CN111077659A - 一种鱼眼镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种鱼眼镜头，包括投影镜头本体，所述投影镜头包括设于投影面和像面之间的若干个同轴设置的透镜组件，所述透镜组件从投影面到像面片之间的若干个同轴排布顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、第三双胶合透镜、第四正透镜、第五双胶合透镜、第六正透镜、第七双胶合透镜以及第八双胶合透镜。本发明以光阑为界，负组镜片在前，正组镜片在后的反远距型物镜，根据此结构选择相近结构的镜头为初始结构，改换像面大小，通过更换增减玻璃材质、焦距缩放和像差控制的优化设计，最终达到像质优良的投影镜头设计。

Description

一种鱼眼镜头
技术领域
本发明属于镜头领域，尤其涉及一种鱼眼镜头。
背景技术
目前大于180度的鱼眼镜头,F-Theta畸变较大。使用非球面透镜能控制F-Theta畸变，但是成本偏高。
鱼眼镜头通过在镜头尾端和像面之间加反射镜，可以实现像面偏离主轴。优选的是镜头主轴与像面主轴呈90度，朝向相反的两个超广角鱼眼镜头能实现全景360度拍摄，同时两个像面呈在同一芯片上。但这对镜头背焦的长度提出一定的要求。
单个镜头能达到正圆形的4K像质，即像面为正方形4K的内切圆，则朝向相反的两个超广角鱼眼镜头的两个像面就能实现全景8K的像质。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种鱼眼镜头，利用球面镜片来设计鱼眼镜头，达到较高的清晰度和分辨率，控制在较小的畸变，单镜头实现像面为正方形4K的内切圆；该鱼眼镜头是以光阑为界，负组镜片在前，正组镜片在后的反远距型物镜，根据此结构选择相近结构的镜头为初始结构，改换像面大小，通过更换增减玻璃材质、焦距缩放和像差控制的优化设计，最终达到像质优良的投影镜头设计。
本发明采用的结构是：一种鱼眼镜头，包括投影镜头本体，所述投影镜头包括设于投影面和像面之间的若干个同轴设置的透镜组件，所述透镜组件从投影面到像面片之间的若干个同轴排布顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、第三双胶合透镜、第四正透镜、第五双胶合透镜、第六正透镜、第七双胶合透镜以及第八双胶合透镜。
作为优选，所述投影镜头还包括置于第五双胶合透镜和第六正透镜之间的光阑面。
进一步地，所述投影镜头在第八双胶合透镜与像面的光轴之间设置反射镜，所述反射镜与镜头主轴呈45度，使像面主轴与镜头主轴呈直角。
进一步地，所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第二负弯月透镜的焦距介于-20mm与-10mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；所述第四正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；所述第五双胶合透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第六正透镜的焦距介于10mm与20mm之间；所述第七双胶合透镜的焦距介于30mm与60mm之间；所述第八双胶合透镜的焦距介于40mm与70mm之间。
进一步地，所述第一负弯月透镜的折射率介于1.9与2.05之间；所述第二负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间；所述第三双胶合透镜中，靠近第二负弯月透镜的凹透镜的折射率介于1.85与1.95之间，靠近第四正透镜的凸透镜折射率介于1.60与1.70之间；所述第四正透镜的折射率介于1.80与1.95之间；所述第五双胶合透镜中，靠近第四正透镜的凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第六正透镜的正透镜折射率介于1.60与1.75之间；所述第六正透镜的折射率介于1.50与1.60之间；所述第七双胶合透镜中，靠近第六正透镜的凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间，靠近第八双胶合透镜的凸透镜折射率介于1.45与1.55之间；所述第八双胶合透镜中，靠近第七双胶合透镜的负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间，凸透镜折射率介于1.45与1.55之间。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供超广角200度，F-Theta畸变小于1％，焦距2.7mm，像面直径为9.4mm的鱼眼镜头。此镜头是一款结构简单，成本控制与优化后的照相物镜；
2、本发明是基于光学成像原理，使用光学设计软件对投影物镜反复地进行结构达到像差的优化设计。
3、该鱼眼镜头是以光阑为界，负组镜片在前，正组镜片在后的反远距型物镜，根据此结构选择相近结构的镜头为初始结构，改换像面大小，通过更换增减玻璃材质、焦距缩放和像差控制的优化设计，最终达到像质优良的投影镜头设计。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的MTF曲线图；
图3是本发明的点列图。
图中：1、像面；2、第一负弯月透镜；3、第二负弯月透镜；4、第三双胶合透镜；5、第四正透镜；6、第五双胶合透镜；7、第六正透镜；8、第七双胶合透镜；9、第八双胶合透镜；10、光阑面；11、反射镜。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。
从图1中本发明为一种鱼眼镜头，包括投影镜头本体，所述投影镜头包括设于投影面和像面1之间的若干个同轴设置的透镜组件，所述透镜组件从投影面到像面片之间的若干个同轴排布顺序是第一负弯月透镜2、第二负弯月透镜3、第三双胶合透镜4、第四正透镜5、第五双胶合透镜6、第六正透镜7、第七双胶合透镜8以及第八双胶合透镜9。
所述投影镜头包括置于第五双胶合透镜6和第六正透镜7之间的光阑面10。
所述投影镜头在第八双胶合透镜9与像面1的光轴之间设置反射镜11，所述反射镜与镜头主轴呈45度，使像面主轴与镜头主轴呈直角。
所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第二负弯月透镜的焦距介于-20mm与-10mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；所述第四正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；所述第五双胶合透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第六正透镜的焦距介于10mm与20mm之间；所述第七双胶合透镜的焦距介于30mm与60mm之间；所述第八双胶合透镜的焦距介于40mm与70mm之间。
并且所述第一负弯月透镜的折射率介于1.9与2.05之间；所述第二负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间；所述第三双胶合透镜中，靠近第二负弯月透镜的凹透镜的折射率介于1.85与1.95之间，靠近第四正透镜的凸透镜折射率介于1.60与1.70之间；所述第四正透镜的折射率介于1.80与1.95之间；所述第五双胶合透镜中，靠近第四正透镜的凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第六正透镜的正透镜折射率介于1.60与1.75之间；所述第六正透镜的折射率介于1.50与1.60之间；所述第七双胶合透镜中，靠近第六正透镜的凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间，靠近第八双胶合透镜的凸透镜折射率介于1.45与1.55之间；所述第八双胶合透镜中，靠近第七双胶合透镜的负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间，凸透镜折射率介于1.45与1.55之间。
对各透镜的曲率半径、材料、厚度以及透镜之间的间距进行修改，达到对像差的优化。
以下给出本发明一种鱼眼镜头光学系统实施例的参数。
Surface Type radius Thickness Glass
1 非球面 52.805 11.199 2.00,25.4
2 非球面 13.737 5.831
3 38.720 2.993 1.80,46.6
4 8.634 6.553
5 -13.156 1.052 1.90,37.1
6 19.493 15.348 1.65,33.7
7 -18.630 0.190
8 62.411 2.934 1.88,39.2
9 -43.452 13.413
10 -31.237 3.771 1.86,36.6
11 光阑 4.647 1.952 1.67,32.2
12 -37.892 0.049
13 光阑 infinity 0.156
14 8.343 1.524 1.55,63.3
15 -53.517 0.505
16 -22.949 1.633 1.62,36.3
17 10.479 3.277 1.50,81.6
18 -8.911 0.321
19 11.066 0.500 1.81,40.9
20 5.092 2.656 1.50,81.6
21 -95.980 9.981
22 像面 infinity 0.000
最终得到超广角200度，F-Theta畸变小于1％，焦距2.7mm，像面直径为9.4mm的鱼眼镜头。
如图2是本发明的MTF曲线图.图中204lp/mm线对下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.23，说明该镜头成像画面清晰均匀。
本发明的实施例像面直径9.4mm,204lp/mm对应像素大小为2.45微米,所以204lp/mm线对下，含像面圆的最小正方形为3836×3836个像素。
如图3是本发明的点列图，从图中知，各视场下的点列图平均弥散斑半径小于3.835微米，像质很好。

