CN108663784B - 超广角镜头 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的超广角镜头通过在第一镜群设置5个透镜，在第二镜群设置4个透镜，同时第一镜群的5个透镜的光焦度依次为负、负、负、负、正，第二镜群的光焦度依次为正、负、正、正，从而使得本发明所提供的超广角镜头的分辨率高、制造成本低。

Description

超广角镜头

技术领域

本发明涉及一种超广角镜头。

背景技术

在现有技术中，光线入射角度大于或等于180°的镜头即可称为鱼眼镜头或超广角镜头。超广角镜头应用在汽车及安控***的比例逐年升高，甚至逐步扩及消费性市场。市场上对于超广角镜头的需求日益增加，且市场竞争愈来愈激烈。现有技术中的超广角镜头通常采全玻璃式的架构，分辨率低，成本高。因此，如何提高超广角镜头的分辨率低、制造成本高是目前所要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超广角镜头，以解决现有的超广角镜头分辨率低、制造成本高的技术问题。

本发明提供了一种超广角镜头，包括：

第一镜群，所述第一镜群具有正光焦度，所述第一镜群由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜组成，其中：

所述第一透镜具有负光焦度；

所述第二透镜具有负光焦度；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第四透镜具有负光焦度；

所述第五透镜具有正光焦度；以及

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜依序由物方至像方排列；

第二镜群，所述第二镜群具有正光焦度，所述第二镜群由第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜组成，其中：

所述第六透镜具有正光焦度；

所述第七透镜具有负光焦度；

所述第八透镜具有正光焦度；

所述第九透镜具有正光焦度；以及

所述第六透镜，第七透镜，第八透镜和第九透镜依序由物方至像方排列；以及

光栏，所述光栏设置于所述第一镜群和第二镜群之间，所述第一镜群，光栏和第二镜群依序由物方至像方排列，各透镜均具有一个朝向物方的曲面和一个朝向像方的曲面。

进一步的，所述第一透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面，所述第二透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面。

进一步的，所述第三透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面。

进一步的，所述第四透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

进一步的，所述第五透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

进一步的，所述第六透镜为双凸透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面均为凸曲面。

进一步的，所述第七透镜为双凹透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面为凹曲面。

进一步的，所述第八透镜为双凸透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面均为凸曲面。

进一步的，所述第九透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

进一步的，所述超广角镜头满足如下公式：

0＜(IHR-IHI)/IHI＜0.5；

-3.4＜SF1＜-1.4；

-3.4＜SF2＜-1.4；

1.0＜Y8/T4；

1.3＜Y10/T5；

C14＜0 and C25＜0；以及

所述第二镜群中至少有一个曲面为非球面，

其中，IHR为最大像高，IHI＝ω*f，ω为入射角度，其单位为弧度，f为***焦距；

SFi＝(C1i+C2i)/(C1i-C2i)，i＝1，2，C1i为第i透镜靠物方侧的曲面的曲率，C2i为第i透镜靠像方侧的曲面的曲率，SFi为形状因子；

Y8为在最大入射角时第四透镜朝向像方的曲面的有效直径；

Y10为在最大入射角时第五透镜朝向像方的曲面的有效直径；

T4为所述第四透镜的厚度；

T5为所述第五透镜的厚度；

C14为第四透镜的朝向物方的曲面的曲率；以及

C25为第五透镜的朝向像方的曲面的曲率。

本发明所提供的超广角镜头通过在第一镜群设置5个透镜，在第二镜群设置4个透镜，同时第一镜群的5个透镜的光焦度依次为负、负、负、负、正，第二镜群的光焦度依次为正、负、正、正，从而使得本发明所提供的超广角镜头的分辨率高、制造成本低。

附图说明

图1为本发明所提供的超广角镜头的示意图。

图2为本发明提供的超广角镜头的波长为587nm时纵向球差图，其中，纵轴为相对视场数值。

图3为本发明提供的超广角镜头的波长为587nm时的场曲图，其中，纵轴为相对视场数值。

图4为本发明提供的超广角镜头的波长为587nm时的畸变图(f*tanθ)，其中，纵轴为相对视场数值。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明提供一种超广角镜头100。请参阅图1，图1为本发明所提供的超广角镜头100的示意图。

