一种鱼眼镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种鱼眼镜头。


背景技术：

2.随着科技的发展，常规镜头由于视场受限而不能满足人们的需求。鱼眼镜头是一种基于仿生学的超广角镜头，通过引入桶形畸变，对物理空间进行压缩形变，从而能够获得超广角成像。
3.然而，相对于传统光学系统，鱼眼镜头的光学结构比较复杂，因此对初始结构的设计要求更高。但是，在普通可见光谱区域应用的鱼眼镜头，被公开披露的系统类型、结构参数都很少，因而加大了初始结构的设计难度。
4.特别是对于微型化的镜头，由于镜组中每个透镜自身的缺陷、以及装配过程中的操作精度，使得镜组的焦距过大，影响视场角，同时还产生光轴偏差，引起镜头拍摄亮度不均匀，出现暗角等问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种鱼眼镜头，有效降低镜组的光轴偏差，减少焦距并提高视场角。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种鱼眼镜头，其特征在于：包括镜组，所述镜组沿着光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，
7.所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
8.所述第二透镜具有负光焦度；其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
9.所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
10.所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；
11.所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
12.所述第三透镜与所述鱼眼镜头的焦距满足关系式：0.28＜|f4/f1|；其中，f1为第一透镜的焦距，f4为第第四透镜的焦距；
13.且所述镜组满足条件式：0.11≤(r5+r6)/(r5
‑
r6)≤0.14，其中，r5为第三透镜的曲率半径，r6为第三透镜的曲率半径。
14.进一步，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为非球面透镜，所述第一透镜的物侧面和像侧面均为球面透镜。
15.进一步，所述第四透镜和第五透镜之间胶合组成胶合透镜。
16.进一步，所述第四透镜的物侧面和像侧面的面型均为u型，所述第五透镜的物侧面的面型为m型，所述第五透镜的像侧面的面型为w型。
17.进一步，所述第三透镜与第四透镜之间设有隔圈，所述隔圈限制光路在第四透镜的非球面有效区。
18.进一步，所述镜组的视场角满足关系式：
19.192
°
≤fov
‑
h≤198
°
，其中fov
‑
h为水平视场角；
20.126
°
≤fov
‑
v≤133
°
，其中fov
‑
v为垂直视场角；
21.200
°
≤fov
‑
h，其中fov
‑
h为对场视场角。
22.进一步，所述第四透镜的像侧面的中心至所述光学成像镜头的成像面的距离ffl满足：6.15mm＜ffl＜6.45mm。
23.进一步，所述第一透镜的nd光折射率不小于1.77，vd光阿贝常数不小于49.60；
24.所述第二透镜的nd光折射率不小于1.51，vd光阿贝常数不小于57.00；
25.所述第三透镜的nd光折射率不小于1.58，vd光阿贝常数不小于30.15；
26.所述第四透镜的nd光折射率不小于1.58，vd光阿贝常数不小于30.15；
27.所述第五透镜的nd光折射率不小于1.54，vd光阿贝常数不小于56.11。
28.进一步，所述镜组还满足条件式：4.9≤(r1+ct1)/r2≤12.9，
29.其中，r1为所述第一透镜物侧面的曲率半径；
30.r2为所述第一透镜像侧面的曲率半径；
31.ct4为所述第四透镜于所述光轴方向上的中心厚度。
32.进一步，所述镜组还满足以下关系：0.28≦efl/ct5≦0.32，其中ct5为该第五透镜在该光轴上的厚度，且efl为该镜组的系统焦距。
33.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：利用球面透镜的负屈光和非球面透镜的正屈光，从而使得入射光线经第一透镜的球面透镜汇聚后，继续采用第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的非球面透镜进行汇聚，成像镜头通过适当的优化结构，有效地降低了成像镜头的f数，并获得更大的视场角，同时，第一透镜为玻璃镜片，其余透镜为塑料镜片，降低了产品整体重量，使得镜组内相邻透镜的间距得以压缩，减少产品整体体积，实现微型化，该种鱼眼镜头结构简单，设计合理，水平视场角达到195
