CN114859525B - 光学镜头及摄像机 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光学镜头及摄像机,涉及智能安防技术领域,能够实现大光圈、大角度的清晰成像,提高图像观感。光学镜头包括沿物方到像方依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜;其中:第一透镜焦距为负且物侧面为凸面,像侧面为凹面;第一透镜的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2:L1R1/L1R2≥3。第二透镜焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面;第二透镜的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2:3≤|L2R1/L2R2|≤15。第三透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。第四透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面;第四透镜为非球面透镜。本申请提供一种光学镜头及摄像机用于摄像。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件和系统设计技术领域,特别涉及一种光学镜头及摄像机。
背景技术
随着人们安全意识的提升,监控摄像机广泛应用于人们的日常生活中。摄像机通常采用光学镜头生成影像。光学镜头包括多个光学镜片。
现有的光学镜头的光圈较小,即光学镜头的通光量不高,这样导致在光线不足的低照度环境下,画面亮度较暗,导致成像品质不佳;同时,现有光学镜头的视场角较小,摄像机拍摄的图像的长宽比较大,观感较差。
发明内容
本申请的实施例提供一种光学镜头及摄像机,能够实现大光圈、大角度的清晰成像,提高图像观感。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种光学镜头。该光学镜头包括多个光学镜片,每个光学镜片具有朝向物方的物侧面和朝向像方的像侧面。所述多个光学镜片包括:沿物方到像方依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜;其中:
第一透镜焦距为负,且物侧面为凸面,像侧面为凹面;第一透镜的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2:L1R1/L1R2≥3。
第二透镜焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面;第二透镜的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2:3≤|L2R1/L2R2|≤15。
第三透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。
第四透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面;第四透镜为非球面透镜。
光学镜头的垂直视场角为VFOV,光学镜头的水平视场角为HFOV,1≤HFOV/VFOV≤1.3。
可选的,光学镜头包括第一镜组和第二镜组,第一镜组包括位于光阑靠近物方的一侧的多个光学镜片;第二镜组包括位于光阑靠近像方的一侧的多个光学镜片;
第一镜组的焦距为第一焦距F01;第二镜组的焦距为第二焦距F02,2≤|F01/F02|≤4。
可选的,光学镜头的最大视场角为FOV、光学镜头的焦距为F,光学镜头最大视场角对应的像高为H,(FOV*F)/H≥60。
可选的,所述多个光学镜片还包括第五透镜。第五透镜的焦距为正且物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜的物侧面半径为L5R1,第五透镜的像侧面半径为L5R2,5≤|L5R1/L5R2|≤15。
可选的,所述多个光学镜片还包括第六透镜。第六透镜的焦距为负且物侧面为凹面。第六透镜位于第二透镜和光阑之间,且与第二透镜和光阑共轴排列。第六透镜为非球面透镜。
