一种广角的光学成像镜头的制作方法

148mm，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8和f9分别为第一透镜至第九透镜的焦距。
[0020]
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd4-vd5>30，其中，vd4和vd5分别为第四透镜和第五透镜的色散系数。
[0021]
进一步的，该光学成像镜头还满足：vd6-vd7>30，其中，vd6和vd7分别为第六透镜和第七透镜的色散系数。
[0022]
进一步的，该第二透镜、第三透镜、第八透镜和第九透镜均为高阶偶次非球面透镜。
[0023]
进一步的，该第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜中的一片透镜或两片透镜的折射率温度系数不在常规玻璃的范围内。
[0024]
进一步的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜和第六透镜之间。
[0025]
进一步的，还包括af聚焦模组，用于对该光学成像镜头进行聚焦。
[0026]
本发明的有益技术效果：
[0027]
本发明采用九片透镜，玻塑混合设计，并通过对各个透镜进行相应设计，具有成本低；分辨率高，保证了成像质量；视场角宽广，应用范围大；通光大，图像边缘照度均匀，具有超高的成像信噪比，利于后期图像优化算法开发；在保证了广角低畸变成像的前提下，完美地矫正了蓝紫边色差，成像时不会出现蓝紫边的优点。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
[0029]
图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0030]
图2为本发明实施例一的可见光435-650nm的mtf图；
[0031]
图3为本发明实施例一的可见光435-650nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0032]
图4为本发明实施例一的垂轴色差曲线图；
[0033]
图5为本发明实施例一的场曲和畸变曲线图；
[0034]
图6为本发明实施例一的点列图；
[0035]
图7为本发明实施例二的结构示意图；
[0036]
图8为本发明实施例二的可见光435-650nm的mtf图；
[0037]
图9为本发明实施例二的可见光435-650nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0038]
图10为本发明实施例二的垂轴色差曲线图；
[0039]
图11为本发明实施例二的场曲和畸变曲线图；
[0040]
图12为本发明实施例二的点列图；
[0041]
图13为本发明实施例三的结构示意图；
[0042]
图14为本发明实施例三的可见光435-650nm的mtf图；
[0043]
图15为本发明实施例三的可见光435-650nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0044]
图16为本发明实施例三的垂轴色差曲线图；
[0045]
图17为本发明实施例三的场曲和畸变曲线图；
[0046]
图18为本发明实施例三的点列图；
[0047]
图19为本发明实施例四的结构示意图；
[0048]
图20为本发明实施例四的可见光435-650nm的mtf图；
[0049]
图21为本发明实施例四的可见光435-650nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0050]
图22为本发明实施例四的垂轴色差曲线图；
[0051]
图23为本发明实施例四的场曲和畸变曲线图；
[0052]
图24为本发明实施例四的点列图；
[0053]
图25为本发明实施例五的结构示意图；
[0054]
图26为本发明实施例五的可见光435-650nm的mtf图；
[0055]
图27为本发明实施例五的可见光435-650nm在80lp/mm的离焦曲线图；
[0056]
图28为本发明实施例五的垂轴色差曲线图；
[0057]
图29为本发明实施例五的场曲和畸变曲线图；
[0058]
图30为本发明实施例五的点列图。
具体实施方式
[0059]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0060]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0061]
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(lens 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。
[0062]
本发明公开了一种广角的光学成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜；第一透镜至第九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。
[0063]
第一透镜具负屈光率，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面。
[0064]
第二透镜具负屈光率，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面。
[0065]
第三透镜具负屈光率，第三透镜的物侧面为凸面，第三透镜的像侧面为凹面。
[0066]
第四透镜具负屈光率，第四透镜的物侧面为凹面，第四透镜的像侧面为凹面。
[0067]
第五透镜具正屈光率，第五透镜的物侧面为凸面，第五透镜的像侧面为凸面。
[0068]
第六透镜具正屈光率，第六透镜的物侧面为凸面，第六透镜的像侧面为凸面。
[0069]
第七透镜具负屈光率，第七透镜的物侧面为凹面，第七透镜的像侧面为凸面。
[0070]
第八透镜具正屈光率，第八透镜的物侧面为凹面，第八透镜的像侧面为凸面。
[0071]
第九透镜具负屈光率，第九透镜的物侧面为凹面，第九透镜的像侧面为凸面。
[0072]
第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为玻璃球面透镜，第二透镜、第三透镜、第八透镜和第九透镜均为塑料非球面透镜，能更好地矫正高级像差，降低图像噪点值，提升像质，同时均摊制造成本，使得成本低廉，易于大规模量产使用，提升产品竞争力。
[0073]
第四透镜与第五透镜相互胶合，第六透镜与第七透镜相互胶合。
[0074]
