CN205485032U - 一种大光圈大像面的超广角变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光学镜头技术领域，尤其涉及一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，包括变倍组和补偿组；补偿组包括从物方一侧顺序排列的凸凹负光焦度的第一透镜、双凹负光焦度的第二透镜和凸凹正光焦度的第三透镜；变倍组包括从物方一侧顺序排列的双凸正光焦度的第四透镜、双凸正光焦度的第五透镜、双凹负光焦度的第六透镜、双凸正光焦度的第七透镜和双凹负光焦度的第八透镜、双凸正光焦度的第九透镜、凸凹正光焦度的第十透镜、凸凹负光焦度的第十一透镜、双凸正光焦度的第十二透镜和双凹负光焦度的第十三透镜；其采用13枚玻璃球面镜片，最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4，分辨率达到八百万像素，成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

Description

一种大光圈大像面的超广角变焦镜头

技术领域

本实用新型属于光学镜头技术领域，尤其涉及一种大光圈大像面的超广角变焦镜头。

背景技术

安防需要对目标日夜不间断的监控，夜晚由于环境亮度极低通常需要使用红外光照明，画面也由彩色转为黑白色，清晰度降低，容易导致细节丢失。为了提高夜晚的监控质量，技术人员进行了不懈的努力。

随着电子科技的发展，市面上出现了一种高感光的成像芯片(微光成像芯片)，其可以利用微弱的环境光成像，若配合大光圈镜头即可获得较为清晰明亮的彩色画面，大大提高了夜晚的监控质量，同时摒弃了红外补光灯，从而可以使得摄像机的温度大大降低，提高了摄像机的工作寿命。

然而这种成像芯片尺寸较大，达到1/1.7"左右，而普通安防监控镜头使用的芯片在1/3"左右。因此普通的监控镜头将无法用于微光成像芯片。

因此研发一种最大像面超过1/1.7"，最大光圈可以达到F1.4的变焦镜头就显得很有必要。

因此，本实用新型旨在提供一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，其采用13枚玻璃球面镜片，最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4，分辨率达到八百万像素，焦距范围为3.5-16mm，光学总长小于95mm，成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，其采用13枚玻璃球面镜片，最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4，分辨率达到八百万像素，焦距范围为3.5-16mm，光学总长小于95mm，成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，包括变倍组和补偿组，所述变倍组的总光焦度为正，所述补偿组的总光焦度为负，通过改变所述变倍组和所述补偿组的相对位置来进行变焦；

所述补偿组包括从物方一侧顺序排列的凸凹负光焦度的第一透镜、双凹负光焦度的第二透镜和凸凹正光焦度的第三透镜；

所述变倍组包括从物方一侧顺序排列的双凸正光焦度的第四透镜、双凸正光焦度的第五透镜、双凹负光焦度的第六透镜、双凸正光焦度的第七透镜和双凹负光焦度的第八透镜、双凸正光焦度的第九透镜、凸凹正光焦度的第十透镜、凸凹负光焦度的第十一透镜、双凸正光焦度的第十二透镜和双凹负光焦度的第十三透镜；第一透镜至第十三透镜均为玻璃球面镜片，而且这些透镜均采用超低色散镜片。

所述补偿组的焦距Ff'与变倍组的焦距Bf'满足如下条件：

0.85<|Ff'/Bf'|<1.3，以达到大像面高性能的目的。

作为本实用新型大光圈大像面的超广角变焦镜头的一种改进，所述第一透镜和所述第二透镜直接紧靠装配，所述第二透镜和所述第三透镜之间设置有垫圈。

作为本实用新型大光圈大像面的超广角变焦镜头的一种改进，所述第四透镜和所述第五透镜之间通过隔圈紧配，所述第七透镜和所述第八透镜直接紧靠装配，所述第九透镜和所述第十透镜通过隔圈紧配，所述第十一透镜和所述第十二透镜之间直接紧靠。

作为本实用新型大光圈大像面的超广角变焦镜头的一种改进，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜之间用光学胶粘合，所述第八透镜和所述第九透镜之间用光学胶粘合，所述第十透镜和所述第十一透镜之间用光学胶粘合，所述第十二透镜和所述第十三透镜之间用光学胶粘合。

作为本实用新型大光圈大像面的超广角变焦镜头的一种改进，所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf5，所述第八透镜和所述第九透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf6，所述第十透镜和所述第十一透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf7，所述第十二透镜和所述第十三透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf8，上述焦距与变倍组的焦距Bf'存在如下关系：

