CN218158526U

CN218158526U - 定焦镜头

Info

Publication number: CN218158526U
Application number: CN202222207331.5U
Authority: CN
Inventors: 邹文彬; 蔡聪聪; 应永茂
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2032-08-22

Abstract

本实用新型涉及一种定焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：负光焦度的第一透镜(L1)、正光焦度的第二透镜(L2)、光阑(STO)、正光焦度的第三透镜(L3)、负光焦度的第四透镜(L4)和正光焦度的第五透镜(L5)，所述第一透镜(L1)、所述第二透镜(L2)、所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)均为非球面透镜，所述第三透镜(L3)为球面透镜，所述第二透镜(L2)的像侧面的中心到所述第三透镜(L3)的物侧面的中心的距离T23与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.1≤T23/TTL≤0.2。该镜头实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6、高像素的高性能，以及在‑40℃～80℃的温度范围内不虚焦。

Description

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

随着安防领域的发展，定焦镜头的应用范围越来越广泛，对其解像力、光圈、高低温性能、日夜共焦等方面提出了更高的要求。市场上现有的大视场的镜头往往无法兼顾体积小型化、轻量化的性能要求，且为了高分辨率和矫正色差，多采用多枚玻璃镜片或者胶合镜片。这种产品具有成本高，体积大的缺点。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种定焦镜头，实现大光圈、高像素、体积小、成本低、在-40℃～80℃温度范围内不虚焦、日夜共焦。

为实现上述发明目的，本实用新型提供一种定焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：负光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜、光阑、正光焦度的第三透镜、负光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为非球面透镜，所述第三透镜为球面透镜，所述第二透镜的像侧面的中心到所述第三透镜的物侧面的中心的距离T23与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.1≤T23/TTL≤0.2。

根据本实用新型的一个方面，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第一透镜和所述第四透镜均为近轴区凸凹透镜；

所述第二透镜为近轴区凹凸透镜；

所述第三透镜为凸凸透镜；

所述第五透镜为近轴区凸凸透镜。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的材料均为塑胶。

根据本实用新型的一个方面，所述第三透镜为玻璃透镜，且所述第三透镜的阿贝数VD3满足如下条件：65≤VD3≤95。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2之间满足如下条件：2.7≤R1/R2≤3.7。

根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4之间满足如下条件：1.2≤R3/R4≤1.8。

根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜的像侧面的中心到所述第五透镜的物侧面的中心的距离T45与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.01≤T45/TTL≤0.02。

根据本实用新型的一个方面，所述光阑到所述第三透镜的物侧面的中心的距离D5与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：D5/TTL≤0.2。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距F与所述第一透镜的焦距F1、所述第二透镜的焦距F2之间分别满足如下条件：-1.5≤F1/F≤-1.3；5.5≤F2/F≤8.2。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距F与所述第三透镜的焦距F3之间满足如下条件：1.8≤F3/F≤2.3。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距F与所述第四透镜的焦距F4、所述第五透镜的焦距F5之间分别满足如下条件：-2.0≤F4/F≤-1.5；1.2≤F5/F≤1.6。

根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜至所述第五透镜中具有最大中心厚度的第n透镜的中心厚度Tn与所述第一透镜至所述第五透镜中具有最小中心厚度的第m透镜的中心厚度Tm之间满足如下条件：3.4≤Tn/Tm≤5.7。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距F与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：5.5≤TTL/F≤6.6。

根据本实用新型的一个方面，所述定焦镜头的有效焦距F与所述定焦镜头的光学后焦BFL之间满足如下条件：0.4≤F/BFL≤0.6。

根据本实用新型的方案，通过优化配置五枚透镜的光学结构及其上述具体参数，使得该定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦(日夜共焦)，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

