一種廣角鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廣角鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)依次包括：第一透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力；第二透鏡，為具有塑料非球面鏡片的雙凸正透鏡；第三透鏡，為玻璃球面鏡片，具有正折射力；第四透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力；第五透鏡，為塑料非球面鏡片，所述各透鏡的光焦度滿足f5＜f2＜f1＜f3＜f4，其中，f1、f2、f3、f4、f5分別為第一透鏡到第五透鏡的光焦度。本發(fā)明的廣角鏡頭，第一透鏡和第二透鏡采用負透鏡和正透鏡組合的方式收集大角度光線，可以減小軸外主光線與光軸的夾角，第三透鏡較大的光焦度，采用玻璃材料能夠矯正熱偏移，可以有效的補償溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化，解決了鏡頭應(yīng)用于高低溫等惡劣環(huán)境時產(chǎn)生的熱偏移問題。
【專利說明】一種廣角鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于照相裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種廣角鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著廣角鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，一些應(yīng)用領(lǐng)域需要將其應(yīng)用于高溫或者低溫 等惡劣環(huán)境下，由于目前的鏡頭主要為塑料結(jié)構(gòu)，高低溫會對一般塑料結(jié)構(gòu)的鏡頭產(chǎn)生很 大的后焦偏移，從而會影響成像的質(zhì)量，嚴重的會造成成像模糊，系統(tǒng)參數(shù)不穩(wěn)定，不能正 常工作等失效模式。
[0003] 由于玻璃材料折射率隨溫度變化很小所以能夠很好的消除溫度對系統(tǒng)焦距的影 響，因此目前常通過大量的使用玻璃材料來解決熱偏移的問題，但是由于玻璃材料的特性， 大量使用玻璃材料的廣角鏡頭容易產(chǎn)生畸變，而且很難將其所產(chǎn)生的畸變校正到理想的范 圍內(nèi)，此外，若使用玻璃非球面的話會增加成本以及增加產(chǎn)品制造難度，最終制約產(chǎn)品的通 用性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有廣角鏡頭為了能夠適應(yīng)高低溫惡劣環(huán)境大量使用玻璃材料 容易產(chǎn)生畸變的問題，提出了一種廣角鏡頭，減少了玻璃材料的使用，既能夠適應(yīng)高低溫惡 劣環(huán)境，而且同時也可以消除熱偏移對系統(tǒng)的影響。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0006] -種廣角鏡頭，從物側(cè)至像側(cè)依次包括：
[0007] 第一透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力；
[0008] 第二透鏡，為具有塑料非球面鏡片的雙凸正透鏡；
[0009] 第三透鏡，為玻璃球面鏡片，具有正折射力；
[0010] 第四透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力；
[0011] 第五透鏡，為塑料非球面鏡片，
[0012] 所述各透鏡的光焦度滿足f5 <f2 <fl<f3 <f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分別 為第一透鏡到第五透鏡的光焦度。
[0013] 進一步的，所述第一透鏡具有凸向物方的第一表面和上下端為平面且中央位置凹 向像方的第二表面，至少所述第二表面為非球面，所述第一透鏡的折射率nl和色散范圍Vl 滿足：1. 5 <nl< 1. 6, 50 <vl< 60。第一透鏡的結(jié)構(gòu)采用負透鏡進行大角度光線收集， 可以有效彎曲軸外視場主光線，使其相對于光軸的夾角變小，進而減小后組元件的尺寸。
[0014] 進一步的，所述的第二透鏡為具有凸向物方的第三表面和上下端為平面且中央位 置凸向像方的第四表面，至少所述第四表面為非球面，所述第二透鏡的折射率n2和色散范 圍v2滿足：1. 5 <n2 < 1. 6, 50 <v2 < 60。所述的第二透鏡采用鼓型透鏡，其光焦度為 正，其作用是使前組產(chǎn)生的發(fā)散光線經(jīng)過匯聚重新成為平行光線。
[0015] 進一步的，所述第二透鏡和第三透鏡之間設(shè)置有固定光闌。光闌的后組鏡片組采 用的是一般的光學(xué)匯聚系統(tǒng)，其中后組第一片（也即第三透鏡）具有較大的光焦度，為了矯 正熱偏移采用玻璃材料，可以有效的補償溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化，第三透鏡和第四透鏡 的作用是正負透鏡組合消除色差，第四透鏡和第五透鏡可以使軸外主光線按照CMOS芯片 規(guī)定的microlens入射角進行偏折，保證照度均勻性的同時最好的匹配成像傳感器。
[0016] 進一步的，所述第三透鏡具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面，所述 第三透鏡的折射率n3和色散范圍V3滿足：1. 5 <n3 <I. 7,40 <V3 < 60。
[0017] 進一步的，所述第四透鏡具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，至少 所述第八表面為非球面，所述第四透鏡的折射率n4和色散范圍V4滿足：1. 6 <n4 < 1. 7， 20 <v4 < 30。
