全文摘要
本实用新型公开了一种超薄鱼眼镜头，镜头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、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜；第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜物面侧为凸面、像面侧为平面；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、像面侧为凸面；其中f1为第一透镜焦距，f为系统整体焦距，且满足如下条件：‑1.5＆lt;(f1\/f)＆lt;‑0.7；本实用新型解决了现有的鱼眼镜头镜片过多，体积较大，成本高且加工难度大的问题。
主设计要求
1.一种超薄鱼眼镜头，所述镜头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、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜；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凸面、像面侧为平面；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、像面侧为凸面；其中f1为第一透镜焦距，f为系统整体焦距，且满足如下条件：-1.5＆lt;(f1\/f)＆lt;-0.7。
设计方案
1.一种超薄鱼眼镜头，所述镜头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、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜；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凸面、像面侧为平面；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、像面侧为凸面；其中f1为第一透镜焦距，f为系统整体焦距，且满足如下条件：-1.5<(f1\/f)<-0.7。
2.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述镜头的光学系统还满足如下条件：
(1)1.65<Nd1<1.70，40<Vd1<60；
(2)1.90<Nd2<1.95，17<Vd2<25；
(3)1.70<Nd3<1.90，40<Vd3<60；
(4)1.65<Nd4<1.85，40<Vd4<60；
(5)1.90<Nd5<1.95，17<Vd5<25；
其中：Nd1为第一透镜的折射率，Vd1为第一透镜的色散系数；Nd2为第二透镜的折射率，Vd2为第二透镜的色散系数；Nd3为第三透镜的折射率，Vd3为第三透镜的色散系数；Nd4为第四透镜的折射率，Vd4为第四透镜的色散系数；Nd5为第五透镜的折射率，Vd5为第五透镜的色散系数。
3.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第一透镜的光焦度为负，其焦距f1为-2.83mm。
4.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第二透镜的光焦度为正，其焦距f2为9.08mm。
5.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第三透镜的光焦度为正，其焦距f3为5.77mm。
6.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第四透镜的光焦度为正，其焦距f4为2.92mm。
7.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第五透镜的光焦度为负，其焦距f5为-4.67mm。
8.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所示第四透镜与第五透镜为一组胶合透镜。
9.根据权利要求1所述的超薄鱼眼镜头，其特征在于，所述第五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系统技术领域，特别是一种超薄鱼眼镜头。
背景技术
鱼眼镜头是一种前镜片直径很短且呈抛物状并向镜头前部凸出的广角镜头，其焦距极短且视场角高达170°以上；由于具有超大的视场角优势，鱼眼镜头被广泛应用于高清运动相机、无人机相机、全景监控等摄像领域。目前，随着光学镜头技术的发展，虽然鱼眼镜头的结构形式得到不断的改进，但是现有技术中的鱼眼镜头的镜片数量较多，造成整个鱼眼镜头的体积较大，且成本较高，加工难度大，不利于整个镜头的小型化，且成本偏高。此外，为了获得高分辨率的成像，大广角类鱼眼镜头一定要进行倍率色差校正，但现有技术中，很多鱼眼镜头厂商为了降低成本，在鱼眼镜头中采用很多塑胶非球面的镜片，然而塑胶的种类很少，校正倍率比较难以实现，且塑胶对温度比较敏感，所以使得鱼眼镜头难以适用于高温或低温的场合。
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超薄鱼眼镜头，实现鱼眼镜头的超薄小型化、大角度、大靶面、低成本且加工难度低的要求。
为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：
一种超薄鱼眼镜头，所述镜头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、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜；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凸面、像面侧为平面；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、像面侧为凸面；其中f1为第一透镜焦距，f为系统整体焦距，且满足如下条件：-1.5<(f1\/f)<-0.7。
