CN114967056A - 一款高清摄像镜头及其成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高清摄像镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜。充分利用非球面的优异特性，成像质量优秀。F数≤1.60，系统整体性能更佳，画面亮度表现更好。采用四片式简洁结构，系统尺寸小、重量轻、结构稳定。材料搭配合理，以低成本实现了低色差、高像质设计。面型设计合理，公差敏感度低，适合大规模生产。

Description

一款高清摄像镜头及其成像方法
技术领域
本发明涉及一种高清摄像镜头及其成像方法。
背景技术
如今，安防镜头的使用场景已经得到了极大的拓展，例如基于智能家居场景的安防镜头需求量正在逐年增加。然而，市面上常见的安防镜头往往结构复杂，尺寸过大，不易维护且难以融入家庭环境。因此当前市场亟需一种小尺寸、系统构成相对简单的高性能光学镜头以满足相应需求。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高清摄像镜头及其成像方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种高清摄像镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜。
优选的，光学系统的第三透镜、第四透镜相互粘合成为胶合透镜组。
优选的，设定光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、fc，其中与f满足以下比例：-1.5<f1/f<-0.1，1.0<f2/f<2.5，1.9<fc/f<3.1。
优选的，第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
优选的，第一透镜、第三透镜以及第四透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003673485460000021
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
优选的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.66。
优选的，光学系统的F数≤1.60。
优选的，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.88。
一种高清摄像镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜后成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：充分利用非球面的优异特性，成像质量优秀。F数≤1.60，系统整体性能更佳，画面亮度表现更好。采用四片式简洁结构，系统尺寸小、重量轻、结构稳定。材料搭配合理，以低成本实现了低色差、高像质设计。面型设计合理，公差敏感度低，适合大规模生产。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例的光学结构示意图；
图2是本发明实施例的工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例的工作波段垂轴色差图；
图4是本发明实施例的工作波段场曲畸变图；
图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-玻璃平板；STO-光阑；IMA-成像面。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1～4所示，本实施例提供了一种高清摄像镜头，镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜。
在本发明实施例中，光学系统的第三透镜、第四透镜相互粘合成为胶合透镜组。
在本发明实施例中，设定光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、fc，其中与f满足以下比例：-1.5<f1/f<-0.1，1.0<f2/f<2.5，1.9<fc/f<3.1。
在本发明实施例中，第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
在本发明实施例中，第一透镜、第三透镜以及第四透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003673485460000041
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
在本发明实施例中，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.66。
在本发明实施例中，光学系统的F数≤1.60。
在本发明实施例中，光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.88。
在本发明实施例中，本实施例光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：3.5mm≤EFFL≤4.5mm；(2)光圈F≤1.60；(3)工作波段：可见光。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003673485460000042
Figure BDA0003673485460000051
本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003673485460000052
一种高清摄像镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜后成像。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种高清摄像镜头，其特征在于：镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜；其中，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月负透镜。
2.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：光学系统的第三透镜、第四透镜相互粘合成为胶合透镜组。
3.根据权利要求2所述的高清摄像镜头，其特征在于：设定光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距分别为f1、f2、fc，其中与f满足以下比例：-1.5<f1/f<-0.1，1.0<f2/f<2.5，1.9<fc/f<3.1。
4.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
5.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：第一透镜、第三透镜以及第四透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure FDA0003673485450000011
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
6.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.66。
7.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：光学系统的F数≤1.60。
8.根据权利要求1所述的高清摄像镜头，其特征在于：光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.88。
9.一种如权利要求1-8任一所述的高清摄像镜头的成像方法，其特征在于，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜后成像。
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