CN216387545U

CN216387545U - 一种低畸变长焦镜头

Info

Publication number: CN216387545U
Application number: CN202123277585.6U
Authority: CN
Inventors: 汪俊朋
Original assignee: Weihai Jiarui Optoelectronic Technology Co ltd
Current assignee: Weihai Jiarui Optoelectronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2031-12-24

Abstract

本实用新型公开了一种低畸变长焦镜头，包括光阑，它还包括具有正焦距的第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑，第一透镜组、第二透镜组依次同轴设置于物面与像面之间。本实用新型仅通过六片玻璃球面镜片即可生产出具有低畸变、长焦距、较高图像分辨率以及高清晰度的光学镜头，不仅监控距离较长，更有利于清楚有效的还原事发经过，而且有利于镜头的小型化设计，从而降低生产成本。此外，本设计结构简单紧凑、透镜数量少，尤其适合作为低畸变、长焦镜头使用。

Description

一种低畸变长焦镜头

技术领域

本实用新型涉及一种长焦镜头，尤其涉及一种低畸变长焦镜头，属于光学成像技术领域。

背景技术

长焦镜头是一种能够以较大的物距进行拍摄的光学成像镜头，根据长焦镜头物距范围大的这种特点，其通常被广泛应用在远景拍摄的摄像装置上。近年来，移动装置、通讯装置、侦查预警装置及安全监控装置等领域的产品镜头也在朝向轻、薄、短小的设计趋势而发展；而在镜头模块小型化的过程中，人们还希望镜头兼具有较高的像素，才方便于撷取更清晰的图像。

现有光学成像镜头的视场角范围大，容易导致拍摄距离较近、难以实现远距离拍摄等问题，也不利于清楚有效的实现长距离监控与测量，已不能满足光学镜头对越来越高的图像分辨率和清晰度的要求。因此，如何能够设计一款小型化、低畸变，且拥有较高成像质量的长焦镜头已成为目前本领域人士所极力研究的议题。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种低畸变长焦镜头。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种低畸变长焦镜头，包括光阑，它还包括具有正焦距的第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑，第一透镜组、第二透镜组依次同轴设置于物面与像面之间。

优选的，第一透镜组包括具有正光焦度且凸面朝向物方的双凸透镜一号透镜、具有正光焦度且凸面朝向物方的弯月透镜二号透镜、具有负光焦度的弯月透镜三号透镜。

优选的，第二透镜组包括具有负光焦度且凸面朝向像方的弯月透镜四号透镜、五号透镜和六号透镜粘合而成的胶合透镜。

优选的，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、六号透镜依次同轴设置于物面与像面之间。

优选的，第一透镜组的组合焦距为fa，组合焦距的范围为2<|fa|/f<6；

一号透镜、二号透镜、三号透镜的焦距分别为f1、f2、f3，其焦距范围分别为：1<|f1|/f<2.5、2<|f2|/f<6、0.7<|f3|/f<2.4。

优选的，第二透镜组的组合焦距为fb，组合焦距的范围为0.5<|fb|/f<1.4；

四号透镜、胶合透镜的焦距分别为f4、f5-6，其焦距范围分别为：0.4<|f4|/f<1.3、0.3<|f5-6|/f<0.9。

优选的，一号透镜的物方表面至像面沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为3<|D/fa|<5且8<|D/fb|<16。

优选的，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、六号透镜均为玻璃球面镜片。

优选的，一号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

二号透镜的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为52<Vd<62；

三号透镜的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为54<Vd<64；

四号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<28；

五号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<27；

六号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为40<Vd<50。

优选的，第一透镜组、第二透镜组的光学总长TTL小于或者等于10.2mm。

本实用新型仅通过六片玻璃球面镜片即可生产出具有低畸变、长焦距、较高图像分辨率以及高清晰度的光学镜头，不仅监控距离较长，更有利于清楚有效的还原事发经过，而且有利于镜头的小型化设计，从而降低生产成本。此外，本设计结构简单紧凑、透镜数量少，尤其适合作为低畸变、长焦镜头使用。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成结构图。

