CN208013522U - 广角镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光学镜头技术领域,特别是涉及一种广角镜头,从物侧至像侧依次设有:第一透镜1,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第二透镜2,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第三透镜3,其物侧面和像侧面均为凸面;光阑4;第四透镜5,其物侧面和像侧面均为凸面;第五透镜6,其物侧面和像侧面均为凹面;第六透镜7,其物侧面和像侧面均为凸面。本方案中各片透镜采用的凹、凸组合结构,通过合理地分配光焦度,可以较好地实现像差校正,从而提高成像清晰度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学镜头技术领域,特别是涉及一种广角镜头。
背景技术
广角镜头由于视角较宽,能够在较短的拍摄距离范围内,拍摄到较大面积的景物,因此在车载、监控等领域得到广泛运用。然而目前的大部分的广角镜头,其像素较低,仅在100万甚至以下的水平,制作成本高,成品不够轻便,并且市面上的广角镜头的相对照度普遍较低,拍摄画面并不均匀,并且时常出现紫边现象。
实用新型内容
基于此,有必要针对目前广角镜头像素较低、制作成本高、成品不够轻便、相对照度普遍较低、时常出现紫边现象的问题,提供一种高像素的广角镜头。
一种广角镜头,从物侧至像侧依次设有:第一透镜,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第二透镜,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第三透镜,其物侧面和像侧面均为凸面;光阑;第四透镜,其物侧面和像侧面均为凸面;第五透镜,其物侧面和像侧面均为凹面;第六透镜,其物侧面和像侧面均为凸面。
在其中一个实施例中,所述的第一透镜、第二透镜、第五透镜的焦距为负,所述的第三透镜、第四透镜、第六透镜的焦距为正。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
-10<f1/f<-2;
-3<f2/f6<-1;
-3<f3/f5<-1;
TTL/f≤22;
其中,f为广角镜头的焦距,f1为第一透镜的焦距,f2为第二透镜的焦距,f3为第三透镜的焦距,f5为第五透镜的焦距,f6为第六透镜的焦距,TTL为广角镜头的总长。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
Nd1≥1.7;
Nd1-Nd2≥0.2;
Nd3-Nd4≥0.15;
Nd4-Nd5≤0;
其中,Nd1为第一透镜的折射率,Nd2为第二透镜的折射率,Nd3为第三透镜的折射率,Nd4为第四透镜的折射率,Nd5为第五透镜的折射率。
在其中一个实施例中,所述的第一透镜和第三透镜为球面透镜,第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为非球面透镜。
在其中一个实施例中,所述球面透镜为玻璃球面透镜,非球面透镜为塑胶非球面透镜。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
lens2>50,lens4>50,lens6>50;
lens1-lens3≥15;
lens4-lens5≥20;
lens6-lens5≥20;
其中,lens1为第一透镜的色散系数,lens2为第二透镜的色散系数,lens3为第三透镜的色散系数,lens4为第四透镜的色散系数,lens5为第五透镜的色散系数,lens6为第六透镜的色散系数。
在其中一个实施例中,所述广角镜头设计光谱范围为435nm~656nm,权重比例为11:23:29:27:10。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
0.2<(A12+A23+A34+A45+A56)/TTL≤0.5;
(T1+T2+T3+T4+T5+T6)/TTL≤0.7;
BF/TTL≥0.1;
其中,A12为第一透镜与第二透镜之间的空气间隔距离,A23为第二透镜与第三透镜之间的空气间隔距离,A34为第三透镜与第四透镜之间的空气间隔距离,A45为第四透镜与第五透镜之间的空气间隔距离,A56为第五透镜与第六透镜之间的空气间隔距离,BF为第六透镜与感光芯片之间的空气间隔距离,T1为第一透镜的中心厚度,T2为第二透镜的中心厚度,T3为第三透镜的中心厚度,T4为第四透镜的中心厚度,T5为第五透镜的中心厚度,T6为第六透镜的中心厚度,TTL为广角镜头的总长。
在其中一个实施例中,所述广角镜头为镜片全分离结构。
与现有技术相比,本实用新型至少具有以下优点:
1、各片透镜采用的凹、凸组合结构,通过合理地分配光焦度,可以较好地实现像差校正,从而提高成像清晰度。
