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CN105278082B - 一种超广角鱼眼光学成像镜头 - Google Patents

一种超广角鱼眼光学成像镜头 Download PDF

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CN105278082B
CN105278082B CN201510809000.0A CN201510809000A CN105278082B CN 105278082 B CN105278082 B CN 105278082B CN 201510809000 A CN201510809000 A CN 201510809000A CN 105278082 B CN105278082 B CN 105278082B
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Union Optech Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种超广角鱼眼光学成像镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，通过优化各个透镜及其之间的参数，且所述第一透镜朝向物侧一面曲率半径大于10，朝向像面另一面曲率半径小于5，实现了220°以上视场范围的高像质、大孔径成像，可以用于车载及环视监控的超广角范围成像要求，减小镜头转动的幅度，避免出现监控死角而致使监控不到位的现象。

Description

一种超广角鱼眼光学成像镜头
【技术领域】
本发明涉及光学镜头，尤其是一种超广角鱼眼光学成像镜头。
【背景技术】
现有的监控镜头中，其视场角一般小于140°，为了满足全方位监控，则需要相应地转动监控镜头，且转动的幅度较大，否则无法对较大视野内的景物进行实时全面监控。因此，容易产生死角，致使监控不到位。
本发明正是基于上述现有技术存在的缺点提出的。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种超广角鱼眼光学成像镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，通过优化各个透镜及其之间的参数，且所述第一透镜朝向物侧一面曲率半径大于10，朝向像面另一面曲率半径小于5，实现了220°以上视场范围的高像质、大孔径成像，可以用于车载及环视监控的超广角范围成像要求，减小镜头转动的幅度，避免出现监控死角而致使监控不到位的现象。
为解决上述技术问题，本发明一种超广角鱼眼光学成像镜头，从物侧到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、滤光片和感光片，所述第二透镜和第三透镜之间设有光阑；
所述第一透镜、第二透镜、第四透镜为负焦距透镜，所述第三透镜和第五透镜为正焦距透镜。
所述第一透镜朝向物侧一面的曲率半径大于10，所述第一透镜朝向像面一面的曲率半径小于5。
所述第二透镜朝向物侧一面为双曲线非球面，所述第二透镜朝向像面的一面为椭圆非球面。
所述第三透镜朝向物侧一面和朝向像面一面均为双曲线型非球面。
所述第四透镜朝向物侧一面为扁圆形非球面，所述第四透镜朝向像面一面为椭圆非球面。
所述第五透镜朝向物侧一面为双曲线非球面，所述第五透镜朝向像面的一面为椭圆非球面。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，满足：
1.5<f1/f2<3，-3<f2/f3<0，f4/f5<0。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的色散系数分别为vdlens1、vd lens2、vd lens3、vd lens4和vd lens5，满足：
(vd lens3，vd lens5)≤31，
vd lens1≥45，
(vd lens2,vd lens5)≥40。
所述第四透镜和第五透镜的中心厚度分别为T4和T5，第二透镜与第三透镜的间距为A2，第四透镜与第五透镜的间距为A4，所述第一透镜与感光片的间距为TL，满足：
0.01＜A4/A2＜0.02，
0.03＜A4＜0.06，
0.3＜A2/TL＜0.5，
0.25＜T4/T5＜0.5。
所述第一透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜为塑胶非球面透镜。
与现有技术相比，本发明一种超广角鱼眼光学成像镜头，具有如下优点：
1、本发明的镜头中，各个透镜的焦距满足：1.5<f1/f2<3，-3<f2/f3<0，f4/f5<0，解决了超广角镜头的视场被压缩的问题，有效降低大角度光线在镜头主面的高度，使镜头整体长度缩小，降低了结构公差敏感性，使得镜头像面整体均匀、亮度高、孔径大，其光圈数达到F2.0，实现了220°以上的超广角成像。
2、第三透镜和第四透镜采用类似对称透镜，位于光阑一侧，能有效的减少畸变。
3、本发明镜头中各透镜的色散系数，满足：(vd lens3，vd lens5)≤31，vd lens1≥45，(vd lens2,vd lens5)≥40,采用上述配置解决了镜头轴向色差过大的问题，有效提高了中心分辨率。
4、本发明镜头，采用玻璃球面透镜与塑胶非球面透镜结合,有效提高了镜头的几何传递函数，使得该镜头产品的税利度、透过率及色彩还原性得到显著提升。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明中各个透镜的布置示意图。
图2为本发明的光路示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
本发明一种超广角鱼眼光学成像镜头，如图1和图2所示，从物侧9到像面依次设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、滤光片6和感光片7，所述第二透镜2和第三透镜3之间设有光阑8，所述第一透镜1为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5为塑胶非球面透镜，采用玻璃球面透镜与塑胶非球面透镜结合,有效提高了镜头的几何传递函数,使得该镜头产品的税利度、透过率及色彩还原性得到显著提升。
所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4为负焦距透镜，所述第三透镜3和第五透镜5为正焦距透镜；所述第一透镜1朝向物侧9一面的曲率半径大于10，所述第一透镜1朝向像面一面的曲率半径小于5；所述第二透镜2朝向物侧9一面为双曲线非球面，所述第二透镜2朝向像面7的一面为椭圆非球面；所述第三透镜3朝向物侧9一面和朝向像面7一面均为双曲线型非球面；所述第四透镜4朝向物侧9一面为扁圆形非球面，所述第四透镜4朝向像面7一面为椭圆非球面；所述第五透镜5朝向物侧9一面为双曲线非球面，所述第五透镜5朝向像面7的一面为椭圆非球面。使得镜头像面整体均匀、亮度高、孔径大，其光圈数达到F2.0，实现了220°以上的超广角成像。
为解决了超广角镜头的视场被压缩的问题，有效降低大角度光线在镜头主面的高度，使镜头整体长度缩小，降低了结构公差敏感性，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，满足：
1.5<f1/f2<3，-3<f2/f3<0，f4/f5<0。
所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5的色散系数分别为vd lens 1、vd lens 2、vd lens 3、vd lens4和vd lens 5，满足：
(vd lens3，vd lens5)≤31，
vd lens1≥45，
(vd lens2,vd lens5)≥40。
通过优化各个透镜的色散系数，解决了镜头轴向色差过大的问题，有效提高了中心分辨率。
为了有效地压缩色差，并确保加工可行性，使镜头整体锐度提升。所述第四透镜4和第五透镜5的中心厚度分别为T4和T5，第二透镜2与第三透镜3的间距为A2，第四透镜4与第五透镜5的间距为A4，所述第一透镜1与感光片7的间距为TL，满足：
0.01＜A4/A2＜0.02，
0.03＜A4＜0.06，
0.3＜A2/TL＜0.5，
0.25＜T4/T5＜0.5。
在本实施例中，感光片7采用CMOS感光芯片，光线是从滤光片6入射至感光片7，在镜头成像时，滤光片6对感光片7有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线以减少杂光和光斑，使图像色彩亮丽和锐利，使之具有良好的色彩还原性。
在本实施例中，所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5为非球面透镜，其非球面表面形状方程Z满足：
Z＝cy2/{1+[1-1+kc2y2]1/2}+α1y2+α2y4+α3y6+α4y8+α5y10+α6y12+α7y14+α8y16
其中，参数c为各个非球面透镜半径所对应的曲率，y为各个非球面透镜径向坐标，其单位与透镜长度单位相同，k为各个非球面透镜圆锥二次曲线系数，α1至α8分别表示各个非球面透镜径向坐标所对应的系数。
当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆；当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形；当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形。

