CN218824937U

CN218824937U - 一种广角镜头

Info

Publication number: CN218824937U
Application number: CN202320135903.5U
Authority: CN
Inventors: 游赐天; 张荣曜; 陈嘉旺; 范智宇; 杨铭
Original assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Current assignee: Xiamen Leading Optics Co Ltd
Priority date: 2023-01-12
Filing date: 2023-01-12
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2033-01-12

Abstract

本实用新型公开了一种广角镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜，所述第一透镜具负屈光度，所述第二透镜具正屈光度，所述第三透镜具正屈光度，所述第四透镜具负屈光度，该镜头满足：6<TTL/f<7,其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到镜头像面在光轴上的距离，f为镜头的整体焦距。本实用新型广角镜头采用2片玻璃透镜及2片塑料透镜的设计，镜头镜片少、结构紧凑，其体积小且成本低，使用安装方便，同时系统像差矫正好，具有较好的成像质量。

Description

一种广角镜头

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种广角镜头。

背景技术

随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展。广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。目前的广角镜头普遍存在以下缺陷：镜头镜片过多，TTL(镜头的光学总长)过大，使得镜头整体成本过高，且安装使用具有局限性；成像质量校差，像差没有得到合理的修正。

鉴于此，本申请发明人发明了一种广角镜头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、成本低、像差矫正好、成像质量高的广角镜头。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种广角镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜，所述第一透镜至第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

所述第一透镜具负屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

所述第二透镜具正屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第三透镜具正屈光度，且第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凹面，像侧面近光轴处为凸面；

该镜头满足：6<TTL/f<7,其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到镜头像面在光轴上的距离，f为镜头的整体焦距。

进一步地，所述第一透镜、第二透镜均为玻璃透镜，所述第三透镜、第四透镜均为塑料非球面透镜。

进一步地，该镜头满足：1<|f1/f|<2，,2<|f2/f|<2.5，1<|f3/f|<1.5，1.5<|f4/f|<2，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

进一步地，该镜头满足：4.8<|f1|<5，6<|f2|<7，3<|f3|<3.5，4<|f4|<5，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

进一步地，该镜头满足：1.5<nd1<1.6，70<vd1<80，1.7<nd2<1.8，50<vd2<60，1.5<nd3<1.6，50<vd3<60，1.5<nd4<1.7，15<vd4<25，其中，nd1、nd2、nd3、nd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的折射率，vd1、vd2、vd3、vd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的阿贝数。

进一步地，该镜头满足：BFL/TTL>0.2；其中，BFL为第四透镜的像侧面到镜头像面在光轴上的距离。

进一步地，该镜头满足：2.6mm<f<2.9mm。

进一步地，该镜头满足：TTL≤18.5mm。

进一步地，该镜头的最大通光F/NO＝2.0。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型广角镜头采用2片玻璃透镜及2片塑料透镜的设计，镜头镜片少、结构紧凑，其体积小且成本低，使用安装方便，同时系统像差矫正好，具有较好的成像质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的光路图；

图2为本实用新型实施例1中镜头在435nm-650nm光下的MTF曲线图；

图3为本实用新型实施例1中镜头在435nm-650nm光下的离焦曲线图；

图4为本实用新型实施例1中镜头在435nm-650nm光下的横向色差曲线图；

图5为本实用新型实施例1中镜头在435nm-650nm光下的纵向色差曲线图；

图6为本实用新型实施例1中镜头在435nm-650nm光下的场曲及畸变图；

图7为本实用新型实施例2的光路图；

图8为本实用新型实施例2中镜头在435nm-650nm光下的MTF曲线图；

图9为本实用新型实施例2中镜头在435nm-650nm光下的离焦曲线图；

图10为本实用新型实施例2中镜头在435nm-650nm光下的横向色差曲线图；

图11为本实用新型实施例2中镜头在435nm-650nm光下的纵向色差曲线图；

图12为本实用新型实施例2中镜头在435nm-650nm光下的场曲及畸变图；

图13为本实用新型实施例3的光路图；

图14为本实用新型实施例3中镜头在435nm-650nm光下的MTF曲线图；

图15为本实用新型实施例3中镜头在435nm-650nm光下的离焦曲线图；

图16为本实用新型实施例3中镜头在435nm-650nm光下的横向色差曲线图；

图17为本实用新型实施例3中镜头在435nm-650nm光下的纵向色差曲线图；

图18为本实用新型实施例3中镜头在435nm-650nm光下的场曲及畸变图。

附图标记说明：

1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、光阑。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

这里所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(l ens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。

本实用新型公开了一种广角镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和保护片，所述第一透镜至第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凹面，像侧面近光轴处为凸面。

光阑位于第一透镜与第二透镜之间，第一透镜为镜头前组，第二透镜至第四透镜为镜头后组。其中，所述第一透镜、第二透镜均为玻璃透镜，所述第三透镜、第四透镜均为塑料非球面透镜。镜头采用两片玻璃球面透镜和两片塑料非球面透镜相结合的设计，可以更好的提升成像质量，同时也能很好的校正镜头温漂。

