CN220419659U - 一种大光圈镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大光圈镜头，包括：沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；第一透镜的光焦度为负，第二透镜的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负，第五透镜的光焦度为正，第六透镜的光焦度为正，第七透镜的光焦度为负，第八透镜的光焦度为正；其中，第三透镜、第四透镜与第五透镜形成胶合透镜。该镜头具有大光圈，可以满足在低照度的环境下获得清晰的解像的需求。

Description

一种大光圈镜头

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种大光圈镜头。

背景技术

随着科技的不断发展，技术更新迭代的速度越来越快，市场对镜头的参数和性能也越来越严苛。相关技术中存在的问题是，在低照度的环境下，由于光圈较小，无法获得清晰的解像，现有镜头无法满足市场需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种大光圈镜头，以使镜头具有大光圈，满足在低照度的环境下可以获得清晰的解像的需求。

根据本实用新型的一方面，提供了一种大光圈镜头，包括：

沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；

所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为负，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为负，所述第八透镜的光焦度为正；

其中，所述第三透镜、第四透镜与第五透镜形成胶合透镜。

可选地，所述第一透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；所述第四透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；第六透镜的物侧面为凸、像侧面为凸面；所述第七透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；所述第八透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面。

可选地，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为球面透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为非球面透镜。

可选地，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为玻璃透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为塑料透镜。

可选地，还包括：光阑，所述光阑位于所述第五透镜与所述第六透镜之间。

可选地，所述大光圈镜头的光焦度为所述第一透镜的光焦度为/>所述第二透镜的光焦度为/>所述胶合透镜的光焦度为/>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/>各所述光焦度满足如下条件：

可选地，所述第三透镜的阿贝数v3、所述第四透镜的阿贝数v4、所述第五透镜的阿贝数v5满足以下条件：

73≤|v5-v3|≤79；60≤|v5-v4|≤74。

可选地，所述大光圈镜头的入瞳直径EPD与像镜头焦距EFL满足如下条件：

2.2≤EPD/EFL≤2.5。

可选地，所述大光圈镜头的光圈1.0<F<1.1。

综上所述，根据本实用新型提供的大光圈镜头，包括：沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；第一透镜的光焦度为负，第二透镜的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负，第五透镜的光焦度为正，第六透镜的光焦度为正，第七透镜的光焦度为负，第八透镜的光焦度为正；其中，第三透镜、第四透镜与第五透镜形成胶合透镜。该镜头具有大光圈，可以满足在低照度的环境下获得清晰的解像的需求。

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是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的球差曲线图；

图4是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的畸变曲线图；

图5是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的结构示意图；

图6是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的球差曲线图；

图7是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的畸变曲线图；

图8是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的结构示意图；

图9是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的球差曲线图；

图10是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的畸变曲线图。

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。

图1是本实用新型提供的大光圈镜头的结构示意图。如图1所示，该大光圈镜头包括：

沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8；

第一透镜1的光焦度为负，第二透镜2的光焦度为负，第三透镜3的光焦度为正，第四透镜4的光焦度为负，第五透镜5的光焦度为正，第六透镜6的光焦度为正，第七透镜7的光焦度为负，第八透镜8的光焦度为正；

其中，第三透镜3、第四透镜4与第五透镜5形成胶合透镜。

可以理解的是，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，可以将各个透镜固定于一个镜筒(图1中未示出)内，通过合理分配透镜的光焦度，使得大光圈定焦镜头成像效果更好，其中，光焦度为焦距的倒数。另外，从第一透镜1至第八透镜8各透镜之间通过麦拉片或者隔圈间接承靠。通过上述方式分配镜片光焦度，使光线在传播过程中，能够平稳，不在某个面上出现过大的偏折，并且成像质量好，有利于减少像差，降低敏感度。

在一个示例中，第一透镜1的物侧面为凹面、像侧面为凹面；第二透镜2的物侧面为凹面、像侧面为凸面；第三透镜3的物侧面为凸面、像侧面为凸面；第四透镜4的物侧面为凹面、像侧面为凹面；第五透镜5的物侧面为凸面、像侧面为凸面；第六透镜6的物侧面为凸、像侧面为凸面；第七透镜7的物侧面为凹面、像侧面为凹面；第八透镜8的物侧面为凸面、像侧面为凸面。

