镜头

技术领域

本发明涉及光学系统和器件设计技术领域，尤其涉及一种镜头。

背景技术

随着科技的快速发展，各行业对于光学镜头在例如解像力、日夜共焦、高低温共焦等方面提出了更高的要求。一般摄像头并无日夜共焦功能，只适用于照明条件良好的场所，但在亮度较低的夜晚、微光等弱光条件下的成像效果差或需要添加红外补光灯、闪光灯等辅助光源导致光学系统结构复杂、体积大，同时成像效果不能有效保证。在此情况下，研制一种在微光条件下能够保证成像效果同时结构简单的大光圈镜头成为当前热点之一。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有大光圈的镜头。

为实现上述目的，本发明提供一种镜头，沿光轴从物侧至像侧方向，依次包括具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第四透镜、具有正光焦度第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有负光焦度的第七透镜和具有正光焦度的第八透镜；

所述第一透镜、第二透镜、第七透镜和第八透镜为塑胶透镜，所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中至少有三枚透镜为玻璃透镜。

根据本发明的一种实施方式，所述镜头还包括光阑，所述光阑位于所述第三透镜的像侧面上、或者位于所述第三透镜和所述第四透镜之间或者位于所述第四透镜的物侧面上。

根据本发明的一种实施方式，所述第四透镜和第五透镜组成具有正光焦度的胶合透镜组。

根据本发明的一个方面，沿物侧至像侧方向，所述第一透镜为凸-凹透镜，所述第二透镜为凹-凹透镜或者凹-凸透镜、所述第三透镜为凸-凸透镜或凹-凸透镜、所述第四透镜为凹-凹透镜或凸-凹透镜、所述第七透镜为凹-凹透镜或凸-凹透镜、所述第五透镜、第六透镜和第八透镜均为凸-凸透镜。

根据本发明的一个方面，所述第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜中至少一枚透镜为低色散玻璃透镜，其阿贝数Vd≥60。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第七透镜和第八透镜中至少有两枚透镜的折射率Nd≥1.6。

根据本发明的一个方面，所述第一透镜到所述第三透镜的有效焦距为f1，所述镜头的有效焦距为f，满足关系式：-11≤f1/f≤-1。

根据本发明的一个方面，第四透镜到所述第八透镜的有效焦距为f2，所述镜头的有效焦距为f，满足关系式：1.6≤f2/f≤2。

根据本发明的一个方面，所述第八透镜像侧面中心至所述镜头像面的距离为d，所述第一透镜物侧面到所述镜头像面的距离为D，满足关系式：d/D≥0.18。

根据本发明的一个方面，所述第四透镜和所述第五透镜的阿贝数分别为v4和v5，满足关系式：|v4-v5|≥30。

根据本发明的一个方面，所述镜头的相对孔径FNO≤1.2。

本发明的镜头，通过优化配置各个透镜的正负光焦度，使像差得到有效的校正，再配合玻塑混合结构搭配在降低成产成本使得本发明镜头红外离焦量在0.006mm以内，可实现日夜共焦(可见光与红外光共焦)，实现镜头的F1.0大光圈，同时解像力达到5M lens要求，在大光圈下保证高分辨率。同时本发明镜头能够实现在-40℃～80℃温度范围内不虚焦，克服了塑胶非球面透镜由于膨胀系数大，容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难；此外，本发明的镜头共包含8片透镜，体积小，镜头总长在22.2mm以内，同时本发明镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

附图说明

图1示意性表示根据本发明实施例1的镜头的结构示意图；

图2示意性表示实施例1的镜头的MTF图；

图3示意性表示实施例1镜头频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图4示意性表示实施例1镜头红外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图5示意性表示实施例1的镜头的ray fan图；

图6示意性表示根据本发明实施例2的镜头的结构示意图；

图7示意性表示实施例2的镜头的MTF图；

图8示意性表示实施例2镜头频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图9示意性表示实施例2镜头红外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图10示意性表示实施例2的镜头的ray fan图；

图11示意性表示根据本发明实施例3的镜头的结构示意图；

图12示意性表示实施例3的镜头的MTF图；

图13示意性表示实施例3镜头频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图14表示实施例3镜头红外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图15示意性表示实施例3的镜头的ray fan图；

图16示意性表示根据本发明实施例4的镜头的结构示意图；

图17示意性表示实施例4的镜头的MTF图；

图18示意性表示实施例4镜头频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图19表示实施例4镜头红外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图20示意性表示实施例4的镜头的ray fan图；

