一种超大光圈高分辨率定焦镜头的制作方法

本发明涉及光学镜头，尤其涉及一种超大光圈高分辨率定焦镜头。

背景技术：

1、定焦镜头是指只有一个固定焦距的镜头，其没有焦段一说，只有一个视野，定焦镜头在使用过程中没有变焦功能，其相对于变焦镜头来说，具有对焦速度快、成像质量稳定的优点，在各个行业的影像采集中具有广泛的应用。

2、现有技术中的定焦镜头在使用时，由于光学镜头的畸变，使得成像存在几何失真的情况，光学镜头的畸变是由于焦平面上不同区域对影像的放大率不同，而形成的画面扭曲变形现象，这使得由一点光源发出的许多光线经定焦镜头内的光学系统后，与像面的交点不再集中于同一点，从而形成一个散布在一定范围内的弥散图形，常规情况中定焦镜头内的光学系统对畸变的矫正效果差，导致定焦镜头成像后的色差、像差和分辨率受到不同程度的影响，难以实现大光圈、高分辨率的成像功能。

3、为此，提出一种超大光圈高分辨率定焦镜头来解决上述现有技术中存在的一些问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的定焦镜头对光学镜头畸变的矫正效果不够明显，导致整体成像效果受到影响，难以实现大光圈、高分辨率成像功能的缺点，而提出的一种超大光圈高分辨率定焦镜头。

2、为了解决现有技术存在的问题，本发明采用了如下技术方案：

3、一种超大光圈高分辨率定焦镜头，包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述定焦镜头的总焦距为f，所述第一透镜的焦距为f1，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，所述第四透镜的焦距为f4，所述第五透镜的焦距为f5，所述第六透镜的焦距为f6，所述第七透镜的焦距为f7，其中：2.28＜|f1/f|＜3.28；3.57＜|f2/f|＜4.57；2.21＜|f3/f|＜3.21；1.73＜|f4/f|＜2.73；0.69＜|f5/f|＜1.69；1.43＜|f6/f|＜2.43；1.45＜|f7/f|＜2.45。

4、优选地，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜和第六透镜均为负光焦度透镜，所述第三透镜、第五透镜和第七透镜均为正光焦度透镜。

5、优选地，所述定焦镜头采用玻塑混合的结构，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为塑胶非球面透镜，所述第三透镜为玻璃球面透镜。

6、优选地，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜的非球面满足：

7、

8、其中：z表示非球面z向的轴向矢高，r表示非球面上的点到光轴的距离，c表示拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数，k表示拟合圆锥系数，a、b、c、d、e和f分别表示非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶和14阶系数。

9、优选地，所述定焦镜头还包括设置在第二透镜和第三透镜之间光路中的光阑，以及设置在第七透镜后方的平面保护玻璃。

10、优选地，所述定焦镜头内各个透镜和平面保护玻璃均包含两个表面，每个表面均为折射面。

11、优选地，所述第一透镜前表面和后表面、第二透镜的后表面、第三透镜的前表面、第五透镜的前表面、第六透镜的后表面和第七透镜的前表面弯向物面一侧，所述第二透镜的前表面、第三透镜的后表面、第四透镜的前表面和后表面、第五透镜的后表面、第六透镜的前表面和第七透镜的后表面弯向像面一侧。

12、优选地，所述第一透镜前表面的曲率半径为2.93mm，厚度为0.67mm；所述第一透镜后表面的曲率半径为1.79mm，厚度为3.16mm；所述第二透镜前表面的曲率半径为-5.77mm，厚度为1.06mm；所述第二透镜后表面的曲率半径为-19.08mm，厚度为0.83mm；所述第三透镜前表面的曲率半径为20.96mm，厚度为1.22mm；所述第三透镜后表面的曲率半径为-18.92mm，厚度为1.19mm；所述第四透镜前表面的曲率半径为-2.39mm，厚度为1.30mm；所述第四透镜后表面的曲率半径为-4.93mm，厚度为0.10mm；所述第五透镜前表面的曲率半径为3.37mm，厚度为3.46mm；所述第五透镜后表面的曲率半径为-6.25mm，厚度为0.10mm；所述第六透镜前表面的曲率半径为-5.90mm，厚度为0.55mm；所述第六透镜后表面的曲率半径为35.42mm，厚度为0.10mm；所述第七透镜前表面的曲率半径为7.19mm，厚度为2.75mm；所述第七透镜后表面的曲率半径为-8.20mm，厚度为0.10mm。