其中，第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5均为球面透镜；第一透镜1、第二透镜2、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8均为非球面透镜。

第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5均为玻璃透镜；第一透镜1、第二透镜2、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8均为塑料透镜。

该大光圈镜头还包括：光阑9，光阑9位于第五透镜5与第六透镜6之间。

需要说明的是，玻塑混合的搭配与全玻镜头相比成本更低，与全塑胶镜头相比性能更稳定。第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5胶合，可以减少红外离焦，提升红外像质。并且胶合透镜可最大限度地减少色差，且胶合镜片阿贝数差值越大，越有利于色差矫正。三胶合镜片与双胶合镜片相比，消色差的效果更好，并且能进一步简化镜头制造过程中的装配程序，提升装备效率，减少镜片间的间隔，使光学系统更加紧凑，减小总长。

在上述示例中，大光圈镜头的光焦度为第一透镜的光焦度为/>第二透镜的光焦度为/>胶合透镜的光焦度为/>第六透镜的光焦度为/>第七透镜的光焦度为第八透镜的光焦度为/>各光焦度满足如下条件：

可选地，第三透镜的阿贝数v3、第四透镜的阿贝数v4、第五透镜的阿贝数v5满足以下条件：

73≤|v5-v3|≤79；60≤|v5-v4|≤74。

可选地，在焦距一定的情况下，镜头入瞳直径数值越大，镜头光圈越大，大光圈镜头的入瞳直径EPD与像镜头焦距EFL满足如下条件：

2.2≤EPD/EFL≤2.5。大光圈镜头的光圈1.0<F<1.1。

下面以具体实施例来说明本实用新型的大光圈镜头。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的结构示意图。如图2所示，在该实施例中，第三透镜的阿贝数v3、第四透镜的阿贝数v4、第五透镜的阿贝数v5满足|v5-v3|＝76.428；|v5-v4|＝71.163；光焦度

EPD/EFL＝2.270。在该实施例中，各透镜的曲率半径、厚度、材料折射率、阿贝数、半直径参数如表1所示。

表1

其中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数满足 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。在该实施例中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数如表2所示。

表2

其中，在表1和表2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“S1”代表第一透镜的物侧面，面序号“S2”代表第一透镜的像侧面，依次类推；“STO”代表镜头的光阑；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，其中“PL”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，其中，因各参数取值位数不同，导致对焦有误差，所以第17面厚度有一定范围，可视情况调整数值以达到对焦清晰的目的；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。

由此，通过上述参数的设置，最终使得镜头的焦距为3.357mm；光圈为F1.084；视场角为144°；光学总长为25.424mm；像面大小为φ6.434mm。

图3是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的球差曲线图。图3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，单位微米(μm)。该实施例在0.7孔径处红外波长(0.850μm)与主波长(0.588μm)位置差不超过0.01μm，说明该定焦镜头红外离焦小，满足红外共焦需求。

图4是本实用新型实施例一提供的大光圈镜头的畸变曲线图。图4中的坐标系，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。可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了较好地矫正，成像畸变小于50％。图4中，最大视场是60.7°，最大畸变为46.55％。

实施例二

图5是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的结构示意图。如图5所示，在该实施例中，第三透镜的阿贝数v3、第四透镜的阿贝数v4、第五透镜的阿贝数v5满足|v5-v3|＝78.462；|v5-v4|＝61.889；光焦度

EPD/EFL＝2.365。在该实施例中，各透镜的曲率半径、厚度、材料折射率、阿贝数、半直径参数如表3所示。

表3

其中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数满足 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。在该实施例中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数如表4所示。

表4

其中，在表3和表4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“S1”代表第一透镜的物侧面，面序号“S2”代表第一透镜的像侧面，依次类推；“STO”代表镜头的光阑；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，其中“PL”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，其中，因各参数取值位数不同，导致对焦有误差，所以第17面厚度有一定范围，可视情况调整数值以达到对焦清晰的目的；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。

