一种定焦的广角黑光镜头的制作方法

文档序号:44906130发布日期:2026-03-13 23:20阅读:9来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统折射透镜体积大、像差多的问题,提出结合超透镜与折射透镜的折超混合结构,通过优化光焦度分配和曲率半径比值,实现大光圈、高清晰度的广角镜头。采用多片透镜组合校正像差,控制光学总长与入瞳直径,兼顾小型化与成像性能,满足安防、运动相机等场景的高要求。
关键词:定焦广角镜头,超透镜结构

本发明涉及光学镜头结构领域,具体涉及一种定焦的广角黑光镜头。


背景技术:

1、随着人工智能技术在安防监控、手持相机、运动相机等成像领域的发展,市场对镜头综合性能需求日益严苛,需同时满足高清晰度、大广角、大光圈的核心成像要求,且要实现小型轻量化。

2、传统纯折射透镜系统存在固有缺陷:为平衡像差需叠加多片镜片,导致体积庞大、重量增加,难以兼顾多性能指标。超透镜凭借亚波长纳米结构的独特优势,具备超薄轻量化、灵活的光场调控能力,可高效校正像差且热稳定性更优,能从结构上突破传统透镜的体积与环境适配瓶颈。因此,开发结合传统折射透镜与超透镜结构的光学镜头,可以实现在提升镜头自身性能的同时,不增加其体积与重量,成为推动成像设备性能升级的必然趋势。


技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种定焦的广角黑光镜头,以实现在提升镜头自身性能的同时,不增加其体积与重量的效果。

2、为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:一种定焦的广角黑光镜头,其特征在于,从物侧到像侧沿光轴依次包括:

3、具有负光焦度的第一透镜,物侧面为凸面,像侧面为凹面;

4、具有负光焦度的第二透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;

5、具有负光焦度的第三透镜,物侧面为平面,像侧面为平面;

6、具有正光焦度的第四透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;

7、具有正光焦度的第五透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;

8、具有负光焦度的第六透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;

9、具有正光焦度的第七透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;

10、和红外滤光片;所述第一透镜为玻璃球面透镜,所述第二透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及第七透镜均为塑料非球面透镜,第三透镜为超透镜;所述第三透镜和第四透镜之间设置有光阑。光圈数1.0≤fno≤1.3全视场调制函数mtf在120lp/mm处大于52%,最大视场角142°≤fov≤170°,光学总长ttl≤23mm,工作波段400-700nm。

11、优选的,所述镜头满足以下条件式:1.24<|f123/f|<1.35,1.52<f4567/f<1.64,0.77<|f123/f4567|<0.88;其中,f为镜头的有效焦距,f123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的组合有效焦距,f4567为所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜的组合有效焦距。控制其比值,可合理的分配光焦度,降低光线传播过程中的偏折角度,减少轴外像差的产生,提升镜头的整体性能。第一透镜、第二透镜和超透镜组成前透镜组,使其可压缩大口径光线,增加通光量,缓收敛前方传输的大口径光线,减少系统口径。第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜组成后透镜组,承接前端大口径光线将其平缓过渡到像面,缩短中心与边缘视场的光程差,可以有效地校正轴外球差,降低周边的像散场曲,提升解像力。有助于使光学系统的主点远离像侧端,进而有效缩短光学成像系统的总体长度。

12、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.99<f/enpd<1.3,其中,enpd为所述镜头的入瞳直径。控制上述比值可以实现镜头较大的入瞳直径,进而实现大光圈的特性。

13、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.45<ttl/d1/enpd<1.0,其中,ttl为所述镜头的光学总长,d1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径。控制其比值,可保证镜头具有较大光圈的同时还具有较小的体积,同时又能满足高像素的成像要求。可以实现高光通量,提升相对照度,能够满足较暗环境的成像需要。

14、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.02<d1/imgh/fov<0.022,其中,imgh为所述镜头成像面上有效像素区域对角线长的一半,fov为所述镜头的最大视场角。控制其比值,使镜头具有较大的通光口径,增大光线的入射角,从而实现镜头的广角特性,并保证在同一视场角的同一成像面下镜头的光学总长更短。

15、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.2<|r3/r4|<0.28,3.4<|f2/f|<3.6,其中r3所述第二透镜物侧面的曲率半径,r4为所述第二透镜像侧面的曲率半径。

