CN111812826A - 一种广角镜头 - Google Patents

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CN111812826A CN202010536570.8A CN202010536570A CN111812826A CN 111812826 A CN111812826 A CN 111812826A CN 202010536570 A CN202010536570 A CN 202010536570A CN 111812826 A CN111812826 A CN 111812826A
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洪坚
吴喆明
史晓梅
刘安民
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract

本发明提供了一种广角镜头，其具有易加工、结构简单，稳定的聚焦特性以和热补偿特性，使得杂光、鬼影得到有效控制，适用于摄像系统领域，提高镜头的综合性能。其沿光轴从物侧面到像侧面依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，其特征在于：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面。

Description

一种广角镜头
技术领域
本发明涉及镜头结构的技术领域，具体为一种广角镜头。
背景技术
摄像镜头主要为普通广角镜头，一般采用全玻璃结构、其畸变过大，抑 或采用仅第一枚玻璃镜片其他都采用塑胶材料结构、其温度补偿表现欠佳， 无法满足高端车载市场应用。由于现有的环视镜头存在诸多缺陷，如视场角 不足、畸变过大、生产成本高、成像质量不佳、温度补偿特性不佳、结构复 杂、光学长度较长等一系列问题。故急需要一款性能稳定、且光学总长较短 的广角镜头。
本发明采用较少镜片(6片)，实现了超广角，全视场角高于200°、结 构简单、光学总长较短(15mm)、采用较少玻璃与塑胶镜片组合的方式降低成 本并且保证在低温-40℃与高温85℃下光学特性稳定的成像要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种广角镜头，其具有易加工、结构简单， 稳定的聚焦特性以和热补偿特性，使得杂光、鬼影得到有效控制，适用于摄 像系统领域，提高镜头的综合性能。
一种广角镜头，其技术方案是这样的：其沿光轴从物侧面到像侧面依次 包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，其 特征在于：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面； 所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透 镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜具有正光 焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面， 像侧面为凸面；所述的第五透镜和第六透镜具体为分离式透镜或组合成胶合 透镜；所述地第一透镜和第四透镜均为玻璃透镜，所述第二透镜、第三透镜、 第五透镜和第六透镜均为塑胶非球面透镜。
其进一步特征在于：所述的第一透镜的材料折射率≥1.7；
FOV为所述光学镜头的最大视场角；D为所述光学镜头最大视场角所对应 的所述第一透镜物侧面的最大通光口径；以及h为所述光学镜头最大视场角 所对应的像高，整个广角镜头满足条件：D/h/FOV≤0.04；
TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光 轴上的距离；h为所述光学镜头最大视场角所对应的像高；以及FOV为所述光 学镜头的最大视场角，整个广角镜头满足条件：TTL/h/FOV≤0.05；
所述光学镜头的最大视场角度FOV、所述光学镜头的整组焦距值F以及所 述光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满足：(FOV×F)/h≥50；
TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴 上的距离；F为光学镜头的整组焦距值F，整个广角镜头满足条件：TTL/F≤ 4.0；
整个光学镜头的光圈数F#满足：1.4≤F#≤2.0；
BFL为所述第六透镜的像侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光 轴上的距离；以及TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成 像面在所述光轴上的距离；整个广角镜头满足条件：BFL/TTL≤0.3。
本发明采用六片镜片，第一、四片玻璃镜片，第二、三、五和六片为塑 胶镜片，使全视场角可达到200°，并且很好地控制了杂散光，满足超广角镜 头的拍摄要求，易加工、结构简单，降低生产成本，且第二、三、五和六片 非球面镜片的使用保证镜头高清晰度的成像质量，通过镜片光焦度的合理搭 配，实现-40至85℃的自适应调整光学系统的成像性能，使焦移量控制在10μm 之内。镜头后端加入滤光片，过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头 的成像品质；其具有易加工、结构简单，稳定的聚焦特性以和热补偿特性， 使得杂光、鬼影得到有效控制，适用于摄像系统领域，提高镜头的综合性能。
附图说明
图1为本发明的广角镜头的结构示意图；
图2为本发明的具体实施例的MTF曲线图；
图3为本发明的具体实施例的成像镜头的场曲、畸变曲线图。
图4为本发明实施例在20℃环境下的离焦曲线图；
图5为本发明实施例在-40℃环境下的离焦曲线图；
图6为本发明实施例在85℃环境下的离焦曲线图。
具体实施方式
一种广角镜头，见图1：其沿光轴从物侧面到像侧面依次包括第一透镜 L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6， 第一透镜L1具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜L2 具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜L3具有正光焦度， 其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜L4具有正光焦度，其物侧面为凸 面，像侧面为凸面；第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为 凹面；第六透镜L6具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；的第五 透镜L5和第六透镜L6具体为分离式透镜或组合成胶合透镜；地第一透镜L1 和第四透镜L4均为玻璃透镜，第二透镜L2、第三透镜L3、第五透镜L5和第 六透镜L6均为塑胶非球面透镜。
的第一透镜L1的材料折射率≥1.7；
