CN218272893U - 一种定焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定焦镜头，包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，各个透镜的光焦度与定焦镜头的光焦度满足：

本实用新型实施例提供的定焦镜头，在良好矫正色差、球差、场曲等像差，实现高分辨率的同时，实现了大光圈、大靶面的超广角镜头。

Description

一种定焦镜头

技术领域

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种定焦镜头。

背景技术

广角镜头由于视场角较大，能够在较短的拍摄距离范围内拍摄到较大面积的景物，因此，广角镜头在安防、车载、智能家居等领域得到了广泛应用。

目前市场上常见的广角镜头光圈较小，多为F1.6～F1.4，较少镜头达到F1.2的大光圈，导致镜头在亮度较低的环境中通光量较小，不能提供高解像力的监控图像；且现有广角镜头通常搭配1/2.7的成像传感器(sensor)，靶面较小，基于以上技术问题，有必要开发一款大靶面超大光圈的超广角镜头，以便在夜间具有更好的成像效果。

实用新型内容

本实用新型提供了一种定焦镜头，以实现大光圈、大靶面的广角镜头。

本实用新型提供了一种定焦镜头，包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；

其中，所述第一透镜的光焦度为

所述第二透镜的光焦度为

所述第三透镜的光焦度为

所述第四透镜的光焦度为

所述第五透镜的光焦度为

所述第六透镜的光焦度为

所述第七透镜的光焦度为

所述第八透镜的光焦度为

所述定焦镜头的光焦度为

可选的，所述第二透镜与所述第三透镜组成第一胶合透镜组。

可选的，所述第四透镜与所述第五透镜组成第二胶合透镜组。

可选的，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；

所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面为凹面；或者，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面为凸面；

所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凸面；

所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的像侧面为凹面；或者，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凹面；

所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第五透镜的像侧面为凸面；

所述第六透镜的物侧面为凸面，所述第六透镜的像侧面为凸面；

所述第七透镜的物侧面为凹面，所述第七透镜的像侧面为凹面；或者，所述第七透镜的物侧面为凹面，所述第七透镜的像侧面为凸面；

所述第八透镜的物侧面为凸面，所述第八透镜的像侧面为凸面；或者，所述第八透镜的物侧面为凸面，所述第八透镜的像侧面为凹面。

可选的，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜为塑料非球面透镜，所述第五透镜为玻璃球面透镜，所述第一透镜为玻璃球面透镜或塑料非球面透镜，所述第四透镜为塑料非球面透镜或玻璃球面透镜。

可选的，所述第一透镜的折射率为n1，阿贝数为v1；所述第二透镜的折射率为n2，阿贝数为v2；所述第三透镜的折射率为n3；所述第四透镜的折射率为n4；所述第五透镜的折射率为n5，阿贝数为v5；其中：

1.500≤n1≤1.885；42.00≤v1≤73.00；

1.500≤n2≤1.680；20.00≤v2≤63.00；

1.610≤n3≤1.670；1.610≤n4≤1.910；

1.540≤n5≤1.850；40.50≤v5≤81.00。

可选的，所述定焦镜头的入瞳直径为EPD，所述定焦镜头的像面直径为IC，其中，2.211≤IC/EPD≤2.426。

可选的，所述定焦镜头的后焦为BFL，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，BFL/TTL≥0.128。

可选的，所述定焦镜头的像面直径为IC，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.283≤IC/TTL≤0.334。

可选的，所述定焦镜头还包括光阑；

所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间的光路中；或者，所述光阑位于所述第五透镜和所述第六透镜之间的光路中。

本实用新型实施例提供的定焦镜头，采用八枚透镜，通过对每个透镜的光焦度进行合理搭配，在良好矫正色差、球差、场曲等像差，实现高分辨率的同时，视场角约140°，像面最大达到9.2mm，可搭配1/1.8靶面成像传感器(sensor)，最大光圈达到F.no＝1.0，从而实现了大光圈、大靶面的超广角镜头，在夜间具有更好的成像效果。

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为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的球差曲线图；

图3为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的光线光扇图；

图4为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的场曲畸变图；

图5为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的球差曲线图；

图7为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的光线光扇图；

图8为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的场曲畸变图；

图9为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的结构示意图；

图10为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的球差曲线图；

图11为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的光线光扇图；

图12为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的场曲畸变图；

图13为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的结构示意图；

图14为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的球差曲线图；

图15为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的光线光扇图；

图16为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的场曲畸变图。

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，如图1所示，本实用新型实施例提供的定焦镜头包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180。

