CN106483638A - 一种高清广角镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高清广角镜头，包括：从物方到像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜与第二透镜、具有正光焦度的第三透镜与第四透镜、具有负光焦度的第五透镜及滤光片，第三透镜与第四透镜之间设有光阑，第四透镜与第五透镜接合形成具有正光焦度的胶合透镜，第四透镜与/或第五透镜的胶合面的透镜边缘部分开设有排气流道。本发明可以实现小体积、成本低、高亮度的高清广角光学镜头，同时由于采用了较多的塑料非球面透镜，摄像头模组实拍画面变形小，并且能够保证在‑40℃～+85℃的温度范围内较好地保持镜头成像的清晰度，特别适用于监控和车载相机系统。

Description

一种高清广角镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头技术领域，特别是涉及一种高清广角镜头。

背景技术

现代影像装置已经被广泛应用在各个领域中，当影像装置应用于某些特定领域中时，会需要广角镜头以增加视场。广角镜头是一些大视场项目的重要组件，如监控装置、车载广角成像系统。

近年来用于监控或车载用途的镜头要求体积小、成本低、具有较高分辨率等特点。为了获得高分辨率，一般采用多片玻璃镜片进行光学系统的像差校正，但是这种产品具有体积大，成本高的缺点，为此也有采用非球面技术进行光学系统的像差校正，但是这种产品的分辨率往往较低，画面周边变形严重，两个透镜组成的胶合透镜的由于没有设置排气流道，导致胶合面容易产生气泡，从而导致杂散光的产生，这些都不能很好的满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种小体积低成本高清广角镜头，适用于高清广角监控及车载影像系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高清广角镜头，包括：从物方到像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜与第二透镜、具有正光焦度的第三透镜与第四透镜、具有负光焦度的第五透镜及滤光片，所述第三透镜与第四透镜之间设有光阑，所述第四透镜与所述第五透镜接合形成具有正光焦度的胶合透镜，所述胶合透镜满足以下条件公式：1.8≤BFL/EFL≤3.1，其中BFL为所述第五透镜像方侧最外点到成像面的距离，EFL为整个摄像镜头的有效焦距值；

所述第四透镜与/或所述第五透镜的胶合面的透镜边缘部分开设有排气流道。

作为本发明一种优选的方案，所述胶合透镜的胶合面满足以下条件公式：35≤α/|R|≤50，其中α为胶合面上任一点的切线与光轴的夹角,R为胶合面中心曲率半径。

作为本发明一种优选的方案，所述排气流道设有多个，且呈环形整列分布。

作为本发明一种优选的方案，所述排气流道呈矩形状或半圆柱形状。

作为本发明一种优选的方案，所述第一透镜为凸向物方的弯月型透镜，所述第二透镜、所述第三透镜与所述第五透镜均为弯月型非球面透镜，所述第四透镜为双凸非球面透镜。

作为本发明一种优选的方案，所述第二透镜与所述第五透镜的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≤1.55，Vd≥54。

作为本发明一种优选的方案，所述第三透镜与所述滤光片的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≥1.56，Vd≤33。

作为本发明一种优选的方案，所述高清广角镜头的相对孔径FNO满足以下条件公式：FNO≤2.4。

作为本发明一种优选的方案，所述第二透镜与所述胶合透镜满足以下条件公式：-1.2＜f45/f2＜-0.8,其中，f2为第二透镜的焦距值，f45为胶合透镜的焦距值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过上述技术方案，可以实现小体积、成本低、高亮度的高清广角光学镜头，同时由于采用了较多的塑料非球面透镜，摄像头模组实拍画面变形小，并且能够保证在-40℃～+85℃的温度范围内较好地保持镜头成像的清晰度，特别适用于监控和车载相机系统。

附图说明

图1为本发明一实施例的高清广角镜头的结构示意图；

图2为图1中的高清广角镜头的胶合透镜的胶合面的俯视图；

图3为本发明的高清广角镜头的垂轴色差曲线图；

图4为本发明的高清广角镜头的系统光学畸变曲线图；

图5为本发明的高清广角镜头的镜头离散斑图；

图6为本发明的高清广角镜头的MTF曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本发明一实施例的高清广角镜头10的结构示意图。

