小型低成本4MP无热化定焦镜头的制作方法

本实用新型属于光学器件技术领域，尤其涉及一种小型低成本4MP无热化定焦镜头。

背景技术：

随着数据传输和储存技术的发展，在监控领域，拥有高清或全高清像素的监控摄像头逐渐占据市场，高清摄像头芯片有1280*720的像素即720p，全高清摄像头芯片有1920*1080的像素即1080p，还存在一些4MP像素要求；同时，芯片的尺寸大小不一，主流大小为1/3英寸或1/2.7英寸。芯片的规格决定了镜头的设计要求，4MP、1/2.7英寸的芯片足够能实现更理想的像质，但目前此类镜头还存在像质不良的问题，分辨率有待提高，提高分辨率的方法包括增加镜片数量，或者使用较少的镜片缩小通光孔径，但会造成成本的增加或者通光量的不足，故存在性能与成本难以平衡的问题。

有鉴于此，确有必要提供一种小型低成本4MP无热化定焦镜头，其采用1G+4P(一片玻璃镜片+4片塑料镜片)玻塑结合的光学结构，搭配4MP、1/2.7英寸的芯片，能使可见光与红外光下均达到4MP的分辨率，既降低了成本又保证了性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种小型低成本4MP无热化定焦镜头，其采用1G+4P(一片玻璃镜片+4片塑料镜片)玻塑结合的光学结构，搭配4MP、1/2.7英寸的芯片，能使可见光与红外光下均达到4MP的分辨率，既降低了成本又保证了性能。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

小型低成本4MP无热化定焦镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜为双凹负光焦度塑料非球面透镜，所述第二透镜为凹凸正光焦度塑料非球面透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度玻璃球面透镜，所述第四透镜为双凹负光焦度塑料非球面透镜，所述第五透镜为双凸正光焦度塑料非球面透镜；

所述所述第三透镜和所述第五透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：

1.94＜|f3/f|＜2.35；

0.97＜|f5/f|＜1.53；

其中，f是整个镜头的焦距；f3是所述第三透镜的焦距；f5是所述第五透镜的焦距。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第一透镜至所述第五透镜的焦距、折射率和曲率半径满足以下条件：

上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负；

其中，f1至f5分别对应于所述第一透镜至所述第五透镜的焦距；n1至n5分别对应于所述第一透镜至所述第五透镜的折射率；R1、R3、R5、R7和R9分别对应于所述第一透镜至所述第五透镜的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8和R10分别对应于所述第一透镜至所述第五透镜的远离物方的一面的曲率半径。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜和所述第五透镜满足如下公式：

其中：z为所述非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距所述非球面透镜顶点的距离矢高，c＝1/R，R表示所述非球面透镜面型中心的曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第一透镜与所述第二透镜通过soma紧配，soma为遮光片。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第二透镜与所述第三透镜通过隔圈紧配。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第三透镜与所述第四透镜通过隔圈紧配。

作为本实用新型小型低成本4MP无热化定焦镜头的一种改进，所述第四透镜与所述第五透镜通过soma紧配。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

第一，本实用新型的第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜采用了塑料镜片，做到了低成本和高性能，塑料镜片的成本远低于玻璃球面镜片，故而降低了成本；又由于本实用新型的第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜均采用了非球面镜片，相比传统的球面镜片提高了性能。

第二，本实用新型采用1个玻璃球面镜片加4个塑料非球面镜片的玻塑结合的光学结构，充分发挥玻璃镜片易于加工、塑料镜片成本低的优势，搭配4MP、1/2.7英寸的芯片，能使可见光与红外光下均达到4MP的分辨率，既降低了成本又保证了性能。

第三，本实用新型的可见光可达到百万级像素，通过合理使用玻璃及光学塑料组合，成像质量良好，并使得在可见光成像清晰的情况下无需调焦即可对红外光也清晰成像，而且使得红外成像亦能达到百万像素，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面，实现日夜共焦功能。同时具备温度补偿功能和被动无热化功能，能够达到在-30～+80℃环境下使用不跑焦。

附图说明

图1为本实用新型的光学结构示意图。

图2为本实用新型的组装结构图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型及其有益效果作进一步详细的说明，但是，本实用新型的具体实施方式并不局限于此。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种小型低成本4MP无热化定焦镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，第一透镜1为双凹负光焦度塑料非球面透镜，第二透镜2为凹凸正光焦度塑料非球面透镜，第三透镜3为双凸正光焦度玻璃球面透镜，第四透镜4为双凹负光焦度塑料非球面透镜，第五透镜5为双凸正光焦度塑料非球面透镜；

