一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，包括變倍組和補償組；補償組包括從物方一側(cè)順序排列的凸凹負(fù)光焦度的第一透鏡、雙凹負(fù)光焦度的第二透鏡和凸凹正光焦度的第三透鏡；變倍組包括從物方一側(cè)順序排列的雙凸正光焦度的第四透鏡、雙凸正光焦度的第五透鏡、雙凹負(fù)光焦度的第六透鏡、雙凸正光焦度的第七透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第八透鏡、雙凸正光焦度的第九透鏡、凸凹正光焦度的第十透鏡、凸凹負(fù)光焦度的第十一透鏡、雙凸正光焦度的第十二透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第十三透鏡；其采用13枚玻璃球面鏡片，最大視場角達(dá)到150°，最大光圈達(dá)到F1.4，分辨率達(dá)到八百萬像素，成像質(zhì)量好，視野寬廣，相對孔徑大。
【專利說明】
-種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡 頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 安防需要對目標(biāo)日夜不間斷的監(jiān)控，夜晚由于環(huán)境亮度極低通常需要使用紅外光 照明，畫面也由彩色轉(zhuǎn)為黑白色，清晰度降低，容易導(dǎo)致細(xì)節(jié)丟失。為了提高夜晚的監(jiān)控質(zhì) 量，技術(shù)人員進(jìn)行了不懈的努力。
[0003] 隨著電子科技的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了一種高感光的成像忍片(微光成像忍片），其 可W利用微弱的環(huán)境光成像，若配合大光圈鏡頭即可獲得較為清晰明亮的彩色畫面，大大 提高了夜晚的監(jiān)控質(zhì)量，同時擬棄了紅外補光燈，從而可W使得攝像機的溫度大大降低，提 高了攝像機的工作壽命。
[0004] 然而運種成像忍片尺寸較大，達(dá)到1/1.7"左右，而普通安防監(jiān)控鏡頭使用的忍片 在1/3"左右。因此普通的監(jiān)控鏡頭將無法用于微光成像忍片。
[0005] 因此研發(fā)一種最大像面超過1/1.7"，最大光圈可W達(dá)到F1.4的變焦鏡頭就顯得很 有必要。
[0006] 因此，本實用新型旨在提供一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其采用13枚玻 璃球面鏡片，最大視場角達(dá)到150°，最大光圈達(dá)到F1.4,分辨率達(dá)到八百萬像素，焦距范圍 為3.5-16mm，光學(xué)總長小于95mm，成像質(zhì)量好，視野寬廣，相對孔徑大。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種大光圈大像面的超廣 角變焦鏡頭，其采用13枚玻璃球面鏡片，最大視場角達(dá)到150°，最大光圈達(dá)到F1.4，分辨率 達(dá)到八百萬像素，焦距范圍為3.5-16mm，光學(xué)總長小于95mm，成像質(zhì)量好，視野寬廣，相對孔 徑大。
[000引為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，包括變倍組和補償組，所述變倍組的總光 焦度為正，所述補償組的總光焦度為負(fù)，通過改變所述變倍組和所述補償組的相對位置來 進(jìn)行變焦；
[0010] 所述補償組包括從物方一側(cè)順序排列的凸凹負(fù)光焦度的第一透鏡、雙凹負(fù)光焦度 的第二透鏡和凸凹正光焦度的第Ξ透鏡；
[0011] 所述變倍組包括從物方一側(cè)順序排列的雙凸正光焦度的第四透鏡、雙凸正光焦度 的第五透鏡、雙凹負(fù)光焦度的第六透鏡、雙凸正光焦度的第屯透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第八 透鏡、雙凸正光焦度的第九透鏡、凸凹正光焦度的第十透鏡、凸凹負(fù)光焦度的第十一透鏡、 雙凸正光焦度的第十二透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第十Ξ透鏡;第一透鏡至第十Ξ透鏡均為玻 璃球面鏡片，而且運些透鏡均采用超低色散鏡片。
[0012] 所述補償組的焦距Ff '與變倍組的焦距Bf '滿足如下條件：
[0013] 0.85<|Ff'/Bf' |<1.3，W達(dá)到大像面高性能的目的。
[0014] 作為本實用新型大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第一透鏡和所 述第二透鏡直接緊靠裝配，所述第二透鏡和所述第Ξ透鏡之間設(shè)置有墊圈。