[0018] 進一步的，所述第五透鏡具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，至少 所述第十表面為非球面，所述第五透鏡的折射率n5和色散范圍v5滿足：1. 5 <n5 < 1. 7， 50 <v5 < 60〇
[0019] 進一步的，所述第五透鏡與成像方之間設(shè)置有濾光片。
[0020] 進一步的，所述濾光片為紅外截止濾光片。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明的廣角鏡頭，第一透鏡和第 二透鏡采用負透鏡和正透鏡組合的方式收集大角度光線，可以減小軸外主光線與光軸的夾 角，進而逐漸的減小像差，第三透鏡采用玻璃材料具有較大的光焦度，由于玻璃材料隨溫度 變化折射率變化小，而折射率是影響光焦度的主要因素，因此第三透鏡對維持系統(tǒng)溫度變 化引起的光焦度漂移有很好的抑制作用，采用玻璃材料能夠矯正熱偏移，可以有效的補償 溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化，解決了鏡頭應(yīng)用于高低溫等惡劣環(huán)境時產(chǎn)生的熱偏移問題，第 三透鏡和第四透鏡的正負透鏡組合用于消除色差，第四透鏡和第五透鏡可以使軸外主光線 按照CMOS芯片規(guī)定的microlens入射角進行偏折，保證照度均勻性的同時最好的匹配成 像傳感器，解決了第三透鏡由于采用玻璃材料帶來的畸變問題。
[0022] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更 加清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024] 圖1是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的透鏡組合圖；
[0025] 圖2A是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的傳遞函數(shù)曲線圖；
[0026] 圖2B是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的極限分辨頻率下傳遞函數(shù)曲線 圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的光學(xué)場曲和畸變圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的點列圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的色差曲線圖；
[0030] 圖6是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例的相對亮度曲線圖；
[0031] 圖7是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例在常溫（20°C)下的傳遞函數(shù)曲線 圖；
[0032] 圖8是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例在低溫（-KTC)下的傳遞函數(shù)曲線 圖；
[0033] 圖9是本發(fā)明所提出的廣角鏡頭的一種實施例在高溫（50°C)下的傳遞函數(shù)曲線 圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035] 實施例一，本實施例的一種廣角鏡頭，如圖1所示，從物側(cè)至像側(cè)依次包括：
[0036] 第一透鏡1，為塑料非球面鏡片，具有負折射力；
[0037] 第二透鏡2,為具有塑料非球面鏡片的雙凸正透鏡；
[0038] 第三透鏡3,為玻璃球面鏡片，具有正折射力；
[0039] 第四透鏡4,為塑料非球面鏡片，具有負折射力；
[0040] 第五透鏡5,為塑料非球面鏡片，
[0041] 所述各透鏡的光焦度滿足f5 <f2 <fl<f3 <f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分別 為第一透鏡I到第五透鏡5的光焦度。
[0042] 本實施例的廣角鏡頭采用5片鏡片，其中第三透鏡3為玻璃球面鏡片，其他為塑料 非球面鏡片，5片鏡片根據(jù)各元件之間的合理排列，滿足了最大90度視場角消畸變的要求， 并且對高低溫成像的品質(zhì)做了優(yōu)化和校正。其結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良，公差良好，制造簡單，價 格低廉。第一透鏡1和第二透鏡2采用負透鏡和正透鏡組合的方式收集大角度光線，可以 減小軸外主光線與光軸的夾角，整體系統(tǒng)光焦度分配范圍滿足f5 <f2 <Π<f3 <f4，f3 僅小于f4的光焦度，通過設(shè)計第三透鏡3具有較大的光焦度，采用玻璃材料能夠矯正熱偏 移，可以有效的補償溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化，解決了鏡頭應(yīng)用于高低溫等惡劣環(huán)境時產(chǎn) 生的熱偏移問題，第三透鏡的光焦度的取值范圍可以為〇. 25〈f3〈0. 4,第三透鏡3和第四透 鏡4的正負透鏡組合用于消除色差，第四透鏡4和第五透鏡5可以使軸外主光線按照CMOS 芯片規(guī)定的microlens入射角進行偏折，保證照度均勻性的同時最好的匹配成像傳感器， 解決了第三透鏡3由于采用玻璃材料帶來的畸變問題。
[0043]所述第一透鏡1具有凸向物方的第一表面和上下端為平面且中央位置凹向像方 的第二表面，所述的第一透鏡1、第二透鏡2、以及第四透鏡4、第五透鏡5至少為偶次非球 面，也即，對于第一透鏡1，至少第二表面為非球面，所述第一透鏡1的折射率nl和色散范 圍vl滿足：1. 5 <nl< 1. 6, 50 <vl< 60。第一透鏡的1結(jié)構(gòu)采用負透鏡進行大角度光 線收集，可以有效彎曲軸外視場主光線，使其相對于光軸的夾角變小，進而減小后組元件的 尺寸。
