CN209707797U - 一种新型高清光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型高清光学镜头,包括第一透镜组、第二透镜组、光阑、滤光片、镜筒、压环;第一透镜组具有负光焦度,包括一号透镜、二号透镜、三号透镜,且均为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜;第二透镜组具有正光焦度,包括四号透镜、五号透镜、六号透镜、七号透镜;四号透镜、五号透镜均为具有正光焦度的双凸透镜;六号透镜和七号透镜均为具有正光焦度的胶合透镜;六号透镜的后表面与七号透镜的前表面相互粘合;第一透镜组、第二透镜组从前到后同轴设置于物面与像面之间;本实用新型通过七片玻璃球面镜片相互配合设置,使得光学镜头清晰度高,影像畸变低,有效保证拍摄图像的分辨率的同时,可实现至对角拍照最大角度190度。

Description

一种新型高清光学镜头
技术领域
本实用新型涉及一种光学镜头,尤其涉及一种新型高清光学镜头。
背景技术
目前在物联网监控数字化、网络化、智能化的大势情况下,高清镜头可以高清晰度、超大角度地拍摄现场。高清镜头作为视频照相中的核心器件,具有高解析度、小体积、超广角技术等优势,在应用于家居智能监控、汽车行车记录仪、汽车后视、警用执法记录仪等电子产品时具有特别实用的价值。
随着物联网以及智能家居安防产品的快速发展,现有摄像拍照镜头只能应用在普清VGA像素上面。比如,具有6片玻璃的拍照镜头,其像素平均只有300万,水平拍照最大角度为130度,导致拍照效果清晰度不够。随着大尺寸LCD以及背投显示技术出现,现有普清VGA技术方案越来越不能够适用于越来越高的图像分辨率和清晰度了。随着中国汽车的快速普及和物联网等家居智、安防监控等快速发展,在多个领域的高清拍照和全景拍照越来越应用广泛,人们对图像质量以及视野范围都提出了严格的技术要求。特别是应用在汽车领域的倒车后视以及行车记录仪的快速普及,在原有汽车后视和行车记录方面的拍照角度出现清晰度不够,拍照监控范围太小,出现很多拍照死角等弊端,也不利于完全清楚有效的记录还原事发经过。
实用新型内容
为了解决上述技术所存在的不足之处,本实用新型提供了一种新型高清光学镜头。
为了解决以上技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种新型高清光学镜头,包括光阑、滤光片,它还包括第一透镜组、第二透镜组、镜筒、压环;光阑设置于第一透镜组和第二透镜组之间;滤光片设置于第二透镜组与像面之间;镜筒设置于第一透镜组、第二透镜组的外侧,第一透镜组通过压环与镜筒相固接;
第一透镜组具有负光焦度,包括一号透镜、二号透镜、三号透镜;一号透镜、二号透镜、三号透镜均为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜;
第二透镜组具有正光焦度,包括四号透镜、五号透镜、六号透镜、七号透镜;四号透镜、五号透镜均为具有正光焦度的双凸透镜;六号透镜和七号透镜均为具有正光焦度的胶合透镜;六号透镜的后表面与七号透镜的前表面相互粘合;
一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、六号透镜、七号透镜从前到后同轴设置于物面与像面之间;
二号透镜与三号透镜之间设置有一号间隔环;三号透镜与四号透镜之间设置有二号间隔环;四号透镜与五号透镜之间设置有三号间隔环;五号透镜与六号透镜之间设置有四号间隔环;
压环设置于一号透镜的外侧,一号透镜通过压环与镜筒相固接;滤光片固定于镜筒的后侧。
进一步地,一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、六号透镜、七号透镜均为玻璃球面镜片。
进一步地,光学镜头的光学总长TTL小于或者等于17.8mm。
进一步地,
一号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
二号透镜的折射率Nd为1.4<Nd<1.6,色散率Vd为62<Vd<66;
三号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为22<Vd<24;
四号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为38<Vd<42;
五号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
六号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0,色散率Vd为19<Vd<22;
七号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为49<Vd<52。
本实用新型的光学镜头通过七片球面玻璃镜片相互配合设置,使得光学镜头的清晰度高,最高可达到五百万像素,且光学镜头的影像畸变低,图像失真较轻,在保证较大视场角的情况下还可以有效保证拍摄图像的分辨率以及清晰度;整个光学系统的焦距为1.9mm,可以实现至对角拍照最大角度190度;光学镜头的光学总长可以小至17.8mm,拥有更短的镜头总长,使得光学镜头制作的更短小更轻薄。
附图说明
图1为本实用新型的系统组成结构图。
图2为光线从实施例一进入的路径图。
图3为实施例一在0.1至0.4视场的MTF解像曲线图。
