CN107121757B - 一种超广角镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超广角镜头，包括沿光轴由物方至像方依序配置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜、第二透镜和第三透镜均为具有负光焦度的弯月形透镜，且其凹面朝向像侧；第四透镜和第五透镜均为具有正光焦度的厚透镜；第三透镜和第四透镜胶合在一起；第六透镜为具有负光焦度的双凹形薄透镜；第七透镜为具有正光焦度的弯月形薄透镜，且其凹面朝向像侧。合理的光学结构使得该超广角镜头应用在不同类型手机上拍照时焦距等效全画幅11mm，成像角度范围为120‑126度，在相同的距离可以拍摄更大的范围且拥有较高画质；并且整体尺寸较小，结构简单，成本较低。

Description

一种超广角镜头

技术领域

本发明涉及镜头技术领域，具体涉及一种超广角镜头。

背景技术

手机已经成为当今人们生活的必需品，近年来随着手机相机感光元件尺寸的不断增大以及相位对焦和光学防抖等技术的加入，手机逐渐替代了传统的数码相机成为人们日常拍照的首选。

但是，手机由于受到自身体积和重量的限制，其摄像头基本为定焦镜头，焦距和视场角有限。目前市场上手机镜头的等效焦距通常为30mm左右，视场角通常为70度左右，难以拍出焦距短、视角大和景深深的照片。而对于一些大的场景用超广角可以拍出非同一般的效果照片，比如大海上、山顶、以及城市高楼和草原等场景。为此，通常需要为手机安装附加的超广角镜头。

公开号为CN205450425U的中国发明专利提供了一种卡扣式手机广角镜头，其包括镜体，镜体的两端分别固定安装有前盖和支撑装置，在前盖的内侧还固定安装有聚光片，聚光片的内侧还安装有IS防抖组件，IS防抖组件由磁铁和共轭磁铁组成，且磁铁末端连接有磁性板，在磁性板的末端安装有光学补偿镜筒，光学补偿镜筒的外侧设有光学补偿辅助镜筒，在光学补偿镜筒内安装有光学补偿镜片，在光学补偿镜片的内侧面设有陶瓷球，陶瓷球与支撑装置之间设有减震器和线圈。上述专利通过卡扣式结构与手机摄像头连接，通过光学补偿和磁性调节作用，可以获得了广角视野，并且通过内部增设的处理系统，解决了摄像过程中的抖动，散光的问题。但是仍具有很多缺陷。

首先，上述专利广角视野实质是依靠聚光片实现，其他零部件为辅助部件。如此镜头由于光学结构的限制，即使通过内部图像处理系统处理，仍然具有视场角有限，成像质量较差的局限性。其次，长度较长(聚光片与前盖之间的距离为20mm、40mm)，安装和携带不方便。再次，内部零部件较多，结构复杂，成本较高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有附加超广角镜头视场角角度有限，画质较差，长度长，便携性差，以及结构复杂，成本高等缺陷，从而提供一种超广角镜头。

为此，本发明提供了一种超广角镜头，包括沿光轴由物方至像方依序配置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为具有负光焦度的弯月形透镜，且其凹面朝向像侧；所述第四透镜和所述第五透镜均为具有正光焦度的厚透镜；所述第三透镜和所述第四透镜胶合在一起；所述第六透镜为具有负光焦度的双凹形薄透镜；所述第七透镜为具有正光焦度的弯月形薄透镜，且其凹面朝向像侧。

可选的，所述超广角镜头满足以下条件式：

-0.85＜f_1-2/f_2-5＜-0.65；

1.40＜f₁/f₂＜1.80；

1.20＜f_3-4/f₅＜1.40；

600＜Abs(f)；

0.85＜f_1-2/f₆＜1.0；

-0.80＜f₆/f₇＜-0.60；

其中，f是所述超广角镜头的有效焦距，f_1-2是所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距，f_2-5是所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的组合焦距，f_3-4是所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距，Abs(f)为f的绝对值，f₆是所述第六透镜的焦距，f₇是所述第七透镜的焦距。

