CN103885158A - 一种小型光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型光学镜头，包括有镜筒，在镜筒的空腔中，从物方到像方依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜以及滤光片，所述第一透镜为负光焦度的弯月形球面玻璃镜片，第二透镜为负光焦度的弯月形非球面塑料镜片，第三透镜为正光焦度的弯月形非球面塑料镜片且其凹面朝向像方；所述第四透镜为正光焦度的鼓形塑料非球面镜片；第五透镜为弯月形塑料非球面正透镜且其凹面朝向物方。本发明提供一种超广角、小体积的小型光学镜头。

Description

一种小型光学镜头

【技术领域】

本发明涉及一种光学镜头，尤其涉及一种应用于监控、车载的小型超广角光学镜头。

【背景技术】

目前使用的监控、车载的镜头普遍存在这样的缺点：视场角度不够大、外形尺寸却很大。市场上现在主流的监控、车载镜头主要是视场角度低于120度的镜头，所拍摄的图像整体的范围太小以至于要多装两个甚至几个镜头才能达到大范围监控的效果；而且监控、车载镜头的外形偏大，外径一般大于17mm，而且用于CCD感光片的镜头一般比较长，光学系统的总长大于17mm，用到监控、车载上显得体积较大。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种超广角、小体积的小型光学镜头。

针对上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种小型光学镜头，其特征在于包括有镜筒1，在镜筒1的空腔中，从物方到像方依次设有第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5和第五透镜6以及滤光片7，特征在于所述第一透镜2为负光焦度的弯月形球面玻璃镜片，第二透镜3为负光焦度的弯月形非球面塑料镜片，第三透镜4为正光焦度的弯月形非球面塑料镜片且其凹面朝向像方；所述第四透镜5为正光焦度的鼓形塑料非球面镜片；第五透镜6为弯月形塑料非球面正透镜且其凹面朝向物方。

如上所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜2朝向物方的前表面和朝向像方的后表面的曲率半径相应为：15.14mm，3.85mm。

如上所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜2的球面镜片材质采用光学玻璃，其40<Vd<65，1.62<Nd<1.85；所述第二透镜3、第四透镜5以及第五透镜6的材质都是光学塑料,其40<Vd<65,1.45<Nd<1.70；所述第三透镜4材质是光学塑料，其15<Vd<40,1.45<Nd<1.70；其中Vd是各光学材料的色散系数，Nd是各光学材料的折射系数。

如上所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜的系统元件满足以下表达式：-10<f1/f<-4,-14<f2/f<-6,-10<f12/f<-4，f1是第一个透镜的焦距，f是整个光学系统的焦距，f2是第二个透镜的焦距，f12是第一、二透镜的组合焦距。

如上所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述整个光学镜头总长为12.9mm，其口径为11.2mm。

如上所述的一种小型光学镜头，其特征在于本光学镜头的视场角度达到220度，其温度漂移范围在：-40℃～80℃。

本发明的有益效果有:

1、本发明的镜头对物体成像角度为220度，而现有镜头一般只是120度，从而用单镜头就可以实现无死角实时监控的效果。

2、本发明的光学镜头总长做到了12.9mm，口径为11.2mm，真正的实现体积小。

3、本发明还考虑了车载镜头温度的变化，把成像随温度在：

-40℃～80℃之间漂移的情况考虑到设计中，将第四透镜设为鼓形塑料非球面镜片，匹配前面三个透镜以及后面一个弯月形塑料非球面正透镜，使其能在较宽温度范围内保持成像的质量。

4、本发明的颜色分明，色彩还原性和像面还原性好。

5、本发明采用一片球面镜片和四片非球面镜片结构，和此类以前镜头相比结构更简单轻便而且成本更低。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图与实施例对本发明作详细说明：

如图所示，一种小型光学镜头，包括有镜筒1，在镜筒1的空腔中，从物方到像方依次设有第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5和第五透镜6以及滤光片7。该滤光片7固定在镜筒1空腔中，滤光片7的下方就是CCD感光芯片，光线是从滤光片7进入的，滤光片7对CCD感光芯片有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性，该滤光片7除了解决色彩方面的问题以外，还保证了后面的封装工艺的顺利进行。

