本实用新型涉及一种超广角镜头，尤其涉及一种轻量的家居广角镜头，属于光学成像
技术领域：
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背景技术：
：广角镜头是一种能够将摄像范围以更宽阔的视角进行拍摄的镜头，根据广角镜头视角范围大的这种特质，其通常被广泛应用在监控用或车载用的摄像装置上。近年来，移动装置、车用装置、运动装置及安全监控装置等领域的产品镜头也在朝向轻、薄、短小的设计趋势而发展；而在镜头模块小型化的过程中，人们还希望镜头兼具有较高的像素和视场角，才方便于撷取更宽广的视野范围。因此，如何能够设计一款小型化、大视场角，且拥有较高成像质量的智能家居广角镜头已成为目前本领域人士所极力研究的议题。技术实现要素：为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种轻量的家居广角镜头。为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种轻量的家居广角镜头，自物面至像面同轴依次包括：第一透镜，具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜；第二透镜，具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜，具有正光焦度的双凸透镜；第四透镜，具有负光焦度的弯月透镜；所述第三透镜与第四透镜组合为胶合透镜，胶合透镜的焦距f3-4为4.0<|f3-4|/f<6.0，其中，f为广角镜头整个光学系统的焦距。进一步地，第一透镜的焦距f1为1.8<|f1|/f<2.1；第二透镜的焦距f2为2.5<|f2|/f<3.2。进一步地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为玻璃球面镜片。进一步地，广角镜头长度ttl与整个光学系统焦距值f满足ttl/f≤7.8。进一步地，广角镜头的长度ttl≤19.6。所述第一透镜的折射率nd为1.5<nd<1.65，色散率vd为55<vd<65；所述第二透镜的折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；所述第三透镜的折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；所述第四透镜的折射率nd为1.8<nd<2.0，色散率vd为20<vd<30。进一步地，第一透镜与第二透镜之间设置有光阑。本实用新型具有的有益效果为：本实用新型四片球面玻璃镜片设计，可以实现至对角拍照最大角度130度，具有视场角较大、拍摄范围广的优点，有利于减少拍摄时存在的死角；结构简单紧凑、透镜数量少，适应于智能家居广角镜头的小型化设计，有利于降低镜头的生产成本。附图说明图1为本实用新型的系统组成结构图。图2为光线从本实用新型进入的路径图。图3为本实用新型的mtf解像曲线图。图4为本实用新型的离焦曲线图。图5为本实用新型的像散曲线图。图6为本实用新型的光学畸变图。图7为本实用新型的点列图。图中：1、第一透镜；2、光阑；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜；6、像面。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。如图1所示，本实用新型自物面至像面同轴依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；第一透镜和第二透镜之间设置有光阑2，以限制在经过第一镜头进入第二镜头时光学的光通量；第一透镜是具有负光焦度，可以最大视场角接收外界光线，并修正部分像差；第二透镜是正光焦度，用于接收第一透镜的光线，并将光线汇聚；第三透镜与第四透镜组成胶合透镜，第三透镜在前，第四透镜在后。将整个光学系统焦距表示为f，所述第一透镜1、第二透镜3、胶合透镜的焦距分别为f1、f2、f3-4；则本光学系统满足下述条件：1)、1.8<|f1|/f<2.1；2)、2.5<|f2|/f<3.2；3)、4.0<|f3-4|/f<6.0。其中，第一透镜具有负光焦度，对光线起发散作用，主要用于接收较大角度范围的光线。当|f1|/f小于下限1.8时，第一透镜需要具有相对较小的曲率半径，会增大镜片的面张角，不利于加工生产，而且会使周边成像时的影像畸变增大；而当|f1|/f大于上限2.1时，会降低系统的视场角，这样必须通过增大镜片的有效径来保证视场角，从而会加大镜头的尺寸，不利于镜头的小型化设计初衷。第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，主要用于将经过第一透镜组的光线汇聚并平衡像差。当|f2|/f大于上限3.2时，会增大系统的高级像差，影响成像质量；当|f2|/f小于下限2.5时，系统畸变将很难校正，并导致成像周边影像的光亮度下降。广角镜头的长度ttl与整个光学系统焦距值f满足ttl/f≤7.8。广角镜头系统的长度ttl≤19.6mm。第一透镜1采用高折射率低色散材料,能有效导入大视角的光线，减小第一透镜1的口径，在保证广角镜头小型化的同时改善广角镜头的色差，使其折射率nd满足1.5<nd<1.65，色散率vd满足55<vd<65；第二透镜3采用高折射率低色散的透镜，有利于降低系统的高级像差，使其折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；第三透镜4采用高折射率低色散的透镜，使其折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；第四透镜5采用高折射率高色散的透镜，其折射率nd为1.8<nd<2.0，色散率vd为20<vd<30；第三透镜4、第四透镜5形成的胶合透镜可以使色差相互补偿，实现最小色差的同时减小球差。