所述超广角镜头100包括第一镜群G1，光栏ST和第二镜群G2。所述第一镜群G1，光栏ST和第二镜群G2依序由物方至像方排列。所述光栏ST设置于所述第一镜群G1和第二镜群G2之间。

所述第一镜群G1具有正光焦度。所述第一镜群G1包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5。所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5依序由物方至像方排列。

所述第一透镜L1具有负光焦度。进一步的，所述第一透镜L1为凸凹透镜。第一曲面S1为凸曲面，朝向物方。第二曲面S2为凹曲面，朝向像方。所述第一透镜L1可以为玻璃。

所述第二透镜L2具有负光焦度。进一步的，所述第二透镜L2为凸凹透镜。第三曲面S3为凸曲面，朝向物方。第四曲面S4为凹曲面，朝向像方。所述第二透镜L2可以为玻璃。

所述第三透镜L3具有负光焦度。进一步的，所述第三透镜L3为凸凹透镜。第五曲面S5为凸曲面，朝向物方。第六曲面S6为凹曲面，朝向像方。所述第三透镜L3可以为玻璃。

所述第四透镜L4具有负光焦度。进一步的，所述第四透镜L4为凹凸透镜。第七曲面s7为凹曲面，朝向物方。第八曲面S8为凸曲面，朝向像方。所述第七曲面S7和第八曲面S8均为非球面。所述第四透镜L4可以为塑料。

所述第五透镜L5具有正光焦度。进一步的，所述第五透镜L5为凹凸透镜。第九曲面S9为凹曲面，朝向物方。第十曲面S10为凸曲面，朝向像方。所述第九曲面S9和第十曲面S10均为非球面。所述第五透镜L5可以为塑料。

更进一步，所述第一曲面S1，第二曲面S2，第三曲面S3，第四曲面S4，第五曲面S5和第六曲面S6均可以为球面。

所述第二镜群G2具有正光焦度。所述第二镜群G2包括第六透镜L6，第七透镜L7，第八透镜L8和第九透镜L9。所述第六透镜L6，第七透镜L7，第八透镜L8和第九透镜L9依序由物方至像方排列。

所述第六透镜L6具有正光焦度。进一步的，所述第六透镜L6为双凸透镜。第十二曲面S12为凸曲面，朝向物方。第十三曲面S13为凸曲面，朝向像方。所述第十二曲面S12和第十三曲面S13均为非球面。所述第六透镜L6可以为玻璃。

所述第七透镜L7具有负光焦度。进一步的，所述第七透镜L7为双凹透镜。第十四曲面S14为凹曲面，朝向物方。第十五曲面S15为凹曲面，朝向像方。所述第十四曲面S14和第十五曲面S15均为非球面。所述第七透镜L7可以为塑料。

所述第八透镜L8具有正光焦度。进一步的，所述第八透镜L8为双凸透镜。第十六曲面S16为凸曲面，朝向物方。第十七曲面S17为凸曲面，朝向像方。所述第十六曲面S16和第十七曲面S17均为非球面。所述第八透镜L8可以为塑料。

所述第九透镜L9具有正光焦度。进一步的，所述第九透镜L9为凹凸透镜。第十八曲面S18为凹曲面，朝向物方。第十九曲面S19为凸曲面，朝向像方。所述第十八曲面S18和第十九曲面S19均为非球面。所述第九透镜L9可以为塑料。

本发明所提供的超广角镜头100通过在第一镜群G1设置5个透镜，在第二镜群G2设置4个透镜，同时第一镜群G1的5个透镜的光焦度依次为负、负、负、负、正，第二镜群G2的光焦度依次为正、负、正、正，从而使得本发明所提供的超广角镜头100的分辨率高、制造成本低。

