CN217112863U - 一种定焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种定焦镜头。该定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的正光焦度的第一透镜组、光阑和正光焦度的第二透镜组，第一透镜组包括四片透镜，第二透镜组包括三片透镜；其中，第一透镜组的焦距f10和第二透镜组的焦距f20满足：1<f10/f20<1.1。本实施例提供的定焦镜头包括七片透镜，其焦距f＝3.02mm，光圈F＝2.0，支持1/2.8英寸靶面和8MP分辨率，光学总长TTL<22mm，主光线倾斜角CRA为15°±8°，红外离焦(850nm)<0.015mm，最大视场角152°，具有体积小、成像质量高等优点。

Description

一种定焦镜头

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种定焦镜头。

背景技术

随着汽车的普及，行车记录仪成了汽车的标配，用量越来越大，而随着汽车主控芯片算力的提升，可以支持到4K(3840*2160)的图像的传输，而市面上4K分辨率的镜头镜片数量多、体积较大，难以达到行车记录仪的要求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种定焦镜头，该定焦镜头包括七片透镜，其焦距f＝3.02mm，光圈F＝2.0，支持1/2.8英寸靶面和8MP分辨率，光学总长TTL<22mm，主光线倾斜角CRA为15°±8°，红外离焦(850nm)<0.015mm，最大视场角152°，具有体积小、成像质量高等优点。

本实用新型实施例提供了一种定焦镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的正光焦度的第一透镜组、光阑和正光焦度的第二透镜组，所述第一透镜组包括四片透镜，所述第二透镜组包括三片透镜；

其中，所述第一透镜组的焦距f10和所述第二透镜组的焦距f20满足：

1<f10/f20<1.1。

可选的，所述第一透镜组的焦距f10和所述第二透镜组的焦距f20满足：

8.5mm<f10<9.5mm；

8.1mm<f20<8.6mm。

可选的，所述第一透镜组包括从物方到像方依次排列的负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜和正光焦度的第四透镜，所述第二透镜组包括从物方到像方依次排列的正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜和正光焦度的第七透镜。

可选的，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第二透镜为双凹型透镜，所述第三透镜为双凸型透镜，所述第四透镜为双凸型透镜，所述第五透镜为双凸型透镜，所述第六透镜为弯月型透镜，所述第七透镜为双凸型透镜。

可选的，所述第一透镜至所述第四透镜满足：

-4.5mm<f1<-6mm；

-6mm<f2<-7mm；

9.1mm<f3<12mm；

7mm<f4<10mm；

其中，f1、f2、f3和f4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的焦距。

可选的，所述第五透镜至所述第七透镜满足：

4mm<f5<6mm；

-5mm<f6<-6mm；

10.1mm<f7<15mm；

其中，f5、f6和f7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的焦距。

可选的，所述第一透镜和所述第二透镜之间的间隙范围为2mm～2.5mm，所述第二透镜和所述第三透镜之间的间隙范围为0.5mm～0.75mm，所述第三透镜和所述第四透镜之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，所述第四透镜与所述光阑之间的间隙范围为2.3mm～2.8mm。

可选的，所述光阑与所述第五透镜之间的间隙范围为0.8mm～1.15mm，所述第五透镜和所述第六透镜形成胶合透镜，所述第六透镜与所述第七透镜之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，所述第七透镜与保护玻璃的间隙范围为0.25mm～0.4mm。

可选的，所述第一透镜组满足：

1.7<n1<1.8，30<v1<40；

1.5<n2<1.65，60<v2<70；

1.9<n3<2.05，25<v3<35；

1.5<n4<1.65，60<v4<70；

其中，n1、n2、n3和n4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率，v1、v2、v3和v4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的阿贝数。

可选的，所述第二透镜组满足：

1.5<n5<1.65，60<v5<70；

1.85<n6<2，20<v6<25；

1.85<n7<2，30<v7<40；

其中，n5、n6和n7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的折射率，v5、v6和v7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的阿贝数。

本实用新型实施例的技术方案，包括沿光轴从物方到像方依次排列的正光焦度的第一透镜组、光阑和正光焦度的第二透镜组，第一透镜组包括四片透镜，第二透镜组包括三片透镜；其中，述第一透镜组的焦距f10和第二透镜组的焦距f20满足：1<f10/f20<1.1。通过七片透镜的组合，形成一种适用于行车记录仪的4K定焦镜头，其焦距f＝3.02mm，光圈F＝2.0，支持1/2.8英寸靶面和8MP分辨率，光学总长TTL<22mm，主光线倾斜角CRA为15°±8°，红外离焦(850nm)<0.015mm，最大视场角152°，具有体积小、成像质量高等优点。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本实用新型实施例提供的一种定焦镜头的结构示意图；

