一种广角镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种广角镜头，从物侧至像侧依次包括：第一透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力；第二透镜，为具有塑料非球面镜片的双凸正透镜；第三透镜，为玻璃球面镜片，具有正折射力；第四透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力；第五透镜，为塑料非球面镜片，所述各透镜的光焦度满足f5＜f2＜f1＜f3＜f4，其中，f1、f2、f3、f4、f5分别为第一透镜到第五透镜的光焦度。本实用新型的广角镜头，第一透镜和第二透镜采用负透镜和正透镜组合的方式收集大角度光线，可以减小轴外主光线与光轴的夹角，第三透镜较大的光焦度，采用玻璃材料能够矫正热偏移，可以有效的补偿温度偏移产生的焦距变化，解决了镜头应用于高低温等恶劣环境时产生的热偏移问题。
【专利说明】一种广角镜头
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于照相装置【技术领域】，具体地说，是涉及一种广角镜头。
【背景技术】
[0002] 随着广角镜头的应用领域越来越广，一些应用领域需要将其应用于高温或者低温 等恶劣环境下，由于目前的镜头主要为塑料结构，高低温会对一般塑料结构的镜头产生很 大的后焦偏移，从而会影响成像的质量，严重的会造成成像模糊，系统参数不稳定，不能正 常工作等失效模式。
[0003] 由于玻璃材料折射率随温度变化很小所以能够很好的消除温度对系统焦距的影 响，因此目前常通过大量的使用玻璃材料来解决热偏移的问题，但是由于玻璃材料的特性， 大量使用玻璃材料的广角镜头容易产生畸变，而且很难将其所产生的畸变校正到理想的范 围内，此外，若使用玻璃非球面的话会增加成本以及增加产品制造难度，最终制约产品的通 用性。 实用新型内容
[0004] 本实用新型为了解决现有广角镜头为了能够适应高低温恶劣环境大量使用玻璃 材料容易产生畸变的问题，提出了 一种广角镜头，减少了玻璃材料的使用，既能够适应高低 温恶劣环境，而且同时也可以消除热偏移对系统的影响。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
[0006] -种广角镜头，从物侧至像侧依次包括：
[0007] 第一透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力；
[0008] 第二透镜，为具有塑料非球面镜片的双凸正透镜；
[0009] 第三透镜，为玻璃球面镜片，具有正折射力；
[0010] 第四透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力；
[0011] 第五透镜，为塑料非球面镜片，
[0012] 所述各透镜的光焦度满足f5 < f2 < fl < f3 < f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分别 为第一透镜到第五透镜的光焦度。
[0013] 进一步的，所述第一透镜具有凸向物方的第一表面和上下端为平面且中央位置凹 向像方的第二表面，至少所述第二表面为非球面，所述第一透镜的折射率nl和色散范围vl 满足：1. 5 < nl < 1. 6, 50 < vl < 60。第一透镜的结构采用负透镜进行大角度光线收集， 可以有效弯曲轴外视场主光线，使其相对于光轴的夹角变小，进而减小后组元件的尺寸。
[0014] 进一步的，所述的第二透镜为具有凸向物方的第三表面和上下端为平面且中央位 置凸向像方的第四表面，至少所述第四表面为非球面，所述第二透镜的折射率n2和色散范 围v2满足：1. 5 < n2 < 1. 6, 50 < v2 < 60。所述的第二透镜采用鼓型透镜，其光焦度为 正，其作用是使前组产生的发散光线经过汇聚重新成为平行光线。
[0015] 进一步的，所述第二透镜和第三透镜之间设置有固定光阑。光阑的后组镜片组采 用的是一般的光学汇聚系统，其中后组第一片（也即第三透镜）具有较大的光焦度，为了矫 正热偏移采用玻璃材料，可以有效的补偿温度偏移产生的焦距变化，第三透镜和第四透镜 的作用是正负透镜组合消除色差，第四透镜和第五透镜可以使轴外主光线按照CMOS芯片 规定的micro lens入射角进行偏折，保证照度均勻性的同时最好的匹配成像传感器。
[0016] 进一步的，所述第三透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面，所述 第三透镜的折射率n3和色散范围V3满足：1. 5 < n3 < 1. 7,40 < V3 < 60。
[0017] 进一步的，所述第四透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，至少 所述第八表面为非球面，所述第四透镜的折射率n4和色散范围V4满足：1. 6 < n4 < 1. 7， 20 < v4 < 30。
[0018] 进一步的，所述第五透镜具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，至少 所述第十表面为非球面，所述第五透镜的折射率n5和色散范围v5满足：1. 5 < n5 < 1. 7， 50 < v5 < 60〇
[0019] 进一步的，所述第五透镜与成像方之间设置有滤光片。