2、本镜头设计时采用435nm~656nm的宽光谱,11:23:29:27:10的权重比例,符合实际成像时各波长光线的成分比例关系,实现了在整个可见光波段具有极好的图像锐利度和高相对照度,整个画面都能均匀、清晰成像,且无紫边现象。
3、本实用新型具有高像素、低重量、低成本、高照度、无紫边的特点,适合推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图;
图2为本实用新型的一个实施例的MTF图;
图3为本实用新型的一个实施例的相对照度图;
图4为本实用新型的一个实施例的弥散斑图。
具体实施方式
以下结合图1~图4对本实用新型的具体实施方式做进一步阐述。
一种广角镜头,从物侧至像侧依次设有:第一透镜1,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第二透镜2,其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第三透镜3,其物侧面和像侧面均为凸面;光阑4;第四透镜5,其物侧面和像侧面均为凸面;第五透镜6,其物侧面和像侧面均为凹面;第六透镜7,其物侧面和像侧面均为凸面。本方案中各片透镜采用的凹、凸组合结构,通过合理地分配光焦度,可以实现较好的像差校正性能,从而提高成像清晰度。
可选地,在第六透镜7与感光芯片10之间还可以设置滤光片8,以提高成像效果。
可选地,在第六玻璃7与感光芯片10之间还可以设置保护玻璃9,以保护感光芯片10,防止对感光芯片造成损害。
在其中一个实施例中,所述的第一透镜1、第二透镜2、第五透镜6的焦距为负,所述的第三透镜3、第四透镜5、第六透镜7的焦距为正。
在本实施例中,所述各透镜焦距正、负的组合结构,合理分配了光焦度,有助于提高成像的清晰度。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
-10<f1/f<-2;
-3<f2/f6<-1;
-3<f3/f5<-1;
TTL/f≤22;
其中,f为广角镜头的焦距,f1为第一透镜1的焦距,f2为第二透镜2的焦距,f3为第三透镜3的焦距,f5为第五透镜6的焦距,f6为第六透镜7的焦距,TTL为广角镜头的总长。
在本实施例中,满足上述各片透镜焦距关系的透镜组合结构,可合理分配各个透镜的光焦度,提高成像清晰度,满足200万像素的要求。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
Nd1≥1.7;
Nd1-Nd2≥0.2;
Nd3-Nd4≥0.15;
Nd4-Nd5≤0;
其中,Nd1为第一透镜1的折射率,Nd2为第二透镜2的折射率,Nd3为第三透镜3的折射率,Nd4为第四透镜5的折射率,Nd5为第五透镜6的折射率。
在本实施例中,满足上述各片透镜折射率关系的透镜组合结构,可以实现较好的球差、场曲和像散的校正能力,从而提高成像清晰度,达到高像素的要求。
在其中一个实施例中,所述的第一透镜1和第三透镜3为球面透镜,第二透镜2、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7均为非球面透镜。
在本实施例中,通过优化面型,采用所述2片球面镜以及4片非球面镜的配合方式,合理控制边缘光线折射角度,可以减少边缘光线的损失,使得不同角度的光线到达像面时的锥角大小变化缓慢,从而提高相对照度。
在其中一个实施例中,所述球面透镜为玻璃球面透镜,非球面透镜为塑胶非球面透镜。
在本实施例中,采用玻璃材质的球面透镜,能够提供更高的折射率,且光学透过率高,同时受温度影响较小,具有较高的稳定性;此外,第一透镜1由于直接接触外界,因此采用玻璃材质能够达到更好的耐磨性能,镜头使用寿命更长。采用塑胶材质的非球面透镜,机械强度高,不易破裂,质轻,易于塑造满足要求的非球面透镜,且可降低成本。
在其中一个实施例中,所述广角镜头设计时,不设置渐晕,可以提高边缘光线的通过量,从而提高镜头成像的相对照度。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
lens2>50,lens4>50,lens6>50;
lens1-lens3≥15;
lens4-lens5≥20;
lens6-lens5≥20;
其中,lens1为第一透镜1的色散系数,lens2为第二透镜2的色散系数,lens3为第三透镜3的色散系数,lens4为第四透镜5的色散系数,lens5为第五透镜6的色散系数,lens6为第六透镜7的色散系数。
在本实施例中,满足上述各片透镜色散系数关系的透镜组合结构,可以减少短波长的弥散斑,降低短波长光线在像面上的发散程度以及相对其他波长的离散程度,降低色差,防止出现紫边,从而提升整个可见光波段的成像效果。
在其中一个实施例中,所述广角镜头设计光谱范围为435nm~656nm,权重比例为11:23:29:27:10。
在本实施例中,本镜头设计时采用435nm~656nm的宽光谱,11:23:29:27:10的权重比例,符合实际成像时各波长光线的成分比例关系,可实现在整个可见光波段具有极好的图像锐利度和高相对照度,整个画面都能均匀、清晰成像,且无紫边现象。
