CN115639661A - 一种五片式广角摄像镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种五片式广角摄像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依次具有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑，第四透镜、第五透镜、滤光片，其中第一透镜为玻璃球面透镜，其余透镜均为塑料非球面透镜，且第四透镜和第五透镜构成胶合透镜。所述的第一透镜具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；所述的第二透镜具有负光焦度，其物侧为凹面；所述的第三透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；所述的第四透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；所述的第五透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面。光阑位于第三透镜与第四透镜之间。本发明具备高分辨率、大视场、低畸变、结构简单、像质良好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头技术领域，涉及一种五片式广角摄像镜头，适用于车载、安防监控等摄像装置。
背景技术
在车载和安防监视相机等领域中，一般采用能够实现宽广视野成像的广角镜头。另外，随着图像处理技术的快速发展，对能够实时校正图像失真并且具有更宽视野的广角镜头的需求越来越高。因此，亟需研制满足小型化、高分辨率、低成本等要求的广角镜头装置。
作为广角摄像镜头，专利文献1(日本专利特开2009-63877号公报)中已提出一种五片式的透镜结构。在专利文献1记载的广角镜头中，第一透镜和第二透镜均为弯月透镜，第一透镜材料折射率约为1.5。为了满足整个镜头的光焦度分配，第二透镜的像侧面为深凹曲面。因此，在成型第二透镜时，模具内很难填充树脂，成型时间变长，很难制造。因此，第二透镜的生产效率较低，同时，成品率也容易降低。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供一种五片式广角摄像镜头，在保证高清晰像质和小型化的前提下，解决了第二透镜像侧面深凹曲面的问题，有利于改善成品率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种五片式广角摄像镜头，沿着光轴从物侧至像侧依次具有：第一透镜，第二透镜，第三透镜，光阑，第四透镜，第五透镜，滤光片；
第一透镜具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；
第二透镜具有负光焦度，其物侧为凹面，像侧为凹面或者凸面形状变化；
第三透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；
第四透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；
第五透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；
第四透镜和第五透镜组合为胶合透镜；
第一透镜为玻璃球面透镜，其余均为塑料非球面透镜；
光阑位于第三透镜和第四透镜之间。
进一步地，所述广角摄像镜头的光圈数FNO满足：FNO＞2.0。
进一步地，将第一透镜的折射率设为n1，并且将第二透镜的焦距设为f2，当由所述所有透镜共同决定的总焦距为f0时，折射率n1、焦距f2和总焦距f0满足：
n1＞1.72，-5＜f2/f0＜-3。
进一步地，由所述第一透镜的焦距f1和与所述总焦距f0满足以下条件式：-3＜f1/f0＜-1。
进一步地，所述第二透镜和第三透镜的组合焦距为f12，与所述总焦距f0满足：-2.5＜f12/f0＜-1。
进一步地，所述第三透镜、第三透镜和第五透镜的组合焦距为f345，与所述第一透镜和第二透镜的组合焦距f12满足：-2.5＜f345/f12＜-1。
进一步地，当所述第二透镜的口径为R2、所述第二透镜像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴方向的距离为d23时，口径R2和距离d23满足：1.5＜R2/d23＜3。
进一步地，所述第一透镜至所述第五透镜中，任意相邻两透镜之间的轴上间隔距离的总和ΣT以及从所述第一透镜的物侧面至成像面之间的总长度TTL满足：0＜∑T/TTL＜0.2。
进一步地，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均采用塑料偶次非球面镜片，非球面系数满足如下方程：
其中，z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数。
有益效果：
在本发明中，由于第一透镜的折射率超过1.72，因此第一透镜具有很大的负光焦度。此外，第二透镜为双凹透镜或者凹凸透镜，具有负光焦度。因此，适当地增大第一透镜和第二透镜的负光焦度，有利于校正各种像差，特别是校正色差。在这种情况下，第二透镜的像侧为较浅的凹面或者凸面，采用普通工艺即可制造第二透镜，有利于提高成品率和生产效率。此外，第一透镜的折射率较高，边缘视场的入射角较小，因此第一透镜的口径可以缩小，有利于减小广角镜头的尺寸。该镜头同时具备小型化、加工工艺可行性以及优良的成像质量等优点，使得该广角镜头具备一定的市场竞争力。
附图说明
图1为实施例1的广角摄像镜头的结构示意图；
图2为实施例1的广角摄像镜头的轴向像差曲线；
图3为为实施例1的广角摄像镜头的像散和畸变曲线；
图4为实施例1的广角摄像镜头的倍率色差曲线；
图5为实施例2的广角摄像镜头的结构示意图；
图6为实施例2的广角摄像镜头的轴向像差曲线；
图7为实施例2的广角摄像镜头的像散和畸变曲线；
