CN220855320U - 一种鱼眼镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鱼眼镜头。该鱼眼镜头包括：沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；第一透镜具有负光焦度，第二透镜具有负光焦度，第三透镜具有正光焦度，第五透镜具有正光焦度，第六透镜具有负光焦度，第七透镜具有正光焦度；其中，第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为T12，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为T23，鱼眼镜头的光学系统总长TTL与T12和T23之间满足：0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2。采用上述技术方案能够使得鱼眼镜头具有大通孔口径和小尺寸；同时，鱼眼镜头的F‑Theta畸变小且为正值，满足边缘高清成像需求。

Description

一种鱼眼镜头

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种鱼眼镜头。

背景技术

因鱼眼镜头具有可视范围广，而被广泛应用于人们的日常生活中。但是，受限于鱼眼镜头大通光口径的要求，使得目前市面上的鱼眼镜头通常具有较大的体积，从而不利于鱼眼镜头在一些小体积要求的应用场景下使用，使得鱼眼镜头的应用受限；同时，现有技术中，鱼眼镜头的F-Theta畸变通常为负数，边缘成像被压缩，不能满足边缘高清成像的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种鱼眼镜头，以在满足较大通光口径的同时，能够具有小型化、以及F-Theta畸变为正的特点。

本实用新型提供了一种鱼眼镜头，包括：沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；

所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有负光焦度，所述第七透镜具有正光焦度；

其中，所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气间隔为T12，所述第二透镜与所述第三透镜之间的空气间隔为T23，所述鱼眼镜头的光学系统总长TTL与T12和T23之间满足：

0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2。

可选的，所述第一透镜和所述第三透镜为玻璃球面透镜；

所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜为塑料非球面透镜。

可选的，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；

所述第一透镜的折射率Nd1和阿贝数Vd1满足：

1.67<Nd1<2.16，20.0<Vd1<58.0。

可选的，所述第一透镜的光焦度Φ1满足：

-0.50≤Φ1/Φ≤-0.22；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

可选的，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面。

可选的，所述第二透镜的光焦度Φ2满足：

-0.46≤Φ2/Φ≤-0.12；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

可选的，所述第三透镜的光焦度Φ3和所述第四透镜的光焦度Φ4满足：

0.16≤(Φ3+Φ4)/Φ≤0.41；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度；所述第四透镜为弯月形透镜。

可选的，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第六透镜的物侧面和像侧面均为凹面；所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

可选的，所述第五透镜的光焦度Φ5、所述第六透镜的光焦度Φ6和所述第七透镜的光焦度Φ7满足：

0.29≤(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ≤0.52；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

可选的，所述第一透镜的光焦度Φ1、所述第二透镜的光焦度Φ2、所述第三透镜的光焦度Φ3、所述第五透镜的光焦度Φ5、所述第六透镜的光焦度Φ6和所述第七透镜的光焦度Φ7满足：

-1.2≤(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)≤-0.9。

本实用新型的技术方案，通过在沿光轴从物面到像面依次设置负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、第四透镜、正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜和正光焦度的第七透镜，使得鱼眼镜头中各透镜的光焦度合理分配，保证鱼眼镜头具有较大的通光口径和较大的成像靶面，以及较高的成像质量；同时，本实用新型的鱼眼镜头仅包括七枚透镜，且第一透镜与第二透镜之间的空气间隔、第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为T23、以及鱼眼镜头的光学系统总长TTL满足0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2，使得鱼眼镜头具有紧凑的结构，从而能够在满足较大的通光口径的同时，能够使得鱼眼镜头具有较小的光学系统总长，使得鱼眼镜头具有小型化的特点，进而使得鱼眼镜头能够应用于具有小尺寸要求的应用场景中，拓宽鱼眼镜头的应用场景；此外，通过合理分配各透镜的光焦度，还能够使得鱼眼镜头F-Theta畸变小且为正值，满足边缘高清成像需求。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型提供的一种鱼眼镜头的结构示意图；

