大像面广角镜头的制作方法

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种大像面广角镜头。
背景技术：
：视讯会议镜头属于高端应用场景光学设备，要求具有大的视场角度，千万级像素的成像性能，低畸变的成像画面，较强的大环境适应性。现有此类镜头，开发设计难度大，材料成本高，并且难以同时兼顾广角和低畸变的性能要求。技术实现要素：本发明的目的在于解决上述问题，提供一大像面广角镜头。为实现本发明目的，本发明提供一种大像面广角镜头，包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜和第七透镜为负光焦度透镜；所述第三透镜、第四透镜、第六透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜为正光焦度透镜。根据本发明的一个方面，沿物侧至像侧方向，所述第一透镜、第二透镜和第五透镜为凸凹透镜；所述第六透镜、第八透镜和第九透镜为双凸透镜；所述第三透镜为凹凸透镜，所述第七透镜为双凹透镜。根据本发明的一个方面，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜组成三胶合透镜，或者，所述第六透镜和所述第七透镜组成双胶合透镜，或者，所述第六透镜、第七透镜和第八透镜组成三胶合透镜。根据本发明的一个方面，所述第五透镜的折射率为nd5，阿贝数为vd5，满足：1.75≤nd5≤1.95，20.00≤vd5≤26.00。根据本发明的一个方面，所述第六透镜的折射率为nd6，阿贝数为vd6，满足：1.40≤nd6≤1.60，65.00≤vd6≤96.00。根据本发明的一个方面，所述第七透镜的折射率为nd7，阿贝数为vd7，满足：1.60≤nd7≤1.80，25.00≤vd7≤35.00。根据本发明的一个方面，所述第八透镜的折射率为nd8，阿贝数为vd8，满足：1.40≤nd8≤1.60，65.00≤vd8≤96.00。根据本发明的一个方面，所述第二透镜、第三透镜、第九透镜和第十透镜为非球面透镜。根据本发明的一个方面，所述大像面广角镜头的半像高ih与所述大像面广角镜头的视场角fov之间满足关系式：2.50≤ih/tan(fov/2)≤4.5。根据本发明的一个方面，所述大像面广角镜头的有效焦距为f，所述第十透镜(10)靠近像面的光学面到像面的轴上距离为bfl，满足关系式：0.35≤(1.25*f-bfl)/bfl≤0.45。本发明的大像面广角镜头，按照上述设置各个透镜，通过正光焦度透镜和负光焦度透镜的合理放置和搭配，可以收纳大角度的入射光线。又使得入射光线能以较小的角度顺次通过每一个光学偏折面，既有利于校正像差提高解像性能，又有利于降低公差敏感度。本发明的大像面广角镜头，沿物侧至像侧方向，第一透镜、第二透镜和第五透镜为凸凹透镜；第六透镜、第八透镜和第九透镜为双凸透镜；第三透镜为凹凸透镜，第七透镜为双凹透镜。如此设置，使得这些处于整个镜头系统特定位置的透镜，其弯曲的方向和所呈现的形状，能够收纳大角度入射光线，实现广角的功能。有助于效控制光学畸变，实现低畸变的成像效果，还能够减小光线的入射高度，避免光线出现大角度偏折，有利于校正像差，降低公差敏感度。本发明的大像面广角镜头，第五透镜、第六透镜和第七透镜组成三胶合透镜，或者，第六透镜和第七透镜组成双胶合透镜，或者，第六透镜、第七透镜和第八透镜组成三胶合透镜。如此设置，使得在光阑和像面之间，合理布置双胶合或者三胶合透镜，有利于校正广角镜头的色差，保证成像质量，提高解像性能，同时能降低公差敏感度，提高生产良率。本发明的大像面广角镜头的半像高ih与其视场角fov之间满足关系式：2.50≤ih/tan(fov/2)≤4.5。满足上述关系式可以保证光学系统满足大视场角度和大像面广角的优势性能，有效控制光学系统的畸变量，实现广角低畸变的成像效果。附图说明图1示意性表示根据本发明实施例1的大像面广角镜头的结构示意图；图2示意性表示根据本发明实施例1的大像面广角镜头的mtf图；图3示意性表示根据本发明实施例1的大像面广角镜头低温-40℃的through-focus-mtf图；图4示意性表示根据本发明实施例1的大像面广角镜头高温85℃的through-focus-mtf图；图5示意性表示根据本发明实施例2的大像面广角镜头的结构示意图；图6示意性表示根据本发明实施例2的大像面广角镜头的mtf图；图7示意性表示根据本发明实施例2的大像面广角镜头低温-40℃的through-focus-mtf图；图8示意性表示根据本发明实施例2的大像面广角镜头高温85℃的through-focus-mtf图；图9示意性表示根据本发明实施例3的大像面广角镜头的结构示意图；图10示意性表示根据本发明实施例3的大像面广角镜头的mtf图；图11示意性表示根据本发明实施例3的大像面广角镜头低温-40℃的through-focus-mtf图；图12示意性表示根据本发明实施例3的大像面广角镜头高温85℃的through-focus-mtf图；图13示意性表示根据本发明实施例4的大像面广角镜头的结构示意图；图14示意性表示根据本发明实施例4的大像面广角镜头的mtf图；图15示意性表示根据本发明实施例4的大像面广角镜头低温-40℃的through-focus-mtf图；图16示意性表示根据本发明实施例4的大像面广角镜头高温85℃的through-focus-mtf图。