CN204536640U - 一种新型的红外共焦鱼眼镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的红外共焦鱼眼镜头，从物方到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片和感光芯片，所有透镜均有玻璃材质制成，且第一透镜和第七透镜为非球面镜片，有效地折转光线，并合理地控制光线光路，使得视场角及对应像高成比例关系；第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜为球面镜片，通过低色散与高色散，以及球面与非球面的配合，矫正了由红外光引起的二级光谱，保证了白光和红外光都能在像面上清晰成像，进而保证具有高质量的像面，通过在光学上控制视场角与对应像高关系，使其满足需求的正比例关系，后期通过软件算法即可实现畸变的消除。

Description

一种新型的红外共焦鱼眼镜头

【技术领域】

本实用新型涉及成像光学镜头，尤其涉及一种应用于车载、监控成像系统的高性能的控制视场角与像高关系的红外共焦的新型鱼眼镜头。

【背景技术】

目前，车载、监控所用的超广角镜头，即为鱼眼镜头，其普遍存在严重的畸变，以及成像质量差的缺陷。畸变严重则导致周边像面变形剧烈，且无法通过软件进行校正，导致人眼难以正确识别所成影像；另外，由于鱼眼镜头角度大，像差难以校正，导致周边成像像面质量较差，难以满足人们的需求。

本实用新型即针对现有技术的不足而研究提出。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的红外共焦鱼眼镜头，从物方到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片和感光芯片，第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜由低色散的玻璃材质制成，第三透镜和第四透镜由高色散的玻璃材质制成；且第一透镜和第七透镜为非球面镜片，有效地折转光线，并合理地控制光线光路，使得视场角及对应像高成比例关系；第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜为球面镜片，通过低色散与高色散，以及球面与非球面的配合，矫正了由红外光引起的二级光谱，保证了白光和红外光都能在像面上清晰成像，进而保证具有高质量的像面，通过在光学上控制视场角与对应像高关系，使其满足需求的正比例关系，后期通过软件算法即可实现畸变的消除。

为解决上述技术问题，本实用新型一种新型的红外共焦鱼眼镜头，从物方到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片和感光芯片，所述第三透镜和第四透镜之间设有光阑，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜的焦距为负值，所述第三透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距为正值，所述第四透镜与第五透镜粘合连接成透镜组，所述透镜组的焦距为正值，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜由低色散的玻璃材质制成，所述第三透镜和第四透镜由高色散的玻璃材质制成，所述第一透镜和第七透镜为非球面镜片，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜为球面镜片。

所述第一透镜和第七透镜的非球面面型为偶数非球面，所述第一透镜和第七透镜的面型为Z，c为镜面半径所对应的曲率，y²、y⁴、y⁶、y⁸、y¹⁰、y¹²、y¹⁴、y¹⁶为镜面的径向坐标，k为圆锥二次曲线系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈分别表示各个径向坐标所对应的系数。满足：

Z＝cy²/{1+[1-(1+k)c²y²]^1/2}+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶。

所述第一透镜和第四透镜为弯月形透镜，所述第三透镜、第五透镜和第六透镜为双凸透镜，所述第二透镜为弯月形透镜或双凹透镜，所述第七透镜为弯月形透镜或双凹透镜。

与现有技术相比，本实用新型一种新型的红外共焦鱼眼镜头，具有如下优点：

1、第一透镜和第七透镜采用非球面镜片，且面型为偶数非球面，有效地折转光线，并合理地控制光线光路，使得视场角及对应像高成比例关系；

2、第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜由低色散的玻璃材质制成，第三透镜和第四透镜由高色散的玻璃材质制成，第一透镜和第七透镜为非球面镜片，第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜为球面镜片，通过低色散与高色散，以及球面与非球面的配合，有效地矫正了由红外光引起的二级光谱，保证了白光和红外光都能在像面上清晰成像，进而保证具有高质量的像面。

3、采用上述技术方案，通过在光学上控制视场角与对应像高关系，使其满足需求的正比例关系，后期通过软件算法即可实现畸变的消除，且在烟雾或粉尘等可见度低的环境，仍能拍出清晰、高对比度的图像，且在高温、强光或者风沙等复杂的环境中具有抗干扰能力强的特点。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。

本实用新型一种新型的红外共焦鱼眼镜头，包括从物方到像面依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑10，第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、滤光片8和感光芯片9，所述第一透镜1和第四透镜4为弯月形透镜，所述第三透镜3、第五透镜5和第六透镜6为双凸透镜，所述第二透镜2为弯月形透镜或双凹透镜，所述第七透镜7为弯月形透镜或双凹透镜，所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4的焦距为负值，所述第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7的焦距为正值，本实用新型实施例中所述第二透镜2和第七透镜7均采用弯月形透镜，第一透镜凹面S2和第二透镜凹面S4朝向感光芯片9，第七透镜凹面S13则背向感光芯片9。

所述第四透镜4与第五透镜5粘合连接成透镜组11，即第四透镜凹面S8朝向感光芯片9，并与第五透镜左侧凸面S9粘合连接，所述透镜组11的焦距为正值，所述第一透镜1、第二透镜2、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7由低色散的玻璃材质制成，所述第三透镜3和第四透镜4由高色散的玻璃材质制成，所述第一透镜1和第七透镜7为非球面镜片，以将入射的光线进行相应折转，合理地控制光线的光路，所述第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6为球面镜片。

