CN210181289U - 一种新型超广角光学镜头 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型超广角光学镜头包括镜筒、光阑以及依序同轴设置于物面与像面之间的一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、滤光片；一号透镜位于镜筒的前端，一号透镜与二号透镜之间设置有麦拉片；二号透镜与三号透镜之间设置有间隔环一，光阑固定在间隔环一内；三号透镜与四号透镜之间设置有间隔环二，四号透镜的后表面与第五透镜的前表面相互粘合，过滤片固定设置在镜筒的后端。本产品能够拍摄出高清画面，同时兼具大视角与短总长的优势，既扩大了监控范围，还解决了现有的易形成拍照死角等弊端。

Description

一种新型超广角光学镜头
技术领域
本实用新型涉及一种光学镜头，尤其涉及一种新型超广角光学镜头。
背景技术
近几年来，随着物联网监控数字化、网络化、智能化的快速发展，光学镜头的应用范围也越来越广泛，例如，应用于手机相机、车载镜头、汽车行车记录仪、安全影像监控等电子产品及电子娱乐等行业。其中，超广角光学镜头具有高解析度、小体积、超广角技术等优势，而逐渐受到人们的青睐。
但是，随着物联网等家居智能、安防监控等行业的快速发展人们对图像质量以及大范围都提出了严格的技术要求。特别是人们生活中经常使用的行车记录仪、监控、车载镜头等成像设备，需要使用更为清晰、角度更广且体积更小的光学镜头。现有的用于行车记录仪、监控、车载镜头等成像设备的镜头普遍存在这样的缺点：视角不够大、光圈小，不仅重量较重、成本较高，外形尺寸也偏大大，用到行车记录仪、监控、车载镜头等成像设备上显得体积较大，占用空间较多。并且，现有的镜头普遍只能应用在普清VGA像素上面，难以同时兼具大视角与短总长。若应用于行车记录仪、监控、车载镜头等成像设备上时，会出现拍照角度清晰度不够，拍照监控范围太小，形成拍照死角等弊端，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超广角光学镜头。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型超广角光学镜头，包括镜筒、光阑，它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片、压环、麦拉片、间隔环一、间隔环二；第一透镜组由一号透镜、二号透镜组成，第二透镜组由三号透镜、四号透镜和五号透镜组成；
一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、滤光片均安装在镜筒内且一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、滤光片依序同轴设置于物面与像面之间；
一号透镜位于镜筒的前端且一号透镜通过压环与镜筒固定相接；麦拉片设置于一号透镜与二号透镜之间，间隔环一设置于二号透镜与三号透镜之间，光阑固定在间隔环一内且光阑与一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜、滤光片位于同一轴上；间隔环二设置于三号透镜与四号透镜之间，四号透镜的后表面与五号透镜的前表面相互粘合，滤光片固定设置在镜筒的后端；
一号透镜为具有负光焦度且凸面朝向物面的弯月透镜，二号透镜为具有正光焦度的双凸透镜，三号透镜为具有负光焦度且凹面朝向像面的凹凸透镜，四号透镜、五号透镜均为具有正光焦度的胶合透镜。
进一步地，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜均为玻璃球面镜片。
进一步地，镜筒、间隔环一、间隔环二均采用金属件。
进一步地，一号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53；
二号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为22<Vd<24；
三号透镜的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为39<Vd<42；
四号透镜的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53；
五号透镜的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为19<Vd<22。
进一步地，一号透镜、二号透镜、三号透镜、四号透镜、五号透镜的光学总长TTL小于或者等于16.8mm。
本实用新型公开了一种新型超广角光学镜头，采用5片不同的透镜相互组合，具有大光圈、超广角、高像素、短总长等良好光学性能，可广泛应用于行车记录仪、监控、车载镜头等成像设备中时，能够拍摄出高清画面，同时兼具大视角与短总长的优势，体积小、重量轻，影像畸变低，图像失真轻，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，既扩大了监控范围，还解决了现有的易形成拍照死角等弊端。