图2是图1所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图；

图3是图1所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图；

图4是本实用新型提供的另一种鱼眼镜头的结构示意图；

图5是图4所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图；

图6是图4所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图；

图7是本实用新型提供的又一种鱼眼镜头的结构示意图；

图8是图7所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图；

图9是图7所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

图1是本实用新型实施例提供一种鱼眼镜头的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的鱼眼镜头包括沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60和第七透镜70；第一透镜10具有负光焦度，第二透镜20具有负光焦度，第三透镜30具有正光焦度，第五透镜50具有正光焦度，第六透镜60具有负光焦度，第七透镜70具有正光焦度；其中，第一透镜10与第二透镜20之间的空气间隔为T12，第二透镜20与第三透镜30之间的空气间隔为T23，鱼眼镜头的光学系统总长TTL与T12和T23之间满足：0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2。

其中，光焦度等于像方光束汇聚度与物方光束汇聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面(即透镜的一个表面)，可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形成的系统(即透镜组)。

具体的，第一透镜10至第七透镜70的各个透镜可以固定于一个镜筒(图1中未示出)内，通过将第一透镜10设置为具有负光焦度透镜，能够使光学系统具有较大的视场角；第二透镜20同样设置为具有负光焦度的透镜，透过第一透镜10的光线能够平缓地进入至第二透镜20中；将第三透镜30、第五透镜50和第七透镜70设置为具有正光焦度，第六透镜60设置为具有负光焦度，第四透镜的光焦度可以为正或负能够根据其它透镜的光焦度进行选择，使得整个鱼眼镜头的光焦度按照一定比例分配，保证前后镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，从而有利于提高光学成像系统的成像质量，使得鱼眼镜头具有较大的成像靶面、较小的光圈数，进而使得鱼眼镜头能够具有较大的通光口径

此外，第一透镜10与第二透镜20之间的空气间隔为T12，该空气间隔T12能够体现出第一透镜10与第二透镜20之间的距离，即该空气间隔T12越小，第一透镜10与第二透镜20之间的间距越小，使得第一透镜10与第二透镜20组成的结构之间越紧凑；同样的，第二透镜20与第三透镜30之间的空气间隔为T23，该空气间隔T23能够体现出第二透镜20与第三透镜30之间的距离，即该空气间隔T23越小，第二透镜20与第三透镜30之间的间距越小，使得第二透镜20与第三透镜30组成的结构之间越紧凑；通过使鱼眼镜头的光学系统总长TTL与T12和T23之间满足：0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2，使得第一透镜10、第二透镜20和第三透镜30两个之间的空气间隔之和与光学系统总长TTL的比值足够小，从而使得鱼眼镜头能够具有紧凑的结构，有利于鱼眼镜头的小体积和小尺寸，进而使得鱼眼镜头可以应用于需要较小尺寸的环境中，有利于拓宽鱼眼镜头的应用场景。

可选的，第一透镜10和第三透镜30为玻璃球面透镜；第二透镜20、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60和第七透镜70为塑料非球面透镜。

其中，非球面透镜起到矫正所有高级像差的作用。由于塑料材质的透镜成本远低于玻璃材质的透镜成本，本实用新型实施例提供的鱼眼镜头中，通过设置5片塑料非球面镜片，像质好，成本低。且因两类材质具有互相补偿作用，可保证鱼眼镜头在高低温环境下仍可正常使用。

可选的，第一透镜10的物侧面为凸面，第一透镜10的像侧面为凹面，即第一透镜10为弯月形透镜，使得鱼眼镜头能够具有较大的视场角，满足鱼眼镜头的大视角要求。

进一步的，第一透镜10的折射率Nd1和阿贝数Vd1满足：1.67<Nd1<2.16，20.0<Vd1<58.0。

其中，折射率是光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比，主要用来描述材料对光的折射能力，不同的材料的折射率不同。阿贝数是用以表示透明介质色散能力的指数，介质色散越严重，阿贝数越小；反之，介质的色散越轻微，阿贝数越大。如此，通过合理设置第一透镜的折射率和阿贝数，能够保证鱼眼镜头的光学系统具有超大的视场角的。

