本申请涉及光学领域，具体涉及光学成像系统技术领域，尤其涉及一种广角镜头。
背景技术：
随着光学设计技术的不断发展和摄像镜头应用领域的不断拓展，广角、高分辨率、小型化的摄像镜头越来越受欢迎。例如一些安防监控设备、车载摄录设备、运动DV设备、虚拟现实设备中的摄像镜头需要有较高的分辨率、较大的视场角较小的体积。
现有的一些广角镜头设计中，为了缩小镜头的体积，通常在光学系统中设计一些非球面透镜来缩小像差，提升成像质量。但是非球面透镜的加工难度较大，制作成本高，并且一些用于制作非球面透镜的材料(例如模压塑胶材料)性能受环境影响较大，使得广角镜头的性能的稳定性受到影响。
技术实现要素：
为了解决上述背景技术部分提到的一个或多个技术问题，本申请实施例提供了一种广角镜头。
本申请实施例提供的广角镜头包括由物侧至像侧依次排列的第一透镜组、光阑元件以及第二透镜组；第一透镜组具有负光焦度，包括沿物侧至像侧方向依次排列的：具有负光焦度的第一球面透镜，第一球面透镜的物侧面为凸面、第一球面透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第二球面透镜，第二球面透镜的物侧面为凸面、第二球面透镜的像侧面为凹面；具有负光焦度的第三球面透镜，第三球面透镜的物侧面和像侧面均为凹面；具有正光焦度的第四球面透镜，第四球面透镜的物侧面和像侧面均为凸面；具有正光焦度的第五球面透镜，第五球面透镜的物侧面和像侧面均为凸面；具有正光焦度的第六胶合透镜，由第六球面透镜和第七球面透镜胶合而成，第六球面透镜的物侧面为凸面，第六球面透镜的像侧面为凹面，第七球面透镜的物侧面为凸面；第二透镜组具有正光焦度，包括沿物侧至像侧方向依次排列的：具有正光焦度的第八球面透镜，第八球面透镜的物侧面和像侧面均为凸面；具有负光焦度的第九球面透镜，第九球面透镜的物侧面为凹面，第九球面透镜的像侧面为凸面。
在一些实施例中，上述广角镜头满足：10≤TTL/F0≤12；5.5≤TTL/F10≤8.5；0.8≤TTL/F20≤3.5；其中，TTL为广角镜头的光学总长，F0为广角镜头的有效焦距，F10为第一透镜组的有效焦距，F20为第二透镜组的有效焦距。
在进一步的实施例中，TTL＝23mm，F0＝2.036mm。
在进一步的实施例中，1/F10+1/F20＝0.396。
在一些实施例中，上述广角镜头满足：3.5＜F1/F0＜5.5；-1.5＜F123/F0＜-0.5；0.9＜F10/F0＜2.5；4＜F20/F0＜9；其中，F0为广角镜头的有效焦距，F1为第一球面透镜的有效焦距，F10为第一透镜组的有效焦距，F20为第二透镜组的有效焦距，F123为第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜的组合的有效焦距。
在一些实施例中，第一球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n1、第二球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n2、第三球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n3满足：1.8＜n1＜1.86，1.8＜n2＜1.86，1.8＜n3＜1.86；第一球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v1、第二球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v2、第三球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v3满足：35＜v1＜50，35＜v2＜50，35＜v3＜50。
在一些实施例中，第四球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n4、第五球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n5、第六球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n6满足：n4＞1.78，n5＞1.78，n6＞1.78；第四球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v4、第五球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v5、第六球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v6满足：v4＜35v5＜35，v6＜35。
在一些实施例中，第八球面透镜的屈光度为1/F21，1/F21＝0.184。
在一些实施例中，第九球面透镜的折射率n9和阿贝数v9满足：n9＞1.9，v9＜20。
在一些实施例中，上述广角镜头还包括滤光片，滤光片位于第二透镜组的像侧。
本申请实施例提供的广角镜头，利用第一至第九球面透镜组成的光学系统实现了大视场角、高成像质量的镜头设计，可以降低广角镜头的加工难度、降低制造成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本申请实施例的广角镜头的一个结构示意图；
图2是本申请实施例的广角镜头的调制传递函数曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，其示出了根据本申请实施例的广角镜头的一个结构示意图。
如图1所示，广角镜头100包括由物侧至像侧(图1所示箭头方向)依次排列的第一透镜组10、光阑元件30以及第二透镜组20。其中，第一透镜组10具有负光焦度，包括沿物侧至像侧方向(图1所示箭头方向)依次排列的第一球面透镜1、第二球面透镜2、第三球面透镜3、第四球面透镜4、第五球面透镜5和第六胶合透镜60；第二透镜组20具有正光焦度，包括沿物侧至像侧方向(图1所示箭头方向)依次排列的第八球面透镜8和第九球面透镜9。
第一球面透镜1具有负光焦度，可以为凸向物侧的弯月形透镜，即第一球面透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。第二球面透镜2也具有负光焦度，可以为凸向物侧的弯月形透镜，即第二球面透镜2物侧面和像侧面均为凹面。第三球面透镜3具有负光焦度，其物侧面和像侧面均为凹面。第四球面透镜4具有正光焦度，第四球面透镜4的物侧面和像侧面均为凸面。第五球面透镜5具有正光焦度，且第五球面透镜5的物侧面和像侧面均为凸面。第六胶合透镜60具有正光焦度，由第六球面透镜6和第七球面透镜7胶合而成，其中，第六球面透镜6的物侧面为凸面，第六球面透镜6的像侧面为凹面，第七球面透镜7的物侧面为凸面，第七球面透镜7的像侧面可以为平面、凸面或凹面，第六球面透镜6的像侧面与第七球面透镜7的物侧面相胶合。第八球面透镜8具有正光焦度，其物侧面和像侧面均为凸面。第九球面透镜9具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面。上述第一至第九球面透镜共轴设计。