在其中一个实施例中,所述广角镜头满足以下关系式:
0.2<(A12+A23+A34+A45+A56)/TTL≤0.5;
(T1+T2+T3+T4+T5+T6)/TTL≤0.7;
BF/TTL≥0.1;
其中,A12为第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔距离,A23为第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔距离,A34为第三透镜3与第四透镜5之间的空气间隔距离,A45为第四透镜5与第五透镜6之间的空气间隔距离,A56为第五透镜6与第六透镜7之间的空气间隔距离,BF为第六透镜7与感光芯片10之间的空气间隔距离,T1为第一透镜1的中心厚度,T2为第二透镜2的中心厚度,T3为第三透镜3的中心厚度,T4为第四透镜5的中心厚度,T5为第五透镜6的中心厚度,T6为第六透镜7的中心厚度,TTL为广角镜头的总长。
在本实施例中,满足上述尺寸关系的透镜组合结构,可以在保证镜头光学性能的前提下,提高镜头的轻便性,同时降低镜头的加工成本。
在其中一个实施例中,所述广角镜头的各片透镜全分离结构。
在本实施例中,镜头采用各片透镜全分离的结构,避免使用胶合工艺,可降低镜头的加工及装配难度,提高生产效率和良品率,进一步降低生产成本。
一种广角镜头,从物侧至像侧依次设有:第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑4、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7、滤光片8、保护玻璃9和感光芯片10;所述的第一透镜1和第三透镜3为玻璃球面透镜,第二透镜2、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7均为塑胶非球面透镜;
所述的第一透镜1朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面;所述的第二透镜2朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面;所述的第三透镜3朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面;所述的第四透镜5朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面;所述的第五透镜6朝向物侧和朝向像侧的表面均为凹面;所述的第六透镜7朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面;
所述的第一透镜1、第二透镜2、第五透镜6的焦距为负,所述的第三透镜3、第四透镜5、第六透镜7的焦距为正;
所述广角镜头的焦距满足以下关系式:
-10<f1/f<-2;
-3<f2/f6<-1;
-3<f3/f5<-1;
TTL/f≤22;
其中,f为广角镜头的焦距,f1为第一透镜1的焦距,f2为第二透镜2的焦距,f3为第三透镜3的焦距,f5为第五透镜6的焦距,f6为第六透镜7的焦距,TTL为广角镜头的总长;
所述广角镜头的折射率满足以下关系式:
Nd1≥1.7;
Nd1-Nd2≥0.2;
Nd3-Nd4≥0.15;
Nd4-Nd5≤0;
其中,Nd1为第一透镜1的折射率,Nd2为第二透镜2的折射率,Nd3为第三透镜3的折射率,Nd4为第四透镜5的折射率,Nd5为第五透镜6的折射率;
所述广角镜头的色散系数满足以下关系式:
lens2>50,lens4>50,lens6>50;
lens1-lens3≥15;
lens4-lens5≥20;
lens6-lens5≥20;
其中,lens1为第一透镜1的色散系数,lens2为第二透镜2的色散系数,lens3为第三透镜3的色散系数,lens4为第四透镜5的色散系数,lens5为第五透镜6的色散系数,lens6为第六透镜7的色散系数;
所述广角镜头的透镜厚度及其空气间隔距离满足以下关系式:
0.2<(A12+A23+A34+A45+A56)/TTL≤0.5;
(T1+T2+T3+T4+T5+T6)/TTL≤0.7;
BF/TTL≥0.1;
其中,A12为第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔距离,A23为第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔距离,A34为第三透镜3与第四透镜5之间的空气间隔距离,A45为第四透镜5与第五透镜6之间的空气间隔距离,A56为第五透镜6与第六透镜7之间的空气间隔距离,BF为第六透镜7与感光芯片10之间的空气间隔距离,T1为第一透镜1的中心厚度,T2为第二透镜2的中心厚度,T3为第三透镜3的中心厚度,T4为第四透镜5的中心厚度,T5为第五透镜6的中心厚度,T6为第六透镜7的中心厚度,TTL为广角镜头的总长;