该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述的第一透镜至第九透镜。本发明采用九片透镜，玻塑混合设计，并通过对各个透镜进行相应设计，具有成本低；分辨率高，保证了成像质量；视场角宽广，应用范围大；通光大；图像边缘照度均匀，具有超高的成像信噪比，利于后期图像优化算法开发；在保证了广角低畸变成像的前提下，完美地矫正了蓝紫边色差，成像时不会出现蓝紫边的优点。
[0075]
优选的，该光学成像镜头还满足：-9<(f1/f)<-7，-7<(f4/f)<-6，2<(f5/f)<3，1<(f6/f)<2，-2<(f7/f)<-1，其中，f1、f4、f5、f6、f7和f分别为第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和该光学成像镜头的焦距，使得透镜的光焦度分配均匀合理，系统稳定性好，进一步提升整体性能。
[0076]
优选的，该光学成像镜头还满足：-18mm<f1<-15mm，-9mm<f2<-6mm，-25mm<f3<-20mm，-15mm<f4<-10mm，4mm<f5<6mm，1mm<f6<5mm，-5mm<f7<-1mm，3mm<f8<7mm，-152mm<f9<-148mm，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8和f9分别为第一透镜至第九透镜的焦距，温漂补正，平衡光学系统。
[0077]
优选的，该光学成像镜头还满足：vd4-vd5>30，其中，vd4和vd5分别为第四透镜和第五透镜的色散系数，进一步优化色差，提升成像质量。
[0078]
优选的，该光学成像镜头还满足：vd6-vd7>30，其中，vd6和vd7分别为第六透镜和第七透镜的色散系数，进一步优化色差，提升成像质量。
[0079]
优选的，该第二透镜、第三透镜、第八透镜和第九透镜均为高阶偶次非球面透镜，进一步矫正像差和色差，提升成像质量。
[0080]
优选的，该第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜中的一片透镜或两片透镜的折射率温度系数不在常规玻璃的范围内，进一步管控温漂，可以保证镜头在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦，满足大部分视讯会议的使用环境要求。
[0081]
优选的，还包括光阑，光阑设置在第五透镜和第六透镜之间，进一步优化色差，提升整体性能。
[0082]
优选的，还包括af聚焦模组，用于对该光学成像镜头进行聚焦，实现简洁的光学自动聚焦过程，噪音小，画面抖动小，清晰不失焦。
[0083]
下面将以具体实施例对本发明的广角的光学成像镜头进行详细说明。
[0084]
实施例一
[0085]
如图1所示，一种广角的光学成像镜头，从物侧a1至像侧a2沿一光轴i依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、光阑100、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、保护玻璃110和成像面120；第一透镜1至第九透镜9各自包括一朝向物侧a1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧a2且使成像光线通过的像侧面。
[0086]
第一透镜1具负屈光率，第一透镜1的物侧面11为凸面，第一透镜1的像侧面12为凹面。
[0087]
第二透镜2具负屈光率，第二透镜2的物侧面21为凸面，第二透镜2的像侧面22为凹面。
[0088]
第三透镜3具负屈光率，第三透镜3的物侧面31为凸面，第三透镜3的像侧面32为凹面。
[0089]
第四透镜4具负屈光率，第四透镜4的物侧面41为凹面，第四透镜4的像侧面42为凹面。
[0090]
第五透镜5具正屈光率，第五透镜5的物侧面51为凸面，第五透镜5的像侧面52为凸面。
[0091]
第六透镜6具正屈光率，第六透镜6的物侧面61为凸面，第六透镜6的像侧面62为凸面。
[0092]
第七透镜7具负屈光率，第七透镜7的物侧面71为凹面，第七透镜7的像侧面72为凸面。
[0093]
第八透镜8具正屈光率，第八透镜8的物侧面81为凹面，第八透镜8的像侧面82为凸面。
[0094]
第九透镜9具负屈光率，第九透镜9的物侧面91为凹面，第九透镜9的像侧面92为凸面。
[0095]
第一透镜1、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7均为玻璃球面透镜，第二透镜2、第三透镜3、第八透镜8和第九透镜9均为塑料非球面透镜。
[0096]
本具体实施例中，第二透镜2、第三透镜3、第八透镜8和第九透镜9均为高阶偶次非球面透镜。
[0097]
第四透镜4与第五透镜5相互胶合，第六透镜6与第七透镜7相互胶合。
[0098]
本具体实施例中，光阑100设置在第五透镜5与第六透镜6之间，但并不限于此，在其它实施例中，光阑100也可以设置在其它合适位置。
[0099]
本具体实施例中，第四透镜4和第六透镜6的折射率温度系数为负值。
[0100]
本具体实施例中，还包括af聚焦模组(图中未示出)，用于对该光学成像镜头进行聚焦，af聚焦模组可以采用现有的af聚焦模组，具体可以参考现有技术，此不再细说。
[0101]
本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
[0102]
表1-1实施例一的详细光学数据
[0103][0104]
本具体实施例中，物侧面21、物侧面31、物侧面81、物侧面91、像侧面22、像侧面32、像侧面82和像侧面92依下列非球面曲线公式定义：
[0105][0106]
其中：
[0107]
r为光学表面上一点到光轴的距离。
[0108]
z为该点沿光轴方向的矢高。
[0109]
c为该表面的曲率。
[0110]
k为该表面的二次曲面常数。
[0111]
a4、a6、a8、a
10
、a
12
、a
14
、a
16
分别为：四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数。
[0112]
各个非球面的参数详细数据请参考下表：
[0113]
[0114][0115]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0116]
本具体实施例的mtf曲线图详见图2，离焦曲线图请参阅图3，垂轴色差图详见图4，场曲及畸变图详见图5的(a)和(b)，点列图请参阅图6，可以看出，分辨率高，达到了4k，图像边缘照度均匀，f-tan(theta)畸变在水平视场角为110
°
时小于-4％，图像边缘压缩量小，边缘单位角度分布的像素值更均匀，提升成像边缘信噪比；色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。