13、优选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的折射率依次标记为nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6和nd7，阿贝常数依次标记为vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6和vd7，其中：1.45≤nd1≤1.65；1.45≤nd2≤1.65；1.85≤nd3≤2.05；1.55≤nd4≤1.75；1.45≤nd5≤1.65；1.55≤nd6≤1.75；1.45≤nd7≤1.65；45≤vd1≤65；45≤vd2≤65；5≤vd3≤25；10≤vd4≤30；45≤vd5≤65；10≤vd6≤30；45≤vd7≤65。

14、优选地，所述定焦镜头内各个透镜的折射率和阿贝常数如下：nd1＝1.54；nd2＝1.54；nd3＝1.95；nd4＝1.66；nd5＝1.54；nd6＝1.66；nd7＝1.54；vd1＝55.71；vd2＝55.71；vd3＝17.94；vd4＝20.38；vd5＝55.71；vd6＝20.38；vd7＝55.71。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、在本发明中，通过合理设置定焦镜头中透镜的数量及光焦度组合，并合理设置光焦度数值，使得定焦镜头中不同波长曲线集中，球差很小，定焦镜头在不同视场角下的成像范围均在20μm以内，曲线集中，保证了不同视场区域的像差较小，使得该定焦镜头可以较好地校正光学系统的像差，且不同波长的光线在各个视场下的弥散图形集中，分布均匀，不会出现某个视场下的弥散图形随波长而上下分离过大的现象，有利于实现超大光圈、高分辨率的定焦镜头功能。

技术特征：

1.一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜(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)和第七透镜(7)，所述定焦镜头的总焦距为f，所述第一透镜(1)的焦距为f1，所述第二透镜(2)的焦距为f2，所述第三透镜(3)的焦距为f3，所述第四透镜(4)的焦距为f4，所述第五透镜(5)的焦距为f5，所述第六透镜(6)的焦距为f6，所述第七透镜(7)的焦距为f7，其中：

2.根据权利要求1所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)和第六透镜(6)均为负光焦度透镜，所述第三透镜(3)、第五透镜(5)和第七透镜(7)均为正光焦度透镜。

3.根据权利要求2所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述定焦镜头采用玻塑混合的结构，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第七透镜(7)均为塑胶非球面透镜，所述第三透镜(3)为玻璃球面透镜。

4.根据权利要求3所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)和第五透镜(5)的非球面满足：

5.根据权利要求4所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述定焦镜头还包括设置在第二透镜(2)和第三透镜(3)之间光路中的光阑(8)，以及设置在第七透镜(7)后方的平面保护玻璃(9)。

6.根据权利要求5所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述定焦镜头内各个透镜和平面保护玻璃(9)均包含两个表面，每个表面均为折射面。

7.根据权利要求6所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)前表面和后表面、第二透镜(2)的后表面、第三透镜(3)的前表面、第五透镜(5)的前表面、第六透镜(6)的后表面和第七透镜(7)的前表面弯向物面一侧，所述第二透镜(2)的前表面、第三透镜(3)的后表面、第四透镜(4)的前表面和后表面、第五透镜(5)的后表面、第六透镜(6)的前表面和第七透镜(7)的后表面弯向像面一侧。

8.根据权利要求7所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)前表面的曲率半径为2.93mm，厚度为0.67mm；所述第一透镜(1)后表面的曲率半径为1.79mm，厚度为3.16mm；

9.根据权利要求8所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述第一透镜(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)、第七透镜(7)的折射率依次标记为nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6和nd7，阿贝常数依次标记为vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6和vd7，其中：

10.根据权利要求9所述的一种超大光圈高分辨率定焦镜头，其特征在于：所述定焦镜头内各个透镜的折射率和阿贝常数如下：nd1＝1.54；nd2＝1.54；nd3＝1.95；nd4＝1.66；nd5＝1.54；nd6＝1.66；nd7＝1.54；

技术总结本发明公开了一种超大光圈高分辨率定焦镜头，涉及光学镜头技术领域，本发明中定焦镜头和各个透镜的焦距关系如下：2.28＜|f<subgt;1</subgt;/f|＜3.28；3.57＜|f<subgt;2</subgt;/f|＜4.57；2.21＜|f<subgt;3</subgt;/f|＜3.21；1.73＜|f<subgt;4</subgt;/f|＜2.73；0.69＜|f<subgt;5</subgt;/f|＜1.69；1.43＜|f<subgt;6</subgt;/f|＜2.43；1.45＜|f<subgt;7</subgt;/f|＜2.45，通过合理设置定焦镜头中透镜的数量及光焦度组合，并合理设置光焦度数值，使得定焦镜头中不同波长曲线集中，可以较好地校正光学系统的像差，不会出现某个视场下的弥散图形随波长而上下分离过大的现象，有利于实现超大光圈、高分辨率的定焦镜头功能。技术研发人员：李亚鹏,许赐春,黄延怀受保护的技术使用者：江西百宏光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2