CN217060619U - 长焦型大孔径高清摄像镜头结构 - Google Patents

长焦型大孔径高清摄像镜头结构 Download PDF

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CN217060619U CN202123330836.2U CN202123330836U CN217060619U CN 217060619 U CN217060619 U CN 217060619U CN 202123330836 U CN202123330836 U CN 202123330836U CN 217060619 U CN217060619 U CN 217060619U
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许熠宸
罗杰
林文斌
薛政云
胡青平
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Abstract

本发明涉及一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构，镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，所述第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为弯月正透镜，本镜头结构简洁，易于装配，更适合大规模高良率生产；焦距更长，面型设计良好，畸变更低，像质优秀；孔径更大，可以呈现更高解析力和画面亮度，不惧暗光环境；成像尺寸更大，且照度均匀性良好，可以适配新一代大靶面CMOS。

Description

长焦型大孔径高清摄像镜头结构
技术领域
本发明涉及一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构。
背景技术
光学镜头已经成为交通工具向智能化发展的重要依托，同时，随着人们及汽车厂商对车辆环境感知能力的要求不断提升，其所搭载的各种光学镜头也逐渐向专门化方向演进，导致近些年来社会对不同类型的小尺寸光学镜头的需求均不断攀升，例如高清长焦镜头、超广角镜头等。然而当前市面上大部分相关产品解析力不佳、畸变较大、画面亮度不均匀，导致车辆的自动感知能力陷入发展瓶颈。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构，所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，所述第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为弯月正透镜。
进一步的，所述光学系统的焦距为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为
Figure 414898DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 925514DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 269033DEST_PATH_IMAGE006
，其中
Figure 992138DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 868827DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 222448DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 755061DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 604611DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure 539069DEST_PATH_IMAGE001
满足以下比例：1.93<
Figure 391487DEST_PATH_IMAGE002
/
Figure 411396DEST_PATH_IMAGE001
<3.74，0.17<
Figure 712189DEST_PATH_IMAGE003
/
Figure 766733DEST_PATH_IMAGE001
<2.62，-2.51<
Figure 55632DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 562837DEST_PATH_IMAGE001
<-0.11，-2.13<
Figure 369119DEST_PATH_IMAGE005
/
Figure 839021DEST_PATH_IMAGE001
<-0.17，0.11<
Figure 970925DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 762163DEST_PATH_IMAGE001
<2.16。
进一步的，所述第一透镜满足关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 434453DEST_PATH_IMAGE008
≥50.0；第二透镜满足关系式：
Figure 965054DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 267859DEST_PATH_IMAGE008
≥50.0；第三透镜满足关系式：
Figure 546394DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 960058DEST_PATH_IMAGE008
≤50.0；第四透镜满足关系式：
Figure 843700DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 317407DEST_PATH_IMAGE008
≤40.0；第五透镜满足关系式：
Figure 286500DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 533548DEST_PATH_IMAGE008
≤50.0；其中
Figure 537276DEST_PATH_IMAGE007
为折射率，
Figure 978622DEST_PATH_IMAGE008
为阿贝常数。
进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤1.6。
进一步的，所述光学系统的F数≤1.4。
进一步的，所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.36。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简洁，易于装配，更适合大规模高良率生产；焦距更长，面型设计良好，畸变更低，像质优秀；孔径更大，可以呈现更高解析力和画面亮度，不惧暗光环境；成像尺寸更大，且照度均匀性良好，可以适配新一代大靶面CMOS。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1是本镜头实施例一的光学结构示意图。
图2是本镜头实施例一的全工作波段轴向色差图。
图3是本镜头实施例一的全工作波段垂轴色差图。
图4是本镜头实施例一的全工作波段场曲畸变图。
图5是本镜头实施例二的光学结构示意图。
图6是本镜头实施例二的全工作波段轴向色差图。
图7是本镜头实施例二的全工作波段垂轴色差图。
图8是本镜头实施例二的全工作波段场曲畸变图。
图9是本镜头实施例三的光学结构示意图。
图10是本镜头实施例三的全工作波段轴向色差图。
图11是本镜头实施例三的全工作波段垂轴色差图。
图12是本镜头实施例三的全工作波段场曲畸变图。
图中：STO-光阑；L1-第一透镜；L2-第二透镜； L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-等效玻璃平板；IMA-成像面。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构，所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑STO、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、等效玻璃平板L6，所述第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为弯月正透镜；
所述光学系统的焦距为
Figure 435011DEST_PATH_IMAGE001
，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为
Figure 190477DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 284598DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 100107DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 43792DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 602949DEST_PATH_IMAGE006
，其中
Figure 315690DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 36522DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 201924DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 299193DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 630555DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure 522287DEST_PATH_IMAGE001
