CN212302044U - 玻塑混合镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种玻塑混合镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和第八透镜(8)，其特征在于，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)和第七透镜(7)为负光焦度透镜；所述第三透镜(3)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第八透镜(8)为正光焦度透镜。本实用新型的玻塑混合镜头具有大光圈、高像素的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像领域，尤其涉及一种玻塑混合镜头。
背景技术
随着科学技术的快速发展，人们对安防也有了更高的要求，监控镜头的需求也由此产生。跟变焦镜头相比，定焦镜头从设计到制造都较为简单，拍摄的运动物体的图像清晰稳定，画面细腻，且能24小时全天拍摄。这些性能在安防镜头领域起到十分重要的作用。夜晚无太阳光，光圈小镜头只能通过红外补光在夜晚使用。因此，为解决上述问题，需要设计一种大光圈、通光量大、无需红外的日夜两用的镜头。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种大光圈的玻塑混合镜头。
为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供一种玻塑混合镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜和第七透镜为负光焦度透镜；
所述第三透镜、第五透镜、第六透镜和第八透镜为正光焦度透镜。
根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜和所述第五透镜组成具有正光焦度的双胶合透镜。
根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜和所述第五透镜组成的双胶合透镜的焦距fb与所述玻塑混合镜头的有效焦距f满足关系式：fb/f≥1.5。
根据本实用新型的一个方面，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜为凸-凹透镜，所述第二透镜为凹向物侧面的透镜，所述第三透镜为物侧面为凸面的透镜，所述第四透镜为凸-凹透镜，所述第五透镜为凸-凸透镜，所述第六透镜为凸-凸透镜，所述第七透镜为凹-凹透镜，所述第八透镜为凸-凸透镜。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜为球面或非球面透镜，所述第二透镜为非球面透镜，所述第三透镜为非球面透镜，所述第四透镜为球面透镜，所述第五透镜为球面透镜，所述第六透镜为非球面透镜，所述第七透镜为非球面透镜，所述第八透镜为非球面透镜。
根据本实用新型的一个方面，所述玻塑混合镜头中所有非球面透镜满足关系式：
其中，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。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、第四透镜和第五透镜中至少一枚透镜的折射率Nd≥1.6，阿贝数系数Vd≥50。
根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜的焦距f3与所述玻塑混合镜头的有效焦距f之间满足关系式：1.5≤f3/f≤8。
根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜的折射率Nd3≥1.6，阿贝数系数Vd3≤30。
根据本实用新型的一个方面，所述第八透镜的折射率Nd8≥1.5，阿贝数系数Vd8≥50。
根据本实用新型的一个方面，所述第七透镜的光焦度与所述第六透镜或第八透镜的光焦度之间满足关系式：2≥|φ7/φ6|≥1.05或者2≥|φ7/φ8|≥1.05；
φ7表示第七透镜的光焦度，φ6表示第六透镜的光焦度，φ8表示第八透镜的光焦度。
根据本实用新型的一个方面，所述玻塑混合镜头还包括光阑，所述光阑位于所述第二透镜和第三透镜之间、或第三透镜和第四透镜之间或第五透镜和第六透镜之间。
根据本实用新型的一个方面，所述玻塑混合镜头的光圈数Fno≤1.2。
根据本实用新型的一个方面，所述玻塑混合镜头的主光线偏角CRA≤15°。
根据本实用新型的一个方面，所述玻塑混合镜头的光学系统总长≤25mm。
本实用新型镜头采用了塑胶材质的非球面透镜和玻璃材质的球面透镜共用的设置形式，降低了本实用新型镜头的生产成本。本实用新型镜头可实现大光圈，且满足高像素图像输出要求，在大光圈下保证高分辨率。本实用新型镜头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；本实用新型镜头整体照度均匀，亮度高(相对照度45％以上)。本实用新型镜头能够实现在-40℃～85℃温度范围内不虚焦，克服了塑胶非球面透镜由于膨胀系数大，容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难。本实用新型镜头能够实现在可见光波段到红外光波段范围内共焦成像。本实用新型镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。本实用新型镜头的CRA≤15°,可适配多款sensor，应用前景广阔，提升了市场竞争力，本实用新型的镜头的头总长在25mm以内，体积小。
附图说明
图1示意性表示根据本实用新型实施例1的玻塑混合镜头的结构示意图；
