CN205982801U

CN205982801U - 一种超广角镜头

Info

Publication number: CN205982801U
Application number: CN201620848597.XU
Authority: CN
Inventors: 计晓利
Original assignee: Shanghai Jingyi Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Jingyi Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2026-08-08

Abstract

本实用新型公开了一种超广角镜头，其特征在于，沿其光轴方向从物端到像端依序包括第一透镜，第二透镜，第三透镜，光阑，三片式透镜元件组和成像面，所述三片式透镜元件组由一个具有正光焦度的胶合元件组和一个具有正光焦度的单体透镜组成，所述超广角镜头满足如下条件：8＜TT/f0＜15，TT表示当该超广角镜头对焦无穷大时，第一透镜对物端的顶点到成像面的距离，f0为超广角镜头的焦距；本实用新型的超广角镜头所需透镜为6个，减小了镜头的体积和重量，同时具备高影像质量和良好的低光性能。

Description

一种超广角镜头

技术领域

本实用新型涉及一种成像技术，尤其涉及一种超广角镜头。

背景技术

具有视角180度（+/-10度）的物镜被称为超广角镜头。超广角镜头通常用于安全及监控性质的设备。此类型的设备包括车用备份相机、大巴车及飞机的内部监控相机等。由于一个物镜的低光性能十分重要，所以物镜必须具备大光圈，通常在理想情况下，物镜的光圈（也称物镜的f/#）应低于或等于2；许多新型应用设备还要求尺寸小，重量轻；此外，物镜的影像质量还必须足够高，从而匹配百万像素的感光芯片。

现有超广角镜头的设计用到的透镜元件从8个到12个不等，如富士能在日本销售的P/N:DF1.8HB，就使用了大量的透镜元件，来满足物镜的性能需求（视角、光圈及高影像质量）。但是，由于使用大量的元件，制造出来的物镜体积和重量均较大，而且使用大量元件使得制造成本高。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种超广角镜头，本实用新型的超广角镜头所需透镜为6个，减小了镜头的体积和重量，本实用新型超广角镜头由6个透镜组合设计，实现高影像质量和良好低光性能的效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：一种超广角镜头，其特征在于，沿其光轴方向从物端到像端依序包括第一透镜，第二透镜，第三透镜，光阑，三片式透镜元件组和成像面，所述三片式透镜元件组由一个具有正光焦度的胶合元件组和一个具有正光焦度的单体透镜组成，所述超广角镜头满足如下条件：8＜TT/f0＜15，TT表示当该超广角镜头对焦无穷大时，第一透镜对物端的顶点到成像面的距离，f0为超广角镜头的焦距。

优选的是，所述第一透镜包括第一对物面和第一影像面，第一对物面和第一影像面均为凸面，第二透镜包括第二对物面和第二影像面，第二对物面和第二影像面均为凸面，第三透镜包括第三对物面和第三影像面，第三对物面和第三影像面均为凸面，所述三片式透镜元件组中的单体透镜位于胶合元件组和成像面之间，所述胶合元件组由第四透镜和第五透镜组成，所述单体透镜为第六透镜，所述第四透镜包括第四对物面和第四影像面，所述第四对物面为凸面，所述第四影像面为凹面，所述第五透镜包括第五对物面和第五影像面，第四影像面即为第五对物面，所述第五影像面为凹面，所述第六透镜包括第六对物面和第六影像面，第六对物面为凸面，第六影像面为凹面。