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。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的一种实施方式的大像面广角镜头结构图。如图1所示，本发明的大像面广角镜头包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、光阑、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10。本发明中，第一透镜l1、第二透镜l2、第五透镜l5和第七透镜l7为负光焦度透镜；第三透镜l3、第四透镜l4、第六透镜l6、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10为正光焦度透镜。本发明的大像面广角镜头，按照上述设置各个透镜，通过正光焦度透镜和负光焦度透镜的合理放置和搭配，可以收纳大角度的入射光线。又使得入射光线能以较小的角度顺次通过每一个光学偏折面，既有利于校正像差提高解像性能，又有利于降低公差敏感度。在本发明中，沿物侧至像侧方向，第一透镜l1、第二透镜l2和第五透镜l5为凸凹透镜；第六透镜l6、第八透镜l8和第九透镜l9为双凸透镜；第三透镜l3为凹凸透镜，第七透镜l7为双凹透镜。如此设置，使得这些处于整个镜头系统特定位置的透镜，其弯曲的方向和所呈现的形状，能够收纳大角度入射光线，实现广角的功能。有助于效控制光学畸变，实现低畸变的成像效果，还能够减小光线的入射高度，避免光线出现大角度偏折，有利于校正像差，降低公差敏感度。在本发明中，第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7组成三胶合透镜，或者，第六透镜l6和第七透镜l7组成双胶合透镜，或者，第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8组成三胶合透镜。如此设置，使得在光阑和像面之间，合理布置双胶合或者三胶合透镜，有利于校正广角镜头的色差，保证成像质量，提高解像性能，同时能降低公差敏感度，提高生产良率。在本发明中，第五透镜l5的折射率为nd5，阿贝数为vd5，满足：1.75≤nd5≤1.95，20.00≤vd5≤26.00。第五透镜l5所使用的材料折射率和阿贝数满足上述关系时，有利于在有限的空间校正大像面广角镜头的像差，保证成像质量。在本发明中，第六透镜l6的折射率为nd6，阿贝数为vd6，满足：1.40≤nd6≤1.60，65.00≤vd6≤96.00。第六透镜l6所使用的材料折射率和阿贝数满足上述关系时，有利于校正广角镜头的色差，保证解像性能。能够在不同温度环境中保持镜头有效焦距的稳定，实现温度自动补偿功能，保证不同温度环境下的成像质量。在本发明中，第七透镜l7的折射率为nd7，阿贝数为vd7，满足：1.60≤nd7≤1.80，25.00≤vd7≤35.00。第七透镜l7所使用的材料折射率和阿贝数满足上述关系时，有利于校正广角镜头的色差，保证解像性能。在本发明中，第八透镜l8的折射率为nd8，阿贝数为vd8，满足：1.40≤nd8≤1.60，65.00≤vd8≤96.00。第八透镜l8所使用的材料折射率和阿贝数满足上述关系时，有利于校正广角镜头的色差，保证解像性能。能够在不同温度环境中保持镜头有效焦距的稳定，实现温度自动补偿功能，保证不同温度环境下的成像质量。在本发明中，第二透镜l2、第三透镜l3、第九透镜l9和第十透镜l10为非球面透镜，其余透镜为球面透镜，如此，在特定的位置设计使用塑料非曲面透镜，能够在很大程度上校正大像面广角镜头的各种光学像差，提高解像性能，满足千万级像素的高清晰度成像要求。同时能够与其他玻璃材料的球面透镜配合互补，在不同温度环境中保持镜头有效焦距的稳定，实现温度自动补偿功能，保证不同温度环境下的成像质量。本发明的大像面广角镜头的半像高ih与其视场角fov之间满足关系式：2.50≤ih/tan(fov/2)≤4.5。满足上述关系式可以保证光学系统满足大视场角度和大像面广角的优势性能，有效控制光学系统的畸变量，实现广角低畸变的成像效果。本发明的大像面广角镜头的有效焦距为f，第十透镜l10靠近像面的光学面到像面的轴上距离为bfl，满足关系式：0.35≤(1.25*f-bfl)/bfl≤0.45。如此设置，在满足系统有效焦距的前提下，使得第十透镜l10靠近像面的光学面到像平面有充足的空间，可以放置滤光片元件，有效滤掉非可见光谱的影响，确保获得高清成像画质。以下根据本发明的上述设置给出四组具体实施方式来具体说明根据本发明的玻塑混合镜头。因为根据本发明的大像面广角镜头共有10片透镜，每片透镜有两个光学表面，再加上光阑s、镜头的成像面ima以及成像面ima与透镜之间的平板滤镜ir的面，当10片透镜中存在双胶合透镜时，最多有23个光学面。为了便于叙述说明，将各个面编号按为s1至s23。