CN218848437U

CN218848437U - 一种定焦镜头

Info

Publication number: CN218848437U
Application number: CN202223220138.1U
Authority: CN
Inventors: 刘峥嵘; 张磊; 张占军
Original assignee: Dongguan Yutong Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Dongguan Yutong Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2032-11-30

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、第三透镜和第四透镜；第一透镜为负光焦度透镜，第二透镜为正光焦度透镜，第三透镜为正光焦度透镜，第四透镜为负光焦度透镜；第三透镜和第四透镜胶合设置，形成胶合透镜；胶合透镜的光焦度为φ34，定焦镜头的光焦度为φ，二者满足0.07≤φ34/φ≤0.47；定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，二者满足1.3≤f/EPD≤1.7。本实用新型实施例的技术方案可实现一种大光圈、高像素、低色差以及日夜共焦的定焦镜头。

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

随着社会的发展，智能家居的应用范围和场景也在逐步拓展，家庭安防正在成为智能家居产品中日益崛起的一部分。家庭安防设备的核心部件为光学镜头，而高像素、大光圈、小畸变、高性价比及稳定性的要求，成为主流发展趋势，为满足趋势要求，如何提供一种大光圈、高像素、低色差以及日夜共焦的定焦镜头是本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种定焦镜头，以满足大光圈、高像素、低色差以及日夜共焦的镜头要求。

本实用新型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、第二透镜、第三透镜和第四透镜；

第一透镜为负光焦度透镜，第二透镜为正光焦度透镜，第三透镜为正光焦度透镜，第四透镜为负光焦度透镜；

第三透镜和第四透镜胶合设置，形成胶合透镜；胶合透镜的光焦度为

定焦镜头的光焦度为

定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，其中：

1.3≤f/EPD≤1.7。

可选地，第一透镜的光焦度为

第二透镜的光焦度为

其中：

可选地，第一透镜的光焦度为

第二透镜的光焦度为

第三透镜的光焦度为

第四透镜的光焦度为

其中：

可选地，定焦镜头的像面直径为IC，其中：

0.44≤f/IC≤0.67。

可选地，定焦镜头的像面直径为IC，其中：

1.4≤IC/EPD≤3.8。

可选地，定焦镜头的像面直径为IC，第一透镜的物侧面的光轴中心至像面的距离为TTL，其中：

0.21≤IC/TTL≤0.41。

可选地，第一透镜的折射率为n1，阿贝数为v1；第二透镜的折射率为n2，阿贝数为v2；第三透镜的折射率为n3，阿贝数为v3；第四透镜的折射率为n4，阿贝数为v4；其中：

1.430≤n1≤1.655；43.0≤v1≤65.7；

1.531≤n2≤1.800；45.0≤v2≤73.3；

1.420≤n3≤1.655；43.0≤v3≤65.7；

1.540≤n4≤1.780；17.0≤v4≤34.6。

可选地，定焦镜头还包括光阑；

光阑位于第一透镜和第二透镜之间的光路中；或者，光阑位于第二透镜和第三透镜之间的光路中。

可选地，透镜邻近物面一侧的表面为物方表面，透镜邻近像面一侧的表面为像方表面；

第一透镜的物方表面朝向物面凸起，第一透镜的像方表面朝向像面凹陷；

第二透镜的物方表面朝向物面凸起，第二透镜的像方表面朝向像面凸起；

第三透镜的物方表面朝向物面凸起，第三透镜的像方表面朝向像面凸起；

第四透镜的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜的像方表面朝向像面凸起；或者，第四透镜的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜的像方表面朝向像面凹陷；

