CN110579862B - 一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头，所述镜头的光学系统由沿光线自前向后入射方向依次的前组A、光阑C、后组B和平板玻璃L14构成；所述前组A由自前向后依次设置的弯月正透镜L1、弯月负透镜L2、弯月负透镜L3、双凹负透镜L4、由双凸正透镜L5和弯月负透镜L6密接而成的第一胶合组以及弯月正透镜L7构成；所述后组B由自前向后依次设置的由弯月负透镜L8、双凸正透镜L9和弯月负透镜L10三者密接而成的第二胶合组、双凸正透镜L11、弯月正透镜L12以及弯月负透镜L13构成。本发明镜头的光学结构由13片全玻璃球面镜片构成，无非球面，成本低，易于装配；具有超高分辨率、大通光量、大视场角，满足8000万像素的成像要求，可专门用于物体细节的捕捉。

Description

一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头

技术领域

本发明涉及一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头。

背景技术

目前在安防及机器视觉用的光学广角超高清镜头普遍存在这样的缺点：物体细节分辨率不足，多数为2000万像素，系统清晰度低，通光量不足；成本高，比如为了实现超高清晰度、而使用玻璃非球面增加投入成本，或者牺牲通光量使被测物体亮度不足。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有超高分辨率、大通光量、大视场角的八千万像素超高分辨率广角光学镜头，满足8000万像素的成像要求。

本发明采用以下方案实现：一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头，所述镜头的光学系统由沿光线自前向后入射方向依次的前组A、光阑 C、后组B和平板玻璃L14构成；所述前组A由自前向后依次设置的弯月正透镜L1、弯月负透镜L2、弯月负透镜L3、双凹负透镜L4、由双凸正透镜L5和弯月负透镜L6密接而成的第一胶合组以及弯月正透镜L7构成；所述后组B由自前向后依次设置的由弯月负透镜L8、双凸正透镜L9和弯月负透镜L10三者密接而成的第二胶合组、双凸正透镜L11、弯月正透镜L12以及弯月负透镜L13构成。

进一步的，弯月正透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隙为0.12mm；弯月负透镜L2与弯月负透镜L3之间的空气间隙为8.49mm；弯月负透镜L3与双凹负透镜L4之间的空气间隙为10.34mm；双凹负透镜L4与第一胶合组之间的空气间隙为8.91mm；第一胶合组与弯月正透镜L7之间的空气间隙为30.39mm；弯月正透镜L7与光阑 C之间的空气间隙为9.61mm；光阑C与第二胶合组之间的空气间隙为0.12mm；第二胶合组与双凸正透镜L11之间的空气间隙为0.12mm；双凸正透镜L11与弯月正透镜L12之间的空气间隙为0.12mm; 弯月正透镜L12与弯月负透镜L13之间的空气间隙为0.12mm，弯月负透镜L13与平板玻璃L14之间的空气间隙为11.07mm。

进一步的，所述双凸正透镜L5的折射率为1.85~1.92，阿贝数为38~45；所述弯月负透镜L6的折射率1.95~2.1，阿贝数为17~23；所述弯月负透镜L8的折射率为1.78~1.95，阿贝数为30~35；所述双凸正透镜L9的折射率为1.4~1.55，阿贝数为78~85；所述弯月负透镜L10的折射率为1 .95~2.3，阿贝数为22~28。

进一步的，所述弯月正透镜L1的焦距f1、弯月负透镜L2的焦距f2、弯月负透镜L3的焦距f3、双凹负透镜L4的焦距f4、双凸正透镜L5的焦距f5、弯月负透镜L6的焦距f6、弯月正透镜L7的焦距f7、弯月负透镜L8的焦距f8、双凸正透镜L9的焦距f9、弯月负透镜L10的焦距f10、双凸正透镜L11的焦距f11、弯月正透镜L12的焦距f12、弯月负透镜L13的焦距f13，满足下列关系式：-6<f1/f2<-5.3，0.2<f2/f3<1，1.2<f3/f4<1.68，-1.9<f4/f5<-0.8，-0.56<f5/f6<-0.2，-2.1<f6/f7<-0.8，-1.9<f7/f8<-0.8，-1.1<f8/f9<-0.5，-1.9<f9/f10<-0.8，-0.9<f10/f11<-0.4，0.3<f11/f12<0.5，-0.8<f12/f13<-0.5。

