CN215813520U

CN215813520U - 定焦镜头

Info

Publication number: CN215813520U
Application number: CN202121897191.8U
Authority: CN
Inventors: 张素莹; 周小青; 程嘉健; 张圆
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-08-13

Abstract

本实用新型涉及一种定焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第一透镜(L1)、具有正光焦度的第二透镜(L2)、具有正光焦度的第三透镜(L3)和具有负光焦度的第四透镜(L4)。本实用新型的定焦镜头具备低成本、小型化、重量轻，在‑40℃～80℃温度范围内不虚焦，并具备红外性能，且能够日夜两用的特点。

Description

定焦镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种定焦镜头。

背景技术

随着安防和公共安全领域工作的普及，监控定焦镜头的需求日益上升。镜头的成本与镜头的材料、镜头的体积等相关，现有技术中的许多镜头的透镜选材特殊、加工难度大、镜头结构复杂，导致该镜头的材料成本、加工成本难以管控，不利于镜头的普及。因此，如何在保证镜头性能的情况下降低成本，是监控镜头领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种定焦镜头。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种定焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有负光焦度的第四透镜。

根据本实用新型的一个方面，还包括光阑，位于所述第二透镜的物侧面上，或者，位于所述第一透镜和所述第二透镜之间。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜为凸凹型，所述第二透镜为凸凸型，所述第三透镜为凸凸型和所述第四透镜为凹凸型。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜为非球面透镜，所述第二透镜为玻璃球面透镜。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜为塑胶透镜。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的光学总长TTL和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：2.94≤TTL/F≤3.65。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的光学后焦BFL和所述定焦镜头的光学总长TTL满足以下关系：0.23≤BFL/TTL≤0.34。

根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜的焦距F3和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：0.51≤F3/F≤0.73。

根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜的焦距F4和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：-1.05≤F4/F≤-0.81。

根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距F34和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：1.41≤F34/F≤2.04。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的焦距F1和所述第四透镜的焦距F4满足以下关系：1.07≤F1/F4≤2.96。

根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜的焦距F2和所述第四透镜的焦距F4满足以下关系：-1.73≤F2/F4≤-1.28。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的焦距F1与所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距F12满足以下关系：-1.16≤F1/F12≤-0.23。

根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜的中心厚度d3、所述第四透镜的中心厚度d4与所述第三透镜像侧面距离所述第四透镜物侧面的中心长度d34满足以下关系：22.52≤(d3+d4)/d34≤38.71。

根据本实用新型的方案，提供一种低成本、小型化、重量轻，在-40℃～80℃温度范围内不虚焦，并具备红外性能的日夜两用安防定焦镜头。

根据本实用新型的一个方案，使玻璃球面的第二透镜和3个非球面透镜配合，可实现镜头500万像素的高解像力，且-40℃～80℃温度范围内不虚焦。

根据本实用新型的一个方案，通过对透镜材质的合理选择，使得镜头形成1G3P的光学架构，从而可以使得镜头成本较低，且重量较轻。

根据本实用新型的一个方案，通过合理设置定焦镜头的光学总长和焦距的关系，可以实现镜头的小型化。

根据本实用新型的一个方案，通过合理设置定焦镜头的光学后焦和光学总长的关系，可以在保证镜头小型化的基础上，使镜头组结构紧凑，降低透镜对MTF的敏感度，提高生产良率，降低生产成本。

根据本实用新型的一个方案，通过合理设置第三透镜的焦距、第四透镜的焦距、第三透镜和第四透镜的组合焦距与定焦镜头的焦距的关系，可以控制第二透镜和像面之间的光线走势，减小由于经第三透镜和第四透镜进入的大角度光线引起的像差。

根据本实用新型的一个方案，通过合理设置第一透镜、第二透镜与第四透镜的焦距之间的关系和第一透镜与第一透镜和第二透镜组合焦距的关系，可以控制光线经过第一透镜和第二透镜时的光线走势，减小由于经第一透镜和第二透镜进入的大角度光线引起的像差。

