申请/专利权人：舜宇光学(中山)有限公司

申请日：2019-09-06

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN110412752B

主分类号：G02B13/06

分类号：G02B13/06;G02B13/18;G02B1/00;H04N23/55

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明涉及一种广角镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的：具有负光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、光阑STOP、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6和具有正光焦度的第七透镜L7；所述第五透镜L5与所述第六透镜L6胶合组成具有负光焦度的胶合透镜组。本发明的镜头能够满足体积小、在‑40℃～85℃温度范围内不虚焦等要求，同时画面的相对亮度高，分辨率高，拍摄效果佳。

主权项：1.一种广角镜头，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的：具有负光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、光阑STOP、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6和具有正光焦度的第七透镜L7，共计七枚透镜；所述第五透镜L5与所述第六透镜L6胶合组成具有负光焦度的胶合透镜组；所述第五透镜L5与所述第六透镜L6组成的胶合透镜组的焦距fb与镜头的有效焦距f满足关系式：-3.4≤fbf≤-2.9；镜头的有效焦距f与所述第一透镜L1物侧面到像面的距离D满足关系式：fD≥0.14。

全文数据：广角镜头技术领域本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种广角镜头。背景技术随着科技的快速发展，对光学镜头分辨率要求越来越高。目前市场上的大部分广角镜头无法在满足高清晰度的前提下，兼具小体积与无热化。因此，本发明旨在针对以上不足提出一种解决方案，提供一种体积小、在-40℃～85℃温度范围内不虚焦、清晰度可达2000万像素以上的广角镜头。发明内容本发明的目的在于解决上述问题，提供一种广角镜头。为实现上述目的，本发明提供一种广角镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的：具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜、光阑、具有正光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜和具有正光焦度的第七透镜；所述第五透镜与所述第六透镜胶合组成具有负光焦度的胶合透镜组。根据本发明的一个方面，所述第一透镜为凸-凹透镜，所述第二透镜为凸-凹透镜，所述第三透镜为凹-凸透镜，所述第四透镜为凸-凸透镜，所述第五透镜为凸-凸透镜，所述第六透镜为凹-凹透镜，所述第七透镜为凸-凸透镜。根据本发明的一个方面，所述第一透镜、所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜为球面透镜；所述第二透镜、所述第三透镜和所述第七透镜为非球面透镜。根据本发明的一个方面，还包括芯片保护玻璃，所述芯片保护玻璃位于所述第七透镜与像面之间。根据本发明的一个方面，所述第五透镜与所述第六透镜组成的胶合透镜组的焦距fb与镜头的有效焦距f满足关系式：-3.4≤fbf≤-2.9。根据本发明的一个方面，镜头的有效焦距f与所述第一透镜物侧面到像面的距离D满足关系式：fD≥0.14。根据本发明的一个方面，镜头的有效焦距f与半像高h满足关系式：fh≤0.75。根据本发明的一个方面，镜头后焦d与所述第一透镜物侧面到像面的距离D满足关系式：dD≥0.19。根据本发明的一个方面，镜头的最大视场的主光线角度CRA满足关系式：CRA≤17°。根据本发明的一个方面，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第七透镜中至少有一枚透镜的相对折射率温度系数dndt满足以下关系式：dndt≤0。根据本发明的一个方面，至少有两枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下关系式：VD≥60。根据本发明的一个方案，通过优化配置各个透镜的凹凸性以及正负光焦度，使像差得到有效的校正。并且能够实现水平视场角134°的宽角度图像捕捉。根据本发明的一个方案，第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜组的焦距fb与镜头的有效焦距f满足关系式：-3.4≤fbf≤-2.9。镜头的有效焦距f与第一透镜物侧面到像面的距离D满足关系式：fD≥0.14。镜头的有效焦距f与半像高h满足关系式：fh≤0.75。镜头后焦d与第一透镜物侧面到像面的距离D满足关系式：dD≥0.19。镜头的最大视场的主光线角度CRA满足关系式：CRA≤17°。使得镜头像面高度可达Φ8.0mm，且CRA≤17°,可适配多款sensor，应用前景广阔，提升了市场竞争力。根据本发明的一个方案，利用球面和非球面镜片搭配，并且第四透镜L4、第五透镜L5和第七透镜L7中至少有一枚透镜的相对折射率温度系数dndt满足以下关系式：dndt≤0。可使得镜头能够实现在-40℃～85℃温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。并可实现2000万以上高分辨率，整体照度均匀，亮度高相对照度60％以上。而且镜头总长在18.5mm以内，克服了现有此类镜头体积大的缺点，而且镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。根据本发明的一个方案，镜头中至少有两枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下关系式：VD≥60。有利于光学系统校正色差，实现高分辨率。