[發明專利]一種超廣角鏡頭

有效

• 申請號: 201110241178.1
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102289052A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 裘文偉
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇車載光學技術有限公司
• 主分類號: G02B13/06
• 分類號: G02B13/06;G02B13/18;G02B13/00
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及一種新型的超廣角鏡頭，尤其適合應用于對鏡頭工作距離要求較高且有較寬的使用溫度條件的監控相機及車載影像系統。

背景技術

目前超廣角鏡頭一般采用5片至8片鏡片組成，如中國專利號為200910099703的超廣角鏡頭，就采用4片玻璃和2片塑料鏡片組成，但是這種超廣角鏡頭尺寸較大，價格較高，不能滿足客戶要求小尺寸、低價和高性能的要求。為此，也有日本企業開發的超廣角鏡頭采用非球面技術，以減輕重量、成本和減小變形量，如中國專利號為200880106079的超廣角鏡頭，就采用1片玻璃鏡片和4片塑料鏡片組成，但其通光性能較弱，工作距離BFL也較短，且溫度補償特性不佳，無法滿足在-40℃至+85℃的溫度范圍內保持較完美的成像清晰度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述的技術缺陷，提供一種成本低、重量輕、尺寸小、高解像及長的工作距離和寬的工作溫度范圍的超廣角鏡頭。

所述超廣角鏡頭從物方至像方依次包括有：具有負光焦度的第一透鏡和第二透鏡，具有正光焦度的第三透鏡，具有負光焦度的第四透鏡和具有正光焦度的第五透鏡，所述第四透鏡和第五透鏡膠合而形成具有正光焦度的膠合透鏡，并且還滿足BFL/EFL≥2.4，其中BFL為所述超廣角鏡頭的第五透鏡元件像方側最外點至成像面的距離，此處所指的BFL為空氣中的距離，EFL為所述超超廣角鏡頭的焦距值。

第三透鏡元件和膠合透鏡之間還設置有光闌，膠合透鏡后設置有濾色片。且除第一透鏡元件外，其余4枚透鏡元件中至少有3枚為塑料非球面鏡片。通過如此配置，便能夠用最小的鏡片數量達到令人滿意的光學特性和較寬的總視場角。

所述第一透鏡為彎月型鏡片，且凸面朝向物方，第二透鏡為非球面鏡片，第三透鏡為雙凸鏡片，所述第四透鏡和第五透鏡為非球面鏡片。

進一步的，所述第一透鏡滿足：Nd≥1.65，Vd≥45，其中Nd表示透鏡材料的d光折射率，Vd表示透鏡材料的d光阿貝常數。第一透鏡通過采用折射率Nd≥1.65，阿貝常數Vd≥45的高折射率低色散材料，能有效導入150°視場角以上的光線并減小第一個鏡片的口徑，以避免體積過大，并滿足條件公式D*H/FOV≤0.205的要求。

進一步的，所述的第三透鏡和第四透鏡滿足：Nd≥1.55，Vd≤30。

第三透鏡通過采用折射率Nd≥1.55，阿貝常數Vd≤30的高折射率高色散材料，能快速會聚前兩個負光焦度透鏡過來的光線，且高色散材料能有效補償光學系統中的色差值。

此外，所述鏡頭還滿足：TTL/EFL≤16，其中TTL為所述鏡頭第一透鏡物方側最外點至成像面的距離，EFL為所述鏡頭的焦距值。

進一步的，所述的第二透鏡和第五透鏡滿足：-0.95≥F2/F5≥-1.5，其中F2表示第二透鏡元件的焦距值，F5表示第五透鏡元件的焦距值。因當F2/F5＞-0.95時，第二透鏡的負光焦度過大，第五透鏡的正光焦度過小，從而使整個光學系統會體現負光焦度，會造成光學系統的后焦BFL“熱縮冷脹”的效果(即在高溫條件下，鏡頭的后焦BFL會變短，在低溫條件下，鏡頭的后焦BFL會變長，不符合相機使用的條件)；當F2/F5＜-1.5時，第二透鏡的負光焦度過小，第五透鏡的正光焦度過大，從而使整個光學系統會體現過量的正光焦度，會造成光學系統的后焦BFL“熱脹冷縮”的效果過于明顯，從而影響相機在-40℃至+85℃的溫度范圍內成像清晰度。

進一步的，所述的第三透鏡和第四透鏡滿足：-0.95≥F3/F4≥-2.0，其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F4表示第四透鏡元件的焦距值。同樣道理，當F3/F4＞-0.95時，第三透鏡的正光焦度過大，第四透鏡的負光焦度過小，從而使整個光學系統會體現過量的正光焦度，會造成光學系統的后焦BFL“熱脹冷縮”的效果過于明顯(即在高溫條件下，鏡頭的后焦BFL會變的過長，在低溫條件下，鏡頭的后焦BFL會變的過短，不符合相機使用的條件)；當F?3/F4＜-2.0時，第三透鏡的正光焦度過小，第四透鏡的負光焦度過大，從而使整個光學系統會體現負光焦度，會造成光學系統的后焦BFL“熱縮冷脹”的效果，從而影響相機在-40℃至+85℃的溫度范圍內成像清晰度。

總之，第二透鏡單元至第五透鏡單元四個鏡片，需要合理的分配光焦度并同時控制在上述條件公式范圍內，以達到較好的溫度特性要求。同時，為了進一步改善溫度特性效果，也可以將第三透鏡元件的材料由塑料樹脂改為玻璃材質(因玻璃材料的溫度特性好于塑料樹脂材料)。

此外，所述鏡頭的光闌滿足：FNO≤2.2。