可选的，第一透镜10的光焦度Φ1满足：-0.50≤Φ1/Φ≤-0.22；其中，Φ为鱼眼镜头的光学系统的光焦度。如此，通过合理设置第一透镜10的光焦度与鱼眼镜头的光学系统的光焦度比值的取值范围，可使物方光线由第一透镜10平缓过渡进入成像系统，使各个方位的光线均能以较小的入射角进入第二透镜，减少高级像差的占比。

可选的，第二透镜20的物侧面为凸面，第二透镜20的像侧面为凹面，如此，第二透镜20为弯月形的透镜，能够起到缓解光线入射角平衡公差的作用，使得光线能够由第二透镜20平缓过渡进入后面的光学系统中，从而在具有较大视场角的同时，能够提高成像质量。

可选的，第二透镜20的光焦度Φ2满足：-0.46≤Φ2/Φ≤-0.12；其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。通过合理设置第二透镜20的光焦度与光学系统的光焦度比值的取值范围，可进一步使得从第一透镜10进入的光线能够经由第二透镜20平缓过渡后进入后面的系统，从而实现大的视场角。

可选的，第三透镜30的光焦度Φ3和第四透镜40的光焦度Φ4满足：0.16≤(Φ3+Φ4)/Φ≤0.41；其中，Φ为鱼眼镜头的光学系统的光焦度；第四透镜为弯月形透镜。

其中，由于第三透镜30为具有正光焦度的玻璃透镜，第四透镜40为弯月形塑胶非球面透镜，使得第三透镜30的光焦度与第四透镜40的光焦度相互配合，从而能够有效收缩光线偏角，有利于系统像差的校正。

可选的，第五透镜50的物侧面和像侧面均为凸面，使得第五透镜50为双凸透镜；第六透镜60的物侧面和像侧面均为凹面，使得第六透镜60为双凹透镜；第七透镜70的物侧面和像侧面均为凸面，使得第七透镜70为双凸透镜。

进一步的，第五透镜50的光焦度Φ5、第六透镜60的光焦度Φ6和第七透镜70的光焦度Φ7满足：0.29≤(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ≤0.52；其中，Φ为鱼眼镜头的光学系统的光焦度。如此，通过合理设置第五透镜、第六透镜和第七透镜的光焦度，能够有效矫正系统像差，提高鱼眼镜头的成像质量。

在一可选的实施例中，第五透镜50与第六透镜60可以通过隔圈或垫片承靠，使得第五透镜50与第六透镜60之间能够具有较小的间距，从而有利于减小鱼眼镜头的光学系统总长。

在另一可选的实施例中，第五透镜60与第六透镜60也可通过胶水粘接，使得第五透镜60与第六透镜60组成胶合透镜，此时可以有效减小第五透镜50和第六透镜60间的空气间隔，从而减小镜头总长。此外，胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差，使得鱼眼镜头的各种像差可得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可提高分辨率，优化畸变、CRA等光学性能；并可减少镜片间反射引起光量损失，提升照度，从而改善像质、提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可减少两个镜片之间的组立部件，简化镜头制造过程中的装配程序，降低成本，并降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。

可选的，第一透镜10的光焦度Φ1、第二透镜20的光焦度Φ2、第三透镜30的光焦度Φ3、第五透镜50的光焦度Φ5、第六透镜60的光焦度Φ6和第七透镜70的光焦度Φ7满足：-1.2≤(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)≤-0.9。

其中，第一透镜10、第二透镜20和第六透镜60均具有负光焦度，第三透镜30、第五透镜50和第七透镜70均具有正光焦度，通过合理分配各透镜的光焦度，使得正光焦度的各透镜与负光焦度的各透镜的光焦度相互中和，从而有利于矫正系统像差，提高成像质量。

可选的，鱼眼镜头还可以包括滤光片80，该滤光片设置于第七透镜70的像面侧，滤光片80可以滤除不需要的杂散光，从而提高鱼眼镜头的像质，例如，通过滤光片80在白天滤除红外光来提高鱼眼镜头的成像质量。同时，滤光片80还能够对成像传感器起到保护作用。