该镜头满足：6<TTL/f<7,其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到镜头像面在光轴上的距离，即镜头的光学总长，f为镜头的整体焦距。控制TTL与镜头焦距比值满足上述关系式，可以在满足系统成像视场角的条件下有效的缩短镜头总长，实现系统的小型化；若超出上式条件范围，会使得系统无法满足小型化或者无法满足成像的视场角范围。

该镜头满足：1<|f1/f|<2，,2<|f2/f|<2.5，1<|f3/f|<1.5，1.5<|f4/f|<2，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

该镜头满足：4.8<|f1|<5，6<|f2|<7，3<|f3|<3.5，4<|f4|<5，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

该镜头满足：1.5<nd1<1.6，70<vd1<80，1.7<nd2<1.8，50<vd2<60，1.5<nd3<1.6，50<vd3<60，1.5<nd4<1.7，15<vd4<25，其中，nd1、nd2、nd3、nd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的折射率，vd1、vd2、vd3、vd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的阿贝数。

该镜头满足：BFL/TTL>0.2；其中，BFL为第四透镜的像侧面到镜头像面在光轴上的距离。镜头满足上述关系式，可以保证镜头具有较大的光学后焦，更有利于ICR切换片及模组后期的组装，可提升模组的组装良率。

该镜头的最大通光F/NO＝2.0。有效增加镜头进光量，提升成像亮度。

该镜头焦距满足：2.6mm<f<2.9mm；镜头光学总长满足：TTL≤18.5mm；镜头视场角满足：FOV＝130°，镜头整体结构紧凑，体积小，使用安装方便。

其中，第三透镜、第四透镜为非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。非球面透镜表面曲线的方程式表示如下：

其中，

z：非球面之深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；

c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；

K：锥面系数(Conic Constant)；

径向距离(radial distance)；

rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；

u：r/rn；

am：第m阶Qcon系数(is the mth Qcon coefficient)；

Qmcon：第m阶Qcon多项式(the mth Qcon polynomial)。

下面将以具体实施例对本实用新型的广角镜头进行详细说明。

实施例1

参照图1所示，本实用新型公开了一种广角镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和保护片，所述第一透镜至第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。

表1-1实施例1的详细光学数据

本实施例中，镜头焦距f＝2.767mm，TTL/f＝6.686，BFL/TTL＝0.208。

本实施例中的非球面数据如表1-2所示。

表1-2实施例1的非球面数据

本实施例中，镜头在可见光下的MTF曲线图请参阅图2，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达150l p/mm时，MTF值在0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图3，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图4，从图中可以看出，色差均小于8um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图5，从图中可以看出，轴向色差小于±0.06mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图6，从图中可以看出，各个波长的场曲基本重合，色差较小，同时系统的光学畸变<|-50％|，畸变小，控制了广角畸变，提升图像质量。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。

表2-1实施例2的详细光学数据

本实施例中，镜头焦距f＝2.769mm，TTL/f＝6.681，BFL/TTL＝0.207。

本实施例中的非球面数据如表2-2所示。

表2-2实施例2的非球面数据

本实施例中，镜头在可见光下的MTF曲线图请参阅图8，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达150l p/mm时，MTF值在0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图9，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图10，从图中可以看出，色差均小于8um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图11，从图中可以看出，轴向色差小于±0.06mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图12，从图中可以看出，各个波长的场曲基本重合，色差较小，同时系统的光学畸变<|-50％|，畸变小，控制了广角畸变，提升图像质量。

实施例3

如图13所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。

本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。

表3-1实施例3的详细光学数据

本实施例中，镜头焦距f＝2.775m，TTL/f＝6.667，BFL/TTL＝0.207。

本实施例中的非球面数据如表3-2所示。

表3-2实施例3的非球面数据

本实施例中，镜头在可见光下的MTF曲线图请参阅图14，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达150l p/mm时，MTF值在0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高。

镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图15，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。

镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图16，从图中可以看出，色差均小于7um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。

镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图17，从图中可以看出，轴向色差小于±0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。

镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图18，从图中可以看出，各个波长的场曲基本重合，色差较小，同时系统的光学畸变<|-50％|，畸变小，控制了广角畸变，提升图像质量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种广角镜头，其特征在于：包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜，所述第一透镜至第四透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；

2.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜均为玻璃透镜，所述第三透镜、第四透镜均为塑料非球面透镜。

3.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：1<|f1/f|<2，2<|f2/f|<2.5，1<|f3/f|<1.5，1.5<|f4/f|<2，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

4.如权利要求1或3所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：4.8<|f1|<5，6<|f2|<7，3<|f3|<3.5，4<|f4|<5，其中，f1、f2、f3、f4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距。

5.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：1.5<nd1<1.6，70<vd1<80，1.7<nd2<1.8，50<vd2<60，1.5<nd3<1.6，50<vd3<60，1.5<nd4<1.7，15<vd4<25，其中，nd1、nd2、nd3、nd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的折射率，vd1、vd2、vd3、vd4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的阿贝数。

6.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：BFL/TTL>0.2；其中，BFL为第四透镜的像侧面到镜头像面在光轴上的距离。

7.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：2.6mm<f<2.9mm。

8.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头满足：TTL≤18.5mm。

9.如权利要求1所述的一种广角镜头，其特征在于：该镜头的最大通光F/NO＝2.0。