一種廣角鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種廣角鏡頭，沿著光線入射方向依次包括：前組和后組，所述前組包括第一負(fù)透鏡和第二正透鏡，后組包括一個類似膠合透鏡組：第三正透鏡和第四負(fù)透鏡。具體的：第一負(fù)透鏡具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始端；所述第二正透鏡具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；所述第三正透鏡具有凸向物方的第五表面和凸向像方第六表面；所述第四負(fù)透鏡具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。根據(jù)各元件之間的合理排列，鏡片厚度和空氣間隔厚度均等，鏡片形狀易于加工和成型，滿足了大視場角消除畸變要求的同時并對高低溫成像的品質(zhì)做了優(yōu)化和校正,此外成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單小型化。
【專利說明】一種廣角鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種廣角鏡頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)的進(jìn)步，消費(fèi)類電子產(chǎn)品對廣角鏡頭的應(yīng)用要求也越來越高，尤其是在 各種不同的環(huán)境：如雪山、高溫等惡劣環(huán)境下，對鏡頭表現(xiàn)的期望更高，眾所周知高低溫會 對一般的塑料結(jié)構(gòu)的鏡頭產(chǎn)生很大的后焦偏移，從而會影響成像的質(zhì)量，嚴(yán)重的會造成成 像模糊，系統(tǒng)參數(shù)不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致鏡頭不能正常工作等失效模式的產(chǎn)生。
[0003] 目前常用的消除熱偏移的主要方法是通過使用大量的玻璃材料，由于玻璃材料折 射率隨溫度變化很小所以能夠很好的消除溫度對系統(tǒng)焦距的影響，但是在批量生產(chǎn)中使用 玻璃材料的廣角鏡頭一來成本相對高昂，二來是畸變很難校正到理想的范圍內(nèi)，如果使用 玻璃非球面成本和產(chǎn)能會大大制約產(chǎn)品的通用性和大范圍應(yīng)用。
[0004] 如何避免因使用塑料材質(zhì)鏡片帶來的熱偏移及使用玻璃鏡片帶來的成本高昂、畸 變難以校正的問題成為需要克服的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種廣角鏡頭，至少部分地解決上述問題，并在降低鏡頭 成本、適合批量生產(chǎn)的同時能夠消除因材料原因帶來的熱偏移現(xiàn)象及畸變難以校正的問 題。
[0006] 本發(fā)明提供一種廣角鏡頭，沿著光線入射方向依次包括：光闌前組和光闌后組，所 述光闌前組包括第一負(fù)透鏡和第二正透鏡，所光闌后組包括第三正透鏡和第四負(fù)透鏡，第 三正透鏡和第四負(fù)透鏡組成一個類似膠合組；
[0007] 所述第一負(fù)透鏡具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始 端；
[0008] 所述第二正透鏡具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面；
[0009] 所述第三正透鏡具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面；
[0010] 所述第四負(fù)透鏡具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。
[0011] 進(jìn)一步的，所述廣角鏡頭還包括有孔徑光闌，所述孔徑光闌位于所述第二正透鏡 和所述第三正透鏡之間。
[0012] 進(jìn)一步的，取所述整組鏡片的總體長度為ttl，有效焦距為f，其中第一鏡片的中 心厚度為T1，第一鏡片和第二鏡片的空氣間隙為T12,以上參數(shù)滿足以下公式：
[0013] 4<ttl/f<6. 5 ；
[0014] 0<Tl/ttl<0. 15 ；
[0015] 0· 5〈T12/f〈l. 5 以及
[0016] 0· l〈Tl/f〈0. 3。
[0017] 進(jìn)一步的，取第一正透鏡的焦距為Π 和第四負(fù)透鏡的焦距為f4, Π 和f4之間滿 足如下關(guān)系式：
[0018] 0· 5〈f4/fl〈l 以及
[0019] -3. 0〈n/f〈-l. 9。
[0020] 進(jìn)一步的，取第一負(fù)透鏡的焦距為Π 、第二正透鏡的焦距為f2、第三正透鏡的焦 距為f3以及第四負(fù)透鏡的焦距為f4 ;fl，f2, f3以及f4之間滿足如下關(guān)系式：
[0021] f3>-f4>-fl>f2〇
[0022] 進(jìn)一步的，所述第一正透鏡、第二正透鏡和第四負(fù)透鏡采用塑料材質(zhì)的鏡片，其成 本低廉，且更加有利于消除畸變；所述第三正透鏡采用玻璃材質(zhì)的鏡片，用于矯正溫度對鏡 頭成像造成的熱偏移現(xiàn)象。
[0023] 進(jìn)一步的，所述第一正透鏡的第一表面和第二表面、第二正透鏡的第三表面和第 四表面、及第四負(fù)透鏡的第七表面和第八表面均為非球面，非球面鏡片它的表面弧度與普 通球面鏡片不同，為了追求鏡片薄度就需要改變鏡片的曲面，而以往采用球面設(shè)計(jì)，使的像 差和變形增大，結(jié)果出現(xiàn)明顯的影像不清，視界歪曲、視野狹小等不良現(xiàn)象；非球面的設(shè)計(jì)， 修正了影像，解決視界歪曲等問題，同時，使鏡片更輕、更薄、更平；而且，仍然保持優(yōu)異的抗 沖擊性能，使配戴者安全使用；第三透鏡的第五表面和第六表面為球面，用于矯正熱偏移現(xiàn) 象，可以有效的補(bǔ)償溫度偏移產(chǎn)生的焦距變化。
[0024] 進(jìn)一步的，所述廣角鏡頭在第四負(fù)透鏡的像側(cè)還設(shè)置有紅外截止濾光片，可選的， 所述紅外截止濾光片采用BK7型號的玻璃材質(zhì)，并能過IR cut鍍膜方法來濾除紅外波段的 光線。