进一步的，所述镜头的光学系统焦距f和光学总长TTL ，满足下列关系式：0.05<f/TTL<0.15。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明镜头的光学结构由13片全玻璃球面镜片构成，无非球面，成本低，易于装配；具有超高分辨率、大通光量、大视场角，满足8000万像素的成像要求，可专门用于物体细节的捕捉。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例镜头的光学系统图；

图2是本发明实施例镜头MTF值图；

图3是本发明实施例镜头标准点列图。

具体实施方式

如图1~2所示，一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头，所述镜头的光学系统由沿光线自前向后入射方向依次的前组A、光阑 C、后组B和平板玻璃L14构成；所述前组A由自前向后依次设置的弯月正透镜L1、弯月负透镜L2、弯月负透镜L3、双凹负透镜L4、由双凸正透镜L5和弯月负透镜L6密接而成的第一胶合组以及弯月正透镜L7构成；所述后组B由自前向后依次设置的由弯月负透镜L8、双凸正透镜L9和弯月负透镜L10三者密接而成的第二胶合组、双凸正透镜L11、弯月正透镜L12以及弯月负透镜L13构成。

本发明镜头采用13片式结构，合理分配了光焦度，前组使用7片式收敛了光线的入射角，后组采用6片式进行像差平衡。通过对视场光阑位置的控制，使镜头在大视场角仍有小的畸变,通过对光线高度的调整，控制照度在合理的范围内。具有超高分辨率、大通光量、大视场角，可专门用于物体细节的捕捉，该镜头可搭配八千万像素的CCD或CMOS芯片使用。

在本实施例中，弯月正透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隙为0.12mm；弯月负透镜L2与弯月负透镜L3之间的空气间隙为8.49mm；弯月负透镜L3与双凹负透镜L4之间的空气间隙为10.34mm；双凹负透镜L4与第一胶合组之间的空气间隙为8.91mm；第一胶合组与弯月正透镜L7之间的空气间隙为30.39mm；弯月正透镜L7与光阑 C之间的空气间隙为9.61mm；光阑 C与第二胶合组之间的空气间隙为0.12mm；第二胶合组与双凸正透镜L11之间的空气间隙为0.12mm；双凸正透镜L11与弯月正透镜L12之间的空气间隙为0.12mm; 弯月正透镜L12与弯月负透镜L13之间的空气间隙为0.12mm，弯月负透镜L13与平板玻璃L14之间的空气间隙为11.07mm，平板玻璃L14与像面IMA之间的空气间隙为12.01mm。

在本实施例中，所述双凸正透镜L5的折射率为1.85~1.92，优选1.88，阿贝数为38~45，优选40.81；所述弯月负透镜L6的折射率1.95~2.1，优选2，阿贝数为17~23，优选19.32；所述弯月负透镜L8的折射率为1.78~1.95，优选1.81，阿贝数为30~35，优选33.29；所述双凸正透镜L9的折射率为1.4~1.55，优选1.5，阿贝数为78~85，优选81.61；所述弯月负透镜L10的折射率为1 .95~2.3，优选2，阿贝数为22~28，优选25.46。

本发明实施例中镜头各个镜片的具体参数见下表：

当光线入射时，光路顺序进入前组A、光阑C以及后组B后进行成像，当光线经过前组A时，弯月负透镜L2采用负光焦度结构有效压缩光学系统的光线角度，同时利于矫正系统畸变；当光线经过光阑C时，限制了光线进入后组B的光通量，同时使经过后组B的光锥更加对称，使光学系统的慧差得以矫正；当光线经过后组B时，第二胶合组的镜片采用阿贝数差异大的材料，有效矫正系统色差，组成胶合镜片也利于减小系统体积，降低公差敏感度。

本发明镜头的光学系统达到以下光学指标：

（1）焦距：EFFL=12.93mm；

（2）F数=1.78；

（3）视场角：2w=85.9°；

（4）成像圆直径大于Ф22mm；

（5）相对照度大于55%；

（6）工作光谱范围：486nm～656nm；

（7）该镜头适用于8千万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机。

在本实施例中，所述弯月正透镜L1的焦距f1、弯月负透镜L2的焦距f2、弯月负透镜L3的焦距f3、双凹负透镜L4的焦距f4、双凸正透镜L5的焦距f5、弯月负透镜L6的焦距f6、弯月正透镜L7的焦距f7、弯月负透镜L8的焦距f8、双凸正透镜L9的焦距f9、弯月负透镜L10的焦距f10、双凸正透镜L11的焦距f11、弯月正透镜L12的焦距f12、弯月负透镜L13的焦距f13，满足下列关系式：-6<f1/f2<-5.3，0.2<f2/f3<1，1.2<f3/f4<1.68，-1.9<f4/f5<-0.8，-0.56<f5/f6<-0.2，-2.1<f6/f7<-0.8，-1.9<f7/f8<-0.8，-1.1<f8/f9<-0.5，-1.9<f9/f10<-0.8，-0.9<f10/f11<-0.4，0.3<f11/f12<0.5，-0.8<f12/f13<-0.5。

