CN209167655U - 一种小型化超大光圈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化超大光圈装置，该装置的光学***沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜；第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第三透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第八透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第九透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面，且满足如下条件：‑1.77<(f1/f)<‑1.05；本实用新型解决了现有光学***存在的超大光圈与小体积不能兼顾的问题。

Description

一种小型化超大光圈装置

技术领域

本实用新型涉及光学***技术领域，特别是一种小型化超大光圈装置。

背景技术

在安防领域，网络摄像机是安防***中的常用设备，而镜头是网络摄像机的主要构成部分，镜头性能直接影响成像质量及成像视野，随着安防***的技术指标需求不断提高，如何提高夜间及微光条件下的监控质量成为安防行业的一大课题，现有的超大光圈方案体积非常大，普遍大于30mm，而在22mm以下的大光圈方案光圈仅能达到F1.6,在微光环境下仍需补光，因此开发一款超大光圈并且小体积的方案是很必要的。

实用新型内容

为了克服上述不足，本实用新型的目的是要提供一种小型化超大光圈装置，解决了现有光学***或摄像模组存在超大光圈方案与体积小不能兼顾的问题。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种小型化超大光圈装置，所述装置的光学***沿光轴从物面到像面依次包括：负焦距的第一透镜、负焦距的第二透镜、正焦距的第三透镜、正焦距的第四透镜、光阑、负焦距的第五透镜、正焦距的第六透镜、正焦距的第七透镜、正焦距的第八透镜、正焦距的第九透镜；所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第三透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第八透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第九透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面，其中f1为第一透镜焦距，f为***整体焦距，且满足如下条件：-1.77<(f1/f)<-1.05。

进一步的，所述装置的光学***还满足如下条件：

(1)1.90<Nd1<1.95，20<Vd1<30；

(2)1.40<Nd2<1.55，70<Vd2<85；

(3)1.90<Nd3<1.95，18<Vd3<30；

(4)1.90<Nd4<1.95，25<Vd4<40；

(5)1.90<Nd5<1.95，18<Vd5<30；

(6)1.55<Nd6<1.65，55<Vd6<65；

其中：Nd1为第一透镜的折射率，Vd1为第一透镜的色散系数；Nd2为第二透镜的折射率，Vd2为第二透镜的色散系数；Nd3为第三透镜的折射率，Vd3为第三透镜的色散系数；Nd4为第四透镜的折射率，Vd4为第四透镜的色散系数；Nd5为第五透镜的折射率，Vd5为第五透镜的色散系数；Nd6为第六透镜的折射率，Vd6为第六透镜的色散系数。

进一步的，所述第一透镜的光焦度为负，其焦距f1为-5.6mm。

进一步的，所述第二透镜的光焦度为负，其焦距f2为-10.38mm。

进一步的，所述第三透镜的光焦度为正，其焦距f3为12.3mm。

进一步的，所示第六透镜与第五透镜为一组胶合透镜。

进一步的，所述第一透镜、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、第九透镜均为玻璃材质的透镜。

进一步的，所述第九透镜与像侧之间设置有滤光片。

本实用新型的小型化超大光圈装置通过第一透镜到第九透镜的排布与他们之间的焦距范围条件，实现了最大光圈达到F1.2，微光夜视效果优良，镜头总长22mm，体积小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.九片镜片组成，成本低，体积小，镜头总长22mm。

2.最大光圈达到F1.2，微光夜视效果优良。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的透镜示意图；

图2为本实用新型实施例的第一解析图；

图3为本实用新型实施例的第二解析图；

图4为本实用新型实施例的场曲图；

图5为本实用新型实施例的畸变图；

图6为本实用新型实施例的相对照度图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示的一种小型化超大光圈装置，所述装置的光学***沿光轴从物面到像面依次包括：负焦距的第一透镜E1、负焦距的第二透镜E2、正焦距的第三透镜E3、正焦距的第四透镜E4、光阑、负焦距的第五透镜E5、正焦距的第六透镜E6、正焦距的第七透镜E7、正焦距的第八透镜E8、正焦距的第九透镜E9；所述第一透镜E1物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜E2物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第三透镜E3物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第四透镜E4物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜E5物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜E6物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜E7物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第八透镜E8物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第九透镜E9物面侧为凸面、像面侧为凹面，其中f1为第一透镜E1焦距，f为***整体焦距，且满足如下条件：-1.77<(f1/f)<-1.05。

进一步的，所述装置的光学***还满足如下条件：

(1)1.90<Nd1<1.95，20<Vd1<30；

(2)1.40<Nd2<1.55，70<Vd2<85；

(3)1.90<Nd3<1.95，18<Vd3<30；

(4)1.90<Nd4<1.95，25<Vd4<40；

(5)1.90<Nd5<1.95，18<Vd5<30；

(6)1.55<Nd6<1.65，55<Vd6<65；

其中：Nd1为第一透镜E1的折射率，Vd1为第一透镜E1的色散系数；Nd2为第二透镜E2的折射率，Vd2为第二透镜E2的色散系数；Nd3为第三透镜E3的折射率，Vd3为第三透镜E3的色散系数；Nd4为第四透镜E4的折射率，Vd4为第四透镜E4的色散系数；Nd5为第五透镜E5的折射率，Vd5为第五透镜E5的色散系数；Nd6为第六透镜E6的折射率，Vd6为第六透镜E6的色散系数。