优选的是，所述第二透镜的色差系数高于第一透镜的色差系数，第一、第二透镜的色差系数均高于第三透镜的色差系数。

优选的是，所述第一对物面的半径为9.99mm，第一透镜的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.91，色差系数为35.47，第一影像面的半径为4.15mm，第一影像面和第二对物面间的距离为1.98mm；第二透镜的中心厚度为 0.8mm，在588nm时的折射率为1.816，色差系数为46.61，第二对物面的半径为17.42mm，第二影像面的半径为3.07mm，第二影像面和第三对物面间的距离为5.32mm；第三透镜的中心厚度为1.14mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第三对物面的半径为6.26mm，第三影像面的半径为39.78mm，第三影像面和光阑间的距离为1.56mm；光阑和第四对物面间的距离为0.62mm；第四透镜的中心厚度为1.82mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第四对物面的半径为9.81mm，第四影像面的半径为-2.2mm，第四影像面即为第五对物面；第五透镜的中心厚度为0.4mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面的半径为-6.95mm，第五影像面和第六对物面间的距离为0.06mm；第六透镜的中心厚度为1.03mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面的半径为45.11mm，第六影像面的半径为-10.04mm，第六影像面和成像面的玻璃盖间距离为3.5mm；玻璃盖的厚度0.4mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面间的距离为0.55mm。

优选的是，所述超广角镜头的焦距f0=1.68，光学总长TT=20.2，TT/f0=12，最大视角=180度，光圈为2.0。

优选的是，所述第一透镜包括第一对物面和第一影像面，第一对物面和第一影像面均为凸面，第二透镜包括第二对物面和第二影像面，第二对物面和第二影像面均为凸面，第三透镜包括第三对物面和第三影像面，第三对物面为凸面，所述第三影像面为凹面，所述三片式透镜元件组中的单体透镜位于光阑和胶合元件组之间，所述胶合元件组由第四透镜和第五透镜组成，所述单体透镜为第六透镜，所述第四透镜包括第四对物面和第四影像面，所述第四对物面为凸面，第四影像面为凹面，所述第五透镜包括第五对物面和第五影像面，第五对物面即为第四影像面，第五影像面为平面，所述第六透镜包括第六对物面和第六影像面，所述第六对物面为平面，所述第六影像面为凹面。

优选的是，所述第一对物面的半径为14.56mm，第一透镜的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.754，色差系数为52.32，第一影像面的半径为4.3mm，第一影像面和第二对物面间的距离为2.44mm；第二透镜的中心厚度为 0.8mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第二对物面的半径为25.77mm，第二影像面的半径为3.71mm，第二影像面和第三对物面间的距离为2.72mm；第三透镜的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.744，色差系数为44.98，第三对物面的半径为43.98mm，第三影像面的半径为-6.7mm，第三影像面和光阑间的距离为1.89mm；光阑和第六对物面间的距离为2.48mm；第六透镜的中心厚度为2mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面为平面，第六影像面的半径为-4.96mm，第六影像面和第四对物面间的距离为0.1mm；第四透镜的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.66，第四对物面的半径为8.01mm，第四影像面的半径为-3.41mm，第四影像面即为第五对物面；第五透镜的中心厚度为0.5mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面为平面，第五影像面和成像面的玻璃盖间的距离为2.04mm；玻璃盖的厚度0.55mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面间的距离为0.5mm。

优选的是，所述该超广角镜头的焦距f0=1.97，光学总长TT=23.02，TT/f0=11.7，最大视角=170度，光圈为3.0。

与现有技术相比，本实用新型实现的有益效果：本实用新型超广角镜头减少了透镜元件的个数，同时实现了高影像质量和良好低光性能的效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本实用新型：

图1为本实用新型超广角镜头第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型超广角镜头第一实施例的光线象差横向光扇状图；

图3为本实用新型超广角镜头第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型超广角镜头第二实施例的光线象差横向光扇状图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种超广角镜头沿其光轴1方向从物端到像端依序包括第一透镜2，第二透镜3，第三透镜4，光阑5，第四透镜10，第五透镜11，第六透镜8和成像面7，第一透镜2包括第一对物面2-1和第一影像面2-2，第一对物面2-1为凸面，第一影像面2-2为凸面，第二透镜3包括第二对物面3-1和第二影像面3-2，第二对物面3-1和第二影像面3-2均为凸面，第三透镜4包括第三对物面4-1和第三影像面4-2，第三对物面4-1为凸面，第三影像面4-2为凸面，第三透镜4具有正光焦度，第四透镜10和第五透镜11用光学胶水粘合构成胶合元件组9，胶合元件组9具有正光焦度，第六透镜8具有正光焦度。