图2示意性表示根据本实用新型实施例1的玻塑混合镜头的MTF图；
图3示意性表示根据本实用新型实施例1的玻塑混合镜头频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图4示意性表示根据本实用新型实施例1的玻塑混合镜头在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图5示意性表示根据本实用新型实施例1的玻塑混合镜头在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图6示意性表示根据本实用新型实施例2的玻塑混合镜头的结构示意图；
图7示意性表示根据本实用新型实施例2的玻塑混合镜头的MTF图；
图8示意性表示根据本实用新型实施例2的玻塑混合镜头频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图9示意性表示根据本实用新型实施例2的玻塑混合镜头在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图10示意性表示根据本实用新型实施例2的玻塑混合镜头在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图11示意性表示根据本实用新型实施例3的玻塑混合镜头的结构示意图；
图12示意性表示根据本实用新型实施例3的玻塑混合镜头的MTF图；
图13示意性表示根据本实用新型实施例3的玻塑混合镜头频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图14示意性表示根据本实用新型实施例3的玻塑混合镜头在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图15示意性表示根据本实用新型实施例3的玻塑混合镜头在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图16示意性表示根据本实用新型实施例4的玻塑混合镜头的结构示意图；
图17示意性表示根据本实用新型实施例4的玻塑混合镜头的MTF图；
图18示意性表示根据本实用新型实施例4的玻塑混合镜头频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图19示意性表示根据本实用新型实施例4的玻塑混合镜头在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图20示意性表示根据本实用新型实施例4的玻塑混合镜头在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图21示意性表示根据本实用新型实施例5的玻塑混合镜头的结构示意图；
图22示意性表示根据本实用新型实施例5的玻塑混合镜头的MTF图；
图23示意性表示根据本实用新型实施例5的玻塑混合镜头频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图24示意性表示根据本实用新型实施例5的玻塑混合镜头在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图25示意性表示根据本实用新型实施例5的玻塑混合镜头在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
在针对本实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的玻塑混合定焦镜头结构图。如图1所示，本实用新型的玻塑混合定焦镜头，由玻璃透镜和塑料透镜组成，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8。本实用新型中，第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4和第七透镜7为负光焦度透镜，第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6和第八透镜8为正光焦度透镜。并且在本实用新型中，第四透镜4和第五透镜5组成具有正光焦度的双胶合透镜，第四透镜4和第五透镜5组成的双胶合透镜的焦距fb与所述玻塑混合镜头的有效焦距f满足关系式：fb/f≥1.5。如此设置各个透镜的正负光焦度，使像差得到有效的校正，同时保证本实用新型玻塑混合镜头的大光圈、高像素。
本实用新型中，沿着物侧至像侧的方向，第一透镜1为凸-凹透镜，第二透镜2为凹向物侧面的透镜，第三透镜)为物侧面为凸面的透镜，第四透镜4为凸-凹透镜，第五透镜5为凸-凸透镜，第六透镜6为凸-凸透镜，第七透镜7为凹-凹透镜，第八透镜8为凸-凸透镜。
本实用新型中，第一透镜1为球面或非球面透镜，第二透镜2为非球面透镜，第三透镜3为非球面透镜，第四透镜4为球面透镜，第五透镜5为球面透镜，所述第六透镜6为非球面透镜，所述第七透镜7为非球面透镜，所述第八透镜8为非球面透镜。根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型镜头的非球面透镜设置为塑胶透镜，球面透镜设置为玻璃透镜。
本实用新型镜头中所有非球面满足下列公式：
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。
如上述设置的镜头降低了生产成本，并且能够实现在-40℃～85℃温度范围内不虚焦，克服了塑胶非球面透镜由于膨胀系数大，容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难。并且单部品及组装公差较好，有良好的制造性。
