CN104849835B - 一种鱼眼监控光学系统及其应用的镜头 - Google Patents
一种鱼眼监控光学系统及其应用的镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种鱼眼监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：前透镜组和后透镜组，所述前透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；所述后透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜、以及第八透镜。另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。本发明实施例，其前透镜组和后透镜组总共8枚透镜，透镜枚数少，结构简单；另外，本光学系统或镜头满足的光学条件，使其具有大光圈、高分辨率、日夜共焦等优良性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的镜头，尤其是一种鱼眼监控光学系统及镜头。
背景技术：
如公开号为CN103293640A、CN 104330873A的发明专利，其公开了一种鱼眼光学系统或镜头，但其均存在结构复杂、镜片枚数多的问题。即便市面上存在有枚数更少的鱼眼光学系统或镜头，但是，其分辨率也不高，成像不够清晰，有待改善。
发明内容：
为克服现有技术中鱼眼光学系统或镜头结构复杂、镜片枚数多、及分辨率不高的问题，本发明实施例一方面提供了一种鱼眼监控光学系统。
一种鱼眼监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：前透镜组和后透镜组，所述前透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；所述后透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜、以及第八透镜；且光学系统满足如下条件：
(1)-0.098<f/f1<-0.063；
(2)-0.17<f/f2<-0.12；
(3)-0.22<f/f3<-0.17；
(4)0.12<f/f4<0.16；
(5)0.19<f/f5<0.24；
(6)-0.58<f/f6<-0.26；
(7)0.19<f/f7<0.24；
(8)0.16<f/f8<0.21；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距。
另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的鱼眼监控光学系统。
本发明实施例，其前透镜组和后透镜组总共8枚透镜，透镜枚数少，结构简单；另外，本光学系统或镜头满足的光学条件，使其具有大光圈、高分辨率、日夜共焦等优良性能。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光学系统或镜头的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或镜头的白天条件下的离焦图；
图3为本发明的光学系统或镜头的红外850nm条件下的离焦图；
图4为本发明的光学系统或镜头的场曲和畸变曲线图；
图5为本发明的光学系统或镜头的白天在400lp/mm的MTF图；
图6为本发明的光学系统或镜头的红外850nm在400lp/mm的MTF图。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种鱼眼监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：前透镜组G1和后透镜组G2，所述前透镜组G1包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4；所述后透镜组G2包括第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、以及第八透镜8；且光学系统满足如下条件：
(1)-0.098<f/f1<-0.063；
(2)-0.17<f/f2<-0.12；
(3)-0.22<f/f3<-0.17；
(4)0.12<f/f4<0.16；
(5)0.19<f/f5<0.24；
(6)-0.58<f/f6<-0.26；
(7)0.19<f/f7<0.24；
(8)0.16<f/f8<0.21；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距。
本发明实施例，其前透镜组和后透镜组总共8枚透镜，透镜枚数少，结构简单；另外，本光学系统或镜头满足的光学条件，使其具有大光圈、高分辨率、日夜共焦等优良性能。
进一步地，所述第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，采用镧火石玻璃材料制成，其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足如下条件：-15.08mm<f1<-9.69mm，1.67<Nd1<1.80，40<Vd1<60。
再进一步地，所述第二透镜2物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，采用重镧火石玻璃材料制成，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足如下条件：-7.92mm<f2<-5.59mm，1.76<Nd2<1.85，40<Vd2<60。
又进一步地，所述第三透镜3为双凹透镜，其光焦度为负，采用镧冕玻璃材料制成，其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足如下条件：-5.59mm<f3<-4.32mm，1.62<Nd3<1.78，46<Vd3<68。
更进一步地，所述第四透镜4为双凸透镜，其光焦度为正，采用重镧火石玻璃材料制成，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足如下条件：5.94mm<f4<7.92mm，1.80<Nd4<1.9，20<Vd4<35。
再进一步地，所述第五透镜5为双凸透镜，其光焦度为正，采用轻火石玻璃材料制成，其焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足如下条件：3.95mm<f5<5mm，1.5<Nd5<1.62，30<Vd5<50。
又进一步地，所述第六透镜6为双凹透镜，其光焦度为负，采用重火石玻璃材料制成，其焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足如下条件：-3.65mm<f6<-1.63mm，1.78<Nd6<1.90，18<Vd6<35。
再进一步地，所述第七透镜7为双凸透镜，其光焦度为正，采用镧冕玻璃材料制成，其焦距f7、材料折射率Nd7、材料阿贝常数Vd7满足如条件：3.95mm<f7<5mm，1.58<Nd7<1.76，42<Vd7<68。
更进一步地，所述第八透镜8为双凸透镜，其光焦度为正，采用镧冕玻璃材料制成，其焦距f8、材料折射率Nd8、材料阿贝常数Vd8满足如下条件：4.52mm<f8<5.93mm，1.56<Nd8<1.78，42<Vd8<70。