图4为实施例一在0.5至0.9视场的MTF解像曲线图。
图5为实施例一在1.0视场的MTF解像曲线图。
图6为实施例一的场曲图。
图7为实施例一的光学畸变图
图8为实施例一的点列图。
图中:1、压环;2、一号透镜;3、二号透镜;4、一号间隔环;5、三号透镜;6、二号间隔环;7、四号透镜;8、三号间隔环;9、五号透镜;10、四号间隔环;11、六号透镜;12、七号透镜;13、镜筒;14、滤光片;15、像面;16、光阑;17、物面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示,本实用新型包括压环1、第一透镜组、光阑16、第二透镜组、滤光片14、镜筒13;镜筒13设置于第一透镜组、第二透镜组的外侧,第一透镜组通过压环1与镜筒13相固接;第一透镜组具有负光焦度,包括一号透镜2、二号透镜3、三号透镜5,该透镜组具有负光焦度,用于以最大视场角接受外界光线,并修正部分像差;第二透镜组包括四号透镜7、五号透镜9、六号透镜11、七号透镜12,该透镜组具有正光焦度,用于接受第一透镜组的光线,并将光线汇聚到像面15上;一号透镜2、二号透镜3、三号透镜5、四号透镜7、五号透镜9、六号透镜11、七号透镜12从前到后同轴设置于物面17与像面15之间;二号透镜3与三号透镜5之间设置有一号间隔环4;三号透镜5与四号透镜7之间设置有二号间隔环6;四号透镜7与五号透镜9之间设置有三号间隔环8;五号透镜9与六号透镜11之间设置有四号间隔环10;压环1设置于一号透镜2的外侧,一号透镜2通过压环1与镜筒13相固接;光阑16设置于第一透镜组和第二透镜组之间,以限制经过第一透镜组在进入第二透镜组时光学的光通量;滤光片14设置于第二透镜组与像面15之间,可以滤掉设计波段外的杂光,进而提升光学效果,实现最佳的成像效果;
一号透镜2、二号透镜3、三号透镜5均为具有负光焦度且凸面朝向物面17的弯月透镜,对光线起发散作用,主要接收较大角度范围的光线,并将光线经光阑汇聚并传达到四号透镜;四号透镜7、五号透镜9均为具有正光焦度的双凸透镜,用以校正穿经三号透镜5的光线所产生的像差;六号透镜11和七号透镜12均为具有正光焦度的胶合透镜,六号透镜11的后表面与七号透镜12的前表面相互粘合,可实现最小色差,同时减小球差,校正穿经五号透镜9光线所产生的像差,并将光线成像到像面15上。
一号透镜2、二号透镜3、三号透镜5、四号透镜7、五号透镜9、六号透镜11、七号透镜12均为玻璃球面镜片,具有良好的像差特性,视场达到190度,尤其适用于超广角高清航拍仪和行车记录仪等成像设备中使用。同时所有透镜都采用球面设计以及都采用玻璃材质,成像质量好,又可以降低加工难度和生产成本。
光学镜头的光学总长TTL小于或者等于17.8mm。
一号透镜2的折射率Nd为1.7<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
二号透镜3的折射率Nd为1.4<Nd<1.6,色散率Vd为62<Vd<66;
三号透镜5的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为22<Vd<24;
四号透镜7的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为38<Vd<42;
五号透镜9的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
六号透镜11的折射率Nd为1.8<Nd<2.0,色散率Vd为19<Vd<22;
七号透镜12的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为49<Vd<52。
下面通过一项具体实施例对本实用新型的光学性能作进一步详细的说明。
实施例一:
本实施例中,光学镜头的具体光学参数见表1:
表1
表面名称 表面类型 曲面半径 厚度 玻璃材质
一号透镜 球面 20.03 0.8 TAF1
球面 4 1.4
二号透镜 球面 7 0.8 BK7
球面 2.4 1.5
三号透镜 球面 3.706 2.7 FDS90
球面 2.79 0.48
光阑 球面 无限 0.5
四号透镜 球面 39.86 1.5 NBFD13
球面 -5.5 0.53
五号透镜 球面 16.44 1.5 LAC10
球面 -6.549 0.1
六号透镜 球面 8.369 0.6 FDS1
七号透镜 球面 2.84 2.6 LAC10
球面 -10.88 0.24
滤光片 球面 无限 0.4 BK7
如图2所示,图2展示了光线从本实施例中进入的路径图。下面通过具体实验对本实用新型的光学性能进行验证。
本实施例在不同视场(FIELD)的MTF(Modulation Transfer Function,调制传递函数)解像曲线分别如图3、图4、图5所示,其中,横坐标SPATIAL FREQUENCY IN CYCLES PERMILLIMETER表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率,纵坐标MODULUS OF THE OTF为光学调制传递函数,其中OTF全称为:optical transfer function,即光学传递函数;POLYCHROMATICDIFFRACTION MTF表示多色衍射MTF。从图3-5中可以看出,本实施例在100lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度,可以表明本实施例的综合解像水平较高。