可选的,所述多个光学镜片还包括第七透镜。第七透镜的焦距为正且像侧面为凸面。第七透镜位于第六透镜和光阑之间,且与第六透镜和光阑共轴排列。第七透镜为球面透镜。
可选的,所述多个光学镜片还包括第八透镜和第九透镜。第八透镜的焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面。第九透镜的焦距为正且物侧面为凸面,像侧面为凸面。其中,第八透镜和第九透镜依次排列于第五透镜和第四透镜之间,且与第五透镜和第四透镜共轴。
可选的,第八透镜的折射率为nd8、第八透镜的阿贝数为vd8、第九透镜的折射率为nd9和第九透镜的阿贝数为vd9,(nd8-nd9)/(vd8-vd9)<0。
可选的,第九透镜的物侧面半径为L9R1,第九透镜的像侧面半径为L9R2,L9R1/L9R2|≥1.5或|L9R1/L9R2|=1。
可选的,第五透镜的温度系数为D(5):-e-4<D(5)<0;和/或,第九透镜的温度系数为D(9):-e-4<D(9)<0。
本申请提供的光学镜头包括沿物方到像方依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜和第四透镜。第一透镜的焦距为负,且物侧面为凸面,像侧面为凹面。第一透镜的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2:L1R1/L1R2≥3。第二透镜的焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面。第二透镜的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2:3≤|L2R1/L2R2|≤15。第三透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。第四透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。第四透镜为非球面透镜。这样,光学镜头的垂直视场角为VFOV,光学镜头的水平视场角为HFOV,满足1≤HFOV/VFOV≤1.3,增大光学镜头拍摄图像的垂直视场角,以使光学镜头拍摄图像的垂直视场角和水平视场角的大小相近,生成图像的垂直尺寸和水平尺寸的比值近似为1:1。并且,第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合顺序和设置参数,有利于实现大光圈的光学镜头,从而实现光学镜头大光圈、大角度的清晰成像的效果,提高图像观感。
第二方面,提供一种摄像机,包括至少两个上述第一方面提供的光学镜头,以及至少两个镜座,所述镜座被配置为安装光学镜头。
本申请提供的摄像机,包括上述第一方面提供的光学镜头,因此具有上述光学镜头的全部有益效果,在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请的实施例提供的摄像机的结构示意图;
图2为本申请的实施例提供的光学镜头的一种结构示意图;
图3为本申请的实施例提供的光学镜头的另一种结构示意图;
图4为图3提供的光学镜头的畸变曲线示意图;
图5为图3提供的光学镜头的点列图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
除非另有定义,否则本文所用的所有科技术语都具有与本领域普通技术人员公知的含义相同的含义。在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
需要说明的是,本申请中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以是电连接,通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了方便理解方案,下面首先对本申请实施例所涉及的光学参数进行介绍:
光圈:用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量,是镜头的一个重要的指标参数,通常在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。采用FNO值表达光圈大小,其中,FNO=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。本申请实施例所涉及的大光圈,是指光圈值较小,通光量较大。
