一种广角镜头制造技术

本发明专利技术提供一种广角镜头，沿着光线入射方向依次包括：前组和后组，所述前组包括第一负透镜和第二正透镜，后组包括一个类似胶合透镜组：第三正透镜和第四负透镜。具体的：第一负透镜具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于镜头的始端；所述第二正透镜具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；所述第三正透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方第六表面；所述第四负透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。根据各元件之间的合理排列，镜片厚度和空气间隔厚度均等，镜片形状易于加工和成型，满足了大视场角消除畸变要求的同时并对高低温成像的品质做了优化和校正,此外成本低廉，结构简单小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学镜头设计
，尤其涉及一种广角镜头。
技术介绍
随着技术的进步，消费类电子产品对广角镜头的应用要求也越来越高，尤其是在各种不同的环境：如雪山、高温等恶劣环境下，对镜头表现的期望更高，众所周知高低温会对一般的塑料结构的镜头产生很大的后焦偏移，从而会影响成像的质量，严重的会造成成像模糊，系统参数不稳定的情况，导致镜头不能正常工作等失效模式的产生。目前常用的消除热偏移的主要方法是通过使用大量的玻璃材料，由于玻璃材料折射率随温度变化很小所以能够很好的消除温度对系统焦距的影响，但是在批量生产中使用玻璃材料的广角镜头一来成本相对高昂，二来是畸变很难校正到理想的范围内，如果使用玻璃非球面成本和产能会大大制约产品的通用性和大范围应用。如何避免因使用塑料材质镜片带来的热偏移及使用玻璃镜片带来的成本高昂、畸变难以校正的问题成为需要克服的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种广角镜头，至少部分地解决上述问题，并在降低镜头成本、适合批量生产的同时能够消除因材料原因带来的热偏移现象及畸变难以校正的问题。本专利技术提供一种广角镜头，沿着光线入射方向依次包括：光阑前组和光阑后组，所述光阑前组包括第一负透镜和第二正透镜，所光阑后组包括第三正透镜和第四负透镜，第三正透镜和第四负透镜组成一个类似胶合组；所述第一负透镜具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于镜头的始端；所述第二正透镜具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；所述第三正透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面；所述第四负透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。进一步的，所述广角镜头还包括有孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第二正透镜和所述第三正透镜之间。进一步的，取所述整组镜片的总体长度为ttl，有效焦距为f，其中第一镜片的中心厚度为T1，第一镜片和第二镜片的空气间隙为T12，以上参数满足以下公式：4<ttl/f<6.5；0<T1/ttl<0.15；0.5<T12/f<1.5以及0.1<T1/f<0.3。进一步的，取第一正透镜的焦距为f1和第四负透镜的焦距为f4，f1和f4之间满足如下关系式：0.5<f4/f1<1以及-3.0<f1/f<-1.9。进一步的，取第一负透镜的焦距为f1、第二正透镜的焦距为f2、第三正透镜的焦距为f3以及第四负透镜的焦距为f4；f1,f2,f3以及f4之间满足如下关系式：f3>-f4>-f1>f2。进一步的，所述第一正透镜、第二正透镜和第四负透镜采用塑料材质的镜片，其成本低廉，且更加有利于消除畸变；所述第三正透镜采用玻璃材质的镜片，用于矫正温度对镜头成像造成的热偏移现象。进一步的，所述第一正透镜的第一表面和第二表面、第二正透镜的第三表面和第四表面、及第四负透镜的第七表面和第八表面均为非球面，非球面镜片它的表面弧度与普通球面镜片不同，为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面，而以往采用球面设计，使的像差和变形增大，结果出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象；非球面的设计，修正了影像，解决视界歪曲等问题，同时，使镜片更轻、更薄、更平；而且，仍然保持优异的抗冲击性能，使配戴者安全使用；第三透镜的第五表面和第六表面为球面，用于矫正热偏移现象，可以有效的补偿温度偏移产生的焦距变化。进一步的，所述广角镜头在第四负透镜的像侧还设置有红外截止滤光片，可选的，所述红外截止滤光片采用BK7型号的玻璃材质，并能过IR cut镀膜方法来滤除红外波段的光线。进一步的，所述第一负透镜的折射率和色散范围为1.5＜n1＜1.6，50＜v1＜60；第二正透镜的折射率和色散范围为1.5＜n2＜1.6，50＜v2＜60；第三正透镜的折射率和色散范围为1.5＜n3＜1.7，50＜v3＜65；第四负透镜的折射率和色散范围为1.6＜n4＜1.7，20＜v4＜30。