一种广角度高解析力的光学镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种广角度高解析力的光学镜头。


背景技术：

2.近年来，随着各行各业的发展，人们对各类镜头的要求也日益增多。运用于智能家居、车载等条件下的监控镜头的各方面要求也越来越高，为了获得更清晰的图像、更大的监控范围，要求镜头不仅要具备日夜共焦的功能，且对镜头解析力要求更高，温度变化对镜头性能的影响要求更小。
3.此前常规的广角镜头，在温度变化大的情况下会导致镜头解析力较差，而受温度变化较小的镜头通常为多片镜片胶合镜头，价格较高，且由于镜头适用波段范围较短，而导致其难以满足日夜共焦的需求。为解决以上问题，需要研发一种广角度高解析力，温度影响小，日夜共焦的，可适用于智能家居监控，车载以及要求温度影响较小的光学镜头。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种广角度高解析力的光学镜头，设置包含四片透镜的光学镜头，限制了各透镜的参数，使镜头具备了广角度、高解析力、受温度影响小的优点，实现了日夜共焦功能。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
6.一种广角度高解析力的光学镜头，由物侧至像侧依序包含：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、ir滤光片、保护玻璃；
7.所述第一透镜为负光焦度玻璃透镜，其物侧面近光轴处为凹面；
8.所述第二透镜为正光焦度玻璃透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
9.所述第三透镜为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
10.所述第四透镜为负光焦度非球面塑料透镜，其物侧面为凹面，且无拐点；
11.所述第三透镜的阿贝数v3与第四透镜的阿贝数v4之间满足25《 v3-v4《33。合理分配折射率分布可以适当对镜头色差和球差进行改善，并在温度变化的影响上有补偿作用。
12.所述第一透镜物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距f满足：ttl/f》5。合理控制镜头总长和焦距可以满足镜头的小型化以及使镜片整体布局更合理，补偿后期结构与景深需求，使镜头结构合理的同时最大化景深范围。
13.所述光学镜头的最大视场角度fov满足115
°
《fov《130
°
。约束视场角范围可在保证广角化的同时,使镜头其他性能保证平衡，从而提高镜头解析力。
14.进一步地，第三透镜与第四透镜为组合胶合透镜或分离透镜。合理利用镜头的组合，可以在控制加工难易程度的同时补偿镜头的光学性能，进而提高解析力。
15.本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型的一种广角度高解析力的光学镜头，通过设置包含四片透镜、ir滤光片、保护玻璃的光学镜头，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及折
射率等，使镜头具备了广角度、高解析力、高温不易变形、受温度影响小的优点，实现了日夜共焦功能，可适用于智能家居监控，车载以及要求温度影响较小的场景，应用范围较广，实用性较强，并且有效降低镜头的敏感度，提高了镜头的可加工性，使光学镜头更有利于生产加工。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例1的广角度高解析力的光学镜头的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例1轴上色差曲线图；
19.图3是本实用新型实施例1像散曲线图；
20.图4是本实用新型实施例1畸变曲线图；
21.图5是本实用新型实施例1倍率色差曲线图；
22.图6是本实用新型实施例2的广角度高解析力的光学镜头的结构示意图；
23.图7是本实用新型实施例2轴上色差曲线图；
24.图8是本实用新型实施例2像散曲线图；
25.图9是本实用新型实施例2畸变曲线图；
26.图10是本实用新型实施例2倍率色差曲线图；
27.图11是本实用新型实施例3的广角度高解析力的光学镜头的结构示意图；
28.图12是本实用新型实施例3轴上色差曲线图；
29.图13是本实用新型实施例3像散曲线图；
30.图14是本实用新型实施例3畸变曲线图；
31.图15是本实用新型实施例3倍率色差曲线图；
32.图16是本实用新型实施例4的广角度高解析力的光学镜头的结构示意图；
33.图17是本实用新型实施例4轴上色差曲线图；
34.图18是本实用新型实施例4像散曲线图；
35.图19是本实用新型实施例4畸变曲线图；
36.图20是本实用新型实施例4倍率色差曲线图；
37.图中：1、第一透镜；2、光阑；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜；6、ir滤光片；7、保护玻璃。
具体实施方式
38.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
39.一种广角度高解析力的光学镜头，由物侧至像侧依序包含：第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、ir滤光片6、保护玻璃7；
40.所述第一透镜1为负光焦度玻璃透镜，其物侧面近光轴处为凹面；
41.所述第二透镜3为正光焦度玻璃透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