根据本实用新型的一个方案，通过合理设置第三透镜的中心厚度、第四透镜的中心厚度和第三透镜像侧面距离第四透镜物侧面的中心长度，有利于降低第三透镜和第四透镜两枚透镜对镜头MTF的敏感度，同时使透镜结构紧凑，有利于小型化。

附图说明

图1示意性表示本实用新型的第一种实施方式的定焦镜头的结构图；

图2示意性表示本实用新型的第二种实施方式的定焦镜头的结构图；

图3示意性表示本实用新型的第三种实施方式的定焦镜头的结构图；

图4示意性表示本实用新型的第四种实施方式的定焦镜头的结构图；

图5示意性表示本实用新型的第五种实施方式的定焦镜头的结构图。

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。

参见图1，本实用新型的低成本玻塑混合日夜共焦定焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第一透镜L1、具有正光焦度的第二透镜L2、具有正光焦度的第三透镜L3和具有负光焦度的第四透镜L4。另外，本实用新型的定焦镜头还包括光阑STO，其位于第二透镜L2的物侧面上，或者，位于第一透镜L1和第二透镜L2之间。如此，通过上述透镜光焦度和透镜形状搭配的光学架构，可实现镜头组装敏感度低，在-40℃～80℃温度范围内不虚焦。

本实用新型中，第一透镜L1为凸凹型，第二透镜L2为凸凸型，第三透镜L3为凸凸型和第四透镜L4为凹凸型。

本实用新型中，第一透镜L1、第三透镜L3和第四透镜L4为非球面透镜，第二透镜L2为玻璃球面透镜。如此，通过使玻璃球面的第二透镜L2与3个非球面透镜配合，可实现镜头500万像素的高解像力，且镜头-40℃～80℃温度范围内不虚焦。

本实用新型中，第一透镜L1、第三透镜L3和第四透镜L4为塑胶透镜。这样的材质选择实现了1G3P的光学架构，从而可以使得镜头成本较低，且重量较轻。

本实用新型中，还包括位于像面Image物侧的平行平板A。

本实用新型中，定焦镜头的光学总长TTL(或称第一透镜L1的物方侧中心至像面中心距离)和定焦镜头的焦距F满足以下关系：2.94≤TTL/F≤3.65。满足这一关系式可以实现镜头的小型化。

本实用新型中，定焦镜头的光学后焦BFL(或称镜头最后一枚透镜像方侧中心到成像面的中心距离)和定焦镜头的光学总长TTL满足以下关系：0.23≤BFL/TTL≤0.34。满足这一关系可以在保证镜头小型化的基础上，使镜头组结构紧凑，降低透镜对MTF的敏感度，提高生产良率，降低生产成本。

本实用新型中，第三透镜L3的焦距F3和定焦镜头的焦距F满足以下关系：0.51≤F3/F≤0.73。第四透镜L4的焦距F4和定焦镜头的焦距F满足以下关系：-1.05≤F4/F≤-0.81。第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距F34和定焦镜头的焦距F满足以下关系：1.41≤F34/F≤2.04。满足上述关系，可以控制第二透镜L2和像面之间的光线走势，减小由于经第三透镜L3和第四透镜L4进入的大角度光线引起的像差。

本实用新型中，第一透镜L1的焦距F1和第四透镜L4的焦距F4满足以下关系：1.07≤F1/F4≤2.96。第二透镜L2的焦距F2和第四透镜L4的焦距F4满足以下关系：-1.73≤F2/F4≤-1.28。第一透镜L1的焦距F1与第一透镜L1和第二透镜L2的组合焦距F12满足以下关系：-1.16≤F1/F12≤-0.23。满足上述关系，可以控制光线经过第一透镜L1和第二透镜L2时的光线走势，减小由于经第一透镜L1和第二透镜L2进入的大角度光线引起的像差。

本实用新型中，第三透镜L3的中心厚度d3、第四透镜L4的中心厚度d4与第三透镜L3像侧面距离第四透镜L4物侧面的中心长度d34满足以下关系：22.52≤(d3+d4)/d34≤38.71。如此，有利于降低第三透镜L3和第四透镜L4这两枚透镜对镜头MTF的敏感度，同时使透镜结构紧凑，有利于小型化。

