CN115032762B - 一种4k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4K高清摄像镜头及其成像方法，所述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、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为弯月负透镜，所述第六透镜为双凸正透镜。该镜头的有效成像圆尺寸＞φ9.0mm，能获取更大的成像面积；通光孔径更大，画面亮度表现更佳；采用全玻结构设计，成像稳定性高，可在‑40℃~105℃温度区间内正常工作；玻璃材料搭配合理，紫边压制优秀；充分发挥光学玻璃加工能力，采用多片非球面设计，面型设计合理，像质优秀，足以适配4K像素及以上分辨率的传感器。

Description

一种4K高清摄像镜头及其成像方法
技术领域：
本发明涉及一种4K高清摄像镜头及其成像方法。
背景技术：
随着社会对行车安全的需求越来越高，车载光学镜头以及相应的光学传感器也在不断推陈出新。其中，提升相机的成像面积与质量、增强对低照度的灵敏性、提升动态范围是主流的发展方向。
发明内容：
本发明的目的是提供一种4K高清摄像镜头及其成像方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种4K高清摄像镜头，所述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、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为弯月负透镜，所述第六透镜为双凸正透镜。
进一步的，所述第五透镜与第六透镜相互粘合成为胶合正透镜。
进一步的，所述光学系统的焦距为f，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、第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中与f满足以下比例：-4.3<f1/f<-2.1，-3.0<f2/f<-1.0，2.1<f7/f<4.6。
进一步的，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.45，Vd≥40.0；所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤60.0；所述第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥60.0；所述第七透镜满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥50.0；所述第八透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第七透镜以及第八透镜均为非球面透镜。
进一步的，所述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≤5.91；所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.70。
进一步的，所述光学系统的F数≤1.40。
进一步的，所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备负屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜；所述第三透镜与第四透镜相互胶合成为具备正曲折力的双胶合透镜。
进一步的，所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备正屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜。
本发明采用的另一种技术方案是：一种4K高清摄像镜头的成像方法，成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜后进行成像。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明采用多片非球面设计，面型设计合理，像质优秀，足以适配4K像素及以上分辨率的传感器。
附图说明：
图1是本发明实施例一光学结构示意图；
图2是本发明实施例一的工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例一的工作波段垂轴色差图；
图4是本发明实施例一的工作波段场曲畸变图；
图5是本发明实施例二的光学结构示意图；
图6是本发明实施例二的工作波段轴向色差图；
图7是本发明实施例二的工作波段垂轴色差图；
图8是本发明实施例二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-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜；L8-第八透镜；L9-滤光片；L10-保护玻璃；STOP-光阑；IMA-成像面。
具体实施方式:
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。
如图1～8所示，本发明一种4K高清摄像镜头，所述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、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为弯月负透镜，所述第六透镜为双凸正透镜。
本实施例中，所述第五透镜与第六透镜相互粘合成为胶合正透镜。
本实施例中，所述光学系统的焦距为f，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、第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中与f满足以下比例：-4.3<f1/f<-2.1，-3.0<f2/f<-1.0，2.1<f7/f<4.6。
本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.45，Vd≥40.0；所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤60.0；所述第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；所述第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥60.0；所述第七透镜满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥50.0；所述第八透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第七透镜以及第八透镜均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。非球面曲线方程表达式为：
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。
本实施例中，所述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≤5.91。
本实施例中，所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.70。
本实施例中，所述光学系统的F数≤1.40。
本实施例中，所述透镜均采用玻璃结构设计，成像稳定性高，可在-40℃～105℃温度区间内正常工作。
本实施例中，所述第八透镜的右侧设有滤光片L9，所述滤光片L9的右侧设有保护玻璃L10。
本实施例中，该镜头成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜后进行成像。
本发明的优点在于：(1)有效成像圆尺寸＞φ9.0，能获取更大的成像面积；(2)通光孔径更大，画面亮度表现更佳；(3)采用全玻结构设计，成像稳定性高，可在-40℃～105℃温度区间内正常工作；玻璃材料搭配合理，紫边压制优秀；充分发挥光学玻璃加工能力；(4)采用多片非球面设计，面型设计合理，像质优秀，足以适配4K像素及以上分辨率的传感器。
实施例一：
本实施例中，所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备负屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜。
本实施例中，所述第三透镜与第四透镜相互胶合成为具备正曲折力的双胶合透镜。
本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：(1)焦距：6.12mm≤EFFL≤6.99m；(2)光圈F≤1.40；(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。
本实施例中，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表。
实施例二：
本实施例中，所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备正屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜。
本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：(1)焦距：6.10mm≤EFFL≤7.04mm；(2)光圈F≤1.40；(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。
本实施例中，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述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、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，所述第三透镜为双凸正透镜，所述第五透镜为弯月负透镜，所述第六透镜为双凸正透镜；
所述光学系统的焦距为，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、第八透镜的焦距分别为/>，其中与/>满足以下比例：/>；
所述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≤5.91；所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≥0.70。
2.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述第五透镜与第六透镜相互粘合成为胶合正透镜。
3.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述第一透镜满足关系式：；所述第二透镜满足关系式：/>；所述第三透镜满足关系式：/>；所述第四透镜满足关系式：/>；所述第五透镜满足关系式：/>；所述第六透镜满足关系式：；所述第七透镜满足关系式：/>；所述第八透镜满足关系式：/>；其中/>为折射率，/>为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第七透镜以及第八透镜均为非球面透镜。
5.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述光学系统的F数≤1.40。
6.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备负屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜；所述第三透镜与第四透镜相互胶合成为具备正曲折力的双胶合透镜。
7.根据权利要求1所述的一种4K高清摄像镜头，其特征在于：所述第二透镜为具备负屈折力的透镜，所述第四透镜为具备正屈折力的透镜，所述第七透镜为具备正屈折力的透镜，所述第八透镜为具备负曲折力的透镜。
8.一种4K高清摄像镜头的成像方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～5中任意一项所述的4K高清摄像镜头，成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜后进行成像。
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