一种高阶玻璃非球面镜片的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜片技术领域，具体指有一种高阶玻璃非球面镜片。


背景技术：

2.目前视讯会议所使用的镜头为鱼眼镜头，也就是超广角镜头。其视场角超过200
°
，但存在严重的畸变，使得越边缘的成像失真会越严重，后期的图像处理难以校正，分辨率变差，人眼识别困难。
3.不仅如此，由于鱼眼镜头的视场角过大，常规的玻璃材料会发生严重的弯曲，有时会因为镜片弯曲剧烈而增大工艺的难度，从而增加报废率，提高成本。为此我们提出了一种可解决鱼眼镜头上述问题的高阶玻璃非球面镜片。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述现有鱼眼镜头中常规镜片加工工艺难度大、报废率高的问题，提供一种高阶玻璃非球面镜片，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
5.本实用新型的技术方案是：一种高阶玻璃非球面镜片，所述非球面镜片具有正屈光度，所述非球面镜片的物侧面为凸面，所述非球面镜片的的像侧面为凸面；
6.所述非球面镜片的折射率nd满足：1.5＜nd＜1.7；
7.所述非球面镜片的阿贝数vd满足：55＜vd＜70；
8.所述非球面镜片的有效焦距effl为正；
9.所述物侧面在非球面镜片的左侧，所述像侧面在非球面镜片的右侧，所述非球面镜片的物侧面在其非球面的边缘曲率半径的切线与垂直方向的夹角为23
°
。
10.进一步地，所述非球面镜片的非球面系数满足如下方程：
[0011][0012]
其中，z：非球面矢高；c：非球面近轴曲率；y：镜头口径；
[0013]
k：锥面系数；a4：4次非球面系数；a6：6次非球面系数；
[0014]
a8：8次非球面系数；a10：10次非球面系数；
[0015]
a12：12次非球面系数；a14：14次非球面系数；a16：16次非球面系数。
[0016]
进一步地，所述物侧面的非球面系数满足：k＝0，a4＝8.38568e－05，a6＝7.68299e－07，a8＝－1.79448e－08，a10＝7.92744e－11，a12＝－4.42739e－13，a14＝2.66262e－15，a16＝0；
[0017]
所述像侧面的非球面系数满足：k＝－3.482283235，a4＝2.93362e－07，a6＝2.60937e－09，a8＝－1.23199e－09，a10＝－3.42101e－11，a12＝1.63442e－13，a14＝6.7407e－16，a16＝0。
[0018]
进一步地，所述物侧面的曲率半径为29.610，所述像侧面的曲率半径为－8.952，所述非球面镜片的折射率为1.59，所述非球面镜片为d－zk3材质制成，所述非球面镜片的
色散系数为61.28、有效焦距为12.673，厚度为8.402nm。
[0019]
进一步地，所述物侧面的非球面系数满足：k＝0，a4＝6.81902e－05，a6＝7.15983e－07，a8＝－1.81839e－08，a10＝7.38642e－11，a12＝－5.24068e－13，a14＝8.32011e－16，a16＝5.31172e－17；
[0020]
所述像侧面的非球面系数满足：k＝－3.287457712，a4＝－2.28161e－06，a6＝－3.00692e－08，a8＝－1.76001e－09，a10＝－3.85487e－11，a12＝1.47973e－13，a14＝1.97174e－15，a16＝9.79798e－18。
[0021]
进一步地，所述物侧面的曲率半径为29.817，所述像侧面的曲率半径为－7.997，所述非球面镜片的折射率为1.591，所述非球面镜片为m－bacd5n材质制成，所述非球面镜片的色散系数为61.251、有效焦距为11.631，厚度为8.404nm。
[0022]
进一步地，所述物侧面的非球面系数满足：k＝0，a4＝9.81e－05，a6＝1.48e－06，a8＝－2.54e－08，a10＝8.66e－11，a12＝－3.41e－12，a14＝－2.40e－14，a16＝－9.08e－16；
[0023]
所述像侧面的非球面系数满足：k＝－3.045053183，a4＝6.10e－06，a6＝－1.50e－07，a8＝8.57e－09，a10＝－3.25e－10，a12＝2.04e－12，a14＝－1.26e－13，a16＝9.40e－16。
[0024]
