CN114063261A - 定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定焦镜头,包括:沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列的光焦度为负的第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、光阑(STOP)、第三透镜(L3)、光焦度为正的第四透镜(L4)、光焦度为负的第五透镜(L5)、光焦度为正的第六透镜(L6)和保护平板玻璃(CG),所述第二透镜(L2)的光焦度为负或正,所述第三透镜(L3)的光焦度为正或负;所述第三透镜(L3)的有效焦距(f3)与所述第四透镜(L4)的有效焦距(f4)满足关系式:‑50≤f3/f4≤13.3。该镜头兼顾高像素、小体积和低成本,在‑40℃~80℃温度范围内不虚焦且日夜两用,解像力达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。
Description
技术领域
本发明涉及成像光学系统技术领域,尤其涉及一种定焦镜头。
背景技术
随着安防监控设施的日益普及,定焦镜头因其成像高清、监控视野广、低照度条件下成像清晰的优点被广泛应用于各个领域。
市面上主流的监控镜头,分辨率多是1080p,像素点数是1920*1080,然而随着5G网络和4K感光芯片以及4K显示系统的发展,更高像质的画面传输成为可能,而现有的高像素的镜头种类较少,成本较高。
中国专利CN210142228U公开了一种玻塑混合定焦镜头,可达到较好的成像效果,解像力达到五百万像素。但是,随着市场对定焦镜头成像性能提出更高要求,为扩大应用范围,定焦镜头需进行进一步改进和不断研究。
发明内容
为克服上述现有技术中的缺陷,本发明的目的在于提供一种高像素、小体积、低成本、在-40℃~80℃温度范围内不虚焦的日夜两用的定焦镜头,解像力达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。
为实现上述发明目的,本发明提供一种定焦镜头,包括:沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列的光焦度为负的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、光焦度为正的第四透镜、光焦度为负的第五透镜、光焦度为正的第六透镜和保护平板玻璃,所述第二透镜的光焦度为负或正,所述第三透镜的光焦度为正或负;
所述第三透镜的有效焦距f3与所述第四透镜的有效焦距f4满足关系式:-50≤f3/f4≤13.3。
根据本发明的一个方面,沿光轴从物侧至像侧的方向,
所述第二透镜为凹凸型透镜;
所述第三透镜为凸凹型透镜。
根据本发明的一个方面,沿光轴从物侧至像侧的方向,
所述第一透镜为凸凹型的非球面透镜;
所述第四透镜为凸凸型的球面透镜;
所述第五透镜为凹凸型的球面透镜;
所述第六透镜为凸凸型的非球面透镜。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述第一透镜的有效焦距f1满足关系式:-2≤f1/f≤-1.75。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述第二透镜的有效焦距f2满足关系式:-9≤f2/f≤155。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述第三透镜的有效焦距f3满足关系式:-65≤f3/f≤17.4。
根据本发明的一个方面,所述第四透镜与所述第五透镜胶合组成光焦度为正的双胶合透镜,
所述定焦镜头的有效焦距f与所述双胶合透镜的有效焦距fb满足关系式:1.8≤fb/f≤2.4。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述第六透镜的有效焦距f6满足关系式:3.5≤f6/f≤4。
根据本发明的一个方面,所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第六透镜均为塑胶非球面透镜。
根据本发明的一个方面,至少所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜之一的相对折射率温度系数dn/dt满足关系式:dn/dt≤3。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述定焦镜头的半像高h满足关系式:f/h≤1.2。
根据本发明的一个方面,所述定焦镜头的有效焦距f与所述定焦镜头的总长TTL满足关系式:f/TTL≤0.16。
根据本发明的一个方面,所述第四透镜、所述第五透镜中至少有一枚透镜的材料为低色散玻璃,且低色散玻璃透镜的阿贝数值满足关系式:VD≥60。
根据本发明的方案,通过优化配置6枚透镜的正负光焦度,在第二透镜L2和第三透镜L3之间设置光阑STOP,外加一个保护平板玻璃CG。在如此的光学结构设计的前提下,对透镜的形状、材料、面型、折射率和色散系数等进行限定,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm,保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
附图说明
图1示意性表示本发明实施例1的定焦镜头的结构示意图;
图2示意性表示本发明实施例1的定焦镜头的MTF图;
图3示意性表示本发明实施例1的定焦镜头的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图4示意性表示本发明实施例1的定焦镜头在高温80℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图5示意性表示本发明实施例1的定焦镜头在低温-40℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图6示意性表示本发明实施例2的定焦镜头的结构示意图;
图7示意性表示本发明实施例2的定焦镜头的MTF图;