可选的，所述第一透镜和所述第二透镜的d光的折射率Nd和阿贝数Vd满足如下关系：

1.72＜Nd＜1.86；

40＜Vd＜63。

可选的，所述第一透镜至所述第七透镜的外径依次减少。

可选的，所述超广角镜头还满足：TTL＜29mm，镜头最大外径小于38mm，其中TTL是所述超广角镜头成品的物理长度尺寸。

可选的，所述第一透镜至所述第七透镜均为球面玻璃镜片。

可选的，所述超广角镜头为手机的附加镜头，所述超广角镜头配合所述手机的摄像头使用。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种超广角镜头，其采用负、负、正(负、正胶合)、正、负、正的光学系统结构。第一透镜、第二透镜、第三透镜和第六透镜均为具有负光焦度弯月形透镜，从而为超大视场的实现提供了光学结构基础。第一透镜和第二透镜为高折射率负透镜，用来校正大角度光线，降低图形畸变。第三透镜和第四透镜胶合一起，用于矫正色差，保证镜头的色彩还原度。具有正光焦度的第四透镜、第五透镜和第七透镜使得光学系统的像方主面前移，从而使得该超广角镜头的总体长度缩短。第五透镜主要和前面胶合透镜共同承担校正光路像差，共同分配光焦度的作用。第六透镜和第七透镜二者用于矫正光线引导超广角镜头大视场光线进入手机镜头，降低超广角镜头光线对手机镜头的干扰，提高成像质量。合理的光学结构使得该超广角镜头应用在不同类型手机上拍照时焦距等效全画幅11mm，成像角度范围为120-126度，在相同的距离可以拍摄更大的范围且拥有较高画质；并且整体尺寸较小，结构简单，成本较低。

2.本发明提供的一种超广角镜头，通过对光学镜片的光焦度进行分配限定，使其相对市场上其他产品不仅远距离成像质量高，而且近距离如0.10m依然保持像质不下降，宽容度高，适用性好。

3.本发明提供的一种超广角镜头，镜头最大外径小于38mm,总长小于29mm，体积小，携带安装方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种超广角镜头实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的一种超广角镜头实施例的场曲图；

图3为本发明提供的一种超广角镜头实施例的光学畸变图。

图4为本发明提供的一种超广角镜头实施例的TV畸变图。

图5为本发明提供的一种超广角镜头实施例的横向色差图。

图6为本发明提供的一种超广角镜头实施例的MTF图。

1-第一透镜、2-第二透镜、3-第三透镜、4-第四透镜、5-第五透镜、6-第六透镜、7-第七透镜；

T1、S1-0.436、T2、S2-0.486、T3、S3-0.546、T4、S4-0.588、T5、S5-0.656。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明提供的一种超广角镜头实施例。

如图1所示，该超广角镜头包括沿光轴由物方至像方依序配置的第一透镜2、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7。其中，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3均为具有负光焦度弯月形透镜，且其凹面朝向像侧。第四透镜4和第五透镜5均为具有正光焦度的厚透镜。第六透镜6为具有负光焦度的双凹形薄透镜；第七透镜7为具有正光焦度的弯月形薄透镜，且其凹面朝向像侧。该超广角镜头采用负、负、正(负、正胶合)、正、负、正的光学系统结构，焦距等效全画幅11mm，使其应用在手机上视场角达超广角要求。

本技术方案中，超广角镜头还满足以下条件式：

-0.85＜f_1-2/f_2-5＜-0.65；

1.40＜f₁/f₂＜1.80；

1.20＜f_3-4/f₅＜1.40；

600＜Abs(f)；

0.85＜f_1-2/f₆＜1.0；

-0.80＜f₆/f₇＜-0.60；

其中，f是超广角镜头的有效焦距，f_1-2是第一透镜1和第二透镜2的组合焦距，f_2-5是第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5的组合焦距，f_3-4是第三透镜3和第四透镜4的组合焦距，Abs(f)为f的绝对值，f₆是第六透镜6的焦距，f₇是第七透镜7的焦距。

第一透镜1和第二透镜2的折射率Nd以及阿贝数Vd满足以下关系：

1.72＜Nd＜1.86；

40＜Vd＜63。

需要说明的是，本发明提供的超广角镜头的光焦度分配不仅限于上述优选例，其可采用现有技术中常见的设定参数，本领域技术人员可以根据超广角镜头的性能需要对齐进行设定修改。