图8为实施例2的广角摄像镜头的倍率色差曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1，图5所示，本发明的一种五片式广角摄像镜头沿着光轴从物侧至像侧依次具有：第一透镜1，第二透镜2，第三透镜3，光阑STOP，第四透镜4，第五透镜5，滤光片6；第一透镜1具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第二透镜2具有负光焦度，其物侧为凹面，像侧为凹面或者凸面形状变化；第三透镜3具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第五透镜5具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4和第五透镜5组合为胶合透镜；第一透镜1为玻璃球面透镜，其余均为塑料非球面透镜；光阑位于第三透镜3和第四透镜4之间。
所述广角摄像镜头的光圈数FNO满足：FNO＞2.0。
将第一透镜的折射率设为n1，并且将第二透镜的焦距设为f2，当由所有透镜共同决定的总焦距为f0时，折射率n1、焦距f2和总焦距f0满足：
n1＞1.72，-5＜f2/f0＜-3。
由所述第一透镜焦距f1和与所述总焦距f0满足以下条件式：-3＜f1/f0＜-1。
所述第二透镜和第三透镜的组合焦距为f12，与所述总焦距f0满足：-2.5＜f12/f0＜-1。
所述第三透镜、第三透镜和第五透镜的组合焦距为f345，与所述第一透镜和第二透镜的组合焦距f12之间满足：-2.5＜f345/f12＜-1。
当所述第二透镜的口径为R2、所述第二透镜像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴方向的距离为d23时，直径R2和距离d23满足：1.5＜R2/d23＜3。
当所述第一透镜至所述第五透镜中，任意相邻两透镜之间的轴上间隔距离的总和ΣT以及从所述第一透镜的物侧面至成像面之间的总长度TTL满足：0＜∑T/TTL＜0.2
所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均采用偶次非球面塑料镜片，非球面系数满足如下方程：
其中，z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数。
实施例一：
如图1所示为实施例1的广角摄像镜头的结构图，本实施例的广角摄像镜头包括沿着光轴从物侧至像侧依次布置的第一透镜1，第二透镜2，第三透镜3，第四透镜4，第五透镜5；第一透镜1具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第二透镜2具有负光焦度，其物侧为凹面，像侧为凹面；第三透镜3具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第五透镜5具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4和第五透镜5组合为胶合透镜；第一透镜1为玻璃球面透镜，其余均为塑料非球面透镜；光阑位于第三透镜3和第四透镜4之间。
表1(a)、1(b)示出了实施例1的广角摄像镜头的各透镜的表面类型、厚度及材料。其中，曲率半径和厚度的单位均为mm。
本实施例的透镜组设计参数具体请参照下表：
表1(a)
表1(b)
| 表面序号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
| S3 | 0.00 | 0.03 | -0.02 | 3.17e-3 | -7.81e-4 |
| S4 | 0.00 | 0.04 | -0.02 | -1.22e-3 | 3.13e-4 |
| S5 | 0.00 | 0.02 | -1.07e-3 | 2.35e-3 | -6.69e-4 |
| S6 | 0.00 | 8.36e-3 | 3.75e-3 | 3.60e-3 | -1.38e-3 |
| S8 | 0.00 | -0.021 | 2.02e-3 | 8.93e-4 | -4.51e-4 |
| S9 | -1.62 | 0.053 | -0.03 | 9.11e-3 | -1.04e-3 |
| S10 | -0.02 | 0.014 | -2.71e-3 | 1.56e-3 | -2.87e-4 |
本实施例所述广角摄像镜头的主要设计参数如表1(c)：
表1(c)
| 参数 | 数值 |
| FNO | 2.4 |
| n1 | 1.76 |
| f2/f0 | -4.9 |
| f345/f12 | -2.2 |
| R2/d23 | 1.90 |
| ∑T/TTL | 0.15 |
其中FNO表示光圈数，n1为第一透镜的折射率，f2为第二透镜的焦距，f0为所有透镜共同决定的总焦距，f345为第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距，f12为一透镜和第二透镜的组合焦距，R2为第二透镜的口径，d23为第二透镜像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴方向的距离，ΣT为任意相邻两透镜之间的轴上间隔距离的总和，TTL为第一透镜的物侧面至成像面之间的总长度。
本实施例所述的光学镜头，在实现170°超广角的基础上，对色差、畸变等像差进行了较好的矫正，参见图2、图3、图4，并且在实现小型化的同时保持了良好的工艺性。
实施例二：
如图5所示的实施例广角摄像镜头的结构图，本实施例的广角摄像镜头包括沿着光轴从物侧至像侧依次布置的第一透镜1，第二透镜2，第三透镜3，光阑STOP，第四透镜4，第五透镜5，滤光片；第一透镜1具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第二透镜2具有负光焦度，其物侧为凹面，像侧为凸面；第三透镜3具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；第五透镜5具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；第四透镜4和第五透镜5组合为胶合透镜；第一透镜1为玻璃球面透镜，其余均为塑料非球面透镜；光阑位于第三透镜3和第四透镜4之间。