此外，本实用新型的镜头中，第一透镜1、第四透镜4和第五透镜5至少一枚透镜的折射率Nd≥1.6，阿贝数系数Vd≥50。如此设置有利于校正镜头的色散，提升成像品质。
在本实用新型中，第三透镜3的焦距f3与所述玻塑混合镜头的有效焦距f之间满足关系式：1.5≤f3/f≤8。第三透镜3的折射率Nd3≥1.6，阿贝数系数Vd3≤30。第八透镜8的折射率Nd8≥1.5，阿贝数系数Vd8≥50。
本实用新型中，第七透镜7的光焦度与第六透镜6或第八透镜8的光焦度之间满足关系式：2≥|φ7/φ6|≥1.05或者2≥|φ7/φ8|≥1.05；φ7表示第七透镜7的光焦度，φ6表示第六透镜6的光焦度，φ8表示第八透镜8的光焦度。
本实用新型的玻塑混合镜头还包括光阑S，光阑S位于第二透镜2和第三透镜3之间、或第三透镜3和第四透镜4之间或第五透镜5和第六透镜6之间。本实用新型的玻塑混合镜头的光圈数Fno≤1.2，主光线偏角CRA≤15°，光学系统总长≤25mm。
综合上述设置，本实用新型镜头可实现大光圈，且满足高像素图像输出要求，在大光圈下保证高分辨率。并且本实用新型镜头的整体照度均匀，亮度高(相对照度45％以上)。而且本实用新型镜头能够实现在可见光波段到红外光波段范围内共焦成像，能够在-40℃-80℃温度范围内不虚焦，适用环境广。本实用新型镜头的主光线偏角CRA≤15°，可以适配多种传感器，应用前景广阔，本实用新型的镜头市场角可达150°，而光学系统总长在25mm以内，有利于镜头的小型化。
以下根据本实用新型的上述设置给出五组具体实施方式来具体说明根据本实用新型的玻塑混合镜头。因为根据本实用新型的玻塑混合镜头共有八片透镜，第四透镜4和第五透镜5胶合组成双胶合透镜，再加上光阑S、镜头的成像面IMA以及成像面IMA与透镜之间的平板滤镜IR的面，一共19个面。为了便于叙述说明，将各个面编号按为S1至S19。
五组实施方式数据如下表1中数据：
表1
实施方式一：
图1是示意性表示根据本实用新型的实施方式一的玻塑混合镜头结构图。
实施方式一中的光圈FNO＝1.0，镜头光学系统总长为23.769mm，视场角为150°。
以下表2列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
表2
在本实施方式中，非球面数据如下表3所示，其中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：
| 面序号 | K | A | B | C | D | E | F | G |
| S1 | -5.20E-01 | 7.43E-03 | -5.58E-04 | 7.23E-05 | 1.90E-07 | 8.44E-08 | 0 | 0 |
| S2 | -5.7E+00 | 6.14E-03 | -3.58E-04 | -3.02E-07 | 2.75E-06 | -6.87E-08 | 0 | 0 |
| S3 | -3.01E-01 | 8.43E-03 | -5.58E-04 | 8.05E-05 | -4.37E-06 | 9.44E-08 | 0 | 0 |
| S4 | -1.72E+00 | 5.14E-03 | -4.05E-04 | -3.32E-07 | 1.73E-06 | -7.87E-08 | 0 | 0 |
| S5 | -6.88E-02 | -5.54E-04 | 1.78E-04 | -1.40E-05 | 6.74E-07 | -1.41E-08 | 0 | 0 |
| S6 | 5.67E-01 | -2.50E-04 | 1.93E-04 | -6.25E-06 | 1.90E-07 | -4.03E-09 | 0 | 0 |
| S11 | -2.86E-02 | -1.48E-03 | 3.63E-05 | -1.08E-05 | 9.15E-08 | 4.55E-09 | 0 | 0 |
| S12 | 9.59E+01 | -1.55E-03 | 2.59E-05 | 1.65E-06 | -1.75E-07 | 5.73E-09 | 0 | 0 |
| S13 | -2.98E+00 | -1.47E-04 | 1.90E-04 | -4.43E-06 | 9.62E-08 | 6.55E-11 | 0 | 0 |
| S14 | 5.18E-01 | -1.20E-03 | 6.51E-04 | -1.43E-05 | -1.15E-07 | -2.82E-08 | 0 | 0 |
| S15 | -5.56E-01 | -2.23E-03 | 3.65E-04 | 7.45E-06 | -3.44E-08 | -4.44E-08 | 0 | 0 |
| S16 | -6.30E+00 | 6.60E-04 | -1.63E-04 | 1.14E-05 | -8.82E-07 | 1.09E-09 | 0 | 0 |
表3
图2至图5分别示意性表示根据本实用新型的实施方式一的玻塑混合镜头的MTF图；频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图；在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
由图2至图5可以看出，本实施方式的镜头实现了高分辨率、高像素的特性，并且兼顾了日夜共焦和在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性，同时满足大光圈，扩大了产品的使用范围。
实施方式二：
图6是示意性表示根据本实用新型的实施方式二的玻塑混合镜头结构图。
实施方式二中的光圈FNO＝1.1，镜头光学系统总长为23.00mm，视场角为140°。
以下表4列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