第一透镜110的光焦度为

第二透镜120的光焦度为

第三透镜130的光焦度为

第四透镜140的光焦度为

第五透镜150的光焦度为

第六透镜160的光焦度为

第七透镜170的光焦度为

第八透镜180的光焦度为

定焦镜头的光焦度为

其中：

具体的，光焦度等于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)。

在本实施例提供的定焦镜头中，可以将各个透镜固定于一个镜筒(图1中未示出)内，其中，该定焦镜头采用八枚透镜，通过对每个透镜的光焦度进行合理搭配，在良好矫正色差、球差、场曲等像差，实现高分辨率的同时，视场角约140°，像面最大达到9.2mm，可搭配1/1.8靶面成像传感器(sensor)，最大光圈达到F.no＝1.0，从而实现了大光圈、大靶面的超广角镜头，在夜间具有更好的成像效果。

作为一种可行的实施方式，如图1所示，第二透镜120与第三透镜130组成第一胶合透镜组210。

其中，通过设置第二透镜120与第三透镜130组成第一胶合透镜组210，在有利于实现大光圈、大靶面和超广角特性的同时，可有效减小第一透镜110与第二透镜120之间的空气间隔，从而有助于减小镜头总长。此外，第一胶合透镜组210可最大限度地减少色差或消除色差，使得定焦镜头的各种像差可得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可提高分辨率，优化畸变等光学性能，并可减少镜片间反射引起光量损失，提升照度，从而改善像质、提升镜头成像的清晰度。另外，第一胶合透镜组210的使用还可减少两个镜片之间的组立部件，简化镜头制造过程中的装配程序，降低成本，并降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。

作为一种可行的实施方式，第四透镜140与第五透镜150组成第二胶合透镜组。

其中，通过设置第四透镜140与第五透镜150组成第二胶合透镜组，在有利于实现大光圈、大靶面和超广角特性的同时，可有效减小第四透镜140与第五透镜150之间的空气间隔，从而有助于减小镜头总长。此外，第二胶合透镜组可最大限度地减少色差或消除色差，使得定焦镜头的各种像差可得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可提高分辨率，优化畸变等光学性能，并可减少镜片间反射引起光量损失，提升照度，从而改善像质、提升镜头成像的清晰度。另外，第二胶合透镜组的使用还可减少两个镜片之间的组立部件，简化镜头制造过程中的装配程序，降低成本，并降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。

作为一种可行的实施方式，第一透镜110的物侧面为凸面，第一透镜110的像侧面为凹面。

第二透镜120的物侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凹面；或者，第二透镜120的物侧面为凹面，第二透镜的像侧面为凸面。

第三透镜130的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凸面。

第四透镜140的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面；或者，第四透镜的物侧面为凸面，第四透镜的像侧面为凹面。

第五透镜150的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面。

第六透镜160的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面。

第七透镜170的物侧面为凹面，第七透镜的像侧面为凹面；或者，第七透镜的物侧面为凹面，第七透镜的像侧面为凸面。

第八透镜180的物侧面为凸面，第八透镜的像侧面为凸面；或者，第八透镜的物侧面为凸面，第八透镜的像侧面为凹面。

其中，通过调整各个透镜表面的弯曲方向，在实现上述实施例中光焦度搭配的同时，有利于实现大靶面、超大光圈及超广角的特性。

作为一种可行的实施方式，第二透镜120、第三透镜130、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180为塑料非球面透镜，第五透镜150为玻璃球面透镜，第一透镜110为玻璃球面透镜或塑料非球面透镜，第四透镜140为塑料非球面透镜或玻璃球面透镜。

其中，通过设置第二透镜120、第三透镜130、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180为塑料非球面透镜，可以有效降低系统慧差、球差、场曲等像差，提高系统成像质量。

同时，由于塑料材质的透镜成本远低于玻璃材质的透镜成本，本实施例提供的定焦镜头中，通过设置至少5片塑料非球面透镜，像质好，成本低，重量轻。

进一步地，通过设置第五透镜150为玻璃透镜，材料的选择会更加广泛，从而可以选择更高折射率或者更大阿倍数的材料，有利于像差的矫正。同时，第五透镜150采用球面透镜，可降低第五透镜150的成本，从而实现定焦镜头的成本控制。

