CN219016688U - 一种定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定焦镜头包括沿光轴从物面至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、第六透镜和第七透镜，第一透镜为具有负光焦度的玻璃透镜，第二透镜为具有负光焦度的塑料非球面透镜，第三透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第四透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第五透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第六透镜为具有负光焦度的玻璃球面透镜，第七透镜为具有正光焦度的塑料非球面透镜。本实用新型实施例提供的定焦镜头，通过采用5片玻璃球面透镜和2片塑料非球面透镜的混合结构，并合理搭配各透镜光焦度，实现了大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的定焦镜头。
Description
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
随着科技的发展，镜头的应用场景也越发广泛，例如，视频会议、安防监控等多领域，在这些领域镜头搭配的芯片尺寸大都在1/3～1/1.8英寸之间，很少有能搭配1英寸靶面的定焦镜头，即使达到1英寸靶面，其大视场的相对照度也偏低，从而导致大视场画面偏暗，或者由于主光线角度偏大导致无法与芯片适配。
实用新型内容
本实用新型提供了一种定焦镜头，以实现具有广角、大视场相对照度高以及靶面大的定焦镜头。
本实用新型提供了一种定焦镜头，包括沿光轴从物面至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、第六透镜和第七透镜；
所述第一透镜为具有负光焦度的玻璃透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的塑料非球面透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第四透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第五透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第六透镜为具有负光焦度的玻璃球面透镜，所述第七透镜为具有正光焦度的塑料非球面透镜。
可选的，所述第一透镜的光焦度为
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
可选的，所述第二透镜的光焦度为
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
可选的，所述第五透镜和所述第六透镜组成双胶合透镜组。
可选的，所述第三透镜的折射率为Nd3，所述第三透镜的阿贝数为Vd3，其中，1.9<Nd3，25<Vd3<38。
可选的，所述第四透镜的物侧面的曲率为C41，其中，|C41|<0.015。
可选的，所述第五透镜的阿贝数为Vd5，所述第六透镜的阿贝数为Vd6，所述第七透镜的阿贝数为Vd7，其中，20<Vd5-Vd6<75，25<Vd7-Vd6<38。
可选的，所述第七透镜的光焦度为
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
可选的，所述定焦镜头的半像高为SimgH，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.12<SimgH/TTL<0.14。
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。
本实用新型实施例提供的定焦镜头，通过采用5片玻璃球面透镜和2片塑料非球面透镜的混合结构，并合理搭配各透镜光焦度，可实现光学总长小于60mm，可搭配20MP、1英寸靶面的成像传感器(SENSOR)芯片，对角视场角达到98°～126°，最大视场相对照度大于70％，最大像高主光线角度小于10°的定焦镜头，从而实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的定焦镜头，以满足消费者的需求。
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相对照度与视场角关系曲线示意图；
图4为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图；
图5为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图；
图6为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的结构示意图；
图7为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的球差曲线图；
图8为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的相对照度与视场角关系曲线示意图；
图9为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图；
图10为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图；
图11为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的结构示意图；
图12为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的球差曲线图；
图13为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的相对照度与视场角关系曲线示意图；
图14为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图；
图15为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图。
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，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至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和第七透镜170。第一透镜110为具有负光焦度的玻璃透镜，第二透镜120为具有负光焦度的塑料非球面透镜，第三透镜130为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第四透镜140为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第五透镜150为具有正光焦度的玻璃球面透镜，第六透镜160为具有负光焦度的玻璃球面透镜，第七透镜170为具有正光焦度的塑料非球面透镜。
具体的，在本实施例提供的定焦镜头中，可将第一透镜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和第七透镜170设置于一个镜筒(图1中未示出)内，但并不局限于此。
其中，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)。
在本实施例中，通过采用5片玻璃球面透镜和2片塑料非球面透镜的混合结构，并合理搭配各透镜光焦度，可实现光学总长小于60mm，可搭配20MP、1英寸靶面的成像传感器(SENSOR)芯片，对角视场角达到98°～126°，最大视场相对照度大于70％，最大像高主光线角度小于10°的定焦镜头，从而实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的定焦镜头，以满足消费者的需求。
作为一种可行的实施方式，第一透镜110的光焦度为
定焦镜头的光焦度为
其中，
其中，通过设置第一透镜110的光焦度
和定焦镜头的光焦度
满足
