一种广角反远距日夜共焦镜头的制作方法

1.本实用新型涉及镜头技术领域，具体涉及一种广角反远距日夜共焦镜头。


背景技术：

2.广角成像镜头因具有较大的视场角而广泛地被应用于安防监控、运动记录、车载监控等各个领域，随着广角镜头应用的领域越来越多，对镜头的要求也越来越高。
3.现有用于自行车运动记录仪的广角镜头虽然能够满足基本的大水平视场角，进而实现运动记录使用的基本需求，但其仍然存在诸多缺陷，如镜头的解析度不够好，导致无法适配一些2mp像素的传感器；镜头在一些高低温的环境中工作时，容易出现像质变差现象，无法确保能够高清成像；镜头可见光像素通常较好，但是红外光成像差，较难满足镜头在夜间的使用要求。
4.因此，有必要对现有的广角镜头进行改进，以满足其日益提高的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种广角反远距日夜共焦镜头，以至少解决上述存在的技术问题之一。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种广角反远距日夜共焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
8.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
9.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
10.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
11.所述第四透镜具正屈光率，所述第四透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
12.所述第五透镜具负屈光率，所述第五透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
13.所述第六透镜具正屈光率，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
14.该共焦镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，并满足下列条件式：
15.2＜|f1/f|＜6，1＜|f2/f|＜5，2＜|f3/f|＜5，
16.0＜|f4/f|＜3，0.5＜|f5/f|＜3.5，2＜|f6/f|＜6，
17.其中，f为镜头的焦距值，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距值。
18.优选地，该镜头符合下列条件式：nd3＞1.8，其中，nd3为第三透镜的折射率。
19.优选地，该镜头符合下列条件式：
20.1.90＜nd1＜2.20，1.65＜nd2＜1.80，1.90＜nd3＜2.10，
21.1.50＜nd4＜1.63，1.90＜nd5＜2.10，1.45＜nd6＜1.65，
22.其中，nd1为第一透镜的折射率，nd2为第二透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射
率，nd5为第五透镜的折射率，nd6为第六透镜的折射率。
23.优选地，所述第四透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。
24.优选地，所述第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：vd5-vd4＞40，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。
25.优选地，该镜头符合下列条件式：
26.15＜vd1＜20，51＜vd2＜58，17＜vd3＜22,
27.55＜vd4＜70，10＜vd5＜30，61＜vd6＜73，
28.其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
29.优选地，所述第六透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。
30.采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
31.1、本实用新型沿物侧至像侧方向采用六片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，能够对传函进行管控，提高镜头解析度，从而提高了镜头的像素，使镜头可以适配2mp像素的传感器。
32.2、本实用新型通过对光学结构的设计优化，可以实现镜头的无热化效果，使得镜头在-40℃-80℃范围内工作时也能够高清成像，保证像质。
33.3、本实用新型中镜头日间和红外的离焦量的峰值距离在5um以内，日夜共焦距离非常小，镜头在红外成像良好，使得镜头日间和夜间使用无需重新聚焦，可以较好地满足镜头在夜间的使用要求。
附图说明
34.图1为实施例一的光路图；
35.图2为实施例一中镜头在可见光435nm-656nm下的日夜mtf曲线图；
36.图3为实施例一中镜头在红外光850nm下的夜间mtf曲线图；
37.图4为实施例一中镜头在可见光435nm-656nm下的离焦曲线图；
38.图5为实施例二的光路图；
39.图6为实施例二中镜头在可见光435nm-656nm下的日夜mtf曲线图；
40.图7为实施例二中镜头在红外光850nm下的夜间mtf曲线图；
41.图8为实施例二中镜头在可见光435nm-656nm下的离焦曲线图；
42.图9为实施例三的光路图；
43.图10为实施例三中镜头在可见光435nm-656nm下的日夜mtf曲线图；
44.图11为实施例三中镜头在红外光850nm下的夜间mtf曲线图；
45.图12为实施例三中镜头在可见光435nm-656nm下的离焦曲线图。
46.附图标记说明：
47.第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、光阑7、保护玻璃8。
具体实施方式
48.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内
容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
49.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
