CN213903941U

CN213903941U - 一种超大广角高清光学镜头

Info

Publication number: CN213903941U
Application number: CN202022934126.XU
Authority: CN
Inventors: 吴强华; 张福美; 汪晓旭
Original assignee: Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Current assignee: Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2030-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种超大广角高清光学镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜、滤光片和像面；本实用新型的超大广角高清光学镜头的视场角达240度，大光圈FNO.达到1.8，光通量大、夜晚摄像效果更佳；采用6块玻璃镜片2块塑胶镜片，可减小镜头的重量和镜头的体积、降低镜头的制造成本以及加快研发周期；光学参数与成像条件匹配较佳，使得透镜系统的像差得到较大程度的校正，并且MTF解析度高，保证在整个投影像面高清并且都能均匀成像；另外，所有的光学玻璃透镜采用球面设计，镜片冷加工工艺性能良好，玻璃材质成本低且成品镜头价格也较低，量产良率高。

Description

一种超大广角高清光学镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，特别是一种超大广角高清光学镜头。

背景技术

全景技术是目前迅速发展的一种新型视觉技术，利用特殊的全景成像装置可以获得水平方向上全360°，在垂直方向一定角度的视场。这种成像方式能实时提供对象和环境的全方位信息，为后续的图像处理和分析争取时间。全景镜头技术在机器视觉、管道探测、医学内窥检查、周视监测等方面有着非常重要的意义，在航空、国防、民用、医学等领域有着广泛的应用前景。

随着社会的发展，市场对全景光学系统的视场角和体型提出更高的要求，现有全景镜头光学系统或摄像模组普遍存在视场角不够大(往往在180度左右，不满足现有的市场)、长度过长、镜片过多、结构复杂、解析度不均匀的缺陷。

如果中国专利申请号2019112671048公开的一种高像素全景镜头系统，但是其结构复杂，采用11个镜片，TTL>35mm，提高成本和镜头体积大，视场角小(<200°)，光圈小(FNO>1.90)，夜晚的摄像效果差。

为解决现有市场普遍存在视场角不够大(往往在180度左右，不满足现有的市场)、长度过长、镜片过多、结构复杂、解析度不均匀的问题，很有必要研发一种超广视场角达到240度，镜片数量少的结构简单高清光学镜头。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有市场普遍存在视场角不够大(往往在180度左右，不满足现有的市场)、长度过长、镜片过多、结构复杂、解析度不均匀的问题，提供一种视场角达到240°的超大广角高清光学镜头。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种超大广角高清光学镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜、滤光片和像面，所述第一透镜的光焦度为负，且所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜的光焦度为负，且所述第二透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第三透镜是光焦度为负的塑胶非球面透镜，且所述第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第四透镜的光焦度为正，且所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第五透镜的光焦度为正，且所述第五透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第六透镜的光焦度为负，且所述第六透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第七透镜的光焦度为正，且所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第八透镜是光焦度为正的塑胶非球面透镜，且所述第八透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜与第六透镜之间设有光阑；

所述第一透镜的有效焦距与第二透镜的有效焦距满足以下关系：1.5＜f1/f2＜2.5；所述第三透镜的有效焦距与第四透镜的有效焦距满足以下关系：-1.78＜f3/f4＜-0.38；所述第六透镜的有效焦距和第七透镜的有效焦距满足以下关系：-2.17<f6/f7<-0.34；所述第八透镜的有效焦距和光学镜头的有效总焦距满足以下关系：3.1＜f8/f＜4.3；其中：f1表示所述第一透镜的有效焦距，f2表示所述第二透镜的有效焦距，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距，f8表示所述第八透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效总焦距。