图8示意性表示本发明实施例2的定焦镜头的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图9示意性表示本发明实施例2的定焦镜头在高温80℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图10示意性表示本发明实施例2的定焦镜头在低温-40℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图11示意性表示本发明实施例3的定焦镜头的结构示意图;
图12示意性表示本发明实施例3的定焦镜头的MTF图;
图13示意性表示本发明实施例3的定焦镜头的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图14示意性表示本发明实施例3的定焦镜头在高温80℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图15示意性表示本发明实施例3的定焦镜头在低温-40℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图16示意性表示本发明实施例4的定焦镜头的结构示意图;
图17示意性表示本发明实施例4的定焦镜头的MTF图;
图18示意性表示本发明实施例4的定焦镜头的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图19示意性表示本发明实施例4的定焦镜头在高温80℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图20示意性表示本发明实施例4的定焦镜头在低温-40℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图21示意性表示本发明实施例5的定焦镜头的结构示意图;
图22示意性表示本发明实施例5的定焦镜头的MTF图;
图23示意性表示本发明实施例5的定焦镜头的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图24示意性表示本发明实施例5的定焦镜头在高温80℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图;
图25示意性表示本发明实施例5的定焦镜头在低温-140℃下的频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF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。
如图1所示,本发明的定焦镜头包括:沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列的具有负光焦度的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STOP、第三透镜L3、具有正光焦度的第四透镜L4、具有负光焦度的第五透镜L5、具有正光焦度的第六透镜L6和保护平板玻璃CG。其中,第二透镜L2具有负光焦度或正光焦度,第三透镜L3具有正光焦度或负光焦度。第三透镜L3的有效焦距f3与第四透镜L4的有效焦距f4满足关系式:-50≤f3/f4≤13.3。
沿光轴从物侧至像侧的方向,第二透镜L2为凹凸型透镜,第三透镜L3为凸凹型透镜。第一透镜L1为凸凹型的非球面透镜;第四透镜L4为凸凸型的球面透镜;第五透镜L5为凹凸型的球面透镜;第六透镜L6为凸凸型的非球面透镜。
该镜头采用光焦度为“负、负或正、正或负、正、负、正”的6枚透镜的光学结构,在第二透镜L2和第三透镜L3之间设置光阑STOP,外加一个保护平板玻璃CG。并且对上述6枚透镜的物侧面和像侧面的形状进行如上所述的特定设计,可实现大光圈、Fno≤1.7、通光量多,整体照度均匀,亮度好且高像素成像,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,且可日夜两用。通过优化配置各个透镜的正负光焦度,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。
其中,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第六透镜L6均为塑胶非球面透镜。该定焦镜头采用6枚透镜、一个光阑STOP和一个保护平板玻璃CG的光学结构,上述4枚采用塑胶非球面透镜,有利于降低成本的同时校正镜头的高低温成像。
定焦镜头的有效焦距f与第一透镜L1的有效焦距f1满足关系式:-2≤f1/f≤-1.75。定焦镜头的有效焦距f与第二透镜L2的有效焦距f2满足关系式:-9≤f2/f≤155。定焦镜头的有效焦距f与第三透镜L3的有效焦距f3满足关系式:-65≤f3/f≤17.4。第四透镜L4与第五透镜L5胶合组成光焦度为正的双胶合透镜B,定焦镜头的有效焦距f与双胶合透镜B的有效焦距fb满足关系式:1.8≤fb/f≤2.4。定焦镜头的有效焦距f与第六透镜L6的有效焦距f6满足关系式:3.5≤f6/f≤4。通过对定焦镜头中的各个透镜的焦距进行限定,结合胶合透镜的特定设计,可以校正光学系统色差,有利于实现更高像质。
另外,定焦镜头的有效焦距f与定焦镜头的半像高h满足关系式:f/h≤1.2。定焦镜头的有效焦距f与定焦镜头的总长TTL满足关系式:f/TTL≤0.16。这有利于实现更高像质的同时保证镜头具有更小的体积、低成本,带上保护平板玻璃CG,定焦镜头总长≤22.5mm。同时,使得该镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor,应用前景广阔,提升本发明定焦镜头的市场竞争力。
在第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6中,至少有一枚透镜的相对折射率温度系数dn/dt满足关系式:dn/dt≤3。再者,定焦镜头至少包含一枚低色散玻璃透镜,且该低色散玻璃透镜为第四透镜L4和第五透镜L5中的至少一枚,低色散玻璃透镜的阿贝数值VD满足关系式:VD≥60。有利于定焦镜头光学系统实现在-40℃~80℃的温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。