进一步的，所述第一透镜E1的光焦度为负，其焦距f1为-5.6mm。

进一步的，所述第二透镜E2的光焦度为负，其焦距f2为-10.38mm。

进一步的，所述第三透镜E3的光焦度为正，其焦距f3为12.3mm。

进一步的，所示第五透镜E5与第五透镜E6为一组胶合透镜。

进一步的，所述第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7、第八透镜E8、第九透镜E9均为玻璃材质的透镜。

进一步的，所述第九透镜E9与像侧之间设置有滤光片E10。

其中：如图1中所示，第一透镜E1物面侧为S1、像面侧为S2；第二透镜E2物面侧为S3、像面侧为S4；第三透镜E3物面侧为S5、像面侧为S6；第四透镜E4物面侧为S7、像面侧为S8，第五透镜E5物面侧为S9，第五透镜与第六透镜的胶合面为S10，第六透镜的像面侧为S11，第七透镜的物面侧为S12、像面侧为S13，第八透镜的物面侧为S14、像面侧为S15，第九透镜的物面侧为S16、像面侧S17。

为了验证本实施例的小型化超大光圈装置的光学性能，在工作距离为无穷远时，小型化超大光圈装置的总焦距f＝4mm，FNO＝1.2，镜头总长TTL＝22mm，透镜组的各项参数依次列于表1中：

表1

上述表格中，Index为折射率，Radius为曲率半径，ABB为色散系数，第一透镜～第九透镜依次的焦距为f1～f9，由表1可得：

(f1/f)＝-5.614328/4＝-1.403582，满足上述的-1.77<(f1/f)<-1.05的设计；

Nd1＝1.915，Vd1＝25.9，满足上述的1.90<Nd1<1.95，20<Vd1<30的设计；

Nd2＝1.497，Vd2＝81.6，满足上述的1.40<Nd2<1.55，70<Vd2<85的设计；

Nd3＝1.918，Vd3＝28.3，满足上述的1.90<Nd3<1.95，18<Vd3<30的设计；

Nd4＝1.915，Vd4＝31.8，满足上述的1.90<Nd4<1.95，25<Vd4<40的设计；

Nd5＝1.920，Vd5＝20.9，满足上述的1.90<Nd5<1.95，18<Vd5<30的设计；

Nd6＝1.625，Vd6＝56.1，满足上述的1.55<Nd5<1.65，55<Vd5<65的设计；

如图2及图3所示，其中，图2图3为本实施例MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)值图，该MTF值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义MTF值必定大于0，且小于1，在本技术领域MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp/mm来表示；固定高频(如300lp/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是MTF值。横坐标可以设像场中心到测量点的距离，镜头是以光轴为中心的对称结构，中心向各方向的成像素质变化规律是相同的，由于像差等因素的影响，像场中某点与像场中心的距离越远，其MTF值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标，可以反映镜头边缘的成像素质；另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的；将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S(Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为T(Meridional)；如此一来，MTF曲线一般有两条，即S曲线和T曲线，图2、图3中，有多组以像场中心到像场边缘的距离为横坐标时MTF变化曲线，反映出本透镜***具有较高解像力。

图2-图6依次为工作距离为无穷远时本实施例的一种超薄鱼眼镜头在第一解析图、第二解析图、场曲图、畸变图、相对照度图。

如图4所示，图中曲线越接近y轴，畸变率越小，子午场曲值控制在-0.01～0.01mm范围内，弧矢场曲值控制在-0.02～-0.01mm范围以内。如图5所示，其中光学畸变率控制在0％～0.5％范围以内。如图6所示，其中相对照度大于48％。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型化超大光圈装置，所述装置的光学***沿光轴从物面到像面依次包括：负焦距的第一透镜、负焦距的第二透镜、正焦距的第三透镜、正焦距的第四透镜、光阑、负焦距的第五透镜、正焦距的第六透镜、正焦距的第七透镜、正焦距的第八透镜、正焦距的第九透镜；其特征在于，所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第三透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第八透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第九透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面，其中f1为第一透镜焦距，f为***整体焦距，且满足如下条件：-1.77<(f1/f)<-1.05。

2.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述装置的光学***还满足如下条件：

(1)1.90<Nd1<1.95，20<Vd1<30；

(2)1.40<Nd2<1.55，70<Vd2<85；

(3)1.90<Nd3<1.95，18<Vd3<30；

(4)1.90<Nd4<1.95，25<Vd4<40；

(5)1.90<Nd5<1.95，18<Vd5<30；

(6)1.55<Nd6<1.65，55<Vd5<65；

其中：Nd1为第一透镜的折射率，Vd1为第一透镜的色散系数；Nd2为第二透镜的折射率，Vd2为第二透镜的色散系数；Nd3为第三透镜的折射率，Vd3为第三透镜的色散系数；Nd4为第四透镜的折射率，Vd4为第四透镜的色散系数；Nd5为第五透镜的折射率，Vd5为第五透镜的色散系数；Nd6为第六透镜的折射率，Vd6为第六透镜的色散系数。

3.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述第一透镜的光焦度为负，其焦距f1为-5.6mm。

4.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述第二透镜的光焦度为负，其焦距f2为-10.38mm。

5.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，其焦距f3为12.3mm。

6.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所示第六透镜与第五透镜为一组胶合透镜。

7.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述第一透镜、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、第九透镜均为玻璃材质的透镜。

8.根据权利要求1所述的小型化超大光圈装置，其特征在于，所述第九透镜与像侧之间设置有滤光片。