第一透镜为塑料非球面透镜，第二透镜为玻璃球面透镜，第三透镜为塑料非球面透镜，第四透镜为塑料非球面透镜。

可选地，第四透镜的像侧面的光轴中心至像面的距离为BFL，第一透镜的物侧面的光轴中心至像面的距离为TTL，其中：

BFL/TTL≥0.12。

本实用新型实施例提供的定焦镜头，通过使用四片透镜并将后两个透镜胶合设置，合理配置各个透镜的光焦度，尤其胶合透镜的光焦度，同时调整定焦镜头的焦距与入瞳直径之间的参数关系，使得定焦镜头具有大光圈、高像素、低色差及日夜共焦的优点，在成本较低的情况下实现一种光圈数满足1.3≤F.NO≤1.7的大光圈、日夜共焦、高像素的定焦镜头。

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是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的球差曲线图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的光线光扇图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的场曲畸变图；

图5是本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的结构示意图；

图6是本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的球差曲线图；

图7是本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的光线光扇图；

图8是本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的场曲畸变图；

图9是本实用新型实施例三提供的一种定焦镜头的结构示意图；

图10是本实用新型实施例三提供的一种定焦镜头的球差曲线图；

图11是本实用新型实施例三提供的一种定焦镜头的光线光扇图；

图12是本实用新型实施例三提供的一种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。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例一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和第四透镜140；第一透镜110为负光焦度透镜，第二透镜120为正光焦度透镜，第三透镜130为正光焦度透镜，第四透镜140为负光焦度透镜；第三透镜130和第四透镜140胶合设置，形成胶合透镜；胶合透镜的光焦度为

定焦镜头的光焦度为

定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，其中：

1.3≤f/EPD≤1.7。

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，设置第一透镜110为负光焦度透镜，可以控制光学系统入射角并且矫正场曲；设置第二透镜120和第三透镜130均为正光焦度透镜，可以聚焦光束；设置第四透镜140为负光焦度透镜，可以矫正轴外像差，包括场曲、慧差和像散等。整个定焦镜头的光焦度按照一定比例分配，可以保证前后镜片的入射角大小的均衡性，降低镜片的敏感性，提高镜头的稳定性。

进一步的，胶合透镜可用于最大限度地减少色差或者消除色差。在光学镜头中使用胶合透镜能够改善像质、减少光能量的反射损失，从而提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可以简化镜头制造过程中的装配程序，提升装备效率。此外，镜片的胶合省略了两镜片之间的空气间隔，使得光学系统整体紧凑，满足系统小型化需求。本实施例通过将第三透镜130和第四透镜140胶合设置，形成胶合透镜，并且设置胶合透镜的光焦度

与定焦镜头的光焦度

满足

能够使正负透镜的光焦度合理分配，有利于相差的相互矫正，同时也有利于色差的矫正，从而获得更高的分辨率。

此外，通过设置定焦镜头的焦距f与入瞳直径EPD满足1.3≤f/EPD≤1.7，可使定焦镜头具有大光圈的特性，在低照度的环境仍然能有优良的成像效果，能够满足明暗环境的成像需求，实现日夜共焦。

综上，本实用新型实施例提供的定焦镜头，通过使用四片透镜并将其中两个透镜胶合设置，合理配置各个透镜的光焦度，尤其胶合透镜的光焦度，同时调整定焦镜头的焦距与入瞳直径之间的参数关系，使得定焦镜头具有大光圈、高像素、低色差及日夜共焦的优点，在成本较低的情况下实现一种光圈数满足1.3≤F.NO≤1.7的大光圈、日夜共焦、高像素的定焦镜头。

在上述实施例的基础上，第一透镜110的光焦度为

第二透镜120的光焦度为

可选地，

如此设置，在保证整个光学系统在拥有良好的聚光作用的同时，更好的分配第一透镜110和第二透镜120的光焦度。

此外，第三透镜130的光焦度为

第四透镜140的光焦度为

其中：

如此设置，可保证前两枚透镜(即第一透镜110和第二透镜120)与后两枚透镜(即第三透镜130和第四透镜140)拥有良好的光焦度分配，使整个光学系统光焦度搭配更合理。

