CN109445070B - 一种超高清长焦镜头 - Google Patents

一种超高清长焦镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN109445070B
CN109445070B CN201811582811.1A CN201811582811A CN109445070B CN 109445070 B CN109445070 B CN 109445070B CN 201811582811 A CN201811582811 A CN 201811582811A CN 109445070 B CN109445070 B CN 109445070B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
convex
focal length
object side
positive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811582811.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109445070A (zh
Inventor
吴强华
胡长涛
张福美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Original Assignee
Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Telaisi Optical Co ltd filed Critical Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Priority to CN201811582811.1A priority Critical patent/CN109445070B/zh
Publication of CN109445070A publication Critical patent/CN109445070A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109445070B publication Critical patent/CN109445070B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation

Abstract

本发明涉及到光学成像技术领域，尤其涉及到一种超高清长焦镜头，该超高清长焦镜头包括沿物侧到像侧的方向排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜；通过合理的限定每个透镜的光焦度，有效的改善了长焦镜头的像差，提高了摄像的效果。本发明具有超高分辨率、大通光量、小体积，抗环境温度变化能力强的特点，以克服现有技术中的不足之处。

Description

一种超高清长焦镜头
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，更具体地说，它涉及一种超高清长焦镜头。
背景技术
目前机器视觉用的光学长焦镜头普遍存在这样的缺点：焦距短，物体细节分辨能力低，系统清晰度低，通光量不足，长焦镜头会出现常温对焦状况下，高低温会出现虚焦，发蒙的情况；目前对于长焦距的高清镜头，一般用民用单反类长焦镜头替代。这类镜头设计靶面大，在小靶面成像器件上分辨率会大大降低，而且使用若干玻璃非球面，价格昂贵，目前市场上还没有完全兼顾上述特点的镜头，只有少数镜头，在牺牲其它方面的情况下改善某个方面，比如为了实现超高清晰度、小体积而使用非球面增加投入成本，或者牺牲通光量使被测物体亮度不足；因此需要设计一款超高清晰度、大通光量、且高低温共焦的全玻璃结构长焦镜头，专门用于物体细节的捕捉。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超高清长焦镜头，具有超高分辨率、大通光量、小体积，抗环境温度变化能力强的特点，以克服现有技术中的不足之处。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种超高清长焦镜头，包括沿物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜，所述第一透镜、第二透镜为焦距为正的双凸透镜，第三透镜为焦距为负的双凹透镜，第四透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第五透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第六透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第七透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第八透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第九透镜为焦距为负的双凹透镜，第十透镜为焦距为正的双凸透镜，第十一透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向像侧一面为凸面，第十二透镜为焦距为正的双凸透镜，其中所述的第二透镜、第三透镜及第四透镜为一组三胶合透镜，通过胶水粘合在一起，并且满足关系式：
1.7<(f2/f3)*(f4/f3)<2.9
f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距。
进一步地，所述的第五透镜及第六透镜为一组双胶合透镜，所述第五透镜的焦距为f5,所述第六透镜的焦距为f6，其满足关系式：-2.75<f5/f6<-2.15。
进一步地，还包含一个光阑装置(ST)，所述光阑装置位于第八透镜和第九透镜之间。
进一步地，所述的第七透镜及第八透镜为一组双胶合透镜。
进一步地，所述的第二透镜为超低色散材料，能够减小光学系统的色差，材料折射率为ND2,材料色散系数为VD2，其满足关系式：0.013<(ND2/VD2)<0.025。
进一步地，所述第一透镜、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、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜均为玻璃材质的球面透镜。
进一步地，还包括设置在所述第十二透镜像侧的滤光片。
进一步地，所述第八透镜的折射率为nd8，且满足如下关系1.90≤nd8≤2.02。
通过采用上述技术方案，本发明的超高清长焦镜头具备如下有益效果：1.大通光量，本发明相对孔径达到F2.8，通光量充足；2.焦距长，达到90mm，捕捉物体细节能力更优良；3.抗环境温度变化能力强，设计上采用了玻璃镜片温度补偿技术，温度在-30℃到+70℃变化时镜头不需要重新调焦就能保证成像清晰，且为全玻璃球面结构，稳定性强，不会出现老化变异的风险。
附图说明
图1为本发明实施例的透镜示意图；
图2为本发明实施例的第一解析图；
图3为本发明实施例的第二解析图；
图4为本发明实施例的Spot图；
图5为本发明实施例的场曲图；
图6为本发明实施例的畸变图；
图7为本发明实施例低温零下40度时的解析图；
图8为本发明实施例高温零上85度时的解析图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
在本专利实施例中，在工作距离为20米远时，长焦镜头的总焦距f＝90mm，FNO＝2.8，视场角FOV＝4.92°，镜头畸变＝0.5％，可匹配1/2”及以下芯片，分辨率可达2000万像素，透镜组的各项参数依次列于表1中：
表1
Surf Radius Thickness ND VD F
OBJ INFINITY 20000
1 31.387867 5.475755 1.589128 61.247611 55.131332
2 804.561612 0.1
3 23.95437 6.07256 1.48 70 46.069323
4 -500 1.25 1.953747 32.31876 -31.307551
5 30.93719 2.94231 1.945958 17.943914 49.23187
