CN112630941A

CN112630941A - 一种三百万像素光学镜头及其成像方法

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Publication number: CN112630941A
Application number: CN202011644138.7A
Authority: CN
Inventors: 罗杰; 黄锦煖; 胡青平; 陈训安; 丁凤
Original assignee: Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Current assignee: Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-04-09

Abstract

本发明涉及一种三百万像素光学镜头及其成像方法：包括沿光线入射光路依次设置的前组、光阑、后组、成像面，所述前组包括依次设置的第一双凹负透镜、第二平凸正透镜，所述后组包括依次设置的第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜，所述第三双凹负透镜和第四双凸正透镜之间互相胶合形成胶合透镜，本发明成像效果好，可高清成像较远的距离，解决现有的前视镜头监控距离只能在100米以内，对更远距离的监控影像无法清晰呈现，结构简单、成本低、成像距离远、整体可靠性高。

Description

一种三百万像素光学镜头及其成像方法

技术领域

本发明涉及一种三百万像素光学镜头及其成像方法。

背景技术

当前，科学技术日新月异，光学镜头也朝着全光谱、大像面、高分辨率等特点不断发展，目前现有的镜头在像素、性能及成本上很难满足市场需求，特别是目前市面上车载前视镜头监控距离在100米以内，对更远距离的监控影像无法清晰呈现。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种三百万像素光学镜头及其成像方法，采用全玻璃球面透镜，实现3 米～300米范围内提供高清像质的目的。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种三百万像素光学镜头：包括沿光线入射光路依次设置的前组、光阑、后组、成像面，所述前组包括依次设置的第一双凹负透镜、第二平凸正透镜，所述后组包括依次设置的第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜。

进一步,所述第三双凹负透镜和第四双凸正透镜之间互相胶合形成胶合透镜。

进一步，所述第一双凹负透镜与第二平凸正透镜之间的空气间隔为 2.76～3.4mm，第二平凸正透镜与光阑之间的空气间隔为0.4～0.6mm，光阑与胶合透镜之间的空气间隔为1.42～1.81mm，胶合透镜与第五双凸正透镜之间的空气间隔为0.1～0.3mm，第五双凸正透镜与第六双凸正透镜之间的空气间隔为0～0.2mm，第六双凸正透镜与第七平凹负透镜之间的空气间隔为0.50～0.60mm。

进一步，所述光学系统的焦距为f，所述第一双凹负透镜、第二平凸正透镜、第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、 f₇与f满足以下比例：-1.42<f₁/f<-1.13，1.44<f₂/f<1.67，-0.73<f₃/f <-0.57，0.71<f₄/f<1.11，1.01<f₅/f<1.58，3.11<f₆/f<3.29，-2.23<f₇/ f<-1.92。

进一步，所述的第一双凹负透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥55；所述的第二平凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第三双凹负透镜满足关系式： N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第四双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50；所述的第五双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤70；所述的第六双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤90；所述的第七平凹负透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤55；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

进一步，所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距F之间满足： TTL/F≤4。

一种三百万像素光学镜头的成像方法：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜后在成像面上成像。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：成像效果好，可高清成像较远的距离，解决现有的前视镜头监控距离只能在100米以内，对更远距离的监控影像无法清晰呈现，结构简单、成本低、成像距离远、整体可靠性高。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本发明实施例的光学结构示意图；

图2是本发明实施例的可见光MTF曲线图；

图3是本发明实施例的轴向色差曲线图；

图4是本发明实施例的场曲/畸变曲线图。

图中：1-第一双凹负透镜；2-第二平凸正透镜；3-第三双凹负透镜；4-第四双凸正透镜；5-第五双凸正透镜；6-第六双凸正透镜；7-第七平凹负透镜；8- 滤光片；9-保护玻璃；10-成像面；11-光阑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种三百万像素光学镜头：包括沿光线入射光路依次设置的前组、光阑11、后组、成像面10，所述前组包括依次设置的第一双凹负透镜1、第二平凸正透镜2，所述后组包括依次设置的第三双凹负透镜3、第四双凸正透镜4、第五双凸正透镜5、第六双凸正透镜6、第七平凹负透镜7；

第一双凹负透镜的物侧面和像侧面均为凹面、第二平凸正透镜的物侧面为凸面，像侧面为平面、第三双凹负透镜的物侧面和像侧面均为凹面、第四双凸正透镜的物侧面和像侧面均为凸面、第五双凸正透镜的物侧面和像侧面均为凸面、第六双凸正透镜的物侧面和像侧面均为凸面、第七平凹负透镜的物侧面为凹面，像侧面为平面；

第一双凹负透镜、第二平凸正透镜、第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜均为球面透镜，均由玻璃材质制成。

在本实施例中，所述第三双凹负透镜和第四双凸正透镜之间互相胶合形成胶合透镜。

在本实施例中，第七平凹负透镜的后侧设置有滤光片8和保护玻璃9.

