CN204241748U - 一种精密大光圈光场镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密大光圈光场镜头，镜头包括镜筒以及依次设置在镜筒内的若干镜片：所述若干镜片由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片以及第七镜片组成；所述第三镜片和第四镜片之间设有光阑孔；镜筒的左侧开口端上设有倒钩，所述倒钩用于限制第一镜片移动；第一镜片和第二镜片之间通过设置隔圈进行限位；所述第五镜片和第六镜片之间设有隔圈，所述第六镜片和第七镜片之间设有隔圈，所述第七镜片通过压圈固定在镜筒内。本实用新型具有大光圈、高像素、视场角54°，结构简单等优点。

Description

一种精密大光圈光场镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，特别涉及一种光场相机用精密大光圈光场镜头。

背景技术

伴随着无线传输技术的发展，高像素图像的长距离无线传输成为可能，在数码成像系统中的应用也越来越广泛；这种技术给了各种传统领域一个新的发展契机。

我们使用一般相机时，拍照前须选定焦点，这很有难度，但光场相机可以让你先拍照，捕捉大量光线信息及选定焦点，拍照时较有弹性。

光场相机能减低镜头孔径大小及景深，以小镜阵列控制额外光线，展露每个影像的景深，再将微小的次影像投射到感光器上，所有聚焦影像周围的朦胧光圈变为“清晰”，保持旧有相机的大孔径所带来的增加光度、减少拍照时间及起粒的情况，不用牺牲景深及及影像清晰度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、且适用在光场相机上的精密大光圈光场镜头。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种精密大光圈光场镜头，所述镜头包括镜筒以及依次设置在镜筒内的若干镜片：所述若干镜片由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片以及第七镜片组成；所述第三镜片和第四镜片之间设有光阑孔；

第一镜片物面为球面，其曲率半径为21.4206mm，第一镜片像面为平面，所述第一镜片的中心厚度为2.5mm；

第二镜片物面为球面，其曲率半径为60.11563mm，第二镜片像面和第三镜片物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第二镜片像面和第三镜片物面均为球面，其曲率半径为-60.11563mm，第一镜片像面到第二镜片物面间的距离为0.1mm；所述第二镜片的中心厚度为1.7mm；

第三镜片像面为球面，其曲率半径为14.55361mm，所述第三镜片的中心厚度为1.0mm；

所述光阑孔的表面为光阑孔面，其为虚拟面，光阑孔面到第四镜片物面的中心距离为1.8mm；

第四镜片物面为球面，其曲率半径为-8.158702mm，第四镜片像面与第五镜片物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第四镜片像面和第五镜片物面均为球面，其曲率半径为34.62713mm；第四镜片的中心厚度为1.0mm；

第五镜片像面为球面，其曲率半径为-12.45784mm，所述第五镜片像面的中心顶点到第六镜片物面的中心顶点间的距离为0.1mm；第五镜片的中心厚度为5.5mm；

第六镜片物面为平面，第六镜片像面为球面，其曲率半径为-36.56741mm，第六镜片的中心厚度为2.0mm；

第七镜片物面为球面，其曲率半径为28.84443mm；第七镜片像面为球面，其曲率半径为-77.40323mm；第七镜片的中心厚度为3.0mm；第六镜片像面中心顶点到第七镜片物面中心顶点的距离为0.4202964mm；第七镜片像面到镜头成像面的距离为13.50mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述镜筒由铝合金材料制成，所述镜筒的左侧开口端上设有倒钩，所述倒钩用于限制第一镜片移动。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一镜片和第二镜片之间通过设置隔圈进行限位；所述第五镜片和第六镜片之间设有隔圈，所述第六镜片和第七镜片之间设有隔圈，所述第七镜片通过压圈固定在镜筒内。

在本实用新型的一个实施例中，所述压圈由铝合金材料制成。

在本实用新型的一个实施例中，所述隔圈由铝合金材料制成。

在本实用新型的一个实施例中，所述监控镜头的焦距为15.00mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述监控镜头的水平视场角为54°。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单、使用方便，像素最大可支持1600万芯片，并且视场角达到160度；这款镜头可用于彩色监控系统，其监控范围广，像素高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型监控镜头光学原理示意图；