在本实施例中，由上述第一透镜组10、第二透镜组20和光阑元件30构成的光学系统具有较大的视场角，视场角可以达到160°以上，该光学系统中的所有透镜均为球面透镜，球面透镜的加工技术成熟、工艺普及，成本较低；同时，用于制作球面透镜的玻璃材料具有良好的通光性能，其工作温度范围宽，受到环境影响小，工作性能稳定。此外，由第六球面透镜6和第七球面透镜7胶合而成的第六胶合透镜60可以有效校正像差，上述第一至第九球面透镜的组合可以在实现大视场角的同时，优化各类像差，获得良好的成像质量。
在一些实施例中，上述鱼眼镜头还包括滤光片40，该滤光片40可以设置于第二透镜组20的像侧，可以为红外截止滤光片或者蓝玻璃。
在一些实施例中，上述广角镜头满足：10≤TTL/F0≤12；5.5≤TTL/F10≤8.5；0.8≤TTL/F20≤3.5；其中，TTL为广角镜头的光学总长，F0为广角镜头的有效焦距，F10为第一透镜组的有效焦距，F20为第二透镜组的有效焦距。该广角镜头不仅可以有较大的视场角，同时其外形尺寸不会过大，还可以有效平衡各类像差，从而提升了广角镜头的成像质量。
可选地，TTL＝23mm，F0＝2.036mm。满足该条件的广角镜头光学总长较小，外形尺寸较小，且有效焦距为2.036mm可以保证广角镜头具有足够大的视场角。
在一些实施例中，1/F10+1/F20＝0.396。其中，1/F10可以表示第一透镜组的屈光度，1/F20可以表示第二透镜组的屈光度。满足该条件的广角摄像头第一透镜组和第二透镜组的屈光度较小，使得各透镜的制造敏感度较低，有利于进一步降低生产加工成本。
在一些实施例中，上述广角镜头满足：3.5＜F1/F0＜5.5；-1.5＜F123/F0＜-0.5；0.9＜F10/F0＜2.5；4＜F20/F0＜9；其中，F0为广角镜头的有效焦距，F1为第一球面透镜的有效焦距，F10为第一透镜组的有效焦距，F20为第二透镜组的有效焦距，F123为第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜的组合的有效焦距。可选地，F123＝-1.667mm。这样，广角镜头中各透镜组之间光焦度可以合理地分配，从而可以较好地平衡广角镜头的各类像差。具体来说，第一球面透镜的有效焦距、第一透镜组与整个广角镜头的有效焦距差异较大，可以使第一球面透镜和第一透镜组具有足够大的成像面，第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜的组合的有效焦距与整个广角镜头的有效焦距之间的差异较小，且第二球面透镜的有效焦距与整个广角镜头的有效焦距之间的差异较小，可以使整个广角镜头具有足够大的视场，同时可以减小像差。
在一些实施例中，第一球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n1、第二球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n2、第三球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n3满足：1.8＜n1＜1.86，1.8＜n2＜1.86，1.8＜n3＜1.86；第一球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v1、第二球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v2、第三球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v3满足：35＜v1＜50，35＜v2＜50，35＜v3＜50。可选地，第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜的材料相同，例如均为小原玻璃。满足该条件的第一球面透镜、第二球面透镜和第三球面透镜可以保证光线有效地会聚，并且第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜的阿贝数较大，可以有效减小色散，改善“紫边”现象。
在一些实施例中，第四球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n4、第五球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n5、第六球面透镜对波长为587.56nm的光线的折射率n6满足：n4＞1.78，n5＞1.78，n6＞1.78；第四球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v4、第五球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v5、第六球面透镜对波长为587.56nm的光线的阿贝数v6满足：v4＜35v5＜35，v6＜35。
在一些实施例中，上述第八球面透镜的屈光度为1/F21，1/F21＝0.184。上述第九球面透镜的折射率n9和阿贝数v9可以满足：n9＞1.9，v9＜20。该第八球面透镜的屈光度较小，可以配合第一透镜组对像差进行校正。第九球面透镜可以为具有高折射率、低阿贝数的重火石材料，可以使大角度入射光线有效地会聚，并配合第一透镜组对像差进行校正。
以上可以看出，本申请实施例提供的广角镜头中各透镜均为球面透镜，通过各透镜组合来对像差校正，实现了大视场角、高成像质量、低成本和性能稳定性强的镜头设计。并且，在一些实施例中，广角镜头的光学总长可以大约为23mm，使广角镜头的整个光学系统不会占用过大的空间，且其成像面较大，能够与大尺寸的成像探测器配合使用。
图2示出了本申请实施例的广角镜头的调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)曲线示意图。其中纵轴表示MTF值，取值在0-1之间；横轴为分辨率，单位为lp/mm(线对/毫米)。0.7视场(T)和0.7视场(S)的曲线分别表示入射光线的最大角度为最大视场角的0.7倍时的子午方向的MTF曲线和弧矢方向的MTF曲线，1.0视场(T)和1.0视场(S)的曲线分别表示入射光线的最大角度为最大视场角时的子午方向的MTF曲线和弧矢方向的MTF曲线。MTF的值越接近1，表示镜头的成像与实际物体越接近，成像质量越好。
从图2可以看出，MTF值随分辨率上升的衰减速度较小，当分辨率达到270lp/mm时，各视场的MTF值均大于0.3，证明本申请实施例提供的广角镜头具有良好的成像性能。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。