更进一步的，所述超广角镜头100满足如下公式：

0＜(IHR-IHI)/IHI＜0.5；

-3.4＜SF1＜-1.4；

-3.4＜SF2＜-1.4；

1.0＜Y8/T4；

1.3＜Y10/T5；

C14＜0 and C25＜0；以及

所述第二镜群G2中至少有一个曲面为非球面。

其中，IHR为最大像高，IHI＝ω*f，ω为入射角度，其单位为弧度，f为***焦距。如果(IHR-IHI)/IHI超出以上公式的上限，则画面中心压缩过于严重，画面中心质量低；如果(IHR-IHI)/IHI超出以上公式的下限，则画面边缘压缩过于严重，画面边缘质量低。

SFi＝(C1i+C2i)/(C1i-C2i)，i＝1，2，C1i为第i透镜靠物方侧的曲面的曲率，C2i为第i透镜靠像方侧的曲面的曲率，SFi为形状因子。如果SF1或SF2超出以上公式上限，则透镜的大角度视场分辨率下降，同时大角度入射视场也不容易入射到成像面；如果SF1或SF2超出以上公式下限，则透镜的制造性不佳，同时成本上升。

Y8为在最大入射角时第八曲面S8的有效直径，也即最大入射角时第四透镜L4朝向像方的曲面的有效直径，Y10为在最大入射角时第十曲面S10的有效直径，也即最大入射角时第五透镜L5朝向像方的曲面的有效直径，T4为第七曲面S7到第八曲面S8的中心厚度，也即所述第四透镜L4的厚度，T5为第九曲面S9到第十曲面S10的中心厚度，也即所述第五透镜L5的厚度。如果Y8/T4、Y10/T5超出以上公式范围，则透镜制造性不佳，同时成本上升。

C14为第四透镜L4的朝向物方的曲面的曲率，C14的范围通过拟合获得，其拟合范围为从0至最大有效半径，C25为第五透镜L5的朝向像方的曲面的曲率，C25的范围通过拟合获得，其拟合范围为从0至最大有效半径。C14和C25落在以上公式范围内有助于所述超广角镜头100处于大光圈时保持良好的性能。其中，C14和C25的拟合过程即模拟超广角镜头100的成像质量的过程。