图2为本实用新型监控镜头截面结构示意图；

图3为本实用新型监控镜头在100lp/mm时的MTF曲线图；

图4为本实用新型监控镜头视场角光路图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、镜筒  2、倒钩  3、隔圈  4、压圈  10、第一镜片  11、第一镜片物面  12、第一镜片像面  20、第二镜片  21、第二镜片物面  22、第二镜片像面  30、第三镜片  31、第三镜片物面  32、第三镜片像面  40、第四镜片  41、第四镜片物面  42、第四镜片像面  50、第五镜片  51、第五镜片物面  52、第五镜片像面  60、第六镜片  61、第六镜片物面  62、第六镜片像面  70、第七镜片  71、第七镜片物面  72、第七镜片像面  80、光阑孔  90、镜头成像面。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2所示，本实用新型精密大光圈光场镜头包括镜筒1以及依次设置在镜筒1内的若干镜片：若干镜片由物侧至成像侧依次排列的第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30、第四镜片40、第五镜片50、第六镜片60以及第七镜片70组成；第三镜片30和第四镜片40之间设有光阑孔80；镜筒1的左侧开口端上设有倒钩2，倒钩2用于限制第一镜片10移动；第一镜片10和第二镜片20之间通过设置隔圈3进行限位；第五镜片50和第六镜片60之间设有隔圈3，第六镜片60和第七镜片70之间设有隔圈3，第七镜片70通过压圈4固定在镜筒1内；镜筒1、隔圈3、压圈4均由铝合金材料制成，且表面做黑色氧化处理，其具有减少光线反射，规避杂散光等优点；其提高了镜头的强度、延长了镜头的使用寿命；本实用新型可进行全视场角54°监控，且监控像素高。

本实用新型第一镜片10的焦距为26.267mm，第二镜片20的焦距为30.825mm，第三镜片30的焦距为-20.258mm，第四镜片40的焦距为-6.647mm，第五镜片50的焦距为10.459mm，第六镜片60的焦距为44.84mm，第七镜片70的焦距为26.099mm。

本实用新型通过光学设计软件模拟设计出的单片式镜头参数如下：

表格1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距f＝15.00mm，光圈F/#＝1.4，光学轨迹总长TT＝33.60mm，在全视场角54°时的象高h＝14.0mm。

表格1的标题栏中列出了：“表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的；在表格1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离；“折射率”列提供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。

在表格1中，物面曲率半径为无穷大，即平面，距离下一表面(第一镜片物面11)中心顶点无穷远；表面1为第一镜片物面11，该面为球面，曲率半径为21.4206mm，距离下一表面(第一镜片像面12)中心顶点2.5mm，即第一镜片10中心厚度为2.5mm，折射率为1.8，阿贝系数46.59；表面2为第一镜片像面12，该面为平面，曲率半径为无穷大，距离下一表面(第二镜片物面21)0.1mm；表面3为第二镜片物面21，该面为球面，曲率半径为60.11563，距离下一表面(第二镜片像面22)中心顶点1.7mm，即第二镜片20中心厚度为1.7mm，折射率为1.95，阿贝系数17.94；表面4为第二镜片像面22，由于该面与第三镜片物面31间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面4既为第二镜片像面22亦为第三镜片物面31，该面为球面，曲率半径为-60.11563mm，距离下一表面(第三镜片像面32)中心顶点1.0mm，即第三镜片30中心厚度1.0mm，折射率为1.57，阿贝系数56.06；表面5为第三镜片像面32，该面为球面，曲率半径为14.55361mm，距离下一表面光阑孔80(虚拟面)1.1mm；表面6为光阑孔面，厚度无穷小,距离下一表面(第四镜片物面41)中心顶点1.8mm；表面7为第四镜片物面41，该面为球面，曲率半径为-8.158702mm，距离下一个表面(第四镜片像面42或第五镜片物面51)中心顶点1.0mm，即第四镜片40中心厚度为1.0mm，折射率为1.95，阿贝系数17.94；表面8为第四镜片像面42，由于该面与第五镜片物面51间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面8既为第四镜片像面42亦为第五镜片物面51，该面为球面，曲率半径为34.62713mm，距离下一表面(第五镜片像面52)5.5mm，即第五镜片50中心厚度为5.5mm，折射率为1.91，阿贝系数35.26；表面9为第五镜片像面52，该面为球面，曲率半径为-12.45784mm，该面中心顶点距离下一表面(第六镜片物面61)中心顶点0.1mm；表面10为第六镜片物面61，该面为平面，曲率半径为无穷大，距离下一表面(第六镜片像面62)中心顶点2.0mm，即第六镜片60中心厚度为2.0mm，折射率为1.80，阿贝系数46.59；表面11为第六镜片像面62，该面为球面，曲率半径为-36.56741mm，距离下一表面(滤光片物面)0.4202964mm,表面12为第七镜片物面71，该面为球面，曲率半径为28.84443mm，该面中心顶点距离下一表面(第七镜片像面72)中心顶点3.0mm，即第七镜片的中心厚度为3.0mm，折射率为1.80，阿贝系数46.59；表面13为第七镜片像面72，该面为球面，曲率半径为-77.40323mm，距离下一表面(镜头成像面90)13.50mm；表面14为镜头成像面90。