可选的，鱼眼镜头还可以包括光阑，光阑能够调节光束的传播方向，有利于提高成像质量。其中，光阑可以位于第五透镜50与第四透镜40之间的光路中，本实用新型实施例对光阑的具体设置位置不进行限定，通过将光阑设置在合适的位置处，有助于提高相对照度，并减小CRA。

本实用新型实施例通过合理分配各透镜的光焦度，使得鱼眼镜头能够满足大视场角、高成像质量和大通光口径的需求；同时，通过合理设置光学系统总长与各透镜的之间的空气间隔的关系，使得鱼眼镜头具有结构紧凑、小尺寸的特点，从而满足小尺寸应用场景的应用需求，进而拓宽鱼眼镜头的应用场景。进一步地，使得鱼眼镜头f-theta畸变小且为正值，可以提升边缘成像的像素占比，便于后期算法处理。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的鱼眼镜头的具体实施例。

在一可行的实施例中，表1以一种可行的实施方式，详细说明了图1所示的定焦镜头的具体光学物理参数。

表1鱼眼镜头的一种光学物理参数设计

取值范围	实施例1	下限	上限
				Φ1/Φ	-0.38	-0.50	-0.22
Φ2/Φ	-0.17	-0.46	-0.12
				(Φ3+Φ4)/Φ	0.21	0.16	0.41
(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ	0.39	0.29	0.52
				(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)	-1.02	-1.20	-0.90
(T12+T23)/TTL	0.18	0.14	0.20
				Nd1	1.75	1.67	2.16
Vd1	52.30	20.00	58.00

本实施例的鱼眼镜头的焦距f为1.84mm，光圈F可以达到1.675。

表2为与表1对应的一种鱼眼镜头中各透镜的表面类型、曲率半径、厚度和材料等的设计参数。

表2鱼眼镜头中各透镜的一种参数设计

本实施例提供的鱼眼镜头包括沿光轴由物方至像方依次排列的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40、光阑(图中未示出)、第五透镜50、第六透镜60、第七透镜70和滤光片80。表2中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，“OBJ”代表所述镜头的物面；“STO”代表所述镜头的光阑；“IMA”代表所述镜头的像面；“S1”代表第一透镜10朝向物方的表面，“S2”代表第一透镜10朝向像方的表面，“S3”代表第二透镜20朝向物方的表面，依次类推，“S15”代表滤光片80朝向物方的表面，“S16”代表滤光片80朝向像方的表面。曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大，距离为无穷远；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半口径代表透镜在最大光圈下的纳光能力；k值代表该非球面的圆锥系数的数值大小。

本实施例的鱼眼镜头的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A、B、C、D、E和F分别为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶项系数。

表3一种鱼眼镜头的非球面系数

其中，3.25608E-03表示面序号为S3的系数A为3.25608×10^-3。

图2是图1所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图，图3是图1所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图。如图2所示的轴向像差曲线，垂直方向表示孔径的归一化，0表示在光轴上，垂直方向顶点表示最大的光瞳半径；水平方向表示相对理想焦点的偏移量，单位毫米(mm)；图中不同线形曲线表示的鱼眼镜头的光学系统成像的不同波长；由图2可以看出，不同波长的轴向像差均控制在(-0.05mm，+0.05mm)范围内，由此可知，该鱼眼镜头在各波长的球差得到了较好的控制，可以满足宽光谱应用需求。如图3所示的场曲畸变曲线图，图中左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图3可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头对波长为436nm的光到850nm的光均能够在场曲上进行有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图3可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头的F-Theta畸变为正数且小于+10％，有效提升边缘成像的像素占比，便于后期算法处理。

在另一可行的实施例中，图4是本实用新型实施例提供的另一种鱼眼镜头的结构示意图，表4以一种可行的实施方式，详细说明了图4所示的鱼眼镜头的具体光学物理参数。

表4鱼眼镜头的另一种光学物理参数设计

取值范围	实施例2	下限	上限
				Φ1/Φ	-0.26	-0.50	-0.22
Φ2/Φ	-0.41	-0.46	-0.12
				(Φ3+Φ4)/Φ	0.37	0.16	0.41
(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ	0.32	0.29	0.52
				(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)	-0.99	-1.20	-0.90
(T12+T23)/TTL	0.16	0.14	0.20
				Nd1	2.00	1.67	2.16
Vd1	25.40	20.00	58.00