此外，第一透镜110和第四透镜140既可为玻璃球面透镜，也可以为塑料非球面透镜，在实现大靶面、超大光圈及超广角特性的同时，可提高定焦镜头的设计灵活度。

需要注意的是，以上塑料非球面透镜的材质可为本领域技术人员可知的各种塑料，玻璃球面透镜的材质为本领域技术人员可知的各种类型的玻璃，本实施例对此不赘述也不作限定。

作为一种可行的实施方式，第一透镜110的折射率为n1，阿贝数为v1；第二透镜120的折射率为n2，阿贝数为v2；第三透镜130的折射率为n3；第四透镜140的折射率为n4；第五透镜150的折射率为n5，阿贝数为v5；其中，1.500≤n1≤1.885；42.00≤v1≤73.00；1.500≤n2≤1.680；20.00≤v2≤63.00；1.610≤n3≤1.670；1.610≤n4≤1.910；1.540≤n5≤1.850；40.50≤v5≤81.00。

其中，折射率是光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比，主要用来描述材料对光的折射能力，不同的材料的折射率不同，且材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。阿贝数是用以表示透明介质色散能力的指数，介质色散越严重，阿贝数越小；反之，介质的色散越轻微，阿贝数越大。

在本实施例中，通过搭配设置各透镜的折射率和阿贝数，有利于轴向色差及垂轴色差的矫正，从而获得更高分辨率。

作为一种可行的实施方式，定焦镜头的入瞳直径为EPD，定焦镜头的像面直径为IC，其中，2.211≤IC/EPD≤2.426。

其中，定焦镜头的有效像面直径为IC(Image Circle)，通过合理设置定焦镜头的入瞳直径EPD和像面直径IC的关系，可以保证该定焦镜头具有较大的光圈，从而满足较大通过量，可适用于低照度条件下的监控需求。

作为一种可行的实施方式，定焦镜头的后焦为BFL，定焦镜头的光学总长为TTL，其中，BFL/TTL≥0.128。

其中，第一透镜110的物侧面的光轴中心至像面的距离为光学总长TTL，第八透镜180的像侧面的光轴中心至像面的距离BFL可以理解为定焦镜头的后焦。

在本实施例中，通过设置后焦BFL和光学总长TTL满足BFL/TTL≥0.128，能够保证成像传感器和平板滤光片具有足够的安装空间。

作为一种可行的实施方式，定焦镜头的像面直径为IC，定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.283≤IC/TTL≤0.334。

其中，通过设置像面直径IC与光学总长TTL满足0.283≤IC/TTL≤0.334，可使定焦镜头具有较大像面和较小体积，保证光学系统具有更好的成像质量、画面更加清晰的同时，具有较小的体积。

作为一种可行的实施方式，如图1所示，定焦镜头还包括光阑200，光阑200位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中；或者，光阑200位于第五透镜150和第六透镜160之间的光路中。

其中，通过设置光阑200可以调节光束的传播方向，有利于提高成像质量。同时，在本实施例中，通过将光阑200设置于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中，或者，第五透镜150和第六透镜160之间的光路中，有助于进一步改善定焦镜头的大光圈、大靶面和超广角性能。

需要说明的是，安防监控领域在夜间及微光条件下，现有广角镜头光圈较小，多为F1.6～F1.4，较少镜头达到F1.2的大光圈，导致镜头在亮度较低的环境中通光量较小，不能提供高解像力的监控图像，光照度过高又会出现图像过曝的情况。

在本实施例中，通过在第三透镜130和第四透镜140之间的光路中，或者，第五透镜150和第六透镜160之间的光路中设置可变光阑，使得该定焦镜头可以根据环境选择大光圈F1.0和较小光圈F2.5，从而保证微光条件下成像质量的同时，可避免图像过曝的情况发生。

作为一种可行的实施方式，如图1所示，本实用新型实施例提供的定焦镜头还包括平板滤光片300，平板滤光片300位于第八透镜180的像侧面一侧。

其中，通过在第八透镜180的像侧面一侧设置平板滤光片300，可以滤除不需要的杂散光，从而提高定焦镜头的像质，例如，通过平板滤光片300在白天滤除红外光来提高定焦镜头的成像质量。同时，平板滤光片300还能够对成像传感器起到保护作用。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的定焦镜头的具体实施例。

实施例一

继续参考图1，本实用新型实施例一提供的定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180，其中，第二透镜120与第三透镜130组成第一胶合透镜组210，光阑200位于第五透镜150和第六透镜160之间的光路中，平板滤光片300位于第八透镜180的像侧面一侧。