进一步的，所述非球面采用偶次非球面方程进行设计，偶次非球面系数满足如下的方程：z=CY21+1-(1+k)C2Y2+Σi=2NαiY2i]]>其中，z是沿光轴方向的坐标，Y为以透镜长度单位为单位的径向坐标，C是曲率(1/R)，k为圆锥系数(Coin Constant)，αi是各高次项的系数，2i是非球面的高次方(the order of Aspherical Coefficient)，可选的，i＝8即二次项最高到16次方。进一步的，所述非球面还可以采用奇次非球面方程进行设计，奇次非球面方程的通用公式如下：z=CY21+1-(1+k)C2Y2+Σi=1NβiYi]]>其中，i＝1、2、3、4……N，同样也可以达到设计目的。本实施的包括本专利技术提供的镜头采用四片镜片，均为塑料非球面镜片，由上述可知，本专利技术提供的广角镜头具有以下特点：1、除第三正透镜采用玻璃材质镜片外，其余镜片均采用塑料材质镜片，相比玻璃材质，塑料材质具有质量轻、成本低、易于加工成型等优点，使得广角镜头的生产成本大幅降低，适于大批量生产；2、第一负透镜、第二正透镜以及第四负透镜的光学表面均采用非球面，可有效控制像差，非球面镜边缘较薄，中央处光线和边缘光线可以聚焦在同一位置，可以有效减小球差，提高系统的相对孔径，扩大视场角，进而提高广角镜头在低照度环境下的成像质量，公差良好，并可以通过调整非球面系数来提高光学性能；3、广角镜头配型合理，采用正负的透镜组合，第一负透镜进行大角度光线收集，有效弯曲轴外视场主光线，使其相对于光轴的夹角和口径变小，进而减小后组元件的尺寸，其后第二正透镜使第一负透镜产生的发散光线经过汇聚重新成为平行光线并通过孔径光阑，系统孔径光阑后组镜片组采用的是一般的光学汇聚系统，其中后组第三正透镜为玻璃材料镜片，具有较大的光焦度贡献，能够矫正热偏移，有效的补偿温度偏移产生的焦距变化，后组第三正透镜和第四负透镜的作用是正负透镜组合消除色差，并使最终的光线汇聚到像面上。4、广角镜头结构四片镜片根据各元件之间的合理排列，镜片形状易于加工和成型，满足了大视场角消除畸变要求的同时并对高低温成像的品质做了优化和校正,此外其结构简单，达到镜头小型化目的；附图说明图1为本专利技术实施例一的广角镜头结构示意图；图2为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广角镜头，沿着光线入射方向依次包括前组和后组，所述前组包括第一负透镜和第二正透镜，后组包括第三正透镜和第四负透镜，其特征在于：所述第一负透镜具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于镜头的始端；所述第二正透镜具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；所述第三正透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面；所述第四负透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。

【技术特征摘要】
1.一种广角镜头，沿着光线入射方向依次包括前组和后组，所述前组包括
第一负透镜和第二正透镜，后组包括第三正透镜和第四负透镜，其特征在于：
所述第一负透镜具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于镜头
的始端；
所述第二正透镜具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；
所述第三正透镜具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面；
所述第四负透镜具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。
2.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于：取所述整组镜片的总体
长度为ttl，有效焦距为f，其中第一镜片的中心厚度为T1，第一镜片和第二镜
片的空气间隙为T12，以上参数满足以下公式：
4<ttl/f<6.5；
0<T1/ttl<0.15；
0.5<T12/f<1.5以及
0.1<T1/f<0.3。
3.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于：取第一负透镜的焦距为
f1、第二正透镜的焦距为f2、第三正透镜的焦距为f3以及第四负透镜的焦距为
f4；f1,f2,f3以及f4之间满足如下关系式：
f3>-f4>-f1>f2；
0.5<f4/f1<1以及
-3.0<f1/f<-1.9。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的广角镜头，其特征在于：所述广角镜
头还包括有孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第二正透镜和所述第三正透镜之
间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的广角镜头，其特征在于：所述第一正
透镜、第二正透镜和第四负透镜采用塑料材质的镜片，所述第三正透镜采用玻
璃材质的镜片。
6.根据权利要求5所述的广角镜头，其特征在于：
所述第一负透镜的折射率n和色散v的范围分别满足：1.5＜n1＜1.6，50＜
v1＜60；
所述第二正透镜的折射率n和色散v的范围分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37