[发明专利]一种超广角折衍射手机辅助镜头

说明书

本发明公开一种超广角折衍射手机辅助镜头，包括透镜组，所述透镜组自物方至像方同轴依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、平行平板和光阑；所述第一透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，靠近物方的一侧为外凸球面，背离物方的一侧为内凹偶次非球面；所述第二透镜为具有负光焦度的双凹透镜；所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，靠近物方的一侧采用外凸球面，背离物方的一侧采用内凹球面；所述平行平板朝向物方的面为衍射光学表面，朝向像方的面为标准面。本发明可以实现更高的精度、更高的衍射效率以及更高的成品率，大大降低了超广角镜头的成本，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，特别涉及一种超广角折衍射手机辅助镜头。

背景技术

随着光学的加工技术水平的不断提高，手机镜头的性能获得不断提升，但是由于目前手机镜头的微型化发展趋势，使得现有的手机镜头光学系统全视场角大都在65°-80°范围内，无法适应广角灵活拍摄要求。尤其是随着目前教学客观环境的变化，以手机拍摄进行教学直播的灵活在线教学模式得到越来越多的推广，而在钢琴示范教学、桌面连续性书写示范等特殊教学环境中，手机无法满足远场和近场大视场范围灵活拍摄需求。虽然以上问题可通过目前出现的外置广角镜头来进行改善，但现有广角镜头若要保证成像质量所需透镜数目多达5-10个，制作成本高，质量大不利于手机进行的匹配，同时过于简单的光学系统无法保证大视场范围内的成像质量。

发明内容

为解决现有技术中手机镜头广角拍摄的问题，本发明的目的是提供一种超广角折衍射手机辅助镜头。本发明可以实现更高的精度、更高的衍射效率以及更高的成品率，大大降低了超广角镜头的成本，适合大规模生产。

本发明的技术方案是：

一种超广角折衍射手机辅助镜头，包括透镜组，所述透镜组自物方至像方同轴依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、平行平板和光阑；

所述第一透镜为具有负光焦度的凸凹透镜，靠近物方的一侧为外凸球面，背离物方的一侧为内凹偶次非球面；

所述第二透镜为具有负光焦度的双凹透镜；

所述第三透镜为具有正光焦度的凸凹透镜，靠近物方的一侧采用外凸球面，背离物方的一侧采用内凹球面；

所述平行平板朝向物方的面为衍射光学表面，朝向像方的面为标准面。

作为本发明的进一步改进，所述第一透镜的内凹偶次非球面满足偶次非球面镜面公式：

式中：h表示透镜表面上各点的Y轴坐标值；c为透镜表面的曲率半径r的倒数；k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为高阶非球面系数；Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离非球面顶点的距离矢量高度。

作为本发明的进一步改进，所述平行平板衍射光学表面的位相参数为：

式中：M为衍射级数，N是衍射面多项式的阶数，A_i为衍射面多项式每一阶次系数，R为衍射面的孔径。

作为本发明的进一步改进，所述第一透镜与第二透镜之间的距离为7.5mm，第二透镜与第三透镜之间的距离为6.5mm，第三透镜与平行平板之间的距离为2mm，平行平板到孔径光阑5之间的距离为2.8mm。

作为本发明的进一步改进，所述第一透镜中央厚度为0.8mm，折射率为1.77，阿贝常数为49.6，第一透镜外凸球面半径为14.7mm，第一透镜1内凹偶次非球面半径为3.3mm，圆锥系数为-0.569，高阶非球面系数a₁为-0.0002。