表1以一种可行的实施方式，详细说明了本实用新型实施例一提供的定焦镜头中各个透镜的具体光学物理参数，表1中的定焦镜头对应图1所示的定焦镜头。

表1定焦镜头的光学物理参数的设计值

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，例如，面序号“1”代表第一透镜110的物侧面，面序号“2”代表第一透镜110的像侧面，依次类推；曲率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；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；材料(nd)代表折射率，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；材料(vd)代表阿贝数(也称色散系数)，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半直径代表各个透镜的表面上对应的光线高度。

其非球面公式如下，但不仅限于以下表示方法：

其中，Z为非球面的矢高，c为顶点处的基本曲率，k为圆锥曲线常数，r为垂直光轴方向的径向坐标，a_i为高次项系数，a_ir²ⁱ为非球面的高次项。

表2定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值

示例性的，表2以一种可行的实施方式详细说明了本实施例一中各透镜的非球面系数。

本实施例一的定焦镜头达到了如下的技术指标：

表3定焦镜头的技术指标

焦距	4.27mm
		像面直径	9.20mm
F.no	1.0
		总长	30.1mm

进一步地，图2为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的球差曲线图，如图2所示，纵轴为无量纲量，表示归一化入瞳半径，横坐标表示从图像传感器表面到各个波长轴上焦点的距离，图中不同线形曲线表示的系统成像的不同波长，由图2可以看出，不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头在各波长的轴向色差矫正良好，可以满足监控需求。

图3为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的光线光扇图，其中，光线光扇图表示光线与像面交点坐标和主光线与像面交点坐标之间的差值，光线光扇图的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图3所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±50um的范围内，表明该定焦镜头对色差具有很有效的矫正，从而有利于实现高像素性能。

图4为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的场曲畸变图，如图4所示，左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧失；由图4可以看出，本实施例提供的定焦镜头从波长为0.436μm的光到0.656μm的光，在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图4可以看出，本实施例提供的定焦镜头符合安防监控中广角镜头的畸变要求。

实施例二

图5为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的结构示意图，如图5所示，本实用新型实施例二提供的定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180，其中，光阑200位于第五透镜150和第六透镜160之间的光路中，平板滤光片300位于第八透镜180的像侧面一侧。

示例性的，表4以一种可行的实施方式，详细说明了本实用新型实施例二提供的定焦镜头中各个透镜的具体光学物理参数。

表4定焦镜头的光学物理参数的设计值

其中，表4中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，例如，面序号“1”代表第一透镜110的物侧面，面序号“2”代表第一透镜110的像侧面，依次类推；曲率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；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；材料(nd)代表折射率，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；材料(vd)代表阿贝数(也称色散系数)，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半直径代表各个透镜的表面上对应的光线高度。

其非球面公式如下，但不仅限于以下表示方法：

其中，Z为非球面的矢高，c为顶点处的基本曲率，k为圆锥曲线常数，r为垂直光轴方向的径向坐标，a_i为高次项系数，a_ir²ⁱ为非球面的高次项。

表5定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值

示例性的，表5以一种可行的实施方式详细说明了本实施例二中各透镜的非球面系数。

本实施例二的定焦镜头达到了如下的技术指标：

表6定焦镜头的技术指标

焦距	4.23mm
		像面直径	9.2mm
F.no	1.0
		总长	29.9mm

进一步地，图6为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的球差曲线图，如图6所示，纵轴为无量纲量，表示归一化入瞳半径，横坐标表示从图像传感器表面到各个波长轴上焦点的距离，图中不同线形曲线表示的系统成像的不同波长，由图6可以看出，不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头在各波长的轴向色差矫正良好，可以满足监控需求。

图7为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的光线光扇图，其中，光线光扇图表示光线与像面交点坐标和主光线与像面交点坐标之间的差值，光线光扇图的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图7所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±50um的范围内，表明该定焦镜头对色差具有很有效的矫正，从而有利于实现高像素性能。

图8为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的场曲畸变图，如图8所示，左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧失；由图8可以看出，本实施例提供的定焦镜头从波长为0.436μm的光到0.656μm的光，在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图8可以看出，本实施例提供的定焦镜头符合安防监控中广角镜头的畸变要求。