在上述实施例的基础上，定焦镜头的像面直径为IC，可选地，定焦镜头的像面直径IC与焦距f满足：0.44≤f/IC≤0.67。如此设置，可使定焦镜头具有广角性能，能保证光学系统的拍摄范围，使系统具有较大的视野。

此外，可选地，定焦镜头的像面直径IC与入瞳直径EPD满足如下关系：1.4≤IC/EPD≤3.8。如此设置，可使光学系统在满足大像面、高品质成像的同时，控制光学系统的入瞳直径，保证大像面、广角成像系统边缘视场光线充足，提升像面亮度。

在上述实施例的基础上，第一透镜110的物侧面的光轴中心至像面的距离为TTL，该距离可以理解为定焦镜头的光学总长，可选地，定焦镜头的像面直径IC与光学总长TTL满足：0.21≤IC/TTL≤0.41。如此设置，可使定焦镜头具有较大靶面和较小的体积，能够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。

在上述实施例的基础上，可选地，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，阿贝数为v3；第四透镜140的折射率为n4，阿贝数为v4；其中：

1.430≤n1≤1.655；43.0≤v1≤65.7；

1.531≤n2≤1.800；45.0≤v2≤73.3；

1.420≤n3≤1.655；43.0≤v3≤65.7；

1.540≤n4≤1.780；17.0≤v4≤34.6。

具体的，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。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。如此，通过搭配设置定焦镜头中各透镜的折射率和阿贝数，可保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。

在上述实施例的基础上，可选地，定焦镜头还包括光阑；光阑位于第一透镜110和第二透镜120之间的光路中；或者，光阑位于第二透镜120和第三透镜130之间的光路中。

具体的，通过设置光阑可以调节光束的传播方向，有利于进一步提高成像质量。示例性的，图1以光阑150位于第一透镜110和第二透镜120之间的光路中为例进行示意。在其他实施例中，光阑150也可以位于第二透镜120和第三透镜130之间的光路中，本实用新型实施例对此不作限定。

在上述实施例的基础上，定义透镜邻近物面一侧的表面为物方表面，透镜邻近像面一侧的表面为像方表面；可选地，第一透镜110的物方表面朝向物面凸起，第一透镜110的像方表面朝向像面凹陷；第二透镜120的物方表面朝向物面凸起，第二透镜120的像方表面朝向像面凸起；第三透镜130的物方表面朝向物面凸起，第三透镜130的像方表面朝向像面凸起；第四透镜140的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜140的像方表面朝向像面凸起；或者，第四透镜140的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜140的像方表面朝向像面凹陷。

需要说明的是，图1仅以第四透镜140的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜140的像方表面朝向像面凹陷为例进行示意，在其他实施例中，也可以设置第四透镜140的物方表面朝向物面凹陷，第四透镜140的像方表面朝向像面凸起，本实用新型实施例对此不作限定。如图1所示，通过合理设置各个透镜的面型，保证各个透镜的光焦度满足上述实施例中光焦度要求的同时，还可以保证整个定焦镜头结构紧凑，定焦镜头集成度高。

此外，可选地，第一透镜110为塑料非球面透镜，第二透镜120为玻璃球面透镜，第三透镜130为塑料非球面透镜，第四透镜140为塑料非球面透镜。

具体的，非球面透镜的特点是从镜片中心到镜片周边，曲率是连续变化的。与从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率的球面镜片不同，非球面镜片具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面镜片后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升镜头的成像质量。进一步地，第一透镜110、第三透镜130和第四透镜140为塑料非球面透镜，有利于降低非球面透镜的加工工艺，并且非球面透镜的成本较低。

球面透镜的特点是从镜片中心到镜片周边具有恒定曲率，保证透镜的设置方式简单。进一步的，第二透镜120为玻璃球面透镜，玻璃材质的镜片热膨胀系数较小，稳定性良好；当定焦镜头所使用的环境温度变化较大时，有利于保持定焦镜头的焦距稳定。

