CN114236780A - 一种广角高解析力镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种广角高解析力镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。该镜头结构合理，易于装配，公差敏感度低，更适合大规模高良率生产；F数较小，通光孔径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种光线环境；采用全塑结构设计，在确保成像质量的同时降低了生产成本；能够在‑40℃至105℃温度范围内稳定工作，具备复杂环境适应性；同时每个镜面的光线入射角小，系统总体成像质量优良。

Description

一种广角高解析力镜头
技术领域
本发明涉及一种广角高解析力镜头。
背景技术
如今，光学镜头的使用场景正在不断拓展，尤其是近些年来随着公众对VR、AR技术的关注度不断提高，各种头戴、穿戴式VR、AR设备已经成为消费市场的一大热点。为了给消费者提供完美的沉浸式体验，所涉及的光学镜头不光需要良好像质，还应同时满足大视场、小尺寸、低重量等要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种广角高解析力镜头，该镜头结构合理，易于装配，适合大规模高良率生产。
本发明的技术方案在于：一种广角高解析力镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。
进一步地，该镜头的光学系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-2.0<f1/f<-0.1，2.5<f2/f<4.0，0.5<f3/f<2.5，-5.5<f4/f<-3.5，0.5<f5/f<2.5，-2.5<f6/f<-0.5。
进一步地，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003427875310000021
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
进一步地，该镜头的光学系统光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.1。
进一步地，该镜头的光学系统F数≤2.0。
进一步地，所述第一透镜至第六透镜均由塑胶材料制成。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
结构合理，易于装配，公差敏感度低，更适合大规模高良率生产；F数较小，通光孔径更大，保证了系统进光量的充足，能够更好地适应多种光线环境；采用全塑结构设计，在确保成像质量的同时降低了生产成本；能够在-40℃至105℃温度范围内稳定工作，具备复杂环境适应性；通过合理的材料搭配以及镜片光焦度分配，整个光学系统的轴向色差与横向色差得到了很好地校正，合理的面型设计也使得整个光学系统的高级像差得到有效校正，同时每个镜面的光线入射角小，系统总体成像质量优良。
附图说明
图1是本发明实施例一的光学结构示意图；
图2是本发明实施例一的全工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例一的全工作波段垂轴色差图；
图4是本发明实施例一的全工作波段场曲畸变图；
图5是本发明实施例二的光学结构示意图；
图6是本发明实施例二的全工作波段轴向色差图；
图7是本发明实施例二的全工作波段垂轴色差图；
图8是本发明实施例二的全工作波段场曲畸变图；
图9是本发明实施例三的光学结构示意图；
图10是本发明实施例三的全工作波段轴向色差图；
图11是本发明实施例三的全工作波段垂轴色差图；
图12是本发明实施例三的全工作波段场曲畸变图；
图中：L1-第一透镜；L2-第二透镜；STO-光阑；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-等效玻璃平板；IMA-成像面。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
实施例一参考图1至图4
一种广角高解析力镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。
本实施例中，该镜头的光学系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-2.0<f1/f<-0.1，2.5<f2/f<4.0，0.5<f3/f<2.5，-5.5<f4/f<-3.5，0.5<f5/f<2.5，-2.5<f6/f<-0.5。
本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003427875310000041
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
本实施例中，该镜头的光学系统光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.1。
本实施例中，该镜头的光学系统F数≤2.0。
本实施例中，所述第一透镜至第六透镜均由塑胶材料制成。
本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.21≤EFFL≤2.01mm；
(2)光圈F≤2.0；
(3)视场角：2w≥150°。
本实施例中，为了实现上述设计参数，光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003427875310000051
本实施例中，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003427875310000052
本实施例中，光学系统实现了广角、大孔径、小尺寸、低温飘设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例二参考图5至图8
一种广角高解析力镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。
本实施例中，该镜头的光学系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-2.0<f1/f<-0.1，2.5<f2/f<4.0，0.5<f3/f<2.5，-5.5<f4/f<-3.5，0.5<f5/f<2.5，-2.5<f6/f<-0.5。
本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003427875310000061
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；
Figure BDA0003427875310000062
均为高次项系数。
本实施例中，该镜头的光学系统光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.1。
本实施例中，该镜头的光学系统F数≤2.0。
本实施例中，所述第一透镜至第六透镜均由塑胶材料制成。
本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.31≤EFFL≤2.11mm；
(2)光圈F≤2.0；
(3)视场角：2w≥150°。
本实施例中，为了实现上述设计参数，光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003427875310000071
本实施例中，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003427875310000081
本实施例中，光学系统实现了广角、大孔径、小尺寸、低温飘设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
实施例三参考图9至图12
一种广角高解析力镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。
本实施例中，该镜头的光学系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-2.0<f1/f<-0.1，2.5<f2/f<4.0，0.5<f3/f<2.5，-5.5<f4/f<-3.5，0.5<f5/f<2.5，-2.5<f6/f<-0.5。
本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure BDA0003427875310000091
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
本实施例中，该镜头的光学系统光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.1。
本实施例中，该镜头的光学系统F数≤2.0。
本实施例中，所述第一透镜至第六透镜均由塑胶材料制成。
本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：1.31≤EFFL≤2.11mm；
(2)光圈F≤2.0；
(3)视场角：2w≥150°。
本实施例中，为了实现上述设计参数，光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003427875310000092
Figure BDA0003427875310000101
本实施例中，光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：
Figure BDA0003427875310000102
本实施例中，光学系统实现了广角、大孔径、小尺寸、低温飘设计，同时对轴上、轴外像差进行了良好的校正。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的广角高解析力镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种广角高解析力镜头，其特征在于，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为双凹负透镜，第五透镜为弯月正透镜，第六透镜为弯月负透镜。
2.根据权利要求1所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，该镜头的光学系统焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：-2.0<f1/f<-0.1，2.5<f2/f<4.0，0.5<f3/f<2.5，-5.5<f4/f<-3.5，0.5<f5/f<2.5，-2.5<f6/f<-0.5。
3.根据权利要求1所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤40.0；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：
Figure FDA0003427875300000011
其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，该镜头的光学系统光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤5.1。
6.根据权利要求1所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，该镜头的光学系统F数≤2.0。
7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的一种广角高解析力镜头，其特征在于，所述第一透镜至第六透镜均由塑胶材料制成。
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