[0020] 进一步的，所述滤光片为红外截止滤光片。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的广角镜头，第一 透镜和第二透镜采用负透镜和正透镜组合的方式收集大角度光线，可以减小轴外主光线与 光轴的夹角，进而逐渐的减小像差，第三透镜采用玻璃材料具有较大的光焦度，由于玻璃材 料随温度变化折射率变化小，而折射率是影响光焦度的主要因素，因此第三透镜对维持系 统温度变化引起的光焦度漂移有很好的抑制作用，采用玻璃材料能够矫正热偏移，可以有 效的补偿温度偏移产生的焦距变化，解决了镜头应用于高低温等恶劣环境时产生的热偏移 问题，第三透镜和第四透镜的正负透镜组合用于消除色差，第四透镜和第五透镜可以使轴 外主光线按照CMOS芯片规定的micro lens入射角进行偏折，保证照度均勻性的同时最好 的匹配成像传感器，解决了第三透镜由于采用玻璃材料带来的畸变问题。
[0022] 结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的透镜组合图；
[0025] 图2A是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的传递函数曲线图；
[0026] 图2B是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的极限分辨频率下传递函数 曲线图；
[0027] 图3是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的光学场曲和畸变图；
[0028] 图4是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的点列图；
[0029] 图5是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的色差曲线图；
[0030] 图6是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例的相对亮度曲线图；
[0031] 图7是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例在常温（20°C )下的传递函数 曲线图；
[0032] 图8是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例在低温（-KTC )下的传递函数 曲线图；
[0033] 图9是本实用新型所提出的广角镜头的一种实施例在高温（50°C )下的传递函数 曲线图。
【具体实施方式】
[0034] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0035] 实施例一，本实施例的一种广角镜头，如图1所示，从物侧至像侧依次包括：
[0036] 第一透镜1，为塑料非球面镜片，具有负折射力；
[0037] 第二透镜2,为具有塑料非球面镜片的双凸正透镜；
[0038] 第三透镜3,为玻璃球面镜片，具有正折射力；
[0039] 第四透镜4,为塑料非球面镜片，具有负折射力；
[0040] 第五透镜5,为塑料非球面镜片，
[0041] 所述各透镜的光焦度满足f5 < f2 < fl < f3 < f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分别 为第一透镜1到第五透镜5的光焦度。
[0042] 本实施例的广角镜头采用5片镜片，其中第三透镜3为玻璃球面镜片，其他为塑料 非球面镜片，5片镜片根据各元件之间的合理排列，满足了最大90度视场角消畸变的要求， 并且对高低温成像的品质做了优化和校正。其结构简单，性能优良，公差良好，制造简单，价 格低廉。第一透镜1和第二透镜2采用负透镜和正透镜组合的方式收集大角度光线，可以 减小轴外主光线与光轴的夹角，整体系统光焦度分配范围满足f5 < f2 < Π < f3 < f4，f3 仅小于f4的光焦度，通过设计第三透镜3具有较大的光焦度，采用玻璃材料能够矫正热偏 移，可以有效的补偿温度偏移产生的焦距变化，解决了镜头应用于高低温等恶劣环境时产 生的热偏移问题，第三透镜的光焦度的取值范围可以为〇. 25〈f3〈0. 4,第三透镜3和第四透 镜4的正负透镜组合用于消除色差，第四透镜4和第五透镜5可以使轴外主光线按照CMOS 芯片规定的micro lens入射角进行偏折，保证照度均勻性的同时最好的匹配成像传感器， 解决了第三透镜3由于采用玻璃材料带来的畸变问题。
[0043] 所述第一透镜1具有凸向物方的第一表面和上下端为平面且中央位置凹向像方 的第二表面，所述的第一透镜1、第二透镜2、以及第四透镜4、第五透镜5至少为偶次非球 面，也即，对于第一透镜1，至少第二表面为非球面，所述第一透镜1的折射率nl和色散范 围vl满足：1. 5 < nl < 1. 6, 50 < vl < 60。第一透镜的1结构采用负透镜进行大角度光 线收集，可以有效弯曲轴外视场主光线，使其相对于光轴的夹角变小，进而减小后组元件的 尺寸。
[0044] 所述的第二透镜2为具有凸向物方的第三表面和上下端为平面且中央位置凸向 像方的第四表面，至少所述第四表面为非球面，所述第二透镜2的折射率n2和色散范围v2 满足：1. 5 < n2 < 1. 6, 50 < v2 < 60。所述的第二透镜2采用鼓型透镜，其光焦度为正，其 作用是使前组产生的发散光线经过汇聚重新成为平行光线。