进一步的，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，本实用新型实施例对此不赘述也不作限定。由于塑料材质的透镜成本远低于玻璃材质的透镜成本，本实用新型实施例提供的定焦镜头中，采用了玻璃透镜与塑料透镜混合搭配的方式，可使得在确保定焦镜头的光学性能的同时能够有效地控制定焦镜头的成本；同时各透镜材质具有互相补偿作用，可保证在高低温环境下仍可正常使用。

在上述实施例的基础上，继续参考图1所示，定焦镜头还可以包括滤光片160，滤光片160位于第四透镜140与像面之间的光路中，可以在白天滤除红外光，提升成像效果。

在上述实施例的基础上，第四透镜140的像侧面的光轴中心至像面的距离为BFL，该距离BFL可以理解为定焦镜头的后焦，可选地，定焦镜头的后焦BFL与光学总长TTL满足：BFL/TTL≥0.12。如此设置，可保证成像传感器和滤光片160有足够的安装空间。

作为一种可行的实施方式，下面对定焦镜头中各个透镜的表面类型、曲率半径、厚度、折射率、阿贝数、半直径等光学物理参数进行说明。

表1中，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；需要说明的是，由于图1中第三透镜130和第四透镜140胶合设置，“7”同时表示第三透镜130的像方表面和第四透镜140的物方表面；曲率半径代表镜片表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向物面一侧，圆心靠近像面，负值代表该表面弯向像面一侧，圆心靠近物面，平面的曲率半径则为无穷大；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，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。半直径代表镜片半口径。

表1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	非球面	4.4259	1.278	1.545	55.7	4.78
2	非球面	1.8511	5.146			3.00
							光阑	平面	无限	1.791			2.50
4	球面	20.2767	2.866	1.631	63.3	4.00
							5	球面	-8.3327	2.235			4.00
6	非球面	5.0797	3.249	1.555	55.7	2.75
							7	非球面	-2.3913	0.963	1.640	24.6	2.72
8	非球面	-40.8565	0.485			2.64
							9	平面	无限	0.700	1.516	64.2	2.70
10	平面	无限	3.787			2.79
							11	像面	无限				3.51

在上述实施例的基础上，上述非球面透镜(如第一透镜110、第三透镜130和第四透镜140)的非球面满足：

其中，z表示非球面Z向的轴向矢高；r表示非球面上的点到光轴的距离；c表示拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k表示拟合圆锥系数；A、B、C、D、E、F分别表示非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶系数。

接下来以一种可行的实施方式，结合表2对非球面透镜的非球面中的数据进行说明。

表2定焦镜头中非球面透镜各个表面的参数设计值

面序号	1	2	6	7	8
						k	-3.654213E-01	-9.246449E-01	-1.030208E+01	-1.732221E+00	-4.999960E+02
A	-8.815551E-03	-8.851693E-03	9.660786E-03	9.461669E-03	5.722531E-03
						B	1.961801E-04	1.394854E-04	-1.000491E-03	-1.885758E-03	-1.160349E-03
C	7.037969E-06	5.177820E-05	9.119163E-05	4.539403E-04	4.382615E-04
						D	-8.594992E-07	-2.877299E-06	-2.602132E-06	-7.537736E-05	-8.474274E-05
E	2.911003E-08	-4.178491E-09	-2.292231E-07	7.282108E-06	8.664504E-06
						F	-3.856900E-10	5.939858E-09	1.511064E-08	-2.910436E-07	-3.484693E-07

其中，-8.815551E-03表示面序号为1的系数A为-8.815551*10^-3，依此类推。

本实施例的光学系统达到了如下的技术指标：

焦距：4.0mm；

像面直径：Φ7.0mm；

对角视场角：118°；

光学总长：22.4mm；

光圈：1.4。

综上，本实用新型实施例提供的定焦镜头，通过使用四片透镜，将第三透镜130和第四透镜140胶合，并合理设置各透镜的光焦度、表面类型、曲率半径、厚度、折射率、阿贝数等光学物理参数，使定焦镜头在低成本的情况下兼具大光圈、高像素、低色差及日夜共焦的优点。