| 面序号 | 表面类型 | R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
| S1 | 球面 | 31.0159 | 0.7036 | 1.62 | 57.0 |
| S2 | 球面 | 4.3370 | 3.2875 | ||
| S3 | 非球面 | -4.7889 | 1.2064 | 1.53 | 56.0 |
| S4 | 非球面 | -8.2934 | 0.15687 | ||
| S5(STO) | 球面 | Infinity | 0.0234 | ||
| S6 | 非球面 | 11.7236 | 2.8926 | 1.66 | 20.4 |
| S7 | 非球面 | 15.1423 | 0.8934 | ||
| S8 | 球面 | 17.6762 | 0.8346 | 2.00 | 28.3 |
| S9 | 球面 | 9.5896 | 4.5675 | 1.65 | 60.4 |
| S10 | 球面 | -8.5649 | 0.3689 | ||
| S11 | 非球面 | 7.8521 | 1.2014 | 1.66 | 20.4 |
| S12 | 非球面 | -20.0121 | 0.0536 | ||
| S13 | 非球面 | -9.0145 | 0.6871 | 1.54 | 55.9 |
| S14 | 非球面 | 2.1356 | 0.8912 | ||
| S15 | 非球面 | 5.2136 | 1.3596 | 1.52 | 56.2 |
| S16 | 非球面 | -17.1369 | 0.1 | ||
| S17 | 球面 | Infinity | 0.8 | 1.52 | 64.2 |
| S18 | 球面 | Infinity | 3.7569 | ||
| S19(IMA) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表4
在本实施方式中，非球面数据如下表5所示，其中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：
表5
图7至图10分别示意性表示根据本实用新型的实施方式2的玻塑混合镜头的MTF图、频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图、在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
由图7至图10可以看出，本实施方式的镜头实现了高分辨率、高像素的特性，并且兼顾了日夜共焦和在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性，同时满足大光圈，扩大了产品的使用范围。
实施方式三：
图11是示意性表示根据本实用新型的实施方式三的玻塑混合镜头结构图。
实施方式三中的光圈FNO＝1.2，镜头光学系统总长为24.00mm，视场角为130°。
以下表6列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
表6
在本实施方式中，非球面数据如下表7所示，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：
| 面序号 | K | A | B | C | D | E | F | G |
| S3 | -1.68E-02 | 1.01E-02 | -6.50E-04 | 4.42E-05 | -1.20E-01 | -2.28E-09 | 0 | 0 |
| S4 | -1.66E-01 | 6.09E-03 | -2.43E-04 | -2.29E-06 | 1.19E-07 | 5.15E-10 | 0 | 0 |
| S5 | 5.62E-03 | -8.71E-03 | 2.06E-05 | -1.35E-05 | 3.48E-07 | -1.84E-09 | 0 | 0 |
| S6 | 2.33E-01 | -4.95E-03 | 2.27E-08 | -5.45E-06 | 1.78E-08 | -1.53E-09 | 0 | 0 |
| S11 | -1.29E-03 | -1.55E-03 | 5.84E-05 | -9.63E-06 | 1.43E-09 | 1.97E-11 | 0 | 0 |
| S12 | 5.24E+00 | -1.36E-03 | 1.75E-05 | 1.96E-07 | -9.49E-08 | 4.28E-10 | 0 | 0 |
| S13 | 6.45E-01 | -3.95E-05 | 1.59E-04 | -6.57E-06 | 1.29E-07 | 1.01E-09 | 0 | 0 |
| S14 | 3.73E-02 | -5.81E-03 | 6.65E-03 | -2.06E-05 | 2.33E-08 | -8.85E-10 | 0 | 0 |
| S15 | 6.42E-02 | -6.20E-03 | 4.18E-04 | 3.46E-06 | -6.40E-07 | -8.67E-10 | 0 | 0 |
| S16 | 2.07E+00 | 8.49E-04 | -8.14E-04 | 1.20E-05 | -4.65E-07 | -4.01E-09 | 0 | 0 |
表7
图12至图15分别示意性表示根据本实用新型的实施方式3的玻塑混合镜头的MTF图、频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图、在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