42.所述第三透镜4为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面与像侧面均为凸面；
43.所述第四透镜5为负光焦度非球面塑料透镜，其物侧面为凹面，且无拐点；
44.第三透镜4的阿贝数v3与第四透镜5的阿贝数v4之间满足25《 v3-v4《33。合理分配
折射率分布可以适当对镜头色差和球差进行改善，并在温度变化的影响上有补偿作用。
45.第一透镜1物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距 f满足：ttl/f》5。合理控制镜头总长和焦距可以满足镜头的小型化以及使镜片整体布局更合理，补偿后期结构与景深需求，使镜头结构合理的同时最大化景深范围。
46.具体地，光学镜头的最大视场角度fov满足115
°
《fov《130
°
。约束视场角范围可在保证广角化的同时,使镜头其他性能保证平衡，从而提高镜头解析力。
47.具体地，第三透镜4与第四透镜5为组合胶合透镜或分离透镜。合理利用镜头的组合，可以在控制加工难易程度的同时补偿镜头的光学性能，进而提高解析力。
48.上述镜头还可包括至少一个光阑，以提升镜头的成像质量。光阑可根据需要设置在任意位置处，例如，光阑可设置在第一透镜与第二透镜之间。
49.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
50.实施例1：
51.如图1所示，根据本实用新型示例性实施方式的光学镜头为非胶合透镜，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜 4、第四透镜5、ir滤光片6、保护玻璃7以及成像面。
52.第一透镜1为负光焦度玻璃透镜，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面；第二透镜3为正光焦度玻璃透镜，其物侧面s4为凸面，像侧面s5为凸面；第三透镜4为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s6为凸面，像侧面 s7为凸面；第四透镜5为负光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s8为凹面，无拐点，其像侧面s9为凸面。滤光片具有物侧面s10和像侧面s11。保护玻璃7具有物侧面s12和像侧面s13。来自物体的光依序穿过各表面s1至 s13并最终成像在成像面s14上。
53.表1示出了实施例1的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
54.表1为实施例1的光学镜头各透镜参数表
[0055][0056]
表1可知，第一透镜1和第二透镜3为球面，第三透镜4和第四透镜5 为非球面。在本实施例中，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
[0057][0058]
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数)；k为圆锥系数(在表1中已示出)；ai是非球面第i阶的修正系数。下表2示出了可用于实施例1中各非球面镜面s6-s9高次项系数 a4、a6、a8、a10、a12、a14。
[0059]
表2为各非球面镜面的高次项系数表
[0060]
面号a4a6a8a10a12a14s6-1.84e-03-4.14e-04-6.38e-050.00e+000.00e+000.00e+00s72.93e-021.03e-03-3.22e-038.74e-04-1.01e-044.27e-06s84.65e-02-6.82e-03-8.01e-044.44e-04-5.82e-052.53e-06s92.34e-02-3.86e-033.57e-047.15e-05-2.03e-051.53e-06
[0061]
表3示出实施例1中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至 f4、光学镜头的光学总长度ttl(即，从第一透镜1e1的物侧面s1的中心至成像面s14在光轴上的距离)以及光学镜头的最大视场角fov。
[0062]
表3为镜头焦距、长度、视场角参数表
[0063]
f1(mm)-4.754f(mm)3.7f2(mm)6.954ttl(mm)19.85f3(mm)3.289fov(
°
)129.8
°
f4(mm)-3.639
ꢀꢀ
[0064]
实施例1中的光学镜头满足：
[0065]
1、该实施例中光学镜头第三透镜4的阿贝数v3与第四透镜5的阿贝数 v4差值为32.59，满足25《v3-v4《33。
[0066]
2、第一透镜1物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距 f比值为5.36，满足：ttl/f》5。
[0067]
3、光学镜头的最大视场角度fov为129.8
°
，满足115
°
《fov《130
°
。
[0068]
另外，图2示出了实施例1的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图3示出了实施例1的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图4示出了实施例1的光学镜头的畸变曲线，其表示视角情况下的畸变大小。图5示出了实施例1的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图2至图5可知，实施例1所示出的光学镜头能够实现良好的成像品质。