Claims (2)

1.一种超广角鱼眼光学成像镜头，其特征在于从物侧(9)到像面依次设置有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、滤光片(6)和感光片(7)，所述第二透镜(2)和第三透镜(3)之间设有光阑(8)；
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)为负焦距透镜，所述第三透镜(3)和第五透镜(5)为正焦距透镜；
所述第一透镜(1)朝向物侧(9)一面的曲率半径大于10，所述第一透镜(1)朝向像面一面的曲率半径小于5；
所述第二透镜(2)朝向物侧(9)一面为双曲线非球面，所述第二透镜(2)朝向像面的一面为椭圆非球面；
所述第三透镜(3)朝向物侧(9)一面和朝向像面一面均为双曲线型非球面；
所述第四透镜(4)朝向物侧(9)一面为扁圆形非球面，所述第四透镜(4)朝向像面一面为椭圆非球面；
所述第五透镜(5)朝向物侧(9)一面为双曲线非球面，所述第五透镜(5)朝向像面的一面为椭圆非球面；
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)和第五透镜(5)的焦距分别为f1、f2、f3、f4和f5，满足：
1.5<f1/f2<3，-3<f2/f3<0，f4/f5<0；
所述第四透镜(4)和第五透镜(5)的中心厚度分别为T4和T5，第二透镜(2)与第三透镜(3)的间距为A2，第四透镜(4)与第五透镜(5)的间距为A4，所述第一透镜(1)与感光片(7)的间距为TL，满足：
0.01＜A4/A2＜0.02，
0.03＜A4＜0.06，
0.3＜A2/TL＜0.5，
0.25＜T4/T5＜0.5。
2.根据权利要求1所述一种超广角鱼眼光学成像镜头，其特征在于所述第一透镜(1)为玻璃球面透镜，所述第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)和第五透镜(5)为塑胶非球面透镜。
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