一种广角低畸变镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种广角低畸变镜头。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控等各个领域，因此，对光学成像镜头的要求也越来越高。
3.现有的广角低畸变镜头普遍存在以下问题：镜头温漂量大，当温度扰动过大时，影响成像质量；镜头镜片多，光学总长大，使镜头整体成本过高，且安装使用具有局限性；视场角小，镜头捕捉画幅不足，且对边缘畸变管控不足；由于广角低畸变设计，一般具有蓝紫边色差，影响图像质量；一般只支持可见光使用，红外共焦性差，红外成像效果不理想。
4.鉴于此，本技术发明人发明了一种广角低畸变镜头。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑体积小、视场角大畸变小、色差小、可兼顾红外共焦的广角低畸变镜头。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种广角低畸变镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
7.所述第一透镜具负屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
8.所述第二透镜具负屈光度，且第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
9.所述第三透镜具正屈光度，且第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
10.所述第四透镜具正屈光度，且第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
11.所述第五透镜具负屈光度，且第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
12.所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
13.其中，所述第一透镜、第三透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料偶次非球面透镜。
14.进一步地，该镜头满足：-4.5《f1《-3，-4《f2《-3，3.5《f3《4.5，2《f4《3，-3《f5《-2，3《f6《4，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距值。
15.进一步地，该镜头满足：1.7《nd1《1.8，1.5《nd2《1.6，2《nd3《2.1,1.5《nd4《1.67，1.6《nd5《1.7，1.5《nd6《1.6，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6分别为所述第一透镜、二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的折射率。
16.进一步地，该镜头满足：45《vd1《55，50《vd2《60，20《vd3《30，50《vd4《60，15《vd5《25，50《vd6《60，其中，vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透
镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的色散系数。
17.进一步地，该镜头的焦距f满足：f＝1.95mm。
18.进一步地，该镜头的视场角dfov满足：dfov≤180
°
。
19.进一步地，该镜头的光学总长ttl满足：ttl≤12.4mm。
20.进一步地，该镜头的最大通光f/no＝2.2。
21.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
22.本实用新型广角低畸变镜头采用6片镜片结构，并且使用了4片塑料非球面，结构紧凑，镜头整体体积小，安装使用方便；且温漂量小，在高低温环境下可保证清晰成像；视场角大同时畸变小，且色差小；兼顾红外共焦设计，在红外波段也有很好的成像效果。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1的光路图；
24.图2为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的mtf曲线图；
25.图3为本实用新型实施例1中镜头在红外光下的mtf曲线图；
26.图4为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
27.图5为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的轴向色差曲线图；
28.图6为本实用新型实施例2的光路图；
29.图7为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的mtf曲线图；
30.图8为本实用新型实施例2中镜头在红外光下的mtf曲线图；
31.图9为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
32.图10为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的轴向色差曲线图；
33.图11为本实用新型实施例3的光路图；
34.图12为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的mtf曲线图；
35.图13为本实用新型实施例3中镜头在红外光下的mtf曲线图；
36.图14为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
37.图15为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的轴向色差曲线图；
38.图16为本实用新型实施例4的光路图；
39.图17为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的mtf曲线图；
40.图18为本实用新型实施例4中镜头在红外光下的mtf曲线图；
41.图19为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
42.图20为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的轴向色差曲线图。
43.附图标记说明：
44.1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、光阑；8、保护玻璃。
具体实施方式
45.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
46.这里所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为r值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。r值可常见被使用于光学设计软件中，例如zemax或codev。r值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当r值为正时，判定为物侧面为凸面；当r值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当r值为正时，判定像侧面为凹面；当r值为负时，判定像侧面为凸面。
47.本实用新型公开了一种广角低畸变镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑7、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6，所述第一透镜1至第六透镜6各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
48.所述第一透镜1具负屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
49.所述第二透镜2具负屈光度，且第二透镜2的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
50.所述第三透镜3具正屈光度，且第三透镜3的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
51.所述第四透镜4具正屈光度，且第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
52.所述第五透镜5具负屈光度，且第五透镜5的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
53.所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面。
54.其中，所述第一透镜1、第三透镜3均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6均为塑料偶次非球面透镜。
55.该镜头具有屈光率的透镜只有上述6片。镜头使用6片透镜结构，并且使用了4片塑料非球面，结构紧凑，镜头整体体积小，安装使用方便。
56.该镜头使用4片塑料非球面透镜，且其中两片为正光焦度，两片为负光焦度。正负光焦度合理匹配，使镜头保持能够与holder补偿温漂。当外界温度变化时，可以保证镜头在-40℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。且采用多片塑料偶次非球面设计，能更好的矫正高级像差，提升像质，保证了成像质量，同时塑料非球面透镜成本较低，易于大规模量产使用，提升产品竞争力。
57.该镜头都经过复消色差设计，较好的消除了蓝紫边色差，杜绝了传统视讯传输镜头所易出现的蓝紫边现象，在最后一片镜片(第六透镜6)使用了塑料非球面镜片，可以很好的矫正高级像差。
58.该镜头在第二片镜片(第二透镜2)使用了塑料非球面镜片，并且为双凹的形状，可以很好的矫正畸变。
59.该镜头满足：-4.5《f1《-3，-4《f2《-3，3.5《f3《4.5，2《f4《3，-3《f5《-2，3《f6《4，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6的焦距值。
60.该镜头满足：1.7《nd1《1.8，1.5《nd2《1.6，2《nd3《2.1,1.5《nd4《1.67，1.6《nd5《1.7，1.5《nd6《1.6，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6分别为所述第一透镜1、二透镜、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6的折射率。
