CN104330872B

CN104330872B - 大光圈超广角光学镜头

Info

Publication number: CN104330872B
Application number: CN201410587500.XA
Authority: CN
Inventors: 唐康国; 夏志勇
Original assignee: DONGGUAN MINGJING OPTICAL Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN MINGJING OPTICAL Co Ltd
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: CN104330872A

Abstract

本发明公开一种大光圈超广角光学镜头，包括有镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，并该第一透镜、第二透镜、第三透镜和第八透镜均为负光焦度的球面镜片；该第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为正光焦度的球面镜片；各透镜采用特定的曲率半径、厚度和间距设置，使该镜头的视角θ较大，可达170度，光圈可以做到F2.0，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，特别适用于解析度配1600万像素芯片的高清感光产品上，例如：运动DV、家用安防、行车记录仪等。

Description

大光圈超广角光学镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头领域技术，尤其是指一种大光圈超广角光学镜头。

背景技术

近几年来，随着摄像镜头的应用范围越来越广泛，例如，运动DV、手机相机、车载镜头、安全影像监控及电子娱乐等行业，但是，现有的监控、车载的镜头普遍存在这样的缺点：视角不够大、光圈小、外形尺寸却很大，用到监控、车载上显得体积较大，占用空间较多。

而目前配合三分之一英寸以上的高清芯片上的光学总长小于30mm的镜头，其视角往往小于140度，所拍摄的图像整体的范围太小以至于要多装一个甚至几个镜头才能达到大范围监控的效果，其总成本花费较高。

现有技术中也有些采用4G结构的镜头，其结构相对小巧，其通常采用非球面镜片技术，以求获得较大的视角，但非球面镜片加工难度大，目前玻璃非球面加工和检测技术还没通用化，其设备成本很高；而模压塑料非球面可以实现大规模量产，其成本也不高，但是性能受环境影响大，其热差大、通光小、像面不清晰，不能满足镜头高清品质的要求。

因此，急需研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种大光圈超广角光学镜头，其解决现有光学镜头不能同时做到大光圈超广角的问题。

本发明的另一目的是提供一种大光圈超广角光学镜头，解决大光圈光学镜头的微型化问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种大光圈超广角光学镜头，包括有镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，并该第一透镜、第二透镜、第三透镜和第八透镜均为负光焦度的球面镜片；该第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为正光焦度的球面镜片；

其中，该第一透镜的有效口径值大于10mm，该第一透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为10<R<17mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为3.5<R<5.5mm；该第一透镜的中心厚度为0.5<T<1.0mm；所述第一透镜的折射率为1.56<Nd<1.70,色散率为50<Vd<64；

该第二透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为6.8<R<15mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为2.8<R<3.5mm；该第二透镜的中心厚度为0.5<T<1.0mm；所述第二透镜的折射率为1.64<Nd<1.80,色散率为42<Vd<55；

该第三透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为3.5<R<6.0mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为2.5<R<4mm；该第三透镜的中心厚度为1.2<T<2.5mm；所述第三透镜的折射率为1.68<Nd<1.78,色散率为26<Vd<35；

该第四透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为8<R<13mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为10<R<18mm；该第四透镜的中心厚度为1.0<T<2.5mm；所述第四透镜的折射率为1.84<Nd<2.0,色散率为18.9<Vd<23.9；

该第五透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为15<R<35mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-10<R<-5mm；该第五透镜的中心厚度为3<T<5mm；所述第五透镜的折射率为1.7<Nd<1.83,色散率为42<Vd<55；

该第六透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为25<R<50mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-12<R<-6mm；该第六透镜的中心厚度为1.5<T<3.0mm；所述第六透镜的折射率为1.68<Nd<1.80,色散率为48<Vd<58；

该第七透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为12<R<25mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-7<R<-4mm；该第七透镜的中心厚度为1.7<T<3.0mm；所述第七透镜的折射率为1.58<Nd<1.73,色散率为52<Vd<65；

该第八透镜为前表面和后表面均凸向像方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为-7<R<-4mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-25<R<-14mm，该第八透镜的中心厚度为0.45<T<0.8mm；所述第八透镜的折射率为1.84<Nd<2.0,色散率为18<Vd<23.8；

所述第一透镜、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彼此微间距设置，该第七透镜的后表面与第八透镜的前表面彼此胶合；