所述第一透镜(1)和第七透镜(7)的非球面面型为偶数非球面，所述第一透镜(1)和第七透镜(7)的面型为Z，c为镜面半径所对应的曲率，y²、y⁴、y⁶、y⁸、y¹⁰、y¹²、y¹⁴、y¹⁶为镜面的径向坐标，k为圆锥二次曲线系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈分别表示各个径向坐标所对应的系数。满足：

Z＝cy²/{1+[1-(1+k)c²y²]^1/2}+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶。

第一透镜1、第二透镜2采用弯月形负透镜，第三透镜3采用双凸形正透镜，有效地压缩了光学口径，同时保证了本实用新型具有较大光圈，使得本实用新型结构更紧凑；通过各个镜片合理地搭配，有效矫正了本实用新型的各类像差，使得性能大幅提升，如表一和表二所示，为本实用新型具体实施例，其中表二为非球面系数。

表一：

面编号	面型	半径	厚度	材料	有效直径
						OBJ	标准球面	INFINITY	INFINITY	AIR	INFINITY
S1	偶数非球面	125.3	0.5	TAFD51	6.77
						S2	偶数非球面	5.55	3.16	AIR	4.22
S3	标准球面	-23.8	0.5	LAK53	3.64
						S4	标准球面	-3.70	2.41	AIR	2.82
S5	标准球面	11.60	2.75	ZF52	2.75
						S6	标准球面	-11.35	1.41	AIR	2.5
S7	标准球面	INFINITY	1.21	AIR	1.5
						S8	标准球面	-37.51	0.73	ZF52	2.05
S9	标准球面	4.75	1.94	ZPK1	2.8
						S10	标准球面	-15.22	0.21	AIR	2.8
S11	标准球面	7.65	2.55	ZK9	3.45
						S12	标准球面	-16.21	0.22	AIR	3.55
S13	偶数非球面	24.74	1.65	PCD4	3.55

S14	偶数非球面	-6.95	0.2	AIR	3.65
						S15	标准球面	INFINITY	1.8	K9	3.42
S16	标准球面	INFINITY	3.84	AIR	3.24
						像面	标准球面	INFINITY	-	AIR	2.6

表二：

	CONIC	a4	a6	a8	a10
						S1	-801.2	1.5520E-003	-2.955E-005	2.992E-007	1.225E-009
S2	-1.25	2.1505E-003	1.455E-004	-7.321E-006	1.555E-007
						S13	45.33	-4.550E-003	-1.255E-005	-7.322E-006	5.151E-007
S14	-0.455	-1.565E-003	-4.335E-005	4.551E-006	8.382E-008

为了实现红外共焦及透雾性，本实用新型第一透镜1，第二透镜2，第五透镜5，第六透镜6和第七透镜7均采用低色散玻璃透镜，第三透镜3和第四透镜4则采用高色散玻璃透镜，通过球面透镜与非球面透镜，以及低色散玻璃透镜与高色散玻璃透镜的配合使用，有效地矫正了由红外光引起的二级光谱，使得白光和红外光都能在像面上清晰成像。

另外，为保证成像清晰的同时，也能保证了整幅画面的亮度，本实用新型可在相应的透镜上镀上可见光和红外光增透膜，使得可见光和红外光具有良好的透过率。

Claims (3)

1.一种新型的红外共焦鱼眼镜头，其特征在于从物方到像面依次设置有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、滤光片(8)和感光芯片(9)，所述第三透镜(3)和第四透镜(4)之间设有光阑(10)，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)的焦距为负值，所述第三透镜(3)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)的焦距为正值，所述第四透镜(4)与第五透镜(5)粘合连接成透镜组(11)，所述透镜组(11)的焦距为正值，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第七透镜(7)由低色散的玻璃材质制成，所述第三透镜(3)和第四透镜(4)由高色散的玻璃材质制成，所述第一透镜(1)和第七透镜(7)为非球面镜片，所述第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)和第六透镜(6)为球面镜片。

2.根据权利要求1所述一种新型的红外共焦鱼眼镜头，其特征在于所述第一透镜(1)和第七透镜(7)的非球面面型为偶数非球面，所述第一透镜(1)和第七透镜(7)的面型为Z，c为镜面半径所对应的曲率，y²、y⁴、y⁶、y⁸、y¹⁰、y¹²、y¹⁴、y¹⁶为镜面的径向坐标，k为圆锥二次曲线系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈分别表示各个径向坐标所对应的系数，满足：

Z＝cy²/{1+[1-(1+k)c²y²]^1/2}+α₁y²+α₂y⁴+α₃y⁶+α₄y⁸+α₅y¹⁰+α₆y¹²+α₇y¹⁴+α₈y¹⁶。

3.根据权利要求1或2所述一种新型的红外共焦鱼眼镜头，其特征在于所述第一透镜(1)和第四透镜(4)为弯月形透镜，所述第三透镜(3)、第五透镜(5)和第六透镜(6)为双凸透镜，所述第二透镜(2)为弯月形透镜或双凹透镜，所述第七透镜(7)为弯月形透镜或双凹透镜。