进一步地，所述物侧面的曲率半径为33.464，所述像侧面的曲率半径为－8.330，所述非球面镜片的折射率为1.620，所述非球面镜片为d－zpk1a材质制成，所述非球面镜片的色散系数为63.800、有效焦距为12.682，厚度为4.500nm。
[0025]
本实用新型的优点：
[0026]
1.本镜片为非球面玻璃，大角度的光线依次沿镜片进入系统，前面高折射的镜片对大角度入射的光线偏折剧烈，往往会对系统提供大的像差，例如：彗差、像散。由于非球面采用的是旋转对称，基于偶次幂级数多项式来描述，可以选择更多的系数项作为变量来优化光线，所以玻璃非球面可以有效的使光线偏折平缓，降低敏感度，减少像差，整个画面的成像质量更好。一种高阶玻璃非球面镜片对超广角视讯会议镜头具有校正像差，提高分辨率的作用。
[0027]
2.非球面镜片的物侧面的在其非球面的边缘切线与平面之间的夹角为23
°
，由光轴沿着孔径方向延伸且没有反曲，接近球面，形状流畅对工艺只需常规的管控，可以投入量产。做面型的拟合模拟显示没有出现w型或v型，面型模拟趋于稳定。
[0028]
3.对高低温环境使用下的镜头有更好的校正效果。在高低温环境中，常用塑胶非球面会因为温度的变化折射率波动较大，面型变化也难以控制，会出现虚焦的现象，成像变得模糊，而玻璃非球面由于材料的稳定，折射率变化不大，面型也不容易形变，温度的影响不敏感，适合用于量产。
[0029]
综合以上特色可有效提高镜头的高频解像力、兼顾高低温环境并维持系统性能。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型实施例一中镜片的结构示意图。
[0031]
图2为本实用新型实施例二中镜片的结构示意图。
[0032]
图3为本实用新型实施例三中镜片的结构示意图。
[0033]
图4为实施例一的mtf曲线图。
[0034]
图5为实施例一的场曲&畸变曲线图。
[0035]
图6为实施例一的latera lcolor曲线图。
[0036]
图7为实施例二的mtf曲线图。
[0037]
图8为实施例二的场曲&畸变曲线图。
[0038]
图9为实施例二的latera lcolor曲线图。
[0039]
图10为实施例三的mtf曲线图。
[0040]
图11为实施例三的场曲&畸变曲线图。
[0041]
图12为实施例三的latera lcolor曲线图。
[0042]
图13为非球面镜片的物侧面的在其非球面的边缘切线与平面之间的夹角为23
°
的示意图。
[0043]
图中：1非球面镜片、10物侧面、11像侧面。
具体实施方式
[0044]
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本实用新型的结构作进一步详细描述：
[0045]
实施例
[0046]
本技术一种高阶玻璃非球面镜片，非球面镜片1具有正屈光度，非球面镜片1的物侧面10为凸面，非球面镜片1的像侧面11为凸面；
[0047]
非球面镜片1的折射率nd满足：1.5＜nd＜1.7；
[0048]
非球面镜片1的阿贝数vd满足：55＜vd＜70；
[0049]
非球面镜片1的有效焦距effl为正；
[0050]
物侧面10在非球面镜片1的左侧，像侧面11在非球面镜片1的右侧，非球面镜片1的物侧面10在其非球面的边缘曲率半径的切线与垂直方向的夹角为23
°
。
[0051]
非球面镜片1的非球面系数满足如下方程：
[0052][0053]
其中，z：非球面矢高；c：非球面近轴曲率；y：镜头口径；
[0054]
k：锥面系数；a4：4次非球面系数；a6：6次非球面系数；
[0055]
a8：8次非球面系数；a10：10次非球面系数；
[0056]
a12：12次非球面系数；a14：14次非球面系数；a16：16次非球面系数。
[0057]
实施例一
[0058]
本实施例的详细光学数据如下表1－1所示：
[0059]
表1－1，实施例一的详细光学数据
[0060][0061]
本实施例中的非球面数据如下表1－2所示：
[0062]
表1－2实施例一的非球面数据
[0063][0064]
本实施例所选用镜片的结构如图1所示，装配本实施例镜片的鱼眼镜头在可见光435nm－650nm下的mtf曲线图请参阅图4，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达280lp/mm时，mtf值大于0.3，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0065]
