一种低畸变广角镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种低畸变广角镜头。


背景技术：

2.在视频会议中需要广角度且低畸变的图像，但在普通的镜头中，随着可视角度的增加其畸变也会更加严重，导致成像高度失真。在现有技术中公开了一种镜头，具有畸变低的特点，可以有效减少图像的失真程度，但其成本高、体积大、没有温度补偿功能也没有同时兼顾广角和低畸变。


技术实现要素：

3.为弥补上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种低畸变广角镜头，在兼顾广角和低畸变的同时，还具有体积小、低成本、公差敏感度低和在-30℃～70℃温度范围内不虚焦等优点。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种低畸变广角镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；
5.所述第三透镜、第五透镜和第七透镜为负光焦度，所述第六透镜和第十透镜为正光焦度。
6.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜和第二透镜为负光焦度，所述第四透镜和第八透镜为正光焦度，所述第九透镜为正光焦度或负光焦度。
7.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜和所述第二透镜为凸凹透镜，所述第三透镜为凹凸透镜，所述第八透镜为双凸透镜，所述第十透镜的近轴区为凸凹透镜。
8.根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜为凸凹透镜或凸凸透镜，所述第五透镜为双凹透镜或凸凹透镜，所述第六透镜为双凸透镜或凸凹透镜，所述第七透镜为双凹透镜、凹凸透镜或凸凹透镜，所述第九透镜的近轴区为凸凹透镜或凹凸透镜。
9.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜物侧面的曲率半径r1与所述第一透镜(l1)像侧面的曲率半径r2满足：1.83≤r1/r2≤2.20。
10.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜为球面透镜，所述第二透镜、第三透镜、第九透镜和第十透镜为非球面透镜。
11.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的折射率nd1满足：1.80≤nd1。
12.根据本实用新型的一个方面，所述第六透镜的阿贝数vd6满足：70.0≤vd6。
13.根据本实用新型的一个方面，所述第八透镜的阿贝数vd8满足：70.0≤vd8。
14.根据本实用新型的一个方面，所述第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜中至少包含一枚胶合透镜。
15.根据本实用新型的一个方面，所述胶合透镜的焦距fc与所述镜头的整体焦距f满
足：-93.94≤fc/f≤20.8。
16.根据本实用新型的一个方面，述第一透镜至所述第四透镜的整体焦距fa与所述第五透镜至所述第十透镜的整体焦距fb满足：0≤fa/fb≤2.26。
17.根据本实用新型的一个方面，所述第四透镜的焦距f4与所述镜头的整体焦距f满足：1.04≤f4/f≤3.17。
18.根据本实用新型的一个方面，所述镜头的像面直径y与所述镜头的光学总长ttl满足：0.31≤y/ttl≤0.34。
19.根据本实用新型的一个方面，所述第一透镜的最大口径直径d1与所述镜头的光学总长ttl满足：0.39≤d1/ttl≤0.47。
20.根据本实用新型的一个方面，所述光阑放置在所述第四透镜的像侧面上或所述第五透镜的物侧面上。
21.根据本实用新型的一个方面，所述第二透镜、第三透镜、第九透镜和第十透镜为塑胶材质。
22.本实用新型的低畸变广角镜头，通过正、负光焦度透镜及凹、凸透镜的合理放置和搭配，减轻了所成像的光学畸变，可以使镜头在-30℃～70℃温度范围内不虚焦，进一步提高了成像的像素。由于上述对镜片的合理排布，可以降低镜片与镜片之间对公差敏感度的要求。同时可以缩小镜头的整体尺寸，减轻重量，节约成本。
23.本实用新型的低畸变广角镜头，第一透镜通过调整其弯曲的方向和所呈现的形状，使镜头可以收纳大角度的入射光线，实现广角功能。
24.本实用新型的低畸变广角镜头，通过进一步的限制第一透镜l1及第八透镜l8的阿贝数和第六透镜l6的阿贝数的范围，可以使镜头的温度补偿功能得到提高，同时，也降低了光学系统色差，提高解像力，使成像具有较高的像质。
25.本实用新型的低畸变广角镜头，第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8中至少包含一枚胶合透镜；并使所述胶合透镜的焦距fc与所述镜头焦距f满足-93.94≤fc/f≤20.8。提高了镜头的成像性能，消除成像部分的色差，提升光学系统的解像力。
附图说明
26.图1：第一种实施方式所述低畸变广角镜头的光学系统示意图；
27.图2：第二种实施方式所述低畸变广角镜头的光学系统示意图；
28.图3：第三种实施方式所述低畸变广角镜头的光学系统示意图。