进一步的，所述的光学系统还满足如下条件：
(1)1.65<Nd1<1.70，40<Vd1<60；
(2)1.90<Nd2<1.95，17<Vd2<25；
(3)1.70<Nd3<1.90，40<Vd3<60；
(4)1.65<Nd4<1.85，40<Vd4<60；
(5)1.90<Nd5<1.95，17<Vd5<25；
其中：Nd1为第一透镜的折射率，Vd1为第一透镜的色散系数；Nd2为第二透镜的折射率，Vd2为第二透镜的色散系数；Nd3为第三透镜的折射率，Vd3为第三透镜的色散系数；Nd4为第四透镜的折射率，Vd4为第四透镜的色散系数；Nd5为第五透镜的折射率，Vd5为第五透镜的色散系数。
进一步的，所述第一透镜的光焦度为负，其焦距f1为-2.83mm。
进一步的，所述第二透镜的光焦度为正，其焦距f2为9.08mm。
进一步的，所述第三透镜的光焦度为正，其焦距f3为5.77mm。
进一步的，所述第四透镜的光焦度为正，其焦距f4为2.92mm。
进一步的，所述第五透镜的光焦度为负，其焦距f5为-4.67mm。
进一步的，所示第四透镜与第五透镜为一组胶合透镜
进一步的，所述第五透镜与像面之间还设有保护玻璃。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
1.五片镜片组成，成本低，体积小。
2.第二透镜像面侧为平面使装配更稳定，不易发生倾斜，大大降低了加工难度。
3.有效视场角达到176度以上。
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所示的一种超薄鱼眼镜头，所述镜头的光学系统沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜E1、第二透镜E2、光阑ST、第三透镜E3、第四透镜E4、第五透镜E5；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物面侧为凸面、像面侧为平面；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、像面侧为凸面；其中f1为第一透镜E1焦距，f为系统整体焦距，且满足如下条件：-1.5<(f1\/f)<-0.7。
进一步的，所述的光学系统还满足如下条件：
(1)1.65<Nd1<1.70，40<Vd1<60；
(2)1.90<Nd2<1.95，17<Vd2<25；
(3)1.70<Nd3<1.90，40<Vd3<60；
(4)1.65<Nd4<1.85，40<Vd4<60；
(5)1.90<Nd5<1.95，17<Vd5<25；
其中：Nd1为第一透镜E1的折射率，Vd1为第一透镜E1的色散系数；Nd2为第二透镜E2的折射率，Vd2为第二透镜E2的色散系数；Nd3为第三透镜E3的折射率，Vd3为第三透镜E3的色散系数；Nd4为第四透镜E4的折射率，Vd4为第四透镜E4的色散系数；Nd5为第五透镜E5的折射率，Vd5为第五透镜E5的色散系数。
进一步的，所述第一透镜E1的光焦度为负，其焦距f1为-2.83mm。
进一步的，所述第二透镜E2的光焦度为正，其焦距f2为9.08mm。
进一步的，所述第三透镜E3的光焦度为正，其焦距f3为5.77mm。
进一步的，所述第四透镜E4的光焦度为正，其焦距f4为2.92mm。
进一步的，所述第五透镜E5的光焦度为负，其焦距f5为-4.67mm。
进一步的，所示第四透镜与第五透镜为一组胶合透镜。
进一步的，所述第五透镜E5与像面之间还设有保护玻璃E6。
其中：如图1中所示，第一透镜E1物面侧为S1、像面侧为S2；第二透镜E2物面侧为S3、像面侧为S4；第三透镜E3物面侧为S5、像面侧为S6；第四透镜E4物面侧为S7、第四透镜E4与第五透镜E5的胶合面为S8,第五透镜E5像面侧为S9。
为了验证本实施例的超薄鱼眼镜头的光学性能，在工作距离为无穷远时，超薄鱼眼镜头的总焦距f＝2.57mm，FNO＝2.5，视场角FOV＝177°，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为色散系数，第一透镜～第五透镜依次的焦距为f1～f5，由表1可得：
(f1\/f)＝-2.830207\/2.57＝-1.101，满足上述的-1.5<(f1\/f)<-0.7的设计；
Nd1＝1.66，Vd1＝48.55，满足上述的1.65<Nd1<1.70，40<Vd1<60的设计；
Nd2＝1.922866，Vd2＝20.882149，满足上述的1.90<Nd2<1.95，17<Vd2<25的设计；
Nd3＝1.785，Vd3＝48.57，满足上述的1.70<Nd3<1.90，40<Vd3<60的设计；
Nd4＝1.722，Vd4＝52.77，满足上述的1.65<Nd4<1.85，40<Vd4<60的设计；
Nd5＝1.922866，Vd5＝20.882149，满足上述的1.90<Nd5<1.95，17<Vd5<25的设计；
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。
图2-图6依次为工作距离为无穷远时本实施例的一种超薄鱼眼镜头在第一解析图、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-0.08～0.04mm范围内，弧矢场曲值控制在-0.08～0.06mm范围以内。如图5所示，其中光学畸变率控制在0％～1％范围以内。如图6所示，其中相对照度大于50％。
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:CN201920013311.X
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:CN209167653U
授权时间:20190726
主分类号:G02B 13/00
专利分类号:G02B13/00;G02B13/06;G02B7/02
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