视场角:在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物象可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。
阿贝数:也称色散系数,用来衡量透明介质的光线色散程度。阿贝数是用以表示透明介质色散能力的指数。通常,介质的折射率越大,色散越明显,阿贝数越小;反之,介质的折射率越小,色散越不明显,阿贝数越大。
曲率半径:是曲率的倒数,而曲率是描述几何体弯曲程度的量。
公差:是机器制造业中,对机械或机器零件的尺寸许可的误差。而公差灵敏度是受到尺寸许可的误差的干扰程度。
温度系数:是材料的物理属性随着温度变化而变化的速率。
球差:亦称球面像差,是指轴上物点的物距确定时,实际像点与理想像点的位置之差。
慧差:亦称彗差,是指轴外物点发出宽光束通过光学系统后,并不会聚一点,相对于主光线而是呈彗星状图形的一种失对称的像差。
解像力:是指分辨被摄原物细节的能力,即清晰度。
目前,市场上应用的大角度摄像的监控摄像机,通常采用鱼眼镜头或多个平角镜头进行图像拼接。然而,鱼眼镜头由于镜片的弯曲角度大,获取的图像畸变较大,解像力较差。多个拼接的平角镜头,通常光圈较小,拍摄的图像清晰度较差,并且,拍摄的图像的比例近似为32:9,图像的长宽比较大,观感较差。
为此,本申请实施例提供了一种光学镜头和摄像机,能够获取的拍摄图像的长宽比近似为21:9,单个光学镜头能够获取的拍摄图像的长宽比近似为1:1,实现大光圈、大角度的清晰成像,提高图像观感。
如图1所示,本公开实施例提供一种摄像机100,摄像机100包括壳体110、至少两个光学镜头120和至少两个安装光学镜头120的镜座(图中未示出)。
该壳体110围成安装腔(图中未示出),光学镜头120固定于安装腔内,壳体110对光学镜头120起保护作用。
至少两个光学镜头120,分别拍摄不同区域的图像,且至少两个光学镜头120拍摄的图像能够拼接,形成尺寸更大的图像,便于用户查看更大范围的景象。
示例的,摄像机100包括两个光学镜头120。两个光学镜头120呈一定夹角设置(夹角大小与每个光学镜头120的视场角有关),以获取不同区域的图像。每个光学镜头120水平视场角和垂直视场角的比例近似为1:1,两个光学镜头120拍摄的图像拼接后,形成水平尺寸和垂直尺寸的比例近似为2:1的图像。
又示例的,摄像机100包括三个光学镜头120。三个光学镜头120环形排列设置,且三个光学镜头120的视场角范围两两交叠,以获取不同区域的图像并进行拼接。三个光学镜头120拍摄的图像拼接后,形成水平尺寸和垂直尺寸的比例可根据需求设置。
可以理解的是,摄像机100还包括电路板。电路板上设置有电荷耦合器(ChargeCoupled Device,简称CCD)和IR-CUT双滤光片切换器等光学元器件,电路板被配置为为光学镜头120提供驱动信号,以控制光学镜头120获取图像。上述镜座固定在电路板上,以便于至少两个光学镜头120与电路板电连接。其中,至少两个光学镜头120拍摄图像后拼接的方式由电路板上的处理器控制,本公开对此不做限定。以下一些实施例仅对摄像机100包括两个光学镜头120进行示例性说明。
在一些实施例中,如图2所示,每个光学镜头120包括多个光学镜片121,多个光学镜片121卡接于镜座上。每个光学镜片121具有朝向物方A的物侧面和朝向像方B的像侧面。该光学镜片121的材料包括玻璃态材料、塑性材料和晶体材料中的任意一种或多种,可根据实际需求选择设置。
多个光学镜片121包括:沿物方A到像方B依次共轴排列的第一透镜10、第二透镜20、光阑STO、第三透镜30和第四透镜40;其中:
第一透镜10的焦距为负,且物侧面为凸面,像侧面为凹面;第一透镜10的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2,L1R1/L1R2≥3。
第二透镜20的焦距为负,且物侧面为凹面,像侧面为凹面;第二透镜20的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2:3≤|L2R1/L2R2|≤15。示例的,第二透镜20可以采用球面透镜。
