厚度为0.5mm<CT<1mm；

该第二透镜为前表面和后表面均凸向像方的玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为6mm<R<8mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为10mm<R<15mm；该第二透镜的中心厚度为0.5mm<CT<1mm；

该第三透镜为前表面凸向像方和后表面凸向物方的双凹塑胶非球面镜片；该第三透镜的中心厚度为0.8mm<CT<1.2mm；

该第四透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为10mm<R<16mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为8mm<R<12mm；该第四透镜的中心厚度为1.8mm<CT<3mm；

该第五透镜为前表面凸向像方和后表面凸向物方的双凹玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为12mm<R<20mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为6mm<R<10mm；该第五透镜的中心厚度为0.4mm<CT<0.8mm；

该第六透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸玻璃球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为6mm<R<10mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为8mm<R<12mm；该第六透镜的中心厚度为1.8mm<CT<2.5mm；

该第七透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的塑胶非球面镜片，该第七透镜的中心厚度为2.5mm<CT<3.5mm；

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜之间，以及第六透镜和第七透镜之间均为彼此微间距设置，该第五透镜的后表面与第六透镜的前表面彼此胶合；

该第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距为2.5mm<M<3mm；该第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距为0.2mm<M<0.5mm；该第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05mm<M<0.2mm；该第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距为2mm<M<3mm；该第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05mm<M<0.2mm。

2.根据权利要求1所述的一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：所述镜头光学总长小于或等于22.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：所述第一透镜的Vd为70,Nd为1.5；该第二透镜的Vd为70,Nd为1.5；该第三透镜的Vd为24,Nd为1.6；该第四透镜的Vd为25,Nd为2；该第五透镜的Vd为18,Nd为1.9；该第六透镜的Vd为37,Nd为1.9；该第七透镜的Vd为56,Nd为1.5；

其中Vd是各光学材料的色散系数，Nd是各光学材料的折射系数。

4.根据权利要求1所述的一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：所述第一透镜朝向物方的前表面的曲率半径为100mm，该第一透镜朝向像方的后表面的曲率半径为3.9mm；

所述第二透镜朝向物方的前表面的曲率半径为6.9mm，该第二透镜朝向像方的后表面的曲率半径为13mm；

所述第四透镜朝向物方的前表面的曲率半径为13.9mm，该第四透镜朝向像方的后表面的曲率半径为9.8mm；

所述第五透镜朝向物方的前表面的曲率半径为14.88mm，该第五透镜朝向像方的后表面的曲率半径为7.6mm；

所述第六透镜朝向物方的前表面的曲率半径为7.6mm，该第六透镜朝向像方的后表面的曲率半径为10.25mm。

5.根据权利要求1所述的一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：所述第一透镜的朝向像方的后表面的球面之外形成涂墨层，其涂墨层厚度在5-10μm。

6.根据权利要求1所述的一种4K超高清黑彩镜头，其特征在于：所述镜头的视角大于130度。

Images