玻塑混合定焦镜头的制作方法

本发明涉及一种镜头，尤其涉及一种玻塑混合定焦镜头。
背景技术：
：镜头作为安防系统的主要构成部分，其性能决定了安防系统的成像性能。随着安防领域的发展，摄像机的应用范围越来越广泛，对镜头的解像力、光圈、高低温性能、日夜共焦等方面提出了更高的要求。目前市场上，高清镜头已经成为标配，其像素一般在600万像素以下，fno1.8以上。如专利号为cn106772946a所公开的镜头，其fno为2.0。又如专利号为cn106772939a所公开的镜头，其分辨率为500万像素。都不能够满足fno1.8以下、4k即800万像素的分辨率要求。而且普通的玻塑混合定焦镜头满足不了日夜共焦以及在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的要求。技术实现要素：本发明的一个目的在于提供一种可以实现4k分辨率的玻塑混合定焦镜头。本发明的另一个目的在于提供一种可以实现日夜共焦并且在-40℃到80℃温度范围内不虚焦的玻塑混合定焦镜头。本发明的第三个目的在于提供一种相对孔径可以满足fno≥1.4的玻塑混合定焦镜头。为实现上述发明目的，本发明提供一种玻塑混合定焦镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的前透镜组、光阑以及后透镜组；所述前透镜组由沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜组成；所述后透镜组由沿光轴从物侧至像侧依次排列的第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜组成；所述透镜包括玻璃透镜和塑胶非球面透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第五透镜和所述第七透镜为负光焦度透镜；所述第三透镜、所述第四透镜和所述第六透镜为正光焦度透镜；所述第四透镜和所述第五透镜构成具有正光焦度的胶合镜片组。根据本发明的一个方面，所述第一透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜为玻璃透镜；所述第二透镜、所述第三透镜和所述第七透镜为物侧面和像侧面均为非球面的塑胶非球面透镜。根据本发明的一个方面，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜为玻璃透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第七透镜为物侧面和像侧面均为非球面的塑胶非球面透镜。根据本发明的一个方面，所述前透镜组的组合焦距为fa，所述后透镜组的组合焦距为fb，所述组合焦距fa和所述组合焦距fb满足关系式：0≥fb/fa≥-1。根据本发明的一个方面，所述镜头的有效焦距为f，其满足：6mm≥f≥4mm。根据本发明的一个方面，所述后透镜组的组合焦距fb与所述有效焦距f满足关系式：2≥fb/f≥1。根据本发明的一个方面，所述第七透镜的像侧面的中心到像面的距离为d，其与所述镜头的有效焦距f满足关系式：1.5≥d/f≥1.2。根据本发明的一个方面，所述第四透镜和所述第六透镜的折射率nd＜1.5，色散系数vd＞80。根据本发明的一个方面，所述镜头的相对孔径满足fno≥1.4，其中fno为光学系统的f数。根据本发明的玻塑混合定焦镜头具备以下有益的技术效果：根据本发明的玻塑混合定焦镜头，可以实现日夜共焦，同时，根据本发明的玻塑混合定焦镜头也可以实现在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦等使用性能，使镜头在白天、夜晚、-40℃～80℃温度范围内在不调焦的状况下具有优良的成像品质。此外，根据本发明的玻塑混合定焦镜头也解决了现有技术中的镜头解像力(分辨被摄物体细节的能力)不足的的缺点。根据本发明的玻塑混合定焦镜头克服了大相对孔径(fno1.4)、日夜共焦、高低温虚焦和解像力之间的矛盾，在保证实现4k分辨率的情况下，兼顾了镜头日夜共焦、-40℃到80℃不虚焦等使用性能，使镜头在白天、夜晚以及-40℃到80℃温度范围内在不调焦的情况下具有优良的成像品质，扩大了摄像机镜头的应用范围；同时通过使用塑胶非球面透镜，降低了镜头的成本，提高了镜头的市场竞争力。附图说明图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图；图2是具体实施方式一所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；图3是具体实施方式一所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图4是具体实施方式一所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；图5是具体实施方式一所述玻塑混合定焦镜头在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图6是具体实施方式一所述玻塑混合定焦镜头在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图7示意性表示根据本发明的第二种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图；图8是具体实施方式二所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