一种大视场角透镜组件及成像设备的制作方法

1.本实用新型涉及拍摄装置技术领域，尤其涉及一种大视场角透镜组件及成像设备。


背景技术：

2.出于安全考虑，许多场合需要设置摄像装置，以实现监控或辅助观察。例如，安装于汽车上的倒车影像，以及安装于入户门的电子门铃等。
3.无论是倒车影像还是电子门铃，都需要满足小体积的要求，但由于体积限制，透镜的数量也相应地受到限制，同时拍摄端口的口径难以进一步扩大，因此成像的视场角过小，导致成像视野具有较多的盲区，具有一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种大视场角透镜组件及成像设备，解决现有技术中由于体积限制，透镜的数量也相应地受到限制，在拍摄端口的口径无法进一步扩大的情况下成像的视场角过小，导致成像视野具有较多的盲区，具有一定的安全隐患的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：
6.一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜；
7.其中，第一透镜的光焦度为负，且第一透镜的物侧表面和像侧表面均为凹面；第二透镜的光焦度为正，且第二透镜的物侧表面和像侧表面均为凸面；第三透镜、第五透镜和第六透镜的光焦度均为负，且第三透镜、第五透镜和第六透镜的物侧表面均为凸面，第三透镜、第五透镜和第六透镜的像侧表面均为凹面；第四透镜的光焦度为正，且第四透镜的物侧表面为凹面，第四透镜的像侧表面为凸面；
8.所述透镜组件满足以下关系式：
9.f/hfov＜2.5；
10.其中，f为透镜组件的焦距，hfov为透镜组件的最大半视场角。
11.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
12.(n1 n4)-(n3 n5)＝-0.24；
13.其中，n1为第一透镜的折射率，n3为第三透镜的折射率，n4为第四透镜的折射率，n5为第五透镜的折射率。
14.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
15.0＜f2/f3
×
f＜-2；
16.其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。
17.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
18.f1/f＜-1.5；
19.其中，f1为第一透镜的焦距。
20.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
21.0＜r12/f1＜-1.5；
22.其中，r12为第一透镜的像侧表面的曲率半径，f1为第一透镜的焦距。
23.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
24.0＜f4/|(r41 r42)|＜0.25；
25.其中，r41为第四透镜的物侧表面曲率半径，r42为第四透镜的像侧表面曲率半径，f4为第四透镜的焦距。
26.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
27.5＜r41/r42＜15；
28.其中，r41为第四透镜的物侧表面曲率半径，r42为第四透镜的像侧表面曲率半径。
29.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
30.0＜f6/f3＜1；
31.其中，f3为第三透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。
32.可选地，所述大视场角透镜组件满足以下关系式：
33.50＜hfov
×
fno/f＜75；
34.其中，fno为透镜组件的光圈数。
35.本实用新型还提供了一种成像设备，包括如上任一项所述的大视场角透镜组件。
36.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
37.本实用新型提供了一种大视场角透镜组件及成像设备，通过使透镜组件的有效焦距和最大半视场角满足特定的关系式，使得视场角能够与有效焦距同步提升，有利于在满足小体积的同时扩大成像视野，以符合监控或辅助观察的使用需求。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
39.图1示出了本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的示意图；
40.图2由左至右依序为本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图；
41.图3为本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的球差曲线图；
42.图4示出了本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的示意图；
43.图5由左至右依序为本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图；
44.图6为本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的球差曲线图；
45.图7示出了本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的示意图；
46.图8由左至右依序为本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图；
47.图9为本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的球差曲线图；
48.图10示出了本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的示意图；