第三透镜30的焦距为正,且物侧面为凹面,像侧面为凸面,第三透镜30可以将照射至第三透镜30上的光线平缓过渡至后方,降低环境中的物质对光线光路的影响。示例的,第三透镜30采用非球面透镜,以实现校正慧差,提升光学镜头120的解像力的效果。
第四透镜40的焦距为正,且物侧面为凹面,像侧面为凸面;第四透镜40为非球面透镜,调节照射至第四透镜40边缘的光线路径,降低成像的畸变程度,且增大成像的垂直尺寸,提高成像质量。
光学镜头120的垂直视场角为VFOV,光学镜头120的水平视场角为HFOV,1≤HFOV/VFOV≤1.3。
上述第一透镜10的焦距为负,且物侧面为凸面,像侧面为凹面。第一透镜10的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2:L1R1/L1R2≥3。第二透镜20的焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面。第二透镜20的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2:3≤|L2R1/L2R2|≤15。第三透镜30的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。第四透镜40的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面。第四透镜40为非球面透镜。这样,光学镜头120满足1≤HFOV/VFOV≤1.3,其中,VFOV为光学镜头120的垂直视场角,HFOV为光学镜头120的水平视场角,实现增大光学镜头120拍摄图像的垂直视场角,以使光学镜头120拍摄图像的垂直视场角和水平视场角的大小相近,生成图像的垂直尺寸和水平尺寸的比值近似为1:1。并且,第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30和第四透镜40的组合顺序和设置参数,有利于光学镜头120实现大光圈效果,从而实现光学镜头120大光圈、大角度的清晰成像的效果,提高图像观感。
可以理解的是,光学镜头120包括多个光学镜片121,多个光学镜片121的组合方式和参数(例如,尺寸和材料属性等)共同作用,对入射光线的光路进行调节以并满足所需成像的质量要求。其中,多个光学镜片121共轴排列,能够提高光线依次透射多个光学镜片121的均匀性,这样,有利于设置光学镜片121的形状或尺寸,均衡调节从多方位传递过来的光线,提高成像质量。后续实施例中提到的光学镜片121共轴设置的效果相同,不再赘述。
在一些示例中,如图2所示,光学镜头120包括第一镜组130和第二镜组140,第一镜组130包括位于光阑STO靠近物方A的一侧的多个光学镜片121;第二镜组140包括位于光阑STO靠近像方B的一侧的多个光学镜片121;其中,第一镜组130的焦距为第一焦距F01,第二镜组140的焦距为第二焦距F02,2≤|F01/F02|≤4。这样,设置光阑STO位于多个光学镜片121相对中间区域,使光阑STO靠近物方A一侧的光学镜片121数量与靠近像方B一侧的光学镜片121的数量近似相等,从而,在光线从物方A经光阑STO透射至像方B的过程中,提高光阑STO两侧的多个光学镜片121对光线调节的均匀程度。
上述光学镜头120的最大视场角为FOV、光学镜头120的焦距为F,光学镜头120最大视场角对应的像高为H,(FOV*F)/H≥60。
在一些实施例中,如图3所示,多个光学镜片121还包括第五透镜50。第五透镜50的焦距为正,且物侧面为凸面,像侧面为凸面。第五透镜50的物侧面半径为L5R1,第五透镜50的像侧面半径为L5R2,5≤|L5R1/L5R2|≤15。
第五透镜50采用温度系数较大的材料,有利于平衡光学镜头120在不同温度下的焦点偏移对成像效果的影响。示例的,第五透镜50的温度系数为D(5):-e-4<D(5)<0。
第五透镜50可以采用满足温度系数要求的玻璃或塑料。
在一些实施例中,如图3所示,多个光学镜片121还包括第六透镜60。第六透镜60位于第二透镜20和光阑STO之间,且与第二透镜20和光阑STO共轴排列。
第六透镜60的焦距为负,且物侧面为凹面。示例的,第六透镜60的物侧面为凹面,像侧面为凸面,第六透镜60为弯月形透镜,有利于降低第六透镜60靠近物方A一侧的多个光学镜片121透射光线过程中产生的球差,提高光学镜头120的解像力。
