CN102455488B - 超广角镜头 - Google Patents

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Abstract

一种超广角镜头，沿其光轴方向从物端到像端依次包括一个具有负光焦度的第一透镜组、一个具有正光焦度的第二透镜组及一个成像面。所述第一透镜组沿该光轴方向从物端到像端依次包括一个第一球面透镜、一个第二球面透镜及一个第三球面透镜。所述第一球面透镜包括第一物端表面及第一像端表面。所述超广角镜头满足以下条件式：8.9＜D/F0＜9.9。其中，D为所述第一物端表面的顶点与所述成像面之间在光轴上的间距；F0为所述超广角镜头的有效焦距。本发明的超广角镜头沿其光轴方向的厚度变薄。

Description

超广角镜头
技术领域
本发明涉及一种超广角镜头。
背景技术
传统车用超广角镜头的视场角在90度以上，导致成像的畸变大、失真。为克服畸变等像差，现有的超广角镜头采用数目较多的透镜组，导致超广角镜头厚度一般比较大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种厚度薄的超广角镜头。
一种超广角镜头，其沿其光轴方向从物端到像端依次包括一个具有负光焦度的第一透镜组、一个具有正光焦度的第二透镜组及一个成像面。所述第一透镜组沿该光轴方向从物端到像端依次包括的一个第一球面透镜、一个第二球面透镜及一个第三球面透镜。所述第一球面透镜包括第一物端表面及第一像端表面。所述超广角镜头满足以下条件式：
(1)8.9<D/F0<9.9
(2)3.5<|FL2/F0|<4.5
其中，D为所述第一物端表面的顶点与所述成像面之间在光轴上的间距；F0为所述超广角镜头的有效焦距；FL2为所述第二球面透镜的有效焦距。
本发明的超广角镜头具较大的视场角，且沿其光轴方向的厚度变薄。
附图说明
图1为本发明的超广角镜头的结构示意图。
图2为图1的超广角镜头的球面像差图。
图3为图1的超广角镜头的场曲图。
图4为图1的超广角镜头的畸变图。
主要元件符号说明
超广角镜头                 100
第一透镜组                 10
第一球面透镜               11
第一物侧表面               S1
第一像侧表面               S2
第二球面透镜               12
第二物侧表面               S3
第二像侧表面               S4
第三球面透镜               13
第三物侧表面               S5
第三像侧表面               S6
第二透镜组                 20
第四球面透镜               21
第四物侧表面               S7
第四像侧表面               S8
第五球面透镜               22
第五物侧表面               S9
第五像侧表面               S10
第六球面透镜               23
第六物侧表面               S11
第六像侧表面               S12
第七物侧表面               S13
第七像侧表面               S14
滤光片                     40
成像面                     51
光阑                       60
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明实施方式所提供的超广角镜头100的结构示意图。所述超广角镜头100沿其光轴方向从物端到像端依序包括的一个具有负光焦度的第一透镜组10、一个具有正光焦度的第二透镜组20、一滤光片40及一成像面51。取像时，光线是先经过第一透镜组10、第二透镜组20、滤光片40，成像于所述成像面51上。
所述第一透镜组10从物端到像端依次包括一个第一球面透镜11、一个第二球面透镜12及一个第三球面透镜13。所述第一球面透镜11包括第一物端表面S1及第一像端表面S2。所述第二球面透镜12包括第二物端表面S3及第二像端表面S4。所述第三球面透镜13包括第三物端表面S5及第三像端表面S6。
所述第二透镜组20从物端到像端依次包括一个第四球面透镜21、一个第五球面透镜22及一个第六球面透镜23。所述第四球面透镜21包括第四物端表面S7及第四像端表面S8。所述第五球面透镜22包括第五物端表面S9及第五像端表面S10。所述第六球面透镜23包括第六物端表面S11及第六像端表面S12。所述第五像端表面S10与所述第六物端表面S11胶合固定。
所述超广角镜头100还包括一个设置于第一透镜组10与第二透镜组20之间的光阑(Aperture stop)60，以限制经过第一透镜组10的光线进入第二透镜组20的光通量，并让经过第二透镜组20后的光锥更加对称，使所述超广角镜头100的彗差(coma)得以修正。在本实施方式中，所述光阑60为一个黑色橡胶环，且所述光阑60贴设在所述第四物端表面S7上。
所述超广角镜头100还包括一个设置于所述第二透镜组20与所述成像面51之间的滤光片40。所述滤光片40包括一个第七物端表面S13及一个第七像端表面S14。
所述超广角镜头100满足以下条件式﹕
(1)8.9<D/F0<9.9
其中，D为所述第一物端表面S1的顶点与所述成像面51之间在光轴上的间距；F0为所述超广角镜头100的有效焦距；此条件式用于平衡所述超广角镜头100沿其光轴方向的总长度与像差。若所述超广角镜头100沿其光轴方向的总长度过长，则无法实现小型化；若所述超广角镜头100沿其光轴方向的总长度过短，则无法在现有的光焦度分配下得到良好的影像质量。
优选地，所述超广角镜头100还需满足以下条件式：
(2)0.8<F0/|FG1|<0.9
