CN103499875A - 一种超广角镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超广角镜头，包括光阑和由五块球面玻璃透镜组成的透镜组，所述透镜组从物方至像方依次包括同轴的第一至第五透镜，所述光阑位于第三透镜和第四透镜之间；所述第一透镜和第二透镜为具有负光焦度并凸向物方的弯月型镜片，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸球面镜片，所述第四透镜和第五透镜胶合组成具有正光焦度的透镜元件；所述超广角镜头满足：D/H>1.5，且D/L>0.5且1.7<BF/F<2.0,其中D为第一透镜的有效口径值，H为像面大小，L为镜头光学总长，BF为第五透镜到像面的距离，F为镜头的焦距。本发明的超广角镜头成本低、分辨率高、能提供高于150°视角，且具备宽的工作温度范围。

Description

一种超广角镜头

[技术领域]

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种超广角镜头。 

[背景技术]

广角镜头广泛应用于安防监控设备、车载摄录设备中，此类设备对于镜头的要求是小型化、轻量化、工作温度范围宽及成像高清。现有技术中，针对小型化、低成本的市场需求开发出了采用塑料非球面技术的广角镜头，但这类广角镜头往往通光性能较弱，工作距离也较短，且温度补偿特性不佳，在恶劣环境下无法保持较理想的成像清晰度。另一方面，由于塑料透镜的材料比玻璃少，塑料透镜无法很好的修正倍率色差，因此，特别是对于150°以上的超广角镜头，塑料非球面透镜难以提高分辨率。 

有鉴于此，有必要提出一种低成本、高分辨率、能提供高于150°视角且具备宽的工作温度范围的超广角镜头。 

[发明内容]

针对上述缺陷，本发明提供了一种超广角镜头，其成本低、分辨率高、能提供高于150°视角，且具备宽的工作温度范围。 

本发明的技术方案如下： 

包括光阑和由五块球面玻璃透镜组成的透镜组，所述透镜组从物方至像方依次包括同轴的第一至第五透镜，所述光阑位于第三透镜和第四透镜之间；所述第一透镜和第二透镜为具有负光焦度并凸向物方的弯月型镜片，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸球面镜片，所述第四透镜和第五透镜胶合组成具有正光焦度的透镜元件； 

所述超广角镜头满足：D/H>1.5，且D/L>0.5且1.7<BF/F<2.0,其中D为第一透镜的有效口径值，H为像面大小，L为超广角镜头光学总长，BF为第五透镜像方一侧的镜面中心点 到像面的距离，F为超广角镜头的焦距。 

本发明的超广角镜头的所有镜片均为球面玻璃镜片，球面玻璃镜片的加工技术成熟，工艺普及，成本低廉；同时，玻璃材料的通光性能比塑料材料强，保证了高分辨率，同时提供了比塑料材质更宽的工作温度范围；超广角镜头满足的条件使得超广角镜头可达到高于150°的视角。 

[附图说明]

图1为本发明实施例的结构示意图。 

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细阐述。 

如图1所示，本发明的超广角镜头包括光阑和由五块球面玻璃透镜组成的透镜组，所述透镜组从物方至像方7依次包括同轴的第一至第五透镜，所述光阑8位于第三透镜3和第四透镜4之间；所述第一透镜1和第二透镜2为具有负光焦度并凸向物方的弯月型镜片，所述第三透镜3为具有正光焦度的双凸球面镜片，第一透镜1至第三透镜3依次为负光焦度、负光焦度以及正光焦度，该设计能有效减小球差及畸变，以提升超广角镜头的光学特性；所述第四透镜4和第五透镜5胶合组成具有正光焦度的透镜元件，胶合设计能有效改变光学系统的色差，并有效控制高级像差的产生，从而提高该光学系统的通光能力和解像能力； 

所述超广角镜头满足： 

D/H>1.5， 

且D/L>0.5， 

且1.7<BF/F<2.0,其中D为第一透镜的有效口径值，H为像面大小，L为超广角镜头的光学总长，BF为第五透镜像方一侧的镜面中心点到像面的距离，F为超广角镜头的焦距。 

本发明的超广角镜头的所有镜片均为球面玻璃镜片，球面玻璃镜片的加工技术成熟，工 艺普及，成本低廉；同时，玻璃材料的通光性能比塑料材料强，保证了高分辨率，同时提供了比塑料材质更宽的工作温度范围；超广角镜头满足的条件： 

D/H>1.5， 

且D/L>0.5， 

且1.7<BF/F<2.0,其中D为第一透镜的有效口径值，H为像面大小，L为超广角镜头的光学总长，BF为第五透镜像方一侧的镜面中心点到像面的距离，F为超广角镜头的焦距，使得超广角镜头可达到高于150°的视角。 

