CN216351481U - 定焦镜头 - Google Patents
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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第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、光阑(STOP)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)和第六透镜(L6)，所述定焦镜头的有效焦距f与总长TTL满足以下关系：f/TTL≤0.26。本实用新型的定焦镜头具有低成本、小型化的特点，且在‑40℃～80℃温度范围内不虚焦。
Description
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
随着科学技术的进步，安防监控设施也日益普及，而定焦镜头则因其成像高清、监控视野广、低照度条件下成像清晰等优点被广泛应用于安防监控领域，这类镜头被统称为安防监控镜头。而在夜间或者光照条件不充足的环境下，由于拍摄亮度不足，会导致镜头无法清晰成像。现有技术中，通常采用红外补光的方式来实现成像目的。但是，红外成像的范围较小，且无法保证拍摄真实色彩信息，会使得色彩失真严重。因此，如何在夜间或者光照条件不充足的环境中保证镜头清晰成像是安防监控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第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述定焦镜头的有效焦距f与总长TTL满足以下关系：f/TTL≤0.26。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度或正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有负光焦度。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜为凸凹型非球面透镜，所述第二透镜为凹凸型非球面透镜，所述第三透镜为凸凹型非球面透镜，所述第四透镜为双凸型球面透镜，所述第五透镜为双凸型非球面透镜，所述第六透镜为近轴区凹凸型非球面透镜。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第五透镜和所述第六透镜的材质为塑胶。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第一透镜的有效焦距f1满足以下关系：-2.2≤f1/f≤-1.8。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第二透镜的有效焦距f2满足以下关系：-162≤f2/f≤2.5。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第三透镜的有效焦距f3满足以下关系：-32≤f3/f≤-1.5。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第四透镜和所述第五透镜的有效焦距之和(f4+f5)满足以下关系：2.4≤(f4+f5)/f≤2.65。
根据本实用新型的一个方面，至少有一枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下条件：VD≥60。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的FNO数与有效焦距f满足以下关系：0.1≤FNO/f。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距f与半像高h满足以下关系：1.4≤f/h≤1.6。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的总长TTL、最大半像高H与最大视场角DFOV满足以下关系：TTL/H/DFOV≤0.065。
根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的物侧最大通光口径D、所述定焦镜头的总长TTL、所述定焦镜头的最大半像高H满足以下关系：D/TTL/H≤1.3。
根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的FNO数满足以下条件：FNO≤1.65。
根据本实用新型的构思，提供一种低成本，小型化，且在-40℃～80℃温度范围内不虚焦的日夜共焦玻塑混合定焦成像镜头。
根据本实用新型的一个方案，选择塑胶作为非球面透镜的材质，从而有利于降低成本，且能够有效校正高低温成像。
根据本实用新型的一个方案，通过合理设置定焦镜头的有效焦距与第一透镜、第二透镜、第三透镜的焦距以及第四、第五透镜的焦距之和的关系，并使至少一枚透镜为阿贝数在一定数值以上的低色散玻璃，可以有效校正系统色差，有利于实现高像质。
根据本实用新型的一个方案，通过合理设置定焦镜头的有效焦距和总长的关系、定焦镜头的FNO数与有效焦距的关系、定焦镜头的有效焦距与半像高的关系、定焦镜头的总长、最大半像高与最大视场角的关系以及第一透镜的物侧最大通光口径、定焦镜头的总长与定焦镜头的最大半像高的关系，有利于实现高像质，且能保证定焦镜头的体积较小。
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一种实施方式的定焦镜头的MTF图；
图3示意性表示本实用新型的第一种实施方式的定焦镜头频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图4示意性表示本实用新型的第一种实施方式的定焦镜头高温80℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图5示意性表示本实用新型的第一种实施方式的定焦镜头低温-40℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图6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7示意性表示本实用新型的第二种实施方式的定焦镜头的MTF图；
图8示意性表示本实用新型的第二种实施方式的定焦镜头频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图9示意性表示本实用新型的第二种实施方式的定焦镜头高温80℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图10示意性表示本实用新型的第二种实施方式的定焦镜头低温-40℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图11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12示意性表示本实用新型的第三种实施方式的定焦镜头的MTF图；
图13示意性表示本实用新型的第三种实施方式的定焦镜头频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图14示意性表示本实用新型的第三种实施方式的定焦镜头高温80℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图15示意性表示本实用新型的第三种实施方式的定焦镜头低温-40℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图16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17示意性表示本实用新型的第四种实施方式的定焦镜头的MTF图；
