[发明专利]摄像元件用的摄像镜头

说明书

技术领域

本发明涉及摄像镜头，特别涉及一种能以宽视场角进行拍摄的高分辨率日夜共焦摄像镜头。

背景技术

近年来，随着CCD、CMOS等摄像元件的不断发展，监控领域对摄像像素的要求也不断提高。随着智能家居市场的不断扩大，对于能够日夜共用的小型监控摄像机的需求也在增加，因大量消费所产生的低成本化的要求进一步增强。在许多场合人们除了要求在白天能清晰的看清目标，同时也要求在照度很低的条件下(如夜晚)，通过辅助光源(如近红外LED光源，半导体激光光源等)也能看清景物的细节，为此，发展了日夜型的摄像系统，相应也开发了配套的系列化日夜型摄像镜头。这种新型镜头要求在很宽的光谱区域(从可见光谱区到近红外光谱区)，在共有的一个最佳像面上都能有同样高的成像质量，这样就带来如何减少光学系统二级光谱的问题。国外近年来发展的这类镜头普遍通过选用低色散高折射率的LD光学玻璃材料和非球面设计等方法，较好地解决了宽光谱共焦的难题，推出了适应日夜两用的百万级总像素的高清晰度视频摄像镜头，但它的投资和加工成本较高，为国内普通镜头的几倍。再有，相应于摄像元件的小型化，摄像元件的高像素化也在发展，像素尺寸急速的极小化。为了使摄像镜头适应于这种摄像元件，针对摄像镜头除了良好的校正像差的要求之外，以镜头的大口径比化获得充分的衍射分辨率的要求也有所提高。

为实现高性能大口径日夜共焦的摄像镜头，业内有很多人对镜头的结构进行了改进，例如在中国专利CN102004301、CN102279458以及CN102778746中都分别公开了一种摄像镜头，具有短焦距、短总长的性能。但是，这些摄像镜头口径比较小，而且镜片枚数较多，结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像元件用的摄像镜头，以解决现有镜头的的不足。

根据本发明的一个方面，提供了一种摄像元件用的摄像镜头，包括沿物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜和第四透镜，其中，

摄像镜头的口径比在F/2.4以下；

第一透镜为具有负的光焦度的球面透镜，且第一透镜物侧为球面凹面；

第二透镜为具有正的光焦度的非球面透镜，且第二透镜两面均为非球面凸面；

第三透镜为具有正的光焦度的球面透镜，且第三透镜两面均为球面凸面；

第四透镜为具有负的光焦度的平凹透镜，且第四透镜物侧为球面凹面；

孔径光阑设置在第三透镜和第二透镜之间。

采用以上技术方案的摄像元件用的摄像镜头，采用四片透镜和孔径光阑，可减小系统主光线出射角，并使轴外像差得到良好校正。孔径光阑靠后，可以一定程度的较小球差和像散。同时，孔径光阑靠近成像面，有利于经过成像系统的出射光线CRA(主光线出射角)能尽量小，对边缘光线的成像亮度也有一定提升效果。孔径光阑处于第一透镜和第二透镜的后方， 能够有效承接边缘光线，满足大孔径光阑时，边缘光线仍能够较好的聚合。由此，该摄像镜头不仅结构更小、口径比更大、性能更高，而且可日夜共焦。

在一些实施方式中，该摄像镜头满足以下条件特征：

(1)-0.9<f/f1<-0.5

(2)0.3<f/f2<0.7

(3)0.2<f/f34<0.5

其中，f为摄像镜头的组合焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f34为第三透镜和第四透镜的合成焦距。由此，该摄像镜头缩短了镜头总长，并对各象差进行了良好地校正，得到了更好的光学性能。

在一些实施方式中，第二透镜两面均非球面凸面的表面形状满足以下方程式：

式中，参数Z为以非球面与光轴的交点为起点，非球面在垂直光轴方向的轴向值，参数c为半径所对应的曲率；参数r为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，参数k为圆锥二次曲线系数，参数a₁至a₄分别表示各径向坐标所对应的系数。由此，该摄像镜头的非球面透镜更加容易加工，能够有效降低加工成本。

在一些实施方式中，第二透镜物侧凸面的非球面参数为：

k＝-1.469718，a1＝-1.5146334E-003，a2＝-6.4103530E-005，a3＝-2.9608242E-005，a4＝1.9342957E-007；

第二透镜像侧凸面的非球面参数为：