进一步的，图2是本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的球差曲线图，图2中垂直方向表示0视场瞳面的归一化，0表示光瞳中心，垂直方向顶点表示光瞳顶点；水平方向为不同波长的球差。如图2所示，本实用新型实施例一提供的定焦镜头在不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)下的球差均在0.045mm以内，不同波长曲线相对较集中，说明该定焦镜头的轴向像差很小，从而可知，本实用新型实施例提供的定焦镜头能够较好地校正像差，同时满足了日夜共焦的需求。

图3为本实用新型实施例一提供的一种定焦镜头的光线光扇图，如图3所示，不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)在该定焦镜头的不同视场角下的成像范围均在30μm以内且曲线较为集中，保证了不同视场区域的像差较小，也即说明了该定焦镜头较好地校正了光学系统的像差。

图4是本实用新型实施例一提供的一种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，单位为毫米(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436nm的光到850nm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的畸变得到了较好地矫正，可满足该焦距下定焦镜头的畸变要求。

实施例二

图5是本实用新型实施例二提供的一种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面到像面依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140；第一透镜110为负光焦度透镜，第二透镜120为正光焦度透镜，第三透镜130为正光焦度透镜，第四透镜140为负光焦度透镜；第三透镜130和第四透镜140胶合设置，形成胶合透镜；胶合透镜的光焦度为

定焦镜头的光焦度为

定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，其中：

1.3≤f/EPD≤1.7。

其中，各个透镜的材质、面型、光焦度、折射率以及阿贝数等其他光学物理参数与实施例一相同，在此不再赘述。

与实施例一提供的定焦镜头不同的是，实施例二中的光阑150位于第二透镜120和第三透镜130之间的光路中。

表3以另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设置参数，表3中的定焦镜头对应图5所示的定焦镜头。

表3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	非球面	5.3046	1.054	1.555	55.7	4.47
2	非球面	1.9246	6.698			2.85
							3	球面	14.7775	2.420	1.635	62.3	4.10
4	球面	-9.0875	0.000			4.10
							光阑	平面	无限	3.030			2.78
6	非球面	4.9288	2.932	1.555	55.7	2.50
							7	非球面	-2.4276	1.228	1.655	24.6	2.57
8	非球面	-37.9094	0.485			2.58
							9	平面	无限	0.700	1.516	64.2	2.66
10	平面	无限	3.816			2.76
							11	像面	无限				3.52

其中，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；需要说明的是，由于图1中第三透镜130和第四透镜140胶合设置，“7”同时表示第三透镜130的像方表面和第四透镜140的物方表面；曲率半径代表镜片表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向物面一侧，圆心靠近像面，负值代表该表面弯向像面一侧，圆心靠近物面，平面的曲率半径则为无穷大；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，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。半直径代表镜片半口径。

接下来以一种可行的实施方式，结合表4对非球面透镜的非球面中的数据进行说明。

表4定焦镜头中非球面透镜各个表面的参数设计值

面序号	1	2	6	7	8
						k	7.992323E-02	-1.551265E+00	-1.507725E+00	-4.646682E-01	-2.999999E+02
A	-1.274359E-02	-2.491287E-03	1.736450E-03	1.766004E-02	5.050440E-03
						B	8.746702E-04	2.841032E-04	2.070907E-04	4.437301E-05	-1.421709E-04
C	-4.547762E-05	1.371530E-04	-5.446603E-05	-2.161086E-04	4.661694E-05
						D	1.287493E-06	-2.821468E-05	8.834468E-06	6.189945E-05	-4.838897E-06
E	-1.447985E-08	2.342464E-06	-7.897799E-07	-6.007978E-06	5.424370E-07
						F	-1.023512E-10	-7.215437E-08	3.008612E-08	2.150567E-07	-2.684930E-08