由图12至图15可以看出，本实施方式的镜头实现了高分辨率、高像素的特性，并且兼顾了日夜共焦和在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性，同时满足大光圈，扩大了产品的使用范围。
实施方式四：
图16是示意性表示根据本实用新型的实施方式四的玻塑混合镜头结构图。
实施方式四中的光圈Fno＝1.15，镜头光学系统总长为23.3mm，视场角为120°。
以下表8列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
| 面序号 | 表面类型 | R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
| S1 | 球面 | 49.1856 | 0.5 | 1.61 | 60.0 |
| S2 | 球面 | 3.5286 | 2.4567 | ||
| S3 | 非球面 | -3.4860 | 1.4536 | 1.53 | 56.0 |
| S4 | 非球面 | -10.5678 | 0.1234 | ||
| S5 | 非球面 | 6.5387 | 3.4568 | 1.66 | 20.4 |
| S6 | 非球面 | 25.3584 | 0.8101 | ||
| S7(STO) | 球面 | Infinity | 0.2012 | ||
| S8 | 球面 | 16.7864 | 1.070 | 1.74 | 27.8 |
| S9 | 球面 | 1.2436 | 3.1547 | 1.71 | 60.7 |
| S10 | 球面 | -1.0689 | 0.1375 | ||
| S11 | 非球面 | 2.5436 | 3.4562 | 1.54 | 55.9 |
| S12 | 非球面 | -13.212 | 0.0287 | ||
| S13 | 非球面 | -7.0923 | 0.9412 | 1.54 | 55.9 |
| S14 | 非球面 | 3.4398 | 0.7892 | ||
| S15 | 非球面 | 5.3579 | 2.1456 | 1.63 | 23.52 |
| S16 | 非球面 | -20.4564 | 0.5 | ||
| S17 | 球面 | Infinity | 0.8 | 1.52 | 64.2 |
| S18 | 球面 | Infinity | 1.5224 | ||
| S19(IMA) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表8
在本实施方式中，非球面数据如下表9所示，其中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：
| 面序号 | K | A | B | C | D | E | F | G |
| S3 | -1.01E-01 | 2.53E-04 | -9.58E-04 | 8.05E-05 | -4.37E-06 | 9.44E-08 | 0 | 0 |
| S4 | -1.62E+00 | 6.14E-03 | -6.52E-04 | -7.32E-07 | 1.73E-06 | -7.87E-08 | 0 | 0 |
| S5 | -5.48E-03 | -8.54E-04 | 1.78E-04 | -2.45E-05 | 6.74E-07 | -1.41E-08 | 0 | 0 |
| S6 | 2.56E-02 | -3.50E-04 | 1.93E-04 | -6.25E-06 | 3.45E-07 | -4.03E-09 | 0 | 0 |
| S11 | -6.89E-03 | -1.27E-03 | 5.63E-05 | -1.08E-05 | 9.15E-08 | 5.64E-09 | 0 | 0 |
| S12 | 8.98E+01 | -1.55E-03 | 2.59E-03 | 1.65E-07 | -2.75E-07 | 7.45E-09 | 0 | 0 |
| S13 | -5.69E+00 | -1.47E-02 | 1.90E-04 | -8.43E-06 | 9.62E-08 | 6.55E-11 | 0 | 0 |
| S14 | 2.46E-01 | -2.45E-03 | 6.51E-04 | -1.43E-05 | -1.15E-07 | -2.82E-08 | 0 | 0 |
| S15 | -1.78E-01 | -2.53E-03 | 3.65E-02 | 7.45E-06 | -2.45E-08 | -4.44E-03 | 0 | 0 |
| S16 | -2.89E+00 | 2.45E-03 | -1.63E-04 | 2.14E-05 | -8.82E-07 | 1.09E-09 | 0 | 0 |
表9
图17至图20分别示意性表示根据本实用新型的实施方式4的玻塑混合镜头的MTF图、频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图、在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
由图17至图20可以看出，本实施方式的镜头实现了高分辨率、高像素的特性，并且兼顾了日夜共焦和在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性，同时满足大光圈，扩大了产品的使用范围。
实施方式五：
图21是示意性表示根据本实用新型的实施方式五的玻塑混合镜头结构图。
实施方式五中的光圈Fno＝1.2，镜头光学系统总长为22.2mm，视场角为120°。