[0015] 作為本實用新型大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第四透鏡和所 述第五透鏡之間通過隔圈緊配，所述第屯透鏡和所述第八透鏡直接緊靠裝配，所述第九透 鏡和所述第十透鏡通過隔圈緊配，所述第十一透鏡和所述第十二透鏡之間直接緊靠。
[0016] 作為本實用新型大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第五透鏡、所 述第六透鏡和所述第屯透鏡之間用光學(xué)膠粘合，所述第八透鏡和所述第九透鏡之間用光學(xué) 膠粘合，所述第十透鏡和所述第十一透鏡之間用光學(xué)膠粘合，所述第十二透鏡和所述第十 Ξ透鏡之間用光學(xué)膠粘合。
[0017] 作為本實用新型大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第五透鏡、所 述第六透鏡和所述第屯透鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Μ·5,所述第八透鏡和所述第九透 鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Bf6,所述第十透鏡和所述第十一透鏡膠合而成的透鏡組的 焦距為Bf7,所述第十二透鏡和所述第十Ξ透鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Bf8,上述焦距 與變倍組的焦距Bf'存在如下關(guān)系：
[001 引 3.95<|Bf5/Bf'|<5.61;
[0019] K|Bf6/Bf' |<3.5；
[0020] l<|Bf7/Bf'|<3;
[0021] 1.5<|Bf8/Bf'|<3.2。
[0022] 作為本實用新型大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第一透鏡至所 述第十Ξ透鏡的焦距和折射率滿足W下條件： Γ00231
[0024] 上表中，吁"為焦距，V'為折射率，號表示方向為負(fù);
[0025] 其中，fl至Π 3分別對應(yīng)于第一透鏡至第十Ξ透鏡的焦距;nl至nl3分別對應(yīng)于第 一透鏡至第十Ξ透鏡的折射率。
[0026] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型采用13枚玻璃球面鏡片，具備總光焦度為正的變倍 組與總光焦度為負(fù)的補償組，通過改變兩組的間隔來實現(xiàn)變焦的功能，可W提高鏡頭的通 光量和像面尺寸，焦距變倍比范圍為3-5倍，焦距范圍為3.5mm-16mm，光學(xué)總長小于95mm，其 最大視場角達(dá)到150°，最大光圈達(dá)到F1.4,而且通過合理分配鏡片的光焦度，使得鏡頭的分 辨率達(dá)到八百萬像素，而且使得鏡頭在-40°C-+8(rC的環(huán)境下使用也不跑焦。成像質(zhì)量好， 視野寬廣，相對孔徑大。
[0027] 此外，本實用新型通過大量采用膠合鏡片(通過光學(xué)膠粘合的透鏡），可W最大程 度地減少鏡片直接緊靠裝配的誤差，提高鏡頭的裝配良品率，而且，本實用新型通過采用超 低色散鏡片的，使得鏡頭的色差降到最低，提高鏡頭的色彩還原效果與成像質(zhì)量。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2為本實用新型的光學(xué)系統(tǒng)圖之一。
[0030] 圖3為本實用新型的光學(xué)系統(tǒng)圖之二。
【具體實施方式】
[0031] W下將結(jié)合具體實施例對本實用新型及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是， 本實用新型的【具體實施方式】并不局限于此。
[0032] 如圖1和圖2所示，本實用新型提供的一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，包括 變倍組1和補償組2,變倍組1的總光焦度為正，補償組2的總光焦度為負(fù)，通過改變變倍組1 和補償組2的相對位置來進(jìn)行變焦；
[0033] 補償組2包括從物方一側(cè)順序排列的凸凹負(fù)光焦度的第一透鏡21、雙凹負(fù)光焦度 的第二透鏡22和凸凹正光焦度的第Ξ透鏡23;
[0034] 變倍組1包括從物方一側(cè)順序排列的雙凸正光焦度的第四透鏡11、雙凸正光焦度 的第五透鏡12、雙凹負(fù)光焦度的第六透鏡13、雙凸正光焦度的第屯透鏡14和雙凹負(fù)光焦度 的第八透鏡15、雙凸正光焦度的第九透鏡16、凸凹正光焦度的第十透鏡17、凸凹負(fù)光焦度的 第十一透鏡18、雙凸正光焦度的第十二透鏡19和雙凹負(fù)光焦度的第十Ξ透鏡110;第一透鏡 21至第十Ξ透鏡110均為玻璃球面鏡片，而且運些透鏡均采用超低色散鏡片。