图18示意性表示本实用新型的第四种实施方式的定焦镜头频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图19示意性表示本实用新型的第四种实施方式的定焦镜头高温80℃频率为125lp/mm的Through-Focus-MTF图；
图20示意性表示本实用新型的第四种实施方式的定焦镜头低温-40℃频率为125lp/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。
参见图1，本实用新型的定焦镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6。本实用新型中，定焦镜头的有效焦距f与总长TTL满足以下关系：f/TTL≤0.26。
本实用新型中，第一透镜L1具有负光焦度，第二透镜L2具有负光焦度或正光焦度，第三透镜L3具有负光焦度，第四透镜L4具有正光焦度，第五透镜L5具有正光焦度，第六透镜L6具有负光焦度。
本实用新型中，第一透镜L1为凸凹型非球面透镜，第二透镜L2为凹凸型非球面透镜，第三透镜L3为凸凹型非球面透镜，第四透镜L4为双凸型球面透镜，第五透镜L5为双凸型非球面透镜，第六透镜L6为近轴区凹凸型非球面透镜。
本实用新型中，第一透镜L1、所述第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5和第六透镜L6的材质为塑胶。如此，有利于降低成本，且能够有效校正高低温成像。
本实用新型中，定焦镜头的有效焦距f与第一透镜L1的有效焦距f1满足以下关系：-2.2≤f1/f≤-1.8。定焦镜头的有效焦距f与第二透镜L2的有效焦距f2满足以下关系：-162≤f2/f≤2.5。定焦镜头的有效焦距f与第三透镜L3的有效焦距f3满足以下关系：-32≤f3/f≤-1.5。定焦镜头的有效焦距f与第四透镜L4和第五透镜L5的有效焦距之和(f4+f5)满足以下关系：2.4≤(f4+f5)/f≤2.65。定焦镜头中至少有一枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下条件：VD≥60。满足上述设置，可以有效校正系统色差，有利于实现高像质。
本实用新型中，定焦镜头的FNO数与有效焦距f满足以下关系：0.1≤FNO/f。定焦镜头的有效焦距f与半像高h满足以下关系：1.4≤f/h≤1.6。定焦镜头的总长TTL、最大半像高H与最大视场角DFOV满足以下关系：TTL/H/DFOV≤0.065。第一透镜L1的物侧最大通光口径D、定焦镜头的总长TTL、定焦镜头的最大半像高H满足以下关系：D/TTL/H≤1.3。如此，再配合上述定焦镜头的有效焦距和总长的关系设置，有利于实现高像质，且能保证定焦镜头的体积较小。
本实用新型中，定焦镜头的FNO数满足以下条件：FNO≤1.65。
综上所述，本实用新型的定焦镜头可实现大光圈高像素，FNO≤1.65，整体照度均匀，亮度较好，可实现日夜共焦。通过优化配置各个透镜的正负光焦度，使得像差能够得到有效的校正。定焦镜头的像面高度可达Φ7.6mm,可适配1/2.5"、1/2.7"等sensor，具有广阔的应用前景及市场竞争力。并且，定焦镜头能够实现在-40℃～80℃温度范围内不虚焦，从而可适用于不同环境。而镜头总长≤22.5mm(带保护平板玻璃CG)，因此体积较小。另外，镜头单部品及组装公差也较好，从而具有良好的制造性。
以下以四种实施方式来详细说明本实用新型的定焦镜头，在下列实施方式中，以S1、S2、…、SN表示各个光学元件的面，其中，光阑STOP也可记为STO，像面IMAGE也可记为IMA。
其中，塑胶非球面透镜满足以下公式：
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。
具体满足上述条件式的各实施方式的参数如下表1所示：
表1
第一种实施方式
参见图1至图5，本实施方式的定焦镜头的各参数为，F#：1.61；镜头总长：22.275mm；视场角：95.6°。其中，第二透镜L2具有负光焦度。
本实施方式的定焦镜头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，如下表2所示：
表2
本实施方式中各非球面透镜的非球面系数如下表3所示：
表3
其中，K为该表面的二次曲面常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16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。
第二种实施方式
参见图6至图10，本实施方式的定焦镜头的各参数为，F#：1.61；镜头总长：22.499mm；视场角：94°。其中，第二透镜L2具有正光焦度。
本实施方式的定焦镜头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，如下表4所示：
| 面序号 | 表面类型 | R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S1 | 非球面 | 3.798 | 1.408 | 1.54 | 55.99 |
| S2 | 非球面 | 1.994 | 2.181 | ||
| S3 | 非球面 | -5.859 | 2.708 | 1.66 | 20.38 |
| S4 | 非球面 | -4.055 | 0.028 | ||
| S5(STO) | 球面 | Infinity | 0.372 | ||
| S6 | 非球面 | 8.522 | 1.500 | 1.66 | 20.38 |
| S7 | 非球面 | 3.435 | 0.651 | ||
| S8 | 球面 | 6.434 | 3.644 | 1.44 | 95.10 |
| S9 | 球面 | -6.095 | 0.100 | ||
| S10 | 非球面 | 7.893 | 2.432 | 1.54 | 55.71 |
| S11 | 非球面 | -5.151 | 0.326 | ||
| S12 | 非球面 | -2.388 | 1.067 | 1.66 | 20.38 |
| S13 | 非球面 | -3.793 | 5.082 | ||
| S14 | 球面 | Infinity | 0.7 | 1.52 | 64.21 |
| S15 | 球面 | Infinity | 0.3 | ||
| S16(IMA) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表4
本实施方式中各非球面透镜的非球面系数如下表5所示：
表5
其中，K为该表面的二次曲面常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16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。
第三种实施方式
参见图11至图15，本实施方式的定焦镜头的各参数为，F#：1.61；镜头总长：22.485mm；视场角：97°。其中，第二透镜L2具有负光焦度。
本实施方式的定焦镜头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，如下表6所示：
| 面序号 | 表面类型 | R值 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 |