附图说明图1是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头的结构图；图2是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头的MTF图；图3是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图4是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图5是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF；图6是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头的结构图；图7是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头的MTF图；图8是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图9是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图10是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF；图11是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头的结构图；图12是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头的MTF图；图13是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图14是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图15是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF；图16是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头的结构图；图17是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头的MTF图；图18是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图19是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图20是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF；图21是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头的结构图；图22是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头的MTF图；图23是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图24是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；图25是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。具体实施方式为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。在针对本发明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发明和简化描述，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发明的限制。下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。图1是示意性表示根据本发明一种实施方式的广角镜头的结构图。如图1所示，本发明的广角镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的：具有负光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、光阑STOP、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6和具有正光焦度的第七透镜L7。其中第五透镜L5与第六透镜L6胶合组成具有负光焦度的胶合透镜组。本发明中，第一透镜L1为凸-凹透镜，第二透镜L2为凸-凹透镜，第三透镜L3为凹-凸透镜，第四透镜L4为凸-凸透镜，第五透镜L5为凸-凸透镜，第六透镜L6为凹-凹透镜，第七透镜L7为凸-凸透镜。本发明中，第一透镜L1、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6为球面透镜。第二透镜L2、第三透镜L3和第七透镜L7为非球面透镜。本发明中，还包括芯片sensor保护玻璃CG，芯片保护玻璃CG位于第七透镜L7与像面之间。此外，第五透镜L5与第六透镜L6组成的胶合透镜组的焦距fb即第五透镜L5与第六透镜L6的组合焦距与镜头的有效焦距f满足关系式：-3.4≤fbf≤-2.9。镜头的有效焦距f与第一透镜L1物侧面到像面的距离D满足关系式：fD≥0.14。镜头的有效焦距f与半像高h满足关系式：fh≤0.75。镜头后焦d即第七透镜L7像侧面到像面的距离与第一透镜L1物侧面到像面的距离D满足关系式：dD≥0.19。镜头的最大视场的主光线角度CRA满足关系式：CRA≤17°。本发明中，第四透镜L4、第五透镜L5和第七透镜L7中至少有一枚透镜的相对折射率温度系数dndt满足以下关系式：dndt≤0。本发明中，球面透镜均为玻璃材质，非球面透镜可以为玻璃材质也可以为塑胶材质，但镜头中至少有两枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下关系式：VD≥60。通过上述设计，本发明镜头可实现2000万以上高分辨率，整体照度均匀，亮度高相对照度60％以上。通过优化配置各个透镜的正负光焦度，使像差得到有效的校正。并且像面高度可达Φ8.0mm，且CRA≤17°,可适配多款sensor，应用前景广阔，提升了市场竞争力。并能够实现在-40℃～85℃温度范围内不虚焦，可适用于不同环境。同时能够实现水平视场角134°的宽角度图像捕捉。并且，本发明镜头总长在18.5mm以内，克服了现有此类镜头体积大的缺点，而且镜头单部品及组装公差较好，有良好的制造性。以下根据本发明的上述设置给出五组具体实施方式来具体说明根据本发明的广角镜头。因为根据本发明的广角镜头共有七片透镜，其中，第五透镜L5和第六透镜L6构成胶合镜片组，所以七片透镜再加上光阑STOP、芯片保护玻璃CG和像面IMAGE一共17个面。