图2本实用新型实施例提供的定焦镜头的调制传递函数MTF曲线示意图；

图3为本实用新型实施例提供的定焦镜头的场曲及畸变曲线示意图；

图4是为本实用新型实施例提供的定焦镜头的CRA曲线示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种定焦镜头的结构示意图。参考图1，该定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的正光焦度的第一透镜组10、光阑30和正光焦度的第二透镜组20，第一透镜组10包括四片透镜，第二透镜组20包括三片透镜；其中，第一透镜组10的焦距f10和第二透镜组20的焦距f20满足：1<f10/f20<1.1。

其中，光焦度表示像方光束汇聚度与物方光束汇聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面(即透镜的一个表面)，可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形成的系统(即透镜组)。在本实施例中，可以将第一透镜组10、光阑30和第二透镜组20固定于一个镜筒(图1中未示出)内，以使各个透镜的位置固定。通过设置1<f10/f20<1.1，有利于提升镜头的分辨率。

继续参考图1，可选的，第一透镜组10包括从物方到像方依次排列的负光焦度的第一透镜101、负光焦度的第二透镜102、正光焦度的第三透镜103和正光焦度的第四透镜104，第二透镜组20包括从物方到像方依次排列的正光焦度的第五透镜201、负光焦度的第六透镜202和正光焦度的第七透镜203。通过设置负光焦度的第一透镜101，有利于收集外界光线，增大镜头的入射角。

本实用新型实施例的技术方案，通过七片透镜的组合，形成一种适用于行车记录仪的4K定焦镜头，其焦距f＝3.02mm，光圈F＝2.0，支持1/2.8英寸靶面和8MP分辨率，光学总长TTL<22mm，主光线倾斜角CRA为15°±8°，红外离焦(850nm)<0.015mm，最大视场角152°，具有体积小、成像质量高等优点。

在某一实施例中，可选的，第一透镜组10的焦距f10和第二透镜组的焦距f20满足：

8.5mm<f10<9.5mm；

8.1mm<f20<8.6mm。

通过第一透镜组10和第二透镜组20的焦距的配合关系，可以使镜头的分辨率满足预设要求。

可选的，第一透镜101为弯月型透镜，第二透镜102为双凹型透镜，第三透镜103为双凸型透镜，第四透镜104为双凸型透镜，第五透镜201为双凸型透镜，第六透镜201为弯月型透镜，第七透镜203为双凸型透镜。

设置第一透镜101为弯月型透镜，形状弯向光阑30，可以承担大部分系统的负场曲，且第一透镜101的焦距f1满足-4.5mm<f1<-6mm，有利于提升系统的入射角。设置第二透镜102为双凹型透镜，与双凸型的第四透镜104配合，进一步设计第二透镜102的焦距f2满足-6mm<f2<-7mm，第四透镜104的焦距f4满足7mm<f4<10mm，第二透镜102和第四透镜104承担系统的大部分正像散与负场曲像差，有利于提升系统的分辨率，减低系统的总长。设置第三透镜103为双凸型透镜，且第三透镜103的焦距f3满足9.1mm<f3<12mm，第三透镜103采用高折射率玻璃，有助于降低系统的长度。设置第五透镜201为双凸型透镜，且第五透镜201的焦距f5满足4mm<f5<6mm，第四透镜104和第五透镜201均采用ED玻璃，有助于降低系统的色差，减少系统的温度漂移，使得镜头适应各种温度环境，提升系统的分辨率。设置第六透镜202为弯月形透镜，且第六透镜202的焦距f6满足-5mm<f6<-6mm，第五透镜201和第六透镜202胶合组成胶合透镜，第六透镜202采用高折射率的重火石玻璃，有利于减小系统的总长，提升系统的分辨率。设置第七透镜203为双凸型透镜，且第七透镜203的焦距f7满足10.1mm<f7<15mm，第七透镜203采用高折射率的玻璃，有利于减小系统的长度，控制系统的CRA。

可选的，第一透镜101和第二透镜102之间的间隙范围为2mm～2.5mm，第二透镜102和第三透镜103之间的间隙范围为0.5mm～0.75mm，第三透镜103和第四透镜104之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，第四透镜104与光阑30之间的间隙范围为2.3mm～2.8mm。

可选的，光阑30与第五透镜201之间的间隙范围为0.8mm～1.15mm，第五透镜201和第六透镜202形成胶合透镜，第六透镜202与第七透镜203之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，第七透镜207与保护玻璃的间隙范围为0.25mm～0.4mm。通过合理设计各透镜之间的空气间隙，可以提高成像质量。

可选的，第一透镜组10满足：

1.7<n1<1.8，30<v1<40；

1.5<n2<1.65，60<v2<70；

1.9<n3<2.05，25<v3<35；

1.5<n4<1.65，60<v4<70；

其中，n1、n2、n3和n4分别表示第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103和第四透镜104的折射率，v1、v2、v3和v4分别表示第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103和第四透镜104的阿贝数。