°
，镜头物侧面至成像面距离控制在13.16mm，且光轴偏差控制在1
°
以内，可以适配20℃ra的成像芯片，镜片工艺性好，制造成本低。
附图说明
34.图1为本实用新型的光路示意图；
35.图2为本实用新型的整体结构示意图；
36.图3为本实用新型的解析图；
37.图4为本实用新型的光斑图；
38.图5为本实用新型的mtf曲线图；
39.图6为本实用新型的场曲曲线图；
40.图中：1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、ir镜片；7、芯片像元；
具体实施方式
41.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.应当理解尽管在本文中出现了术语上、中、下、顶端、一端等以描述各种元件，但这些元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将元件彼此区分开以便于理解，而不是用于定义任何方向或顺序上的限制。
43.如图1
‑
6所示，一种鱼眼镜头，包括镜组和镜架，镜架内具有供镜组安装置入的安装腔，镜组包括五个具有光焦度的透镜，即第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，五个透镜沿着光轴从成像侧至像源侧依序排列，每一透镜具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
44.第一透镜1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，即朝向像源侧凸出的弯月形，在同视场角范围内，提高光线收集度，其像侧面s2为凹面，即朝向像源侧凸出，且弧度大于物侧面s1的圆弧，且像侧面s2在光轴上的凹度大于的物侧面s1在光轴上的凸度，汇整由物侧面s1汇聚的光线发散至第二透镜2的物侧面s3上，第一透镜1采用光学塑胶材料h
‑
laf50b，并且该第一透镜1为球面镜片；
45.第二透镜2具有负光焦度；其物侧面s3为凸面，即朝向成像侧外凸的弯月形，其像侧面s4为凹面，即朝向成像侧内凹的弯月形，物侧面s3凹度大于像侧面s2的凸度，即接近椭圆的形状，第二透镜2采用光学塑胶材料f4520；
46.第三透镜3具有正光焦度，其物侧面s5具有凸面，像侧面s6具有与物侧面s5相应的凸面，经过第二透镜2的光线通过的第三透镜3汇集至第四透镜4的中部，第三透镜3采用光学塑胶材料ad5503，且该第三透镜3为非球面镜片。
47.第四透镜4具有负光焦度，其物侧面s7为凹面，即朝向成像侧内凹的趋近于平面的凹面，其像侧面s8为凹面，即朝向成像侧内凹的弯月形，第五透镜5具有正光焦度，其物侧面s9为凸面，即朝向像源侧凸出的凸面，且物侧面s9与像侧面s8胶合，物侧面s9的凸面与像侧面s8的凹面的有效球面贴合，第五透镜5的像侧面s10为凸面，即朝向成像侧凸出的凸面，邻近像侧面s10设有ir镜片，光路汇聚在第四透镜4的物侧面s7后通过第五透镜5的像侧面s10发散至ir镜片汇整，在ir镜片后设置隔圈，从而调整光路放射至芯片像元处，有效地降低了成像镜头的f数，并获得更大的视场角，压缩了整体产品的占用体积。
48.且该微型光学镜头满足下面的参数：
49.条件式(1)：192
°
≤fov
‑
h≤198
°
，其中fov
‑
h为水平视场角；
50.126
°
≤fov
‑
v≤133
°
，其中fov
‑
v为垂直视场角；
51.200
°
≤fov
‑
h，其中fov
‑
h为对场视场角。
52.条件式(2)：0.163≤bfl/ttl≤0.200。
53.条件式(3)：0.00122≤d/h/fov≤0.00125；其中，d为镜组的最大视场角所对应的第一透镜1的物侧面s1的最大通光口径；h为镜组的最大视场角所对应的像高。
54.条件式(4)：ttl/efl≤14.9，较佳的范围介于13.4～14.9之间；其中，ttl为镜组的光学总长度，efl为镜组的有效焦距。
55.条件式(5)：0.034≤ttl/h/fov≤0.036，较佳的范围介于0.0346～0.0356之间。
56.条件式(6)：0.65≤(r1+r2)/(r1
‑
r2)≤1.4，其中，r1为第一透镜1物侧面s1的曲率半径；r2为第一透镜1像侧面s2的曲率半径；