本实施例的场曲和光学畸变图,如图6、7所示,其中图6为场曲图(FIELDCURVETUR),图7为光学畸变图(DISTORTION),两个曲线图的纵轴都是归一化视场。图6的横轴为场曲,单位为毫米(MILLIMETERS);T和S分别表示子午和弧矢量,T和S之间的距离表示像散的大小,细光束场曲反映了不同视场点的细光束像点离开像面的位置变化,初级细光束场曲跟视场的平方成正比,其对成像的影响是使一平面物体成一弯曲像面;细光束像散反映了子午和弧矢细光束像点(或子午与弧矢弯曲像面)的不重合而分开的轴向距离。从图6中可以看出,本实施例的像散程度较轻,基本可以控制在0.05以内,可在一定程度上反应本实施例具有较低的光学畸变水平;图7横轴为畸变的百分比值(PERCENT),从图7中可以看出本实施例的最大光学畸变为-110.98%,具有较低的光学畸变,其光学性能较佳。
本实施例在不同视场(FIELD)的光学系统点列图(SPOT DIAGRAM),如图8所示,其中,RMS RADIUS表示均方根半径,GEO RADIUS表示球半径,SCALE BAR表示刻度尺,REFERENCE表示参照物,CHIEF RAY表示主光线;各视场下的成像点几乎都汇聚成了一个理想的点,表明本实施例具有良好的成像性能。
本实用新型与现有技术相比,具有以下优势:
1)七片球面玻璃镜片,清晰度高,最高可达到五百万像素;
2)影像畸变低,图像失真较轻,在保证较大视场角的情况下还可以有效保证拍摄图像的分辨率以及清晰度;
3)整个光学系统的焦距为1.9mm,可以实现至对角拍照最大角度190度;
4)光学总长可以小至17.8mm,拥有更短的镜头总长,使得光学镜头制作的更短小更轻薄。
上述实施方式并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型高清光学镜头,包括光阑(16)、滤光片(14),其特征在于:它还包括第一透镜组、第二透镜组、镜筒(13)、压环(1);所述光阑(16)设置于第一透镜组和第二透镜组之间;所述滤光片(14)设置于第二透镜组与像面(15)之间;所述镜筒(13)设置于第一透镜组、第二透镜组的外侧,第一透镜组通过压环(1)与镜筒(13)相固接;
所述第一透镜组具有负光焦度,包括一号透镜(2)、二号透镜(3)、三号透镜(5);所述一号透镜(2)、二号透镜(3)、三号透镜(5)均为具有负光焦度且凸面朝向物面(17)的弯月透镜;
所述第二透镜组具有正光焦度,包括四号透镜(7)、五号透镜(9)、六号透镜(11)、七号透镜(12);所述四号透镜(7)、五号透镜(9)均为具有正光焦度的双凸透镜;所述六号透镜(11)和七号透镜(12)均为具有正光焦度的胶合透镜;所述六号透镜(11)的后表面与七号透镜(12)的前表面相互粘合;
所述一号透镜(2)、二号透镜(3)、三号透镜(5)、四号透镜(7)、五号透镜(9)、六号透镜(11)、七号透镜(12)从前到后同轴设置于物面(17)与像面(15)之间;
所述二号透镜(3)与三号透镜(5)之间设置有一号间隔环(4);所述三号透镜(5)与四号透镜(7)之间设置有二号间隔环(6);所述四号透镜(7)与五号透镜(9)之间设置有三号间隔环(8);所述五号透镜(9)与六号透镜(11)之间设置有四号间隔环(10);
所述压环(1)设置于一号透镜(2)的外侧,一号透镜(2)通过压环(1)与镜筒(13)相固接;所述滤光片(14)固定于镜筒(13)的后侧。
2.根据权利要求1所述的新型高清光学镜头,其特征在于:所述一号透镜(2)、二号透镜(3)、三号透镜(5)、四号透镜(7)、五号透镜(9)、六号透镜(11)、七号透镜(12)均为玻璃球面镜片。
3.根据权利要求1所述的新型高清光学镜头,其特征在于:所述光学镜头的光学总长TTL小于或者等于17.8mm。
4.根据权利要求1所述的新型高清光学镜头,其特征在于:
所述一号透镜(2)的折射率Nd为1.7<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
所述二号透镜(3)的折射率Nd为1.4<Nd<1.6,色散率Vd为62<Vd<66;
所述三号透镜(5)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为22<Vd<24;
所述四号透镜(7)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9,色散率Vd为38<Vd<42;
所述五号透镜(9)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为48<Vd<52;
所述六号透镜(11)的折射率Nd为1.8<Nd<2.0,色散率Vd为19<Vd<22;
所述七号透镜(12)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8,色散率Vd为49<Vd<52。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114047597A (zh) * 2021-11-03 2022-02-15 福建福光股份有限公司 定焦光学镜头及其成像方法

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