满足以下比例：1.93<
Figure 237303DEST_PATH_IMAGE002
/
Figure 872683DEST_PATH_IMAGE001
<3.74，0.17<
Figure 294437DEST_PATH_IMAGE003
/
Figure 622651DEST_PATH_IMAGE001
<2.62，-2.51<
Figure 60847DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 499919DEST_PATH_IMAGE001
<-0.11，-2.13<
Figure 41759DEST_PATH_IMAGE005
/
Figure 540873DEST_PATH_IMAGE001
<-0.17，0.11<
Figure 964901DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 410926DEST_PATH_IMAGE001
<2.16。
所述第一透镜满足关系式：
Figure 807272DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 518700DEST_PATH_IMAGE008
≥50.0；第二透镜满足关系式：
Figure 633287DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 414161DEST_PATH_IMAGE008
≥50.0；第三透镜满足关系式：
Figure 930593DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 771510DEST_PATH_IMAGE008
≤50.0；第四透镜满足关系式：
Figure 373393DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 957958DEST_PATH_IMAGE008
≤40.0；第五透镜满足关系式：
Figure 328896DEST_PATH_IMAGE007
≥1.5，
Figure 842180DEST_PATH_IMAGE008
≤50.0；其中
Figure 665779DEST_PATH_IMAGE007
为折射率，
Figure 54035DEST_PATH_IMAGE008
为阿贝常数；
所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤1.6；
所述光学系统的F数≤1.4；
所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.36；
第二透镜、第四透镜、第五透镜均为非球面透镜；非球面曲线方程表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；
Figure 810639DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 524517DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 130685DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 588211DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 933742DEST_PATH_IMAGE017
均为高次项系数。
实施例一，如图1-4所示：
本实施例光学系统实现的技术指标如下：（1）焦距：13.7mm≤EFFL≤16.7mm；（2）光圈F≤1.4；（3）光学总长≤22.5mm；（4）工作波段：可见光。
本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure 287363DEST_PATH_IMAGE019
本实施例光学系统所采用的非球面透镜具体设计见下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
本实施例实现了小尺寸、大孔径、长焦、大靶面设计，对各类像差校正良好，可适用于4K高清摄像。
实施例二，如图5-8所示：
本实施例光学系统实现的技术指标如下：（1）焦距：13.7mm≤EFFL≤16.7mm；（2）光圈F≤1.4；（3）光学总长≤22.07mm；（4）工作波段：可见光。
本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
本实施例光学系统所采用的非球面透镜具体设计见下表：
Figure 147872DEST_PATH_IMAGE023
本实施例实现了小尺寸、大孔径、长焦、大靶面设计，对各类像差校正良好，可适用于4K高清摄像。
实施例三，如图9-12所示：
本实施例光学系统实现的技术指标如下：
（1）焦距：13.7mm≤EFFL≤16.7mm；（2）光圈F≤1.4；（3）光学总长≤22.4mm；（4）工作波段：可见光。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
本实施例光学系统所采用的非球面透镜具体设计见下表：
Figure 910553DEST_PATH_IMAGE025
本实施例实现了小尺寸、大孔径、长焦、大靶面设计，对各类像差校正良好，可适用于4K高清摄像。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述镜头的光学系统包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，所述第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为弯月负透镜，第五透镜为弯月正透镜。
2.根据权利要求1所述的长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述光学系统的焦距为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure 451473DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 634193DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 679509DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 340298DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 685829DEST_PATH_IMAGE012
与
Figure 773870DEST_PATH_IMAGE002
满足以下比例：1.93<
Figure 57215DEST_PATH_IMAGE004
/
Figure 787274DEST_PATH_IMAGE002
<3.74，0.17<
Figure 252890DEST_PATH_IMAGE006
/
Figure 777413DEST_PATH_IMAGE002
<2.62，-2.51<
Figure 46589DEST_PATH_IMAGE008
/
Figure 314759DEST_PATH_IMAGE002
<-0.11，-2.13<
Figure 103723DEST_PATH_IMAGE010
/
Figure 799147DEST_PATH_IMAGE002
<-0.17，0.11<
Figure 571931DEST_PATH_IMAGE012
/
Figure 112634DEST_PATH_IMAGE002
<2.16。
3.根据权利要求1所述的长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述第一透镜满足关系式：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
≥1.5，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
≥50.0；第二透镜满足关系式：
Figure 569154DEST_PATH_IMAGE014
≥1.5，
Figure 169900DEST_PATH_IMAGE016
≥50.0；第三透镜满足关系式：
Figure 429980DEST_PATH_IMAGE014
≥1.5，
Figure 554799DEST_PATH_IMAGE016
≤50.0；第四透镜满足关系式：
Figure 318356DEST_PATH_IMAGE014
≥1.5，
Figure 621161DEST_PATH_IMAGE016
≤40.0；第五透镜满足关系式：
Figure 837379DEST_PATH_IMAGE014
≥1.5，
Figure 985464DEST_PATH_IMAGE016
≤50.0；其中
Figure 619838DEST_PATH_IMAGE014
为折射率，
Figure 827966DEST_PATH_IMAGE016
为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤1.6。
5.根据权利要求1所述的长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述光学系统的F数≤1.4。
6.根据权利要求1所述的长焦型大孔径高清摄像镜头结构，其特征在于：所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.36。
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