[0069]
实施例2：
[0070]
在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例1 相似的描述。
[0071]
如图6所示，根据本实用新型示例性实施方式的光学镜头为非胶合透镜，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜 4、第四透镜5、ir滤光片6、保护玻璃7以及成像面。
[0072]
第一透镜1为负光焦度玻璃透镜，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面；第二透镜3为正光焦度玻璃透镜，其物侧面s4为凸面，像侧面s5为凸面；第三透镜4为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s6为凸面，像侧面 s7为凸面；第四透镜5为负光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s8为凹面，无拐点，其像侧面s9为凸面。滤光片具有物侧面s10和像侧面s11。保护玻璃7具有物侧面s12和像侧面s13。来自物体的光依序穿过各表面s1至 s13并最终成像在成像面s14上。
[0073]
表4示出了实施例2的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0074]
表4为实施例2的光学镜头各透镜参数表
[0075][0076]
由表4可知，实施例2中第一透镜1和第二透镜3为球面，第三透镜4 和第四透镜5为非球面。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。
[0077]
表5为各非球面镜面的高次项系数表
[0078]
面号a4a6a8a10a12a14s62.18e+00-2.43e-03-1.18e-034.93e-04-2.17e-044.38e-05s7-9.40e-01-4.15e-031.40e-02-5.27e-039.20e-04-8.14e-05s8-1.10e+001.16e-028.67e-03-3.52e-035.88e-04-4.61e-05s91.74e+011.63e-02-1.76e-032.48e-045.82e-06-6.58e-06
[0079]
表6示出实施例2中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1至 f4、光学镜头的光学总长度ttl以及光学镜头的最大视场角fov。
[0080]
表6为镜头焦距、长度、视场角参数表
[0081]
f1(mm)-4.362f(mm)3.59f2(mm)6.343ttl(mm)19.82f3(mm)3.601fov(
°
)129.5
°
f4(mm)-4.116
ꢀꢀ
[0082]
实施例2中的光学镜头满足：
[0083]
1、该实施例中光学镜头第三透镜4的阿贝数v3与第四透镜5的阿贝数 v4差值为32.59，满足25《v3-v4《33。
[0084]
2、第一透镜1物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距 f比值为5.52，满足：ttl/f》5。
[0085]
3、光学镜头的最大视场角度fov为129.5
°
，满足115
°
《fov《130
°
。
[0086]
另外，图7示出了实施例2的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图8示出了实施例2的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯
曲和弧矢像面弯曲。图9示出了实施例2的光学镜头的畸变曲线，其表示视角情况下的畸变大小。图10示出了实施例2的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图7至图10可知，实施例2所示出的光学镜头能够实现良好的成像品质。
[0087]
实施例3：
[0088]
如图11所示，根据本实用新型示例性实施方式的光学镜头为胶合透镜，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜 4、第四透镜5、ir滤光片6、保护玻璃7以及成像面。
[0089]
第一透镜1为负光焦度玻璃透镜，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面；第二透镜3为正光焦度玻璃透镜，其物侧面s4为凸面，像侧面s5为凸面；第三透镜4为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s6为凸面，像侧面 s7为凸面；第四透镜5与第三透镜4胶合，为非球面塑料透镜，其像侧面 s9为凸面。滤光片具有物侧面s10和像侧面s11。保护玻璃7具有物侧面 s12和像侧面s13。来自物体的光依序穿过各表面s1至s13并最终成像在成像面s14上。
[0090]
表7示出了实施例3的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0091]
表7为实施例3的光学镜头各透镜参数表
[0092][0093]
由表7可知，实施例3第一透镜1和第二透镜3为球面，第三透镜4和第四透镜5为非球面。表8示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。