可选的，第二透镜组20满足：

1.5<n5<1.65，60<v5<70；

1.85<n6<2，20<v6<25；

1.85<n7<2，30<v7<40；

其中，n5、n6和n7分别表示第五透镜201、第六透镜202和第七透镜203的折射率，v5、v6和v7分别表示第五透镜201、第六透镜203和第七透镜203的阿贝数。通过合理选择各个透镜的折射率和阿贝数，可以有效矫正像差、色差以及组装公差，提升成像性能。

表1为本实用新型实施例提供的定焦镜头的一种光学物理参数设计值：

表1定焦镜头的一种光学物理参数设计值

面序号	类型	半径	厚度	空气间隙	折射率
						1	球面	60.37	0.60		1.75
2	球面	3.65		2.37
						3	球面	-7.34	0.60		1.55
4	球面	7.34		0.63
						5	球面	31.57	2.79		2.00
6	球面	-13.54		0.10
						7	球面	6.05	2.20		1.59
8	球面	-19.94		2.51
						STO	球面	无限		0.94
10	球面	21.34	1.64		1.59
						11	球面	-3.02	1.16		1.90
12	球面	-8.73		0.10
						13	球面	13.28	1.27		1.90
14	球面	-42.40		0.28
						15	球面	无限		0.30
IMA	球面	无限		4.50

其中，表1中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，其中“1”表示第一透镜101的前表面(靠近物方一侧的表面)，“2”代表第一透镜10的后表面(靠近像方一侧的表面)，依次类推。“STO”代表光阑，IMA代表像面，“11”表示第五透镜201和第六透镜202的胶合面，“15”表示保护玻璃的表面。半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中无限代表该表面为平面，曲率半径为无穷大；厚度代表透镜中心位置的厚度，半径、厚度和空气间隙的单位均为mm，折射率代表对应透镜的折射率。

图2为本实用新型实施例提供的定焦镜头的调制传递函数MTF曲线示意图，由图2可知，该镜头从中心到0.7视场，分辨率达到8MP以上。图3为本实用新型实施例提供的定焦镜头的场曲及畸变曲线示意图，其中a、b、c、d分别对应的波长为0.486μm、0.545μm、0.588μm和0.656μm，由图3可知，该镜头像差均匀。图4为本实用新型实施例提供的定焦镜头的CRA曲线示意图，由图4可知，该镜头的CRA曲线满足设计要求。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定焦镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次排列的正光焦度的第一透镜组、光阑和正光焦度的第二透镜组，所述第一透镜组包括四片透镜，所述第二透镜组包括三片透镜；

其中，所述第一透镜组的焦距f10和所述第二透镜组的焦距f20满足：

1<f10/f20<1.1。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组的焦距f10和所述第二透镜组的焦距f20满足：

8.5mm<f10<9.5mm；

8.1mm<f20<8.6mm。

3.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括从物方到像方依次排列的负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜和正光焦度的第四透镜，所述第二透镜组包括从物方到像方依次排列的正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜和正光焦度的第七透镜。

4.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第二透镜为双凹型透镜，所述第三透镜为双凸型透镜，所述第四透镜为双凸型透镜，所述第五透镜为双凸型透镜，所述第六透镜为弯月型透镜，所述第七透镜为双凸型透镜。

5.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜至所述第四透镜满足：

-4.5mm<f1<-6mm；

-6mm<f2<-7mm；

9.1mm<f3<12mm；

7mm<f4<10mm；

其中，f1、f2、f3和f4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的焦距。

6.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第五透镜至所述第七透镜满足：

4mm<f5<6mm；

-5mm<f6<-6mm；

10.1mm<f7<15mm；

其中，f5、f6和f7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的焦距。

7.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜之间的间隙范围为2mm～2.5mm，所述第二透镜和所述第三透镜之间的间隙范围为0.5mm～0.75mm，所述第三透镜和所述第四透镜之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，所述第四透镜与所述光阑之间的间隙范围为2.3mm～2.8mm。

8.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述光阑与所述第五透镜之间的间隙范围为0.8mm～1.15mm，所述第五透镜和所述第六透镜形成胶合透镜，所述第六透镜与所述第七透镜之间的间隙范围为0.05mm～0.2mm，所述第七透镜与保护玻璃的间隙范围为0.25mm～0.4mm。

9.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜组满足：

1.7<n1<1.8，30<v1<40；

1.5<n2<1.65，60<v2<70；

1.9<n3<2.05，25<v3<35；

1.5<n4<1.65，60<v4<70；

其中，n1、n2、n3和n4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的折射率，v1、v2、v3和v4分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的阿贝数。

10.根据权利要求3所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组满足：

1.5<n5<1.65，60<v5<70；

1.85<n6<2，20<v6<25；

1.85<n7<2，30<v7<40；

其中，n5、n6和n7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的折射率，v5、v6和v7分别表示所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜的阿贝数。

Images