61.该镜头满足：45《vd1《55，50《vd2《60，20《vd3《30，50《vd4《60，15《vd5《25，50《vd6《60，其中，vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6分别为所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透
镜4、第五透镜5、第六透镜6的色散系数。
62.该镜头的焦距f满足：f＝1.95mm；该镜头的视场角dfov满足：dfov≤180
°
；该镜头的光学总长ttl满足：ttl≤12.4mm；该镜头的最大通光f/no＝2.2。镜头整体具有视场角大(可支持到180
°
)，所摄画幅范围大，同时边缘畸变矫正好(f-theta畸变小于-7.5％)，且通光大，结构紧凑，实用性强等优点。此外，该镜头在红外波段也有很好的成像效果。
63.下面将以具体实施例对本实用新型的广角低畸变镜头进行详细说明。
64.实施例1
65.参照图1所示，本实用新型公开了一种广角低畸变镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑7、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6，所述第一透镜1至第六透镜6各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
66.所述第一透镜1具负屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
67.所述第二透镜2具负屈光度，且第二透镜2的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
68.所述第三透镜3具正屈光度，且第三透镜3的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
69.所述第四透镜4具正屈光度，且第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
70.所述第五透镜5具负屈光度，且第五透镜5的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
71.所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面。
72.本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
73.表1-1实施例1的详细光学数据
[0074][0075][0076]
本实施例中，所述第一透镜1、第三透镜3均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6均为塑料偶次非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。非球面透镜表面曲线的方程式表示如下：
[0077][0078]
其中，
[0079]
z：非球面之深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
[0080]
c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；
[0081]
k：锥面系数(conic constant)；
[0082]
径向距离(radial distance)；
[0083]rn
：归一化半径(normalization radius(nradius))；
[0084]
u：r/rn；
[0085]am
：第m阶q
con
系数(is the m
th q
con coefficient)；
[0086]qmcon
：第m阶q
con
多项式(the m
th q
con polynomial)。
[0087]
本实施例中的非球面数据如表1-2所示。
[0088]
表1-2实施例1的非球面数据
[0089][0090]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请分别参阅图2，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达167lp/mm时，mtf值大于0.3，可支持1/2.9
″
sensor使用，成像质量高。
[0091]
本实施例中，镜头在红外光下的mtf曲线图请分别参阅图3，从图中可以看出，红外离焦量为11um，mtf值高，红外成像质量好。
[0092]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图4，从图中可以看出，光学畸变《|-7.5％|，畸变小，畸变管控好，边缘形变量小，成像效果佳。
[0093]
镜头在可见光下的轴向色差曲线图请参阅图5，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0094]
实施例2
[0095]
如图6所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0096]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0097]
表2-1实施例2的详细光学数据
[0098][0099]
本实施例中，所述第一透镜1、第三透镜3均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6均为塑料偶次非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。
[0100]
本实施例中的非球面数据如表2-2所示。
[0101]
表2-2实施例2的非球面数据
[0102][0103]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请分别参阅图7，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达167lp/mm时，mtf值大于0.3，可支持1/2.9
″
sensor使用，成像质量高。
[0104]
本实施例中，镜头在红外光下的mtf曲线图请分别参阅图8，从图中可以看出，红外mtf值高，红外成像质量好。
[0105]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图9，从图中可以看出，光学畸变《|-7.5％|，畸变小，畸变管控好，边缘形变量小，成像效果佳。
[0106]
镜头在可见光下的轴向色差曲线图请参阅图10，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.06mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0107]
实施例3
[0108]
如图11所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0109]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0110]
表3-1实施例3的详细光学数据
[0111][0112][0113]
本实施例中，所述第一透镜1、第三透镜3均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6均为塑料偶次非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。
[0114]
本实施例中的非球面数据如表3-2所示。
[0115]
表3-2实施例3的非球面数据
[0116][0117]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请分别参阅图12，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达167lp/mm时，mtf值大于0.3，可支持1/2.9
″
sensor使用，成像质量高。
[0118]
本实施例中，镜头在红外光下的mtf曲线图请分别参阅图13，从图中可以看出，红外mtf值高，红外成像质量好。
[0119]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图14，从图中可以看出，光学畸变《|-7.5％|，畸变小，畸变管控好，边缘形变量小，成像效果佳。
[0120]
镜头在可见光下的轴向色差曲线图请参阅图15，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0121]
实施例4
[0122]
如图16所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0123]
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
[0124]
表4-1实施例4的详细光学数据
[0125][0126]
本实施例中，所述第一透镜1、第三透镜3均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6均为塑料偶次非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。
[0127]
本实施例中的非球面数据如表4-2所示。
[0128]
表4-2实施例4的非球面数据
[0129][0130]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请分别参阅图17，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达167lp/mm时，mtf值大于0.3，可支持1/2.9
″
sensor使用，成像质量高。
[0131]
本实施例中，镜头在红外光下的mtf曲线图请分别参阅图18，从图中可以看出，红外mtf值高，红外成像质量好。
[0132]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图19，从图中可以看出，光学畸变《|-7.5％|，畸变小，畸变管控好，边缘形变量小，成像效果佳。
[0133]
镜头在可见光下的轴向色差曲线图请参阅图20，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.04mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0134]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。