FOV为光学镜头的最大视场角；D为光学镜头最大视场角所对应的第一透 镜物侧面的最大通光口径；以及h为光学镜头最大视场角所对应的像高，整 个广角镜头满足条件：D/h/FOV≤0.04；
TTL为第一透镜L1的物侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离； h为光学镜头最大视场角所对应的像高；以及FOV为光学镜头的最大视场角， 整个广角镜头满足条件：TTL/h/FOV≤0.05；
光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头的整组焦距值F以及光学镜头最 大视场角所对应的像高h之间满足：(FOV×F)/h≥50；
TTL为第一透镜L1的物侧面中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离；F 为光学镜头的整组焦距值F，整个广角镜头满足条件：TTL/F≤4.0；
整个光学镜头的光圈数F#满足：1.4≤F#≤2.0；
BFL为第六透镜L6的像侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离； 以及TTL为第一透镜L1的物侧面的中心至光学镜头的成像面在光轴上的距 离；整个广角镜头满足条件：BFL/TTL≤0.3。
本发明实施例中提供的透镜的非球面表面满足如下方程式：
Figure BDA0002537189980000041
其中，Z(h)为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离 矢高，c＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、 D、E为高次非球面系数。
具体实施例中，各个透镜的参数如表1所示：
Figure BDA0002537189980000051
Figure BDA0002537189980000061
表1
表1中光阑、IR滤光片和保护玻璃表面的曲率半径为Infinity时，表示 此表面为平面。
光阑Stop置于第三透镜L3、第四透镜L4之间，胶合组合透镜的像侧面 顺次布置有IR滤色片L7、保护玻璃L8、IMA,具体实施例的光学总长为15mm， 其光学总长较短。
具体实施例中，各个面的非球面系数值如表2所示：
Figure BDA0002537189980000062
表2
具体实施例中，各项参数的数值如表3所示：
参数 BFL TTL(mm) FOV(°) D(mm) H(mm) Nd1
数值 2.54 15.5 200 11.6 4.0 1.77
表3
在本实施例中，光学镜头的最大视场角度FOV、光学镜头最大视场角所 对应的第一透镜L1的物侧面S1的最大通光口径D以及光学镜头最大视场角所 对应的像高h之间满足D/h/FOV＝0.0145；光学镜头的光学后焦BFL与光学镜头 的光学总长度TTL之间满足BFL/TTL＝0.164；以及光学镜头的光学总长度TTL、 光学镜头的最大视场角度FOV与光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满 足：TTL/h/FOV＝0.019。
其采用六片镜片，第一、四片玻璃镜片，第二、三、五和六片为塑胶镜 片，使全视场角可达到200°，并且很好地控制了杂散光，满足超广角镜头的 拍摄要求，易加工、结构简单，降低生产成本，且第二、三、五和六片非球 面镜片的使用保证镜头高清晰度的成像质量，通过镜片光焦度的合理搭配， 实现-40至85℃的自适应调整光学系统的成像性能，使焦移量控制在10μm 之内。镜头后端加入滤光片，过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头 的成像品质；其具有易加工、结构简单，稳定的聚焦特性以和热补偿特性， 使得杂光、鬼影得到有效控制，适用于摄像系统领域，提高镜头的综合性能。 其实现了超广角，全视场角高于200°、结构简单、光学总长较短、采用较少 玻璃与塑胶镜片组合的方式降低成本并且保证在低温-40℃与高温85℃下光 学特性稳定的成像要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种广角镜头，其沿光轴从物侧面到像侧面依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，其特征在于：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述的第五透镜和第六透镜具体为分离式透镜或组合成胶合透镜；所述地第一透镜和第四透镜均为玻璃透镜，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜和第六透镜均为塑胶非球面透镜。
2.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：所述的第一透镜的材料折射率≥1.7。
3.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：FOV为所述光学镜头的最大视场角；D为所述光学镜头最大视场角所对应的所述第一透镜物侧面的最大通光口径；以及h为所述光学镜头最大视场角所对应的像高，整个广角镜头满足条件：D/h/FOV≤0.04。
4.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离；h为所述光学镜头最大视场角所对应的像高；以及FOV为所述光学镜头的最大视场角，整个广角镜头满足条件：TTL/h/FOV≤0.05。
5.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：所述光学镜头的最大视场角度FOV、所述光学镜头的整组焦距值F以及所述光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满足：(FOV×F)/h≥50。
6.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：TTL为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离；F为光学镜头的整组焦距值F，整个广角镜头满足条件：TTL/F≤4.0。
7.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：整个光学镜头的光圈数F#满足：1.4≤F#≤2.0。
8.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：BFL为所述第六透镜的像侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离；以及TTL为所述第一透镜的物侧面的中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离；整个广角镜头满足条件：BFL/TTL≤0.3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112612118A (zh) * 2021-01-05 2021-04-06 协益电子（苏州）有限公司 一种车载光学镜头
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