第三透镜3和第五透镜5的焦距与整个镜头的焦距的比值满足以下条件：

1.94＜|f3/f|＜2.35；

0.97＜|f5/f|＜1.53；

其中，f是整个镜头的焦距；f3是第三透镜3的焦距；f5是第五透镜5的焦距，以达到小型化、高性能的目的。

第一透镜1至第五透镜5的焦距、折射率和曲率半径满足以下条件：

上表中，“f”为焦距，“n”为折射率，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负；

其中，f1至f5分别对应于第一透镜1至第五透镜5的焦距；n1至n5分别对应于第一透镜1至第五透镜5的折射率；R1、R3、R5、R7和R9分别对应于第一透镜1至第五透镜5的靠近物方的一面的曲率半径，R2、R4、R6、R8和R10分别对应于第一透镜1至第五透镜5的远离物方的一面的曲率半径。

第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4和第五透镜5满足如下公式：

其中：z为非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面透镜顶点的距离矢高，c＝1/R，R表示非球面透镜面型中心的曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。

第一透镜1与第二透镜2通过soma紧配。

第二透镜2与第三透镜3通过隔圈紧配。

第三透镜3与第四透镜4通过隔圈紧配。

第四透镜4与第五透镜5通过soma紧配。

实施例1

如图1和2所示，本实施例提供了一种小型低成本4MP无热化定焦镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，第一透镜1为双凹负光焦度塑料非球面透镜，第二透镜2为凹凸正光焦度塑料非球面透镜，第三透镜3为双凸正光焦度玻璃球面透镜，第四透镜4为双凹负光焦度塑料非球面透镜，第五透镜5为双凸正光焦度塑料非球面透镜；第一透镜1与第二透镜2通过soma紧配。第二透镜2与第三透镜3通过隔圈紧配。第三透镜3与第四透镜4通过隔圈紧配。第四透镜4与第五透镜5通过soma紧配。

本实施例中，各透镜的面型、曲率半径R、镜片厚度、镜片间距、镜片折射率nd和K值分别满足以下条件(表1)：

表1中，“R”为曲率半径，“-”号表示方向为负，“PL”表示平面，上表同一面序号既有折射率数据nd，又有数据D的，数据D表示该透镜轴心线处的厚度，同一面序号只有数据D而没有折射率数据nd的，数据D表示该透镜到下一透镜面的间距。面序号1和2分别对应第一透镜1的朝向物方的面和朝向像方的面；面序号3和4分别对应第二透镜2的朝向物方的面和朝向像方的面；面序号5和6分别对应第三透镜3的朝向物方的面和朝向像方的面；面序号7和8分别对应第四透镜4的朝向物方的面和朝向像方的面；面序号9和10分别对应第五透镜5的朝向物方的面和朝向像方的面。

表1中面序号为1、2、3、4、7、8、9和10的面为非球面，非球面镜片满足如下公式：

其中：z为非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面透镜顶点的距离矢高，c＝1/R，R表示非球面透镜面型中心的曲率半径，k表示圆锥系数，参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。

本实施例中非球面面型参数见表2：

表2：第1、2、3、4、7、8、9和10表面的非球面参数。

总之，本实用新型具有如下的优点：

第一，本实用新型的第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4和第五透镜5采用了塑料镜片，做到了低成本和高性能，塑料镜片的成本远低于玻璃球面镜片，故而降低了成本；又由于本实用新型的第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4和第五透镜5均采用了非球面镜片，相比传统的球面镜片提高了性能。

第二，本实用新型采用1个玻璃球面镜片加4个塑料非球面镜片的玻塑结合的光学结构，充分发挥玻璃镜片易于加工、塑料镜片成本低的优势，搭配4MP、1/2.7英寸的芯片，能使可见光与红外光下均达到4MP的分辨率，既降低了成本又保证了性能。

第三，本实用新型的可见光可达到百万级像素，通过合理使用玻璃及光学塑料组合，成像质量良好，并使得在可见光成像清晰的情况下无需调焦即可对红外光也清晰成像，而且使得红外成像亦能达到百万像素，即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的监控画面，实现日夜共焦功能。同时具备温度补偿功能和被动无热化功能，能够达到在-30～+80℃环境下使用不跑焦。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。