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CN110794558A - 一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头 - Google Patents

一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头，所述镜头从物方到像方依次包括第一透镜元件、第二透镜元件、光阑、第三透镜元件、第四透镜元件和滤光片，其特征在于：所述第一透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第二透镜元件为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。

Description

一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，具体为一种日夜共焦2百万像素广角镜头，主要应用于智能家居监控、可视门铃等，而且本发明兼容匹配多类芯片亦可用于其它监控应用。
背景技术
随着物联网技术的飞速发展，智能生活逐步走进千家万户；市场调研机构Strategy Analytics近期发布的研究报告《智能家居监控摄像机市场分析与预测》指出；到2023年，全球市场消费者在智能家居监控摄像机上支出将超过97亿美元；其中可视门铃将是增长最快的细分市场，2018年规模已高于5亿美元，到2023年的市场规模将达到14亿美元。
为满足可视门铃内置需求，镜头体积小型化，成像高清化是市场趋势；另因日夜和全年温差环境及长时间的工作，对镜头的信赖性要求很高；还有最重要的一点，那就是镜头产品的高性价比。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种日夜共焦2百万像素广角镜头，在镜头体积小型化的基础上，实现2百万像素高清度、大视场角、日夜共焦的使用要求，且适用范围广。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头，所述镜头从物方到像方依次包括第一透镜元件、第二透镜元件、光阑、第三透镜元件、第四透镜元件和滤光片，所述第一透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第二透镜元件为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。
优选地，所述第一透镜元件表面镀超微粒加硬、增透膜；
所述第四透镜元件表面镀超微粒加硬、增透膜。
优选地，所述第一透镜元件满足：1.52≤Nd1≤1.56；55.7≤Vd1≤56.3。
其中Nd为折射率，Vd为阿贝系数。
设计上选用ND和VD在这个范围内的光学材料，才能满足光学系统的需求
优选地，所述第二透镜元件满足：1.52≤Nd2≤1.56；55.7≤Vd2≤56.3。
优选地，所述第三透镜元件满足：1.52≤Nd3≤1.56；55.7≤Vd3≤56.3。
优选地，所述第四透镜元件满足：1.66≤Nd4≤1.68；23.2≤Vd4≤23.8。
优选地，所述镜头满足：EFL（焦距）=2.6±5%mm；TTL（光学总长）=9.15±0.2mm；F/NO（光圈）=2.0±5%； FOV（视场角）=120±5°；像高≥4.7mm； CRA（主光线夹角）＜21.2°；亮度≥50%； TV畸变≤25%；日夜共焦离焦量≤0.005mm。通过最优化的光学系统设计，输出以上光学规格，满足镜头成像要求；
所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头可满足OV2732或SP140A或GC1054或SC1042或其他芯片兼容。
本发明有益效果：
1. 本发明采用4枚塑胶非球面镜片，大大减小镜头的体积，全符合实际应用产品小型化的需求；
2. 镜片是塑胶材质，且全部采用模具成型，生产周期短、效率高，成本低；
3. 本发明采用了非球面镜片及大光澜设计，像质高，色差小，画面亮度好；
4. 本发明日夜共焦离焦量≤0.005mm，可保证日夜环境正常成像；
5. 本发明方案畸变≤25%，从而提高画面的真实感；
6. 通过在第一和第四透镜表面镀超微粒加硬、增透膜，使镜头透光性更好，光能损耗更小，也能有效的防止镜片表面划伤及细小伤痕的产生；镀材二氧化硅和五氧化三钛，膜层厚度约为0.005mm；可增强透镜元件的透光性、减少光能损失，能有效的保护光学镜头在使用过程中防刮擦及抵抗恶劣的环境变化影响，
7. 本镜头完全可以实现在-20℃~60℃的工作温度范围内正常成像，适用温度范围广。
8. 本发明镜头结构公差宽松，具备95%的生产良率，通过对镜头杂散光分析控制并优化，使镜头实际成像效果更优异。
附图说明
图1：是本发明镜头的具体结构示意图；
图2：是本发明镜头的MTF解像曲线图；
图3：是发明镜头的场曲和畸变曲线图；
图4：是本发明镜头的点列图；
图5：是本发明镜头的相对亮度曲线图；
图6：是本发明镜头的色差图；
图7：是本发明镜头的CRA曲线图；
图8：日夜共焦离焦曲线对比及差值（温度：20℃日夜共焦离焦量：0.0141mm）；
图9：-20℃和60℃离焦曲线对比及差值（温度：20℃离焦量：0mm）；
图10：-20℃和60℃离焦曲线对比及差值（温度：-20℃离焦量：0.0384mm）；
图11：-20℃和60℃离焦曲线对比及差值（温度：-60℃离焦量：0.0435mm）；
其中：第一透镜元件1、第二透镜元件2、光阑3、第三透镜元件4、第四透镜元件5，滤光片6。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头如图1所示，该光学镜头从物方到像方依次为第一透镜元件1、第二透镜元件2、光阑3、第三透镜元件4、第四透镜元件5以及滤光片6。
所述第一透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片；本实施例中：Nd1=1.545 Vd1=55.987；
所述第二透镜元件为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片；本实施例中：Nd2=1.545Vd2=55.987；
所述第三透镜元件为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片；本实施例中：Nd3=1.545Vd3=55.987；
所述第四透镜元件为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片；本实施例中：Nd4=1.64Vd4=23.529。
通过以上配置，可实现大视场角、大光圈、和较高的成像清晰度，特别适用于家用智能监控、可视门铃等。
此外，本实施例合理的控制光焦度的值（通过光学系统的优化设计，达成镜头的特征），一方面有效的控制了入射光线高度，以减小光学系统高度和镜片外径，另一方面可减小主光线入射角度，以提高光学系统的相对亮度；本实施例的第一和第四透镜元件表面镀超微粒加硬、增透膜，能有效的保护光学镜头在使用过程中防刮擦及抵抗恶劣的环境变化影响，增加镜头透光性，减小光能损耗；本实施例使用了塑胶材质的非球面镜片，使得光学系统的高度大大减小，耐温性能以及稳定性也能确保。
图2-图11为本实施例提供了有效的光学性能曲线图，由图可知，本实施例镜头已将各种像差优化到最佳，可以达到实用的水平。
实施例2
一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头如图1所示，该光学镜头从物方到像方依次为第一透镜元件1、第二透镜元件2、光阑3、第三透镜元件4、第四透镜元件5以及滤光片6。
优选地，所述第二透镜元件2为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件4为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件5为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。
所述第一透镜元件1表面镀超微粒加硬、增透膜；
所述第四透镜元件5表面镀超微粒加硬、增透膜。
所述膜厚度为0.003-0.007mm。
优选地，Nd1=1.553；Vd1=55.956；
Nd2=1.538 ；Vd2=55.973；
Nd3=1.546 ；Vd3=55.975；
Nd4=1.67； Vd4=23.618。
优选地，所述镜头满足：EFL=2.6±5%mm；TTL=9.15±0.2mm；F/NO=2.0±5%； FOV=120±5°；像高≥4.7mm； CRA＜21.2°；亮度≥50%； TV畸变≤25%；日夜共焦离焦量≤0.005mm。
所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头可满足OV2732或SP140A或GC1054或SC1042 或其他芯片兼容。
实施例3
一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头如图1所示，该光学镜头从物方到像方依次为第一透镜元件1、第二透镜元件2、光阑3、第三透镜元件4、第四透镜元件5以及滤光片6。
优选地，所述第二透镜元件2为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件4为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件5为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。
所述第一透镜元件1表面镀超微粒加硬、增透膜；
所述第四透镜元件5表面镀超微粒加硬、增透膜。
所述膜厚度为0.003-0.007mm。
优选地，Nd1=1.536；Vd1=55.624；
Nd2=1.541 ；Vd2=55.892；
Nd3=1.545；Vd3=55.973；
Nd4=1.66； Vd4=23.465。
优选地，所述镜头满足：EFL=2.6±5%mm；TTL=9.15±0.2mm；F/NO=2.0±5%； FOV=120±5°；像高≥4.7mm； CRA＜21.2°；亮度≥50%； TV畸变≤25%；日夜共焦离焦量≤0.005mm。
所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头可满足OV2732或SP140A或GC1054或SC1042 或其他芯片兼容。
实施例4
一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头如图1所示，该光学镜头从物方到像方依次为第一透镜元件1、第二透镜元件2、光阑3、第三透镜元件4、第四透镜元件5以及滤光片6。
优选地，所述第二透镜元件2为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件4为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件5为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。
所述第一透镜元件1表面镀超微粒加硬、增透膜；
所述第四透镜元件5表面镀超微粒加硬、增透膜。
所述膜厚度为0.003-0.007mm。
优选地，Nd1=1.525；Vd1=55.765；
Nd2=1.531；Vd2=56.125；
Nd3=1.545；Vd3=59.105；
Nd4=1.67； Vd4=23.724。
优选地，所述镜头满足：EFL=2.6±5%mm；TTL=9.15±0.2mm；F/NO=2.0±5%； FOV=120±5°；像高≥4.7mm； CRA＜21.2°；亮度≥50%； TV畸变≤25%；日夜共焦离焦量≤0.005mm。
所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头可满足OV2732或SP140A或GC1054或SC1042 或其他芯片兼容。