其中，-1.274359E-02表示面序号为1的系数A为-1.274359*10^-2，依此类推。

本实施例的光学系统达到了如下的技术指标：

焦距：4.0mm；

像面直径：Φ7.0mm；

对角视场角：118°；

光学总长：22.4mm；

光圈：1.6。

进一步的，图6是本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的球差曲线图，图6中垂直方向表示0视场瞳面的归一化，0表示光瞳中心，垂直方向顶点表示光瞳顶点；水平方向为不同波长的球差。如图6所示，本实用新型实施例二提供的定焦镜头在不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)下的球差均在0.05mm以内，不同波长曲线相对较集中，说明该定焦镜头的轴向像差很小，从而可知，本实用新型实施例提供的定焦镜头能够较好地校正像差，同时满足了日夜共焦的需求。

图7为本实用新型实施例二提供的一种定焦镜头的光线光扇图，如图7所示，不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)在该定焦镜头的不同视场角下的成像范围均在30μm以内且曲线较为集中，保证了不同视场区域的像差较小，也即说明了该定焦镜头较好地校正了光学系统的像差。

图8是本实用新型实施例二提供的一种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，单位为毫米(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436nm的光到850nm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的畸变得到了较好地矫正，可满足该焦距下定焦镜头的畸变要求。

实施例三

图9是本实用新型实施例三提供的一种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面到像面依次排列的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130和第四透镜140；第一透镜110为负光焦度透镜，第二透镜120为正光焦度透镜，第三透镜130为正光焦度透镜，第四透镜140为负光焦度透镜；第三透镜130和第四透镜140胶合设置，形成胶合透镜；胶合透镜的光焦度为

定焦镜头的光焦度为

定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，其中：

1.3≤f/EPD≤1.7。

与实施例一提供的定焦镜头不同的是，实施例三中的光阑150位于第二透镜120和第三透镜130之间的光路中，另外，第四透镜140的像方表面朝向像面凸起。

表5以另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设置参数，表5中的定焦镜头对应图9所示的定焦镜头。

表5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	非球面	5.9783	1.207	1.530	53.0	4.68
2	非球面	1.9982	8.334			2.90
							3	球面	6.2079	2.841	1.700	55.0	4.10
4	球面	-18.8484	0.000			4.10
							光阑	平面	无限	0.486			2.98
6	非球面	10.0405	3.523	1.520	53.0	2.70
							7	非球面	-2.9166	0.843	1.680	18.0	2.50
8	非球面	-14.6471	0.485			2.40
							9	平面	无限	0.700	1.516	64.2	2.56
10	平面	无限	3.900			2.66
							11	像面	无限				3.52

接下来以一种可行的实施方式，结合表6对非球面透镜的非球面中的数据进行说明。

表6定焦镜头中非球面透镜各个表面的参数设计值

面序号	1	2	6	7	8
						k	1.061455E-01	-1.711917E+00	-7.662758E+00	1.745038E-01	-8.982679E+01
A	-1.086013E-02	1.153043E-04	-1.347491E-04	1.204814E-02	6.587356E-04
						B	7.718907E-04	4.335632E-05	5.660208E-06	-1.498180E-03	-1.800643E-04
C	-4.100655E-05	1.450258E-04	-2.878980E-05	5.110571E-04	1.632208E-04
						D	1.334594E-06	-2.647687E-05	3.834277E-06	-8.559958E-06	-3.463602E-05
E	-2.414215E-08	2.125356E-06	-3.106946E-07	-1.093503E-05	3.474297E-06
						F	1.658601E-10	-6.324092E-08	9.749196E-09	1.297227E-06	-1.390019E-07