[0035] 補償組2的焦距Ff'與變倍組1的焦距Bf'滿足如下條件：
[0036] 0.85<|Ff'/Bf' |<1.3，W達(dá)到大像面高性能的目的。
[0037] 第一透鏡21和第二透鏡22直接緊靠裝配，第二透鏡22和第Ξ透鏡23之間設(shè)置有墊 圈。
[0038] 第四透鏡11和第五透鏡12之間通過隔圈緊配，第屯透鏡14和第八透鏡15直接緊靠 裝配，第九透鏡16和第十透鏡17通過隔圈緊配，第十一透鏡18和第十二19透鏡之間直接緊 靠。
[0039] 第五透鏡12、第六透鏡13和第屯透鏡14之間用光學(xué)膠粘合，第八透鏡15和第九透 鏡16之間用光學(xué)膠粘合，第十透鏡17和第十一透鏡18之間用光學(xué)膠粘合，第十二透鏡19和 第十Ξ透鏡110之間用光學(xué)膠粘合。
[0040] 第五透鏡12、第六透鏡13和第屯透鏡14膠合而成的透鏡組的焦距為B巧，第八透鏡 15和第九透鏡16膠合而成的透鏡組的焦距為Bf6，第十透鏡17和第^^一透鏡18膠合而成的 透鏡組的焦距為Bf 7，第十二透鏡19和第十Ξ透鏡110膠合而成的透鏡組的焦距為Bf 8，上述 焦距與變倍組1的焦距Bf'存在如下關(guān)系：
[0041 ] 3.95<|Bf5/Bf'|<5.61;
[0042] K|Bf6/Bf' |<3.5；
[0043] l<|Bf7/Bf'|<3;
[0044] 1.5<|Bf8/Bf' |<3.2。
[0045] 第一透鏡21至第十Ξ透鏡110的焦距和折射率滿足W下條件：
[0046]
[0047]
[004引上表中，吁"為焦距，V'為折射率，號表示方向為負(fù)；
[0049] 其中，fl至Π 3分別對應(yīng)于第一透鏡21至第十Ξ透鏡110的焦距;nl至nl3分別對應(yīng) 于第一透鏡21至第十Ξ透鏡110的折射率。
[0050] 實踐表明：本實用新型的焦距變倍比范圍為3-5倍，焦距范圍為3.5mm-16mm，光學(xué) 總長小于95mm，其最大視場角達(dá)到150°，最大光圈達(dá)到F1.4。
[0化1] 實施例1
[0052]該鏡頭的十Ξ片透鏡共二十個面的面型、曲率半徑、鏡片厚度、鏡片間距和鏡片折 射率分別滿足W下條件：
[0化3]表1:十Ξ片透鏡的物理參數(shù)。
[0化6] 上表中，"r為曲率半徑，號表示方向為負(fù)，"PL"表示平面，上表同一面序號既 有折射率數(shù)據(jù)n，又有數(shù)據(jù)D的，數(shù)據(jù)D表示該透鏡軸屯、線處的厚度，同一面序號只有數(shù)據(jù)D而 沒有折射率數(shù)據(jù)η的，數(shù)據(jù)D表示該透鏡到下一透鏡面的間距。
[0057] 本實施例中，鏡頭在-4〇°c-+8(rc的環(huán)境下使用也不跑焦。成像質(zhì)量好，視野寬廣， 相對孔徑大。
[0058] 當(dāng)然，本實用新型可W通過改變變倍組1和補償組2的間隔來進(jìn)行變焦，如圖3所 示，變倍組1和補償組2之間的間隔更小，也就是說，可W根據(jù)需要來調(diào)整二者之間的間隔， W進(jìn)行變焦操作。
[0059] 總之，本實用新型采用13枚玻璃球面鏡片，具備總光焦度為正的變倍組1與總光焦 度為負(fù)的補償組2,通過改變兩組的間隔來實現(xiàn)變焦的功能，可W提高鏡頭的通光量和像面 尺寸，焦距變倍比范圍為3-5倍，焦距范圍為3.5mm-16mm，光學(xué)總長小于95mm，其最大視場角 達(dá)到150%最大光圈達(dá)到F1.4,而且通過合理分配鏡片的光焦度，使得鏡頭的分辨率達(dá)到八 百萬像素，而且使得鏡頭在-4〇°c-+8(rc的環(huán)境下使用也不跑焦。成像質(zhì)量好，視野寬廣，相 對孔徑大。
[0060] 此外，本實用新型通過大量采用膠合鏡片(通過光學(xué)膠粘合的透鏡），可W最大程 度地減少鏡片直接緊靠裝配的誤差，提高鏡頭的裝配良品率，而且，本實用新型通過采用超 低色散鏡片的，使得鏡頭的色差降到最低，提高鏡頭的色彩還原效果與成像質(zhì)量。
[0061] 根據(jù)上述說明書的掲示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可W對上述實 施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本實用新型并不局限于上面掲示和描述的具體實施 方式，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。 此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但運些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實 用新型構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1. 