CN109212723A - 800万像素无热化低畸变镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镜头领域,特别涉及一种800万像素无热化低畸变镜头。本发明包括主镜筒以及沿光线入射方向依次设置于主镜筒内的前镜组、光阑和后镜组,前镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜,第一透镜和第三透镜朝向光阑的一面为凹面,后镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜,第四透镜朝向光阑的一面为凹面,前镜组的焦距范围为30~39mm,后镜组的焦距范围为6~10mm。本发明的镜头采用六组八片式结构,视场角达41°±10%,相对孔径D/f’为1:2±10%,畸变控制在2%以内,适用摄像机像面1/1.8inch以上。
Description
技术领域
本发明涉及镜头领域,特别涉及一种800万像素无热化低畸变镜头。
背景技术
所有光学相机镜头都存在畸变的问题,畸变属于成像的几何失真,它是由于焦平面上不同区域对影像的放大率不同而形成的画面扭曲变形现象,这种变形的程度从画面中心至画面边缘依次递增,主要在画面边缘反映得较明显。一般在广角端拍摄时,往往会使画面边缘向外凸起,称之为桶形畸变;用远摄端拍摄时,画面边缘经常会向内凹进,称之为枕形畸变。畸变会引起成像时的画面变形,大多数时候轻微的畸变并不会对画面质量有太大影响,但某些应用可能对畸变比较敏感,比如翻拍资料、拍摄建筑物等规则物体,都希望畸变不要太严重,否则会明显歪曲拍摄实物的几何特征。为减小畸变,我们在拍摄时尽量避免使用镜头焦距的最广角端或最远摄端。人眼可识别的畸变是2%,大于2%的畸变人眼感觉比较明显,而小于2%畸变,人眼感觉就不是那么敏锐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种800万像素无热化低畸变镜头,该镜头采用六组八片式结构,视场角达41°±10%,相对孔径D/f’为1:2±10%,畸变控制在2%以内,适用摄像机像面1/1.8inch以上。
本发明是这样实现的:一种800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:该镜头包括主镜筒以及沿光线入射方向依次设置于主镜筒内的前镜组、光阑和后镜组,所述前镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜,所述第一透镜和第三透镜朝向光阑的一面为凹面,所述后镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜,所述第四透镜朝向光阑的一面为凹面,所述前镜组的焦距范围为30~39mm,所述后镜组的焦距范围为6~10mm。
优选的,所述第一透镜为正弯月形透镜,所述第二透镜为正弯月形透镜,所述第三透镜为正弯月形透镜,所述第二透镜和第三透镜组成密接的胶合组,所述第四透镜为负弯月形透镜,所述第五透镜为双凸形透镜,所述第六透镜为平凸形透镜,所述第七透镜为正弯月形透镜,所述第八透镜为正弯月形透镜,所述第四透镜和第五透镜组成密接的胶合组。
优选的,所述前镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.8<n1<2.1,30<v1<36;
1.85<n2<2,32<v2<36;
1.75<n3<1.85,20<v3<28;
其中n1-n3依次为第一透镜-第三透镜的折射率,v1-v3依次为第一透镜-第三透镜的阿贝系数;
所述后镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.7<n4<1.75,25<v4<30;
1.7<n5<1.81,40<v5<50;
1.55<n6<1.65,65<v6<90;
1.62<n7<1.76,50<v7<60;
1.65<n8<1.75,50<v8<62;
其中n4-n8依次为第四透镜-第八透镜的折射率,v4-v8依次为第四透镜-第八透镜的阿贝系数。
优选的,所述第一透镜和第二透镜之间的空气间隔为0.1~0.16mm;所述第三透镜和光阑之间的空气间隔为2~2.6mm;所述第三透镜和第四透镜之间的空气间隔为1~1.1mm;所述第五透镜和第六透镜之间的空气间隔为0.08~0.2mm;所述第六透镜和第七透镜之间的空气间隔为0.1~0.15mm;所述第七透镜和第八透镜之间的空气间隔为0.1~0.15mm。
优选的,所述第七透镜和第八透镜为球面透镜,所述第七透镜和第八透镜朝向靶面的一面为凹面。