；图9是具体实施方式二所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图10是具体实施方式二所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；图11是具体实施方式二所述玻塑混合定焦镜头在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图12是具体实施方式二所述玻塑混合定焦镜头在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图13示意性表示根据本发明的第三种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图；图14是具体实施方式三所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；图15是具体实施方式三所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图16是具体实施方式三所述玻塑混合定焦镜头在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；图17是具体实施方式三所述玻塑混合定焦镜头在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；图18是具体实施方式三所述玻塑混合定焦镜头在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图。如图1所示，根据本发明的玻塑混合定焦镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的前透镜组a、光阑s以及后透镜组b。在本实施方式中，如图1所示，前透镜组a是由沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3组成的。后透镜组b则是由沿光轴从物侧至像侧依次排列的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7组成的。光阑s是设置在前透镜组a和后透镜组b之间，即光阑s是设置在第三透镜3和第四透镜4之间的。根据本发明的玻塑混合定焦镜头，七片透镜中至少有三片为玻璃透镜，其余的是塑胶非球面透镜。在本实施方式中，第一透镜1、第二透镜2、第五透镜5以及第七透镜7为负光焦度透镜；第三透镜3、第四透镜4和第六透镜6为正光焦度透镜。其中，第四透镜4和第五透镜5构成了具有正光焦度的胶合镜片组。通过上述的根据本发明的玻塑混合定焦镜头的结构设置，使得本发明的玻塑混合定焦镜头能够在fno大于等于1.4的条件下实现4k分辨率，即800万像素的分辨率要求。在本发明中，fno大于等于1.4是指fno保持在1.8以下时的各个取值。由上所述，根据本发明的玻塑混合定焦镜头的七片透镜可由玻璃透镜和塑胶非球面透镜组成，其中包括至少三片玻璃透镜，其余的为塑胶非球面透镜。根据本发明的一种实施方式，其中第一透镜1、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6为玻璃透镜；第二透镜2、第三透镜3和第七透镜7为塑胶非球面透镜。根据本发明的另一种实施方式，其中第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6为玻璃透镜；所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3和所述第七透镜7为塑胶非球面透镜。根据本发明的玻塑混合定焦镜头还可以具有其他玻璃透镜和塑胶非球面透镜的排列组合方式，并不限于上述两种实施方式，但在本发明中，因为所取得技术效果较好，所以仅以上述两种实施方式进行说明。上述两种方式中仅为第一透镜1的材料为可变，其余透镜的材料是固定的。值得注意的是，在本发明中，所述的塑胶非球面透镜均为物侧面和像侧面均为非球面的塑胶透镜，而非单面为非球面的塑胶透镜。此外，根据本发明的一种实施方式的玻塑混合定焦镜头的前透镜组a的组合焦距为fa，后透镜组b的组合焦距为fb，组合焦距fa和所述组合焦距fb满足关系式：0≥fb/fa≥-1。在本实施方式中，玻塑混合定焦镜头的有效焦距为f，有效焦距即为镜头焦距，其满足：6mm≥f≥4mm。在本实施方式中，后透镜组b的组合焦距fb与有效焦距f满足关系式：2≥fb/f≥1。在本实施方式中，第七透镜7的像侧面的中心到镜头系统成像的像面9的距离为d，此距离d与镜头的有效焦距f满足关系式：1.5≥d/f≥1.2。在本实施方式中，第四透镜4和第六透镜6的折射率nd＜1.5，色散系数vd＞80。在本实施方式中，非球面满足：式中r为光学表面上一点到光轴的距离，z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，k为该表面的二次曲面常数，a、b、c、d、e、f、g分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数。在本实施方式中，玻塑混合定焦镜头的相对孔径fno≥1.4，其中fno为光学系统的f数。根据以上设置，本发明的玻塑混合定焦镜头可以实现日夜共焦，同时，根据本发明的玻塑混合定焦镜头也可以实现在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦等使用性能，使镜头在白天、夜晚、-40℃～80℃温度范围内在不调焦的状况下具有优良的成像品质。