其中，F0为所述超广角镜头100的有效焦距；FG1为所述第一透镜组10的有效焦距；此条件式限制了所述第一透镜组10的有效焦距。若小于0.8，则所述第一透镜组10的有效焦距过长，导致所述第一透镜组10的光焦度过小，难以对光束的场曲进行良好的补正，若大于0.9，则所述第一透镜组10的有效焦距过短，会导致所述第一透镜组10的光焦度过大，使得所述第二透镜组20无法充分补正横向及纵向色差。
优选地，所述超广角镜头100还满足以下条件
(3)3.5<|FL2/F0|<4.5
其中，F0为所述超广角镜头100的有效焦距；FL2为所述第二球面透镜12的有效焦距；此条件式限制了所述第二球面透镜12的有效焦距。若小于3.5，则所述第二球面透镜12的有效焦距过短，导致所述第二球面透镜12的光焦度过长，使得所述第一透镜组10造成的球差难以补正，若大于4.5，则所述第二球面透镜12的有效焦距过长，导致所述第二球面透镜12的光焦度过小，使得所述超广角镜头100的轴向的色差将无法充分补偿。
进一步地，所述超广角镜头100还需满足以下条件式：
(4)ν5-ν6>35
其中，ν5为第五球面透镜的阿贝数；ν6为第六球面透镜的阿贝数；所述超广角镜头100在所述第二透镜组20中，采用胶合固定的所述第五球面透镜22及所述第六球面透镜23，能够有效地补正所述超广角镜头100的轴向色差，使所述超广角镜头100的整体性能得以最佳化。
所述超广角镜头100的各光学元件满足表1的条件。下列表（一）中分别列有由物端到像端依序编号的光学面号码、R为各透镜的光学表面的曲率半径、D为对应表面到后一个表面的轴上距离(两个表面截得光轴的长度)、Nd为对应透镜组对d光(波长为587纳米)的折射率，Vd为d光在对应透镜组的阿贝数(abbe number)，f为所述超广角镜头100的有效焦距；F number为所述超广角镜头100的光圈数；2ω为所述超广角镜头100的视场角。在本实施方式中，f=1.56mm，F number=2.5，2ω=163o。
表1
表面 透镜表面 R(mm) D(mm) Nd Vd
S1 球面 7.907 0.7 1.816 46.626
S2 球面 2.697 1.733 -- --
S3 球面 4.546 0.7 1.618 63.33
S4 球面 1.98 1.697 -- --
S5 球面 2.399 0.66 1.755 27.512
S6 球面 1.94 0.424 -- --
光阑 平面 无穷大 0 -- --
S7 球面 5.674 3.279 1.755 52.32
S8 球面 -3.2 0.03 -- --
S9 球面 6.407 2.4 1.729 54.68
S10 球面 -2.414 0.6 1.922 18.89
S11 球面 -12.359 1.615 -- --
S12 球面 -12.359 1.615 -- --
S13 平面 无穷大 0.85 1.5168 64.167336
S14 平面 无穷大 0.154 -- --
成像面 平面 无穷大 -- -- --
本实施方式的超广角镜头100的像差、场曲及畸变分别如图2到图4所示。图2中，分别为针对g线(波长值436nm)，F线(波长值486nm)，e线(波长值546nm)，d线(波长值588nm)，C线(波长值656nm)，而观察到的像差值曲线。总体而言，本实施方式的超广角镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生的像差值控制在(-0.2mm，0.2mm)范围内。图3中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。可见，子午场曲值和弧矢场曲值被控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图4中，曲线dis为畸变特性曲线。由图可知，畸变量被控制在(-50%，50%)范围内。由此可见，所述超广角镜头100的像差、场曲、畸变都能被控制(修正)在较小的范围内。
本发明的超广角镜头具较大的视场角，且沿其光轴方向的厚度变薄。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种超广角镜头，沿其光轴方向从物端到像端依次包括一个具有负光焦度的第一透镜组、一个具有正光焦度的第二透镜组及一个成像面；所述第一透镜组包括沿该光轴方向从物端到像端依次排列的一个第一球面透镜、一个第二球面透镜及一个第三球面透镜；所述第一球面透镜包括第一物端表面及第一像端表面；所述超广角镜头满足以下条件式：
(1)8.9<D/F0<9.9
(2)3.5<|FL2/F0|<4.5
其中，D为所述第一物端表面的顶点与所述成像面之间在光轴上的间距；F0为所述超广角镜头的有效焦距；FL2为所述第二球面透镜的有效焦距。
2.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述超广角镜头还满足以下条件式﹕
0.8<F0/|FG1|<0.9
其中，FG1为所述第一透镜组的有效焦距。
3.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述超广角镜头还满足以下条件式﹕
ν5-ν6>35
其中，ν5为第五球面透镜的阿贝数；ν6为第六球面透镜的阿贝数。
4.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述第二透镜组沿该光轴方向从物端到像端依次包括一个第四球面透镜、一个第五球面透镜及一个第六球面透镜。
5.如权利要求4所述的超广角镜头，其特征在于，所述第四球面透镜包括一个第四物端表面，所述超广角镜头还包括一个光阑，所述光阑贴附在所述第四物端表面上。
6.如权利要求4所述的超广角镜头，其特征在于，所述第五球面透镜包括一个第五像端表面，所述第六球面透镜包括一个第六物端表面，所述第五像端表面与所述第六物端表面胶合固定。
7.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述超广角镜头还包括一个滤光片，所述滤光片位于所述成像面的物侧。
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