50.在本说明书中所说的「透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指该透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面 (或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为r值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。r值可常见被使用于光学设计软件中，例如zemax或 codev。r值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lensdatasheet)中。以物侧面来说，当r值为正时，判定为物侧面为凸面；当r值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当r值为正时，判定像侧面为凹面；当r值为负时，判定像侧面为凸面。
51.本实用新型公开了一种广角反远距日夜共焦镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
52.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
53.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
54.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
55.所述第四透镜具正屈光率，所述第四透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
56.所述第五透镜具负屈光率，所述第五透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
57.所述第六透镜具正屈光率，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
58.该共焦镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，并满足下列条件式：
59.2＜|f1/f|＜6，1＜|f2/f|＜5，2＜|f3/f|＜5，
60.0＜|f4/f|＜3，0.5＜|f5/f|＜3.5，2＜|f6/f|＜6，
61.其中，f为镜头的焦距值，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距值。
62.优选地，该镜头符合下列条件式：nd3＞1.8，其中，nd3为第三透镜的折射率，第三透镜采用高折射率材质可以有效减小镜头的球差，提高镜头的成像质量。
63.优选地，该镜头符合下列条件式：
64.1.90＜nd1＜2.20，1.65＜nd2＜1.80，1.90＜nd3＜2.10，
65.1.50＜nd4＜1.63，1.90＜nd5＜2.10，1.45＜nd6＜1.65，
66.其中，nd1为第一透镜的折射率，nd2为第二透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射率，nd5为第五透镜的折射率，nd6为第六透镜的折射率。
67.优选地，所述第四透镜的折射率温度系数dn/dt为负值，即其折射率随着温度的升高而降低，第四透镜可以校正镜头离焦量，使得镜头具有无热化特性。
68.优选地，所述第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：vd5-vd4＞40，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，第四透镜和第五透镜组成的胶合透镜可以有效的降低日夜共焦距离，提高镜头日夜两用的分辨率性
能。
69.优选地，该镜头符合下列条件式：
70.15＜vd1＜20，51＜vd2＜58，17＜vd3＜22,
71.55＜vd4＜70，10＜vd5＜30，61＜vd6＜73，
72.其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
73.优选地，所述第六透镜的折射率温度系数dn/dt为负值，即其折射率随着温度的升高而降低，对温度改变导致的镜头座膨胀进行有效补偿，可以抵消温度变化对于焦移的影响，保证镜头在-40℃～105℃温度区间内能够正常使用，从而使得镜头焦点位置不变。
74.下面将以具体实施例对本实用新型的共焦镜头进行详细说明。
75.实施例一
76.参考图1所示，本实施例公开了一种广角反远距日夜共焦镜头，从物侧a1 至像侧a2沿一光轴依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑7、第四透镜4、第五透镜5及第六透镜6，所述第一透镜1至第六透镜6各自包括一朝向物侧a1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧a2且使成像光线通过的像侧面；
77.所述第一透镜1具负屈光率，所述第一透镜1的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
78.所述第二透镜2具负屈光率，所述第二透镜2的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
79.所述第三透镜3具正屈光率，所述第三透镜3的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
80.所述第四透镜4具正屈光率，所述第四透镜4的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
81.所述第五透镜5具负屈光率，所述第五透镜5的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
82.所述第六透镜6具正屈光率，所述第六透镜6的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
83.该共焦镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，所述第四透镜4的像侧面与第五透镜5的物侧面相互胶合，并满足下列条件式：
84.9＜|f1/f|＜10，3＜|f2/f|＜6，5＜|f3/f|＜9，
85.3＜|f4/f|＜6，3＜|f5/f|＜6，8＜|f6/f|＜11，
86.其中，f为镜头的焦距值，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6的焦距值。
87.本具体实施例的详细光学数据如表1所示。
88.表1实施例一的详细光学数据