该第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距为1.5<M<2.5mm；该第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距为0.6<M<1.6mm；该第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距为0.2<M<0.8mm；该第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05<M<0.3mm；该第六透镜与前述第五透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05<M<0.2mm；该第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05<M<0.2mm。

作为一种优选方案，所述镜头光学总长小于或等于23mm。

作为一种优选方案，所述第一透镜的折射率Nd为1.64,色散率Vd为60.1；所述第二透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；所述第三透镜的折射率Nd为1.73,色散率Vd为28；所述第四透镜的折射率Nd为1.92,色散率Vd为20.8；所述第五透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；所述第六透镜的折射率Nd为1.76,色散率Vd为52；所述第七透镜的折射率Nd为1.60,色散率Vd为61；所述第八透镜的折射率Nd为1.92,色散率为18.9。

作为一种优选方案，所述第一透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为11.7mm，该第一透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为4.3mm；所述第二透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为7.4mm，该第二透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为3mm；所述第三透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为4.4mm，该第三透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为3.1mm；所述第四透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为10.4mm，该第四透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为13.2mm；所述第五透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为23.01mm，该第五透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-6mm；所述第六透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为38.2mm，该第六透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-7.9mm；所述第七透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为19.1mm，该第七透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-5.14mm；所述第八透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为-5.14mm，该第八透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-19.7mm。

作为一种优选方案，所述第一透镜的朝向像方的后表面的球面之外形成涂墨层，其涂墨层厚度在5-10u。

作为一种优选方案，所述第一透镜的中心厚度T为0.9mm，第二透镜的中心厚度T为0.68mm，第三透镜的中心厚度T为1.47mm，第四透镜的中心厚度T为1.6mm，第五透镜的中心厚度T为4.2mm，第六透镜的中心厚度T为2.14mm，第七透镜的中心厚度T为2mm，第八透镜的中心厚度T为0.63mm。

作为一种优选方案，所述第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距M为1.2mm；第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距M为1.07mm；第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距M为0.32mm；第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距M为0.107mm；第六透镜与前述第五透镜的中心处相邻两表面之间距M为0.05mm；第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距M为0.06mm。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过采用前述第一、二、三、四、五、六、七及八透镜的结构设计组合，该镜头的视角θ较大，可达170度，光圈可以做到F2.0，同时做到了大光圈超广角，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，特别适用于解析度配1600万像素芯片的高清感光产品上，例如：运动DV、家用安防、行车记录仪等。以及，本发明之产品的镜头光学总长相比传统技术而言，有了较大程度的缩短，该镜头光学总长L小于或等于23mm，减小了整体体积，符合产品微型化需求。此外，本发明之第一、二、三、四、五、六、七及八透镜全部设计为球面透镜，其加工过程简单、成本更为低廉，有利于提高了市场竞争力。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1是本发明之实施例的组装结构截面示意图；

图2是本发明之实施例中第一透镜的结构示意图；

图3是本发明之实施例中第二透镜的结构示意图；

图4是本发明之实施例中第三透镜的结构示意图；

图5是本发明之实施例中第四透镜的结构示意图；

图6是本发明之实施例中第五透镜的结构示意图；

图7是本发明之实施例中第六透镜的结构示意图；

图8是本发明之实施例中第七透镜的结构示意图；

图9是本发明之实施例中第八透镜的结构示意图；

图10是本发明之实施例中各镜片组合状态下的放大示意图。

附图标识说明：

10、第一透镜，20、第二透镜，30、第三透镜，40、第四透镜，50、第五透镜，60、第六透镜，70、第七透镜，80、第八透镜，90、镜筒；

R11、R12、R21、R22、R31、32、R41、R42、R51、R52、R61、R62、R71、R72、R81、R82、曲率半径；

T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、中心厚度；

M1、M2、M3、M4、M5、M6、间距。

具体实施方式

请参照图1至图9所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有镜筒91和于镜筒90内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60、第七透镜70和第八透镜80，并该第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30和第八透镜80均为负光焦度的球面镜片；该第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60和第七透镜70均为正光焦度的球面镜片。第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60和第七透镜70彼此微间距设置，该第七透镜70的后表面与第八透镜80的前表面彼此胶合。