图2为光线从实施例一进入的路径图。

图3为实施例一的MTF解像曲线图。

图4为实施例一的像散曲线图。

图5为实施例一的光学畸变图。

图6为实施例一的相对照度图。

图中：1、一号透镜；2、二号透镜；3、三号透镜；4、四号透镜；5、五号透镜；6、六号透镜；7、物面；8、光阑；9、像面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示的一种低畸变长焦镜头，包括光阑8，它还包括具有正焦距的第一透镜组、第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑8，以限制经过第一透镜组在进入第二透镜组时光学的光通量，也可以滤掉部分杂散光，进而提升光学效能，实现最佳的成像效果。

第一透镜组、第二透镜组依次同轴设置于物面7与像面9之间。一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3、四号透镜4、五号透镜5、六号透镜6依次同轴设置于物面7与像面9之间。其中，一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3共同构成具有正光焦度的第一透镜组，用于以最大视场角接收外界光线，并修正部分像差；而四号透镜4、五号透镜5、六号透镜6共同构成具有正光焦度的第二透镜组，用于接收第一透镜组的光线，并将光线汇聚到像平面上。

作为优选，第一透镜组包括具有正光焦度且凸面朝向物方的双凸透镜一号透镜1、具有正光焦度且凸面朝向物方的弯月透镜二号透镜2、具有负光焦度的弯月透镜三号透镜3。

作为优选，第二透镜组包括具有负光焦度且凸面朝向像方的弯月透镜四号透镜4、五号透镜5和六号透镜6粘合而成的胶合透镜。

作为优选，一号透镜1为具有正光焦度的双凸透镜；二号透镜2为具有正光焦度且凸面朝向物方的弯月透镜，以校正穿经一号透镜1的光线所产生的像差，并将光线传送三号透镜3；三号透镜3具有负光焦度，其为凸面朝向像面的弯月透镜，用以校正穿经二号透镜2的光线所产生的像差，并将光线经光阑8的光线汇聚并传送到四号透镜4；四号透镜4为具有负光焦度且凸面朝向像方的弯月透镜，以将校正像差，并将光线汇聚并传送到胶合透镜；五号透镜5和六号透镜6相互粘合形成胶合透镜组，该胶合透镜组具有正光焦度，可实现最小色差，同时减小球差，并将光线汇聚并传送到像面9；

其中，第一透镜组的组合焦距为fa，组合焦距的范围为2<|fa|/f<6；第二透镜组的组合焦距为fb，组合焦距的范围为0.5<|fb|/f<1.4；

低畸变长焦镜头的整个光学系统的焦距为f，则第一透镜组、第二透镜组的组合焦距fa、fb分别满足以下条件：

1)2<|fa|/f<6；fa在此范围内，可增大光学镜头的视角并且有利于第一透镜的加工；

2)0.5<|fb|/f<1.4；fb在此范围内，可减小系统的高级像差改善成像质量同时校正畸变提高影像周边的光亮度；

其中，一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3的焦距分别为f1、f2、f3，其焦距范围分别为：1<|f1|/f<2.5、2<|f2|/f<6、0.7<|f3|/f<2.4。四号透镜4、胶合透镜的焦距分别为f4、f5-6，其焦距范围分别为：0.4<|f4|/f<1.3、0.3<|f5-6|/f<0.9。

作为优选，一号透镜1、二号透镜2、三号透镜3、四号透镜4、五号透镜5、六号透镜6均为玻璃球面镜片。本镜头中所有光学透镜均采用玻璃球面镜片，具有良好的像差特性，成像质量好，还可以有效降低加工难度和生产成本。

一号透镜1的折射率Nd为1.7<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；二号透镜2的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为52<Vd<62；三号透镜3的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为54<Vd<64；四号透镜4的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<28；五号透镜5的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<27；六号透镜6的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为40<Vd<50。

此外，一号透镜1的物方表面至像面9沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为3<|D/fa|<5且8<|D/fb|<16。