再进一步地，所述光学系统的光阑11位于第六透镜6的物面侧。
又进一步地，所述第八透镜8至像面10之间还设有保护玻璃9。
更进一步地，本光学系统的光学总长TTL满足：22mm<TTL<30mm。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为0.95mm，光阑指数FNo.为2.0，视场角2ω＝186°，光学总长TTL＝26.3mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
| 表面 | 曲率半径R(mm) | 间隔D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
| S1 | 12.0800 | 0.6000 | 1.77250 | 49.61 |
| S2 | 5.0400 | 2.2800 | ||
| S3 | 15.2720 | 0.5000 | 1.80400 | 46.58 |
| S4 | 3.6120 | 2.6200 | ||
| S5 | -7.4000 | 0.6000 | 1.69680 | 55.52 |
| S6 | 6.5350 | 0.8600 | ||
| S7 | 16.1850 | 3.5800 | 1.80610 | 39.64 |
| S8 | -7.8600 | 6.0000 | ||
| S9 | 4.6210 | 1.2500 | 1.57501 | 41.49 |
| S10 | -4.6210 | -0.0500 | ||
| S11 | 无限大 | 0.3900 | ||
| S12 | -2.8270 | 0.6000 | 1.84666 | 23.78 |
| S13 | 5.8760 | 0.1200 | ||
| S14 | 16.0300 | 1.1300 | 1.74100 | 51.64 |
| S15 | -5.7470 | 0.0400 | ||
| S16 | 10.7320 | 1.2200 | 1.65950 | 57.35 |
| S17 | -5.4520 | 0.2000 | ||
| S18 | 无限大 | 0.7000 | 1.51680 | 64.20 |
| S19 | 无限大 |
上表中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S7、S8对应为第四透镜4的两个表面；S9、S10对应为第五透镜5的两个表面；S11是光阑所在位置；S12、S13对应为第六透镜6的两个表面；S14、S15对应为第七透镜7的两个表面；S16、S17对应为第八透镜8的两个表面；S18、S19对应为保护玻璃9的两个表面。
从图2至图6中可以看出，本光学系统具有良好的光学性能，具有大光圈、高分辨率、日夜共焦等优良性能。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的鱼眼监控光学系统。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种鱼眼监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：前透镜组和后透镜组，其特征在于，所述前透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；所述后透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜、以及第八透镜；且光学系统满足如下条件：
(1)-0.098<f/f1<-0.063；
(2)-0.17<f/f2<-0.12；
(3)-0.22<f/f3<-0.17；
(4)0.12<f/f4<0.16；
(5)0.19<f/f5<0.24；
(6)-0.58<f/f6<-0.26；
(7)0.19<f/f7<0.24；
(8)0.16<f/f8<0.21；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距；
所述第一透镜的材料折射率Nd1满足如下条件：1.67<Nd1<1.80；
第四透镜为双凸透镜,其与第五透镜之间的间隔为6mm。
2.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其焦距f1、材料阿贝常数Vd1满足如下条件：-15.08mm<f1<-9.69mm，40<Vd1<60。
3.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第二透镜物面侧为凸面，像面侧为凹面，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足如下条件：-7.92mm<f2<-5.59mm，1.76<Nd2<1.85，40<Vd2<60。
4.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第三透镜为双凹透镜，其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足如下条件：-5.59mm<f3<-4.32mm，1.62<Nd3<1.78，46<Vd3<68。
5.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第四透镜为双凸透镜，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足如下条件：5.94mm<f4<7.92mm，1.80<Nd4<1.9，20<Vd4<35。
6.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第五透镜为双凸透镜，其焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足如下条件：3.95mm<f5<5mm，1.5<Nd5<1.62，30<Vd5<50。
7.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第六透镜为双凹透镜，其焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足如下条件：-3.65mm<f6<-1.63mm，1.78<Nd6<1.90，18<Vd6<35。
8.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第七透镜为双凸透镜，其焦距f7、材料折射率Nd7、材料阿贝常数Vd7满足如条件：3.95mm<f7<5mm，1.58<Nd7<1.76，42<Vd7<68。
9.根据权利要求1所述的鱼眼监控光学系统，其特征在于，所述第八透镜为双凸透镜，其焦距f8、材料折射率Nd8、材料阿贝常数Vd8满足如下条件：4.52mm<f8<5.93mm，1.56<Nd8<1.78，42<Vd8<70。
10.一种镜头，其特征在于，镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的鱼眼监控光学系统。
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