在满足上述光焦度搭配，以实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的同时，可使光线以较小的入射角进入第二透镜120，有利于增加定焦镜头的视场角，平衡轴外像差。
进一步地，可设置第一透镜110为弯月形负透镜，且第一透镜110的物侧面为凸面，第一透镜110的像侧面为凹面，从而可使光线以较小的入射角进入第二透镜120，有利于进一步增加定焦镜头的视场角，平衡轴外像差。
作为一种可行的实施方式，第二透镜120的光焦度为
定焦镜头的光焦度为
其中，
其中，通过设置第二透镜120的光焦度
和定焦镜头的光焦度
满足
在满足上述光焦度搭配，以实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的同时，可使物方光线平缓收入成像系统，使光线以较小的入射角进入第三透镜130，减少高级像差的占比。
进一步地，可设置第二透镜120为弯月形负透镜，且第二透镜120的物侧面为凸面，第二透镜120的像侧面为凹面，从而可使物方光线更加平缓的收入成像系统，使光线以较小的入射角进入第三透镜130，进一步减少高级像差的占比。
作为一种可行的实施方式，继续参考图1，第五透镜150和第六透镜160组成双胶合透镜组100。
其中，通过设置第五透镜150和第六透镜160组成双胶合透镜组100，可有效减小第五透镜150和第六透镜160之间的空气间隔，有助于减小镜头总长。此外，第五透镜150和第六透镜160胶合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，双胶合透镜组100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，保证良好的装配性。
作为一种可行的实施方式，第三透镜130的折射率为Nd3，第三透镜130的阿贝数为Vd3，其中，1.9<Nd3，25<Vd3<38。
其中，通过设置第三透镜130采用折射率大于1.9的高折射率玻璃球面透镜有利于平衡系统轴上像差，如球差，色差等，从而有助于改善定焦镜头的成像效果。
作为一种可行的实施方式，第四透镜140的物侧面的曲率为C41，其中，|C41|<0.015。
其中，通过设置第四透镜140的物侧面的曲率C41满足|C41|<0.015，有助于实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的定焦镜头，从而满足消费者的需求。
作为一种可行的实施方式，第五透镜150的阿贝数为Vd5，第六透镜160的阿贝数为Vd6，第七透镜170的阿贝数为Vd7，其中，20<Vd5-Vd6<75，25<Vd7-Vd6<38。
其中，通过设置第五透镜150的阿贝数Vd5、第六透镜160的阿贝数Vd6和第七透镜170的阿贝数Vd7满足20<Vd5-Vd6<75，25<Vd7-Vd6<38，有利于系统色差的校正。
作为一种可行的实施方式，第七透镜170的光焦度为
定焦镜头的光焦度为
其中，
其中，通过设置第七透镜170的光焦度
和定焦镜头的光焦度
满足
在满足上述光焦度搭配，以实现大靶面、在大视场角具有较小的主光线角度以及较高的相对照度的同时，有利于降低光学系统的主光线入射角，并减小系统光学畸变。
进一步地，可设置放置在光学系统最后位置的第七透镜170为双凸的非球面透镜，即第七透镜170的物侧面为凸面，第七透镜170的像侧面为凸面，有利于进一步降低光学系统的主光线入射角，并减小系统光学畸变。
作为一种可行的实施方式，继续参考图1，定焦镜头还包括滤光片200，滤光片200位于第七透镜170的像侧面一侧。
其中，通过在第七透镜170的像侧面一侧设置滤光片200，可以滤除不需要的杂散光，从而提高定焦镜头的像质，保证该定焦镜头在白天和晚上都具有较好的成像效果，例如，通过滤光片200在白天滤除红外光来提高定焦镜头的成像质量。同时，滤光片200还能够对成像传感器起到保护作用。
作为一种可行的实施方式，定焦镜头的半像高为SimgH，定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.12<SimgH/TTL<0.14。
其中，第一透镜110的物侧面的光轴中心至像面的距离为定焦镜头的光学总长TTL，在本实施例中，通过设置定焦镜头的半像高SimgH和光学总长为TTL满足0.12<SimgH/TTL<0.14，有利于镜头总长的压缩，同时能够保证像高满足芯片的尺寸大小。
作为一种可行的实施方式，继续参考图1，定焦镜头还包括光阑300，光阑300位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中。
其中，通过设置光阑300可以调节光束的传播方向，有利于改善定焦镜头的光圈。
同时，通过将光阑300设置于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中，有助于减小定焦镜头在大视场角下的主光线角度，使得定焦镜头最大像高主光线角度小于10°，从而有利于与1英寸靶面的成像传感器芯片适配。
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面至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和第七透镜170。其中，第五透镜150和第六透镜160组成双胶合透镜组100，滤光片200位于第七透镜170的像侧面一侧，光阑300位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中。
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“Surf”代表面序号，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；“STO”代表定焦镜头的光阑；“IMA”代表像面；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，“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；折射率代表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；阿贝数代表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；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：
其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
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。
表2定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值
其中，-2.101982E-04表示面序号为3的4阶项系数A为-2.101982*10-4，依此类推。
示例性的，表3以一种可行的实施方式，详细说明了本实施例一提供的定焦镜头的具体光学物理参数。
表3定焦镜头的光学物理参数的设计值
本实施例一提供的定焦镜头视场角为98°，F#为2.8，SimagH为7.928mm，最大视场相对照度为70％。
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、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头的轴向色差矫正良好，可以满足消费者的使用需求。
图3为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的相对照度与视场角关系曲线示意图，如图3所示，横轴表示视场角，纵轴表示相对照度。从图3中可以看出，本实施例提供的定焦镜头在最大视场下的相对照度达到70％，像面亮度整体均匀性较好，可以满足大视场画面亮度需求。
图4为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图，如图4所示，横轴表示像高，单位为毫米；纵轴表示主光线角度，单位为角度。从图4中可以看出，本实施例提供的定焦镜头，在最大视场下的主光线角度较小，可以适配1英寸靶面的SENSOR芯片。