| S1 | 非球面 | 3.490 | 1.615 | 1.54 | 55.71 |
| S2 | 非球面 | 1.918 | 2.158 | ||
| S3 | 非球面 | -5.838 | 2.604 | 1.54 | 55.71 |
| S4 | 非球面 | -7.657 | 0.100 | ||
| S5(STO) | 球面 | Infinity | 1.135 | ||
| S6 | 非球面 | 6.171 | 2.305 | 1.64 | 23.53 |
| S7 | 非球面 | 4.994 | 0.206 | ||
| S8 | 球面 | 6.277 | 2.838 | 1.44 | 95.10 |
| S9 | 球面 | -6.881 | 0.100 | ||
| S10 | 非球面 | 6.945 | 2.383 | 1.54 | 55.71 |
| S11 | 非球面 | -5.454 | 0.293 | ||
| S12 | 非球面 | -2.836 | 0.976 | 1.64 | 23.53 |
| S13 | 非球面 | -5.488 | 4.772 | ||
| S14 | 球面 | Infinity | 0.7 | 1.52 | 64.21 |
| S15 | 球面 | Infinity | 0.3 | ||
| S16(IMA) | 球面 | Infinity | - | - | - |
表6
本实施方式中各非球面透镜的非球面系数如下表7所示：
表7
其中，K为该表面的二次曲面常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16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。
第四种实施方式
参见图16至图20，本实施方式的定焦镜头的各参数为，F#：1.60；镜头总长：22.445mm；视场角：96.6°。其中，第二透镜L2具有负光焦度。
本实施方式的定焦镜头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，如下表8所示：
表8
本实施方式中各非球面透镜的非球面系数如下表9所示：
表9
其中，K为该表面的二次曲面常数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16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。
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 (14)
1.一种定焦镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、光阑(STOP)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)和第六透镜(L6)，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与总长TTL满足以下关系：f/TTL≤0.26。
2.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)具有负光焦度，所述第二透镜(L2)具有负光焦度或正光焦度，所述第三透镜(L3)具有负光焦度，所述第四透镜(L4)具有正光焦度，所述第五透镜(L5)具有正光焦度，所述第六透镜(L6)具有负光焦度。
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)为凸凹型非球面透镜，所述第二透镜(L2)为凹凸型非球面透镜，所述第三透镜(L3)为凸凹型非球面透镜，所述第四透镜(L4)为双凸型球面透镜，所述第五透镜(L5)为双凸型非球面透镜，所述第六透镜(L6)为近轴区凹凸型非球面透镜。
4.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)、所述第二透镜(L2)、所述第三透镜(L3)、所述第五透镜(L5)和所述第六透镜(L6)的材质为塑胶。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第一透镜(L1)的有效焦距f1满足以下关系：-2.2≤f1/f≤-1.8。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第二透镜(L2)的有效焦距f2满足以下关系：-162≤f2/f≤2.5。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第三透镜(L3)的有效焦距f3满足以下关系：-32≤f3/f≤-1.5。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)的有效焦距之和f4+f5满足以下关系：2.4≤(f4+f5)/f≤2.65。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，至少有一枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下条件：VD≥60。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的FNO数与有效焦距f满足以下关系：0.1≤FNO/f。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的有效焦距f与半像高h满足以下关系：1.4≤f/h≤1.6。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的总长TTL、最大半像高H与最大视场角DFOV满足以下关系：TTL/H/DFOV≤0.065。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)的物侧最大通光口径D、所述定焦镜头的总长TTL、所述定焦镜头的最大半像高H满足以下关系：D/TTL/H≤1.3。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头的FNO数满足以下条件：FNO≤1.65。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122700242.XU CN216351481U (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 定焦镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122700242.XU CN216351481U (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 定焦镜头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216351481U true CN216351481U (zh) | 2022-04-19 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122700242.XU Active CN216351481U (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 定焦镜头 |
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2021
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