3.95<|Bf5/Bf'|<5.61；

1<|Bf6/Bf'|<3.5；

1<|Bf7/Bf'|<3；

1.5<|Bf8/Bf'|<3.2。

作为本实用新型大光圈大像面的超广角变焦镜头的一种改进，所述第一透镜至所述第十三透镜的焦距和折射率满足以下条件：

-28.35≤f1≤-21.81	1.71≤n1≤1.88
		-22.35≤f2≤-16.95	1.6≤n2≤1.8
31.32≤f3≤38.59	1.75≤n3≤1.95
		26.21≤f4≤33.63	1.7≤n4≤1.85
12.88≤f5≤17.12	1.4≤n5≤1.65
		-8.99≤f6≤-6.15	1.7≤n6≤1.85
12.22≤f7≤17.24	1.4≤n7≤1.65
		-20.10≤f8≤-14.55	1.4≤n8≤1.65
10.01≤f9≤13.55	1.75≤n9≤1.9
		26.32≤f10≤31.41	1.75≤n10≤1.95
-15.11≤f11≤-10.21	1.55≤n11≤1.7
		7.98≤f12≤11.20	1.4≤n12≤1.65
-13.36≤f13≤-8.99	1.7≤n13≤1.85

上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“-”号表示方向为负；

其中，f1至f13分别对应于第一透镜至第十三透镜的焦距；n1至n13分别对应于第一透镜至第十三透镜的折射率。

相对于现有技术，本实用新型采用13枚玻璃球面镜片，具备总光焦度为正的变倍组与总光焦度为负的补偿组，通过改变两组的间隔来实现变焦的功能，可以提高镜头的通光量和像面尺寸，焦距变倍比范围为3-5倍，焦距范围为3.5mm-16mm，光学总长小于95mm，其最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4，而且通过合理分配镜片的光焦度，使得镜头的分辨率达到八百万像素，而且使得镜头在-40℃-+80℃的环境下使用也不跑焦。成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

此外，本实用新型通过大量采用胶合镜片(通过光学胶粘合的透镜)，可以最大程度地减少镜片直接紧靠装配的误差，提高镜头的装配良品率，而且，本实用新型通过采用超低色散镜片的，使得镜头的色差降到最低，提高镜头的色彩还原效果与成像质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的光学系统图之一。

图3为本实用新型的光学系统图之二。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型及其有益效果作进一步详细的说明，但是，本实用新型的具体实施方式并不局限于此。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，包括变倍组1和补偿组2，变倍组1的总光焦度为正，补偿组2的总光焦度为负，通过改变变倍组1和补偿组2的相对位置来进行变焦；

补偿组2包括从物方一侧顺序排列的凸凹负光焦度的第一透镜21、双凹负光焦度的第二透镜22和凸凹正光焦度的第三透镜23；

变倍组1包括从物方一侧顺序排列的双凸正光焦度的第四透镜11、双凸正光焦度的第五透镜12、双凹负光焦度的第六透镜13、双凸正光焦度的第七透镜14和双凹负光焦度的第八透镜15、双凸正光焦度的第九透镜16、凸凹正光焦度的第十透镜17、凸凹负光焦度的第十一透镜18、双凸正光焦度的第十二透镜19和双凹负光焦度的第十三透镜110；第一透镜21至第十三透镜110均为玻璃球面镜片，而且这些透镜均采用超低色散镜片。

补偿组2的焦距Ff'与变倍组1的焦距Bf'满足如下条件：

0.85<|Ff'/Bf'|<1.3，以达到大像面高性能的目的。

第一透镜21和第二透镜22直接紧靠装配，第二透镜22和第三透镜23之间设置有垫圈。

第四透镜11和第五透镜12之间通过隔圈紧配，第七透镜14和第八透镜15直接紧靠装配，第九透镜16和第十透镜17通过隔圈紧配，第十一透镜18和第十二19透镜之间直接紧靠。

第五透镜12、第六透镜13和第七透镜14之间用光学胶粘合，第八透镜15和第九透镜16之间用光学胶粘合，第十透镜17和第十一透镜18之间用光学胶粘合，第十二透镜19和第十三透镜110之间用光学胶粘合。

第五透镜12、第六透镜13和第七透镜14胶合而成的透镜组的焦距为Bf5，第八透镜15和第九透镜16胶合而成的透镜组的焦距为Bf6，第十透镜17和第十一透镜18胶合而成的透镜组的焦距为Bf7，第十二透镜19和第十三透镜110胶合而成的透镜组的焦距为Bf8，上述焦距与变倍组1的焦距Bf'存在如下关系：

3.95<|Bf5/Bf'|<5.61；

1<|Bf6/Bf'|<3.5；

1<|Bf7/Bf'|<3；

1.5<|Bf8/Bf'|<3.2。

第一透镜21至第十三透镜110的焦距和折射率满足以下条件：

上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“-”号表示方向为负；

其中，f1至f13分别对应于第一透镜21至第十三透镜110的焦距；n1至n13分别对应于第一透镜21至第十三透镜110的折射率。

实践表明：本实用新型的焦距变倍比范围为3-5倍，焦距范围为3.5mm-16mm，光学总长小于95mm，其最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4。