附图说明
图1为本实用新型的整体组成结构图。
图2为实施例一中光线进入光学镜头的路径图。
图3为实施例一中光学镜头的视场在0.1至0.4时的MTF解像曲线图。
图4为实施例一中光学镜头的视场在0.5至0.9时的MTF解像曲线图。
图5为实施例一中光学镜头的视场在1.0时的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、麦拉片；4、二号透镜；5、间隔环一；6、三号透镜；7、间隔环二；8、四号透镜；9、五号透镜；10、镜筒；11、滤光片；12、物面；13、光阑；14、像面。
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。
一种新型超广角光学镜头，如图1所示，包括镜筒10、光阑13，它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片11、压环1、麦拉片3、间隔环一5、间隔环二7；第一透镜组由一号透镜2、二号透镜4组成，第二透镜组由三号透镜6、四号透镜8和五号透镜9组成；
一号透镜2、二号透镜4、三号透镜6、四号透镜8、五号透镜9、滤光片11 均安装在镜筒10内且一号透镜2、二号透镜4、三号透镜6、四号透镜8、五号透镜9、滤光片11依序同轴设置于物面12与像面14之间，以确保成像的精准度；各透镜以及滤光片11的具体设置方式为：一号透镜2位于镜筒10的前端麦拉片3 设置于一号透镜2与二号透镜4之间，间隔环一5设置于二号透镜4与三号透镜6 之间，光阑13固定在间隔环一5内且光阑13与一号透镜2、二号透镜4、三号透镜6、四号透镜8、五号透镜9、滤光片11位于同一轴上；间隔环二7设置于三号透镜6与四号透镜8之间，四号透镜8的后表面与五号透镜9的前表面相互粘合，滤光片11固定设置在镜筒10的后端；对于四号透镜、五号透镜9以及滤光片11 均可采用胶水固定粘接，不但固定效果好，且成本低、安装便利。
此外，一号透镜2通过压环1与镜筒10固定相接，通过压环1将镜筒10内的各部件均固定在镜筒10内，以防止各部件掉落，影响本光学镜头的正常使用。对于压环1、镜筒10、间隔环一5、间隔环二7均采用金属件，不但使用寿命长，还能增加本产品的质感。
为使得本新型超广角光学镜头兼具大视角与短总长的优良性能，其中，一号透镜2为具有负光焦度且凸面朝向物面12的弯月透镜，一号透镜2的折射率Nd 为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53，用于以最大视场角接收外界光线，增加光学镜头的采集角度；麦拉片3减少其他光线的干扰，确保进入二号透镜4的光线质量；二号透镜4为具有正光焦度的双凸透镜，二号透镜4的折射率Nd为 1.8<Nd<2.0，色散率Vd为22<Vd<24，用于接收一号透镜2的光线，并修正像差；光阑13用于限制进入三号透镜6的光学通量；三号透镜6为具有负光焦度且凹面朝向像面14的凹凸透镜，三号透镜6的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd 为39<Vd<42，用于接收通过光阑13的光线，并进行修正；四号透镜8、五号透镜9均为具有正光焦度的胶合透镜，四号透镜8的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53；五号透镜9的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为 19<Vd<22，四号透镜8与五号透镜9相粘接，可消除色差；最终，滤光片11将光线中的波段外的噪声光过滤，呈现高清晰度的画质。并且，一号透镜2、二号透镜4、三号透镜6、四号透镜8、五号透镜9均采用玻璃球面镜片，五片球面玻璃镜片，焦距3.1mm，光学总长可以小至16.8mm，确保可以实现其成像面为1/3 英寸时，对角拍照最大角度为147度，同时兼具大视角与短总长，拥有更短的镜头总长，使得光学镜头的清晰度更高、拍摄角度更广。
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 22 0.6 TAF1
球面 2.4 1.4
二号透镜 球面 8.77 3.1 FDS90
球面 -20.61 0.23
光阑 球面 无限 0.29
三号透镜 球面 -7.1 3.0 TAFD30
球面 -5 0.13
四号透镜 球面 10.2 2.14 TAF1
五号透镜 球面 -3.1 0.8 FDS1
球面 -9.52 0.21