六组实施方式数据如下表1中数据：条件式实施例1实施例2实施例3实施例42.50≤ih/tan(fov/2)≤3.553.533.202.892.581.75≤nd5≤1.951.921.851.811.7820.00≤vd5≤26.0020.8823.7825.4625.721.40≤nd6≤1.601.591.501.461.4465.00≤vd6≤96.0068.6281.6190.1995.101.60≤nd7≤1.801.761.741.701.6725.00≤vd7≤35.0026.6127.7630.0533.051.40≤nd8≤1.601.441.461.501.5965.00≤vd8≤96.0095.1090.1981.6168.620.35≤(1.25*f-bfl)/bfl≤0.450.360.390.430.45实施方式一：图1是示意性表示根据本发明的实施方式一的大像面广角镜头结构图。实施方式一中大像面广角镜头的有效焦距f＝5.65mm，光圈值fn0＝2.25，半视场角fov/2＝66.0°。其中第六透镜l6和第七透镜l7组成双胶合透镜。以下表2列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：面序号表面类型曲率半径厚度折射率阿贝数s1球面22.151.201.9220.9s2球面11.185.24s3非球面13.002.501.5455.7s4非球面4.8510.59s5非球面-8.593.501.5356.1s6非球面-9.680.10s7球面14.372.561.9031.4s8球面298.606.26s9(stop)球面infinity0.61s10球面15.792.771.9220.9s11球面9.830.16s12球面11.742.521.5968.6s13球面-5.220.801.7626.6s14球面34.910.20s15球面25.002.991.4495.1s16球面-9.790.10s17非球面35.003.001.5356.1s18非球面-29.051.39s19非球面22.683.501.5356.1s20非球面21.922.09s21球面infinity0.801.5264.2s22球面infinity2.12s23(像面)球面infinity-表2在本实施方式中，非球面数据如下表3所示，其中k为该表面的二次曲面常数，a、b、c、d、e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：面序号kabcdes30.033.42e-5-8.81e-68.00e-8-5.79e-108.13e-13s4-0.692.73e-4-2.93e-5-5.84e-95.22e-9-5.94e-11s5-0.702.09e-4-3.85e-62.72e-8-2.03e-10-5.75e-14s6-0.944.18e-6-2.23e-68.60e-9-5.91e-115.34e-13s174.74-3.85e-43.92e-6-3.92e-72.16e-8-8.68e-11s18-20.00-8.01e-45.78e-6-2.75e-82.24e-93.42e-11s193.78-6.76e-4-2.17e-54.17e-7-3.72e-10-3.83e-11s20-6.852.69e-4-3.94e-57.67e-7-8.17e-93.77e-11表3图2-4分别是示意性表示实施例一的大像面广角镜头的mtf性能图、-40℃through-focus-mtf性能图和+85℃through-focus-mtf性能图。由图2至图4可以看出，本实施方式的镜头兼顾广角和低畸变性能，半视场角大于60°，同时具有温度自动补偿功能，在-40℃-85℃温度范围内不虚焦。实施方式二：图5是示意性表示根据本发明的实施方式二的大像面广角镜头结构图。实施方式二中大像面广角镜头的有效焦距f＝5.64mm，光圈值fn0＝2.30，半视场角fov/2＝68°。其中第五透镜l5、第六透镜l6和第七透镜l7组成三胶合透镜。以下表4列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：表面表面类型曲率半径厚度折射率阿贝数s1球面22.231.221.9220.9s2球面11.185.26s3非球面13.052.481.5455.7s4非球面4.8510.57s5非球面-8.673.601.5356.1s6非球面-9.780.10s7球面13.682.591.9031.4s8球面140.556.25s9(stop)球面infinity0.67s10球面18.232.821.8523.8s11球面11.512.551.5081.6s12球面-5.150.801.7427.8s13球面33.060.26s14球面28.333.051.4690.2s15球面-9.690.12s16非球面35.732.991.5356.1s17非球面-30.571.22s18非球面22.713.451.5356.1s19非球面21.872.09s20球面infinity0.801.5264.2s21球面infinity2.11s22(像面)球面infinity-表4在本实施方式中，非球面数据如下表5所示，其中k为该表面的二次曲面常数，a、b、c、d、e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