这17个面按照本发明的结构顺序依次排列布置，为了便于叙述说明，将17个面编号为S1至S17，其中光阑面所在的S7用STO代替，S11为第五透镜L5和第六透镜L6的胶合面，S0为物面，其厚度为物距大小。此外，在以下实施方式中，非球面透镜面型满足下式：式中，z为沿光轴方向，垂直于光轴的高度为h的位置处曲面到顶点的轴向距离；c表示非球面曲面顶点处的曲率；k为圆锥系数；A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16···分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶···非球面系数。五组实施方式数据如下表1中数据：表1图1是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头的结构图。实施方式一基于图1所示的光学系统结构进行说明。实施方式一：F数即相对孔径的倒数为2.6；镜头总长为18mm；视场角为155°。表2为实施方式一的参数表，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：面序号表面类型R值厚度折射率阿贝数S0OBJ球面Infinity1200S1球面11.53400.61.7654.7S2球面3.28411.2359S3非球面5.12930.71.5381.6S4非球面3.52581.4687S5非球面-8.28870.941.7545.1S6非球面-19.05670.9624STO球面Infinity0.0972S8球面31.49142.021.5354.7S9球面-3.37270.9197S10球面9.84262.271.4680.2S11球面-3.50120.51.7830.1S12球面7.95290.0978S13非球面16.89042.61211.5671.6S14非球面-14.53892.6477S15球面Infinity0.51.5264.2S16球面Infinity0.778S17球面Infinity---表2在本实施方式中，非球面数据如下表3所示，表中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：表3图2至图5分别是示意性表示根据本发明的实施方式一的广角镜头的MTF图；根据本发明的实施方式一的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式一的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式一的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。通过优选以上参数值，本实施方式的镜头实现了小体积、高分辨率的特性，并且可实现无热化，具有在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性。可满足不同温度环境下优良的成像效果，市场竞争力高。图6是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头的结构图。实施方式二基于图6所示的光学系统结构进行说明。实施方式二：F数为2.6；镜头总长为17.5mm；视场角为155°。表4为实施方式二参数表，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：面序号表面类型R值厚度折射率阿贝数S0OBJ球面InfinityInfinityS1球面11.521.18991.756.2S2球面3.09571.2235S3非球面7.43810.38381.564.8S4非球面2.64481.4768S5非球面-6.37690.97241.8636.6S6非球面-7.81510.8773STO球面Infinity0.0996S8球面20.59052.02121.7354.7S9球面-3.27090.6531S10球面9.20362.06521.4690.2S11球面-3.14490.50701.7030.1S12球面7.7770.1421S13非球面6.68022.04861.4690.2S14非球面-4.32242.6344S15球面Infinity0.51.5264.2S16球面Infinity0.878S17球面Infinity---表4在本实施方式中，非球面数据如下表5所示，表中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：表5图7至图10分别是示意性表示根据本发明的实施方式二的广角镜头的MTF图；根据本发明的实施方式二的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式二的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式二的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。通过优选以上参数值，本实施方式的镜头实现了小体积、高分辨率的特性，并且可实现无热化，具有在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性。可满足不同温度环境下优良的成像效果，市场竞争力高。图11是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头的结构图。实施方式三基于图11所示的光学系统结构进行说明。实施方式三：F数为2.8；镜头总长为18.34mm；视场角为150°。表6为实施方式三的参数表，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：表6在本实施方式中，非球面数据如下表7所示，表中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：表7图12至图15分别是示意性表示根据本发明的实施方式三的广角镜头的MTF图；根据本发明的实施方式三的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式三的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式三的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。通过优选以上参数值，本实施方式的镜头实现了小体积、高分辨率的特性，并且可实现无热化，具有在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性。可满足不同温度环境下优良的成像效果，市场竞争力高。