CN201397416Y - 超广角小畸变光学镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了超广角小畸变光学镜头，在镜筒的空腔中，依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜以及滤光片，所述第一透镜为弯月形的球面镜片，第二透镜为具有减少畸变本领的弯月形塑料非球面镜片，第三透镜为鼓形球面镜片和第四透镜鼓形塑料非球面镜片，所述第一透镜为弯月形的球面镜片，其前、后表面曲率半径相应为：13.5mm，2.9mm；所述第三透镜为鼓形球面镜片，其前、后表面曲率半径分别：2.9mm，－13.4mm。本实用新型主要应用于监控、车载的小型小畸变光学镜头。

Description

超广角小畸变光学镜头

【技术领域】

本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种应用于监控、车载的小型小畸变光学镜头。

【背景技术】

目前使用的监控、车载的镜头普遍存在这样的缺点：畸变比较大、外形尺寸较大。市场上现在主流的监控、车载镜头主要是大畸变镜头，所拍摄的图像无论是整体的清晰度还是图片的真实性等方面均不够理想，远远不能满足监控、车载要求的图片均匀性和真实性；而且监控、车载镜头的外形偏大，外径一般大于17mm，而且用于CCD感光片的镜头一般比较长，光学系统的总长大于17mm，用到监控、车载上显得体积较大。

【实用新型内容】

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种小畸变、体积小的超广角小畸变光学镜头。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用相关技术方案：

超广角小畸变光学镜头，在镜筒的空腔中，依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜以及滤光片，特征在于所述第一透镜为弯月形的球面镜片，第二透镜为具有减少畸变本领的弯月形塑料非球面镜片，第三透镜为鼓形球面镜片和第四透镜鼓形塑料非球面镜片。

如上所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第一透镜为弯月形的球面镜片，其前、后表面曲率半径相应为：13.5mm，2.9mm；所述第三透镜为鼓形球面镜片，其前、后表面曲率半径分别：2.9mm，-13.4mm。

如上所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第二透镜、第四透镜的非球面表面形状满足以下方程式：

$z=\frac{y^2}{R+\sqrt{R^2-(1+k)y^2}}+{\mathrm{ay}}^4+{\mathrm{by}}^6+{\mathrm{cy}}^8+{\mathrm{dy}}^{10}+{\mathrm{ey}}^{12}+{\mathrm{fy}}^{14}$

其中第二透镜、第四透镜的前、后表面的面型系数相应的表示在表1、2：

表1

	前表面	后表面
			R	2.25	0.74
k	-3.73	-1.87
			a	0.042	0.27
b	-0.010	-0.075
			c	5.1e-004	-0.005
d	2.3e-005	0.004
			e	-2.4e-006	-2.8e-004
f	-5.5e-009	-1.8e-005

表2

前表面

后表面

R	4.9	-1.26
			k	-452.8	-0.48
a	0.096	0.073
			b	-0.189	-0.028
c	0.038	0.034
			d	0.27	-0.021
e	-0.36	0.0077
			f	0.14	-0.0012

如上所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第一透镜的球面镜片材料为LASF015光学玻璃；第三透镜的材料为ZF17光学玻璃；所述第二透镜、第四透镜的材料为F4520光学塑料。

如上所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于整个光学镜头总长为10.2mm，其口径为9.2mm。

如上所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第三透镜为有效解决了各种像差均衡的问题的火石玻璃。

本实用新型与现有技术相比具有本实用新型有如下的优点：

1、本实用新型的镜头对167度物体成像畸变能够小到73％，而现有镜头一般是84％的畸变，其畸变能够控制得比较好；2、本实用新型的光学镜头总长做到了10.2mm，口径为9.2mm，真正的实现体积小；

3、本实用新型还考虑了车载镜头温度的变化，把成像随温度在：-40℃～80℃之间漂移的情况考虑到设计中，将第四透镜设为鼓形塑料非球面镜片，匹配前面三个透镜，使其能在较宽温度范围内保持成像的质量；

4、本实用新型的照度像面整体均匀、明亮，而现有微型数位镜头多数中心亮，四周暗；5、本实用新型的颜色分明，色彩还原性和像面还原性好；6、本实用新型还解决了以前非球面塑料镜片加工困难而导致的良品率低和成本相对较高的问题。

【附图说明】

图1是本实用新型的剖视图。

【具体实施方式】

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

超广角小畸变光学镜头，在镜筒1的空腔中，依次设有第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4和第四透镜5以及滤光片6，所述第一透镜2的球面镜片材料为LASF015光学玻璃；第三透镜4的材料为ZF17光学玻璃；所述第二透镜3、第四透镜5的材料为F4520光学塑料。该滤光片6固定在镜筒1空腔中，滤光片6的下方就是CCD感光芯片，光线是从滤光片6进入的，滤光片6对CCD感光芯片有一定的保护作用，同时也过滤一部分光线，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性，该滤光片6除了解决色彩方面的问题以外，还保证了后面的封装工艺的顺利进行。

