一种无热化超薄广角镜头的制作方法

本发明涉及一种无热化超薄广角镜头，属于光学成像技术领域。

背景技术：

近年来，随着科技的发展，便携式电子产品逐步兴起，特别是具有摄像功能的便携式电子产品得到人们更多的青睐，一般光学系统的感光元件不外乎是感光耦合元件(ccd)或互补性氧化金属半导体元件(coms)两种，随着半导体制程技术的精进，感光元件的像素尺寸缩小，光学系统趋向于更高像素，芯片的像素尺寸越来越小，对相配套的光学系统的成像质量要求也越来越高。现有技术通过增加镜片数从而进一步提升镜头的成像品质，但透镜数的增加容易导致镜头总长过长，不利于镜头小型化及轻量化。另外，用于监控的高像素超广角镜头广泛用于室内、室外，一年365天每天24小时处于工作状态，镜头所处的环境温度变化巨大。普通监控镜头在高低温环境下会出现不同的成像后焦(后截距)，称作镜头成像的温度漂移，导致成像不清晰。因此，设计一款环境稳定性强、小型化及广角化的光学成像装置就显得十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种无热化超薄广角镜头，具体方案为：

一种无热化超薄广角镜头，包括透镜组，透镜组沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；

其中，第一透镜、第三透镜为玻璃透镜，第二透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为塑料非球面透镜；第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜，且满足0.085<(f2*f4)/(f5*f6)<0.155，其中，f2为第二透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。

优选的，所述透镜组的各透镜满足如下条件：-7.2<f1/f<-3.1；其中，f1为第一透镜的焦距，f为透镜组的焦距。

优选的，所述第五透镜的材料折射率nd5、材料阿贝常数vd5，第六透镜的材料折射率nd6、材料阿贝常数vd6满足：0.017<(nd5/vd5)＝(nd6/vd6)<0.037。

优选的，还包含一个光阑装置(st)，所述光阑装置位于第三透镜和第四透镜之间。

优选的，所述第四透镜材料折射率nd4、材料阿贝常数vd4，其满足关系式：0.033<(nd4/vd4)<0.073。

优选的，还包括设置在所述第六透镜像侧的滤光片。

优选的，所述第三透镜的折射率为nd3，且满足如下关系：1.90≤nd3≤2.02。

本发明的有益点在于：本发明的广角镜头具有高像素，小型化的优点，超广角达200度，环境适应性强，采用塑料镜片温度补偿技术，温度在-30℃到+70℃变化时镜头不需要重新调焦就能保证成像清晰。

附图说明

图1为本发明实施例的透镜示意图；

图2为本发明实施例的第一解析图；

图3为本发明实施例的第二解析图；

图4为本发明实施例的-30℃下的解析图；

图5为本发明实施例的-+70℃下的解析图；

图6为本发明实施例的场曲图；

图7为本发明实施例的f-theta畸变图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的无热化超薄广角镜头，包括透镜组，透镜组沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；

其中，第一透镜、第三透镜为玻璃透镜，第二透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜为塑料非球面透镜；第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜，且满足0.085<(f2*f4)/(f5*f6)<0.155，其中，f2为第二透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。

作为改进，所述透镜组的各透镜满足如下条件：-7.2<f1/f<-3.1；其中，f1为第一透镜的焦距，f为透镜组的焦距。

作为改进，所述第五透镜的材料折射率nd5、材料阿贝常数vd5，第六透镜的材料折射率nd6、材料阿贝常数vd6满足：0.017<(nd5/vd5)＝(nd6/vd6)<0.037。

作为改进，还包含一个光阑装置(st)，所述光阑装置位于第三透镜和第四透镜之间。

作为改进，所述第四透镜材料折射率nd4、材料阿贝常数vd4，其满足关系式：0.033<(nd4/vd4)<0.073。

作为改进，还包括设置在所述第六透镜像侧的滤光片。

作为改进，所述第三透镜的折射率为nd3，且满足如下关系：1.90≤nd3≤2.02。

在本专利的一个具体实施例中，在工作距离为无穷远时，透镜组的总焦距f＝1.23mm,fno＝2.0，视场角fov＝200°,透镜组的各项参数依次列于表1中：

表1

该实施例中，第二透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜为塑料非球面透镜，其非球面相关数值依次列于表2：

表2

如图2及图3所示，其中，图2图3为该实施例在20摄氏度时mtf(modulationtransferfunction，调制传递函数)值图，该mtf值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义mtf值必定大于0，且小于1，在本技术领域mtf值越接近1，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp/mm来表示；固定高频(如200lp/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是mtf值。横坐标可以设像场中心到测量点的距离，镜头是以光轴为中心的对称结构，中心向各方向的成像素质变化规律是相同的，由于像差等因素的影响，像场中某点与像场中心的距离越远，其mtf值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标，可以反映镜头边缘的成像素质。另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的mtf值是不同的。将平行于直径的线条产生的mtf曲线称为弧矢曲线，标为s(sagittal)，而将平行于切线的线条产生的mtf曲线称为子午曲线，标为t(meridional)。如此一来，mtf曲线一般有两条，即s曲线和t曲线，图2、图3中，有多组以像场中心到像场边缘的距离为横坐标时mtf变化曲线，反映出本透镜系统具有较高解像力，光学性能较目前主流光学系统有极大地提升。

高像素超广角镜头广泛用于室内、室外，一年365天每天24小时处于工作状态，镜头所处的环境温度变化巨大。镜头典型的工作温度要求是-30℃～70℃，镜头必须保证在这温差达到100摄氏度的范围内、在不进行重新调焦的情况下成像仍然跟20℃(常温)一样清晰。由于镜片材质的折射率会受温度影响而发生变化，镜片尺寸、镜筒材质、镜座材质会随着温度的变化而热胀冷缩，这些因素导致普通监控镜头在高低温环境下会出现不同的成像后焦(后截距)，称作镜头成像的温度漂移。一并参考图4及图5，由图4图5看出，工作温度在-30℃～70℃，本实施例镜头仍能保证在不进行重新调焦的情况下成像仍然跟20℃(常温)一样清晰。

透镜系统可见光部分对应的场曲图由三条曲线t和三条曲线s构成；其中，三条曲线t分别表示三种波长(486nm、587nm和656nm)对应的子午光束(tangentialrays)的像差，三条曲线s分别表示三种波长(486nm、587nm和656nm)对应的弧矢光束(sagittialrays)的像差，子午场曲值和弧矢场曲值越小，说明成像品质越好。如图6所示，子午场曲值控制在50um范围内，弧矢场曲值控制在30um范围以内。

对于超广角镜头，通常查看其透镜系统的线性畸变，即f-theta畸变。如图7所示，该实施例的ftheta畸变率控制在20％以内。