进一步地，所述第二透镜的阿贝系数大于50，且小于70。

进一步地，所述第五透镜的阿贝系数大于45，且小于65。

进一步地，所述第三透镜的折射率小于1.65。

进一步地，所述第四透镜的折射率小于1.80。

进一步地，所述第六透镜的折射率小于1.80。

进一步地，所述第七透镜的折射率大于1.50。

优选地，所述第六透镜和第七透镜为一组胶合透镜。

优选地，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃镜片。

与现有技术相比，本实用新型通过采用合理光焦度分配的具有特定结构形状的透镜组成一种视场角达240度超大广角高清光学镜头，大光圈FNO.达到1.8，光通量大和夜晚摄像效果更佳；结构采用6G2P(6块玻璃镜片，2块塑胶镜片)，TTL≤17.6mm，可减小镜头的重量和镜头的体积、降低镜头的制造成本以及加快研发周期；本实用新型提供光学透镜系统中的光学参数与成像条件匹配较佳，使得透镜系统的像差得到较大程度的校正，并且MTF解析度高，保证在整个投影像面高清并且都能均匀成像；另外，所有的光学玻璃透镜采用球面设计，镜片冷加工工艺性能良好，玻璃材质成本低且成品镜头价格也较低，量产良率高；所有的塑胶镜片加工性能很好，缩短研发周期提高研发效率。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的镜头的透镜示意图。

图2为本实用新型实施例的镜头的120lp/mmMTF解析图。

图3为本实用新型实施例的镜头的离焦曲线图。

图4为本实用新型实施例的镜头的场曲图。

图5为本实用新型实施例的镜头的F-Theta畸变图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定实用新型。

如图1所示，本实施例提供了一种超大广角高清光学镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7和第八透镜E8、滤光片E9和像面，所述第一透镜E1的光焦度为负，且所述第一透镜E1物面侧S1为凸面、像面侧S2为凹面；第二透镜E2的光焦度为负，且所述第二透镜E2物面侧S3为凸面、像面侧S4为凹面；第三透镜E3是光焦度为负的塑胶非球面透镜，且所述第三透镜E3物面侧S5为凹面、像面侧S6为凹面；第四透镜E4的光焦度为正，且所述第四透镜E4物面侧S7为凸面、像面侧S8为凸面；第五透镜E5的光焦度为正，且所述第五透镜E5物面侧S9为凸面、像面侧S10为凸面；第六透镜E6的光焦度为负，且所述第六透镜E6物面侧S11为凹面、像面侧为凹面；第六透镜E6和第七透镜E7为一组胶合透镜，第六透镜E6和第七透镜E7的胶合面为S12，第七透镜E7的光焦度为正，且所述第七透镜E7物面侧为凸面、像面侧S13为凸面，第八透镜E8是光焦度为正的塑胶非球面透镜，且所述第八透镜E8物面侧S14为凸面、像面侧15为凸面；所述第五透镜E5与第六透镜E6之间设有光阑ST；

所述第一透镜E1的有效焦距与第二透镜E2的有效焦距满足以下关系：1.5＜f1/f2＜2.5；所述第三透镜E3的有效焦距与第四透镜E4的有效焦距满足以下关系：-1.78＜f3/f4＜-0.38；所述第六透镜E6的有效焦距和第七透镜的有效焦距满足以下关系：-2.17<f6/f7<-0.34；所述第八透镜的有效焦距和光学镜头的有效总焦距满足以下关系：3.1＜f8/f＜4.3；其中：f1表示所述第一透镜的有效焦距，f2表示所述第二透镜的有效焦距，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距，f8表示所述第八透镜的有效焦距，f表示所述光学镜头的有效总焦距。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第二透镜E2的阿贝系数大于50，且小于70。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第五透镜E5的阿贝系数大于45，且小于65。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第三透镜E3的折射率小于1.65。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第四透镜E4的折射率小于1.80。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第六透镜E6的折射率小于1.80。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第七透镜E7的折射率大于1.50。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述光学镜头中，所述第一透镜E1、第二透镜E2、第四透镜E4、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7均为玻璃镜片。