一種大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，包括變倍組和補償組，所述變倍組的總光焦 度為正，所述補償組的總光焦度為負(fù)，通過改變所述變倍組和所述補償組的相對位置來進(jìn) 行變焦;其特征在于： 所述補償組包括從物方一側(cè)順序排列的凸凹負(fù)光焦度的第一透鏡、雙凹負(fù)光焦度的第 二透鏡和凸凹正光焦度的第三透鏡； 所述變倍組包括從物方一側(cè)順序排列的雙凸正光焦度的第四透鏡、雙凸正光焦度的第 五透鏡、雙凹負(fù)光焦度的第六透鏡、雙凸正光焦度的第七透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第八透鏡、 雙凸正光焦度的第九透鏡、凸凹正光焦度的第十透鏡、凸凹負(fù)光焦度的第十一透鏡、雙凸正 光焦度的第十二透鏡和雙凹負(fù)光焦度的第十三透鏡； 所述補償組的焦距Ff '與變倍組的焦距Bf '滿足如下條件： 0.85<|FfVBf'|<1.3〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡 和所述第二透鏡直接緊靠裝配，所述第二透鏡和所述第三透鏡之間設(shè)置有墊圈。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其特征在于:所述第四透鏡 和所述第五透鏡之間通過隔圈緊配，所述第七透鏡和所述第八透鏡直接緊靠裝配，所述第 九透鏡和所述第十透鏡通過隔圈緊配，所述第十一透鏡和所述第十二透鏡之間直接緊靠。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其特征在于：所述第五透 鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡之間用光學(xué)膠粘合，所述第八透鏡和所述第九透鏡之間 用光學(xué)膠粘合，所述第十透鏡和所述第十一透鏡之間用光學(xué)膠粘合，所述第十二透鏡和所 述第十三透鏡之間用光學(xué)膠粘合。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其特征在于：所述第五透 鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Bf5,所述第八透鏡和所述第 九透鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Bf6,所述第十透鏡和所述第十一透鏡膠合而成的透鏡 組的焦距為Bf7,所述第十二透鏡和所述第十三透鏡膠合而成的透鏡組的焦距為Bf8,上述 焦距與變倍組的焦距Bf '存在如下關(guān)系： 3.95<|Bf5/Bf'|<5.61； l<|Bf6/Bf'I<3.5； l<|Bf7/Bf'I<3； 1.5<|Bf8/Bf'|<3.2〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大光圈大像面的超廣角變焦鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡 至所述第十三透鏡的焦距和折射率滿足以下條_ -28.35 < fl <-21.81 1.71 <nl <1.88 -22.35 <f2<-16.95__1.6<n2< 1.8_ 31.32 <f3< 38.59__1.75 <n3 < 1.95_ 26.21 <f4< 33.63__1.7<n4< 1.85_ 12.88<f5< 17.12__1.4<n5< 1.65_ -8.99 <f6 <-6.15__1.7 <n6 < 1.85_ 12.22<f7< 17.24__1.4<n7< 1.65_ -20.10<f8<~14.55__1.4<n8< 1.65_ 10.01 <f9< 13.55 1.75 <n9< 1.9 26.32 <fl0<31.41__1.75 <n!0 <1.95_ -15.11 <fll <-10.21__1.55 <nll <1.7_ 7.98<fl2< 11.20__1.4<nl2< 1.65_ -13.36<fl3<-8.99 1.7 <nl3 <1.85 上表中，"f"為焦距，"n"為折射率，號表示方向為負(fù)； 其中，Π 至Π 3分別對應(yīng)于第一透鏡至第十三透鏡的焦距;nl至nl3分別對應(yīng)于第一透 鏡至第十三透鏡的折射率。
【文檔編號】G02B13/00GK205485032SQ201620017908
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月7日
【發(fā)明人】張品光, 鄒文鑌, 何劍煒
【申請人】東莞市宇瞳光學(xué)科技股份有限公司