Claims (9)

1.一种日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述镜头从物方到像方依次包括第一透镜元件（1）、第二透镜元件（2）、光阑（3）、第三透镜元件（4）、第四透镜元件（5）和滤光片（6），所述第一透镜元件（1）为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第二透镜元件（2）为具有正光焦度的凹凸非球面塑胶镜片，所述第三透镜元件（4）为具有正光焦度的双凸非球面塑胶镜片，所述第四透镜元件（5）为具有负光焦度的凹凸非球面塑胶镜片。
2.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述第一透镜元件（1）表面镀超微粒加硬、增透膜；
所述第四透镜元件（5）表面镀超微粒加硬、增透膜。
3.根据权利要求2所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述膜厚度为0.003-0.007mm。
4.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：
所述第一透镜元件（1）满足：1.52≤Nd1≤1.56；55.7≤Vd1≤56.3。
5.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述第二透镜元件（2）满足：1.52≤Nd2≤1.56；55.7≤Vd2≤56.3。
6.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述第三透镜元件（4）满足：1.52≤Nd3≤1.56；55.7≤Vd3≤56.3。
7.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述第四透镜元件（5）满足：1.66≤Nd4≤1.68；23.2≤Vd4≤23.8。
8.根据权利要求1所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头，其特征在于：所述镜头满足：EFL=2.6±5%mm；TTL=9.15±0.2mm；F/NO=2.0±5%； FOV=120±5°；像高≥4.7mm； CRA＜21.2°；亮度≥50%； TV畸变≤25%；日夜共焦离焦量≤0.005mm。
9.权利要求1-8任意一项所述的日夜共焦2百万像素广角光学镜头可满足OV2732或SP140A或GC1054或SC1042 或其他芯片兼容。
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