其中，-1.086013E-02表示面序号为1的系数A为-1.086013*10^-2，依此类推。

本实施例的光学系统达到了如下的技术指标：

焦距：3.8mm；

像面直径：Φ7.0mm；

对角视场角：118°；

光学总长：22.4mm；

光圈：1.5。

进一步的，图10是本实用新型实施例三提供的一种定焦镜头的球差曲线图，图10中垂直方向表示0视场瞳面的归一化，0表示光瞳中心，垂直方向顶点表示光瞳顶点；水平方向为不同波长的球差。如图10所示，本实用新型实施例三提供的定焦镜头在不同波长(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)下的球差均在0.045mm以内，不同波长曲线相对较集中，说明该定焦镜头的轴向像差很小，从而可知，本实用新型实施例提供的定焦镜头能够较好地校正像差，同时满足了日夜共焦的需求。

图11为本实用新型实施例三提供的一种定焦镜头的光线光扇图，如图11所示，不同波长光线(0.436μm、0.486μm、0.546μm、0.588μm、0.656μm和0.850μm)在该定焦镜头的不同视场角下的成像范围均在30μm以内且曲线较为集中，保证了不同视场区域的像差较小，也即说明了该定焦镜头较好地校正了光学系统的像差。

图12是本实用新型实施例三提供的一种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，单位为毫米(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436nm的光到850nm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的畸变得到了较好地矫正，可满足该焦距下定焦镜头的畸变要求。

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

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、第三透镜和第四透镜；

所述第一透镜为负光焦度透镜，所述第二透镜为正光焦度透镜，所述第三透镜为正光焦度透镜，所述第四透镜为负光焦度透镜；

所述第三透镜和所述第四透镜胶合设置，形成胶合透镜；所述胶合透镜的光焦度为φ34，所述定焦镜头的光焦度为φ，所述定焦镜头的焦距为f，入瞳直径为EPD，其中：

0.07≤φ34/φ≤0.47；

1.3≤f/EPD≤1.7。

2.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度为φ1，所述第二透镜的光焦度为φ2，其中：

-0.32≤φ1+φ2≤0.04；

-0.75≤φ1/φ≤-0.47；

0.32≤φ2/φ≤0.65。

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，其中：

-1.80≤(φ1+φ2)/(φ3+φ4)≤-0.08。

4.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，其中：

0.44≤f/IC≤0.67。

5.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，其中：

1.4≤IC/EPD≤3.8。

6.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，所述第一透镜的物侧面的光轴中心至像面的距离为TTL，其中：

0.21≤IC/TTL≤0.41。

7.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，阿贝数为v3；所述第四透镜的折射率为n4，阿贝数为v4；其中：

1.430≤n1≤1.655；43.0≤v1≤65.7；

1.531≤n2≤1.800；45.0≤v2≤73.3；

1.420≤n3≤1.655；43.0≤v3≤65.7；

1.540≤n4≤1.780；17.0≤v4≤34.6。

8.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述定焦镜头还包括光阑；

所述光阑位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的光路中；或者，所述光阑位于所述第二透镜和所述第三透镜之间的光路中。

9.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，透镜邻近所述物面一侧的表面为物方表面，透镜邻近所述像面一侧的表面为像方表面；

所述第一透镜的物方表面朝向所述物面凸起，所述第一透镜的像方表面朝向所述像面凹陷；

所述第二透镜的物方表面朝向所述物面凸起，所述第二透镜的像方表面朝向所述像面凸起；

所述第三透镜的物方表面朝向所述物面凸起，所述第三透镜的像方表面朝向所述像面凸起；

所述第四透镜的物方表面朝向所述物面凹陷，所述第四透镜的像方表面朝向所述像面凸起；或者，所述第四透镜的物方表面朝向所述物面凹陷，所述第四透镜的像方表面朝向所述像面凹陷；

所述第一透镜为塑料非球面透镜，所述第二透镜为玻璃球面透镜，所述第三透镜为塑料非球面透镜，所述第四透镜为塑料非球面透镜。

10.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，所述第四透镜的像侧面的光轴中心至像面的距离为BFL，所述第一透镜的物侧面的光轴中心至像面的距离为TTL，其中：

BFL/TTL≥0.12。