16、优选的,所述镜头满足以下条件式:2.54<|r7/r8|<2.62,2.2<|f4/f|<2.3,其中r7所述广角镜头第四透镜物侧面的曲率半径,r8为所述广角镜头第四透镜像侧面的曲率半径。控制其比值,合理的控制第四透镜的焦距占比,可以有效的减小系统的边缘像差。

17、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.25<|r9/r10|<0.36,3.01<|f5/f|<3.28,其中r9所述广角镜头第五透镜物侧面的曲率半径,r10为所述广角镜头第五透镜像侧面的曲率半径。控制其比值,可使得第五透镜两面形状相近,平缓过渡周边光线,有利于降低镜片敏感度。

18、优选的,所述镜头满足以下条件式:0.25<|r11/r12|<0.31,2.05<|f6/f|<2.15,其中r11所述广角镜头第六透镜物侧面的曲率半径,r12为所述广角镜头第六透镜像侧面的曲率半径。控制其比值,可合理控制第六透镜的面型及光焦度,可以进一步消除边缘视场的像差,提高整个视场内的成像质量。

19、优选的,所述镜头满足以下条件式:ct/ttl<0.63,其中,ct为所述第一透镜至第七透镜分别于光轴上的中心厚度总和。控制上述比值可恰当分配透镜的厚度,减小摄像镜头的总长,并降低摄像镜头的组装难度,让组装流程顺利、简便的进行。

20、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

21、本发明通过结合超表面透镜与超透镜,构建折超混合系统,有效解决了传统折射透镜存在的诸多问题,折超混合镜头能够实现更高的焦距和更优的光路折叠效果,从而可在相对较小的光学系统内达到所需的光路长度。这一特性有助于提升光学系统性能的同时减小光学系统的体积和尺寸,使其在智能安防、运动相机、手持相机等领域具有广泛的应用前景。


技术特征:

1.一种定焦的广角黑光镜头,其特征在于,从物侧到像侧沿光轴依次包括:

2.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:1.24<|f123/f|<1.35,1.52<f4567/f<1.64,0.77<|f123/f4567|<0.88;其中,f为镜头的有效焦距,f123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的组合有效焦距,f4567为所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜以及所述第七透镜的组合有效焦距。

3.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.99<f/enpd<1.3,其中,enpd为所述镜头的入瞳直径。

4.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.45<ttl/d1/enpd<1.0,其中,ttl为所述镜头的光学总长,d1为所述第一透镜的物侧面的最大通光口径。

5.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.02<d1/imgh/fov<0.022,其中,imgh为所述镜头成像面上有效像素区域对角线长的一半,fov为所述镜头的最大视场角。

6.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.2<|r3/r4|<0.28,3.4<|f2/f|<3.6,其中r3所述第二透镜物侧面的曲率半径,r4为所述第二透镜像侧面的曲率半径。

7.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:2.54<|r7/r8|<2.62,2.2<|f4/f|<2.3,其中r7所述广角镜头第四透镜物侧面的曲率半径,r8为所述广角镜头第四透镜像侧面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.25<|r9/r10|<0.36,3.01<|f5/f|<3.28,其中r9所述广角镜头第五透镜物侧面的曲率半径,r10为所述广角镜头第五透镜像侧面的曲率半径。

9.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:0.25<|r11/r12|<0.31,2.05<|f6/f|<2.15,其中r11所述广角镜头第六透镜物侧面的曲率半径,r12为所述广角镜头第六透镜像侧面的曲率半径。

10.根据权利要求1所述的定焦的广角黑光镜头,其特征在于:所述镜头满足以下条件式:ct/ttl<0.63,其中,ct为所述第一透镜至第七透镜分别于光轴上的中心厚度总和。


技术总结
本发明公开了一种定焦的广角黑光镜头,从物侧到像侧沿光轴依次包括:具有负光焦度的第一透镜,物侧面为凸面,像侧面为凹面;具有负光焦度的第二透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;具有负光焦度的第三透镜,物侧面为平面,像侧面为平面;具有正光焦度的第四透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;具有正光焦度的第五透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;具有负光焦度的第六透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;具有正光焦度的第七透镜,物侧面为凹面,像侧面为凸面;第一透镜为玻璃球面透镜,第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜均为塑料非球面透镜,第三透镜为超透镜;实现了提升镜头自身性能的同时,不增加其体积与重量的效果。

技术研发人员:谢焱强,陈龙泉,张文俊,何运金,邱兆贤
受保护的技术使用者:惠州萨至德光电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2026/3/12
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