【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学镜头，具体涉及一种折超混合的低畸变定焦镜头。
技术介绍
1、定焦镜头兼具低成本和高分辨率的特点，在监控安防及视讯领域市场上占有极大的份额。当前市场对定焦监控镜头的规格和性能要求非常高，比如要求满足高清解像能力，解像力达到4k及以上；低畸变，甚至无畸变；高相对照度等，为了实现高清分辨率、较小的画面失真度、较高的相对照度，市场上现有的大部分高性能定焦镜头产品都采用了含塑胶非球面镜片的镜头结构，然而，与玻璃镜片相比，塑胶非球面镜片本身具有易老化，稳定性差的劣势。若想使用玻璃镜片达到相同的效果，则往往需要增加镜片或使用多个非球面透镜，这会使得占用空间增加，成本以及制造难度大幅提升。
2、超透镜是一种基于超材料制造的二维平面透镜结构，可通过调整表面微纳结构的形状、旋转方向、高度等参数实现对光的偏振、相位和振幅等属性进行自由度极高的调控，基于这种能力，超透镜相对普通透镜具有体积更薄、重量更轻、成本更低、成像更好、更易集成的优点，为紧凑集成的光学系统提供了潜在的解决方案，也为高性能定焦镜头提供了一种新的实现方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一个由超透镜与普通透镜混合的低畸变定焦镜头，通过超透镜的使用，削减了镜头需要的镜片数，大幅减少了镜头的总长，在保证镜头功能的同时，降低了镜片的加工难度，且使镜头结构更紧凑，成本更低，使得镜头更为小型化，轻量化。
2、本专利技术的具体技术方案包括一种折超混合的低畸变定焦镜头，所述镜
3、-3<f1/f<-1；
4、双胶合透镜的组合焦距满足以下大小关系：
5、0.5<f3/f<2.5；
6、两个超透镜的焦距f2与f3取决于超透镜的表面相位分布，拥有较大的可变范围，即：1<f2/f<10；
7、30<f4/f<50；
8、其中，f为镜头整体焦距，其计算公式为：，
9、所述折射透镜面型可为球面、非球面、自由曲面中的一种或两种组合；所述第一超透镜和第二超透镜一面具有微纳结构，一面为平面,第一超透镜厚度为d2，第二超透镜厚度为d4,不同尺寸的微纳结构周期性地排列在基底上，以提供超透镜所需的表面相位分布，从而实现超透镜性能。
10、进一步的，所述微纳结构为椭圆形柱状、三角形柱状或长方体形柱状结构。
11、进一步的，所述第一折射透镜具有负光焦度，为负透镜。
12、进一步的，所述第一超透镜具有正光焦度，为正透镜。
13、进一步的，所述双胶合透镜作为组合透镜的整体效果是具有正光焦度，为正透镜。
14、进一步的，所述第二超透镜具有负光焦度，为负透镜。
15、进一步的，所述第一折射透镜的材料折射率n1与组成双胶合透镜的第二折射透镜的材料折射率n31和第三折射透镜的材料折射率n32满足以下关系：
16、1.4<n1<2.2，1.4<n31<2.2，1.4<n32<2.2。
17、进一步的，所述第一超透镜的材料折射率n2和第二超透镜的材料折射率n4满足：
18、1.4<n2<4.5，1.4<n4<4.5。
19、进一步的，所述第一超透镜和第二超透镜的厚度和折射率两个参数之间应满足关系：
20、|d2-n2|＜n2，|d4-n4|＜n4
21、其中，d2为第一超透镜厚度，n2是第一超透镜材料折射率，d4为第二超透镜厚度，n4是第二超透镜材料折射率。进一步的，所述第一超透镜和第二超透镜具有微纳结构的一面基础形状仍为平面，只是在平面上有许多微纳结构使其表现出特殊的光学性质。
22、本专利技术有以下有益效果：本专利技术与现有技术相比，在拥有低畸变高分辨率的前提下，具有更小的尺寸，更轻的质量，并且超透镜量产之后成本更低，稳定性更好，从而使得此低畸变定焦镜头更轻便，价格更低，更符合市场需求，同时也为相关从业人员提供了一种高性能定焦镜头的设计思路。
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1.一种折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述镜头沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：焦距为f1的第一折射透镜、焦距为f2的第一超透镜、光阑STO、由互相粘合的第二折射透镜和第三折射透镜组成的双胶合透镜、焦距为f4的第二超透镜、滤光片、保护玻璃和感光芯片，其中双胶合透镜的组合焦距为f3,折射透镜的焦距满足以下大小关系：-3<f1/f<-1；双胶合透镜的组合焦距满足以下大小关系：0.5<f3/f<2.5；两个超透镜的焦距f2与f3取决于超透镜的表面相位分布，拥有较大的可变范围，即：1<f2/f<10；30<f4/f<50；其中，f为镜头整体焦距，满足公式：；
2. 根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于， 微纳结构为椭圆形柱状、三角形柱状或长方体形柱状结构；所述折射透镜面型可为球面、非球面、自由曲面中的一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一折射透镜具有负光焦度，为负透镜。
4.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征
5.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述双胶合透镜作为组合透镜的整体效果是具有正光焦度，为正透镜。
6.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第二超透镜具有负光焦度，为负透镜。
7.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一折射透镜的材料折射率n1与组成双胶合透镜的第二折射透镜的材料折射率n31和第三折射透镜的材料折射率n32满足以下关系：1.4<n1<2.2，1.4<n31<2.2，1.4<n32<2.2。
8.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一超透镜的材料折射率n2和第二超透镜的材料折射率n4满足：1.4<n2<4.5，1.4<n4<4.5。
9.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一超透镜和第二超透镜的厚度和折射率两个参数之间应满足关系：|d2-n2|＜n2，|d4-n4|＜n4。
10.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一超透镜和第二超透镜具有微纳结构的一面基底形状仍为平面，只是在平面上有许多微纳结构使其表现出特殊的光学性质。
...【技术特征摘要】
1.一种折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述镜头沿光轴从物侧至像侧的方向，依次包括：焦距为f1的第一折射透镜、焦距为f2的第一超透镜、光阑sto、由互相粘合的第二折射透镜和第三折射透镜组成的双胶合透镜、焦距为f4的第二超透镜、滤光片、保护玻璃和感光芯片，其中双胶合透镜的组合焦距为f3,折射透镜的焦距满足以下大小关系：-3<f1/f<-1；双胶合透镜的组合焦距满足以下大小关系：0.5<f3/f<2.5；两个超透镜的焦距f2与f3取决于超透镜的表面相位分布，拥有较大的可变范围，即：1<f2/f<10；30<f4/f<50；其中，f为镜头整体焦距，满足公式：；
2. 根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于， 微纳结构为椭圆形柱状、三角形柱状或长方体形柱状结构；所述折射透镜面型可为球面、非球面、自由曲面中的一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一折射透镜具有负光焦度，为负透镜。
4.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变定焦镜头，其特征在于，所述第一超透镜具有正光焦度，为正透镜。
5.根据权利要求1所述的折超混合的低畸变...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥彪，张雪菡，
申请(专利权)人：武汉二元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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