一种广角成像镜头系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种广角成像镜头系统。
【背景技术】
[0002] 随着电子设备行业的发展，越来越多的应用领域需要成像设备辅助，从而完成更 复杂的功能以便于服务民生。尤其是特殊医疗、工业探测、车载成像等等领域，亟需分辨率 更高，景深和视场角更大的镜头，来提升领域内应用产品的性能和服务品质。但传统的镜头 尺寸过大，无法满足市场对这些领域产品微型化的需求，低分辨率产品已渐渐经失去市场 热度。医疗和工业探测上还需要摄像模系统能在特殊环境如水下，完成拍摄功能。但实际上 为了达到这些参数需求，虽然能设计出镜头模型，在镜头量产阶段产品的良率却很低。
[0003] 美国专利US8437091B2披露了一种广角镜头组，该镜头组包括了三个透镜，第一透 镜具有负折光力，第二透镜具有正折光力，第三透镜具有正折光力，镜头组的视场角可达到 120°左右且系统紧凑体积较小，因为没有采用胶和工艺从而降低了成本。但该发明没有通 过选择合适折光力的透镜、结合加工的冗余度和非球面系数来提高微型镜头生产的容易 性。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题，在于提供一种广角成像镜头系统，通过透镜折光力组 合、结合加工冗余度和特定非球面系数的关键关系，可以降低微型镜头的生产难度，同时通 过该发明实现的镜头系统结构具有较大的光圈，即光圈数F#<3.5。
[0005] 本发明提供一种广角成像镜头系统，其特征在于:沿光轴从物面侧至像面侧依次 包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和成像面;所述第一透镜具有负折光力;所述第二透镜 具有正折光力，且其物面在近轴区域为凸表面、像面为凸表面;所述第三透镜具有负折光 力，且其物面为凹表面;其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间；进一步地，广角成像 镜头系统满足关系式：
[0006] DT<0.02;其中DT为每片镜片厚度值公差。
[0007] 进一步地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0008] F0V>90° ;其中F0V为所述广角成像镜头系统的视场角大小。
[0009] 进一步地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0010] 3 · 67 < A01000 < 4· 45;其中AC为第二透镜像面的非球面系数总和。
[0011] 进一步地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0012] 0.248 < K 0.261;其中f为所述广角成像镜头系统的有效焦距。
[0013] 进一步地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0014] 0.059 < BFL/TTL < 0.094;其中TTL是器件高度，BEL是镜头系统的后焦距。
[0015] 进一步地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0016] DR<0.015;其中DR为每片镜片曲率半径值公差。
【附图说明】
[0017] 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0018] 图1为依照本发明第一个实施例的广角成像镜头系统示意图。
[0019]图2从左至右依次为依照本发明第一个实施例的广角成像镜头系统的垂轴像差、 场曲及畸变曲线。
[0020]图3为依照本发明第二个实施例的广角成像镜头系统示意图。
[0021]图4从左至右依次为依照本发明第二个实施例的广角成像镜头系统的垂轴像差、 场曲及畸变曲线。
[0022]图5为依照本发明第三个实施例的广角成像镜头系统示意图。
[0023]图6从左至右依次为依照本发明第三个实施例的广角成像镜头系统的垂轴像差、 场曲及畸变曲线。
[0024] 图7为依照本发明第四个实施例的广角成像镜头系统示意图。
[0025] 图8从左至右依次为依照本发明第四个实施例的广角成像镜头系统的垂轴像差、 场曲及畸变曲线。
【具体实施方式】
[0026] 本发明披露的一结构如下：
[0027] -种广角成像镜头系统，沿光轴方向从物面侧到像面侧依次包括第一透镜、第二 透镜以及第三透镜，所述孔径光阑位于所述第二透镜的物面与所述物面侧之间，这样的设 计可以增大光圈，从而增大系统进光量。
[0028] 所述第一透镜具有负折光力，其物面可以是平面或球面，该结构在这里可以让更 大角度的光线入射到系统中；
[0029]所述第二透镜具有正折光力，可以平衡系统的折光力，减小场曲；且其物面在近轴 区域为凸表面、像面为凸表面，这样的结构能够减小轴外像差。
[0030] 所述第三透镜具有负折光力，能够减小场曲；且其物面为凹表面，该设计可以矫正 畸变。
[0031] DT为每片镜片厚度值公差，所述的广角镜头系统还满足关系式:DT<0.02;此时系 统的垂轴像差、畸变、色差等像差表现最佳，而且镜头更容易生产。
[0032] F0V为所述广角成像镜头系统的视场角大小，所述广角成像镜头系统满足关系式： F0V>90° ;此时成像镜头系统可拍摄范围更大。
[0033]具体地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0034] 3.67 < A01000 < 4.45;此时，系统的像散可以得到很好矫正，其中AC为第二透镜 像面的非球面系数总和。
[0035]具体地，所述广角成像镜头系统满足关系式：
[0036] 0.248 < f < 0.261;此时，系统的放大率适中，可满足医疗等特殊领域的应用要求， 其中f为所述广角成像镜头系统的有效焦距。
[0037]具体地，当所述广角成像镜头系统满足关系式:0.059 < BFL/TTL < 0.094时；系统 的高度和封装高度更适宜应用，其中TTL是器件高度，BEL是镜头系统的后焦距。
[0038] 具体地，当所述广角成像镜头系统满足关系式:DR<0.015时；系统中透镜的面型 更容易加工，光学性质质量也能得到保证，其中DR为每片镜片曲率半径值公差。
[0039] 本发明中包含了非球面镜片，非球面镜片的非球面系数可由但不仅限于下列非球 面特性方程定义：
[0040] 其中，X是在非球面上距离光轴距离为Y的点到子午面在非球面上的顶点之间的相 对距离，Y是非球面曲点到光轴的距离，R代表了表面的曲率半径，k代表了圆锥系数，Ai代表 了每个透镜面第i阶非球面系数。在实施例中，i可以是2,4,6,8，10，12但不局限于该范围。 [0041]根据上述实施方式，以下给出具体的实施例，配合附图作进一步的详细说明，但是 本发明的结构不仅限于以下实施例。
[0042] 图1给出了本发明第一个实施例的广角成像镜头系统结构示意图，沿光轴从物面 侧到像面侧依次包括:第一透镜110、孔径光阑100、第二透镜120、第三透镜130以及成像面 140。其中，第一透镜110为玻璃材质，第二透镜120和第三透镜130皆为塑料材质。"CR"在所 有实施例中有相同的意义，其代表了主光线。
[0043] 所述第一透镜110具有负折光力，且其物面111为平面，像面112为凹表面且为球 面；
[0044]所述第二透镜120具有正折光力，且其物面121在近轴区域为凸表面，像面122为凸 表面，且其物面121和像面122皆为非球面；
[0045] 所述第三透镜130具有负折光力，且其物面131在近轴区域为凹表面，其像面132在 近轴区域为凸表面、在边缘区域为凹表面;且其物面131和像面132皆为非球面。
[0046] 图2为第一个实施例的垂轴像差、场曲、畸变曲线图，反映了实施例中镜头系统的 像质情况，T代表子午方向，S代表弧矢方向。镜头系统的像质评估包括垂轴像差、场曲和畸 变，高像质是要求垂轴像差、场曲和畸变均保持在符合一定标准的范围内，如:广角镜头的 畸变在5%以内。各像差的纵坐标均为像高值，单位mm(毫米），文中所给出的实施例包括了 每个透镜的详