图5为本实用新型实施例一提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图，其中，光线光扇(RAY FAN)曲线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，光线光扇曲线的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图5所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±30μm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。
实施例二
图6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6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至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和第七透镜170。其中，第五透镜150和第六透镜160组成双胶合透镜组100，滤光片200位于第七透镜170的像侧面一侧，光阑300位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中。
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
| Surf | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 | k值 | 口径 |
| 1 | 标准面 | 29.2433 | 4.346 | 1.735 | 94.99 | 11.449 | |
| 2 | 标准面 | 9.9607 | 5.360 | 6.471 | |||
| 3 | 非球面 | 25.9726 | 2.266 | 1.661 | 20.38 | -9.0026 | 6.051 |
| 4 | 非球面 | 6.7467 | 8.608 | -0.9214 | 5.135 | ||
| 5 | 标准面 | 68.5980 | 3.675 | 2.000 | 34.14 | 5.000 | |
| 6 | 标准面 | -21.0918 | 8.090 | 5.080 | |||
| STO | 标准面 | Infinity | 1.609 | 3.285 | |||
| 8 | 标准面 | 206.9131 | 3.552 | 1.508 | 63.44 | 3.783 | |
| 9 | 标准面 | -15.8606 | 1.088 | 5.597 | |||
| 10 | 标准面 | 22.8939 | 4.625 | 1.573 | 63.60 | 5.968 | |
| 11 | 标准面 | -9.4366 | 1.000 | 1.800 | 25.57 | 6.019 | |
| 12 | 标准面 | 17.7219 | 0.963 | 6.447 | |||
| 13 | 非球面 | 12.6891 | 4.885 | 1.535 | 55.71 | -1.3698 | 6.900 |
| 14 | 非球面 | -28.5962 | 2.000 | -10.8213 | 7.485 | ||
| 15 | 标准面 | Infinity | 0.500 | 1.517 | 64.19 | 7.499 | |
| 16 | 标准面 | Infinity | 7.413 | 7.501 | |||
| IMA | 标准面 | Infinity | - |
其中，表1中的“Surf”代表面序号，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；“STO”代表定焦镜头的光阑；“IMA”代表像面；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，“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；折射率代表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；阿贝数代表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；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：
其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
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。
表5定焦镜头中各透镜非球面系数的设计值
其中，-1.957072E-04表示面序号为3的4阶项系数A为-1.957072*10-4，依此类推。
示例性的，表6以一种可行的实施方式，详细说明了本实施例二提供的定焦镜头的具体光学物理参数。
表6定焦镜头的光学物理参数的设计值
本实施例二提供的定焦镜头视场角为108°，F#为2.8，SimgH为7.53mm，最大视场相对照度为73％。
进一步地，图7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7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7可以看出，不同波长(0.436μm、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头的轴向色差矫正良好，可以满足消费者的使用需求。
图8为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的相对照度与视场角关系曲线示意图，如图8所示，横轴表示视场角，纵轴表示相对照度。从图8中可以看出，本实施例提供的定焦镜头在最大视场下的相对照度达到73％，像面亮度整体均匀性较好，可以满足大视场画面亮度需求。
图9为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图，如图9所示，横轴表示像高，单位为毫米；纵轴表示主光线角度，单位为角度。从图9中可以看出，本实施例提供的定焦镜头，在最大视场下的主光线角度较小，可以适配1英寸靶面的SENSOR芯片。
图10为本实用新型实施例二提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图，其中，光线光扇(RAY FAN)曲线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，光线光扇曲线的横轴比例尺是归一化的入瞳坐标。如图10所示，图中不同波长光线(0.436μm、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±30μm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。
实施例三
图11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11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至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和第七透镜170。其中，第五透镜150和第六透镜160组成双胶合透镜组100，滤光片200位于第七透镜170的像侧面一侧，光阑300位于第三透镜130和第四透镜140之间的光路中。
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。
表7定焦镜头的光学物理参数的设计值
| Surf | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 | k值 | 口径 |
| 1 | 标准面 | 49.4755 | 5.649 | 1.742 | 80.00 | 10.505 | |
| 2 | 标准面 | 8.6662 | 3.871 | 7.119 | |||
| 3 | 非球面 | 24.1169 | 1.827 | 1.671 | 19.28 | 2.8484 | 6.738 |
| 4 | 非球面 | 7.9433 | 4.153 | -0.8223 | 5.850 | ||