另外,本发明的定焦镜头单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
以下以五个实施例通过附图和表格来具体说明本发明的定焦镜头。在下列各个实施例中,本发明将光阑STOP记为一面,将像面IMAGE记为一面。
具体符合上述关系式的各个实施例的参数如下表1所示:
关系式 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
-2≤f1/f≤-1.75 | -1.89 | -1.77 | -1.84 | -1.85 | -1.98 |
-9≤f2/f≤155 | -8.87 | -8.16 | 154.1 | -7.19 | -6.46 |
-65≤f3/f≤17.4 | 17.36 | 15.69 | -64.24 | 14.92 | 14.19 |
-50≤f3/f4≤13.3 | 13.29 | -49.7 | 12.77 | 12.76 | 12.81 |
1.8≤fb/f≤2.4 | 2.38 | 2.1 | 2.29 | 1.99 | 1.82 |
3.5≤f6/f≤4 | 3.55 | 3.94 | 3.71 | 3.86 | 3.66 |
f/h≤1.2 | 0.87 | 0.95 | 0.94 | 1 | 1.06 |
f/TTL≤0.16 | 0.128 | 0.141 | 0.138 | 0.147 | 0.156 |
Fno≤1.7 | 1.63 | 1.6 | 1.65 | 1.69 | 1.57 |
表1
在上述公式中,z为沿光轴方向,垂直于光轴的高度为h的位置处曲面到顶点的轴向距离;c表示非球面曲面顶点处的曲率;k为圆锥系数;A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16···分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶···非球面系数。
实施例1
参见图1,在本实施例中,定焦镜头各参数如下所述:
F#:1.63;镜头总长:22.39mm;视场角:135°。
本实施例的定焦镜头的各透镜的相关参数,包括表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数,S1至S14表示定焦镜头中各枚透镜、光阑STOP和保护平板玻璃CG的每一个表面,如下表2所示。
表2
本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数,包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A4、六阶非球面系数A6、八阶非球面系数A8、十阶非球面系数A10、十二阶非球面系数A12和十四阶非球面系数A14,如下表3所示。
面序号 | K | A<sub>4</sub> | A<sub>6</sub> | A<sub>8</sub> | A<sub>10</sub> | A<sub>12</sub> | A<sub>14</sub> |
S1 | -7.06 | -5.29E-04 | 2.31E-05 | -2.68E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S2 | -0.55 | -4.00E-03 | 6.90E-04 | -1.35E-04 | 6.51E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S3 | 0.32 | 2.86E-03 | -1.52E-05 | 3.79E-05 | -2.13E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S4 | -50.00 | -1.20E-03 | 5.69E-04 | -4.91E-05 | 4.40E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S6 | 0.96 | 4.36E-03 | -1.31E-03 | 2.62E-04 | -2.95E-05 | 1.42E-06 | 0.00E+00 |
S7 | 2.05 | -8.29E-04 | 1.31E-04 | -6.73E-05 | 6.37E-06 | -2.91E-07 | 0.00E+00 |
S11 | -12.31 | 1.12E-03 | -1.46E-05 | 6.40E-06 | 3.71E-07 | -8.26E-09 | 0.00E+00 |
S12 | -15.34 | -1.38E-04 | -1.27E-05 | 2.34E-05 | -1.25E-06 | 6.14E-08 | 0.00E+00 |
表3
由图1至图5,结合上述表1至表3中的相关设计参数和具体数据,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG),保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
实施例2
参见图6,在本实施例中,定焦镜头各参数如下所述:
F#:1.6;镜头总长:22.29mm;视场角:135°。
本实施例的定焦镜头的各透镜的相关参数,包括表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数,S1至S14表示定焦镜头中各枚透镜、光阑STOP和保护平板玻璃CG的每一个表面,如下表4所示。
表4
本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数,包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A4、六阶非球面系数A6、八阶非球面系数A8、十阶非球面系数A10、十二阶非球面系数A12和十四阶非球面系数A14,如下表5所示。
面序号 | K | A<sub>4</sub> | A<sub>6</sub> | A<sub>8</sub> | A<sub>10</sub> | A<sub>12</sub> | A<sub>14</sub> |