[0117]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0118]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝1.90mm；光圈值fno＝2.8；视场角fov＝120.0
°
；像面大小为9.07mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝27.90mm。
[0119]
实施例二
[0120]
如图7所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
[0121]
本具体实施例中，第四透镜4和第六透镜6的折射率温度系数为负值。
[0122]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0123]
表2-1实施例二的详细光学数据
[0124]
[0125][0126]
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
[0127]
表面ka4a6a8a
10
a
12
a
14
a
16
217.42730-8.584e-041.119e-04-4.681e-061.088e-07-1.429e-098.446e-12 22-0.78428-3.935e-032.519e-04-1.659e-06-3.939e-076.350e-091.232e-10 31-14.428261.166e-02-8.790e-045.436e-05-2.782e-068.118e-08-9.638e-10 32-10.131121.588e-02-5.688e-04-7.694e-067.167e-07-1.729e-09-4.661e-10 8149.65456-1.193e-031.628e-03-6.277e-043.454e-04-1.211e-042.309e-05-1.850e-0682-1.479007.701e-03-4.828e-037.561e-043.565e-04-1.813e-043.124e-05-1.929e-069150.265225.340e-03-5.978e-031.328e-03-6.211e-05-4.227e-058.147e-06-4.333e-07928.23079-9.223e-031.796e-04-1.314e-043.477e-05-5.198e-063.697e-07-8.942e-09
[0128]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0129]
本具体实施例的mtf曲线图详见图8，离焦曲线图请参阅图9，垂轴色差图详见图10，场曲及畸变图详见图11的(a)和(b)，点列图请参阅图12，可以看出，分辨率高，达到了4k，图像边缘照度均匀，f-tan(theta)畸变在水平视场角为110
°
时小于-4％，图像边缘压缩量小，边缘单位角度分布的像素值更均匀，提升成像边缘信噪比；色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。
[0130]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦，但温漂性能比实施例一差一些。
[0131]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝1.90mm；光圈值fno＝2.8；视场角fov＝120.0
°
；像面大小为9.07mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝28.00mm。
[0132]
实施例三
[0133]
如图13所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
[0134]
本具体实施例中，第四透镜4和第六透镜6的折射率温度系数为负值。
[0135]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0136]
表3-1实施例三的详细光学数据
[0137][0138]
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
[0139]
表面ka4a6a8a
10
a
12
a
14
a
16
216.47080-8.128e-041.111e-04-4.674e-061.090e-07-1.428e-098.404e-12 22-0.75589-3.665e-032.452e-04-1.851e-06-3.930e-077.058e-091.027e-10 3113.282391.181e-02-8.854e-045.449e-05-2.785e-068.110e-08-9.711e-10 32-8.165421.639e-02-5.590e-04-8.581e-066.705e-078.140e-10-5.810e-10 81-14.66291-6.897e-041.338e-03-5.921e-043.619e-04-1.200e-042.225e-05-1.823e-0682-1.520548.022e-03-4.500e-037.772e-043.573e-04-1.799e-043.125e-05-1.988e-069136.369105.599e-03-5.859e-031.337e-03-5.364e-05-4.088e-058.135e-06-4.961e-079215.94552-9.295e-031.481e-04-1.192e-043.651e-05-5.220e-063.560e-07-9.915e-09
[0140]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0141]
本具体实施例的mtf曲线图详见图14，离焦曲线图请参阅图15，垂轴色差图详见图16，场曲及畸变图详见图17的(a)和(b)，点列图请参阅图18，可以看出，分辨率高，达到了4k，图像边缘照度均匀，f-tan(theta)畸变在水平视场角为110
°
时小于-4％，图像边缘压缩量小，边缘单位角度分布的像素值更均匀，提升成像边缘信噪比；色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。
[0142]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦，但温漂性能比实施例一差一些。