在本实施例中，所述第一双凹负透镜与第二平凸正透镜之间的空气间隔为 2.76～3.4mm，第二平凸正透镜与光阑之间的空气间隔0.4～0.6mm，光阑与胶合透镜之间的空气间隔为1.42～1.81mm，胶合透镜与第五双凸正透镜之间的空气间隔为0.1～0.3mm，第五双凸正透镜与第六双凸正透镜之间的空气间隔为0～0.2mm，第六双凸正透镜与第七平凹负透镜之间的空气间隔为0.50～0.60mm。

在本实施例中，所述光学系统的焦距为f，所述第一双凹负透镜、第二平凸正透镜、第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、 f₅、f₆、f₇与f满足以下比例：-1.42<f₁/f<-1.13，1.44<f₂/f<1.67，-0.73<f₃ /f<-0.57，0.71<f₄/f<1.11，1.01<f₅/f<1.58，3.11<f₆/f<3.29，-2.23< f₇/f<-1.92。

在本实施例中，所述的第一双凹负透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥55；所述的第二平凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第三双凹负透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第四双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50；所述的第五双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤70；所述的第六双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤90；所述的第七平凹负透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤55；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

在本实施例中，所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距F 之间满足：TTL/F≤4。

下表为本实施例的各透镜参数表：

表1具体镜片参数表

本实施例中，此光学系统实现的技术指标如下：

(1)焦距：EFFL＝6.07mm；(2)光圈F＝2.03；(3)视场角：2w≥70°；(4) 光学畸变：＜20％；(5)成像圆直径大于φ7；(6)工作波段：420～680nm；(7) 光学总长TTL≤24mm，光学后截距BFL≥6mm；(8)该镜头适用于三百万像素CCD 或CMOS摄像机。

由图2可以看出，该光学系统在近红外波段的MTF表现良好，边缘视场在空间频率83pl/mm处，其MTF值大于0.5，中心视场在空间频率83pl/mm处，其MTF 值大于0.7，可以达到三百万解像力需求。图3和图4为该光学系统的轴向色差曲线图与场曲/畸变曲线图。由图3可以看出，该光学系统的引入了球差的高级分量，使剩余带球差减小，从而使弥散变小。由图4可以看出，场曲得到较好地校正。综上可以看出，该光学系统具有优良的成像质量，完全满足三百万像素摄像要求。

一种三百万像素光学镜头的成像方法：光线自左向右依次经第一双凹负透镜、第二平凸正透镜、第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜、滤光片和保护玻璃后在成像面上成像。

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。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

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例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示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

1.一种三百万像素光学镜头，其特征在于：包括沿光线入射光路依次设置的前组、光阑、后组、成像面，所述前组包括依次设置的第一双凹负透镜、第二平凸正透镜，所述后组包括依次设置的第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜。

2.根据权利要求1所述的三百万像素光学镜头，其特征在于：所述第三双凹负透镜和第四双凸正透镜之间互相胶合形成胶合透镜。

3.根据权利要求2所述的三百万像素光学镜头，其特征在于：所述第一双凹负透镜与第二平凸正透镜之间的空气间隔为2.76～3.4mm，第二平凸正透镜与光阑之间的空气间隔0.4～0.6mm，光阑与胶合透镜之间的空气间隔为1.42～1.81mm，胶合透镜与第五双凸正透镜之间的空气间隔为0.1～0.3mm，第五双凸正透镜与第六双凸正透镜之间的空气间隔为0～0.2mm，第六双凸正透镜与第七平凹负透镜之间的空气间隔为0.50～0.60mm。

4.根据权利要求3所述的三百万像素光学镜头，其特征在于：所述光学系统的焦距为f，所述第一双凹负透镜、第二平凸正透镜、第三双凹负透镜、第四双凸正透镜、第五双凸正透镜、第六双凸正透镜、第七平凹负透镜的焦距分别为f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇，其中f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆、f₇与f满足以下比例：-1.42<f₁/f<-1.13，1.44<f₂/f<1.67，-0.73<f₃/f<-0.57，0.71<f₄/f<1.11，1.01<f₅/f<1.58，3.11<f₆/f<3.29，-2.23<f₇/f<-1.92。

5.根据权利要求4所述的三百万像素光学镜头，其特征在于：所述的第一双凹负透镜满足关系式：N_d≤1.6，V_d≥55；所述的第二平凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第三双凹负透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤40；所述的第四双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≥50；所述的第五双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.7，V_d≤70；所述的第六双凸正透镜满足关系式：N_d≥1.5，V_d≤90；所述的第七平凹负透镜满足关系式：N_d≥1.6，V_d≤55；其中N_d为折射率，V_d为阿贝常数。

6.根据权利要求5所述的三百万像素光学镜头，其特征在于：所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距F之间满足：TTL/F≤4。

7.一种三百万像素光学镜头的成像方法，采用如权利要求6所述的三百万像素光学镜头,其特征在于：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜后在成像面上成像。