图16是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头的结构图。实施方式四基于图16所示的光学系统结构进行说明。实施方式四：F数为2.4；镜头总长为18.0mm；视场角为130°。表8为实施方式四的参数表，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：面序号表面类型R值厚度折射率阿贝数S0OBJ球面InfinityInfinityS1球面9.00331.52261.6854.7S2球面3.15411.3385S3非球面6.36320.61.4991.0S4非球面2.48421.7232S5非球面-5.80921.12291.8638.3S6非球面-8.35141.1106STO球面Infinity0.6194S8球面21.05731.29301.7354.7S9球面-3.61170.1537S10球面9.18812.05901.4690.2S11球面-3.07000.60111.7030.1S12球面7.96610.1531S13非球面7.48251.99941.5081.6S14非球面-4.72572.8259S15球面Infinity0.51.5264.2S16球面Infinity0.3780S17球面Infinity---表8在本实施方式中，非球面数据如下表9所示，表中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：表9图17至图20分别是示意性表示根据本发明的实施方式四的广角镜头的MTF图；根据本发明的实施方式四的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式四的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式四的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。通过优选以上参数值，本实施方式的镜头实现了小体积、高分辨率的特性，并且可实现无热化，具有在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性。可满足不同温度环境下优良的成像效果，市场竞争力高。图21是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头的结构图。实施方式五基于图21所示的光学系统结构进行说明。实施方式五：F数为2.6；镜头总长为18.2mm；视场角为170°。表10为实施方式五的参数表，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：表10在本实施方式中，非球面数据如下表11所示，表中K为该表面的二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶的非球面系数：表11图22至图25分别是示意性表示根据本发明的实施方式五的广角镜头的MTF图；根据本发明的实施方式五的广角镜头的频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式五的广角镜头在高温85℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF图；根据本发明的实施方式五的广角镜头在低温-40℃，频率为225lpmm的Through-Focus-MTF。通过优选以上参数值，本实施方式的镜头实现了小体积、高分辨率的特性，并且可实现无热化，具有在-40℃到85℃的温度范围内不虚焦的特性。可满足不同温度环境下优良的成像效果，市场竞争力高。以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种广角镜头，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的：具有负光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、光阑STOP、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6和具有正光焦度的第七透镜L7；所述第五透镜L5与所述第六透镜L6胶合组成具有负光焦度的胶合透镜组。2.根据权利要求1所述的广角镜头，其特征在于，所述第一透镜L1为凸-凹透镜，所述第二透镜L2为凸-凹透镜，所述第三透镜L3为凹-凸透镜，所述第四透镜L4为凸-凸透镜，所述第五透镜L5为凸-凸透镜，所述第六透镜L6为凹-凹透镜，所述第七透镜L7为凸-凸透镜。3.根据权利要求2所述的广角镜头，其特征在于，所述第一透镜L1、所述第四透镜L4、所述第五透镜L5和所述第六透镜L6为球面透镜；所述第二透镜L2、所述第三透镜L3和所述第七透镜L7为非球面透镜。4.根据权利要求3所述的广角镜头，其特征在于，还包括芯片保护玻璃CG，所述芯片保护玻璃CG位于所述第七透镜L7与像面之间。5.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，所述第五透镜L5与所述第六透镜L6组成的胶合透镜组的焦距fb与镜头的有效焦距f满足关系式：-3.4≤fbf≤-2.9。6.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，镜头的有效焦距f与所述第一透镜L1物侧面到像面的距离D满足关系式：fD≥0.14。7.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，镜头的有效焦距f与半像高h满足关系式：fh≤0.75。8.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，镜头后焦d与所述第一透镜L1物侧面到像面的距离D满足关系式：dD≥0.19。9.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，镜头的最大视场的主光线角度CRA满足关系式：CRA≤17°。10.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，所述第四透镜L4、所述第五透镜L5和所述第七透镜L7中至少有一枚透镜的相对折射率温度系数dndt满足以下关系式：dndt≤0。11.根据权利要求1至4之一所述的广角镜头，其特征在于，至少有两枚透镜的材质为低色散玻璃，且阿贝数值VD满足以下关系式：VD≥60。

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