此外，根据本发明的玻塑混合定焦镜头也解决了现有技术中的镜头解像力(分辨被摄物体细节的能力)不足的的缺点。综合以上设置，根据本发明的玻塑混合定焦镜头克服了大相对孔径、日夜共焦、高低温虚焦和解像力之间的矛盾，在保证实现4k分辨率的情况下，兼顾了镜头日夜共焦、-40℃到80℃不虚焦等使用性能，使镜头在白天、夜晚以及-40℃到80℃温度范围内在不调焦的情况下具有优良的成像品质，扩大了摄像机镜头的应用范围；同时通过使用塑胶非球面透镜，降低了镜头的成本，提高了镜头的市场竞争力。以下根据第一透镜1的材料变化以及各个相关参数的不同给出三组实施方式来具体说明根据本发明的玻塑混合定焦镜头。因为根据本发明的玻塑混合定焦镜头共有七片透镜，其中第第四透镜4和第五透镜5为胶合镜片组，所以七片透镜共有13个面，再加上光阑s、镜头的成像面以及成像面与透镜之间的平板滤镜(ircut)的四个面，一共17个面。这17个面按照本发明的结构顺序依次排列布置，为了便于叙述说明，将17个面编号为s1至s17。三组实施方式数据如下表1中数据：条件式实施方式1实施方式2实施方式30≥fb/fa≥-1-0.83-0.58-0.162≥fb/f≥11.521.381.65fno≥1.41.41.41.46mm≥f≥4mm4.555.774.61.5≥d/f≥1.21.411.371.38表1实施方式一：基于图1所示的镜头结构进行说明本实施方式。如表1中实施方式1中的给出的数据，前组透镜a的组合焦距fa与后组透镜b的组合焦距fb之间满足fb/fa＝-0.83；后组透镜b的组合焦距fb与镜头的有效焦距f之间满足fb/f＝1.52；第七透镜7的像侧面的中心到像面的距离d与镜头的有效焦距f之间满足d/f＝1.41；根据本发明的玻塑混合定焦镜头的有效焦距f＝4.55，fno＝1.4。以下表2列出本实施方式中各个透镜的焦距：f1f2f3f4f5f6f7-7.95-21.4820.697.06-14.5812.81-118.04表2以下表3列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率以及阿贝数：表3如表3中所示，当第一透镜1为玻璃透镜时，即根据本发明的玻塑混合定焦镜头具有四个玻璃透镜，三个塑胶非球面透镜，即对应有6个非球面，其余均为球面。其中，s15和s16为滤镜8的两个面，s17为像面。在本实施方式中，非球面数据如下表4所示：表4如表4中所示，其中第一列为第二透镜2、第三透镜3以及第七透镜7上的非球面；第二列表示各非球面的二次曲面常数k，其余各列分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶以及十六阶的非球面系数a-g。图2-图6分别示意性表示本实施方式中的玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图。如图2至图6所示，根据本发明的第一实施方式的玻塑混合定焦镜头在fno＝1.4的条件下，实现了4k分辨率，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。具体地，由图2可以看出，根据本发明的第一实施方式的玻塑混合定焦镜头在可见光下，其中心视场250lp/mm空间频率对应的otf系数在0.3以上，，由此可知，本实施方式的镜头实现了4k高分辨率的特性。由图3和图4可以看出，根据本发明的第一实施方式的玻塑混合定焦镜头无论在白天还是黑夜，其中心视场离焦均不超过0.01mm，对应的otf系数在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。由图5和图6可以看出，根据本发明的第一实施方式的玻塑混合定焦镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.006mm，对应的otf系数在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。实施方式二：图7示意性表示根据本发明的第二种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图。根据本实施方式的说明如下：如表1中实施方式1中的给出的数据，前组透镜a的组合焦距fa与后组透镜b的组合焦距fb之间满足fb/fa＝-0.58；后组透镜b的组合焦距fb与镜头的有效焦距f之间满足fb/f＝1.38；第七透镜7的像侧面的中心到像面的距离d与镜头的有效焦距f之间满足d/f＝1.37；根据本发明的玻塑混合定焦镜头的有效焦距f＝5.77，fno＝1.4。以下表5列出本实施方式中各个透镜的焦距：f1f2f3f4f5f6f7-9.72-127.4740.179.71-20.26812.839-61.495表5以下表6列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率以及阿贝数：面序号表面类型r值厚度折射率阿贝数s1球面2000.51.4970.4s2球面4.643.03s3非球面-8.7373.531.5455.8s4非球面-11.4290.05s5非球面7.8933.321.6424.0s6非球面9.51.89s7球面infinity0.05s8球面70.042.81.4690.2s9球面-4.710.751.8125.5s10球面-7.070.18s11球面11.963.311.4690.2s12球面-10.640.05s13非球面11.512.581.6424.0s14非球面8.122s15球面infinity0.81.5264.2s16球面infinity5.16s17球面infinity表6如表6中所示，当第一透镜1为玻璃透镜时，即根据本发明的玻塑混合定焦镜头具有四个玻璃透镜，三个塑胶非球面透镜，即对应有6个非球面，其余均为球面。