实施例1

该镜头的十三片透镜共二十个面的面型、曲率半径、镜片厚度、镜片间距和镜片折射率分别满足以下条件：

表1：十三片透镜的物理参数。

上表中，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负，“PL”表示平面，上表同一面序号既有折射率数据n，又有数据D的，数据D表示该透镜轴心线处的厚度，同一面序号只有数据D而没有折射率数据n的，数据D表示该透镜到下一透镜面的间距。

本实施例中，镜头在-40℃-+80℃的环境下使用也不跑焦。成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

当然，本实用新型可以通过改变变倍组1和补偿组2的间隔来进行变焦，如图3所示，变倍组1和补偿组2之间的间隔更小，也就是说，可以根据需要来调整二者之间的间隔，以进行变焦操作。

总之，本实用新型采用13枚玻璃球面镜片，具备总光焦度为正的变倍组1与总光焦度为负的补偿组2，通过改变两组的间隔来实现变焦的功能，可以提高镜头的通光量和像面尺寸，焦距变倍比范围为3-5倍，焦距范围为3.5mm-16mm，光学总长小于95mm，其最大视场角达到150°，最大光圈达到F1.4，而且通过合理分配镜片的光焦度，使得镜头的分辨率达到八百万像素，而且使得镜头在-40℃-+80℃的环境下使用也不跑焦。成像质量好，视野宽广，相对孔径大。

此外，本实用新型通过大量采用胶合镜片(通过光学胶粘合的透镜)，可以最大程度地减少镜片直接紧靠装配的误差，提高镜头的装配良品率，而且，本实用新型通过采用超低色散镜片的，使得镜头的色差降到最低，提高镜头的色彩还原效果与成像质量。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (6)

1.一种大光圈大像面的超广角变焦镜头，包括变倍组和补偿组，所述变倍组的总光焦度为正，所述补偿组的总光焦度为负，通过改变所述变倍组和所述补偿组的相对位置来进行变焦；其特征在于：

所述补偿组包括从物方一侧顺序排列的凸凹负光焦度的第一透镜、双凹负光焦度的第二透镜和凸凹正光焦度的第三透镜；

所述变倍组包括从物方一侧顺序排列的双凸正光焦度的第四透镜、双凸正光焦度的第五透镜、双凹负光焦度的第六透镜、双凸正光焦度的第七透镜和双凹负光焦度的第八透镜、双凸正光焦度的第九透镜、凸凹正光焦度的第十透镜、凸凹负光焦度的第十一透镜、双凸正光焦度的第十二透镜和双凹负光焦度的第十三透镜；

所述补偿组的焦距Ff'与变倍组的焦距Bf'满足如下条件：

0.85<|Ff'/Bf'|<1.3。

2.根据权利要求1所述的大光圈大像面的超广角变焦镜头，其特征在于：所述第一透镜和所述第二透镜直接紧靠装配，所述第二透镜和所述第三透镜之间设置有垫圈。

3.根据权利要求1所述的大光圈大像面的超广角变焦镜头，其特征在于：所述第四透镜和所述第五透镜之间通过隔圈紧配，所述第七透镜和所述第八透镜直接紧靠装配，所述第九透镜和所述第十透镜通过隔圈紧配，所述第十一透镜和所述第十二透镜之间直接紧靠。

4.根据权利要求1所述的大光圈大像面的超广角变焦镜头，其特征在于：所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜之间用光学胶粘合，所述第八透镜和所述第九透镜之间用光学胶粘合，所述第十透镜和所述第十一透镜之间用光学胶粘合，所述第十二透镜和所述第十三透镜之间用光学胶粘合。

5.根据权利要求4所述的大光圈大像面的超广角变焦镜头，其特征在于：所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf5，所述第八透镜和所述第九透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf6，所述第十透镜和所述第十一透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf7，所述第十二透镜和所述第十三透镜胶合而成的透镜组的焦距为Bf8，上述焦距与变倍组的焦距Bf'存在如下关系：

3.95<|Bf5/Bf'|<5.61；

1<|Bf6/Bf'|<3.5；

1<|Bf7/Bf'|<3；

1.5<|Bf8/Bf'|<3.2。

6.根据权利要求1所述的大光圈大像面的超广角变焦镜头，其特征在于：所述第一透镜至所述第十三透镜的焦距和折射率满足以下条件：

上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“-”号表示方向为负；

其中，f1至f13分别对应于第一透镜至第十三透镜的焦距；n1至n13分别对应于第一透镜至第十三透镜的折射率。