优选的，本发明的超广角镜头还包括红外滤光片6，所述红外滤光片6设于第五透镜5的后面，消除红外像差的影响，同时，对镜片起一定的保护作用； 

进一步的，所述的第一透镜1的折射率N1≥1.58，色散系数V1≥53；第二透镜2的折射率N2≥1.67，V2≥50.91；第三透镜3的折射率N3≥1.75，色散系数V3≤48.98；第四透镜4的折射率N4≥1.60，色散系数V4≥51.24；第五透镜5的折射率N5≥1.76，色散系数V5≤34.20； 

进一步的，在具体实施中，作为一个优选实施例，第一至第五透镜的折射率和色散系数取值为：第一透镜1的折射率N1=1.65，色散系数V1=58.4；第二透镜2的折射率N2=1.705，V2=53.9；第三透镜3的折射率N3=1.821，色散系数V3=43；第四透镜4的折射率N4=1.62，色散系数V4=60.3；第五透镜5的折射率N5=1.805，色散系数V5=25.5； 

进一步的，所述第一透镜的中心厚度D1≤1.0mm，焦距f1≥-6.86mm；第二透镜的中心厚度D2≤0.95mm，焦距f2≥-9.44mm；第三透镜的左曲率半径与右曲率半径相等，中心厚度4.5mm≤D3≤5.0mm，焦距f3≤4.63mm；第四透镜的中心厚度1.2≤D4≤1.4mm；第五透镜的中心厚度为0.4mm≤D5≤0.9mm；第四透镜与第五透镜胶合后的焦距f45≥40.81mm； 

进一步的，所述的第一透镜像方一侧的镜面中心点与第二透镜物方一侧的镜面中心点的 距离满足1.23mm≤D12≤1.77mm；第二透镜像方一侧的镜面中心点与第三透镜物方一侧的镜面中心点的距离满足2.05≤D23≤3.11mm，第三透镜与第四透镜的距离0≤D34≤0.5。 

优选的，所述光阑的光阑指数Fno满足Fno≤2.2。 

例如，在具体实施中，本发明的超广角镜头的一个优选的配置如表1所示： 

表1中所述的前表面是指透镜靠近物方的表面，表1中所述的后表面是指透镜靠近像方的表面，表1中第一至第五透镜、光阑和红外滤光片表面的半径为∞时，表示此表面为平面； 

表1 

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种超广角镜头，其特征在于：包括光阑和由五块球面玻璃透镜组成的透镜组，所述透镜组从物方至像方依次包括同轴的第一至第五透镜，所述光阑位于第三透镜和第四透镜之间；所述第一透镜和第二透镜为具有负光焦度并凸向物方的弯月型镜片，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸球面镜片，所述第四透镜和第五透镜胶合组成具有正光焦度的透镜元件；

所述超广角镜头满足：D/H>1.5，且D/L>0.5且1.7<BF/F<2.0,其中D为第一透镜的有效口径值，H为像面大小，L为超广角镜头的光学总长，BF为第五透镜像方一侧的镜面中心点到像面的距离，F为超广角镜头的焦距。

2.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：还包括红外滤光片，所述红外滤光片设于第五透镜的后面。

3.如权利要求1或2所述的超广角镜头，其特征在于：所述的第一透镜的折射率N1≥1.58，色散系数V1≥53；第二透镜的折射率N2≥1.67，V2≥50.91；第三透镜的折射率N3≥1.75，色散系数V3≤48.98；第四透镜的折射率N4≥1.60，色散系数V4≥51.24；第五透镜的折射率N5≥1.76，色散系数V5≤34.20。

4.如权利要求3所述的超广角镜头，其特征在于：所述的第一透镜的折射率N1=1.65，色散系数V1=58.4；第二透镜的折射率N2=1.705，V2=53.9；第三透镜的折射率N3=1.821，色散系数V3=43；第四透镜的折射率N4=1.62，色散系数V4=60.3；第五透镜的折射率N5=1.805，色散系数V5=25.5。

5.如权利要求3所述的超广角镜头，其特征在于：所述第一透镜的中心厚度D1≤1.0mm，焦距f1≥-6.86mm；第二透镜的中心厚度D2≤0.95mm，焦距f2≥-9.44mm；第三透镜的左曲率半径与右曲率半径相等，中心厚度4.5mm≤D3≤5.0mm，焦距f3≤4.63mm；第四透镜的中心厚度1.2≤D4≤1.4mm；第五透镜的中心厚度为0.4mm≤D5≤0.9mm；第四透镜与第五透镜胶合后的焦距f45≥40.81mm。

6.如权利要求3所述的超广角镜头，其特征在于：所述的第一透镜像方一侧的镜面中心点与第二透镜物方一侧的镜面中心点的距离满足1.23mm≤D12≤1.77mm；第二透镜像方一侧的镜面中心点与第三透镜物方一侧的镜面中心点的距离满足2.05≤D23≤3.11mm，第三透镜与第四透镜的距离0≤D34≤0.5。

7.如权利要求1或2所述的超广角镜头，其特征在于：所述光阑的光阑指数Fno满足Fno≤2.2。