示例的,第六透镜60可以采用非球面透镜,并根据实际应用场景调节第六透镜60的镜面不同区域的切线斜率,进一步提高光学镜头120的解像力。
在一些实施例中,如图3所示,多个光学镜片121还包括第七透镜70。第七透镜70位于第六透镜60和光阑STO之间,且与第六透镜60和光阑STO共轴排列。
第七透镜70的焦距为正,且像侧面为凸面。示例的,第七透镜70的物侧面为凹面,像侧面为凸面,被配置为将第六透镜60透射的光线进行发散,这样,经第七透镜70发散过的光线经过光阑STO,提高光学镜头120的通光量,有利于实现光学镜头120的大光圈效果。
示例的,第七透镜70可以采用球面透镜。
在一些实施例中,如图3所示,多个光学镜片121还包括第八透镜80和第九透镜90。第八透镜80和第九透镜90依次排列于第五透镜50和第四透镜40之间,且与第五透镜50和第四透镜40共轴。
第八透镜80的折射率为nd8、第八透镜80的阿贝数为vd8、第九透镜90的折射率为nd9和第九透镜90的阿贝数为vd9,(nd8-nd9)/(vd8-vd9)<0。在第八透镜80和第九透镜90的共同作用下,减少前置的(第八透镜80靠近物方A一侧的)多个光学镜片121传递光线所产生的色差。
示例的,第八透镜80的焦距为负,且物侧面为凹面,像侧面为凹面。第九透镜90的焦距为正,且物侧面为凸面,像侧面为凸面。
这样,设置第八透镜80和第九透镜90的形状,实现两者拼接后的紧密贴合,能够降低两者之间的间隙(空气的折射率)对光线色差调节的不良影响。示例的,第八透镜80和第九透镜90可以采用光学胶粘合在一起,有利于减小光学镜头120的公差敏感度。
以及,请继续参阅图3,设置第八透镜80和第九透镜90的焦距和位置,实现经第五透镜50对光学镜头120的焦点位置进行调节后,尽可能多的光线照射在第八透镜80上,并在第八透镜80和第九透镜90的共通作用下,降低光线的色差,提高成像质量。
示例的,第九透镜90的物侧面半径为L9R1,第九透镜90的像侧面半径为L9R2,|L9R1/L9R2|≥1.5或|L9R1/L9R2|=1。
示例的,第九透镜90的温度系数为D(9):-e-4<D(9)<0,有利于平衡光学镜头120在不同温度下的焦点的偏移对成像效果的影响。可以理解的是,光学镜头120中,设置第八透镜80的温度系数为D(8):-e-4<D(8)<0,在第五透镜50、第八透镜80和第九透镜90的共同作用下,调节不同温度下光学镜头120的焦点,提高成像质量。
示例的,第九透镜90的材料包括玻璃或塑料。
在一些实施例中,如图3所示,光学镜头120还可以包括滤光片IR,该滤光片IR可以为平面玻璃,通过在平面玻璃上镀膜,使滤光片IR仅可透射可见光。例如,光学镜头120在白天使用时,滤光片IR可以过滤环境中的红外光,降低红外光对成像质量的影响。
基于上述实施例提供的光学镜头120的结构,在光学镜头120包括依次共轴排列的第一透镜10、第二透镜20第六透镜60、第七透镜70、光阑STO、第三透镜30、第五透镜50、第八透镜80、第九透镜90、第四透镜40和滤光片IR的情况下,结合表1对光学镜头120的多个光学镜片121的各项参数进行示例性说明。
表1:
镜面序号 | 曲率半径R | 中心厚度T | 折射率nd | 阿贝常数vd |
11 | 14.98201 | 0.6 | 1.46 | 90.3 |
12 | 3.544645 | 2.385079 | ||
21 | -53.8499 | 0.6 | 1.46 | 90.3 |
22 | 5.093457 | 1.587675 | ||
61 | -4.34809 | 0.8 | 1.63 | 23.5 |
62 | -8.05158 | 0.1 | ||
71 | -25.1302 | 1.448822 | 1.83 | 42.7 |
72 | -5.52754 | 1.36147 | ||
STO | 无限量 | 0.1 | ||
31 | -21.1348 | 1.476347 | 1.63 | 23.5 |
32 | -4.82944 | 0.1 | ||
51 | 43.07829 | 1.897576 | 1.46 | 90.3 |
52 | -4.86582 | 0.1 | ||
81 | -6.25847 | 0.6 | 1.63 | 23.5 |
82 | 5.309215 | 0.159313 | ||