图21示意性表示根据本发明实施例5的镜头的结构示意图；

图22示意性表示实施例5的镜头的MTF图；

图23示意性表示实施例5镜头频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图24表示实施例5镜头红外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图；

图25示意性表示实施例5的镜头的ray fan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。

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。

如图1所示，本发明提供一种镜头，沿光轴从物侧至像侧方向，依次包括具有负光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、具有正光焦度第五透镜5、具有正光焦度的第六透镜6、具有负光焦度的第七透镜7和具有正光焦度的第八透镜8。并且第一透镜1、第二透镜2、第七透镜7和第八透镜8为塑胶透镜，第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6中至少有三枚透镜为玻璃透镜。

本发明的镜头，共包括8透镜，体积小，通过合理布置各个透镜光焦度以及采用塑胶透镜和玻璃透镜搭配使用的方案，使得本发明的镜头可实现日夜共焦功能，同时实现大光圈，解像力达到5M lens要求，此外塑胶透镜和玻璃透镜的搭配使用还有利于降低生产成本，保证在高低温范围内不虚焦。

本发明的镜头还包括光阑S，光阑S位于第三透镜3的像侧面上、或者位于第三透镜3和第四透镜4之间或者位于第四透镜4的物侧面上。

在本发明中，第四透镜4和第五透镜5组成具有正光焦度的胶合透镜组。

根据本发明的一种实施方式，沿物侧至像侧方向，第一透镜1为凸-凹透镜，第二透镜2为凹-凹透镜或者凹-凸透镜、第三透镜3为凸-凸透镜或凹-凸透镜、第四透镜4为凹-凹透镜或凸-凹透镜、第七透镜7为凹-凹透镜或凸-凹透镜、第五透镜5、第六透镜6和第八透镜8均为凸-凸透镜。

其中第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6中至少一枚透镜为低色散玻璃透镜，其阿贝数Vd≥60。第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第七透镜7和第八透镜8中至少有两枚透镜的折射率Nd≥1.6。

本发明的镜头，第一透镜1到第三透镜3的有效焦距为f1，镜头的有效焦距为f，满足关系式：-11≤f1/f≤-1。第四透镜4到第八透镜8的有效焦距为f2，满足关系式：1.6≤f2/f≤2。

本发明的镜头，第八透镜8像侧面中心至所述镜头像面的距离为d，第一透镜1物侧面到镜头像面的距离为D，满足关系式：d/D≥0.18。第四透镜4和第五透镜5的阿贝数分别为v4和v5，满足关系式：|v4-v5|≥30。

本发明镜头的相对孔径FNO≤1.2。

本发明的塑胶透镜即为非球面透镜，本发明镜头，所有非球面满足：

式中，z为沿光轴方向，垂直于光轴的高度为h的位置处曲面到顶点的轴向距离；c表示非球面曲面顶点处的曲率；k为圆锥系数；A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16···分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶···非球面系数。

综上，本发明的镜头按照以上限定进行设置，通过优化配置各个透镜的正负光焦度，使像差得到有效的校正，再配合玻塑混合结构搭配在降低成产成本使得本发明镜头红外离焦量在0.006mm以内，可实现日夜共焦(可见光与红外光共焦)，实现镜头的F1.0大光圈，同时解像力达到5M lens要求，在大光圈下保证高分辨率。同时本发明镜头能够实现在-40℃～80℃温度范围内不虚焦，克服了塑胶非球面透镜由于膨胀系数大，容易在高低温环境下造成焦点漂移的困难；此外，本发明的镜头共包含8片透镜，体积小，镜头总长在22.2mm以内，同时本发明镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。

以下根据本发明的上述设置给出5组具体实施方式来具体说明根据本发明的镜头。本发明的镜头共包含8片透镜，其中第四透镜和第五透镜5组成胶合透镜组，加上滤光片和成像面，共18个光学面，当光阑S位于第三透镜3和第四透镜4之间时，增加一个光阑面，因此，本发明的定焦镜头最多包括19个光学面，为便于叙述，将19个光学面按照需要S1-S19进行编号。

五组实施方式数据如下表1中数据：

表1

实施方式一：

图1是示意性表示根据本发明的实施方式一的镜头结构图。

本实施方式中镜头总长TTL＝22.2mm，FN0＝1.0，光阑S位于第三透镜3和第四透镜4之间，第三透镜3为塑胶透镜，第四透镜4为玻璃透镜，第五透镜5和第六透镜6为低色散玻璃透镜，第三透镜3和第七透镜7的折射率Nd≥1.6。