S1 | -14.993 | -9.52E-04 | 2.47E-05 | -2.29E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S2 | -0.470 | -5.47E-03 | 7.08E-04 | -1.23E-04 | 6.90E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S3 | -0.073 | 4.92E-03 | -1.88E-04 | 1.88E-05 | -8.93E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S4 | -49.998 | -2.01E-03 | 5.72E-04 | -4.92E-05 | 2.57E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S6 | 0.803 | 4.10E-03 | -1.33E-03 | 2.67E-04 | -2.87E-05 | 1.28E-06 | 0.00E+00 |
S7 | 1.898 | -1.71E-03 | 2.19E-04 | -5.85E-05 | 5.89E-06 | -3.72E-07 | 0.00E+00 |
S11 | -11.891 | 7.86E-04 | -5.86E-05 | 4.81E-06 | 2.32E-07 | 1.66E-08 | 0.00E+00 |
S12 | -21.965 | 1.91E-04 | -7.79E-05 | 1.65E-05 | -1.23E-06 | 1.01E-07 | 0.00E+00 |
表5
由图6至图10,结合上述表1、表4至表5中的相关设计参数和具体数据,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG),保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
实施例3
参见图11,在本实施例中,定焦镜头各参数如下所述:
F#:1.65;镜头总长:22.4mm;视场角:134°。
本实施例的定焦镜头的各透镜的相关参数,包括表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数,S1至S14表示定焦镜头中各枚透镜、光阑STOP和保护平板玻璃CG的每一个表面,如下表6所示。
面序号 | 表面类型 | 曲率半径R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
S1 | 非球面 | 18.142 | 1.13 | 1.54 | 55.99 |
S2 | 非球面 | 2.561 | 3.45 | ||
S3 | 非球面 | -4.735 | 3.00 | 1.54 | 55.99 |
S4 | 非球面 | -5.676 | 0.09 | ||
S5(Stop) | 球面 | Infinity | 0.00 | ||
S6 | 非球面 | 8.471 | 2.74 | 1.64 | 23.4 |
S7 | 非球面 | 6.942 | 0.10 | ||
S8 | 球面 | 4.924 | 3.50 | 1.59 | 60.47 |
S9 | 球面 | -3.375 | 0.60 | 1.74 | 28 |
S10 | 球面 | -10.258 | 0.09 | ||
S11 | 非球面 | 44.458 | 1.80 | 1.54 | 55.99 |
S12 | 非球面 | -7.032 | 1.20 | ||
S13 | 球面 | Infinity | 0.80 | 1.52 | 64.2 |
S14 | 球面 | Infinity | 3.90 | ||
S15(IMAGE) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表6
本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数,包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A4、六阶非球面系数A6、八阶非球面系数A8、十阶非球面系数A10、十二阶非球面系数A12和十四阶非球面系数A14,下
表7所示。
面序号 | K | A<sub>4</sub> | A<sub>6</sub> | A<sub>8</sub> | A<sub>10</sub> | A<sub>12</sub> | A<sub>14</sub> |
S1 | -0.593 | -1.00E-03 | 1.80E-05 | -2.67E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S2 | -0.717 | -4.31E-04 | 6.50E-04 | -9.99E-05 | 7.82E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S3 | 0.382 | 5.87E-04 | 4.46E-04 | -3.92E-06 | -1.32E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S4 | -18.912 | -3.38E-03 | 7.07E-04 | -5.18E-05 | 1.73E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S6 | 5.498 | 6.49E-03 | -1.40E-03 | 2.52E-04 | -2.86E-05 | 1.28E-06 | 0.00E+00 |
S7 | 3.728 | 5.85E-04 | 2.26E-04 | -4.98E-05 | 5.51E-06 | -4.02E-07 | 0.00E+00 |
S11 | 49.892 | 1.20E-03 | 6.75E-05 | -4.42E-07 | 9.49E-07 | -1.08E-07 | 0.00E+00 |