49.图11由左至右依序为本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图；
50.图12为本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的球差曲线图；
51.图13示出了本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的示意图；
52.图14由左至右依序为本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图；
53.图15为本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
54.上述图中：
55.第一透镜：110、210、310、410、510；物侧表面：111、211、311、411、511；像侧表面：112、212、312、412、512；
56.第二透镜：120、220、320、420、520；物侧表面：121、221、321、421、521；像侧表面：122、222、322、422、522；
57.第三透镜：130、230、330、430、530；物侧表面：131、231、331、431、53；像侧表面：132、232、332、432、532；
58.第四透镜：140、240、340、440、540；物侧表面：141、241、341、441、541；像侧表面：142、242、342、442、542；
59.第五透镜：150、250、350、450、550；物侧表面：151、251、351、451、551；像侧表面：152、252、352、452、552；
60.第六透镜：160、260、360、460、560；物侧表面：161、261、361、461、561；像侧表面：162、262、362、462、562；
61.红外滤光片：170、270、370、470、570、670、770；
62.光阑：101、201、301、401、501、601、701。
具体实施方式
63.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
65.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
66.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
67.本实用新型提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜及第六透镜，第一透镜的物侧表面至第六透镜的像侧表面中的各表面均为非球面。
68.其中，第一透镜的光焦度为负，且第一透镜的物侧表面和像侧表面均为凹面；第二透镜的光焦度为正，且第二透镜的物侧表面和像侧表面均为凸面；第三透镜、第五透镜和第六透镜的光焦度均为负，且第三透镜的物侧表面、第五透镜的物侧表面和第六透镜的物侧表面均为凸面，第三透镜的像侧表面、第五透镜的像侧表面和第六透镜的像侧表面均为凹面；第四透镜的光焦度为正，且第四透镜的物侧表面为凹面，第四透镜的像侧表面为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
69.本实用新型中，透镜组件满足以下关系式：f/hfov＜2.5；其中，f为透镜组件的焦距，hfov为透镜组件的最大半视场角。通过使透镜组件的有效焦距和最大半视场角满足特定的关系式，使得视场角能够与有效焦距同步提升，有利于在满足小体积的同时扩大成像视野，以符合监控或辅助观察的使用需求。
70.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：(n1 n4)-(n3 n5)＝-0.24；其中，n1为第一透镜的折射率，n3为第三透镜的折射率，n4为第四透镜的折射率，n5为第五透镜的折射率。由于规定了第一透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的折射率，从而有利于光学成像透镜组向超薄化发展，同时利于修正像差。
71.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：0＜f2/f3
×
f＜-2；其中，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。通过前述关系式以合理控制第二透镜和第三透镜的有效焦距的比值与透镜组件的焦距之间的乘积，借此合理分配透镜组件的整体光焦度，使得透镜组件中前部的正负球差得以相互抵消。
72.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：f1/f＜-1.5；其中，f1为第一透镜的焦距。通过前述关系式以合理控制第一透镜的有效焦距与透镜组件的焦距之间的乘积，借此使得透镜组件能够达到大角度范围取景的效果，同时第一透镜能够适度负担该透镜组件的折射力，从而进一步降低该透镜组件的组装敏感度。
73.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：0＜r12/f1＜-1.5；其中，r12为第一透镜的像侧表面的曲率半径，f1为第一透镜的焦距。借此合理调整第一透镜像侧面的面形与第一透镜的焦距的比值，使得透镜组件能够具备更佳的收差补正效果。
74.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：0＜f4/|(r41 r42)|＜0.25；其中，r41为第四透镜的物侧表面曲率半径，r42为第四透镜的像侧表面曲率半径，f4为第四透镜的焦距。通过该关系式，能够将第四透镜两个表面的场曲平衡限制在合理的范围内，有利于提高成像质量。
75.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：5＜r41/r42＜15；其中，r41为第四透镜的物侧表面曲率半径，r42为第四透镜的像侧表面曲率半径。通过规定第四透镜的面型，有利于进一步降低透镜组件的组装敏感度。