本实施例的鱼眼镜头的焦距f为1.846mm，光圈F可以达到1.677。

表5为与表4对应的一种鱼眼镜头中各透镜的表面类型、曲率半径、厚度和材料等的设计参数。

表5鱼眼镜头中各透镜的另一种参数设计

本实施例提供的鱼眼镜头包括沿光轴由物方至像方依次排列的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、光阑(图中未示出)、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60、第七透镜70和滤光片80。表5中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，“OBJ”代表所述镜头的物面；“STO”代表所述镜头的光阑；“IMA”代表所述镜头的像面；“S1”代表第一透镜10朝向物方的表面，“S2”代表第一透镜10朝向像方的表面，“S3”代表第二透镜20朝向物方的表面，依次类推，“S14”代表滤光片80朝向物方的表面，“S15”代表滤光片80朝向像方的表面。曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大，距离为无穷远；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半口径代表透镜在最大光圈下的纳光能力；k值代表该非球面的圆锥系数的数值大小。

本实施例的鱼眼镜头的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A、B、C、D、E和F分别为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶项系数。

表6另一种鱼眼镜头的非球面系数

其中，1.97328E-03表示面序号为S3的系数A为1.97328×10^-3。

图5是图4所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图，图6是图4所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图。如图5所示的轴向像差曲线，垂直方向表示孔径的归一化，0表示在光轴上，垂直方向顶点表示最大的光瞳半径；水平方向表示相对理想焦点的偏移量，单位毫米(mm)；图中不同线形曲线表示的鱼眼镜头的光学系统成像的不同波长；由图5可以看出，不同波长的轴向像差均控制在(-0.05mm，+0.05mm)范围内，由此可知，该鱼眼镜头在各波长的球差得到了较好的控制，可以满足宽光谱应用需求。如图6所示的场曲畸变曲线图，图中左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图6可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头对波长为436nm的光到850nm的光均能够在场曲上进行有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图6可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头的F-Theta畸变为正数且小于+10％，有效提升边缘成像的像素占比，便于后期算法处理。

在又一可行的实施例中，图7是本实用新型实施例提供的又一种鱼眼镜头的结构示意图，表7以一种可行的实施方式，详细说明了图7所示的鱼眼镜头的具体光学物理参数。

表7鱼眼镜头的另一种光学物理参数设计

取值范围	实施例3	下限	上限
				Φ1/Φ	-0.45	-0.50	-0.22
Φ2/Φ	-0.32	-0.46	-0.12
				(Φ3+Φ4)/Φ	0.19	0.16	0.41
(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ	0.49	0.29	0.52
				(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)	-1.12	-1.20	-0.90
(T12+T23)/TTL	0.18	0.14	0.20
				Nd1	2.15	1.67	2.16
Vd1	27.24	20.00	58.00

本实施例的鱼眼镜头的焦距f为1.87mm，光圈F可以达到1.679。

表8为与表7对应的一种鱼眼镜头中各透镜的表面类型、曲率半径、厚度和材料等的设计参数。

表8鱼眼镜头中各透镜的又一种参数设计

本实施例提供的鱼眼镜头包括沿光轴由物方至像方依次排列的第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、光阑(图中未示出)、第四透镜40、第五透镜50、第六透镜60、第七透镜70和滤光片80。表5中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，“OBJ”代表所述镜头的物面；“STO”代表所述镜头的光阑；“IMA”代表所述镜头的像面；“S1”代表第一透镜10朝向物方的表面，“S2”代表第一透镜10朝向像方的表面，“S3”代表第二透镜20朝向物方的表面，依次类推，“S14”代表滤光片80朝向物方的表面，“S15”代表滤光片80朝向像方的表面。曲率半径代表透镜表面的弯曲程度，正值代表该表面弯向像面一侧，负值代表该表面弯向物面一侧，其中“Infinity”代表该表面为平面，曲率半径为无穷大，距离为无穷远；厚度代表当前表面到下一表面的中心轴向距离，折射率代表当前表面到下一表面之间的材料对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1；阿贝数表示当前表面到下一表面之间的材料对光线的色散特性，空格代表当前位置为空气；半口径代表透镜在最大光圈下的纳光能力；k值代表该非球面的圆锥系数的数值大小。