[0094]
表8为各非球面镜面的高次项系数表
[0095]
面号a4a6a8a10a12a14s6-2.10e+002.12e-03-9.46e-041.04e-03-6.73e-042.67e-04s7-8.07e-015.17e-034.30e-03-5.38e-033.46e-03-1.33e-03s91.38e+015.06e-03-3.00e-033.41e-03-2.31e-039.65e-04
[0096]
表9示出了实施例3中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1 至f3、光学
镜头的光学总长度ttl以及光学镜头的最大视场角fov。
[0097]
表6为镜头焦距、长度、视场角参数表
[0098]
f1(mm)-4.056f(mm)3.601f2(mm)6.263ttl(mm)18.82f3(mm)14.564fov(
°
)126.9
°
[0099]
实施例3中的光学镜头满足：
[0100]
1、该实施例中光学镜头第三透镜4的阿贝数v3与第四透镜5的阿贝数 v4差值为32.59，满足25《v3-v4《33。
[0101]
2、第一透镜1物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距f比值为5.23，满足：ttl/f》5。
[0102]
3、光学镜头的最大视场角度fov为126.9
°
，满足115
°
《fov《130
°
。
[0103]
另外，图12示出了实施例3的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图13示出了实施例3的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图14示出了实施例3 的光学镜头的畸变曲线，其表示视角情况下的畸变大小。图15示出了实施例3的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图12至图15可知，实施例3所示出的光学镜头能够实现良好的成像品质。
[0104]
实施例4：
[0105]
如图16所示，根据本实用新型示例性实施方式的光学镜头为胶合透镜，沿光轴由物侧至像侧依序包括：第一透镜1、光阑2、第二透镜3、第三透镜 4、第四透镜5、ir滤光片6、保护玻璃7以及成像面。
[0106]
第一透镜1为负光焦度玻璃透镜，其物侧面s1为凹面，像侧面s2为凹面；第二透镜3为正光焦度玻璃透镜，其物侧面s4为凸面，像侧面s5为凸面；第三透镜4为正光焦度非球面塑料透镜，其物侧面s6为凸面，像侧面 s7为凸面；第四透镜5与第三透镜4胶合，为非球面塑料透镜，其像侧面 s9为凸面。滤光片具有物侧面s10和像侧面s11。保护玻璃7具有物侧面 s12和像侧面s13。来自物体的光依序穿过各表面s1至s13并最终成像在成像面s14上。
[0107]
表10示出了实施例4的光学镜头的各透镜的表面类型、曲率半径、厚度、材料及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)。
[0108]
表10为实施例4的光学镜头各透镜参数表
[0109][0110]
由表10可知，实施例4第一透镜1和第二透镜3为球面，第三透镜4 和第四透镜5为非球面。表11示出了可用于实施例4中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。
[0111]
表11为各非球面镜面的高次项系数表
[0112]
面号a4a6a8a10a12a14s6-2.10e+002.46e-03-1.18e-031.24e-03-8.04e-043.26e-04s7-8.08e-01-4.87e-032.55e-02-2.43e-021.39e-02-5.06e-03s91.38e+013.73e-033.08e-044.37e-04-6.69e-043.70e-04
[0113]
表12示出了实施例4中光学镜头的总有效焦距f、各透镜的有效焦距f1 至f3、光学镜头的光学总长度ttl以及光学镜头的最大视场角fov。
[0114]
表12为镜头焦距、长度、视场角参数表
[0115]
f1(mm)-4.123f(mm)3.583f2(mm)6.462ttl(mm)19.08f3(mm)13.722fov(
°
)128.5
°
[0116]
实施例4中的光学镜头满足：
[0117]
1、该实施例中光学镜头第三透镜4的阿贝数v3与第四透镜5的阿贝数 v4差值为32.59，满足25《v3-v4《33。
[0118]
2、第一透镜1物侧面中心至成像面的光学总长ttl与光学镜头的焦距 f比值为5.33，满足：ttl/f》5。
[0119]
3、光学镜头的最大视场角度fov为128.5
°
，满足115
°
《fov《130
°
。
[0120]
图17示出了实施例4的光学镜头的轴上色差曲线，其表示不同波长的光线经由镜头后的会聚焦点偏离。图18示出了实施例4的光学镜头的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图19示出了实施例4的光学镜头的畸变曲线，其表示视角情况下的畸变大小。图20示出了实施例4的光学镜头的倍率色差曲线，其表示光线经由镜头后在成像面上的不同的像高的偏差。根据图17至图20可知，实施例4所示出的光学镜头能够实现良好的成像
品质。
[0121]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。