下面通过一项具体实施例对本实用新型的光学性能作进一步详细的说明。本实施例中，镜头的有效焦距f为2.47mm，光圈值fno为2.5，视场角为130度，光学总长ttl＝19.6mm，具体光学参数见表1：表1表面名称表面类型曲面半径厚度玻璃材质第一透镜球面140.70.4h-zk3球面2.716.97001光阑无限0.1795第三透镜球面11.954h-lak59a球面-7.620.332第四透镜球面62.5h-lak51a第五透镜球面-3.50.35h-zf52a球面-236.60.2本实施例中，|f1|/f＝1.9，|f2|/f＝3.04，|f3-4|/f＝4.98，满足上述条件1)-3)的要求。图2展示了光线从本实施例中进入的路径图。下面通过具体实验对本实用新型的光学性能进行验证。(1)本实施例在不同视场(field)的mtf(modulationtransferfunction，调制传递函数)解像曲线如图3所示，其中横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示mtf值。从图3中可以看出，本实施例在140lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度，可以表明本实施例的综合解像水平较高,也意味着拍摄画面的清晰度较高；且整个mtf下降平滑，高频和低频部分可以得到有效的平衡。(2)本实施例的离焦曲线如图4所示，其中，横坐标表示离焦位置(mm)，纵坐标表示在一定空间频率下的mtf值。从图中可以看出，mtf在载轴和离轴部分离焦良好且同步，显示本镜头具体有较好的离焦性能。(3)本实施例的像散曲线如图5所示，其中，fieldcurves表示像散曲线，纵坐标表示角度，focus(millimeters)表示调焦(mm)。从图中可以看出，本实施例的像散得到了有效控制，可在一定程度上反应光学畸变水平。(4)本实施例的光学畸变(distortion)图如图6所示，当全球面设计在全视场时，本实施例的最大畸变仅为-60％，畸变校正良好，适用于作为智能家居广角镜头使用。(5)本实施例在不同视场(field)的光学系统点列图如图7所示，图7中，各视场下的成像点几乎都汇聚成了一个理想的点，表明本实施例具有良好的成像性能。上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本
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的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种轻量的家居广角镜头，其特征在于：自物面至像面(6)同轴依次包括：
第一透镜(1)，具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜；
第二透镜(3)，具有正光焦度的双凸透镜；
第三透镜(4)，具有正光焦度的双凸透镜；
第四透镜(5)，具有负光焦度的弯月透镜；
所述第三透镜与第四透镜组合为胶合透镜，胶合透镜的焦距f3-4为4.0<|f3-4|/f<6.0，其中，f为广角镜头整个光学系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：所述第一透镜的焦距f1为1.8<|f1|/f<2.1；第二透镜的焦距f2为2.5<|f2|/f<3.2。
3.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)均为玻璃球面镜片。
4.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：广角镜头长度ttl与整个光学系统焦距值f满足ttl/f≤7.8。
5.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：广角镜头的长度ttl≤19.6。
6.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：
所述第一透镜的折射率nd为1.5<nd<1.65，色散率vd为55<vd<65；
所述第二透镜的折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；
所述第三透镜的折射率nd为1.6<nd<1.8，色散率vd为50<vd<60；
所述第四透镜的折射率nd为1.8<nd<2.0，色散率vd为20<vd<30。
7.根据权利要求1所述的轻量的家居广角镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)与第二透镜(3)之间设置有光阑(2)。
技术总结本实用新型公开了一种轻量的家居广角镜头，自物面至像面同轴依次包括：第一透镜，具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜；第二透镜，具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜，具有正光焦度的双凸透镜；第四透镜，具有负光焦度的弯月透镜；所述第三透镜与第四透镜组合为胶合透镜，胶合透镜的焦距f3‑4为4.0<|f3‑4|/f<6.0，其中，f为广角镜头整个光学系统的焦距。本实用新型四片球面玻璃镜片设计，可以实现至对角拍照最大角度130度，具有视场角较大、拍摄范围广的优点，有利于减少拍摄时存在的死角；结构简单紧凑、透镜数量少，适应于智能家居广角镜头的小型化设计，有利于降低镜头的生产成本。
技术研发人员：汪俊朋
受保护的技术使用者：威海恩腾光电科技有限公司
技术研发日：2020.08.12
技术公布日：2021.04.06