S12 | -13.956 | -7.08E-04 | 1.55E-04 | 2.82E-05 | -3.02E-06 | 9.57E-08 | 0.00E+00 |
表7
由图11至图15,结合上述表1、表6至表7中的相关设计参数和具体数据,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG),保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
实施例4
参见图16,在本实施例中,定焦镜头各参数如下所述:
F#:1.69;镜头总长:22.44mm;视场角:132°。
本实施例的定焦镜头的各透镜的相关参数,包括表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数,S1至S14表示定焦镜头中各枚透镜、光阑STOP和保护平板玻璃CG的每一个表面,如下表8所示。
面序号 | 表面类型 | 曲率半径R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
S1 | 非球面 | 11.395 | 0.97 | 1.51 | 56 |
S2 | 非球面 | 2.496 | 2.95 | ||
S3 | 非球面 | -4.233 | 3.00 | 1.51 | 56 |
S4 | 非球面 | -8.114 | 0.09 | ||
S5(Stop) | 球面 | Infinity | 0.00 | ||
S6 | 非球面 | 5.483 | 3.00 | 1.64 | 23.4 |
S7 | 非球面 | 5.251 | 0.10 | ||
S8 | 球面 | 5.049 | 4.00 | 1.59 | 68.4 |
S9 | 球面 | -2.923 | 0.60 | 1.75 | 28.7 |
S10 | 球面 | -7.341 | 0.09 | ||
S11 | 非球面 | 9.807 | 1.74 | 1.51 | 56 |
S12 | 非球面 | -18.349 | 1.20 | ||
S13 | 球面 | Infinity | 0.80 | 1.52 | 64.2 |
S14 | 球面 | Infinity | 3.90 | ||
S15(IMAGE) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表8
本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数,包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A4、六阶非球面系数A6、八阶非球面系数A8、十阶非球面系数A10、十二阶非球面系数A12和十四阶非球面系数A14,下
表9所示。
面序号 | K | A<sub>4</sub> | A<sub>6</sub> | A<sub>8</sub> | A<sub>10</sub> | A<sub>12</sub> | A<sub>14</sub> |
S1 | -16.845 | -9.46E-04 | 2.48E-05 | -2.31E-07 | 0.00E+00 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S2 | -0.512 | -2.27E-03 | 5.75E-04 | -1.02E-04 | 7.58E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S3 | -0.099 | 4.95E-03 | -1.64E-04 | 1.82E-05 | -1.21E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S4 | -49.911 | -5.98E-03 | 5.74E-04 | -5.10E-05 | 2.07E-06 | 0.00E+00 | 0.00E+00 |
S6 | 0.789 | 4.09E-03 | -1.34E-03 | 2.66E-04 | -2.89E-05 | 1.28E-06 | 0.00E+00 |
S7 | 1.906 | -1.63E-03 | 2.22E-04 | -5.65E-05 | 6.19E-06 | -4.93E-07 | 0.00E+00 |
S11 | -11.080 | 7.67E-04 | -5.90E-05 | 5.53E-06 | 2.95E-07 | 5.44E-09 | 0.00E+00 |
S12 | -19.658 | 1.79E-04 | -7.98E-05 | 1.68E-05 | -1.21E-06 | 9.09E-08 | 0.00E+00 |
表9
由图16至图20,结合上述表1、表8至表9中的相关设计参数和具体数据,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG),保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
实施例5
参见图21,在本实施例中,定焦镜头各参数如下所述:
F#:1.57;镜头总长:22.34mm;视场角:136°。
本实施例的定焦镜头的各透镜的相关参数,包括表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数,S1至S14表示定焦镜头中各枚透镜、光阑STOP和保护平板玻璃CG的每一个表面,如下表10所示。
面序号 | 表面类型 | 曲率半径R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
S1 | 非球面 | 9.034 | 0.95 | 1.53 | 55.99 |
S2 | 非球面 | 2.460 | 2.87 | ||
S3 | 非球面 | -4.213 | 2.99 | 1.53 | 55.99 |
S4 | 非球面 | -8.043 | 0.09 | ||