附图说明

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。

图1示意性表示本实用新型实施例1的定焦镜头的结构示意图；

图2示意性表示本实用新型实施例2的定焦镜头的结构示意图；

图3示意性表示本实用新型实施例3的定焦镜头的结构示意图；

图4示意性表示本实用新型实施例4的定焦镜头的结构示意图。

具体实施方式

此说明书实施例的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本实用新型保护范围的任何限制。以下对于优选实施例的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本实用新型并不特别地限定于优选的实施例。本实用新型的范围由权利要求书所界定。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供的一种定焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：负光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2、光阑STO、正光焦度的第三透镜L3、负光焦度的第四透镜L4、正光焦度的第五透镜L5和保护平板玻璃。其中，第一透镜L1和第四透镜L4均为近轴区凸凹透镜，第二透镜L2为近轴区凹凸透镜，第三透镜L3为凸凸透镜，第五透镜L5为近轴区凸凸透镜。通过合理设置透镜的光焦度和透镜形状，有利于调整光线，使光线走势平稳，实现高像质。

本实用新型实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5均为非球面透镜，第三透镜L3为球面透镜。进一步地，第一透镜L1、第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5的材料均为塑胶。第三透镜L3为玻璃透镜，且第三透镜L3的阿贝数VD3满足如下条件：65≤VD3≤95。第三透镜L3采用玻璃材质，并对第三透镜L3的色散系数进行合理设置，有利于该定焦镜头具备可见光和红外光共焦的性能。同时，仅采用4个塑胶透镜和1个玻璃透镜的玻塑混合结构，有利于降低镜头成本的同时校正高低温成像，使其在-40℃～80℃温度范围内不虚焦，适用于高低温的不同环境。

本实用新型实施例中，第一透镜L1的物侧面的曲率半径R1与第一透镜L1的像侧面的曲率半径R2之间满足如下条件：2.7≤R1/R2≤3.7。如此通过合理控制第一透镜L1的镜片形状，既有利于第一透镜L1收集更大角度的光线进入后方的光学结构，减小镜头的前端口径和镜头体积，又有利于提高镜头解像力，同时实现镜头小型化。

本实用新型实施例中，第二透镜L2的物侧面的曲率半径R3与第二透镜L2的像侧面的曲率半径R4之间满足如下条件：1.2≤R3/R4≤1.8。如此通过合理控制第二透镜L2的镜片形状，可汇聚镜头前方光学结构中的光线以缩短该镜头光学系统总长。

本实用新型实施例中，第二透镜L2的像侧面的中心到第三透镜L3的物侧面的中心的距离T23与定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.1≤T23/TTL≤0.2。通过对第二透镜L2和第三透镜L3之间的间隔与该镜头光学总长之间的关系进行上述限定，可使得第二透镜L2和第三透镜L3之间的中心间距较小，有利于实现光学镜头的小型化。

本实用新型实施例中，第四透镜L4的像侧面的中心到第五透镜L5的物侧面的中心的距离T45与定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.01≤T45/TTL≤0.02。通过对第四透镜L4和第五透镜L5之间的间隔与该镜头光学总长之间的关系进行上述限定，可使得第四透镜L4和第五透镜L5拉开一定距离，有利于光学镜头的组装和改善鬼像。

本实用新型实施例中，光阑STO到第三透镜L3的物侧面的中心的距离D5与定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：D5/TTL≤0.2。通过满足该条件式，使得光阑STO位于第二透镜L2的像侧面与光轴的交点的像侧方向，即位于第二透镜L2和第三透镜L3之间。同时，光阑STO可移动，通过该条件式的设置，使光阑STO接近于正光焦度的第三透镜L3，有利于该光学镜头实现小FNO值，FNO＝1.6，有效减小了第三透镜L3物侧方向的透镜的口径，从而减小该光学镜头的口径，实现大光圈，通光量多，整体照度均匀和亮度好。

本实用新型实施例中，定焦镜头的有效焦距F与第一透镜L1的焦距F1、第二透镜L2的焦距F2之间分别满足如下条件：-1.5≤F1/F≤-1.3；5.5≤F2/F≤8.2。通过对第一透镜L1和第二透镜L2的焦距段进行优化配置，有利于该光学镜头在简单的光学结构的情况下，具有较高解像力。