实施例三

图9为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的结构示意图，如图9所示，本实用新型实施例三提供的定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180，其中，第四透镜140与第五透镜150组成第二胶合透镜组220，光阑200位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中，平板滤光片300位于第八透镜180的像侧面一侧。

表7定焦镜头的光学物理参数的设计值

示例性的，表7以一种可行的实施方式，详细说明了本实用新型实施例三提供的定焦镜头中各个透镜的具体光学物理参数。

其中，表7中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，例如，面序号“1”代表第一透镜110的物侧面，面序号“2”代表第一透镜110的像侧面，依次类推；曲率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；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；材料(nd)代表折射率，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；材料(vd)代表阿贝数(也称色散系数)，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半直径代表各个透镜的表面上对应的光线高度。

其非球面公式如下，但不仅限于以下表示方法：

其中，Z为非球面的矢高，c为顶点处的基本曲率，k为圆锥曲线常数，r为垂直光轴方向的径向坐标，a_i为高次项系数，a_ir²ⁱ为非球面的高次项。

示例性的，表8以一种可行的实施方式详细说明了本实施例三中各透镜的非球面系数。

表8定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值

本实施例三的定焦镜头达到了如下的技术指标：

表9定焦镜头的技术指标

焦距	4.20mm
		像面直径	9.2mm
F.no	1.0
		总长	29.0mm

进一步地，图10为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的球差曲线图，如图10所示，纵轴为无量纲量，表示归一化入瞳半径，横坐标表示从图像传感器表面到各个波长轴上焦点的距离，图中不同线形曲线表示的系统成像的不同波长，由图10可以看出，不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头在各波长的轴向色差矫正良好，可以满足监控需求。

图11为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的光线光扇图，其中，光线光扇图表示光线与像面交点坐标和主光线与像面交点坐标之间的差值，光线光扇图的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图11所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±50um的范围内，表明该定焦镜头对色差具有很有效的矫正，从而有利于实现高像素性能。

图12为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的场曲畸变图，如图12所示，左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧失；由图12可以看出，本实施例提供的定焦镜头从波长为0.436μm的光到0.656μm的光，在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图12可以看出，本实施例提供的定焦镜头符合安防监控中广角镜头的畸变要求。

实施例四

图13为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的结构示意图，如图13所示，本实用新型实施例四提供的定焦镜头包括沿光轴从物方到像方依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150、第六透镜160、第七透镜170和第八透镜180，其中，第二透镜120与第三透镜130组成第一胶合透镜组210，光阑200位于第五透镜150和第六透镜160之间的光路中，平板滤光片300位于第八透镜180的像侧面一侧。

示例性的，表10以一种可行的实施方式，详细说明了本实用新型实施例四提供的定焦镜头中各个透镜的具体光学物理参数。

表10定焦镜头的光学物理参数的设计值

面序号	表面类型	曲率半径	厚度	材料(nd)	材料(vd)	半直径
							1	球面	2929.3726	0.800	1.590	69.00	7.042
2	球面	4.6947	3.923			4.447
							3	非球面	-10.8878	0.882	1.530	56.00	4.175
4	非球面	13.4268	3.095	1.616	25.79	4.277
							5	非球面	-6.0980	1.351			4.110
6	非球面	-25.4834	0.906	1.660	20.38	4.261
							7	非球面	6.4326	0.196			4.670
8	球面	12.4968	4.051	1.800	46.60	6.000
							9	球面	-11.5874	3.150			6.000
光阑	平面	无限	-1.450			4.332
							11	非球面	6.2807	3.486	1.540	56.00	4.486
12	非球面	-9.7326	0.372			4.301
							13	非球面	-4.6774	1.199	1.630	26.00	4.275
14	非球面	404.8116	0.863			4.093
							15	非球面	9.4232	2.629	1.540	56.00	4.350
16	非球面	-13.6432	0.538			4.458
							17	平面	无限	0.700	1.520	64.20	4.509
18	平面	无限	3.414			4.538
							19	像面	无限	0.000			4.610

其中，表10中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，例如，面序号“1”代表第一透镜110的物侧面，面序号“2”代表第一透镜110的像侧面，依次类推；曲率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；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；材料(nd)代表折射率，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；材料(vd)代表阿贝数(也称色散系数)，即当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半直径代表各个透镜的表面上对应的光线高度。