[0143]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝1.90mm；光圈值fno＝2.8；视场角fov＝120.0
°
；像面大小为9.07mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝27.90mm。
[0144]
实施例四
[0145]
如图19所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
[0146]
本具体实施例中，第四透镜4和第六透镜6的折射率温度系数为负值。
[0147]
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
[0148]
表4-1实施例四的详细光学数据
[0149][0150]
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
[0151]
表面ka4a6a8a
10
a
12
a
14
a
16
216.16260-8.187e-041.113e-04-4.661e-061.088e-07-1.431e-098.406e-12 22-0.74911-3.569e-032.427e-04-1.790e-06-3.783e-077.468e-095.750e-11 3116.659861.181e-02-8.818e-045.477e-05-2.799e-068.086e-08-9.716e-10 32-10.364881.675e-02-5.548e-04-9.001e-066.650e-071.957e-09-7.254e-10 81-23.05031-6.012e-041.072e-03-5.968e-043.745e-04-1.177e-042.186e-05-1.906e-0682-1.546278.361e-03-4.496e-036.871e-043.580e-04-1.763e-043.153e-05-2.098e-069124.346056.213e-03-6.128e-031.352e-03-4.943e-05-4.094e-058.084e-06-4.973e-079234.42363-1.094e-023.728e-04-1.263e-043.561e-05-5.156e-063.644e-07-1.065e-08
[0152]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0153]
本具体实施例的mtf曲线图详见图20，离焦曲线图请参阅图21，垂轴色差图详见图22，场曲及畸变图详见图23的(a)和(b)，点列图请参阅图24，可以看出，分辨率高，达到了4k，图像边缘照度均匀，f-tan(theta)畸变在水平视场角为110
°
时小于-4％，图像边缘压缩量小，边缘单位角度分布的像素值更均匀，提升成像边缘信噪比；色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。
[0154]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0155]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝1.90mm；光圈值fno＝2.8；视场角fov＝120.0
°
；像面大小为9.07mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝27.90mm。
[0156]
实施例五
[0157]
如图25所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。
[0158]
本具体实施例中，第四透镜4和第六透镜6的折射率温度系数为负值。
[0159]
本具体实施例的详细光学数据如表5-1所示。
[0160]
表5-1实施例五的详细光学数据
[0161][0162][0163]
本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：
[0164]
表面ka4a6a8a
10
a
12
a
14
a
16
215.88106-8.243e-041.112e-04-4.655e-061.090e-07-1.433e-098.374e-12 22-0.76087-3.640e-032.395e-04-1.728e-06-3.679e-077.843e-094.293e-11 3116.378851.178e-02-8.814e-045.486e-05-2.793e-068.112e-08-9.920e-10 32-10.056031.718e-02-5.295e-04-9.017e-066.287e-07-1.009e-09-7.158e-10 81-0.00541-5.855e-041.197e-03-6.548e-043.757e-04-1.146e-042.201e-05-1.995e-0682-1.589508.378e-03-4.510e-036.601e-043.570e-04-1.755e-043.178e-05-2.134e-069113.954357.111e-03-6.189e-031.345e-03-5.070e-05-4.041e-058.223e-06-5.186e-079236.91577-1.085e-024.478e-04-1.353e-043.517e-05-5.027e-063.773e-07-1.247e-08
[0165]
本具体实施例的相关条件表达式的数值请参考表6。
[0166]
本具体实施例的mtf曲线图详见图26，离焦曲线图请参阅图27，垂轴色差图详见图
28，场曲及畸变图详见图29的(a)和(b)，点列图请参阅图30，可以看出，分辨率高，达到了4k，图像边缘照度均匀，f-tan(theta)畸变在水平视场角为110
°
时小于-4％，图像边缘压缩量小，边缘单位角度分布的像素值更均匀，提升成像边缘信噪比；色差和像差小，很好地消除了蓝紫边色差，成像质量好。
[0167]
本实施例在10℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。
[0168]
本具体实施例中，光学成像镜头的焦距f＝1.90mm；光圈值fno＝2.8；视场角fov＝120.0
°
；像面大小为9.07mm；第一透镜1的物侧面11至成像面120在光轴i上的距离ttl＝27.90mm。
[0169]
表6本发明五个实施例的相关重要参数的数值
[0170][0171][0172]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。