第一对物面2-1的半径为9.99mm，第一透镜2的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.91，色差系数为35.47，第一影像面2-2的半径为4.15mm，第一影像面2-2和第二对物面3-1间的距离为1.98mm。

第二透镜3的中心厚度为0.8mm，在588nm时的折射率为1.816，色差系数为46.61，第二对物面3-1的半径为17.42mm，第二影像面3-2的半径为3.07mm，第二影像面3-2和第三对物面4-1间的距离为5.32mm。

第三透镜4的中心厚度为1.14mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第三对物面4-1的半径为6.26mm，第三影像面4-2的半径为39.78mm，第三影像面4-2和光阑5间的距离为1.56mm。

光阑5和第四对物面10-1间的距离为0.62mm。

第四透镜10的中心厚度为1.82mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第四对物面10-1的半径为9.81mm，第四影像面10-2的半径为-2.2mm，第四影像面10-2即为第五对物面。

第五透镜11的中心厚度为0.4mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面11-2的半径为-6.95mm，第五影像面11-2和第六对物面8-1间的距离为0.06mm。

第六透镜8的中心厚度为1.03mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面8-1的半径为45.11mm，第六影像面8-2的半径为-10.04mm，第六影像面8-2和成像面7玻璃盖间的距离为3.5mm。

玻璃盖的厚度为0.4mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面7间的距离为0.55mm。

该超广角镜头的焦距f0=1.68，光学总长TT=20.2，TT/f0=12，最大视角=180度，光圈F/#=2.0。

如图2所示，自变量（横轴）是射线相对瞳孔直径的相对坐标，纵轴代表一股穿过设定瞳孔光线的横向光线象差（偏离理想焦点的距离），纵轴的最大测量距离为±20μm（每刻度为4μm），A，C，E和G代表切面的横向光线象差，B，D，F和H代表矢状面的横向光线象差，A和B表示本专利处理轴上光束的横向光线象差，C和D表示本专利处理偏离光轴40度光束的横向光线象差，E和F表示本专利处理偏离光轴70度光束的横向光线象差，G和H表示本专利处理偏离光轴90度光束的横向光线象差。

实施例2

如图3所示，一种超广角镜头沿其光轴1方向从物端到像端依序包括第一透镜2，第二透镜3，第三透镜4，光阑5，第六透镜8，第四透镜10，第五透镜11和成像面7，第一透镜2包括第一对物面2-1和第一影像面2-2，第一对物面2-1为凸面，第一影像面2-2为凸面，第二透镜3包括第二对物面3-1和第二影像面3-2，第二对物面3-1和第二影像面3-2均为凸面，第三透镜4包括第三对物面4-1和第三影像面4-2，第三对物面4-1为凸面，第三影像面4-2为凹面，第三透镜4具有正光焦度，第六透镜8具有正光焦度，第四透镜10和第五透镜11用光学胶水粘合构成胶合元件组9，胶合元件组9具有正光焦度。

第一对物面2-1的半径为14.56mm，第一透镜2的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.754，色差系数为52.32，第一影像面2-2的半径为4.3mm，第一影像面2-2和第二对物面3-1间的距离为2.44mm。

第二透镜3的中心厚度为 0.8mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第二对物面3-1的半径为25.77mm，第二影像面3-2的半径为3.71mm，第二影像面3-2和第三对物面4-1间的距离为2.72mm。

第三透镜4的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.744，色差系数为44.98，第三对物面4-1的半径为43.98mm，第三影像面4-2的半径为-6.7mm，第三影像面4-2和光阑5间的距离为1.89mm。

光阑5和第六对物面8-1间的距离为2.48mm。

第六透镜8的中心厚度为2mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面8-1为平面，第六影像面8-2的半径为-4.96mm，第六影像面8-2和第四对物面10-1间的距离为0.1mm。

第四透镜10的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.66，第四对物面10-1的半径为8.01mm，第四影像面10-2的半径为-3.41mm，第四影像面10-2即为第五对物面。

第五透镜11的中心厚度为0.5mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面11-2为平面，第五影像面11-2和成像面7的玻璃盖间的距离为2.04mm。