其中，s15和s16为滤镜8的两个面，s17为像面。在本实施方式中，非球面数据如下表7所示：表7如表7中所示，其中第一列为第二透镜2、第三透镜3以及第七透镜7上的非球面；第二列表示各非球面的二次曲面常数k，其余各列分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶以及十六阶的非球面系数a-g。图8-图12分别示意性表示本实施方式中的玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；在常温20度、夜间红外的mtf图；在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图。如图8至图12所示，根据本发明的第二实施方式的玻塑混合定焦镜头在fno＝1.4的条件下，实现了4k分辨率，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。具体地，由图8可以看出，根据本发明的第二实施方式的玻塑混合定焦镜头在可见光下，其中心视场250lp/mm空间频率对应的otf系数在0.3以上，，由此可知，本实施方式的镜头实现了4k高分辨率的特性。由图9和图10可以看出，根据本发明的第二实施方式的玻塑混合定焦镜头无论在白天还是黑夜，其中心视场离焦均不超过0.006mm，对应的otf系数均在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。由图11和图12可以看出，根据本发明的第二实施方式的玻塑混合定焦镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.012mm，对应的otf系数均在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。实施方式三：图13示意性表示根据本发明的第三种实施方式的玻塑混合定焦镜头的结构图。根据本实施方式的说明如下：如表1中实施方式1中的给出的数据，前组透镜a的组合焦距fa与后组透镜b的组合焦距fb之间满足fb/fa＝-0.16；后组透镜b的组合焦距fb与镜头的有效焦距f之间满足fb/f＝1.65；第七透镜7的像侧面的中心到像面的距离d与镜头的有效焦距f之间满足d/f＝1.38；根据本发明的玻塑混合定焦镜头的有效焦距f＝4.6，fno＝1.4。以下表8列出本实施方式中各个透镜的焦距：f1f2f3f4f5f6f7-6.7722.6839.56.48-11.7911.95-32.91表8以下表9列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率以及阿贝数：表9如表9中所示，当第一透镜1为塑胶非球面时，即根据本发明的玻塑混合定焦镜头具有三个玻璃透镜，四个塑胶非球面透镜，即对应有8个非球面，其余均为球面。其中，s15和s16为滤镜8的两个面，s17为像面。在本实施方式中，非球面数据如下表10所示：表10如表10中所示，其中第一列为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3以及第七透镜7上的非球面；第二列表示各非球面的二次曲面常数k，其余各列分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶以及十六阶的非球面系数a-g。图14-图18分别示意性表示本实施方式中的玻塑混合定焦镜头在常温20度、可见光下的mtf图；在常温20度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在常温20度、夜间红外160lp/mm的through-focus-mtf图；在低温-40度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图；在高温80度、可见光下160lp/mm的through-focus-mtf图。如图14至图18所示，根据本发明的第三实施方式的玻塑混合定焦镜头在fno＝1.4的条件下，实现了4k分辨率，而且兼顾了日夜共焦和-40℃到80℃温度范围内不虚焦的特性，同时提高了解像力，扩大了产品的使用范围。具体地，由图14可以看出，根据本发明的第三实施方式的玻塑混合定焦镜头在可见光下，其中心视场250lp/mm空间频率对应的otf系数在0.3以上，，由此可知，本实施方式的镜头实现了4k高分辨率的特性。由图15和图16可以看出，根据本发明的第三实施方式的玻塑混合定焦镜头无论在白天还是黑夜，其中心视场离焦量均不超过0.006mm，对应的otf系数均在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在常温状态下可以日夜共焦且不虚焦的特性。由图17和图18可以看出，根据本发明的第三实施方式的玻塑混合定焦镜头在-40℃到80℃温度范围内，其中心视场离焦量均不超过0.012mm，对应的otf系数均在0.3以上，由此可知，本实施方式的镜头实现了在-40℃到80℃的温度范围内不虚焦的特性。以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12