为了验证本实施例的超大广角高清光学镜头的光学性能，以表1和表2所示的镜片制成本实施例的光学镜头。

表1

表2

表1提供的超大广角高清光学镜头有效焦距为1.17mm，通光孔径为F/1.8，光学系统总长为17.6mm，视场角为235°。在表1中，镜面序号1、2依次代表透镜1的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号3、4代表透镜2的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号5、6代表透镜3的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号7、8代表透镜4的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号9、10代表透镜五的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号14、15代表透镜六的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号15、16代表透镜七的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号17、18代表透镜八的沿光线入射方向的两个镜面，镜面序号19、20代表滤光片的沿光线入射方向的两个镜面。

从表1知滤光片的厚度为0.7mm，折射率为1.52，阿贝常数为64.2；而且所述第一透镜E1的有效焦距与第二透镜E2的有效焦距满足以下关系：1.5＜f1/f2＜2.5；所述第三透镜E3的有效焦距与第四透镜E4的有效焦距满足以下关系：-1.78＜f3/f4＜-0.38；所述第六透镜E6的有效焦距和第七透镜的有效焦距满足以下关系：-2.17<f6/f7<-0.34；所述第八透镜的有效焦距和光学镜头的有效总焦距满足以下关系：3.1＜f8/f＜4.3；第二透镜E2的阿贝系数大于50，且小于70；第五透镜E5的阿贝系数大于45，且小于65；第三透镜E3的折射率小于1.65；第四透镜E4的折射率小于1.80；第六透镜E6的折射率小于1.80；第七透镜E7的折射率大于1.50。

进行本实施例的光学镜头进行光学测试，如图2为可见光波段的调制传递函数(MTF)曲线图，代表了光学系统的综合解像能力，图中横轴表示空间频率，单位：圈数每毫米(cycles/mm)，纵轴表示调制传递函数(MTF)的数值，MTF的数值用来评价镜头的成像质量，取值范围为0-1，特别指出，光学传递函数是用来评价一个光学系统的成像质量较准确、直观和常见的方式，其曲线越高、越平滑，表明系统的成像质量越好，对真实图像的还原能力越强；从图2可以看出，可见光波段在空间频率为120lp/mm时，中心附近成像区域MTF>0.80,成像质量好，从图3离焦曲线图中可以看出该镜头的MTF集中度良好，方便调焦，本具体实现方式提供的光学镜头对各种像差，如球差、慧差、象散、场曲、倍率色差、位置色差等进行了校正，从而提高了分辨率，可以实现在白光下，镜头性能达到1300万像素的分辨率。由图2和图3可知，本实用新型实施例的光学镜头已经将各种像差校正及平衡到一个较好的水平。

图4为本实用新型实施例的场曲图，由图中可知，该镜头的场曲控制在-0.1到0.1之间。

图5为本实用新型实施例的F-Theta畸变图，由图中可知，该镜头的F-Theta畸变控制在-10％以下。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超大广角高清光学镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜、滤光片和像面，其特征在于：所述第一透镜的光焦度为负，且所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜的光焦度为负，且所述第二透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第三透镜是光焦度为负的塑胶非球面透镜，且所述第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第四透镜的光焦度为正，且所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第五透镜的光焦度为正，且所述第五透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第六透镜的光焦度为负，且所述第六透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第七透镜的光焦度为正，且所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第八透镜是光焦度为正的塑胶非球面透镜，且所述第八透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜与第六透镜之间设有光阑；

2.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第二透镜的阿贝系数大于50，且小于70。

3.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第五透镜的阿贝系数大于45，且小于65。

4.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第三透镜的折射率小于1.65。

5.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第四透镜的折射率小于1.80。

6.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第六透镜的折射率小于1.80。

7.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第七透镜的折射率大于1.50。

8.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第六透镜和第七透镜为一组胶合透镜。

9.根据权利要求1所述的超大广角高清光学镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃镜片。