76.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：0＜f6/f3＜1；其中，f3为第三透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。通过合理分配第三透镜和第六透镜的焦距，能够使中间透镜和后组透镜的正负球差相互抵消。
77.进一步地，大视场角透镜组件满足以下关系式：50＜hfov
×
fno/f＜75。当满足该
关系式时，能够扩大感光面的尺寸，使得透镜组件具备大孔径的成像特性。
78.实施例一
79.请参阅图1至图3，图1示出了本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的示意图，图2由左至右依序为本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图，图3为本实用新型实施例一的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
80.本实用新型实施例提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜110、第二透镜120、第三透镜130、第四透镜140、第五透镜150及第六透镜160，第一透镜110的物侧表面111至第六透镜160的像侧表面162中的各表面均为非球面。
81.其中，第一透镜110的光焦度为负，且第一透镜110的物侧表面111和像侧表面112均为凹面；第二透镜120的光焦度为正，且第二透镜120的物侧表面121和像侧表面122均为凸面；第三透镜130、第五透镜150和第六透镜160的光焦度均为负，且第三透镜130的物侧表面131、第五透镜150的物侧表面151和第六透镜160的物侧表面161均为凸面，第三透镜130的像侧表面132、第五透镜150的像侧表面152和第六透镜160的像侧表面162均为凹面；第四透镜140的光焦度为正，且第四透镜140的物侧表面141为凹面，第四透镜140的像侧表面142为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
82.此外，第一透镜110与第二透镜120之间设有一光阑101，第六透镜160与成像面之间设有红外滤光片170。本实施例中，各个透镜的材质均为高分子聚合物，例如塑料等。
83.请配合参照下列表1-1、表1-2以及表1-3。
[0084][0085]
[0086][0087]
[0088][0089]
表1-1为实施例一详细的结构数据，其中曲率半径、厚度及焦距的单位为毫米，f为光学成像镜头的焦距，fno为光圈值，hfov为光学成像镜头的最大视场角的一半。
[0090]
表1-2为实施例一中的非球面系数数据，其中，k表非球面曲线方程式中的锥面系数，a4、a6、a8、a10、a12、a14、a16、a18和a20则表示各表面第4、6、8、10、12、14、16、18及20阶非球面系数。
[0091]
表1-3为实施例一中该光学成像镜头所满足的条件。
[0092]
此外，以下各实施例表格乃对应各实施例的示意图与曲线图，表格中数据的定义皆与第一实施例的表1-1、表1-2以及表1-3的定义相同，在此不再进行赘述。
[0093]
实施例二
[0094]
基于前述实施例一，请参阅图4至图6，图4示出了本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的示意图，图5由左至右依序为本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图，图6为本实用新型实施例二的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
[0095]
本实用新型实施例提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜210、第二透镜220、第三透镜230、第四透镜240、第五透镜250及第六透镜260，第一透镜210的物侧表面211至第六透镜260的像侧表面262中的各表面均为非球面。
[0096]
其中，第一透镜210的光焦度为负，且第一透镜210的物侧表面211和像侧表面212均为凹面；第二透镜220的光焦度为正，且第二透镜220的物侧表面221和像侧表面222均为凸面；第三透镜230、第五透镜250和第六透镜260的光焦度均为负，且第三透镜230的物侧表面231、第五透镜250的物侧表面251和第六透镜260的物侧表面261均为凸面，第三透镜230的像侧表面232、第五透镜250的像侧表面252和第六透镜260的像侧表面262均为凹面；第四透镜240的光焦度为正，且第四透镜240的物侧表面241为凹面，第四透镜240的像侧表面242为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
[0097]
此外，第一透镜210与第二透镜220之间设有一光阑201，第六透镜260与成像面之间设有红外滤光片270。本实施例中，各个透镜的材质均为高分子聚合物，例如塑料等。
[0098]
请配合参照下列表2-1、表2-2以及表2-3。
[0099][0100]
[0101][0102]
[0103][0104][0105]
实施例三
[0106]
基于前述各个实施例，请参阅图7至图9，图7示出了本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的示意图，图8由左至右依序为本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图，图9为本实用新型实施例三的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
[0107]