S5(Stop) | 球面 | Infinity | 0.00 | ||
S6 | 非球面 | 5.498 | 2.99 | 1.64 | 23.4 |
S7 | 非球面 | 5.234 | 0.10 | ||
S8 | 球面 | 5.057 | 3.99 | 1.59 | 60.5 |
S9 | 球面 | -2.959 | 0.60 | 1.78 | 25.5 |
S10 | 球面 | -7.355 | 0.09 | ||
S11 | 非球面 | 9.259 | 1.77 | 1.53 | 55.99 |
S12 | 非球面 | -23.955 | 1.20 | ||
S13 | 球面 | Infinity | 0.80 | 1.52 | 64.2 |
S14 | 球面 | Infinity | 3.90 | ||
S15(IMAGE) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表10
本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数,包括该表面的二次曲面常数K值、四阶非球面系数A4、六阶非球面系数A6、八阶非球面系数A8、十阶非球面系数A10、十二阶非球面系数A12和十四阶非球面系数A14,如下表11所示。
表11
由图21至图25,结合上述表1、表10至表11中的相关设计参数和具体数据,使得定焦镜头实现大光圈、Fno≤1.7、高像素,通光量多,整体照度均匀,亮度好,在-40℃~80℃温度范围内不虚焦,可适用于不同环境。通过对各个透镜和胶合透镜的焦距进行合理搭配、组合,使像差得到有效的校正,进一步提升系统性能,解像力可达到八百万像素,还可实现最大视场角136°的图像捕捉。镜头的像面高度可达Φ7.0mm,可适配但不限于1/2.7"sensor。此外,该镜头的光学总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG),保证小体积、低成本,单部品及组装公差较好,有良好的制造性。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已,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,均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种定焦镜头,包括:沿光轴从物侧至像侧的方向依次排列的光焦度为负的第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、光阑(STOP)、第三透镜(L3)、光焦度为正的第四透镜(L4)、光焦度为负的第五透镜(L5)、光焦度为正的第六透镜(L6)和保护平板玻璃(CG),其特征在于,所述第二透镜(L2)的光焦度为负或正,所述第三透镜(L3)的光焦度为正或负;
所述第三透镜(L3)的有效焦距(f3)与所述第四透镜(L4)的有效焦距(f4)满足关系式:-50≤f3/f4≤13.3。
2.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,沿光轴从物侧至像侧的方向,
所述第二透镜(L2)为凹凸型透镜;
所述第三透镜(L3)为凸凹型透镜。
3.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,沿光轴从物侧至像侧的方向,
所述第一透镜(L1)为凸凹型的非球面透镜;
所述第四透镜(L4)为凸凸型的球面透镜;
所述第五透镜(L5)为凹凸型的球面透镜;
所述第六透镜(L6)为凸凸型的非球面透镜。
4.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述第一透镜(L1)的有效焦距(f1)满足关系式:-2≤f1/f≤-1.75。
5.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述第二透镜(L2)的有效焦距(f2)满足关系式:-9≤f2/f≤155。
6.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述第三透镜(L3)的有效焦距(f3)满足关系式:-65≤f3/f≤17.4。
7.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述第四透镜(L4)与所述第五透镜(L5)胶合组成光焦度为正的双胶合透镜(B),
所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述双胶合透镜(B)的有效焦距(fb)满足关系式:1.8≤fb/f≤2.4。
8.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述第六透镜(L6)的有效焦距(f6)满足关系式:3.5≤f6/f≤4。
9.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述第一透镜(L1)、所述第二透镜(L2)、所述第三透镜(L3)和所述第六透镜(L6)均为塑胶非球面透镜。
10.根据权利要求1所述的定焦镜头,其特征在于,所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)、所述第六透镜(L6)中至少有一片的相对折射率温度系数(dn/dt)满足关系式:dn/dt≤3。
11.根据权利要求1至10任一项所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述定焦镜头的半像高(h)满足关系式:f/h≤1.2。
12.根据权利要求1至10任一项所述的定焦镜头,其特征在于,所述定焦镜头的有效焦距(f)与所述定焦镜头的总长(TTL)满足关系式:f/TTL≤0.16。
13.根据权利要求1至10任一项所述的定焦镜头,其特征在于,所述第四透镜(L4)、所述第五透镜(L5)中至少有一枚透镜的材料为低色散玻璃,且低色散玻璃透镜的阿贝数值(VD)满足关系式:VD≥60。
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