| 5 | 标准面 | 68.7949 | 8.648 | 1.936 | 31.33 | 5.850 | |
| 6 | 标准面 | -18.2620 | 5.799 | 5.460 | |||
| STO | 标准面 | Infinity | 1.067 | 3.057 | |||
| 8 | 标准面 | -69.4847 | 6.314 | 1.512 | 35.83 | 3.557 | |
| 9 | 标准面 | -12.9973 | 0.710 | 5.501 | |||
| 10 | 标准面 | 32.1785 | 4.459 | 1.612 | 95.00 | 5.975 | |
| 11 | 标准面 | -10.0603 | 1.000 | 1.793 | 22.53 | 6.051 | |
| 12 | 标准面 | -175.0826 | 1.816 | 6.504 | |||
| 13 | 非球面 | 46.8979 | 4.101 | 1.535 | 55.71 | -55.0999 | 6.845 |
| 14 | 非球面 | -46.1055 | 2.000 | 16.5497 | 7.387 | ||
| 15 | 标准面 | Infinity | 0.500 | 1.517 | 64.19 | 7.537 | |
| 16 | 标准面 | Infinity | 8.067 | 7.553 | |||
| IMA | 标准面 | Infinity | - |
其中，表1中的“Surf”代表面序号，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；“STO”代表定焦镜头的光阑；“IMA”代表像面；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，“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离；折射率代表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；阿贝数代表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；k值代表该非球面的最佳拟合圆锥系数的数值大小。
非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：
其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A-G为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶项系数。
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
其中，-2.498323E-04表示面序号为3的4阶项系数A为-2.498323*10-4，依此类推。
示例性的，表9以一种可行的实施方式，详细说明了本实施例三提供的定焦镜头的具体光学物理参数。
表9定焦镜头的光学物理参数的设计值
本实施例三提供的定焦镜头的视场角为126°，F#为2.8，SimgH为7.919mm，最大视场相对照度72.8％。
进一步地，图12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12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12可以看出，不同波长(0.436μm、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)的横坐标值均在±0.1mm范围内，说明该定焦镜头的轴向色差矫正良好，可以满足消费者的使用需求。
图13为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的相对照度与视场角关系曲线示意图，如图13所示，横轴表示视场角，纵轴表示相对照度。从图13中可以看出，本实施例提供的定焦镜头在最大视场下的相对照度达到72.8％，像面亮度整体均匀性较好，可以满足大视场画面亮度需求。
图14为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的主光线角度与像高关系曲线示意图，如图14所示，横轴表示像高，单位为毫米；纵轴表示主光线角度，单位为角度。从图14中可以看出，本实施例提供的定焦镜头，在最大视场下的主光线角度较小，可以适配1英寸靶面的SENSOR芯片。
图15为本实用新型实施例三提供的定焦镜头的光线光扇曲线示意图，其中，光线光扇(RAY FAN)曲线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，光线光扇曲线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、0.487μm、0.548μm、0.587μm和0.656μm)在该定焦镜头的不同视场角下的差值均在±30μm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。
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，包括沿光轴从物面至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、第六透镜和第七透镜；
所述第一透镜为具有负光焦度的玻璃透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的塑料非球面透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第四透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第五透镜为具有正光焦度的玻璃球面透镜，所述第六透镜为具有负光焦度的玻璃球面透镜，所述第七透镜为具有正光焦度的塑料非球面透镜。
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
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
3.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第二透镜的光焦度为
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
4.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第五透镜和所述第六透镜组成双胶合透镜组。
5.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第三透镜的折射率为Nd3，所述第三透镜的阿贝数为Vd3，其中，1.9<Nd3，25<Vd3<38。
6.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第四透镜的物侧面的曲率为C41，其中，|C41|<0.015。
7.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第五透镜的阿贝数为Vd5，所述第六透镜的阿贝数为Vd6，所述第七透镜的阿贝数为Vd7，其中，20<Vd5-Vd6<75，25<Vd7-Vd6<38。
8.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述第七透镜的光焦度为
所述定焦镜头的光焦度为
其中，
9.根据权利要求1所述的定焦镜头，其特征在于，
所述定焦镜头的半像高为SimgH，所述定焦镜头的光学总长为TTL，其中，0.12<SimgH/TTL<0.14。
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。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116482842A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-07-25 | 协益电子（苏州）有限公司 | 一种光学镜头、摄像装置及具有其的驾驶工具 |
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