由此，通过上述参数的设置，最终使得镜头的焦距为2.919mm；光圈为F1.076；视场角为120°；光学总长为25.285mm；像面大小为φ6.422mm。

图6是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的球差曲线图。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，单位微米(μm)。该实施例在0.7孔径处红外波长(0.850μm)与主波长(0.588μm)位置差不超过0.02μm，说明该定焦镜头红外离焦小，满足红外共焦需求。

图7是本实用新型实施例二提供的大光圈镜头的畸变曲线图。图7中的坐标系，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。可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了较好地矫正，成像畸变小于40％。图7中，最大视场是60°，最大畸变为36.68％。

实施例三

图8是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的结构示意图。如图8所示，在该实施例中，第三透镜的阿贝数v3、第四透镜的阿贝数v4、第五透镜的阿贝数v5满足|v5-v3|＝74.291；|v5-v4|＝73.295；光焦度

EPD/EFL＝2.444。在该实施例中，各透镜的曲率半径、厚度、材料折射率、阿贝数、半直径参数如表5所示。

表5

其中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数满足 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。在该实施例中，第一透镜至第八透镜的光学物理参数如表6所示。

表6

其中，在表5和表6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“S1”代表第一透镜的物侧面，面序号“S2”代表第一透镜的像侧面，依次类推；“STO”代表镜头的光阑；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，其中“PL”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，其中，因各参数取值位数不同，导致对焦有误差，所以第17面厚度有一定范围，可视情况调整数值以达到对焦清晰的目的；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。

由此，通过上述参数的设置，最终使得镜头的焦距为2.675mm；光圈为F1.068；视场角为120°；光学总长为28.024mm；像面大小为φ6.412mm。

图9是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的球差曲线图。图9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，单位微米(μm)。该实施例在0.7孔径处红外波长(0.850μm)与主波长(0.588μm)位置差不超过0.02μm，说明该定焦镜头红外离焦小，满足红外共焦需求。

图10是本实用新型实施例三提供的大光圈镜头的畸变曲线图。图10中的坐标系，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。可以看出，本实施例提供的镜头的畸变得到了较好地矫正，成像畸变小于30％。图10中，最大视场是60°，最大畸变为29.88％。

综上所述，根据本实用新型提供的大光圈镜头，包括：沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；第一透镜的光焦度为负，第二透镜的光焦度为负，第三透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负，第五透镜的光焦度为正，第六透镜的光焦度为正，第七透镜的光焦度为负，第八透镜的光焦度为正；其中，第三透镜、第四透镜与第五透镜形成胶合透镜。该镜头具有大光圈，可以满足在低照度的环境下获得清晰的解像的需求，该镜头满足，焦距：3.3mm，光圈：F1.1，视场角：144°，像面大小：1/2.8″。

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 (8)

1.一种大光圈镜头，其特征在于，包括：

沿光轴从物方至像方依次排列有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；

所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为负，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为负，所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正，所述第七透镜的光焦度为负，所述第八透镜的光焦度为正；

其中，所述第三透镜、第四透镜与第五透镜形成胶合透镜；

还包括：光阑，所述光阑位于所述第五透镜与所述第六透镜之间。

2.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；所述第四透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；第六透镜的物侧面为凸、像侧面为凸面；所述第七透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；所述第八透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面。

3.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为球面透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为玻璃透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜均为塑料透镜。

5.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头的光焦度为φ，所述第一透镜的光焦度为φ1，所述第二透镜的光焦度为φ2，所述胶合透镜的光焦度为φ345，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，各所述光焦度满足如下条件：

-0.622<φ1/φ<-0.305；-0.477<φ2/φ<-0.204；0.237<φ345/φ<0.582；

0.192<φ6/φ<0.478；-0.525<φ7/φ<-0.095；0.228<φ8/φ<0.543。

6.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述第三透镜的阿贝数v3、所述第四透镜的阿贝数v4、所述第五透镜的阿贝数v5满足以下条件：

73≤|v5-v3|≤79；60≤|v5-v4|≤74。

7.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头的入瞳直径EPD与像镜头焦距EFL满足如下条件：

2.2≤EPD/EFL≤2.5。

8.根据权利要求1所述的大光圈镜头，其特征在于，所述大光圈镜头的光圈1.0<F<1.1。