优选的,所述第六透镜采用ED材料。
优选的,所述镜头还包括前压圈、第一机械隔圈、第二机械隔圈、第三机械隔圈、第四机械隔圈以及第五机械隔圈,所述前压圈固定安装于主镜筒的前端筒口外并对第一透镜的前端位置起限位作用,所述第一机械隔圈固定安装于主镜筒的筒体内且位于第一透镜和第二透镜之间以限定两者的空气间隔,所述第二机械隔圈固定安装于主镜筒的筒体内且位于第三透镜和第四透镜之间以限定两者的空气间隔,所述第三机械隔圈固定安装于主镜筒的筒体内且位于第五透镜和第六透镜之间以限定两者的空气间隔,所述第四机械隔圈固定安装于主镜筒的筒体内且位于第六透镜和第七透镜之间以限定两者的空气间隔,所述第五机械隔圈固定安装于主镜筒的筒体内且位于第七透镜和第八透镜之间以限定两者的空气间隔。
较之现有技术而言,本发明具有以下优点:
(1)本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,该镜头采用六组八片式结构,视场角达41°±10%,相对孔径D/f’为1:2±10%,畸变控制在2%以内,适用摄像机像面1/1.8inch以上;
(2)本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,后镜组上设有两片球面透镜,便于提升系统的分辨率及色差校正;
(3)本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,第一透镜和第三透镜朝向光阑的一面为凹面,有利于承担系统的畸变及场曲像差,第四透镜朝向光阑的一面为凹面,有利于校正系统的场曲及畸变;
(4)本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,第六透镜采用ED材料,有利于校正系统的色差及降低高低温变化引起的焦距偏移;
(5)本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,第七透镜和第八透镜朝向靶面的一面为凹面,有利于提升系统的分辨率及球差、慧差等像差的均匀分布。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明:
图1是本发明800万像素无热化低畸变镜头的结构示意图;
图2是本发明800万像素无热化低畸变镜头的镜片结构示意图;
图3是本发明800万像素无热化低畸变镜头的MTF曲线图;
图4是本发明800万像素无热化低畸变镜头的场曲及畸变图;
图5是本发明800万像素无热化低畸变镜头的弥散斑图;
图6是本发明800万像素无热化低畸变镜头的镜头像差图;
图7是本发明800万像素无热化低畸变镜头的seidel像差分布图;
图8是本发明800万像素无热化低畸变镜头的焦深曲线图;
图9是本发明800万像素无热化低畸变镜头的相对照度图;
图10是本发明800万像素无热化低畸变镜头的球差曲线图。
图中符号说明:1、主镜筒,2、前压圈,A-1、第一透镜,A-2、第二透镜,A-3、第三透镜,B、光阑,C-1、第四透镜,C-2、第五透镜,C-3、第六透镜,C-4、第七透镜,C-5、第八透镜,G1、第一机械隔圈,G2、第二机械隔圈,G3、第三机械隔圈,G4、第四机械隔圈,G5、第五机械隔圈。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明:
如图1-图2所示,为本发明提供的一种800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:该镜头包括主镜筒1以及沿光线入射方向依次设置于主镜筒1内的前镜组、光阑B和后镜组,所述前镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第一透镜A-1、第二透镜A-2以及第三透镜A-3,所述第一透镜A-1和第三透镜A-3朝向光阑B的一面为凹面,所述后镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第四透镜C-1、第五透镜C-2、第六透镜C-3、第七透镜C-4以及第八透镜C-5,所述第四透镜C-1朝向光阑B的一面为凹面,所述前镜组的焦距范围为30~39mm,所述后镜组的焦距范围为6~10mm。
优选的,所述第一透镜A-1为正弯月形透镜,所述第二透镜A-2为正弯月形透镜,所述第三透镜A-3为正弯月形透镜,所述第二透镜A-2和第三透镜A-3组成密接的胶合组,所述第四透镜C-1为负弯月形透镜,所述第五透镜C-2为双凸形透镜,所述第六透镜C-3为平凸形透镜,所述第七透镜C-4为正弯月形透镜,所述第八透镜C-5为正弯月形透镜,所述第四透镜C-1和第五透镜C-2组成密接的胶合组。