综上所述，本实用新型的定焦镜头可实现可见光与红外光共焦，-40℃～80℃温度范围内不虚焦，且成本低、小型化、重量轻、组装公差敏感度低以及200万～500万像素高解像力。另外，本实用新型的定焦镜头中无胶合透镜，从而有利于降低镜头生产成本。最后，定焦镜头可实现TTL≤22mm，F≥5.8mm。

以下以五组实施方式来具体描述本实用新型的定焦镜头，下列实施方式中，以1、2、…、N表示各光学元件的面。其中，非球面公式为：

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、十二阶、十四阶、十六阶非球面系数。

以下各实施方式的定焦镜头的各透镜的形状、光焦度、面形、材料及光阑STO的位置如下表1所示：

表1具体符合上述条件式的各实施方式的参数如下表2和表3所示：

表2

表3

第一种实施方式

参见图1，在本实施方式中，定焦镜头的各透镜的相关参数如下表4所示：

表4

本实施方式的定焦镜头的非球面参数如下表5所示：

Surf

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

1

-5.080E-03

-6.540E-04

4.120E-05

1.030E-08

-4.410E-08

0.000000

2

-1.060E-02

-2.150E-03

3.640E-04

-1.900E-05

6.460E-08

0.000000

5

7.800E-04

-3.650E-04

2.480E-05

-1.220E-05

1.390E-06

-3.300E-07

0.000000

6

1.100E-02

4.400E-05

6.540E-04

-2.100E-04

1.450E-05

1.200E-06

0.000000

7

1.700E-02

1.110E-04

5.170E-04

-1.900E-04

1.350E-05

1.130E-06

0.000000

8

-3.480E-03

1.550E-03

-2.032E-04

2.330E-05

-2.470E-06

1.400E-07

0.000000

表5

第二种实施方式

参见图2，在本实施方式中，定焦镜头的各透镜的相关参数如下表6所示：

表6

本实施方式的定焦镜头的非球面参数如下表7所示：

Surf

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

1

-4.780E-03

-5.740E-04

1.620E-05

1.150E-06

-6.890E-08

0.000000

2

-9.500E-03

-2.310E-03

3.620E-04

-2.280E-05

4.940E-07

0.000000

5

1.290E-03

-1.650E-04

1.360E-06

-1.490E-05

3.560E-06

-6.400E-07

0.000000

6

1.800E-02

-6.130E-04

5.470E-04

-2.090E-04

1.830E-05

1.950E-06

-2.370E-07

7

1.610E-02

-1.090E-04

4.180E-04

-1.920E-04

1.810E-05

1.950E-06

-2.510E-07

8

-5.180E-03

1.490E-03

-2.230E-04

2.310E-05

-1.080E-06

1.010E-08

0.000000

表7

第三种实施方式

参见图3，在本实施方式中，定焦镜头的各透镜的相关参数如下表8所示：

面序号	R值	厚度	折射率Nd	阿贝数Vd	K值
						1	3.238	1.905	1.5445	55.99	-0.46
2	1.788	5			-0.818
						3(STO)	22.429	1.74	1.63854	55.47
4	-8.106	3.21
						5	7.002	1.81	1.5445	55.99	-1.64
6	-2.988	0.12			0.29
						7	-2.334	1.65	1.63973	23.53	-0.46
8	-6.114	3.7877			-13.42
						9	Infinity	0.8	1.5168	64.21
10	Infinity	1
						11(Image)	Infinity	0