6 86.196986 0.1
7 16.910882 3.65877 1.589128 61.247611 50.519167
8 35.875897 1.016507 1.903658 31.315013 -20.617394
9 12.143173 0.576444
10 14.294783 3.618758 1.589128 61.247611 25.052317
11 377.150819 1.182897 2.001003 29.134715 -17.300116
12 16.629001 10.3
STO INFINITY 9.1
13 -26.653567 1 1.589128 61.247611 -8.251706
14 6.095072 2.761135 1.531722 48.851958 10.672934
15 -73.309588 1.188975
16 -10.36315 1 1.589128 61.247611 -23.735746
17 -40.440852 3.307227
18 20.049443 2.30972 1.68893 31.160527 15.899769
19 -23.3027 4.903299
由表1可得
(f2/f3)*(f4/f3)＝2.3
f5/f6＝50.519167/-20.617394＝-2.45
ND2/VD2＝1.48/70＝0.021
ND8＝2.001003
均满足要求。
在本专利实施例上述表格中，n为折射率，R为曲率半径，第一透镜～第十二透镜依次的焦距为f1～f12，实施例所提供的超高清长焦镜头在于提供一种长焦距、高分辨率、大通光量、抗环境温度变化能力强以及全玻璃球面结构的镜头，以克服现有技术中的不足之处。
如图2及图3所示，其中，图2、图3为实施例20摄氏度时MTF(Modulation TransferFunction，调制传递函数)值图，该MTF值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义MTF值必定大于0，且小于1，在本技术领域MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp/mm来表示；固定高频(如300lp/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是MTF值。横坐标可以设像场中心到测量点的距离，镜头是以光轴为中心的对称结构，中心向各方向的成像素质变化规律是相同的，由于像差等因素的影响，像场中某点与像场中心的距离越远，其MTF值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标，可以反映镜头边缘的成像素质。另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S(Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为T(Meridional)。如此一来，MTF曲线一般有两条，即S曲线和T曲线，图2、图3中，有多组以像场中心到像场边缘的距离为横坐标时MTF变化曲线，反映出本透镜系统具有较高解像力，可达2000万像素，光学性能较目前主流光学系统有极大地提升。
图4为光学镜头对应的点列图，其质心半径及几何半径如图所示，可实现良好的成像品质。透镜系统可见光部分对应的场曲图由五条曲线T和五条曲线S构成；其中，五条曲线T分别表示五种波长(470nm、510nm、555nm、610nm和650nm)对应的子午光束(TangentialRays)的像差，五条曲线S分别表示三种波长(470nm、510nm、555nm、610nm和650nm)对应的弧矢光束(Sagittial Rays)的像差，子午场曲值和弧矢场曲值越小，说明成像品质越好。如图5所示，子午场曲值控制在-0.02～0.05mm范围内，弧矢场曲值控制在-0.02～0.05mm范围以内。
透镜系统可见光部分对应的畸变图，图中曲线越接近y轴，畸变率越小。如图6所示，其中光学畸变率控制在0％～0.5％范围以内。超高清长焦镜头广泛用于室内、室外，一年365天每天24小时处于工作状态，镜头所处的环境温度变化巨大。镜头典型的工作温度要求是-30℃～80℃，镜头必须保证在这温差达到110多摄氏度的范围内、在不进行重新调焦的情况下成像仍然跟20℃(常温)一样清晰。由于镜片材质的折射率会受温度影响而发生变化，镜片尺寸、镜筒材质、镜座材质会随着温度的变化而热胀冷缩，这些因素导致普通监控镜头在高低温环境下会出现不同的成像后焦(后截距)，称作镜头成像的温度漂移。一并参考图7及图8，由图7图8看出，工作温度在-40℃～85℃，本实施例镜头仍能保证在不进行重新调焦的情况下成像仍然跟20℃(常温)一样清晰。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种超高清长焦镜头，其特征在于，包括沿物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜，所述第一透镜、第二透镜为焦距为正的双凸透镜，第三透镜为焦距为负的双凹透镜，第四透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第五透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第六透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第七透镜为焦距为正的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第八透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向物侧一面为凸面，第九透镜为焦距为负的双凹透镜，第十透镜为焦距为正的双凸透镜，第十一透镜为焦距为负的弯月透镜，朝向像侧一面为凸面，第十二透镜为焦距为正的双凸透镜，其中所述的第二透镜、第三透镜及第四透镜为一组三胶合透镜，通过胶水粘合在一起，并且满足关系式：1.7＜(f2/f3)*(f4/f3)＜2.9，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距；所述的第五透镜及第六透镜为一组双胶合透镜，所述第五透镜的焦距为f5，所述第六透镜的焦距为f6，其满足关系式：-2.75＜f5/f6＜-2.15；还包含一个光阑装置(ST)，所述光阑装置位于第八透镜和第九透镜之间；所述的第七透镜及第八透镜为一组双胶合透镜；所述的第二透镜为超低色散材料，能够减小光学系统的色差，材料折射率为ND2，材料色散系数为VD2，其满足关系式：0.013＜(ND2/VD2)＜0.025；所述第一透镜、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、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜均为玻璃材质的球面透镜；还包括设置在所述第十二透镜像侧的滤光片；所述第八透镜的折射率为nd8，且满足如下关系1.90≤nd8≤2.02。
CN201811582811.1A 2018-12-24 2018-12-24 一种超高清长焦镜头 Active CN109445070B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811582811.1A CN109445070B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种超高清长焦镜头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811582811.1A CN109445070B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种超高清长焦镜头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109445070A CN109445070A (zh) 2019-03-08
CN109445070B true CN109445070B (zh) 2024-03-29

