全文摘要
本实用新型公开了一种超大广角低成本光学装置，该光学系统沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜；第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜物面侧为平凸面、像面侧为凹面；第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凸面；第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；其中所述第二透镜、第三透镜和第七透镜为塑料非球面透镜，第二透镜的焦距为f2，第七透镜的焦距为f7，其满足关系：‑1.05＆lt;(f2\/f7)＆lt;‑0.55；本实用新型解决了全景鱼眼镜头成本高，视场角偏小，解像力偏低的问题。
主设计要求
1.一种超大广角低成本光学装置，所述光学装置的光学系统沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜；其特征在于，所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜物面侧为平凸面、像面侧为凹面；所述第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凸面；所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；其中所述第二透镜、第三透镜和第七透镜为塑料非球面透镜，所述第二透镜的焦距为f2，所述第七透镜的焦距为f7，其满足关系：-1.05＆lt;(f2\/f7)＆lt;-0.55。
设计方案
1.一种超大广角低成本光学装置，所述光学装置的光学系统沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜；其特征在于，所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜物面侧为平凸面、像面侧为凹面；所述第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凸面；所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；其中所述第二透镜、第三透镜和第七透镜为塑料非球面透镜，所述第二透镜的焦距为f2，所述第七透镜的焦距为f7，其满足关系：-1.05<(f2\/f7)<-0.55。
2.根据权利要求1所述的超大广角低成本光学装置，其特征在于，所述第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3>1.63，Vd3<25。
3.根据权利要求1所述的超大广角低成本光学装置，其特征在于，所述第五透镜和第六透镜为一组胶合透镜。
4.根据权利要求1所述的超大广角低成本光学装置，其特征在于，所述光学装置的光学总长ttl满足如下条件：ttl≤18.3mm。
5.根据权利要求1所述的超大广角低成本光学装置，其特征在于，所述光学装置的视场角2ω在190°～200°之间。
6.根据权利要求1所述的超大广角低成本光学装置，其特征在于，所述第七透镜与像面之间还设有保护玻璃。
设计说明书
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低成本光学装置。
背景技术
目前，市场上的全景鱼眼镜头种类日趋多样化，但是这些鱼眼镜头大多规格指标低，光圈偏小，夜晚噪点多；而大光圈的镜头不但在白天能呈现良好的画面，在微光以及夜晚环境下也能呈现清晰明亮的图像，现有镜头还存在高低温不共焦的问题，存在性能与成本难以平衡的问题。为此，有必要设计一种低成本大光圈无热化定焦镜头。
实用新型内容
为了克服上述不足，本实用新型的目的是要提供一种。
为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：
一种超大广角低成本光学装置，所述光学装置的光学系统沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜；其特征在于，所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜物面侧为平凸面、像面侧为凹面；所述第三透镜物面侧为凹面、像面侧为凸面；所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；其中所述第二透镜、第三透镜和第七透镜为塑料非球面透镜，所述第二透镜的焦距为f2，所述第七透镜的焦距为f7，其满足关系：-1.05<(f2\/f7)<-0.55。
进一步的，所述第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3>1.63，Vd3<25。
进一步的，所述第五透镜和第六透镜为一组胶合透镜。
进一步的，所述光学装置的光学总长ttl满足如下条件：ttl≤18.3mm。
进一步的，所述光学装置的视场角2ω在190°～200°之间。
进一步的，所述第七透镜与像面之间还设有保护玻璃。
本实用新型的超大广角低成本光学装置通过第一透镜到第七透镜的排布和它们之间焦距的范围条件实现了在工作距离为无穷远时，镜头的f＝1.4mm，FNO＝1.6，视场角FOV＝200°，分辨率达到千万像素以上，F-THETA畸变率在2％以下，同时其最大光圈达到F1.4。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型最大光圈达到F1.4，通光量充足，夜视效果优良；
2.本实用新型的视场角可达到200°；
3.本实用新型由七片透镜组成，成本低且镜头总长TL≤18.3mm、分辨率达到千万像素以上。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的透镜结构示意图；
图2为本实用新型实施例的第一解析图；
图3为本实用新型实施例的第二解析图；
图4为本实用新型实施例的场曲图；
图5为本实用新型实施例的F-THETA畸变图；