所述第二镜群G2中至少有一个曲面为非球面，也即在第十二曲面S12至第十九曲面S19中，至少有一个曲面为非球面，可以提高光学影像质量。

本发明所提供的超广角镜头100满足以上公式，从而使得本发明所述提供的超广角镜头100具有超广视角，分辨率高，制造成本低，同时在大光圈时，能保持良好的成像质量。

在一种实施方式中，本发明提供的超广角镜头100的波长为587nm时纵向球差图如图2所示。

在一种实施方式中，本发明提供的超广角镜头100的波长为587nm时的场曲图如图3所示。

在一种实施方式中，本发明提供的超广角镜头100的波长为587nm时的畸变图(f*tanθ)如图4所示。

在一种实施方式中，本发明所提供的超广角镜头100的各个透镜的曲面的曲率半径R，各曲面间在光轴上的距离d以及个透镜折射率Nd、阿贝系数Vd如表1所示：

表1

本发明所提供的超广角镜头100的非球面公式定义如下：

其中，Z为非球面表面的凹陷度，R为曲率半径，h为曲面的离轴半高，K为圆锥系数，A、B、C、D、E、F、G为非球面的各阶系数。

在一种实施方式中，本发明所提供的超广角镜头100的各个曲面的非球面系数如表2和表3所示。

表2

非球面系数

S7

S8

S9

S10

S12

S13

K

-7.5036

0

0

-1.2129E+00

6.5091E-01

-5.7018E+00

A

-1.7962E-03

-1.3493E-04

-3.6485E-04

4.5817E-04

-3.3196E-04

-4.5066E-03

B

6.8894E-05

6.4806E-06

2.508E-05

-1.7969E-05

1.6922E-03

-1.0533E-02

C

-4.1945E-06

5.5463E-07

-2.5033E-07

5.1278E-07

-2.2530E-03

5.0457E-04

D

5.9912E-08

-1.2071E-08

6.2145E-09

-7.4536E-09

-7.4136E-04

1.7971E-04

E

6.0825E-09

-3.3319E-10

-2.0391E-10

6.9613E-11

1.6629E-04

-9.3798E-05

F

-3.4061E-10

6.9063E-12

-1.1726E-11

-2.0427E-12

1.6334E-04

-4.3662E-05

G

5.3227E-12

1.6675E-14

2.9511E-13

2.8848E-14

-6.1006E-05

2.1147E-05

表3

非球面系数

S14

S15

S16

S17

S18

S19

K

1.1979

-9.9020

3.7069

-3.5826

0

-2.0246E+01

A

-1.2949E-02

8.8588E-04

1.4665E-02

-3.4076E+00

-4.8494E-03

-1.2674E-02

B

-4.9429E-03

3.1707E-03

-1.9739E-03

1.5701E-02

6.8481E-04

-1.2964E-03

C

-9.7203E-04

1.0554E-04

-3.1126E-04

2.0425E-03

1.6703E-04

2.3835E-04

D

-3.7905E-04

-1.2912E-04

6.6372E-07

-6.4861E-04

-6.8219E-06

2.7548E-05

E

1.9959E-04

-6.7569E-05

1.2477E-05

-1.8964E-05

-2.1874E-07

1.3364E-06

F

-6.1644E-06

-1.1447E-05

1.7330E-06

5.7856E-06

1.3488E-08

-1.7446E-07

G

-5.0853E-05

3.2229E-06

-7.8937E-07

1.0819E-06

-1.6147E-08

-5.2153E-08

在一种实施方式中，本发明所提供的超广角镜头100的有效焦距、数值孔径、可视角如表4所示。

表4

EFL	F/NO	FOV(2ω)
			0.89	2.20	210

在一种实施方式中，本发明所提供的超广角镜头100的数据如表5所示。

表5

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已将较佳实施方式揭露如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种超广角镜头，包括：

第一镜群，所述第一镜群具有正光焦度，所述第一镜群由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜组成，其中：

所述第一透镜具有负光焦度；

所述第二透镜具有负光焦度；

所述第三透镜具有负光焦度；

所述第四透镜具有负光焦度；

所述第五透镜具有正光焦度；以及

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜依序由物方至像方排列；

第二镜群，所述第二镜群具有正光焦度，所述第二镜群由第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜组成，其中：

所述第六透镜具有正光焦度；

所述第七透镜具有负光焦度；

所述第八透镜具有正光焦度；

所述第九透镜具有正光焦度；以及

所述第六透镜，第七透镜，第八透镜和第九透镜依序由物方至像方排列；以及

光栏，所述光栏设置于所述第一镜群和第二镜群之间，所述第一镜群，光栏和第二镜群依序由物方至像方排列，各透镜均具有一个朝向物方的曲面和一个朝向像方的曲面。

2.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第一透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面，所述第二透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面。

3.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第三透镜为凸凹透镜，朝向物方的曲面为凸曲面，朝向像方的曲面为凹曲面。

4.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第四透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

5.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第五透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

6.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第六透镜为双凸透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面均为凸曲面。

7.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第七透镜为双凹透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面为凹曲面。

8.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第八透镜为双凸透镜，朝向物方的曲面和朝向像方的曲面均为凸曲面。

9.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述第九透镜为凹凸透镜，朝向物方的曲面为凹曲面，朝向像方的曲面为凸曲面。

10.如权利要求1所述的超广角镜头，其特征在于：所述超广角镜头满足如下公式：

0<(IHR-IHI)/IHI<0.5；

-3.4<SF1<-1.4；

-3.4<SF2<-1.4；

1.0<Y8/T4；

1.3<Y10/T5；

C14<0and C25<0；以及

所述第二镜群中至少有一个曲面为非球面，

其中，IHR为最大像高，IHI＝ω*f，ω为入射角度，其单位为弧度，f为***焦距；

SFi＝(C1i+C2i)/(C1i-C2i)，i＝1，2，C1i为第i透镜靠物方侧的曲面的曲率，C2i为第i透镜靠像方侧的曲面的曲率，SFi为形状因子；

Y8为在最大入射角时第四透镜朝向像方的曲面的有效直径；

Y10为在最大入射角时第五透镜朝向像方的曲面的有效直径；

T4为所述第四透镜的厚度；

T5为所述第五透镜的厚度；

C14为第四透镜的朝向物方的曲面的曲率；以及

C25为第五透镜的朝向像方的曲面的曲率。

Images