57.条件式(7)：4.9≤(r1+ct1)/r2≤12.9；其中，r1为所述第一透镜1物侧面s1的曲率半径；r2为所述第一透镜1像侧面s2的曲率半径；ct1为所述第一透镜1于所述光轴上的中心厚度。
58.条件式(8)：0.19≤|r4/r3|≤0.23；其中，r3为第二透镜2的物侧面s3的曲率半径，r4为第二透镜2的像侧面s4的曲率半径。
59.实施例一
60.作为本实用新型的第一种实施例，如图1
‑
6所示的一种鱼眼镜头，包括镜组和镜架，镜架内具有供镜组安装置入的安装腔，镜组包括五个具有光焦度的透镜，即第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，三个透镜沿着光轴从成像侧至像源侧依序排列，每一透镜具有一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面。
61.第一透镜1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，其像侧面s2为凸面，并且该第一透镜1为球面镜片，其具有焦距f1＝
‑
5.197；
62.第二透镜2具有负光焦度；其物侧面s3为凹面，其像侧面s4为凹面，且该第二透镜2为非球面镜片,其具有焦距f2＝
‑
2.410；
63.第三透镜3具有正光焦度，其物侧面s5具有凸面，像侧面s6具有与物侧面s5相应的凸面，且该第三透镜3为非球面镜片,其具有焦距f3＝2.5990；
64.第四透镜4具有负光焦度，其物侧面s7为凹面，其像侧面s8为凹面，且该第三透镜3为非球面镜片,其具有焦距f4＝
‑
1.0299。
65.第五透镜5具有正光焦度，其物侧面s9为凸面，且物侧面s9与第四透镜4像侧面s8胶合，物侧面s9的凸面与像侧面s8的凹面的有效球面贴合，第五透镜5的像侧面s10为凸面，且该第五透镜5为非球面镜片,其具有焦距f5＝1.1574。
66.表1示出了的镜组中第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5的曲率半径r、厚度t、间隙g、折射率nd、阿贝数vd、焦距f、材质，其中，曲率半径r、厚度t、间隙g及焦距f的单位均为毫米(mm)。
67.表1
68.[0069][0070]
各镜面的偶次非球面矢高公式限定如下：
[0071][0072]
其中，z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面定点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r；k为圆锥系数；r为光学面上点距离光轴的距离；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。
[0073]
表2示出了用于本实施例中的非球面透镜表面s1
‑
s6的圆锥系数k及各高次项系数。
[0074]
表2
[0075][0076]
下表3给出了本实施例的镜组的光学后焦bfl(即，第五透镜的像侧面s6的中心至成像面ima的轴上距离)、镜组的总长度ttl(即，从第一透镜的物侧面s1的中心至成像面ima的轴上距离)、镜组的最大视场角所对应的第一透镜的物侧面s1的最大通光口径d、光学镜头的最大视场角所对应的像高h、光学镜头的最大视场角fov、镜组的有效焦距efl及光焦fno。
[0077]
表3
[0078][0079]
[0080]
在本实施例中，镜组的光学后焦bfl与光学镜头的光学总长度ttl之间满足条件式：bfl/ttl＝0.180；最大视场角所对应的第一透镜1的物侧面s1的最大通光口径d以及最大视场角所对应的像高h之间满足d/h/fov＝0.00124；光学总长度ttl与镜组的有效焦距满足以下条件式：ttl/efl＝14.15；光学总长度ttl、光学镜头的最大视场角fov以及光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满足ttl/h/fov＝0.035；第一透镜1物侧面s1的曲率半径r1与第一透镜1像侧面s2的曲率半径r2之间满足|(r1+r2)/(r1
‑
r2)|＝1.541；第二透镜2物侧面s3的曲率半径r3与第二透镜2像侧面s4的曲率半径r4之间满足|r4/r3|＝0.2128；第一透镜1物侧面s1和像侧面s2的曲率半径以及ct1为所述第一透镜1于所述光轴上的中心厚度的满足：(r1+ct1)/r2＝4.982；第一透镜1的焦距值f1与第二透镜2的焦距值f2之间满足：f2/f1＝0.463；
[0081]
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。