其中，如图2所示，该第一透镜10为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，第一透镜材料的色散率Vd为50<Vd<64,光学材料的折射率Nd为1.56<Nd<1.70。其朝向物方之前表面11的曲率半径R11为10<R11<17mm，其朝向像方之后表面12的曲率半径R12为3.5<R12<5.5mm；该第一透镜的中心厚度T1为0.5<T<1.0mm。第一透镜的朝向像方的后表面的球面之外形成涂墨层，其涂墨层厚度在5-10u。

如图3所示，该第二透镜20为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，第二透镜材料的色散率Vd为42<Vd<55,光学材料的折射率Nd为1.64<Nd<1.80。其朝向物方之前表面21的曲率半径R21为6.8<R21<15mm，其朝向像方之后表面22的曲率半径R22为2.8<R22<3.5mm；该第二透镜的中心厚度T1为0.5<T<1.0mm。该第二透镜20与前述第一透镜10的中心处相邻两表面之间距M1为1.5<M<2.5mm。

如图4所示，该第三透镜30为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，该第三透镜30材料的折射率为1.68<Nd<1.78,色散率为26<Vd<35；其朝向物方之前表面31的曲率半径R31为3.5<R31<6.0mm，及其朝向像方之后表面32的曲率半径R32为2.5<R32<4mm；该第三透镜30的中心厚度T3为1.2<T<2.5mm。该第三透镜30与前述第二透镜20的中心处相邻两表面之间距M2为0.6<M<1.6mm。

如图5所示，该第四透镜40为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，该第四透镜40材料的折射率为1.84<Nd<2.0,色散率为18.9<Vd<23.9。其朝向物方之前表面41的曲率半径R41为8<R41<13mm，及其朝向像方之后表面42的曲率半径R42为10<R42<18mm；该第四透镜40的中心厚度T4为1.0<T<2.5mm。该第四透镜40与前述第三透镜30的中心处相邻两表面之间距M3为0.2<M<0.8mm。

如图6所示，该第五透镜50为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，第五透镜50材料的折射率为1.7<Nd<1.83,色散率为42<Vd<55；其朝向物方之前表面51的曲率半径R51为15<R51<35mm，及其朝向像方之后表面52的曲率半径R52为-10<R52<-5mm。该第五透镜50的中心厚度T5为3<T<5mm。该第五透镜50与前述第四透镜40的中心处相邻两表面之间距M4为0.05<M<0.3mm。

如图7所示，该第六透镜60为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，该第六透镜60材料折射率为1.68<Nd<1.80,色散率为48<Vd<58；其朝向物方之前表面61的曲率半径R61为25<R61<50mm，及其朝向像方之后表面62的曲率半径R62为-12<R62<-6mm。该第六透镜60的中心厚度T6为1.5<T<3.0mm。该第六透镜60与前述第五透镜50的中心处相邻两表面之间距M5为0.05<M<0.2mm。

如图8所示，该第七透镜70为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，该第七透镜70材料的折射率为1.58<Nd<1.73,色散率为52<Vd<65；其朝向物方之前表面71的曲率半径R71为12<R71<25mm，及其朝向像方之后表面72的曲率半径R72为-7<R72<-4mm。该第七透镜70的中心厚度T7为1.7<T<3.0mm。该第七透镜70与前述第六透镜60的中心处相邻两表面之间距M6为0.05<M<0.2mm。

如图9所示，该第八透镜80为前表面和后表面均凸向像方的弯月型镜片，该第八透镜80材料的折射率为1.84<Nd<2.0,色散率为18<Vd<23.8；其朝向物方之前表面81的曲率半径R81为-7<R81<-4mm，及其朝向像方之后表面82的曲率半径R82为-25<R82<-14mm。该第八透镜80的中心厚度T8为0.45<T<0.8mm。

通过无数次的试验证明，采用前述各相关参数范围内的八个镜片组合，可以实现一种同时具有大光圈超广角的镜头产品。镜头的光圈可以做到F2.0，镜头的视角θ可达到170度，镜头光学总长L则小于或等于23mm。

更优选的，也是一种更为具体实例是，当所述第一透镜的折射率Nd为1.64,色散率Vd为60.1；第二透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；第三透镜的折射率Nd为1.73,色散率Vd为28；第四透镜的折射率Nd为1.92,色散率Vd为20.8；第五透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；第六透镜的折射率Nd为1.76,色散率Vd为52；第七透镜的折射率Nd为1.60,色散率Vd为61；第八透镜的折射率Nd为1.92,色散率为18.9。