：面序号kabcdes30.033.54e-5-8.80e-68.00e-8-5.79e-108.12e-13s4-0.692.73e-4-2.93e-5-6.37e-95.21e-9-5.94e-11s5-0.702.08e-4-3.86e-62.72e-8-8.76e-114.65e-15s6-0.944.08e-6-2.22e-68.75e-9-5.95e-115.80e-13s163.48-3.90e-43.89e-6-3.93e-72.16e-8-8.52e-11s17-21.23-8.00e-45.78e-6-2.59e-82.28e-93.47e-11s183.78-6.77e-4-2.17e-54.16e-7-4.03e-10-5.83e-11s19-7.352.65e-4-3.94e-57.66e-7-8.17e-93.76e-11表5图6-8分别是示意性表示实施例二的大像面广角镜头的mtf性能图、-40℃through-focus-mtf性能图和+85℃through-focus-mtf性能图。由图6至图8可以看出，本实施方式的镜头兼顾广角和低畸变性能，半视场角大于60°，同时具有温度自动补偿功能，在-40℃-85℃温度范围内不虚焦。实施方式三：图9是示意性表示根据本发明的实施方式三的大像面广角镜头结构图。实施方式三中大像面广角镜头的有效焦距f＝5.66mm，光圈值fn0＝2.35，半视场角fov/2＝70°。其中第六透镜l6、第七透镜l7和第八透镜l8组成三胶合透镜。以下表6列出本实施方式的各透镜的相关参数，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，k为该表面的二次曲面常数，a、b、c、d、e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：面序号kabcdes30.033.44e-5-8.82e-68.00e-8-5.79e-108.11e-13s4-0.702.73e-4-2.93e-5-5.99e-95.21e-9-5.96e-11s5-0.682.05e-4-3.89e-62.74e-8-6.04e-11-7.98e-13s6-0.933.67e-6-2.23e-69.17e-9-5.99e-115.88e-13s164.99-3.74e-44.23e-6-3.88e-72.17e-8-2.05e-10s17-19.04-8.12e-45.54e-6-2.53e-82.23e-92.70e-11s183.76-6.76e-4-2.17e-54.13e-7-4.51e-10-5.81e-11s19-9.632.54e-4-3.95e-57.67e-7-8.15e-93.82e-11表7图10-12分别是示意性表示实施例三的大像面广角镜头的mtf性能图、-40℃through-focus-mtf性能图和+85℃through-focus-mtf性能图。由图10至图12可以看出，本实施方式的镜头兼顾广角和低畸变性能，半视场角大于60°，同时具有温度自动补偿功能，在-40℃-85℃温度范围内不虚焦。实施方式四：图13是示意性表示根据本发明的实施方式四的大像面广角镜头结构图。实施方式四中大像面广角镜头的有效焦距f＝5.63mm，光圈值fn0＝2.40，半视场角fov/2＝72°。其中第六透镜l6和第七透镜l7组成双胶合透镜。以下表8列出本实施方式的各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料的折射率、阿贝数：表8在本实施方式中，非球面数据如下表9所示，其中k为该表面的二次曲面常数，a、b、c、d、e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：面序号kabcdes30.033.42e-5-8.80e-68.01e-8-5.78e-108.16e-13s4-0.692.90e-4-2.92e-5-5.78e-95.22e-9-5.87e-11s5-0.549.26e-5-4.39e-69.93e-9-4.70e-109.13e-12s6-1.062.39e-5-2.43e-6-7.31e-92.70e-108.76e-13s173.79-3.88e-43.80e-6-3.93e-72.17e-8-8.40e-11s18-23.22-7.89e-46.03e-6-2.44e-82.26e-93.42e-11s193.56-6.91e-4-2.16e-54.21e-7-2.86e-10-3.72e-11s20-8.292.55e-4-3.97e-57.65e-7-8.16e-93.85e-11表9图13-16分别是示意性表示实施例四的大像面广角镜头的mtf性能图、-40℃through-focus-mtf性能图和+85℃through-focus-mtf性能图。由图13至图16可以看出，本实施方式的镜头兼顾广角和低畸变性能，半视场角大于60°，同时具有温度自动补偿功能，在-40℃-85℃温度范围内不虚焦。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。当前第1页12