在本实施例中，所述镜头的光学系统焦距f和光学总长TTL ，满足下列关系式：0.05<f/TTL<0.15。

本发明镜头的光学结构由13片全玻璃球面镜片构成，无非球面，成本低，易于装配；可满足大靶面芯片，尺寸为4/3英寸，光圈大、像平面主光线入射角小于15°，可拍摄较大视场范围为85.9°；由图2、图3可以看出，该光学镜头具有超高的分辨率，满足8000万像素高分辨率成像芯片的MTF需求，适用于超分辨率，捕捉物体细节等成像领域。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种八千万像素超高分辨率广角光学镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统由沿光线自前向后入射方向依次的前组A、光阑 C、后组B和平板玻璃L14构成；所述前组A由自前向后依次设置的弯月正透镜L1、弯月负透镜L2、弯月负透镜L3、双凹负透镜L4、由双凸正透镜L5和弯月负透镜L6密接而成的第一胶合组以及弯月正透镜L7构成；所述后组B由自前向后依次设置的由弯月负透镜L8、双凸正透镜L9和弯月负透镜L10三者密接而成的第二胶合组、双凸正透镜L11、弯月正透镜L12以及弯月负透镜L13构成。

2.根据权利要求1所述的八千万像素超高分辨率广角光学镜头，其特征在于：弯月正透镜L1与弯月负透镜L2之间的空气间隙为0.12mm；弯月负透镜L2与弯月负透镜L3之间的空气间隙为8.49mm；弯月负透镜L3与双凹负透镜L4之间的空气间隙为10.34mm；双凹负透镜L4与第一胶合组之间的空气间隙为8.91mm；第一胶合组与弯月正透镜L7之间的空气间隙为30.39mm；弯月正透镜L7与光阑 C之间的空气间隙为9.61mm；光阑 C与第二胶合组之间的空气间隙为0.12mm；第二胶合组与双凸正透镜L11之间的空气间隙为0.12mm；双凸正透镜L11与弯月正透镜L12之间的空气间隙为0.12mm; 弯月正透镜L12与弯月负透镜L13之间的空气间隙为0.12mm，弯月负透镜L13与平板玻璃L14之间的空气间隙为11.07mm。

3.根据权利要求1所述的八千万像素超高分辨率广角光学镜头，其特征在于：所述双凸正透镜L5的折射率为1.85~1.92，阿贝数为38~45；所述弯月负透镜L6的折射率1.95~2.1，阿贝数为17~23；所述弯月负透镜L8的折射率为1.78~1.95，阿贝数为30~35；所述双凸正透镜L9的折射率为1.4~1.55，阿贝数为78~85；所述弯月负透镜L10的折射率为1 .95~2.3，阿贝数为22~28。

4.根据权利要求1所述的八千万像素超高分辨率广角光学镜头，其特征在于：所述弯月正透镜L1的焦距f1、弯月负透镜L2的焦距f2、弯月负透镜L3的焦距f3、双凹负透镜L4的焦距f4、双凸正透镜L5的焦距f5、弯月负透镜L6的焦距f6、弯月正透镜L7的焦距f7、弯月负透镜L8的焦距f8、双凸正透镜L9的焦距f9、弯月负透镜L10的焦距f10、双凸正透镜L11的焦距f11、弯月正透镜L12的焦距f12、弯月负透镜L13的焦距f13，满足下列关系式：-6<f1/f2<-5.3，0.2<f2/f3<1，1.2<f3/f4<1.68，-1.9<f4/f5<-0.8，-0.56<f5/f6<-0.2，-2.1<f6/f7<-0.8，-1.9<f7/f8<-0.8，-1.1<f8/f9<-0.5，-1.9<f9/f10<-0.8，-0.9<f10/f11<-0.4，0.3<f11/f12<0.5，-0.8<f12/f13<-0.5。

5.根据权利要求1或4所述的八千万像素超高分辨率广角光学镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统焦距f和光学总长TTL ，满足下列关系式：0.05<f/TTL<0.15。

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