表8

本实施方式的定焦镜头的非球面参数如下表9所示：

Surf

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

1

-4.130E-03

-6.120E-04

1.460E-05

1.260E-06

-6.640E-08

0.000000

2

-8.410E-03

-2.600E-03

3.680E-04

-2.170E-05

4.230E-07

0.000000

5

5.800E-04

-3.910E-04

-6.520E-05

-9.350E-06

4.930E-06

-1.600E-06

0.000000

6

1.100E-02

-4.550E-04

6.430E-04

-2.070E-04

1.450E-05

1.340E-06

-9.190E-08

7

1.540E-02

1.250E-04

5.280E-04

-1.910E-04

1.540E-05

1.310E-06

-8.960E-08

8

-3.600E-03

1.530E-03

-2.250E-04

2.550E-05

-1.800E-06

6.010E-08

0.000000

表9

第四种实施方式

参见图4，在本实施方式中，定焦镜头的各透镜的相关参数如下表10所示：

面序号	R值	厚度	折射率Nd	阿贝数Vd	K值
						1	5.255	2	1.5445	55.99	-0.74
2	2.051	3.86			-0.85
						3(STO)	28.749	3	1.63854	55.47
4	-6.882	2.15
						5	5.255	2	1.5445	55.99	-2.77
6	-3.39	0.12			0.1
						7	-2.226	0.98	1.63973	23.53	-0.53
8	-6.265	4.984			-25.49
						9	Infinity	0.8	1.5168	64.21
10	Infinity	1
						11(Image)	Infinity	0

表10

本实施方式的定焦镜头的非球面参数如下表11所示：

表11

第五种实施方式

参见图5，在本实施方式中，定焦镜头的各透镜的相关参数如下表12所示：

面序号	R值	厚度	折射率Nd	阿贝数Vd	K值
						1	3.256	1.64	1.5445	55.99	-0.52
2	1.941	5.01			-0.78
						3(STO)	Infinity	0.1
4	31.382	3.31	1.63854	55.47
						5	-7.467	1.9
6	7.257	2.31	1.5445	55.99	-2.61
						7	-2.951	0.13			0.14
8	-2.357	1.48	1.63973	23.53	-0.54
						9	-7.833	3.7559			-27.47
10	Infinity	0.8	1.5168	64.21
						11	Infinity	1
12(Image)	Infinity	0

表12

本实施方式的定焦镜头的非球面参数如下表13所示：

Surf

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

1

-4.210E-03

-6.770E-04

3.330E-05

3.100E-08

-3.210E-08

0.000000

2

-7.890E-03

-2.310E-03

3.500E-04

-2.400E-05

6.800E-07

0.000000

5

6.570E-04

-3.250E-04

2.270E-05

-1.460E-05

1.350E-06

-1.940E-07

0.000000

6

1.220E-02

-3.950E-05

6.040E-04

-2.100E-04

1.500E-05

1.110E-06

-5.700E-08

7

1.700E-02

2.550E-05

4.980E-04

-1.890E-04

1.330E-05

1.210E-06

-7.100E-08

8

-3.340E-03

1.410E-03

-2.060E-04

2.320E-05

-2.080E-06

1.060E-07

0.000000

表13

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，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种定焦镜头，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第一透镜(L1)、具有正光焦度的第二透镜(L2)、具有正光焦度的第三透镜(L3)和具有负光焦度的第四透镜(L4)；

所述第一透镜(L1)的焦距F1和所述第四透镜(L4)的焦距F4满足以下关系：1.07≤F1/F4≤2.96。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，还包括光阑(STO)，位于所述第二透镜(L2)的物侧面上，或者，位于所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)之间。

3.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)为凸凹型，所述第二透镜(L2)为凸凸型，所述第三透镜(L3)为凸凸型和所述第四透镜(L4)为凹凸型。

4.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)、所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)为非球面透镜，所述第二透镜(L2)为玻璃球面透镜。

5.根据权利要求4所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)、所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)为塑胶透镜。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的光学总长TTL和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：2.94≤TTL/F≤3.65。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的光学后焦BFL和所述定焦镜头的光学总长TTL满足以下关系：0.23≤BFL/TTL≤0.34。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜(L3)的焦距F3和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：0.51≤F3/F≤0.73。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜(L4)的焦距F4和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：-1.05≤F4/F≤-0.81。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)的组合焦距F34和所述定焦镜头的焦距F满足以下关系：1.41≤F34/F≤2.04。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)的焦距F2和所述第四透镜(L4)的焦距F4满足以下关系：-1.73≤F2/F4≤-1.28。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)的焦距F1与所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)的组合焦距F12满足以下关系：-1.16≤F1/F12≤-0.23。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜(L3)的中心厚度d3、所述第四透镜(L4)的中心厚度d4与所述第三透镜(L3)像侧面距离所述第四透镜(L4)物侧面的中心长度d34满足以下关系：22.52≤(d3+d4)/d34≤38.71。