镜头在可见光435nm－650nm下的场曲及畸变图请参阅图5，从图中可以看出，各各个波长的场曲曲线重合，镜头色差矫正较好；畸变＜25％，成像画面不会由于畸变过大而影响观感。
[0066]
镜头在可见光435nm－650nm下的横向色差曲线图(latera lcolor)请参阅图6，从图中可以看出，色差均小于4um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。
[0067]
实施例二
[0068]
本实施例的详细光学数据如下表2－1所示：
[0069]
表2－1，实施例二的详细光学数据
[0070][0071]
本实施例中的非球面数据如下表2－2所示：
[0072]
表2－2实施例二的非球面数据
[0073][0074]
本实施例所选用镜片的结构如图2所示，装配本实施例镜片的鱼眼镜头在可见光435nm－650nm下的mtf曲线图请参阅图7，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达280lp/mm时，mtf值大于0.3，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0075]
镜头在可见光435nm－650nm下的场曲及畸变图请参阅图8，从图中可以看出，各各个波长的场曲曲线重合，镜头色差矫正较好；畸变＜25％，成像画面不会由于畸变过大而影响观感。
[0076]
镜头在可见光435nm－650nm下的横向色差曲线图(latera lcolor)请参阅图9，从图中可以看出，色差均小于4um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。
[0077]
实施例三
[0078]
本实施例的详细光学数据如下表3－1所示：
[0079]
表3－1，实施例三的详细光学数据
[0080][0081]
本实施例中的非球面数据如下表3－2所示：
[0082]
表3－2实施例三的非球面数据
[0083][0084]
本实施例所选用镜片的结构如图3所示，装配本实施例镜片的鱼眼镜头在可见光435nm－650nm下的mtf曲线图请参阅图10，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达280lp/mm时，mtf值大于0.3，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0085]
镜头在可见光435nm－650nm下的场曲及畸变图请参阅图11，从图中可以看出，各各个波长的场曲曲线重合，镜头色差矫正较好；畸变＜25％，成像画面不会由于畸变过大而影响观感。
[0086]
镜头在可见光435nm－650nm下的横向色差曲线图(latera lcolor)请参阅图12，从图中可以看出，色差均小于4um，色差小，具有较高的图像色彩还原性。
[0087]
特别说明的是：本技术所用镜头用在视频会议领域，比较注重110
°
－210
°
视场下的成像质量，故没有中心视场，中心视场不对焦。
[0088]
故而本技术所公开的镜片具备以下优点：
[0089]
1.本镜片为非球面玻璃，大角度的光线依次沿镜片进入系统，前面高折射的镜片对大角度入射的光线偏折剧烈，往往会对系统提供大的像差，例如：彗差、像散。由于非球面采用的是旋转对称，基于偶次幂级数多项式来描述，可以选择更多的系数项作为变量来优化光线，所以玻璃非球面可以有效的使光线偏折平缓，降低敏感度，减少像差，整个画面的成像质量更好。
[0090]
2.参考图13，非球面镜片1的物侧面10的在其非球面的边缘切线与平面之间的夹角为23
°
，由光轴沿着孔径方向延伸且没有反曲，接近球面，形状流畅对工艺只需常规的管控，可以投入量产。做面型的拟合模拟显示没有出现w型或v型，面型模拟趋于稳定。
[0091]
3.对高低温环境使用下的镜头有更好的校正效果。在高低温环境中，常用塑胶非球面会因为温度的变化折射率波动较大，面型变化也难以控制，会出现虚焦的现象，成像变得模糊，而玻璃非球面由于材料的稳定，折射率变化不大，面型也不容易形变，温度的影响不敏感，适合用于量产。
[0092]
综合以上特色可有效提高镜头的高频解像力、兼顾高低温环境并维持系统性能。
[0093]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均
等变化与修饰，皆应属于本实用新型的涵盖范围。