一种高清广角镜头10，包括：从物方到像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜100与第二透镜200、具有正光焦度的第三透镜300与第四透镜400、具有负光焦度的第五透镜500及滤光片600，第三透镜300与第四透镜400之间设有光阑700，第四透镜400与第五透镜500接合形成具有正光焦度的胶合透镜800，胶合透镜800满足以下条件公式：1.8≤BFL/EFL≤3.1，其中BFL为第五透镜500像方侧最外点到成像面的距离，EFL为整个摄像镜头的有效焦距值。

采用第四透镜400为正光焦度，第五透镜500为负光焦度的组合结构有利于校正系统像散，提高整个摄像镜头的分辨率。同时可以保证在整个摄像镜头总长TTL较小的条件下提高其光学后焦BFL，从而降低对透镜元件的表面清洁度的要求，有利于产品的组装生产。

在本实施例中，高清广角镜头10的相对孔径FNO满足以下条件公式：FNO≤2.4，这样有利于提高整个摄像头模组实拍画面的夜视效果。

进一步的，第一透镜100为凸向物方的弯月型透镜，第二透镜200、第三透镜300与第五透镜500均为弯月型非球面透镜，第四透镜400为双凸非球面透镜。

在本实施例中，第一透镜100为具有负光焦度的球面玻璃透镜，第二透镜200为具有负光焦度的非球面塑料透镜，第三透镜300为具有正光焦度的弯月型非球面塑胶透镜，第四透镜400为具有正光焦度的双凸非球面塑料透镜，第五透镜500为具有负光焦度的非球面塑胶透镜，第四透镜400与第五透镜500通过凸面朝向像面的结合面构成一个胶合透镜透镜组。通过采用较多的塑料非球面透镜，使得整个摄像头模组实拍画面变形小，并且能够保证在-40℃～+85℃的温度范围内较好地保持镜头成像的清晰度，特别适用于监控和车载相机系统。

具体的，第二透镜200与第五透镜500的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≤1.55，Vd≥54；第三透镜300与滤光片600的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≥1.56，Vd≤33。这样有利于校正轴外色差，从而提高系统分辨率。

在本实施例中，第一透镜100采用高硬度高折射率低色散玻璃材质，可以有效保护使用过程中的刮擦，从而保证产品长期使用中画面的成像质量；同时有力与降低整个镜头的通光口径，从而满足市场小体积要求。

如图2所示，为第四透镜400与第五透镜500接合形成的胶合透镜800的胶合面其中一面的俯视图，具体的，第四透镜400与/或第五透镜500的胶合面的透镜边缘部分开设有排气流道810。

在本实施例中，排气流道810设有多个，且呈环形整列分布，排气流道810呈矩形状或半圆柱形状。排气流道810的设置使得第四透镜400与第五透镜500胶合时有利于将产生的气泡排除，从而解决胶合面气泡产生带来杂散光的问题，使得成像更加清晰。

进一步的，胶合透镜800的胶合面满足以下条件公式：35≤α/|R|≤50，其中α为胶合面上任一点的切线与光轴的夹角,R为胶合面中心曲率半径。

要说明的是，当比值α/|R|≤35时，不能充分发挥非球面校正轴外像差能力，降低系统分辨率；当比值α/|R|≥50时，胶合面面型过于弯曲，不利于镜片胶合时将气泡排出。

进一步的，第二透镜200与胶合透镜800满足以下条件公式：-1.2＜f45/f2＜-0.8,其中，f2为第二透镜200的焦距值，f45为胶合透镜800的焦距值。

由于第二透镜200的光焦度为负，胶合透镜800的光焦度为正，当其两者光焦度比值超出上述范围时，整个摄像镜头在保证高清分辨率设计要求时，系统光学后焦BFL在高低温(-40℃至85℃)变化明显，从而影响整个摄像镜头在各种环境下的使用要求。