其非球面公式如下，但不仅限于以下表示方法：

其中，Z为非球面的矢高，c为顶点处的基本曲率，k为圆锥曲线常数，r为垂直光轴方向的径向坐标，a_i为高次项系数，a_ir²ⁱ为非球面的高次项。

示例性的，表11以一种可行的实施方式详细说明了本实施例四中各透镜的非球面系数。

表11定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值

本实施例四的定焦镜头达到了如下的技术指标：

表12定焦镜头的技术指标

焦距	4.27mm
		像面直径	9.3mm
F.no	1.0
		总长	31.0mm

进一步地，图14为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的球差曲线图，如图14所示，纵轴为无量纲量，表示归一化入瞳半径，横坐标表示从图像传感器表面到各个波长轴上焦点的距离，图中不同线形曲线表示的系统成像的不同波长，由图14可以看出，不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头在各波长的轴向色差矫正良好，可以满足监控需求。

图15为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的光线光扇图，其中，光线光扇图表示光线与像面交点坐标和主光线与像面交点坐标之间的差值，光线光扇图的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图15所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±50um的范围内，表明该定焦镜头对色差具有很有效的矫正，从而有利于实现高像素性能。

图16为本实用新型实施例四提供的定焦镜头的场曲畸变图，如图16所示，左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧失；由图16可以看出，本实施例提供的定焦镜头从波长为0.436μm的光到0.656μm的光，在场曲上被有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图16可以看出，本实施例提供的定焦镜头符合安防监控中广角镜头的畸变要求。

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，包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；

-0.543≤φ1/φ≤-0.504；-0.216≤φ2/φ≤0.041；

0.282≤φ3/φ≤0.461；-0.675≤φ4/φ≤0.118；

0.120≤φ5/φ≤0.596；0.379≤φ6/φ≤0.591；

-0.762≤φ7/φ≤-0.559；0.347≤φ8/φ≤0.708；

其中，所述第一透镜的光焦度为φ1，所述第二透镜的光焦度为φ2，所述第三透镜的光焦度为φ3，所述第四透镜的光焦度为φ4，所述第五透镜的光焦度为φ5，所述第六透镜的光焦度为φ6，所述第七透镜的光焦度为φ7，所述第八透镜的光焦度为φ8，所述定焦镜头的光焦度为φ。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述第二透镜与所述第三透镜组成第一胶合透镜组。

3.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述第四透镜与所述第五透镜组成第二胶合透镜组。

4.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；

所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面为凹面；或者，所述第二透镜的物侧面为凹面，所述第二透镜的像侧面为凸面；

所述第三透镜的物侧面为凸面，所述第三透镜的像侧面为凸面；

所述第四透镜的物侧面为凹面，所述第四透镜的像侧面为凹面；或者，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为凹面；

所述第五透镜的物侧面为凸面，所述第五透镜的像侧面为凸面；

所述第六透镜的物侧面为凸面，所述第六透镜的像侧面为凸面；

所述第七透镜的物侧面为凹面，所述第七透镜的像侧面为凹面；或者，所述第七透镜的物侧面为凹面，所述第七透镜的像侧面为凸面；

所述第八透镜的物侧面为凸面，所述第八透镜的像侧面为凸面；或者，所述第八透镜的物侧面为凸面，所述第八透镜的像侧面为凹面。

5.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述第二透镜、所述第三透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜为塑料非球面透镜，所述第五透镜为玻璃球面透镜，所述第一透镜为玻璃球面透镜或塑料非球面透镜，所述第四透镜为塑料非球面透镜或玻璃球面透镜。

6.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述第一透镜的折射率为n1，阿贝数为v1；所述第二透镜的折射率为n2，阿贝数为v2；所述第三透镜的折射率为n3；所述第四透镜的折射率为n4；所述第五透镜的折射率为n5，阿贝数为v5；其中：

1.500≤n1≤1.885；42.00≤v1≤73.00；

1.500≤n2≤1.680；20.00≤v2≤63.00；

1.610≤n3≤1.670；1.610≤n4≤1.910；

1.540≤n5≤1.850；40.50≤v5≤81.00。

7.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述定焦镜头的入瞳直径为EPD，所述定焦镜头的像面直径为IC，其中，2.211≤IC/EPD≤2.426。

8.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述定焦镜头的后焦为BFL，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，BFL/TTL≥0.128。

9.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述定焦镜头的像面直径为IC，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.283≤IC/TTL≤0.334。

10.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，

所述定焦镜头还包括光阑；

所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间的光路中；或者，所述光阑位于所述第五透镜和所述第六透镜之间的光路中。

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