[0044] 所述的第二透鏡2為具有凸向物方的第三表面和上下端為平面且中央位置凸向 像方的第四表面，至少所述第四表面為非球面，所述第二透鏡2的折射率n2和色散范圍v2 滿足：1. 5 <n2 <I. 6, 50 <v2 < 60。所述的第二透鏡2采用鼓型透鏡，其光焦度為正，其 作用是使前組產(chǎn)生的發(fā)散光線經(jīng)過匯聚重新成為平行光線。
[0045] 所述第二透鏡2和第三透鏡3之間設(shè)置有固定光闌（圖中1未示出）。光闌的前 組鏡片包括第一透鏡1和第二透鏡2,后組鏡片包括第三透鏡3至第五透鏡5,后組鏡片組 采用的是一般的光學(xué)匯聚系統(tǒng)，其中后組第一片（也即第三透鏡3)具有較大的光焦度，為 了矯正熱偏移采用玻璃材料，可以有效的補償溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化，第三透鏡3和第 四透鏡4的作用是正負透鏡組合，形成一個類似膠合透鏡，可以消除色差，第四透鏡4和第 五透鏡5可以使軸外主光線按照CMOS芯片規(guī)定的microlens入射角進行偏折，保證照度 均勻性的同時最好的匹配成像傳感器。
[0046] 下面以第一透鏡1、第二透鏡2、以及第四透鏡4、第五透鏡5的兩面均為非球面為 例，以及，第一透鏡1采用E48R型號的塑料材質(zhì)，其折射率和色散分別為nl= 1. 53,vl= 56。第二透鏡2采用E48R型號的塑料材質(zhì)，其折射率和色散分別為n2 = 1. 53,v2 = 56。
[0047] 此外，所述第三透鏡具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面，且第五表 面和第六表面為球面，所述第三透鏡的折射率n3和色散范圍v3滿足：1. 5 <n3 < 1. 7,40 <v3 < 60。本優(yōu)選實施例中，采用H-BAK7型號的玻璃材質(zhì)，其折射率和色散分別為n3 = 1. 57,v3 = 56. 1。
[0048] 所述第四透鏡具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面，所述第四透鏡的 折射率n4和色散范圍v4滿足：1.6 <n4< 1.7,20 <v4< 30。本優(yōu)選實施例中，采用 0KP4ht型號的塑料材質(zhì)，其折射率和色散分別為n4 = 1. 63,v4 = 23. 4。
[0049] 所述第五透鏡具有凸向物方的第九表面和凸向像方的第十表面，所述第五透鏡的 折射率n5和色散范圍v5滿足：1. 5 <n5 < 1. 7, 50 <v5 < 60。本優(yōu)選實施例中，采用E48R 型號的塑料材質(zhì)，其折射率和色散分別為n5 = 1. 53,v5 = 56。
[0050] 如表1、表2所示，為本實施例的廣角鏡頭的設(shè)計參數(shù)，分別列有由物方依序編號 的光學(xué)面號碼I-IO(Surface)、在光軸上各光學(xué)面的曲率（C)、從物方到像方的光軸上各面 與后一光學(xué)表面的距離（T)。如圖1中所示T即表示第一透鏡1的凹面到第二透鏡2的距 離，以及偶次非球面系數(shù)α2、α3、α4、α5、α6,其中非球面系數(shù)可以滿足如下的方程：

【權(quán)利要求】
1. 一種廣角鏡頭，其特征在于，從物側(cè)至像側(cè)依次包括： 第一透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力； 第二透鏡，為具有塑料非球面鏡片的雙凸正透鏡； 第三透鏡，為玻璃球面鏡片，具有正折射力； 第四透鏡，為塑料非球面鏡片，具有負折射力； 第五透鏡，為塑料非球面鏡片， 所述各透鏡的光焦度滿足f5 < f2 < -fl < f3 < -f4,其中，fl、f2、f3、f4、f5分別為 第一透鏡到第五透鏡的光焦度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡具有凸向物方的第一 表面和凹向像方的第二表面，至少所述第二表面為非球面，所述第一透鏡的折射率nl和色 散范圍 vl 滿足：1. 5 < nl < 1. 6,50 < vl < 60。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述的第二透鏡為具有凸向物方的 第三表面和凸向像方的第四表面，至少所述第四表面為非球面，所述第二透鏡的折射率n2 和色散范圍 v2 滿足：1. 5 < n2 < 1. 6,50 < v2 < 60。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡具有凸向物方的第 五表面和凸向像方的第六表面，所述第三透鏡的折射率n3和色散范圍v3滿足：1. 5 < n3 < 1. 7,40 < v3 < 60。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡具有凹向物方的第七 表面和凹向像方的第八表面，至少所述第八表面為非球面，所述第四透鏡的折射率n4和色 散范圍 v4 滿足：1. 6 < n4 < 1. 7,20 < v4 < 30。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第五透鏡具有凸向物方的第九 表面和凸向像方的第十表面，至少所述第十表面為非球面，所述第五透鏡的折射率n5和色 散范圍 v5 滿足：L 5 < n5 < L 7,50 < v5 < 60。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡和第三透鏡 之間設(shè)置有固定光闌。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述第五透鏡與成像方之 間設(shè)置有濾光片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角鏡頭，其特征在于，所述濾光片為紅外截止濾光片。
【文檔編號】G02B13/18GK104238079SQ201410525088
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】楊春 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司