图6为本实用新型实施例的相对照度图；
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示的一种超大广角低成本光学装置，所述光学装置沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3、第四透镜E4、光阑ST、第五透镜E5、第六透镜E6、第七透镜E7；其特征在于，所述第一透镜E1物面侧为凸面、像面侧为凹面；所述第二透镜E2物面侧为平凸面、像面侧为凹面；所述第三透镜E3物面侧为凹面、像面侧为凸面；所述第四透镜E4物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第五透镜E5物面侧为凹面、像面侧为凹面；所述第六透镜E6物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第七透镜E7物面侧为凸面、像面侧为凸面；其中所述第二透镜E2、第三透镜E3和第七透镜E7为塑料非球面透镜，所述第二透镜E2的焦距为f2，所述第七透镜E7的焦距为f7，其满足关系：-1.05<(f2\/f7)<-0.55。
进一步的，所述第三透镜E3的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3>1.63，Vd3<25。
进一步的，所述第五透镜E5和第六透镜E6为一组胶合透镜。
进一步的，所述光学装置的光学总长ttl满足如下条件：ttl≤18.3mm。
进一步的，所述光学装置的视场角2ω在190°～200°之间。
进一步的，所述第七透镜E7与像面之间还设有保护玻璃E8。
其中：如图1所示，第一透镜的物面侧为S1、像面侧为S2，第二透镜的物面侧为S3、像面侧为S4，第三透镜的物面侧为S5、像面侧为S6，第四透镜的物面侧为S7、像面侧为S8，光阑为ST，第五透镜的物面侧为S9，第五透镜与第六透镜的胶合面为S10，第六透镜的像面侧为S11，第七透镜的物面侧为S12、像面侧为S13。
为了验证本实施例的超大光角低成本光学装置的光学性能，在工作距离为无穷远时，镜头的总焦距f＝1.4mm，FNO＝1.6，视场角FOV＝200°，分辨率达到1200万像素，F-THETA畸变2％以下，透镜组的各项参数依次列于表1中。
表1
上述表格中，Index为折射率，Radius为曲率半径，ABB为阿贝常数，第一透镜～第七透镜依次的焦距为f1～f7，由表1可得：
(f2\/f7)＝-3.812883\/5.184217＝-0.735其满足上述的-1.05<(f2\/f7)<-0.55的设计；
所述第三透镜E3的材料折射率Nd3＝1.635517、材料阿贝常数Vd3＝23.971842，满足上述的Nd3>1.63，Vd3<25的设计；
此外，本实施例中，第二透镜E2、第三透镜E3和第七透镜37为塑料非球面，第二透镜E2的表面S3和S4、第三透镜E3的表面S5和S6、第七透镜E7的表面S12和S13均为非球面，其非球面相关数值依次列于表2：
表2
如图2及图3所示，其中，图2图3为本实施例MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)值图，该MTF值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义MTF值必定大于0，且小于1，在本技术领域MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp\/mm来表示；固定高频(如300lp\/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是MTF值。横坐标可以设像场中心到测量点的距离，镜头是以光轴为中心的对称结构，中心向各方向的成像素质变化规律是相同的，由于像差等因素的影响，像场中某点与像场中心的距离越远，其MTF值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标，可以反映镜头边缘的成像素质；另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的；将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S(Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为T(Meridional)；如此一来，MTF曲线一般有两条，即S曲线和T曲线，图2、图3中，有多组以像场中心到像场边缘的距离为横坐标时MTF变化曲线，反映出本透镜系统具有较高解像力，分辨率可达千万像素以上。
图2-图6依次为工作距离为无穷远时本实施例的一种超大广角低成本光学装置的第一解析图、第二解析图、场曲图、畸变图、相对照度图。
如图4所示，图中曲线越接近y轴，畸变率越小，子午场曲值控制在-0.02～0.02mm范围内，弧矢场曲值控制在0～0.02mm范围以内。如图5所示，其中光学F-THETA畸变率控制在0％～1％范围以内。如图6所示，其中相对照度大于78％。
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。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920013290.1
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:36(江西)
授权编号:CN209167652U
授权时间:20190726
主分类号:G02B 13/00
专利分类号:G02B13/00;G02B13/06;G02B13/18
范畴分类:30A;
申请人:江西特莱斯光学有限公司
第一申请人:江西特莱斯光学有限公司
申请人地址:341700 江西省赣州市龙南县龙南经济技术开发区赣州电子信息产业园一期7栋
发明人:吴强华;胡长涛;张福美
第一发明人:吴强华
当前权利人:江西特莱斯光学有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计