具体实施方式
29.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不
是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
31.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
32.结合图1所示，本实用新型的低畸变广角镜头从物侧面到像侧面依次为：第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、光阑s、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10。
33.在本实用新型中，第三透镜l3、第五透镜l5和第七透镜l7为负光焦度，第六透镜l6和第十透镜l10为正光焦度。进一步的，第一透镜l1和第二透镜l2为负光焦度，第四透镜l4和第八透镜l8为正光焦度，所述第九透镜l9为正光焦度或负光焦度。
34.在本实用新型中，第一透镜l1和第二透镜l2为凸凹透镜，所述第三透镜l3为凹凸透镜，第八透镜l8为双凸透镜，第十透镜l10的近轴区为凸凹透镜。进一步的，第四透镜l4为凸凹透镜或凸凸透镜，第五透镜l5为双凹透镜或凸凹透镜，第六透镜l6为双凸透镜或凸凹透镜，第七透镜l7为双凹透镜、凹凸透镜或凸凹透镜，第九透镜l9的近轴区为凸凹透镜或凹凸透镜。
35.根据本实用新型的构思，通过正、负光焦度透镜及凹、凸透镜的合理放置和搭配，减轻了成像的光学畸变，可以使镜头在-30℃～70℃温度范围内不虚焦，进一步提高了成像的像素。由于上述对镜片的合理排布，可以降低镜片与镜片之间对公差敏感度的要求，同时可以缩小镜头的整体尺寸，减轻重量，节约成本。
36.在本实用新型中，第一透镜l1物侧面的曲率半径为r1，第一透镜l1像侧面的曲率半径为r2。二者满足关系式：1.83≤r1/r2≤2.20。第一透镜的像侧面的曲率半径r2与其物侧面的曲率半径r1满足上述关系时，第一透镜通过调整其弯曲的方向和所呈现的形状，使镜头可以收纳大角度的入射光线，实现广角功能。
37.在本实用新型中，第一透镜l1、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8为球面透镜，第二透镜l2、第三透镜l3、第九透镜l9和第十透镜l10为非球面透镜。通过上述设置，提高了透镜的温度补偿功能，进一步的保证镜头可以在-30℃～70℃温度范围内不出现虚焦的情况。
38.在本实用新型中，第一透镜l1的折射率nd1满足关系式：1.80≤nd1，第六透镜l6的阿贝数vd6满足：70.0≤vd6，第八透镜l8的阿贝数vd8满足关系式：70.0≤vd8。进一步的限制了第一透镜l1的折射率及第八透镜l8和第六透镜l6的阿贝数的范围。根据本实用新型的构思，可以根据上述范围选取恰当的镜片，与本实用新型中其他透镜的光焦度和透镜形状相配合使用。在提高镜头的温度补偿功能的同时，也降低了光学系统色差，提高解像力，使成像具有较高的像质。
39.在本实用新型中，第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8中至少包含一枚胶合透镜。进一步的，在本实用新型中，胶合透镜的焦距fc与镜头焦距f满足：-93.94≤fc/f≤20.8。采用胶合透镜，可以提高镜头的成像性能，消除成像部分的色差。根据本实用新型的构思，使胶合透镜的焦距和镜头焦距的比值确定在上述范围内，可以进一步提升光学系统的解像力。
40.在本实用新型中，第一透镜l1至第四透镜l4的整体焦距fa与第五透镜l5至第十透
镜l10的焦距fb满足关系式：0≤fa/fb≤2.26。进一步的，第四透镜(l4)的焦距f4与镜头的整体焦距f满足关系式：1.04≤f4/f≤3.17。如此设置，可以降低整个光学系统的公差敏感度，使其组装敏感度低，提高生产良率。
41.在本实用新型中，镜头像面直径y与镜头的光学总长ttl满足关系式：0.31≤y/ttl≤0.34。进一步的，第一透镜l1的最大口径直径d1与镜头的光学总长ttl满足关系式：0.39≤d1/ttl≤0.47。通过对镜头像面直径y、镜头的光学总长ttl和第一透镜l1的最大口径直径d1取值范围的确定，使镜头整体有较小的尺寸和体积，便于携带。
42.在本实用新型中，在第四透镜l4的像侧面上或第五透镜l5的物侧面上设置有光阑s。通过光阑s的位置调节，可以优化光学构架的形态，提升成像性能。
43.在本实用新型中，第二透镜l2、第三透镜l3、第九透镜l9和第十透镜l10为塑胶材质，进一步的降低了镜头整体的重量，节约了成本。
44.以下为根据本实用新型的上述设置给出三组具体实施方式来具体说明根据本实用新型的低畸变广角镜头。因为根据本实用新型的低畸变镜头共有10片透镜，每片透镜有两个光学表面，再加上光阑s、镜头的成像面ima以及成像面ima与透镜之间的平行平板的面。在本实用新型中，当10片透镜中存在一个或多个双胶合透镜时，最多有22个光学面。为了便于叙述说明，将各个面编号按为s1至s22。
45.三组实施方式中的具体参数如下表1所示：