Claims (5)

1.一种鱼眼镜头，包括投影镜头本体，其特征在于：所述投影镜头包括设于投影面和像面之间的若干个同轴设置的透镜组件，所述透镜组件从投影面到像面片之间的若干个同轴排布顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、第三双胶合透镜、第四正透镜、第五双胶合透镜、第六正透镜、第七双胶合透镜以及第八双胶合透镜。
2.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头，其特征在于：所述投影镜头还包括置于第五双胶合透镜和第六正透镜之间的光阑面。
3.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头，其特征在于：所述投影镜头在第八双胶合透镜与像面的光轴之间设置反射镜，所述反射镜与镜头主轴呈45度，使像面主轴与镜头主轴呈直角。
4.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头，其特征在于：
所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；
所述第二负弯月透镜的焦距介于-20mm与-10mm之间；
所述第三双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；
所述第四正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；
所述第五双胶合透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；
所述第六正透镜的焦距介于10mm与20mm之间；
所述第七双胶合透镜的焦距介于30mm与60mm之间；
所述第八双胶合透镜的焦距介于40mm与70mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头，其特征在于：
所述第一负弯月透镜的折射率介于1.9与2.05之间；
所述第二负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间；
所述第三双胶合透镜中，靠近第二负弯月透镜的凹透镜的折射率介于1.85与1.95之间，靠近第四正透镜的凸透镜折射率介于1.60与1.70之间；
所述第四正透镜的折射率介于1.80与1.95之间；
所述第五双胶合透镜中，靠近第四正透镜的凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第六正透镜的正透镜折射率介于1.60与1.75之间；
所述第六正透镜的折射率介于1.50与1.60之间；
所述第七双胶合透镜中，靠近第六正透镜的凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间，靠近第八双胶合透镜的凸透镜折射率介于1.45与1.55之间；
所述第八双胶合透镜中，靠近第七双胶合透镜的负弯月透镜的折射率介于1.75与1.85之间，凸透镜折射率介于1.45与1.55之间。
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