以下表10列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
| 面序号 | 表面类型 | R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S0(OBJ) | 球面 | Infinity | Infinity | ||
| S1 | 球面 | 38.5415 | 1.0000 | 1.62 | 60.4 |
| S2 | 球面 | 2.4567 | 1.7583 | ||
| S3 | 非球面 | -2.4561 | 1.2456 | 1.53 | 56.0 |
| S4 | 非球面 | 2.5478 | 0.0245 | ||
| S5 | 非球面 | 10.5424 | 2.2453 | 1.66 | 20.4 |
| S6 | 非球面 | -25.3584 | 0.7532 | ||
| S7(STO) | 球面 | Infinity | 0.1012 | ||
| S8 | 球面 | 14.7864 | 1.300 | 1.74 | 27.8 |
| S9 | 球面 | 5.2436 | 2.2145 | 1.73 | 54.7 |
| S10 | 球面 | -3.1546 | 0.1245 | ||
| S11 | 非球面 | 4.5464 | 3.1245 | 1.54 | 55.9 |
| S12 | 非球面 | -13.1244 | 0.1457 | ||
| S13 | 非球面 | -14.4536 | 0.7561 | 1.66 | 20.4 |
| S14 | 非球面 | 7.4562 | 0.3124 | ||
| S15 | 非球面 | 7.5461 | 1.3547 | 1.52 | 56.1 |
| S16 | 非球面 | -17.5461 | 0.5 | ||
| S17 | 球面 | Infinity | 0.8 | 1.52 | 64.2 |
| S18 | 球面 | Infinity | 3.1547 | ||
| S19(IMA) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表10
在本实施方式中，非球面数据如下表11所示，其中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：
| 面序号 | K | A | B | C | D | E | F | G |
| S3 | -1.01E-01 | 9.43E-03 | -9.58E-04 | 8.05E-05 | -4.37E-06 | 9.44E-08 | 0 | 0 |
| S4 | -1.72E+00 | 6.14E-03 | -4.05E-04 | -7.32E-07 | 1.73E-06 | -7.87E-08 | 0 | 0 |
| S5 | -6.88E-01 | -8.54E-04 | 1.78E-04 | -1.40E-05 | 6.74E-07 | -1.41E-08 | 0 | 0 |
| S6 | 1.67E-02 | -3.50E-04 | 1.93E-04 | -6.25E-06 | 1.90E-07 | -4.03E-09 | 0 | 0 |
| S11 | -8.86E-02 | -1.48E-03 | 5.63E-05 | -1.08E-05 | 9.15E-08 | 4.55E-09 | 0 | 0 |
| S12 | 1.29E+01 | -1.55E-03 | 2.59E-05 | 1.65E-06 | -2.75E-07 | 5.73E-09 | 0 | 0 |
| S13 | -6.01E+00 | -1.47E-04 | 1.90E-04 | -8.43E-06 | 9.62E-08 | 6.55E-11 | 0 | 0 |
| S14 | 1.24E-01 | -5.20E-03 | 6.51E-04 | -1.43E-05 | -1.15E-07 | -2.82E-08 | 0 | 0 |
| S15 | -2.56E-01 | -6.23E-03 | 3.65E-04 | 7.45E-06 | -3.44E-08 | -4.44E-08 | 0 | 0 |
| S16 | -1.56E+00 | 7.60E-04 | -1.63E-04 | 2.14E-05 | -8.82E-07 | 1.09E-09 | 0 | 0 |
表11
图22至图25分别示意性表示根据本实用新型的实施方式5的玻塑混合镜头的MTF图、频率为240lp/mm的Through-Focus-MTF图、在高温80℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和在低温-40℃频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图。
由图22至图25可以看出，本实施方式的镜头实现了高分辨率、高像素的特性，并且兼顾了日夜共焦和在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性，同时满足大光圈，扩大了产品的使用范围。
根据本实用新型的上述实施方式，本实用新型镜头采用了塑胶材质的非球面透镜和玻璃材质的球面透镜共用的设置形式，降低了本实用新型镜头的生产成本。本实用新型镜头可实现大光圈，且满足高像素图像输出要求，在大光圈下保证高分辨率。本实用新型镜头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；本实用新型镜头整体照度均匀，亮度高(相对照度45％以上)。本实用新型镜头能够实现在-40℃～85℃温度范围内不虚焦，克服了塑胶非球面透镜由于膨胀系数大，容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难。本实用新型镜头能够实现在可见光波段到红外光波段范围内共焦成像。本实用新型镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。本实用新型镜头的CRA≤15°,可适配多款sensor，应用前景广阔，提升了市场竞争力，本实用新型的镜头的头总长在25mm以内，体积小。