89.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度焦距obj被摄物面infinityinfinityinfinity 1第一透镜11.82510.7780.938-8.1132 7.9294.7022.340 3第二透镜7.359142.1210.762-4.6934 5.2893.4644.552 5第三透镜4.0605.9321.5436.9456 3.42032.5370.940 7sto3.175infinity1.781 8第四透镜3.15024.8511.9763.661
9第五透镜3.592-2.4230.555-4.36410 4.325-6.4080.100 11第六透镜4.89711.9981.7679.30912 5.237-9.7194.138 13保护玻璃5.873infinity0.700infinity14 5.938infinity1.000 ima成像面6.086infinity
ꢀꢀ
90.本具体实施例中共焦镜头的光路图请参阅图1。镜头在可见光435nm
‑ꢀ
656nm下的日夜mtf曲线图请参阅图2，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的可见光分辨率可达2mp像素，可以匹配像元大小为3um的传感器；镜头在红外光850nm下的夜间mtf曲线图请参阅图3，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值几乎都大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的红外分辨率可以达1.2mp像素。镜头在可见光436nm
‑ꢀ
659nm下的离焦曲线图请参阅图4，两条曲线分别为日间和红外的离焦曲线，从图中可以看出，两者之间的峰值距离在5um以内，日夜共焦距离非常小，镜头在红外成像良好，没有失焦现象。
91.实施例二
92.配合图5至图8所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
93.本具体实施例的详细光学数据如表2所示。
94.表2实施例二的详细光学数据
95.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度焦距obj被摄物面infinityinfinityinfinity 1第一透镜11.94210.9300.912-8.5042 8.0034.7242.359 3第二透镜7.554328.7930.829-4.9024 5.3483.4794.551 5第三透镜4.0595.9921.5617.4156 3.39632.0820.968 7sto3.122infinity1.774 8第四透镜3.13925.0941.9863.7579第五透镜3.614-2.4460.548-4.67210 4.339-6.3890.100 11第六透镜4.90712.0011.7499.50812 5.239-9.8284.165 13保护玻璃5.876infinity0.700infinity14 5.942infinity1.000 ima成像面6.083infinity
ꢀꢀ
96.本具体实施例中共焦镜头的光路图请参阅图5。镜头在可见光435nm
‑ꢀ
656nm下的
日夜mtf曲线图请参阅图6，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值几乎都大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的可见光分辨率可达2mp像素，可以匹配像元大小为3um的传感器；镜头在红外光850nm下的夜间 mtf曲线图请参阅图7，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值几乎都大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的红外分辨率可以达1.2mp像素。镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图请参阅图8，两条曲线分别为日间和红外的离焦曲线，从图中可以看出，两者之间的峰值距离在5um以内，日夜共焦距离非常小，镜头在红外成像良好，没有失焦现象。
97.实施例三
98.配合图9至图12所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
99.本具体实施例的详细光学数据如表3所示。
100.表3实施例二的详细光学数据
101.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度焦距obj被摄物面infinityinfinityinfinity 1第一透镜11.9410.90.9-8.5002 8.004.72.4 3第二透镜7.55328.80.8-4.9004 5.353.54.6 5第三透镜4.066.01.67.4006 3.4032.11.0 7sto3.12infinity1.8 8第四透镜3.1425.12.03.8009第五透镜3.61-2.40.5-4.70010 4.34-6.40.1 11第六透镜4.9112.01.79.50012 5.24-9.84.2 13保护玻璃5.88infinity0.7infinity14 5.94infinity1.0 ima成像面6.08infinity
ꢀꢀ
102.本具体实施例中共焦镜头的光路图请参阅图9。镜头在可见光435nm
‑ꢀ
656nm下的日夜mtf曲线图请参阅图10，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值几乎都大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的可见光分辨率可达 2mp像素，可以匹配像元大小为3um的传感器；镜头在红外光850nm下的夜间 mtf曲线图请参阅图11，从图中可以看出该款镜头的空间频率达167lp/mm时，中心视场内所有mtf值均大于0.3，全视场mtf值几乎都大于0.2，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，该镜头的红外分辨率可以达1.2mp像素。镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图请参阅图12，两条曲线分别为日间和红外的离焦曲线，从图中可以看出，两者之间的峰值距离在5um以内，日夜共焦距离非常小，镜头在红外成像良好，没有失焦现象。
103.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。