优选的,所述前镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.8<n1<2.1,30<v1<36;
1.85<n2<2,32<v2<36;
1.75<n3<1.85,20<v3<28;
其中n1-n3依次为第一透镜-第三透镜的折射率,v1-v3依次为第一透镜-第三透镜的阿贝系数;
所述后镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.7<n4<1.75,25<v4<30;
1.7<n5<1.81,40<v5<50;
1.55<n6<1.65,65<v6<90;
1.62<n7<1.76,50<v7<60;
1.65<n8<1.75,50<v8<62;
其中n4-n8依次为第四透镜-第八透镜的折射率,v4-v8依次为第四透镜-第八透镜的阿贝系数。
优选的,所述第一透镜A-1和第二透镜A-2之间的空气间隔为0.1~0.16mm;所述第三透镜A-3和光阑B之间的空气间隔为2~2.6mm;所述第三透镜A-3和第四透镜C-1之间的空气间隔为1~1.1mm;所述第五透镜C-2和第六透镜C-3之间的空气间隔为0.08~0.2mm;所述第六透镜C-3和第七透镜C-4之间的空气间隔为0.1~0.15mm;所述第七透镜C-4和第八透镜C-5之间的空气间隔为0.1~0.15mm。
优选的,所述第七透镜C-4和第八透镜C-5为球面透镜,所述第七透镜C-4和第八透镜C-5朝向靶面的一面为凹面。
优选的,所述第六透镜C-3采用ED材料。
优选的,所述镜头还包括前压圈2、第一机械隔圈G1、第二机械隔圈G2、第三机械隔圈G3、第四机械隔圈G4以及第五机械隔圈G5,所述前压圈1固定安装于主镜筒1的前端筒口外并对第一透镜A-1的前端位置起限位作用,所述第一机械隔圈G1固定安装于主镜筒3的筒体内且位于第一透镜A-1和第二透镜A-2之间以限定两者的空气间隔,所述第二机械隔圈G2固定安装于主镜筒3的筒体内且位于第三透镜A-3和第四透镜C-1之间以限定两者的空气间隔,所述第三机械隔圈G3固定安装于主镜筒3的筒体内且位于第五透镜C-2和第六透镜C-3之间以限定两者的空气间隔,所述第四机械隔圈G4固定安装于主镜筒3的筒体内且位于第六透镜C-3和第七透镜C-4之间以限定两者的空气间隔,所述第五机械隔圈G5固定安装于主镜筒3的筒体内且位于第七透镜C-4和第八透镜C-5之间以限定两者的空气间隔。
本发明提供的800万像素无热化低畸变镜头,设计指标如下:1、焦距:12mm;2、光圈F#<2;3、Sensor size:1/1.8inch;4、光学总长TTL:<24mm;5、IR共焦:使用滤光片补偿;6、无热化:是;7、分辨率:800万像素以上;8、光学畸变:2%以内;9、光学后焦:>5.5mm;10、光谱范围:400-900nm。本发明设计的主要难点是镜头长度短,分辨率高。从图3中可以看出:本发明的镜头MTF曲线满足800万以上的像素,且像质均匀。从图4中可以看出:本发明镜头的场曲符合设计要求;光学畸变小于2%。从图五中可以看出:本发明的镜头点阵列图满足800万以上的像素。从图六中可以看出:本发明镜头的像差曲线平滑,高级像差很小,符合量产要求。从图七中可以看出:本发明镜头的各组分seidel像差分布较为合理,没有特别突出的地方。从图八中可以看出:本发明镜头的焦深范围大于±0.02mm,符合实际生产装配的需要。从图九中可以看出:本发明镜头的边缘相对照度大于50%,保证实际使用过程中,镜头边缘没有暗角产生。从图十中可以看出:本发明镜头的球差分布较为合理。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释,本发明并不只仅仅局限于上述实施例,凡是依据本发明原理的任何改进或替换,均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:该镜头包括主镜筒(1)以及沿光线入射方向依次设置于主镜筒(1)内的前镜组、光阑(B)和后镜组,所述前镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第一透镜(A-1)、第二透镜(A-2)以及第三透镜(A-3),所述第一透镜(A-1)和第三透镜(A-3)朝向光阑(B)的一面为凹面,所述后镜组包括沿光线入射方向依次排列设置的第四透镜(C-1)、第五透镜(C-2)、第六透镜(C-3)、第七透镜(C-4)以及第八透镜(C-5),所述第四透镜(C-1)朝向光阑(B)的一面为凹面,所述前镜组的焦距范围为30~39mm,所述后镜组的焦距范围为6~10mm。