以下表2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、阿贝数：

表2

表3列出的是本实施例中各非球面透镜的非球面系数，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶、十四阶的非球面系数。

表3

图2-5分别示意性表示实施例1的镜头的MTF图、频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图、外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和ray fan图。结合附图可以得知，按照本发明实施例1得到的镜头，光圈数可达F1.0，同时镜头的红外离焦量在0.006mm以内，能够实现日夜共焦，同时在-40℃-80℃温度范围内不虚焦。

实施方式二：

图6是示意性表示根据本发明的实施方式二的镜头结构图。

本实施方式中镜头总长TTL＝20.8mm，FN0＝1.2，光阑S位于第三透镜3和第四透镜4之间，第三透镜3、第四透镜4和第五为玻璃透镜，第六透镜6为塑胶透镜，并且第三透镜3和第五透镜为低色散玻璃透镜，第三透镜3和第七透镜7的折射率Nd≥1.6。

以下表4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、阿贝数：

表4

表5列出的是本实施例中各非球面透镜的非球面系数，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶、十四阶的非球面系数。

表5

图7-10分别示意性表示实施例2的镜头的MTF图、频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图、外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和ray fan图。结合附图可以得知，按照本发明实施例2得到的镜头，光圈数可达F1.0，同时镜头的红外离焦量在0.006mm以内，能够实现日夜共焦，同时在-40℃-80℃温度范围内不虚焦。

实施方式三：

图11是示意性表示根据本发明的实施方式三的镜头结构图。

本实施方式中镜头总长TTL＝22.2mm，FN0＝1.0，光阑S位于第三透镜3的像侧面上，第三透镜3、第四透镜4和第五为玻璃透镜，第六透镜6为塑胶透镜，并且第三透镜3和第五透镜5为低色散玻璃透镜，第三透镜3和第七透镜7的折射率Nd≥1.6。

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、阿贝数：

表6

表7列出的是本实施例中各非球面透镜的非球面系数，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶、十四阶的非球面系数。

表7

图12-15分别示意性表示实施例3的镜头的MTF图、频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图、外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和ray fan图。结合附图可以得知，按照本发明实施例3得到的镜头，光圈数可达F1.0，同时镜头的红外离焦量在0.006mm以内，能够实现日夜共焦，同时在-40℃-80℃温度范围内不虚焦。

实施方式四：

图16是示意性表示根据本发明的实施方式四的镜头结构图。

本实施方式中镜头总长TTL＝22.2mm，FN0＝1.0，光阑S位于第四透镜4的物侧面上，第三透镜3为塑胶透镜，第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6为玻璃透镜，并且第五透镜5和第六透镜6为低色散玻璃透镜，第三透镜3和第七透镜7的折射率Nd≥1.6。

以下表8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、阿贝数：

表8

表9列出的是本实施例中各非球面透镜的非球面系数，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶、十四阶的非球面系数。

表9

图17-20分别示意性表示实施例4的镜头的MTF图、频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图、外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和ray fan图。结合附图可以得知，按照本发明实施例4得到的镜头，光圈数可达F1.0，同时镜头的红外离焦量在0.006mm以内，能够实现日夜共焦，同时在-40℃-80℃温度范围内不虚焦。

实施例五：

图21是示意性表示根据本发明的实施方式五的镜头结构图。

本实施方式中镜头总长TTL＝22.2mm，FN0＝1.0，光阑S位于第三透镜3和第四透镜4之间，第三透镜3为塑胶透镜，第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6为玻璃透镜，并且第五透镜5和第六透镜6为低色散玻璃透镜，第三透镜3和第七透镜7的折射率Nd≥1.6。

以下表10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、阿贝数：

表10

表11列出的是本实施例中各非球面透镜的非球面系数，K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F分别为四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶、十四阶的非球面系数。

表11

图22-25分别示意性表示实施例5的镜头的MTF图、频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图、外频率为120lp/mm的Through-Focus-MTF图和ray fan图。结合附图可以得知，按照本发明实施例5得到的镜头，光圈数可达F1.0，同时镜头的红外离焦量在0.006mm以内，能够实现日夜共焦，同时在-40℃-80℃温度范围内不虚焦。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，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。