超广角镜头镜头最大外径小于38mm,且第一透镜至所述第七透镜的外径依次减少，TTL＜29mm，TTL是超广角镜头的物理长度尺寸。

第一透镜1至第七透镜7材质均为光学玻璃制成的球面镜头，显而易见地，材质不局限于光学玻璃。

超广角镜头为手机附加镜头，且可以应用于手机的前后摄像头拍摄。

超广角镜头为手机的附加镜头，且超广角镜头安装于手机的摄像头上方,前置、后置皆可。

该超广角镜头的光学原理为：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第六透镜6均为具有负光焦度弯月形透镜，从而为超大视场的实现提供了光学结构基础。第一透镜1和第二透镜2为高折射率负透镜，用来校正大角度光线，降低图形畸变。第三透镜3和第四透镜4胶合一起，用于矫正色差，保证镜头的色彩还原度。具有正光焦度的第四透镜4、第五透镜5和第七透镜7使得光学系统的像方主面前移，从而使得该超广角镜头的总体长度缩短。第五透镜5主要和前面胶合透镜共同承担校正光路像差，共同分配光焦度的作用。第六透镜6和第七透镜7二者用于矫正光线引导超广角镜头大视场光线进入手机镜头，降低超广角镜头光线对手机镜头的干扰，提高成像质量。

该超广角镜头可以用在IPHONE 6/6PLUS、IPHONE SE、IPHONE 6S/6SPLUS、IPHONE7/7PLUS以及小米Note、华为P10、三星S8等手机上。超广角镜头应用在不同类型手机上拍照时候成像角度范围为120-126度，而手机本身成像角度只有70度左右，在相同的距离可以拍摄更大的范围且拥有高保真色彩。

本发明还对Iphone7/7P手机提供一种具体实施例：

对该实施例的测试结果如图2至图6所示。

由图2可以看出，超广角镜头对光线所产生的子午(对应于图2中T1-T5)方向与弧矢(对应于图2中S1-S5)方向场曲介于-0.020㎜至0.020㎜之间。由图3可以看出，超广角镜头的最大畸变在16％以内。由图4可以看出，超广角镜头的TV畸变为6％内，由于该超广角镜头主要拍摄风光等大场景画面，所以6％TV畸变不会对画面有明显影响。由图5看以看出为不同波长光线所产生的横向色差值在2um内，仅有长波656nm在最大视场处，横向色差为4um。由图6看可以看出，超广角镜头匹配Iphone7/7P使用时候，视场角度拓大为122度，且在0.85视场范围内解像都非常好。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种超广角镜头，其特征在于：包括沿光轴由物方至像方依序配置的第一透镜（1）、第二透镜（2）、第三透镜（3）、第四透镜（4）、第五透镜（5）、第六透镜（6）和第七透镜（7）；所述第一透镜（1）、所述第二透镜（2）和所述第三透镜（3）均为具有负光焦度的弯月形透镜，且其凹面朝向像侧；所述第四透镜（4）和所述第五透镜（5）均为具有正光焦度的厚透镜；所述第三透镜（3）和所述第四透镜（4）胶合在一起；所述第六透镜（6）为具有负光焦度的双凹形薄透镜；所述第七透镜（7）为具有正光焦度的弯月形薄透镜，且其凹面朝向像侧；所述第一透镜（1）至所述第七透镜（7）均为球面玻璃镜片；

所述超广角镜头满足以下条件式：

-0.85＜f_1-2/f_2-5＜-0.65；

1.40＜f₁/f₂＜1.80；

1.20＜f_3-4/f₅＜1.40；

600＜Abs(f)；

0.85＜f_1-2/f₆＜1.0；

-0.80＜f₆/f₇＜-0.60；

其中，f是所述超广角镜头的有效焦距，f_1-2是所述第一透镜（1）和所述第二透镜（2）的组合焦距，f_2-5是所述第二透镜（2）、所述第三透镜（3）、所述第四透镜（4）和所述第五透镜（5）的组合焦距，f_3-4是所述第三透镜（3）和所述第四透镜（4）的组合焦距，Abs（f）为f的绝对值，f₆是所述第六透镜（6）的焦距，f₇是所述第七透镜（7）的焦距。

2.根据权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述第一透镜（1）和所述第二透镜（2）的d光的折射率Nd和阿贝数Vd满足如下关系：

1.72＜Nd＜1.86；

40＜Vd＜63。

3.根据权利要求2所述的超广角镜头，其特征在于：所述第一透镜（1）至所述第七透镜（7）的外径依次减少。

4.根据权利要求3所述的超广角镜头，其特征在于：所述超广角镜头还满足：TTL＜29mm，镜头最大外径小于38mm，其中TTL是所述超广角镜头成品的物理长度尺寸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的超广角镜头，其特征在于：所述超广角镜头为手机的附加镜头，所述超广角镜头配合所述手机的摄像头使用。

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