2.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述第一透镜(A-1)为正弯月形透镜,所述第二透镜(A-2)为正弯月形透镜,所述第三透镜(A-3)为正弯月形透镜,所述第二透镜(A-2)和第三透镜(A-3)组成密接的胶合组,所述第四透镜(C-1)为负弯月形透镜,所述第五透镜(C-2)为双凸形透镜,所述第六透镜(C-3)为平凸形透镜,所述第七透镜(C-4)为正弯月形透镜,所述第八透镜(C-5)为正弯月形透镜,所述第四透镜(C-1)和第五透镜(C-2)组成密接的胶合组。
3.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述前镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.8<n1<2.1,30<v1<36;
1.85<n2<2,32<v2<36;
1.75<n3<1.85,20<v3<28;
其中n1-n3依次为第一透镜-第三透镜的折射率,v1-v3依次为第一透镜-第三透镜的阿贝系数;
所述后镜组的各个透镜需满足以下光学条件:
1.7<n4<1.75,25<v4<30;
1.7<n5<1.81,40<v5<50;
1.55<n6<1.65,65<v6<90;
1.62<n7<1.76,50<v7<60;
1.65<n8<1.75,50<v8<62;
其中n4-n8依次为第四透镜-第八透镜的折射率,v4-v8依次为第四透镜-第八透镜的阿贝系数。
4.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述第一透镜(A-1)和第二透镜(A-2)之间的空气间隔为0.1~0.16mm;所述第三透镜(A-3)和光阑(B)之间的空气间隔为2~2.6mm;所述第三透镜(A-3)和第四透镜(C-1)之间的空气间隔为1~1.1mm;所述第五透镜(C-2)和第六透镜(C-3)之间的空气间隔为0.08~0.2mm;所述第六透镜(C-3)和第七透镜(C-4)之间的空气间隔为0.1~0.15mm;所述第七透镜(C-4)和第八透镜(C-5)之间的空气间隔为0.1~0.15mm。
5.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述第七透镜(C-4)和第八透镜(C-5)为球面透镜,所述第七透镜(C-4)和第八透镜(C-5)朝向靶面的一面为凹面。
6.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述第六透镜(C-3)采用ED材料。
7.根据权利要求1所述的800万像素无热化低畸变镜头,其特征在于:所述镜头还包括前压圈(2)、第一机械隔圈(G1)、第二机械隔圈(G2)、第三机械隔圈(G3)、第四机械隔圈(G4)以及第五机械隔圈(G5),所述前压圈(1)固定安装于主镜筒(1)的前端筒口外并对第一透镜(A-1)的前端位置起限位作用,所述第一机械隔圈(G1)固定安装于主镜筒(3)的筒体内且位于第一透镜(A-1)和第二透镜(A-2)之间以限定两者的空气间隔,所述第二机械隔圈(G2)固定安装于主镜筒(3)的筒体内且位于第三透镜(A-3)和第四透镜(C-1)之间以限定两者的空气间隔,所述第三机械隔圈(G3)固定安装于主镜筒(3)的筒体内且位于第五透镜(C-2)和第六透镜(C-3)之间以限定两者的空气间隔,所述第四机械隔圈(G4)固定安装于主镜筒(3)的筒体内且位于第六透镜(C-3)和第七透镜(C-4)之间以限定两者的空气间隔,所述第五机械隔圈(G5)固定安装于主镜筒(3)的筒体内且位于第七透镜(C-4)和第八透镜(C-5)之间以限定两者的空气间隔。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111796419A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-20 | 华北水利水电大学 | 适用于大温差环境下的多透镜隔圈光学系统及其设计方法 |
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- 2018-11-28 CN CN201811433409.7A patent/CN109212723A/zh not_active Withdrawn
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