所述广角镜头设计时采用435nm~656nm的宽光谱,11:23:29:27:10的权重比例。
在本方案中,通过各透镜的正、负焦距交替组合结构,合理分配各透镜的光焦度,并依据光焦度选择合适折射率和色散系数的材料进行搭配,可以更好地校正球差、场曲、像散及色差,从而达到200万像素级别的要求;
通过使用2片玻璃球面透镜和4片塑胶非球面透镜,可以在保证镜头光学性能的前提下,尽可能减小镜头的重量;在设计镜头时尽量选择种类少的常用塑胶材料,可控制透镜形状以保证易加工性,降低材料及加工方面的成本;镜头采用各片透镜全分离的结构,避免使用胶合工艺,可降低镜头的加工及装配难度提高生产效率和良品率,达到低重量、低成本的要求;
在设计镜头时,不设置渐晕以提高镜头的边缘光线通过量;考虑提升中心视场解像力的同时,对周边视场的像差进行校正,尽量保持整个画面的均匀性;通过合理的结构形式,控制边缘光线的折射角度以减少光线的损失,使得不同视场的光线到达像面时的锥角大小变化缓慢,达到高照度的要求;
由于在镜头设计时,将更短的波长加入到考虑范围内,采用435nm~656nm的宽光谱,11:23:29:27:10的权重比例,符合实际成像时各波长光线的成分比例关系,通过优化使得短波长的弥散斑减小,减小短波长光线在像面上的发散程度及相对其他波长的离散程度,可实现在整个可见光波段具有极好的图像锐利度和高相对照度,提升整个可见光波段的成像效果,达到无紫边的要求。
以下为本实用新型广角镜头一个具体实施例中的具体参数:
本实施例中,所述广角镜头的焦距f=1.25mm,相对孔径FNO=2.0,视场角FOV=164°,镜头总长TTL=25mm,各透镜各项具体参数如表1所示:
面编号 | 半径R | 厚度 | 折射率Nd | 阿贝数Vd |
物面 | Infinity | Infinity | ||
S1 | 20.75 | 1.25 | 1.79 | 47.5 |
S2 | 4.96 | 3.60 | ||
*S3 | 35.51 | 1.80 | 1.54 | 55.7 |
*S4 | 1.81 | 2.09 | ||
S5 | 11.07 | 4.10 | 1.74 | 27.8 |
S6 | -7.73 | 2.98 | ||
光阑 | Infinity | 0.26 | ||
*S8 | 6.04 | 1.51 | 1.54 | 55.7 |
*S9 | -2.81 | 0.29 | ||
*S10 | -3.27 | 1.19 | 1.64 | 22.4 |
*S11 | 4.33 | 0.26 | ||
*S12 | 3.24 | 2.62 | 1.54 | 55.7 |
*S13 | -2.79 | 0.40 | ||
S14(滤光片) | Infinity | 0.30 | 1.52 | 64.2 |
S15(滤光片) | Infinity | 1.80 | ||
S16(保护玻璃) | Infinity | 0.40 | 1.52 | 64.2 |
S17(保护玻璃) | Infinity | 0.12 | ||
像面 | Infinity | - |
表1
在表1中,半径R与厚度的单位均为毫米;标记“*”的面表示非球面,非球面的透镜的面型满足以下关系式:
式中,参数c为透镜半径所对应的曲率,y为径向坐标,径向坐标的单位与透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数,详细的非球面相关参数如表2所示:
表2
本实施例的光学性能如图2~图4所示,其中图2为MTF(Modulation TransferFunction)曲线图,用于评价光学系统的综合解像能力,从图2中的曲线可看出,本方案中的广角镜头已经将各种像差校正到满足200万高像素的要求;图3为相对照度图,从图3中可看出,本方案中的广角镜头的相对照度非常高,达到65%,能保证像面图像亮度均匀;图4为弥散斑图,从图4中可看出,所有视场的短波长的光线在像面上的位置都非常集中,由此可以保证色差很小且无紫边现象。
Claims (10)
1.一种广角镜头,其特征在于:从物侧至像侧依次设有:第一透镜(1),其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第二透镜(2),其物侧面为凸面、像侧面为凹面;第三透镜(3),其物侧面和像侧面均为凸面;光阑(4);第四透镜(5),其物侧面和像侧面均为凸面;第五透镜(6),其物侧面和像侧面均为凹面;第六透镜(7),其物侧面和像侧面均为凸面。
2.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第五透镜(6)的焦距为负,所述的第三透镜(3)、第四透镜(5)、第六透镜(7)的焦距为正。
3.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头满足以下关系式:
-10<f1/f<-2;
-3<f2/f6<-1;
-3<f3/f5<-1;