本实用新型实施例中，定焦镜头的有效焦距F与第三透镜L3的焦距F3之间满足如下条件：1.8≤F3/F≤2.3。通过优化配置第三透镜L3的焦距段，有利于汇聚通过第三透镜L3的光线，进而控制光线走势，使得光线平缓过渡到后方的光学结构中，有利于提高该镜头的成像质量。

本实用新型实施例中，定焦镜头的有效焦距F与第四透镜L4的焦距F4、第五透镜L5的焦距F5之间分别满足如下条件：-2.0≤F4/F≤-1.5；1.2≤F5/F≤1.6。通过分别优化配置第四透镜L4和第五透镜L5的焦距段，有利于光线顺利到达用于成像的像面IMA，同时减小光学系统的CRA，提高光学系统的解像质量。

本实用新型实施例中，第一透镜L1至第五透镜L5中具有最大中心厚度的第n透镜的中心厚度Tn与第一透镜L1至第五透镜L5中具有最小中心厚度的第m透镜的中心厚度Tm之间满足如下条件：3.4≤Tn/Tm≤5.7。如此设置有利于使光学镜头中各透镜的作用稳定，在此光学结构下，光线在高低温下变化较小，使得该镜头温度性能较佳。

本实用新型实施例中，一方面，定焦镜头的有效焦距F与定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：5.5≤TTL/F≤6.6。另一方面，定焦镜头的有效焦距F与定焦镜头的光学后焦BFL之间满足如下条件：0.4≤F/BFL≤0.6。通过对镜头的焦距分别和镜头的光学总长、光学后焦间的关系进行上述设定，有利于实现该镜头整个光学系统的小型化，从而使得其包含保护平板玻璃的光学总长TTL≤22.35mm，保证小体积。

综上所述，该定焦镜头通过优化配置五枚透镜的光学结构及其上述具体参数，使得该定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

下面以4个实施例结合附图和表格来具体说明本实用新型的定焦镜头。在下列各个实施例中，本实用新型将光阑STO记为一面，将像面IMA记为一面。

具体符合上述条件式的各个实施例的参数如下表1所示：

表1

在本实用新型的实施例中，该定焦镜头的塑胶非球面透镜满足下列公式：

在上述公式中，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。

实施例1

表2列出本实施例的定焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。

表2

表3列出本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括：该表面的二次曲面常数K、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀、十二阶非球面系数A₁₂、十四阶非球面系数A₁₄和十六阶非球面系数A₁₆。

表3

结合图1及上述表1至表3所示，本实施例的定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

实施例2

表4列出本实施例的定焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。

面序号	表面类型	曲率半径R值	厚度	折射率	阿贝数
						1	非球面	6.3	1.15	1.54	55.7
2	非球面	1.75	1.93
						3	非球面	-11.06	2.78	1.64	23.5
4	非球面	-6.43	0.46
						STO	球面	Infinity	3.73
6	球面	9.32	1.99	1.47	75.1
						7	球面	-5.69	0.29
8	非球面	14.54	0.6	1.64	23.5
						9	非球面	3.32	0.31
10	非球面	4.81	2.07	1.54	55.7
						11	球面	-6.39	1.18
12	球面	Infinity	0.8	1.52	64.2
						IMA	球面	Infinity	4.91

表4

表5列出本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括：该表面的二次曲面常数K、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀、十二阶非球面系数A₁₂、十四阶非球面系数A₁₄和十六阶非球面系数A₁₆。

表5

结合图2及上述表1、表4和表5所示，本实施例的定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

实施例3

表6列出本实施例的定焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。

表6

表7列出本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括：该表面的二次曲面常数K、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀、十二阶非球面系数A₁₂、十四阶非球面系数A₁₄和十六阶非球面系数A₁₆。

表7

结合图3及上述表1、表6和表7所示，本实施例的定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

实施例4

表8列出本实施例的定焦镜头中各透镜的相关参数，包括：表面类型、曲率半径R值、厚度、材料的折射率和阿贝数。

面序号	表面类型	曲率半径R值	厚度	折射率	阿贝数
						1	非球面	5.66	1.16	1.54	55.7
2	非球面	1.71	2.22
						3	非球面	-9.12	2.28	1.64	23.5
4	非球面	-6.06	0.25
						STO	球面	Infinity	2.46
6	球面	8.28	3.37	1.45	95
						7	球面	-5.82	0.62
8	非球面	11.87	0.6	1.64	23.5
						9	非球面	3.17	0.33
10	非球面	4.56	2.12	1.54	55.7
						11	球面	-6.4	1.21
12	球面	Infinity	0.8	1.52	64.2
						IMA	球面	Infinity	4.79