所述的第一透镜2为弯月型的球面透镜，其前、后表面曲率半径相应为：13.5mm，2.9mm。所述第二透镜3为弯月形的塑料非球面透镜，它具有减小畸变本领，故其在光学系统中的位置和本身材料特性，从而使本光学镜头的外径可以小到9.2mm。所述第三透镜4和第四透镜5都为鼓形透镜，所述第三透镜4的前、后表面曲率半径分别：2.9mm，-13.4mm，其中第三透镜4为火石玻璃，从而有效解决了各种像差均衡的问题。所述第四透镜5为鼓形塑料非球面镜片，匹配前面三个透镜更能达到减小畸变的效果，在温度漂移情况下还能保持成像的质量，其温度漂移范围在：-40℃～80℃之间。

为减小光线在各透镜之间的折射变化角度，控制成像畸变，考虑到车载镜头的信赖性问题，在结构上所述第一透镜2要求是玻璃镜片，第二透镜3做成弯月形塑料非球面，其匹配第一透镜2在减小畸变上更具优势。系统的第一透镜2和第二透镜3具有负折射本领，第三透镜4、第四透镜5具有正折射本领，使得光学系统的像方主面前移，从而使得系统长度缩短，使得整个光学镜头总长为10.2mm。在本实用新型中，第二透镜3两个面都为双曲线面型；所述第四透镜5第一个面为双曲线面型，第二面为椭圆面型。

第二透镜3、第四透镜5的非球面的表面形状满足以下方程： $z=\frac{y^2}{R+\sqrt{R^2-(1+k)y^2}}+{\mathrm{ay}}^4+{\mathrm{by}}^6+{\mathrm{cy}}^8+{\mathrm{dy}}^{10}+{\mathrm{ey}}^{12}+{\mathrm{fy}}^{14};$ 在公式中，Z表示透镜表面各点的Z坐标值；y表示透镜表面各点的y坐标值；R为透镜表面各点的曲率半径；k为圆锥二次曲线系数；a，b，c，d，e，f为高阶非球面系数。当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形，大于0时为扁圆形，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。所述第二透镜3、第四透镜5的前、后表面的面型系数相应的表示在表1、2：

表1

	前表面	后表面
			R	2.25	0.74
k	-3.73	-1.87
			a	0.042	0.27
b	-0.010	-0.075
			c	5.1e-004	-0.005
d	2.3e-005	0.004
			e	-2.4e-006	-2.8e-004
f	-5.5e-009	-1.8e-005

表2

	前表面	后表面
			R	4.9	-1.26
k	-452.8	-0.48
			a	0.096	0.073
b	-0.189	-0.028
			c	0.038	0.034
d	0.27	-0.021
			e	-0.36	0.0077
f	0.14	-0.0012

Claims (6)

1、超广角小畸变光学镜头，在镜筒(1)的空腔中，依次设有第一透镜(2)、第二透镜(3)、第三透镜(4)和第四透镜(5)以及滤光片(6)，特征在于所述第一透镜(2)为弯月形的球面镜片，第二透镜(3)为具有减少畸变本领的弯月形塑料非球面镜片，第三透镜(4)为鼓形球面镜片和第四透镜(5)鼓形塑料非球面镜片。

2、根据权利要求1所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第一透镜(2)为弯月形的球面镜片，其前、后表面曲率半径相应为：13.5mm，2.9mm；所述第三透镜(4)为鼓形球面镜片，其前、后表面曲率半径分别：2.9mm，-13.4mm。

3、根据权利要求1或2所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第二透镜(3)、第四透镜(5)的非球面表面形状满足以下方程式：

$z=\frac{y^2}{R+\sqrt{R^2-(1+k)y^2}}+{\mathrm{ay}}^4+{\mathrm{by}}^6+{\mathrm{cy}}^8+{\mathrm{dy}}^{10}+{\mathrm{ey}}^{12}+f{y}^{14}$

其中第二透镜(3)的前、后表面的面型系数为：

 前表面            后表面

R：2.25            0.74

K：-3.73           -1.87

a：0.042           0.27

b：-0.010          -0.075

c：5.1e-004        -0.005

d：2.3e-005        0.004

e：-2.4e-006        -2.8e-004

f：-5.5e-009        -1.8e-005

其中第四透镜(5)的前、后表面的面型系数为：

前表面              后表面

R：4.9              -1.26

K：-452.8           -0.48

a：0.096            0.073

b：-0.189           -0.028

c：0.038            0.034

d：0.27            -0.021

e：-0.36            0.0077

f：0.14            -0.0012。

4、根据权利要求3所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第一透镜(2)的球面镜片材料为LASF015光学玻璃；第三透镜(4)的材料为ZF17光学玻璃；所述第二透镜(3)、第四透镜(5)的材料为F4520光学塑料。

5、根据权利要求2所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于整个光学镜头总长为10.2mm，其口径为9.2mm。

6、根据权利要求3所述的超广角小畸变光学镜头，特征在于所述第三透镜(4)为有效解决了各种像差均衡的问题的火石玻璃。

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