TTL/f≤22;
其中,f为广角镜头的焦距,f1为第一透镜(1)的焦距,f2为第二透镜(2)的焦距,f3为第三透镜(3)的焦距,f5为第五透镜(6)的焦距,f6为第六透镜(7)的焦距,TTL为广角镜头的总长。
4.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头满足以下关系式:
Nd1≥1.7;
Nd1-Nd2≥0.2;
Nd3-Nd4≥0.15;
Nd4-Nd5≤0;
其中,Nd1为第一透镜(1)的折射率,Nd2为第二透镜(2)的折射率,Nd3为第三透镜(3)的折射率,Nd4为第四透镜(5)的折射率,Nd5为第五透镜(6)的折射率。
5.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述的第一透镜(1)和第三透镜(3)为球面透镜,第二透镜(2)、第四透镜(5)、第五透镜(6)、第六透镜(7)均为非球面透镜。
6.根据权利要求5所述的广角镜头,其特征在于:所述球面透镜为玻璃球面透镜,非球面透镜为塑胶非球面透镜。
7.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头满足以下关系式:
lens2>50,lens4>50,lens6>50;
lens1-lens3≥15;
lens4-lens5≥20;
lens6-lens5≥20;
其中,lens1为第一透镜(1)的色散系数,lens2为第二透镜(2)的色散系数,lens3为第三透镜(3)的色散系数,lens4为第四透镜(5)的色散系数,lens5为第五透镜(6)的色散系数,lens6为第六透镜(7)的色散系数。
8.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头设计光谱范围为435nm~656nm,权重比例为11:23:29:27:10。
9.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头满足以下关系式:
0.2<(A12+A23+A34+A45+A56)/TTL≤0.5;
(T1+T2+T3+T4+T5+T6)/TTL≤0.7;
BF/TTL≥0.1;
其中,A12为第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔距离,A23为第二透镜(2)与第三透镜(3)之间的空气间隔距离,A34为第三透镜(3)与第四透镜(5)之间的空气间隔距离,A45为第四透镜(5)与第五透镜(6)之间的空气间隔距离,A56为第五透镜(6)与第六透镜(7)之间的空气间隔距离,BF为第六透镜(7)与感光芯片(10)之间的空气间隔距离,T1为第一透镜(1)的中心厚度,T2为第二透镜(2)的中心厚度,T3为第三透镜(3)的中心厚度,T4为第四透镜(5)的中心厚度,T5为第五透镜(6)的中心厚度,T6为第六透镜(7)的中心厚度,TTL为广角镜头的总长。
10.根据权利要求1所述的广角镜头,其特征在于:所述广角镜头的各片透镜全分离结构。
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CN201820447788.4U CN208013522U (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 广角镜头 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108490583A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-04 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 高像素广角镜头 |
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2018
- 2018-03-30 CN CN201820447788.4U patent/CN208013522U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108490583A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-04 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 高像素广角镜头 |
CN108490583B (zh) * | 2018-03-30 | 2024-05-24 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 高像素广角镜头 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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