[0025] 進(jìn)一步的，所述第一負(fù)透鏡的折射率和色散范圍為1. 5 < ni < 1. 6, 50 < Vl < 60 ; 第二正透鏡的折射率和色散范圍為1. 5 < n2 < 1. 6, 50 < v2 < 60 ;第三正透鏡的折射率和 色散范圍為1. 5 < n3 < 1. 7,50 < v3 < 65 ;第四負(fù)透鏡的折射率和色散范圍為1. 6 < n4 < 1. 7,20 < v4 < 30。
[0026] 進(jìn)一步的，所述非球面采用偶次非球面方程進(jìn)行設(shè)計(jì)，偶次非球面系數(shù)滿足如下 的方程：
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種廣角鏡頭，沿著光線入射方向依次包括前組和后組，所述前組包括第一負(fù)透鏡 和第二正透鏡，后組包括第三正透鏡和第四負(fù)透鏡，其特征在于： 所述第一負(fù)透鏡具有凸向物方的第一表面和凹向像方的第二表面，位于鏡頭的始端； 所述第二正透鏡具有凹向物方的第三表面和凸向像方的第四表面； 所述第三正透鏡具有凸向物方的第五表面和凸向像方的第六表面； 所述第四負(fù)透鏡具有凹向物方的第七表面和凹向像方的第八表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于：取所述整組鏡片的總體長度為ttl， 有效焦距為f，其中第一鏡片的中心厚度為T1，第一鏡片和第二鏡片的空氣間隙為T12,以 上參數(shù)滿足以下公式： 4<ttl/f<6. 5 ； 0<Tl/ttl<0. 15； 0· 5〈T12/f〈L 5 以及 0·l〈Tl/f〈0. 3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣角鏡頭，其特征在于：取第一負(fù)透鏡的焦距為Π 、第二正透 鏡的焦距為f2、第三正透鏡的焦距為f3以及第四負(fù)透鏡的焦距為f4 ;fl，f2, f3以及f4之 間滿足如下關(guān)系式： f3>-f4>-fl>f2 ； 0· 5〈f4/fl〈l 以及 -3. 0〈fl/f〈-l. 9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述廣角鏡頭還包括有 孔徑光闌，所述孔徑光闌位于所述第二正透鏡和所述第三正透鏡之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述第一正透鏡、第二正 透鏡和第四負(fù)透鏡采用塑料材質(zhì)的鏡片，所述第三正透鏡采用玻璃材質(zhì)的鏡片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廣角鏡頭，其特征在于： 所述第一負(fù)透鏡的折射率η和色散v的范圍分別滿足：1. 5 < ni < 1. 6, 50 < Vl < 60 ; 所述第二正透鏡的折射率η和色散v的范圍分別滿足：1. 5 < n2 < 1. 6, 50 < v2 < 60 ; 所述第三正透鏡的折射率η和色散v的范圍分別滿足：1. 5 < n3 < 1. 7, 50 < v3 < 65 ; 所述第四負(fù)透鏡的折射率η和色散v的范圍分別滿足：1. 6 < n4 < 1. 7, 20 < v4 < 30。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述第一負(fù)透鏡采用E48R型號的塑 料材質(zhì)鏡片，其折射率η和色散v分別為ni = 1. 53, Vl = 56 ;第二正透鏡采用E48R塑料材 質(zhì)鏡片，其折射率η和色散v分別為n2 = 1.53，v2 = 56 ;第三正透鏡采用ZK7型號的玻璃 材質(zhì)，其折射率η和色散v分別為n3 = 1.61，v3 = 60. 7 ;第四負(fù)透鏡采用SP3810型號的 塑料材質(zhì)，其折射率η和色散v分別為n4 = 1. 64, v4 = 23. 3。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述第一正透鏡的第一 表面和第二表面、第二正透鏡的第三表面和第四表面、及第四負(fù)透鏡的第七表面和第八表 面均為非球面，第三透鏡的第五表面和第六表面為球面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述非球面采用偶次非球面方程進(jìn) 行設(shè)計(jì)，偶次非球面系數(shù)滿足如下的方程： ^ Μ cy2 v z =.....................................................................................................................................................................................................+》cij Y」 1 + /1 -(1 + k)C2Y2 其中，Z是沿光軸方向的坐標(biāo)，Y為以透鏡長度單位為單位的徑向坐標(biāo)，C是曲率（1 /R)， k為圓錐系數(shù)，a i是各高次項(xiàng)的系數(shù)，2i是非球面的高次方。
10.根據(jù)權(quán)利要求8項(xiàng)所述的廣角鏡頭，其特征在于：所述非球面鏡片還可以采用奇次 非球面方程進(jìn)行設(shè)計(jì)，奇次非球面方程的通用公式如下： ^ N CY' ν'. z =............................................................................................................................................................... + ) pjY1 1 +V^l ~(l + k)C2Y2 1-JL 其中，Z是沿光軸方向的坐標(biāo)，Y為以透鏡長度單位為單位的徑向坐標(biāo)，c是曲率（1 /R)， k為圓錐系數(shù)，β i是各高次項(xiàng)的系數(shù)，i是非球面的高次方。
【文檔編號】G02B13/00GK104297905SQ201410487774
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】楊春 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司