91 | 7.621476 | 2.546059 | 1.46 | 90.3 |
92 | -4.61124 | 0.1 | ||
41 | 54.96992 | 1.050899 | 1.53 | 56.1 |
42 | -118.893 | 0.220439 | ||
IR | 无限量 | 0.7 | 1.52 | 64.2 |
IMA | 无限量 | 4.269053 |
如表1所示,第一透镜10的物侧面为11,像侧面为12。第二透镜20的物侧面为21,像侧面为22。第三透镜30的物侧面为31,像侧面为32。第四透镜40的物侧面为41,像侧面为42。第五透镜50的物侧面为51,像侧面为52。第六透镜60的物侧面为61,像侧面为62。第七透镜70的物侧面为11,像侧面为72。第八透镜80的物侧面为81,像侧面为82。第九透镜90的物侧面为91,像侧面为92。STO为光阑。IR为滤光片。IMA为成像面。
根据表1所示的数据,计算上述实施例中各光学镜片121的参数关系如下:
第一透镜10的物侧面11的半径L1R1=14.98201,第一透镜10的像侧面12的半径L1R2=3.544645,L1R1/L1R2=4.2。
第二透镜20的物侧面21的半径L2R1=-53.8499,第二透镜20的像侧面22的半径L2R2=5.093457,|L2R1/L2R2|=10.5。
第三透镜30的物侧面31的半径L3R1=-21.1;第三透镜30的焦距为F5为9.4。
第五透镜50的物侧面51半径L5R1=43.07829,像侧面52的半径L5R2=-4.86582,|L5R1/L5R2|=8.8。
第八透镜80的折射率nd8=1.63,第八透镜80的阿贝数vd8=23.5,第九透镜90的折射率nd9=1.46和第九透镜90的阿贝数vd9=90.3,(nd8-nd9)/(vd8-vd9)=-0.002。
第九透镜90的物侧面91的半径L9R1=7.621476,像侧面92半径L9R2=-4.61124,|L9R1/L9R2|=1.6。
第一镜组130的焦距为第一焦距F01,第二镜组140的焦距为第二焦距F02,其中,第一镜组130包括第一透镜10、第二透镜20、第六透镜60和第七透镜70。第二镜组140包括第三透镜30、第五透镜50、第八透镜80、第九透镜90、第四透镜40和滤光片IR。|F02/F01|=3.1
光学镜头120的最大视场角为FOV=130°、光学镜头120的焦距F=3.3mm,光学镜头120最大视场角对应的像高为H=F*tan(FOV/2)=6.94mm,(FOV*F)/H=61.8。
此外,第九透镜90的温度系数D(9)=-2.16E-005。
上述光学镜头120的光圈FNO为1.0,实现光学镜头120的大光圈清晰成像。以及,光学镜头120的水平视场角HFOV=100°,光学镜头120的垂直视场角VFOV=84°,HFOV/VFOV=1.19;即,水平视场角和垂直视场角的大小比值近似1:1,实现光学镜头120的大角度成像。
示例的,在摄像机100包括两个光学镜头120的情况下,摄像机100的水平视场角和垂直视场角的大小比值为2.38:1,即,摄像机100拍摄的拼接图像的垂直尺寸和水平尺寸近似为2:1,实现摄像机100大角度成像,提高用户观感。
基于上述光学镜头120的多个光学镜片121的各项参数,该光学镜头120拍摄图像的畸变曲线图如图4所示,其横坐标为光学镜头120的光轴单侧的视场角,纵坐标为畸变的程度(相对于真实图像形变的百分比)。随着角度的增加,拍摄图像的畸变程度越大。
可以理解的是,该畸变曲线图拍摄的图像边缘会进行裁剪,裁剪后的图像再拼接。
示例的,光学镜头120的垂直视场角为84°,则该光学镜头120的光轴单侧的视场角为42°,在0°~42°的范围内,光学镜头120拍摄图像的畸变程度不超过20%,这样,对此图像的边缘进行裁剪后,图像的畸变程度可忽略不计。
并且,结合图5所示的光学镜头120拍摄图像的点阵图可知,图5中的(1)~图5中的(6)为不同视场角度拍摄的光斑。RMS radius是指光斑的均方根半径,RMS radius值表征为光斑的大小,RMS radius值越大,光斑的畸变程度越大。其中,图5中的(1)所示光斑的拍摄视场角为0°,可近似看作原始图像,与其他视场角拍摄的光斑做对照;图5中的(2)所示光斑的拍摄视场角为1.10°;图5中的(3)所示光斑的拍摄视场角为1.85°;图5中的(4)所示光斑的拍摄视场角为2.20°;图5中的(5)所示光斑的拍摄视场角为2.78°;图5中的(6)所示光斑的拍摄视场角为68.40°。