请再次参阅图1，在本实施例中，镜头光学系统的总体焦距为EFL，相对孔径为FNO，视场角为FOV，系统总长为TTL，并从物方开始编号，第一透镜100的镜面为S1、S2，第二透镜200的镜面为S3、S4，第三透镜300的镜面为S5、S6，光阑700的光阑面为S7，第四透镜400与第五透镜500形成的胶合透镜800的镜面分别为S8、S9、S10，滤光片600的镜面为S11、S12，像面为IMA，且各非球面满足以下非球面公式：

Z＝c*y^2/{1+[1-(1+k)*c^2*y^2]^1/2}+a1*y^2+a2*y^4+a3*y^6+a4*y^8+a5*y^10+a6*y^12+a7*y^14+a8*y^16

上适中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位与透镜长度单位相同)，k为圆锥二次曲线系数。当k小于-1时，面型曲线为双曲线；当k等于-1时，面型曲线为抛物线；当k介于-1到0之间是，面型曲线为椭圆；当k等于0时，面型为圆形；当k大于0时，面型为扁圆型曲线。a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜两个成像光学表面的非球面的形状尺寸。

在本发明一实施例中，焦距EFL＝1.2mm，相对孔径FNO＝2.0，光学总长TTL＝12.87，视场角FOV＝140°。

所举实施例中各个镜头的镜面各项参数如下表1：

表1

所举实施例中非球面透镜的非球面参数如下表2：

表2

图3至图6为相应于实施案例的光学性能曲线图，其中图3为垂轴色差曲线图；图4为系统光学畸变曲线图，表示不同镜头在不同角度情况下的畸变大小值；图5为镜头离散斑图，表示不同角度下，物方点物经镜头在像面上形成的点大小，主要考察镜头的锐利度；图6为MTF曲线图，代表了一个光学系统的综合解像能力；由上述各图可知，该光学系统的各种评价指标都较高，满足一般监控或车载影像系统的高清分辨率要求。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过上述技术方案，可以实现小体积、成本低、高亮度的高清广角光学镜头，同时由于采用了较多的塑料非球面透镜，摄像头模组实拍画面变形小，并且能够保证在-40℃～+85℃的温度范围内较好地保持镜头成像的清晰度，特别适用于监控和车载相机系统。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高清广角镜头，其特征在于，包括：从物方到像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜与第二透镜、具有正光焦度的第三透镜与第四透镜、具有负光焦度的第五透镜及滤光片，所述第三透镜与第四透镜之间设有光阑，所述第四透镜与所述第五透镜接合形成具有正光焦度的胶合透镜，所述胶合透镜满足以下条件公式：1.8≤BFL/EFL≤3.1，其中BFL为所述第五透镜像方侧最外点到成像面的距离，EFL为整个摄像镜头的有效焦距值；

所述第四透镜与/或所述第五透镜的胶合面的透镜边缘部分开设有排气流道。

2.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述胶合透镜的胶合面满足以下条件公式：35≤α/|R|≤50，其中α为胶合面上任一点的切线与光轴的夹角,R为胶合面中心曲率半径。

3.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述排气流道设有多个，且呈环形整列分布。

4.根据权利要求3所述的高清广角镜头，其特征在于，所述排气流道呈矩形状。

5.根据权利要求3所述的高清广角镜头，其特征在于，所述排气流道呈半圆柱形状。

6.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述第一透镜为凸向物方的弯月型透镜，所述第二透镜、所述第三透镜与所述第五透镜均为弯月型非球面透镜，所述第四透镜为双凸非球面透镜。

7.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述第二透镜与所述第五透镜的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≤1.55，Vd≥54。

8.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述第三透镜与所述滤光片的d线的折射率Nd和阿贝数Vd均满足以下条件公式：Nd≥1.56，Vd≤33。

9.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述高清广角镜头的相对孔径FNO满足以下条件公式：FNO≤2.4。

10.根据权利要求1所述的高清广角镜头，其特征在于，所述第二透镜与所述胶合透镜满足以下条件公式：-1.2＜f45/f2＜-0.8,其中，f2为第二透镜的焦距值，f45为胶合透镜的焦距值。