玻璃盖的厚度0.55mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面7间的距离为0.5mm。

该超广角镜头的焦距f0=1.97，光学总长TT=23.02，TT/f0=11.7，最大视角=170度，光圈F/#=3.0。

如图4所示，自变量（横轴）是射线相对瞳孔直径的相对坐标，纵轴代表一股穿过设定瞳孔光线的横向光线象差（偏离理想焦点的距离），纵轴的最大测量距离为±20μm（每刻度为4μm），A，C，E和G代表切面的横向光线象差，B，D，F和H代表矢状面的横向光线象差，A和B表示本专利处理轴上光束的横向光线象差，C和D表示本专利处理偏离光轴40度光束的横向光线象差，E和F表示本专利处理偏离光轴70度光束的横向光线象差，G和H表示本专利处理偏离光轴90度光束的横向光线象差。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种超广角镜头，其特征在于，沿其光轴（1）方向从物端到像端依序包括第一透镜（2），第二透镜（3），第三透镜（4），光阑（5），三片式透镜元件组（6）和成像面（7），所述三片式透镜元件组（6）由一个具有正光焦度的胶合元件组（9）和一个具有正光焦度的单体透镜（8）组成，所述超广角镜头满足如下条件：8＜TT/f0＜15，TT表示当该超广角镜头对焦无穷大时，第一透镜（2）对物端的顶点到成像面（7）的距离，f0为超广角镜头的焦距。

2.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述第一透镜（2）包括第一对物面（2-1）和第一影像面（2-2），第一对物面（2-1）和第一影像面（2-2）均为凸面，第二透镜（3）包括第二对物面（3-1）和第二影像面（3-2），第二对物面（3-1）和第二影像面（3-2）均为凸面，第三透镜（4）包括第三对物面（4-1）和第三影像面（4-2），第三对物面（4-1）和第三影像面（4-2）均为凸面，所述三片式透镜元件组（6）中的单体透镜（8）位于胶合元件组（9）和成像面（7）之间，所述胶合元件组（9）由第四透镜（10）和第五透镜（11）组成，所述单体透镜（8）为第六透镜（8），所述第四透镜（10）包括第四对物面（10-1）和第四影像面（10-2），所述第四对物面（10-1）为凸面，所述第四影像面（10-2）为凹面，所述第五透镜（11）包括第五对物面和第五影像面（11-2），第四影像面（10-2）即为第五对物面，所述第五影像面（11-2）为凹面，所述第六透镜（8）包括第六对物面（8-1）和第六影像面（8-2），第六对物面（8-1）为凸面，第六影像面（8-2）为凹面。

3.如权利要求2所述的超广角镜头，其特征在于，所述第二透镜（3）的色差系数高于第一透镜（2）的色差系数，第一透镜（2）、第二透镜（3）的色差系数均高于第三透镜（4）的色差系数。

4.如权利要求3所述的超广角镜头，其特征在于，所述第一对物面（2-1）的半径为9.99mm，第一透镜（2）的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.91，色差系数为35.47，第一影像面（2-2）的半径为4.15mm，第一影像面（2-2）和第二对物面（3-1）间的距离为1.98mm；第二透镜（3）的中心厚度为0.8mm，在588nm时的折射率为1.816，色差系数为46.61，第二对物面（3-1）的半径为17.42mm，第二影像面（3-2）的半径为3.07mm，第二影像面（3-2）和第三对物面（4-1）间的距离为5.32mm；第三透镜（4）的中心厚度为1.14mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第三对物面（4-1）的半径为6.26mm，第三影像面（4-2）的半径为39.78mm，第三影像面（4-2）和光阑（5）间的距离为1.56mm；光阑（5）和第四对物面（10-1）间的距离为0.62mm；第四透镜（10）的中心厚度为1.82mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第四对物面（10-1）的半径为9.81mm，第四影像面（10-2）的半径为-2.2mm，第四影像面（10-2）即为第五对物面；第五透镜（11）的中心厚度为0.4mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面（11-2）的半径为-6.95mm，第五影像面（11-2）和第六对物面（8-1）间的距离为0.06mm；第六透镜（8）的中心厚度为1.03mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面（8-1）的半径为45.11mm，第六影像面（8-2）的半径为-10.04mm，第六影像面（8-2）和成像面（7）的玻璃盖间距离为3.5mm；玻璃盖的厚度0.4mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面（7）间的距离为0.55mm。