所述第一透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为11.7mm，该第一透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为4.3mm；所述第二透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为7.4mm，该第二透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为3mm；所述第三透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为4.4mm，该第三透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为3.1mm；所述第四透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为10.4mm，该第四透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为13.2mm；所述第五透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为23.01mm，该第五透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-6mm；所述第六透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为38.2mm，该第六透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-7.9mm；所述第七透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为19.1mm，该第七透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-5.14mm；所述第八透镜的朝向物方的前表面的曲率半径为-5.14mm，该第八透镜的朝向像方的后表面的曲率半径为-19.7mm；

该第一透镜的中心厚度为0.9mm；该第二透镜的中心厚度为0.68mm；该第三透镜的中心厚度为1.47mm；该第四透镜的中心厚度为1.6mm；该第五透镜的中心厚度为4.2mm；该第六透镜的中心厚度为2.14mm；该第七透镜的中心厚度为2mm；该第八透镜的中心厚度为0.63mm。

所述第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距M1为1.2mm；第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距M2为1.07mm；第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距M3为0.32mm；第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距M4为0.107mm；第六透镜与前述第五透镜的中心处相邻两表面之间距M5为0.05mm；第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距M6为0.06mm。

所述镜头的光圈可以做到F2.0，镜头的视角θ可达到170度。

综上所述，本发明的设计重点在于,通过采用前述第一、二、三、四、五、六、七及八透镜的结构设计组合，该镜头的视角θ较大，可达170度，光圈可以做到F2.0，解析度高，其满足高清品质的要求且能够拥有更大的视角，特别适用于解析度配1600万像素芯片的高清感光产品上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种大光圈超广角光学镜头，其特征在于：包括有镜筒和于镜筒内沿物方至像方依次同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，并该第一透镜、第二透镜、第三透镜和第八透镜均为负光焦度的球面镜片；该第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为正光焦度的球面镜片；

其中，该第一透镜的有效口径值大于10mm，该第一透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为11.7mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为4.3mm；该第一透镜的中心厚度为0.9mm；所述第一透镜的折射率Nd为1.64,色散率Vd为60.1；

该第二透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为7.4mm，其朝向像方之后表面的曲率半径为3mm；该第二透镜的中心厚度为0.68mm；所述第二透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；

该第三透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为4.4mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为3.1mm；该第三透镜的中心厚度为1.47mm；所述第三透镜的折射率为Nd为1.73,色散率Vd为28；

该第四透镜为前表面和后表面均凸向物方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为10.4mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为13.2mm；该第四透镜的中心厚度为1.6mm；所述第四透镜的折射率Nd为1.92,色散率Vd为20.8；

该第五透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为23.01mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-6mm；该第五透镜的中心厚度为4.2mm；所述第五透镜的折射率Nd为1.77,色散率Vd为49.2；

该第六透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为38.2mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-7.9mm；该第六透镜的中心厚度为2.14mm；所述第六透镜的折射率Nd为1.76,色散率Vd为52；

该第七透镜为前表面凸向物方和后表面凸向像方的双凸球面镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为19.1mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-5.14mm；该第七透镜的中心厚度为2mm；所述第七透镜的折射率Nd为1.60,色散率Vd为61；

该第八透镜为前表面和后表面均凸向像方的弯月型镜片，其朝向物方之前表面的曲率半径为-5.14mm，及其朝向像方之后表面的曲率半径为-19.7mm，该第八透镜的中心厚度为0.63mm；所述第八透镜的折射率Nd为1.92,色散率Vd为18.9；

该第二透镜与前述第一透镜的中心处相邻两表面之间距为1.2mm；该第三透镜与前述第二透镜的中心处相邻两表面之间距为1.07mm；该第四透镜与前述第三透镜的中心处相邻两表面之间距为0.32mm；该第五透镜与前述第四透镜的中心处相邻两表面之间距为0.107mm；该第六透镜与前述第五透镜的中心处相邻两表面之间距为0.05mm；该第七透镜与前述第六透镜的中心处相邻两表面之间距为0.06mm。

2.根据权利要求1所述的大光圈超广角光学镜头，其特征在于：所述镜头光学总长小于或等于23mm。