本实用新型实施例提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜310、第二透镜320、第三透镜330、第四透镜340、第五透镜350及第六透镜360，第一透镜310的物侧表面311至第六透镜360的像侧表面162中的各表面均为非球面。
[0108]
其中，第一透镜310的光焦度为负，且第一透镜310的物侧表面311和像侧表面312均为凹面；第二透镜320的光焦度为正，且第二透镜320的物侧表面321和像侧表面322均为凸面；第三透镜330、第五透镜350和第六透镜360的光焦度均为负，且第三透镜330的物侧表面331、第五透镜350的物侧表面351和第六透镜360的物侧表面361均为凸面，第三透镜330的像侧表面332、第五透镜350的像侧表面352和第六透镜360的像侧表面362均为凹面；第四透镜340的光焦度为正，且第四透镜340的物侧表面341为凹面，第四透镜340的像侧表面342为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
[0109]
此外，第一透镜310与第二透镜320之间设有一光阑301，第六透镜360与成像面之间设有红外滤光片370。本实施例中，各个透镜的材质均为高分子聚合物，例如塑料等。
[0110]
请配合参照下列表3-1、表3-2以及表3-3。
[0111][0112]
[0113][0114]
[0115][0116]
实施例四
[0117]
基于前述各个实施例，请参阅图10至图12，图10示出了本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的示意图，图11由左至右依序为本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图，图12为本实用新型实施例四的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
[0118]
本实用新型实施例提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜410、第二透镜420、第三透镜430、第四透镜440、第五透镜450及第六透镜460，第一透镜410的物侧表面411至第六透镜460的像侧表面462中的各表面均为非球面。
[0119]
其中，第一透镜410的光焦度为负，且第一透镜410的物侧表面411和像侧表面412均为凹面；第二透镜420的光焦度为正，且第二透镜420的物侧表面421和像侧表面422均为凸面；第三透镜430、第五透镜450和第六透镜460的光焦度均为负，且第三透镜430的物侧表面431、第五透镜450的物侧表面451和第六透镜460的物侧表面461均为凸面，第三透镜430的像侧表面432、第五透镜450的像侧表面452和第六透镜460的像侧表面462均为凹面；第四透镜440的光焦度为正，且第四透镜440的物侧表面441为凹面，第四透镜440的像侧表面442为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
[0120]
此外，第一透镜410与第二透镜420之间设有一光阑401，第六透镜460与成像面之间设有红外滤光片470。本实施例中，各个透镜的材质均为高分子聚合物，例如塑料等。
[0121]
请配合参照下列表4-1、表4-2以及表4-3。
[0122][0123]
[0124][0125]
[0126][0127]
实施例五
[0128]
基于前述各个实施例，请参阅图13至图15，图13示出了本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的示意图，图14由左至右依序为本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的像散和畸变曲线图，图15为本实用新型实施例五的一种大视场角透镜组件的球差曲线图。
[0129]
本实用新型实施例提供了一种大视场角透镜组件，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜510、第二透镜520、第三透镜530、第四透镜540、第五透镜550及第六透镜560，第一透镜510的物侧表面511至第六透镜560的像侧表面562中的各表面均为非球面。
[0130]
其中，第一透镜510的光焦度为负，且第一透镜510的物侧表面511和像侧表面512均为凹面；第二透镜520的光焦度为正，且第二透镜520的物侧表面521和像侧表面522均为凸面；第三透镜530、第五透镜550和第六透镜560的光焦度均为负，且第三透镜530的物侧表面531、第五透镜550的物侧表面551和第六透镜560的物侧表面561均为凸面，第三透镜530的像侧表面532、第五透镜550的像侧表面552和第六透镜560的像侧表面562均为凹面；第四透镜540的光焦度为正，且第四透镜540的物侧表面541为凹面，第四透镜540的像侧表面542为凸面；可以理解的是，前述的物侧表面和像侧表面均为近轴处的表面。
[0131]
此外，第一透镜510与第二透镜520之间设有一光阑501，第六透镜560与成像面之间设有红外滤光片570。本实施例中，各个透镜的材质均为高分子聚合物，例如塑料等。
[0132]
请配合参照下列表5-1、表5-2以及表5-3。
[0133][0134]
[0135][0136]
[0137][0138]
实施例六
[0139]
本实用新型还提供了一种成像设备，包括如上各个实施例所提供的大视场角透镜组件。
[0140]
基于前述各个实施例，本实用新型提供了一种大视场角透镜组件及成像设备，通过使透镜组件的有效焦距和最大半视场角满足特定的关系式，使得视场角能够与有效焦距同步提升，有利于在满足小体积的同时扩大成像视野，以符合监控或辅助观察的使用需求。
[0141]
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。