[0045] 所述第二透镜2和第三透镜3之间设置有固定光阑（图中1未示出）。光阑的前 组镜片包括第一透镜1和第二透镜2,后组镜片包括第三透镜3至第五透镜5,后组镜片组 采用的是一般的光学汇聚系统，其中后组第一片（也即第三透镜3)具有较大的光焦度，为 了矫正热偏移采用玻璃材料，可以有效的补偿温度偏移产生的焦距变化，第三透镜3和第 四透镜4的作用是正负透镜组合，形成一个类似胶合透镜，可以消除色差，第四透镜4和第 五透镜5可以使轴外主光线按照CMOS芯片规定的micro lens入射角进行偏折，保证照度 均匀性的同时最好的匹配成像传 感器。
[0046] 下面以第一透镜1、第二透镜2、以及第四透镜4、第五透镜5的两面均为非球面为 例，以及，第一透镜1采用E48R型号的塑料材质，其折射率和色散分别为nl = 1. 53, vl = 56。第二透镜2采用E48R型号的塑料材质，其折射率和色散分别为n2 = 1. 53, v2 = 56。
[0047] 此外，所述第三透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面，且第五表 面和第六表面为球面，所述第三透镜的折射率n3和色散范围v3满足：1. 5 < n3 < 1. 7,40 < v3 < 60。本优选实施例中，采用H-BAK7型号的玻璃材质，其折射率和色散分别为n3 = 1. 57, v3 = 56. 1。
[0048] 所述第四透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，所述第四透镜的 折射率n4和色散范围v4满足：1.6 <n4< 1.7,20 < v4< 30。本优选实施例中，采用 0KP4ht型号的塑料材质，其折射率和色散分别为n4 = 1. 63, v4 = 23. 4。
[0049] 所述第五透镜具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，所述第五透镜的 折射率n5和色散范围v5满足：1. 5 < n5 < 1. 7, 50 < v5 < 60。本优选实施例中，采用E48R 型号的塑料材质，其折射率和色散分别为n5 = 1. 53, v5 = 56。
[0050] 如表1、表2所示，为本实施例的广角镜头的设计参数，分别列有由物方依序编号 的光学面号码1-10 (Surface)、在光轴上各光学面的曲率（C)、从物方到像方的光轴上各面 与后一光学表面的距离（T)。如图1中所示T即表示第一透镜1的凹面到第二透镜2的距 离，以及偶次非球面系数α 2、α 3、α 4、α 5、α 6,其中非球面系数可以满足如下的方程：
[0051]
【权利要求】
1. 一种广角镜头，其特征在于，从物侧至像侧依次包括： 第一透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力； 第二透镜，为具有塑料非球面镜片的双凸正透镜； 第三透镜，为玻璃球面镜片，具有正折射力； 第四透镜，为塑料非球面镜片，具有负折射力； 第五透镜，为塑料非球面镜片， 所述各透镜的光焦度满足f5 < f2 < -fl < f3 < -f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分别为 第一透镜到第五透镜的光焦度。
2. 根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第一透镜具有凸向物方的第一 表面和凹向像方的第二表面，至少所述第二表面为非球面，所述第一透镜的折射率nl和色 散范围 vl 满足：1. 5 < nl < 1. 6,50 < vl < 60。
3. 根据权利要求2所述的广角镜头，其特征在于，所述的第二透镜为具有凸向物方的 第三表面和凸向像方的第四表面，至少所述第四表面为非球面，所述第二透镜的折射率n2 和色散范围 v2 满足：1. 5 < n2 < 1. 6,50 < v2 < 60。
4. 根据权利要求3所述的广角镜头，其特征在于，所述第三透镜具有凸向物方的第 五表面和凸向像方的第六表面，所述第三透镜的折射率n3和色散范围v3满足：1. 5 < n3 < 1. 7,40 < v3 < 60。
5. 根据权利要求4所述的广角镜头，其特征在于，所述第四透镜具有凹向物方的第七 表面和凹向像方的第八表面，至少所述第八表面为非球面，所述第四透镜的折射率n4和色 散范围 v4 满足：1. 6 < n4 < 1. 7,20 < v4 < 30。
6. 根据权利要求5所述的广角镜头，其特征在于，所述第五透镜具有凸向物方的第九 表面和凸向像方的第十表面，至少所述第十表面为非球面，所述第五透镜的折射率n5和色 散范围 v5 满足：L 5 < n5 < L 7,50 < v5 < 60。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的广角镜头，其特征在于，所述第二透镜和第三透镜 之间设置有固定光阑。
8. 根据权利要求1-6任一项所述的广角镜头，其特征在于，所述第五透镜与成像方之 间设置有滤光片。
9. 根据权利要求8所述的广角镜头，其特征在于，所述滤光片为红外截止滤光片。
【文档编号】G02B13/18GK204101802SQ201420579235
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】杨春 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司