在视场角为68.40°的情况下,RMS radius值相对于原始光斑的畸变程度较小,在对拍摄图像进行裁剪和拼接后,畸变程度可忽略不计。这样,本公开实施例采用的光学镜头120能够实现减小畸变,减小像差的效果。
在上述实施例中,对各个实施例的描述各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种光学镜头,其特征在于,包括多个光学镜片,每个光学镜片具有朝向物方的物侧面和朝向像方的像侧面;所述多个光学镜片包括:沿物方到像方依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜;其中:
所述第一透镜的焦距为负,且物侧面为凸面,像侧面为凹面;所述第一透镜的物侧面半径为L1R1和像侧面半径为L1R2,L1R1/L1R2≥3;
所述第二透镜的焦距为负且物侧面为凹面,像侧面为凹面;所述第二透镜的物侧面半径为L2R1和像侧面半径为L2R2,3≤|L2R1/L2R2|≤15;
所述第三透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面;
所述第四透镜的焦距为正且物侧面为凹面,像侧面为凸面;所述第四透镜为非球面透镜;
所述光学镜头的垂直视场角为VFOV,所述光学镜头的水平视场角为HFOV,1≤HFOV/VFOV≤1.3;
所述第五透镜的焦距为正;
所述第六透镜的焦距为负;
所述第七透镜的焦距为正;
所述第八透镜的焦距为负;
所述第九透镜的焦距为正。
2.根据权利要求1所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头包括第一镜组和第二镜组,所述第一镜组包括位于所述光阑靠近物方的一侧的多个光学镜片;所述第二镜组包括位于所述光阑靠近像方的一侧的多个光学镜片;
所述第一镜组的焦距为第一焦距F01,所述第二镜组的焦距为第二焦距F02,2≤|F01/F02|≤4。
3.根据权利要求2所述的光学镜头,其特征在于,所述光学镜头的最大视场角为FOV、所述光学镜头的焦距为F,所述光学镜头最大视场角对应的像高为H,(FOV*F)/H≥60。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学镜头,其特征在于,所述第五透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
所述第五透镜的物侧面半径为L5R1,所述第五透镜的像侧面半径为L5R2,5≤|L5R1/L5R2|≤15。
5.根据权利要求4所述的光学镜头,其特征在于,所述第六透镜,物侧面为凹面;所述第六透镜位于所述第二透镜和所述光阑之间,且与所述第二透镜和所述光阑共轴排列;
所述第六透镜为非球面透镜。
6.根据权利要求5所述的光学镜头,其特征在于,所述第七透镜,像侧面为凸面;所述第七透镜位于所述第六透镜和所述光阑之间,且与所述第六透镜和所述光阑共轴排列;
所述第七透镜为球面透镜。
7.根据权利要求6所述的光学镜头,其特征在于,所述第八透镜,物侧面为凹面,像侧面为凹面;
所述第九透镜,物侧面为凸面,像侧面为凸面;
其中,所述第八透镜和所述第九透镜依次排列于所述第五透镜和所述第四透镜之间,且与所述第五透镜和所述第四透镜共轴。
8.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第八透镜的折射率为nd8、所述第八透镜的阿贝数为vd8、所述第九透镜的折射率为nd9和所述第九透镜的阿贝数为vd9,(nd8-nd9)/(vd8-vd9)<0。
9.根据权利要求7所述的光学镜头,其特征在于,所述第九透镜的物侧面半径为L9R1,所述第九透镜的像侧面半径为L9R2,|L9R1/L9R2|≥1.5或|L9R1/L9R2|=1。
10.一种摄像机,其特征在于,包括:
至少两个如权利要求1~9中任一项所述的光学镜头;
至少两个镜座,被配置为安装所述光学镜头。
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