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，横坐标表示线对/ 每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值，曲线越高，表示成像质量越好。其中，纵轴MODULUS OF THE OTF中OTF的全称为optical transfer function，指光学传递函数，在本实施例中纵轴即为光学调制传递函数，也就是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。
再如图6和图7所示，分别为本实施例的场曲图(FIELD CURVETUR)和光学畸变图，(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，基本上可控制在0.1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的横坐标是畸变的百分比值(PERCENT)，从图7中可以看出，光学畸变为-48.78％％，表明本实施例在作为新型超广角光学镜头使用时，具有较低的光学畸变，其光学性能较佳。
如图8所示，为本实施例在不同视场(FIELD)的光学系统点列图(SPOT DIAGRAM)，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；表格下方数值表示：数值越小成像质量越好。从图8中可以看出，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)5片球面玻璃镜片，焦距3.1mm，光学总长可以小至16.8mm，拥有更短的镜头总长，使得光学镜头制作的更轻薄短小，极大的扩大了本新型超广角光学镜头的使用范围；
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)采用5个镜片，不但体积小、重量轻且成本更低，还能够确保成像的清晰度度至少达到2百万像素；
4)当成像面象面大小为1/3英寸时，对角拍照最大角度可达147度，拍摄角度更广，扩大了监控范围，克服了拍照死角等弊端。
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 (5)

1.一种新型超广角光学镜头，包括镜筒(10)、光阑(13)，其特征在于：它还包括第一透镜组、第二透镜组、滤光片(11)、压环(1)、麦拉片(3)、间隔环一(5)、间隔环二(7)；所述第一透镜组由一号透镜(2)、二号透镜(4)组成，第二透镜组由三号透镜(6)、四号透镜(8)和五号透镜(9)组成；
所述一号透镜(2)、二号透镜(4)、三号透镜(6)、四号透镜(8)、五号透镜(9)、滤光片(11)均安装在镜筒(10)内且一号透镜(2)、二号透镜(4)、三号透镜(6)、四号透镜(8)、五号透镜(9)、滤光片(11)依序同轴设置于物面(12)与像面(14)之间；
所述一号透镜(2)位于镜筒(10)的前端且一号透镜(2)通过压环(1)与镜筒(10)固定相接；所述麦拉片(3)设置于一号透镜(2)与二号透镜(4)之间，间隔环一(5)设置于二号透镜(4)与三号透镜(6)之间，光阑(13)固定在间隔环一(5)内且光阑(13)与一号透镜(2)、二号透镜(4)、三号透镜(6)、四号透镜(8)、五号透镜(9)、滤光片(11)位于同一轴上；所述间隔环二(7)设置于三号透镜(6)与四号透镜(8)之间，四号透镜(8)的后表面与五号透镜(9)的前表面相互粘合，滤光片(11)固定设置在镜筒(10)的后端；
所述一号透镜(2)为具有负光焦度且凸面朝向物面(12)的弯月透镜，二号透镜(4)为具有正光焦度的双凸透镜，三号透镜(6)为具有负光焦度且凹面朝向像面(14)的凹凸透镜，四号透镜(8)、五号透镜(9)均为具有正光焦度的胶合透镜。
2.根据权利要求1所述的新型超广角光学镜头，其特征在于：所述一号透镜(2)、二号透镜(4)、三号透镜(6)、四号透镜(8)、五号透镜(9)均为玻璃球面镜片。
3.根据权利要求1所述的新型超广角光学镜头，其特征在于：所述镜筒(10)、间隔环一(5)、间隔环二(7)均采用金属件。
4.根据权利要求1或2所述的新型超广角光学镜头，其特征在于：
所述一号透镜(2)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53；
所述二号透镜(4)的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为22<Vd<24；
所述三号透镜(6)的折射率Nd为1.7<Nd<1.9，色散率Vd为39<Vd<42；
所述四号透镜(8)的折射率Nd为1.6<Nd<1.8，色散率Vd为49<Vd<53；
所述五号透镜(9)的折射率Nd为1.8<Nd<2.0，色散率Vd为19<Vd<22。
5.根据权利要求4所述的新型超广角光学镜头，其特征在于：所述一号透镜(2)、二号透镜(4)、三号透镜(6)、四号透镜(8)、五号透镜(9)的光学总长TTL小于或者等于16.8mm。
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