表2(a)、2(b)示出了实施例2的广角摄像镜头的各透镜的表面类型、厚度、材料以及非球面参数。其中，曲率半径和厚度的单位均为mm。
本实施例的透镜组设计参数具体请参照下表：
表2(a)
表2(b)
| 表面序号 | K | A4 | A6 | A8 | A10 |
| S3 | 0.00 | 0.03 | -0.02 | 3.91e-3 | -9.73e-4 |
| S4 | 0.00 | 0.04 | -0.02 | -1.98e-3 | -5.09e-5 |
| S5 | 0.00 | 0.01 | 4.26e-3 | 7.40e-3 | -6.51e-6 |
| S6 | 0.00 | 3.79e-3 | 5.16e-4 | 1.49e-3 | -1.38e-4 |
| S8 | 0.00 | -0.02 | 3.90e-4 | -1.29e-3 | 1.89e-4 |
| S9 | -1.87 | -0.05 | -0.02 | 5.44e-3 | -5.24e-4 |
| S10 | 0.00 | 0.01 | -1.66e-3 | 7.13e-3 | -1.21e-4 |
本实施例所述光学镜头的主要设计参数如表2(c)：
表2(c)
| 参数 | 数值 |
| FNO | 2.2 |
| n1 | 1.83 |
| f2/f0 | -4.5 |
| f345/f12 | -2.2 |
| R2/d23 | 2.42 |
| ∑T/TTL | 0.16 |
其中FNO表示光圈数，n1为第一透镜的折射率，f2为第二透镜的焦距，f0为所有透镜共同决定的总焦距，f345为第三透镜、第四透镜和第五透镜的组合焦距，f12为一透镜和第二透镜的组合焦距，R2为第二透镜的口径，d23为第二透镜像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴方向的距离，ΣT为任意相邻两透镜之间的轴上间隔距离的总和，TTL为第一透镜的物侧面至成像面之间的总长度。
本实施例所述的光学镜头，在实现176°超广角的基础上，对色差、畸变等像差进行了较好的矫正，参见图6、图7、图8，并且在实现小型化的同时保持了良好的工艺性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种五片式广角摄像镜头，其特征在于：
沿着光轴从物侧至像侧依次具有：第一透镜，第二透镜，第三透镜，光阑，第四透镜，第五透镜，滤光片；
第一透镜具有负光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；
第二透镜具有负光焦度，其物侧为凹面，像侧为凹面或者凸面形状变化；
第三透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；
第四透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凹面；
第五透镜具有正光焦度，其物侧为凸面，像侧为凸面；
第四透镜和第五透镜组合为胶合透镜；
第一透镜为玻璃球面透镜，其余均为塑料非球面透镜；
光阑位于第三透镜和第四透镜之间。
2.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：所述广角摄像镜头的光圈数FNO满足：FNO＞2.0。
3.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
将第一透镜的折射率设为n1，并且将第二透镜的焦距设为f2，当由所有透镜共同决定的总焦距为f0时，折射率n1、焦距f2和总焦距f0满足：
n1＞1.72，-5＜f2/f0＜-3。
4.根据权利要求3所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
由所述第一透镜的焦距f1和与所述总焦距f0满足以下条件式：-3＜f1/f0＜-1。
5.根据权利要求3所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
所述第二透镜和第三透镜的组合焦距为f12，与所述总焦距f0满足：-2.5＜f12/f0＜-1。
6.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
所述第三透镜、第三透镜和第五透镜的组合焦距为f345，与所述第一透镜和第二透镜的组合焦距f12满足：-2.5＜f345/f12＜-1。
7.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
当所述第二透镜的口径为R2、所述第二透镜像侧面与所述第三透镜的物侧面沿光轴方向的距离为d23时，口径R2和距离d23满足：1.5＜R2/d23＜3。
8.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：
所述第一透镜至所述第五透镜中，任意相邻两透镜之间的轴上间隔距离的总和ΣT以及从所述第一透镜的物侧面至成像面之间的总长度TTL满足：0＜∑T/TTL＜0.2。
9.根据权利要求1所述的五片式广角摄像镜头，其特征在于：所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜均采用塑料偶次非球面镜片，非球面系数满足如下方程：
其中，z为非球面矢高、c为非球面近轴曲率、y为镜头口径、k为圆锥系数、A4为4次非球面系数、A6为6次非球面系数、A8为8次非球面系数、A10为10次非球面系数。
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