所述第一透镜2为负光焦度的弯月形球面玻璃镜片。第二透镜3为负光焦度的弯月形非球面塑料镜片，它具有减小畸变且调整大视场光线作用，故其在光学系统中的位置和本身材料特性，从而使本光学镜头的外径可以小到11.2mm。第三透镜4为正光焦度的弯月形非球面塑料镜片且其凹面朝向像方。所述第四透镜5为正光焦度的鼓形塑料非球面镜片。第五透镜6为正光焦度的弯月形塑料非球面镜片且其凹面朝向物方。匹配前面三个透镜以及后面那个弯月形非球面塑料透镜更能达到减小畸变扩大视场的效果，在温度漂移情况下还能保持成像的质量，其温度漂移范围在：-40℃～80℃之间。

所述第一透镜2朝向物方的前表面和朝向像方的后表面的曲率半径相应为：15.14mm，3.85mm。

为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，考虑到车载镜头的信赖性问题，在结构上所述第一透镜2要求是玻璃镜片，第二透镜3做成弯月形塑料非球面，其匹配第一透镜2在减小畸变上更具优势。系统的第一透镜2和第二透镜3具有负折射本领从而为超大视场的实现提供了结构基础，第三透镜4、第四透镜5和第五透镜6具有正折射本领，使得光学系统的像方主面前移，从而使得系统长度缩短，使得整个光学镜头总长为12.9mm。在本发明中，第二透镜3是类似鱼眼形状的弯月形。

1、所述第一透镜2的球面镜片材质采用光学玻璃，其中40<Vd<65,1.62<Nd<1.85；所述第二透镜3、第四透镜5以及第五透镜6的材质都是光学塑料,其40<Vd<65,1.45<Nd<1.70；所述第三透镜4的材质光学塑料，其15<Vd<40,1.45<Nd<1.70；其中Vd是各光学材料的色散系数，Nd是各光学材料的折射系数。

所述整个光学镜头总长为12.9mm，其口径为11.2mm。本光学镜头的视场角度达到220度。能够达到220度，主要是由于第一和第二透镜都是非常弯曲的弯月形负透镜。第三和第五透镜均是弯月形的正透镜且弯向光栏，其中第三透镜是弯月形的厚透镜；第四透镜是鼓形透镜。

第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5和第五透镜6的非球面的表面形状满足以下方程:

Z=cy²/｛1+√［1-1+kc²y²］｝+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²

在公式中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值；y表示透镜表面各点的y坐标值；R为透镜表面各点的曲率半径；k为圆锥二次曲线系数；a、b、c、d、e、f为高阶非球面系数。当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形，大于0时为扁圆形，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。所述第二透镜3、第三透镜4、四透镜5和第五透镜6朝向物方的前表面、朝向像方的后表面的面型系数相应的表示在表1、2、3、4中。

表1

表2

表3

表4

Claims (6)

1.一种小型光学镜头，其特征在于包括有镜筒（1），在镜筒（1）的空腔中，从物方到像方依次设有第一透镜（2）、第二透镜（3）、第三透镜（4）、第四透镜（5）和第五透镜（6）以及滤光片（7），所述第一透镜（2）为负光焦度的弯月形球面玻璃镜片，第二透镜（3）为负光焦度的弯月形非球面塑料镜片，第三透镜（4）为正光焦度的弯月形非球面塑料镜片且其凹面朝向像方；所述第四透镜（5）为正光焦度的鼓形塑料非球面镜片；第五透镜（6）为弯月形塑料非球面正透镜且其凹面朝向物方。

2.根据权利要求1所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜（2）朝向物方的前表面和朝向像方的后表面的曲率半径相应为：15.14mm，3.85mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜（2）的球面镜片材质采用光学玻璃，其40<Vd<65,1.62<Nd<1.85；所述第二透镜（3）、第四透镜（5）以及第五透镜（6）的材质都是光学塑料,其40<Vd<65,1.45<Nd<1.70；所述第三透镜（4）材质是光学塑料，其15<Vd<40,1.45<Nd<1.70；其中Vd是各光学材料的色散系数，Nd是各光学材料的折射系数。

4.根据权利3所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜的系统元件满足以下表达式：-10<f1/f<-4,-14<f2/f<-6,-10<f12/f<-4，f1是第一个透镜的焦距，f是整个光学系统的焦距，f2是第二个透镜的焦距，f12是第一、二透镜的组合焦距。

5.根据权利要求1或2所述的一种小型光学镜头，其特征在于所述整个光学镜头总长为12.9mm，其口径为11.2mm。

6.根据权利要求1或2所述的一种小型光学镜头，其特征在于本光学镜头的视场角度达到220度，其温度漂移范围在：-40℃～80℃。