[0046] 第一种实施方式第二种实施方式第三种实施方式y1616.0216.47ttl48.48950.02449.998f415.72720.00610.998f7.3147.3167.503nd11.851.861.85vd681.681.681.6vd881.690.290.2fa14.80933.1247.937fb18.33619.19548.891fc1(胶合镜头)-22.64330.0948.457fc2/-582.283/r122.1321.518.33r210.4710.149.61d121.9521.3420.31
[0047]
表1具体符合上述条件式的三组实施方式的具体参数如下表2所示：
[0048]
[0049][0050]
表2
[0051]
第一种实施方式：
[0052]
图1是示意性表示根据本实用新型的第一种实施方式的低畸变广角镜头结构图。
[0053]
在本实施方式中，第四透镜l4为凸凹透镜，第五透镜l5为凹凹透镜，第六透镜l6为凸凸透镜，第七透镜l7为凹凸透镜，第九透镜l9为负光焦度透镜且第九透镜l9的近轴区为凸凹透镜；第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7组成第一胶合透镜。
[0054]
在表3列出了在本实施方式中各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
[0055]
[0056][0057]
表3本实施方式中，非球面公式如下：
[0058][0059]
镜头中各非球面透镜的非球面系数包括该表面的二次曲面常数k、四阶非球面系数a4、六阶非球面系数a6、八阶非球面系数a8、十阶非球面系数a10和十二阶非球面系数a12，如下表4所示：
[0060][0061]
[0062]
表4
[0063]
结合图1所示，本实施方式的光阑s设置在第五透镜l5的物侧面上。根据本实用新型的构思，该镜头可在-30℃～70℃的高低温环境下不失焦，温漂量小于0.006mm。在本实施方式中，第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7胶合在一起组成一枚胶合透镜，使其可以兼顾低畸变和广角性能，能满足较高的成像质量。该镜头还具有低成本、小体积，组装敏感度低等优点，可适用于更多不同条件的场景。
[0064]
第二种实施方式：
[0065]
图2是示意性表示根据本实用新型的第二种实施方式的低畸变广角镜头结构图。
[0066]
在本实施方式中，第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7为凸凹透镜，第九透镜l9为正光焦度透镜且第九透镜l9的近轴区为凹凸透镜。其中，第五透镜l5和第六透镜l6通过胶合组成第一胶合透镜，第七透镜l7和第八透镜l8通过胶合组成第二胶合透镜。
[0067]
在下表5中列出了本实施方式中各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
[0068]
[0069][0070]
表5本实施方式中，非球面公式如下：
[0071][0072]
镜头中的各非球面透镜的非球面系数包括该表面的二次曲面常数k、四阶非球面系数a4、六阶非球面系数a6、八阶非球面系数a8、十阶非球面系数a10、十二阶非球面系数a12，如下表6所示：
[0073]
[0074][0075]
表6
[0076]
结合图2所示，本实施方式的光阑s设置在第四透镜l4和第五透镜l5之间。根据本实用新型的构思，在本实施方式中的镜头在-30℃～70℃的高低温环境下不失焦，温漂量小于0.0015mm且兼顾低畸变和广角性能，呈现较高的成像质量。在本实施方式中，该镜头也具有低成本、小体积，组装敏感度低等优点，可适用于更多不同条件的场景。
[0077]
第三种实施方式：
[0078]
图3是示意性表示根据本实用新型的第三种实施方式的低畸变广角镜头结构图。
[0079]
在本实施方式中，第五透镜l5和第七透镜l7为双凹透镜，第四透镜l4和第六透镜l6为双凸透镜，第九透镜l9为负光焦度透镜且第九透镜l9的近轴区为凸凹透镜。其中，第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8组成第一胶合透镜。
[0080]
在下表7中列出了本实施方式中各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：
[0081]
[0082][0083]
表7本实施方式中，非球面公式如下：
[0084][0085]
镜头中的各非球面透镜的非球面系数包括该表面的二次曲面常数k、四阶非球面系数a4、六阶非球面系数a6、八阶非球面系数a8、十阶非球面系数a10、十二阶非球面系数a12，如下表8所示：
[0086]
[0087][0088]
表8
[0089]
结合图3所示，本实施方式的光阑s设置在第四透镜l4的像侧面上。根据本实用新型的构思，该镜头可以在-30℃～70℃的高低温环境下不失焦，且温漂量小于0.0015mm。该镜头还可以使光线平缓进入光学系统，实现广角功能，成像畸变较小且成像质量高。同时，该镜头还具有低成本、小体积，组装敏感度低等优点，可适用于更多不同条件的场景。
[0090]
以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。