本实施例的鱼眼镜头的非球面圆锥系数可用以下非球面公式进行限定，但不仅限于以下表示方法：

其中，z为非球面Z向的轴向矢高；r为非球面的高度；c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数；k为拟合圆锥系数；A、B、C、D、E和F分别为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶项系数。

表9又一种鱼眼镜头的非球面系数

其中，-5.25944E-04表示面序号为S3的系数A为-5.25944×10^-4。

图8是图7所示的鱼眼镜头的球差曲线示意图，图9是图7所示的鱼眼镜头的场曲畸变曲线示意图。如图8所示的轴向像差曲线，垂直方向表示孔径的归一化，0表示在光轴上，垂直方向顶点表示最大的光瞳半径；水平方向表示相对理想焦点的偏移量，单位毫米(mm)；图中不同线形曲线表示的鱼眼镜头的光学系统成像的不同波长；由图8可以看出，不同波长的轴向像差均控制在(-0.05mm，+0.05mm)范围内，由此可知，该鱼眼镜头在各波长的球差得到了较好的控制，可以满足宽光谱应用需求。如图9所示的场曲畸变曲线图，图中左侧坐标系中，水平坐标表示场曲的大小，单位为mm；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；其中T表示子午，S表示弧矢；由图9可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头对波长为436nm的光到850nm的光均能够在场曲上进行有效地控制，即在成像时，中心的像质和周边的像质差距较小；右侧坐标系中，水平坐标表示畸变的大小，单位为％；垂直坐标表示归一化像高，没有单位；由图9可以看出，本实施例提供的鱼眼镜头的F-Theta畸变为正数且小于+10％，有效提升边缘成像的像素占比，便于后期算法处理。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的结构，重新排序、增加或删除模块、单元等结构。例如，本实用新型中记载的各结构可以并行地存在也可以存在某些或全部，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种鱼眼镜头，其特征在于，包括：沿光轴从物面到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；

所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有正光焦度，所述第五透镜具有正光焦度，所述第六透镜具有负光焦度，所述第七透镜具有正光焦度；

其中，所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气间隔为T12，所述第二透镜与所述第三透镜之间的空气间隔为T23，所述鱼眼镜头的光学系统总长TTL与T12和T23之间满足：

0.14≤(T12+T23)/TTL≤0.2。

2.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第三透镜为玻璃球面透镜；

所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜为塑料非球面透镜。

3.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；

所述第一透镜的折射率Nd1和阿贝数Vd1满足：

1.67<Nd1<2.16，20.0<Vd1<58.0。

4.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度Φ1满足：

-0.50≤Φ1/Φ≤-0.22；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

5.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面。

6.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第二透镜的光焦度Φ2满足：

-0.46≤Φ2/Φ≤-0.12；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

7.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度Φ3和所述第四透镜的光焦度Φ4满足：

0.16≤(Φ3+Φ4)/Φ≤0.41；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度；所述第四透镜为弯月形透镜。

8.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面和像侧面均为凸面；所述第六透镜的物侧面和像侧面均为凹面；所述第七透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

9.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第五透镜的光焦度Φ5、所述第六透镜的光焦度Φ6和所述第七透镜的光焦度Φ7满足：

0.29≤(Φ5+Φ6+Φ7)/Φ≤0.52；

其中，Φ为所述鱼眼镜头的光学系统的光焦度。

10.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度Φ1、所述第二透镜的光焦度Φ2、所述第三透镜的光焦度Φ3、所述第五透镜的光焦度Φ5、所述第六透镜的光焦度Φ6和所述第七透镜的光焦度Φ7满足：

-1.2≤(Φ3+Φ5+Φ7)/(Φ1+Φ2+Φ6)≤-0.9。