第一透镜组、第二透镜组的光学总长TTL小于或者等于10.2mm。

下面通过实施例对本实用新型的光学性能作进一步详细的说明。

实施例：

本实施例中，长焦镜头的有效焦距f为6.53mm，光学总长TTL＝10.2mm，具体光学参数见表1：

表1

表面名称	表面类型	曲面半径	厚度	折射率	色散系数
						一号透镜	球面	4.9	1.0	1.72	53.9
	球面	41.54	0.1
						二号透镜	球面	4.2437	0.4	1.49	57.4
	球面	5.1651	0.233
						三号透镜	球面	3.63	0.4	1.5	57.5
	球面	1.7	0.24
						光阑	球面	无限	0.26
四号透镜	球面	-2.2	0.427	1.64	23.7
							球面	-7.73	0.12
五号透镜	球面	24.6	0.4	1.81	25.3
						六号透镜	球面	5.5	1.28	1.8	46.6
	球面	-2.97	5.22

本实施例中TTL＝10.2、|f|＝6.53、|f1|/f＝1.2、|f2|/f＝5.38、|f3|/f＝1.05、|f4|/f＝0.7、|f5-6|/f＝0.52、|D/fa|＝3.5、|D/fb|＝11.2。

图2展示了光线从本实施例中进入的路径图。下面通过具体实验对本实用新型的光学性能进行验证。

(1)本实施例的MTF解像曲线如图3所示，其中，横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值。从图3可以看出，本实施例在200lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度，其综合解像水平较高，也意味着拍摄画面的清晰度较高；且整个MTF下降平滑，高频和低频部分可以得到有效的平衡。

(2)本实施例的像散曲线如图4所示，从图4中可以看出，本实施例的像散得到了有效控制，可在一定程度上反应光学畸变水平。

(3)本实施例的光学畸变图如图5所示，当全球面设计在全视场时，本实施例的最大畸变仅为0.65％，畸变校正良好，适合作为低畸变长焦镜头使用。

(4)本实施例的相对照度曲线如图6所示，其中，横坐标表示角度，纵坐标表示相对照度值。从图6中可以看出，系统照度高于75％，满足使用需求。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种低畸变长焦镜头，包括光阑(8)，其特征在于：它还包括具有正焦距的第一透镜组、第二透镜组，所述第一透镜组与第二透镜组之间设置有光阑(8)，第一透镜组、第二透镜组依次同轴设置于物面(7)与像面(9)之间。

2.根据权利要求1所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述第一透镜组包括具有正光焦度且凸面朝向物方的双凸透镜一号透镜(1)、具有正光焦度且凸面朝向物方的弯月透镜二号透镜(2)、具有负光焦度的弯月透镜三号透镜(3)。

3.根据权利要求2所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述第二透镜组包括具有负光焦度且凸面朝向像方的弯月透镜四号透镜(4)、五号透镜(5)和六号透镜(6)粘合而成的胶合透镜。

4.根据权利要求3所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)、四号透镜(4)、五号透镜(5)、六号透镜(6)依次同轴设置于物面(7)与像面(9)之间。

5.根据权利要求2所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述第一透镜组的组合焦距为fa，组合焦距的范围为2<|fa|/f<6；

所述一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)的焦距分别为f1、f2、f3，其焦距范围分别为：1<|f1|/f<2.5、2<|f2|/f<6、0.7<|f3|/f<2.4。

6.根据权利要求3所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述第二透镜组的组合焦距为fb，组合焦距的范围为0.5<|fb|/f<1.4；

所述四号透镜(4)、胶合透镜的焦距分别为f4、f5-6，其焦距范围分别为：0.4<|f4|/f<1.3、0.3<|f5-6|/f<0.9。

7.根据权利要求2所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)的物方表面至像面(9)沿光轴方向的距离为D，D的取值范围为3<|D/fa|<5且8<|D/fb|<16。

8.根据权利要求4所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述一号透镜(1)、二号透镜(2)、三号透镜(3)、四号透镜(4)、五号透镜(5)、六号透镜(6)均为玻璃球面镜片。

9.根据权利要求8所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：

所述一号透镜(1)的折射率Nd为1.7<Nd<1.8，色散率Vd为50<Vd<60；

所述二号透镜(2)的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为52<Vd<62；

所述三号透镜(3)的折射率Nd为1.4<Nd<1.6，色散率Vd为54<Vd<64；

所述四号透镜(4)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为22<Vd<28；

所述五号透镜(5)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为20<Vd<27；

所述六号透镜(6)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为40<Vd<50。

10.根据权利要求1所述的低畸变长焦镜头，其特征在于：所述第一透镜组、第二透镜组的光学总长TTL小于或者等于10.2mm。