以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种玻塑混合镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和第八透镜(8)，其特征在于，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)和第七透镜(7)为负光焦度透镜；
所述第三透镜(3)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第八透镜(8)为正光焦度透镜。
2.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)组成具有正光焦度的双胶合透镜。
3.根据权利要求2所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)组成的双胶合透镜的焦距fb与所述玻塑混合镜头的有效焦距f满足关系式：fb/f≥1.5。
4.根据权利要求1-3任一项所述的玻塑混合镜头，其特征在于，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜(1)为凸-凹透镜，所述第二透镜(2)为凹向物侧面的透镜，所述第三透镜(3)为物侧面为凸面的透镜，所述第四透镜(4)为凸-凹透镜，所述第五透镜(5)为凸-凸透镜，所述第六透镜(6)为凸-凸透镜，所述第七透镜(7)为凹-凹透镜，所述第八透镜(8)为凸-凸透镜。
5.根据权利要求4所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)为球面或非球面透镜，所述第二透镜(2)为非球面透镜，所述第三透镜(3)为非球面透镜，所述第四透镜(4)为球面透镜，所述第五透镜(5)为球面透镜，所述第六透镜(6)为非球面透镜，所述第七透镜(7)为非球面透镜，所述第八透镜(8)为非球面透镜。
6.根据权利要求5所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头中所有非球面透镜满足关系式：
其中，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。
7.根据权利要求1或5所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)、第四透镜(4)和第五透镜(5)中至少一枚透镜的折射率Nd≥1.6，阿贝数系数Vd≥50。
8.根据权利要求1或5所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第三透镜(3)的焦距f3与所述玻塑混合镜头的有效焦距f之间满足关系式：1.5≤f3/f≤8。
9.根据权利要求8所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第三透镜(3)的折射率Nd3≥1.6，阿贝数系数Vd3≤30。
10.根据权利要求1或5所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第八透镜(8)的折射率Nd8≥1.5，阿贝数系数Vd8≥50。
11.根据权利要求1或5所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述第七透镜(7)的光焦度与所述第六透镜(6)或第八透镜(8)的光焦度之间满足关系式：2≥|φ7/φ6|≥1.05或者2≥|φ7/φ8|≥1.05；
φ7表示第七透镜(7)的光焦度，φ6表示第六透镜(6)的光焦度，φ8表示第八透镜(8)的光焦度。
12.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头还包括光阑(S)，所述光阑(S)位于所述第二透镜(2)和第三透镜(3)之间、或第三透镜(3)和第四透镜(4)之间或第五透镜(5)和第六透镜(6)之间。
13.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头的光圈数Fno≤1.2。
14.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头的主光线偏角CRA≤15°。
15.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头的光学系统总长≤25mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021367951.XU CN212302044U (zh) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 玻塑混合镜头 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2020
- 2020-07-13 CN CN202021367951.XU patent/CN212302044U/zh active Active
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