5.如权利要求2所述的超广角镜头，其特征在于，所述超广角镜头的焦距f0=1.68，光学总长TT=20.2，TT/f0=12，最大视角=180度，光圈为2.0。

6.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于，所述第一透镜（2）包括第一对物面（2-1）和第一影像面（2-2），第一对物面（2-1）和第一影像面（2-2）均为凸面，第二透镜（3）包括第二对物面（3-1）和第二影像面（3-2），第二对物面（3-1）和第二影像面（3-2）均为凸面，第三透镜（4）包括第三对物面（4-1）和第三影像面（4-2），第三对物面（4-1）为凸面，所述第三影像面（4-2）为凹面，所述三片式透镜元件组（6）中的单体透镜（8）位于光阑（5）和胶合元件组（9）之间，所述胶合元件组（9）由第四透镜（10）和第五透镜（11）组成，所述单体透镜（8）为第六透镜（8），所述第四透镜（10）包括第四对物面（10-1）和第四影像面（10-2），所述第四对物面（10-1）为凸面，第四影像面（10-2）为凹面，所述第五透镜（11）包括第五对物面和第五影像面（11-2），第五对物面（11-1）即为第四影像面（10-2），第五影像面（11-2）为平面，所述第六透镜（8）包括第六对物面（8-1）和第六影像面（8-2），所述第六对物面（8-1）为平面，所述第六影像面（8-2）为凹面。

7.如权利要求6所述的超广角镜头，其特征在于，所述第二透镜（3）的色差系数高于第一透镜（2）的色差系数，第一透镜（2）、第二透镜（3）的色差系数均高于第三透镜（4）的色差系数。

8.如权利要求7所述的超广角镜头，其特征在于，所述第一对物面（2-1）的半径为14.5mm，第一透镜（2）的中心厚度为1mm，在588nm时的折射率为1.754，色差系数为52.32，第一影像面（2-2）的半径为4.3mm，第一影像面（2-2）和第二对物面（3-1）间的距离为2.44mm；第二透镜（3）的中心厚度为 0.8mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.67，第二对物面（3-1）的半径为25.77mm，第二影像面（3-2）的半径为3.71mm，第二影像面（3-2）和第三对物面间（4-1）的距离为2.72mm；第三透镜（4）的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.744，色差系数为44.98，第三对物面（4-1）的半径为43.98mm，第三影像面（4-2）的半径为-6.7mm，第三影像面（4-2）和光阑（5）间的距离为1.89mm；光阑（5）和第六对物面（8-1）间的距离为2.48mm；第六透镜（8）的中心厚度为2mm，在588nm时的折射率为1.64，色差系数为60.15，第六对物面（8-1）为平面，第六影像面（8-2）的半径为-4.96mm，第六影像面（8-2）和第四对物面（10-1）间的距离为0.1mm；第四透镜（10）的中心厚度为3mm，在588nm时的折射率为1.729，色差系数为54.66，第四对物面（10-1）的半径为8.01mm，第四影像面（10-2）的半径为-3.41mm，第四影像面（10-2）即为第五对物面；第五透镜（11）的中心厚度为0.5mm，在588nm时的折射率为1.917，色差系数为21.51，第五影像面（11-2）为平面，第五影像面（11-2）和成像面（7）的玻璃盖间的距离为2.04mm；玻璃盖的厚度为0.55mm，玻璃盖在588nm时的折射率为1.516，色差系数为64.17，玻璃盖与成像面（7）间的距离为0.5mm。

9.如权利要求6所述的超广角镜头，其特征在于，所述该超广角镜头的焦距f0=1.97，光学总长TT=23.02，TT/f0=11.7，最大视角=170度，光圈为3.0。