表8

表9列出本实施例的定焦镜头各非球面透镜的非球面系数，包括：该表面的二次曲面常数K、四阶非球面系数A₄、六阶非球面系数A₆、八阶非球面系数A₈、十阶非球面系数A₁₀、十二阶非球面系数A₁₂、十四阶非球面系数A₁₄和十六阶非球面系数A₁₆。

表9

结合图4及上述表1、表8和表9所示，本实施例的定焦镜头的光学系统实现可见光与红外光共焦，具有大光圈、FNO＝1.6，高像素、通光量多、整体照度均匀和亮度好的高性能，以及实现在-40℃～80℃的高低温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。而且，该定焦镜头可兼顾小体积、单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种定焦镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：负光焦度的第一透镜(L1)、正光焦度的第二透镜(L2)、光阑(STO)、正光焦度的第三透镜(L3)、负光焦度的第四透镜(L4)和正光焦度的第五透镜(L5)，所述第一透镜(L1)、所述第二透镜(L2)、所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)均为非球面透镜，所述第三透镜(L3)为球面透镜，其特征在于，所述第二透镜(L2)的像侧面的中心到所述第三透镜(L3)的物侧面的中心的距离T23与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.1≤T23/TTL≤0.2。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧的方向，

所述第一透镜(L1)和所述第四透镜(L4)均为近轴区凸凹透镜；

所述第二透镜(L2)为近轴区凹凸透镜；

所述第三透镜(L3)为凸凸透镜；

所述第五透镜(L5)为近轴区凸凸透镜。

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)、所述第二透镜(L2)、所述第四透镜(L4)和所述第五透镜(L5)的材料均为塑胶。

4.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第三透镜(L3)为玻璃透镜，且所述第三透镜(L3)的阿贝数VD3满足如下条件：65≤VD3≤95。

5.根据权利要求1-4任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)的物侧面的曲率半径R1与所述第一透镜(L1)的像侧面的曲率半径R2之间满足如下条件：2.7≤R1/R2≤3.7。

6.根据权利要求1-4任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第二透镜(L2)的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜(L2)的像侧面的曲率半径R4之间满足如下条件：1.2≤R3/R4≤1.8。

7.根据权利要求1-4任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜(L4)的像侧面的中心到所述第五透镜(L5)的物侧面的中心的距离T45与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：0.01≤T45/TTL≤0.02。

8.根据权利要求1-4任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述光阑(STO)到所述第三透镜(L3)的物侧面的中心的距离D5与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：D5/TTL≤0.2。

9.根据权利要求1-4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)的焦距F1、所述第二透镜(L2)的焦距F2之间分别满足如下条件：-1.5≤F1/F≤-1.3；5.5≤F2/F≤8.2。

10.根据权利要求1-4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)的焦距F3之间满足如下条件：1.8≤F3/F≤2.3。

11.根据权利要求1-4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)的焦距F4、所述第五透镜(L5)的焦距F5之间分别满足如下条件：-2.0≤F4/F≤-1.5；1.2≤F5/F≤1.6。

12.根据权利要求1-4任一项所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜(L1)至所述第五透镜(L5)中具有最大中心厚度的透镜的中心厚度Tn与所述第一透镜(L1)至所述第五透镜(L5)中具有最小中心厚度的透镜的中心厚度Tm之间满足如下条件：3.4≤Tn/Tm≤5.7。

13.根据权利要求1-4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与所述定焦镜头的光学总长TTL之间满足如下条件：5.5≤TTL/F≤6.6。

14.根据权利要求1-4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与所述定焦镜头的光学后焦BFL之间满足如下条件：0.4≤F/BFL≤0.6。