图3为本实用新型精密大光圈光场镜头在100lp/mm时的MTF曲线图，从图中可以看出最大视场角54°时T向MTF值为0.39，S向MTF值为0.54。

图4为本实用新型精密大光圈光场镜头54°视场角光路图，27°为镜头最大视场角的一半。

本实用新型精密大光圈光场镜头必须通过上述不同结构镜片之间的特定组合和特定位置排列才能达到高像素，视场角54°的拍摄性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种精密大光圈光场镜头，所述镜头包括镜筒以及依次设置在镜筒内的若干镜片：其特征在于，所述若干镜片由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片以及第七镜片组成；所述第三镜片和第四镜片之间设有光阑孔；

第一镜片物面为球面，其曲率半径为21.4206mm，第一镜片像面为平面，所述第一镜片的中心厚度为2.5mm；

第二镜片物面为球面，其曲率半径为60.11563mm，第二镜片像面和第三镜片物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第二镜片像面和第三镜片物面均为球面，其曲率半径为-60.11563mm，第一镜片像面到第二镜片物面间的距离为0.1mm；所述第二镜片的中心厚度为1.7mm；

第三镜片像面为球面，其曲率半径为14.55361mm，所述第三镜片的中心厚度为1.0mm；

所述光阑孔的表面为光阑孔面，其为虚拟面，光阑孔面到第四镜片物面的中心距离为1.8mm；

第四镜片物面为球面，其曲率半径为-8.158702mm，第四镜片像面与第五镜片物面间的距离为0，且两者表面曲率半径相同；第四镜片像面和第五镜片物面均为球面，其曲率半径为34.62713mm；第四镜片的中心厚度为1.0mm；

第五镜片像面为球面，其曲率半径为-12.45784mm，所述第五镜片像面的中心顶点到第六镜片物面的中心顶点间的距离为0.1mm；第五镜片的中心厚度为5.5mm；

第六镜片物面为平面，第六镜片像面为球面，其曲率半径为-36.56741mm，第六镜片的中心厚度为2.0mm；

第七镜片物面为球面，其曲率半径为28.84443mm；第七镜片像面为球面，其曲率半径为-77.40323mm；第七镜片的中心厚度为3.0mm；第六镜片像面中心顶点到第七镜片物面中心顶点的距离为0.4202964mm；第七镜片像面到镜头成像面的距离为13.50mm。

2.根据权利要求1所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述镜筒由铝合金材料制成，所述镜筒的左侧开口端上设有倒钩，所述倒钩用于限制第一镜片移动。

3.根据权利要求1所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述第一镜片和第二镜片之间通过设置隔圈进行限位；所述第五镜片和第六镜片之间设有隔圈，所述第六镜片和第七镜片之间设有隔圈，所述第七镜片通过压圈固定在镜筒内。

4.根据权利要求3所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述压圈由铝合金材料制成。

5.根据权利要求3所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述隔圈由铝合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述监控镜头的焦距为15.00mm。

7.根据权利要求1所述的一种精密大光圈光场镜头，其特征在于，所述监控镜头的水平视场角为54°。