Family

ID=65537972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811582811.1A Active CN109445070B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种超高清长焦镜头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109445070B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112630936A (zh) * 2020-12-28 2021-04-09 厦门力鼎光电股份有限公司 一种用于无人机探测的成像镜头

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169086A (ja) * 2000-11-20 2002-06-14 Acer Communications & Multimedia Inc 長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズ
JP2015022142A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
CN105334598A (zh) * 2015-11-03 2016-02-17 浙江大华技术股份有限公司 一种光学镜头
KR20170053046A (ko) * 2015-11-05 2017-05-15 주식회사 삼양옵틱스 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기
CN207123644U (zh) * 2017-08-28 2018-03-20 深圳市广恩德科技有限公司 一种长焦距变焦高清镜头
CN108681051A (zh) * 2018-05-23 2018-10-19 中山联合光电科技股份有限公司 高分辨率、大倍率、短焦端红外共焦的变焦光学系统
CN209167650U (zh) * 2018-12-24 2019-07-26 江西特莱斯光学有限公司 一种超高清长焦镜头

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3402464B2 (ja) * 2000-05-17 2003-05-06 三菱電機株式会社 レトロフォーカス型レンズ及び投写型表示装置
JP5785338B2 (ja) * 2012-12-21 2015-09-30 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169086A (ja) * 2000-11-20 2002-06-14 Acer Communications & Multimedia Inc 長い背面焦点距離及び射出瞳位置を有する映写ズームレンズ
JP2015022142A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
CN105334598A (zh) * 2015-11-03 2016-02-17 浙江大华技术股份有限公司 一种光学镜头
KR20170053046A (ko) * 2015-11-05 2017-05-15 주식회사 삼양옵틱스 렌즈계 및 이를 포함하는 광학 기기
CN207123644U (zh) * 2017-08-28 2018-03-20 深圳市广恩德科技有限公司 一种长焦距变焦高清镜头
CN108681051A (zh) * 2018-05-23 2018-10-19 中山联合光电科技股份有限公司 高分辨率、大倍率、短焦端红外共焦的变焦光学系统
CN209167650U (zh) * 2018-12-24 2019-07-26 江西特莱斯光学有限公司 一种超高清长焦镜头

Also Published As

Publication number Publication date
CN109445070A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104360462B (zh) 广角镜头
CN108663783B (zh) 一种大光圈低成本全景鱼眼镜头
CN108318995B (zh) 一种透镜系统和镜头
CN107632369B (zh) 一种定焦镜头及摄像设备
CN110488473B (zh) 小型化大孔径大靶面高分辨率的变焦镜头
CN209167650U (zh) 一种超高清长焦镜头
KR20190089580A (ko) 촬상 광학계
CN109375353A (zh) 一种超大光圈日夜共焦镜头
CN110082894B (zh) 一种变焦镜头
CN101950067A (zh) 一种长波红外连续变焦镜头
CN109445070B (zh) 一种超高清长焦镜头
CN211955960U (zh) 一种定焦低色差的光学成像镜头
CN103048773A (zh) 一种具有后焦补偿的光学镜头
CN109633861A (zh) 一种大光圈摄远镜头
CN209167653U (zh) 一种超薄鱼眼镜头
CN109613686A (zh) 一种无热化超薄广角镜头
CN209167657U (zh) 一种定焦无畸变玻塑镜头
CN111142235A (zh) 一种大通光日夜两用的光学成像镜头
CN209417401U (zh) 一种大光圈摄远镜头
CN209167659U (zh) 一种无热化超薄广角镜头
CN115453720A (zh) 玻塑混合无热化光学镜头及其工作方法
CN213544943U (zh) 一种光学成像镜头
CN210294656U (zh) 一种鱼眼镜头
CN211826695U (zh) 一种高分辨率的变焦镜头
CN211603695U (zh) 一种小型高清的光学成像镜头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant