CN105182505A - 一种全景光学镜头及全景光学镜头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全景光学镜头及全景光学镜头装置，全景光学镜头采用塑胶透镜和玻璃透镜相结合，镜片总数为6片，减少了镜片数量，通过优化配置透镜的正负焦距，保证在百万像素画质的前提下，达到精简结构的目的；全景光学镜头装置即在全景光学镜头前侧设置有平板反射镜和双曲面反射镜，使得全景光学镜头装置视场角度范围：垂直为45°～105°，水平为360°，因而具有全景效果，不仅增加了使用场合及环境条件范围，还降低制造成本和提高了产品竞争力。

Description

一种全景光学镜头及全景光学镜头装置

【技术领域】

本发明涉及光学镜头，尤其是一种全景光学镜头及全景光学镜头装置。

【背景技术】

目前，全景镜头解析力有百万像素以下和百万像素以上，百万像素以上的有两百万或三百万级别两种。一般超过百万像素的光学镜头结构中，镜片数量都比较多。

如较早的专利文献US4395093(A)公开了一种镜头，由于其未使用非球面镜片，该镜头的镜片数量竟高达20多片；还有一专利文献CN103901582(A)公开了另一种结构的镜头，虽满足了百万像素要求，如720P及1080P的解析，但该镜头中镜片数量仍多达8片，不利于镜头最小化发展。

本发明即针对现有技术的不足而研究提出。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种全景光学镜头及全景光学镜头装置，全景光学镜头采用塑胶透镜和玻璃透镜相结合，镜片总数为6片，减少了镜片数量，通过优化配置透镜的正负焦距，保证在百万像素画质的前提下，达到精简结构的目的；全景光学镜头装置即在全景光学镜头前侧设置有平板反射镜和双曲面反射镜，使得全景光学镜头装置视场角度范围：垂直为45°～105°，水平为360°，因而具有全景效果，不仅增加了使用场合及环境条件范围，还降低了制造成本和提高了产品竞争力。

为解决上述技术问题，本发明一种全景光学镜头，从物侧到像侧依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜，滤光片和感光片。

所述第一透镜为负焦距塑胶非球面透镜。

所述第二透镜为负焦距玻璃透镜。

所述第三透镜为正焦距玻璃透镜，所述第二透镜和第三透镜为胶合透镜。

所述第四透镜为正焦距玻璃球面透镜。

所述第五透镜为正焦距塑胶非球面透镜。

所述第六透镜为负焦距塑胶非球面透镜。

所述第一透镜、第二透镜的焦距分别为f1、f2，满足：

1.73<f2/f1<1.80。

所述第一透镜朝向物侧面为凹面，所述第二透镜朝向物侧面为凸面，所述第三透镜朝向像侧面为凸面，所述第二透镜和第三透镜的胶合面背向物侧而弯曲。

所述第四透镜和第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜朝向物侧面为凹面，所述第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距分别为f4、f5、f6，满足：

-3.46<f5/f6<-3.1，-1.36<f4/f2<-1.27。

所述滤光片为红外截止滤波片。

所述第一透镜、第五透镜和第六透镜的非球面半径所对应的曲率为c，所述第一透镜、第五透镜和第六透镜的非球面对应的四阶、六阶、八阶、十二阶、十四阶和十六阶的系数分别为A、B、C、D、E、F和G，透镜非球面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，透镜非球面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{Ar}}^4+{\mathrm{Br}}^6+{\mathrm{Cr}}^8+{\mathrm{Dr}}^{10}+{\mathrm{Er}}^{12}+{\mathrm{Fr}}^{14}+{\mathrm{Gr}}^{16}.$

进一步地，本发明还包括具有全景光学镜头的全景光学镜头装置，包括具有大视场的双曲面反射镜和用于将双曲面反射镜反射的光线再反射至全景光学镜头的平板反射镜，所述平板反射镜和双曲面反射镜沿物侧至像侧依次设置于所述全景光学镜头前侧，所述曲面反射镜中心位置开设有使得平板反射镜所反射光线通过且入射到全景光学镜头中的通孔，所述通孔孔径≤4mm。

与现有技术相比，本发明一种全景光学镜头及全景光学镜头装置，具有如下优点：

1、发明全景光学镜头共由六片透镜组成，使用了塑胶透镜与玻璃透镜相结合，节约了制造成本，在保证百万像素画质的前提下，减少了镜片数量，达到精简结构目的，使镜头成本得以降低，提高了产品竞争力；

2、全景光学镜头优化配置了不同正负焦距的塑胶透镜和玻璃透镜，有效克服了镜头在高低温状态下焦点漂移及难于保证解析品质的问题，增加了产品的使用场合及环境条件范围。

3、发明全景光学镜头装置包括平板反射镜和双曲面反射镜，使之视场角度范围：垂直为45°～105°，水平为360°，因而具有全景效果。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为发明各个透镜的分布示意图。

图2为发明使用状态光路参考图。

图3为本发明第一种实施方式的解析图。

图4为本发明第一种实施方式的光斑图。

图5为本发明第一种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。

图6为本发明第一种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。

图7为本发明第二种实施方式的解析图。

图8为本发明第二种实施方式的光斑图。

图9为本发明第二种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。

图10为本发明第二种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。

图11为本发明第三种实施方式的解析图。

图12为本发明第三种实施方式的光斑图。

图13为本发明第三种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。

图14为本发明第三种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。

如图1所示，本发明一种全景光学镜头，从物侧到像侧依次设有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6，滤光片7和感光片8。

所述第一透镜1为负焦距塑胶非球面透镜，所述第二透镜2为负焦距玻璃透镜，所述第三透镜3为正焦距玻璃透镜，所述第二透镜2和第三透镜3为胶合透镜，所述第四透镜4为正焦距玻璃球面透镜，所述第五透镜5为正焦距塑胶非球面透镜，所述第六透镜6为负焦距塑胶非球面透镜，所述第一透镜1、第二透镜2的焦距分别为f1、f2，满足：

1.73<f2/f1<1.80。

所述第一透镜1朝向物侧面为凹面，所述第二透镜2朝向物侧面为凸面，所述第三透镜3朝向像侧面为凸面，所述第二透镜2和第三透镜3的胶合面背向物侧而弯曲。

所述第四透镜4和第五透镜5为双凸透镜，所述第六透镜6朝向物侧面为凹面，所述第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6的焦距分别为f4、f5、f6，满足：

-3.46<f5/f6<-3.1，-1.36<f4/f2<-1.27。

通过优化配置不同透镜的正负焦距，有效克服了镜头在高低温状态下焦点漂移及难于保证解析品质的问题，增加了产品的使用场合及环境条件范围。

所述滤光片7为红外截止滤波片，以阻止红外线穿过镜头造成图片失真，同时可以阻挡不必要的热度灼伤镜头。

所述第一透镜1、第五透镜5和第六透镜6的非球面半径所对应的曲率为c，所述第一透镜1、第五透镜5和第六透镜6的非球面对应的四阶、六阶、八阶、十二阶、十四阶和十六阶的系数分别为A、B、C、D、E、F和G，透镜非球面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，透镜非球面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{Ar}}^4+{\mathrm{Br}}^6+{\mathrm{Cr}}^8+{\mathrm{Dr}}^{10}+{\mathrm{Er}}^{12}+{\mathrm{Fr}}^{14}+{\mathrm{Gr}}^{16}.$

如图2所示，本发明一种全景光学镜头装置，包括具有大视场的双曲面反射镜10和用于将双曲面反射镜10反射的光线再反射至全景光学镜头的平板反射镜9，所述平板反射镜9和双曲面反射镜10沿物侧至像侧依次设置于所述全景光学镜头前侧，所述曲面反射镜10中心位置开设有使得平板反射镜9所反射光线通过且入射到全景光学镜头中的通孔，所述通孔孔径≤4mm，使之垂直视场角为45°～105°，水平视场角为360°，即实现全景效果。

以下为本发明的具体实施方式，如图1及图2所示，S1为平板反射镜9的镜面，S2、S3分别为双曲反射镜10的前后表面，S4、S5为第一透镜1的前后表面，S6为第二透镜2的前表面，S7为第二透镜和第三透镜3的胶合面，S8为第三透镜的后表面，S9、S10为第四透镜4的前后表面，S11、S12为第五透镜5的前后表面，S13、S14为第六透镜的前后表面，S15、S16为滤波片7的前后表面，S17为像面。

具体实施方式一：

如图3至图6所示，第一种实施方式中各个透镜的焦距如下所示：

f1	f2	f4	f5	f6	f2/f1	f5/f6	f4/f2
								-7.7	-13.9	17.74	7.8958	-2.54	1.7995	-3.1086	-1.28

第一种实施方式中各个透镜表面、R值、厚度及其材料如下所示：

第一种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：

	K	A	B	C	D
						S2	-1.7	0	0	0	0
S4	-1.3	4.71E-03	2.78E-04	-3.77E-04	5.74E-05
						S5	-78.0378	4.37E-03	3.89E-04	-1.32E-04	7.84E-06
S11	0.0947	6.58E-04	5.97E-05	-6.28E-07	5.84E-07
						S12	0	3.22E-03	1.67E-04	-2.33E-06	6.15E-06
S13	-3.0751	-0.0399	0.018	-3.60E-03	1.83E-04
						S14	0	3.47E-02	-1.37E-02	3.52E-03	-4.04E-04

具体实施方式二：

如图7至图10所示，第二种实施方式中各个透镜的焦距如下所示：

f1	f2	f4	f5	f6	f2/f1	f5/f6	f4/f2
								-7.7	-13.3	17.98	7.8958	-2.288	1.7295	-3.451	-1.35

第二种实施方式中各个透镜表面、R值、厚度及其材料如下所示：

第二种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：

	K	A	B	C	D
						S2	-1.7	0	0	0	0
S4	-1.3	4.71E-03	2.78E-04	-3.77E-04	5.74E-05
						S5	-78.0378	4.37E-03	3.89E-04	-1.32E-04	7.84E-06
S11	0.0947	6.58E-04	5.97E-05	-6.28E-07	5.84E-07
						S12	0	3.22E-03	1.67E-04	-2.33E-06	6.15E-06
S13	-3.0751	-0.0474	0.0166	-3.78E-03	2.60E-04
						S14	0	6.76E-03	2.24E-03	-6.05E-05	-3.74E-05

具体实施方式三：

如图11至图14所示，第三种实施方式中各个透镜的焦距如下所示：

f1	f2	f4	f5	f6	f2/f1	f5/f6	f4/f2
								-7.7	-13.9	17.74	7.8958	-2.54	1.7995	-3.1086	-1.28

第三种实施方式中各个透镜表面、R值、厚度及其材料如下所示：

第三种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：

	K	A	B	C	D
						S2	-1.7	0	0	0	0
S4	-1.3	4.71E-03	2.78E-04	-3.77E-04	5.74E-05
						S5	-78.0378	4.37E-03	3.89E-04	-1.32E-04	7.84E-06
S11	0.0947	6.58E-04	5.97E-05	-6.28E-07	5.84E-07
						S12	0	3.22E-03	1.67E-04	-2.33E-06	6.15E-06
S13	-3.0751	-0.058	0.0326	-8.73E-03	9.91E-04
						S14	0	-3.69E-02	2.08E-02	-5.49E-03	5.88E-04

Claims (7)

1.一种全景光学镜头，其特征在于从物侧到像侧依次设有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)，滤光片(7)和感光片(8)；

所述第一透镜(1)为负焦距塑胶非球面透镜；

所述第二透镜(2)为负焦距玻璃透镜；

所述第三透镜(3)为正焦距玻璃透镜，所述第二透镜(2)和第三透镜(3)为胶合透镜；

所述第四透镜(4)为正焦距玻璃球面透镜；

所述第五透镜(5)为正焦距塑胶非球面透镜；

所述第六透镜(6)为负焦距塑胶非球面透镜；

所述第一透镜(1)、第二透镜(2)的焦距分别为f1、f2，满足：

1.73<f2/f1<1.80。

2.根据权利要求1所述一种全景光学镜头，其特征在于所述第一透镜(1)朝向物侧面为凹面，所述第二透镜(2)朝向物侧面为凸面，所述第三透镜(3)朝向像侧面为凸面，所述第二透镜(2)和第三透镜(3)的胶合面背向物侧而弯曲。

3.根据权利要求2所述一种全景光学镜头，其特征在于所述第四透镜(4)和第五透镜(5)为双凸透镜，所述第六透镜(6)朝向物侧面为凹面，所述第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)的焦距分别为f4、f5、f6，满足：

-3.46<f5/f6<-3.1，-1.36<f4/f2<-1.27。

4.根据权利要求3所述一种全景光学镜头，其特征在于所述滤光片(7)为红外截止滤波片。

5.根据权利要求4所述一种全景光学镜头，其特征在于所述第一透镜(1)、第五透镜(5)和第六透镜(6)的非球面半径所对应的曲率为c，所述第一透镜(1)、第五透镜(5)和第六透镜(6)的非球面对应的四阶、六阶、八阶、十二阶、十四阶和十六阶的系数分别为A、B、C、D、E、F和G，透镜非球面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，透镜非球面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{Ar}}^4+{\mathrm{Br}}^6+{\mathrm{Cr}}^8+{\mathrm{Dr}}^{10}+{\mathrm{Er}}^{12}+{\mathrm{Fr}}^{14}+{\mathrm{Gr}}^{16}.$

6.一种全景光学镜头装置，包括根据权利要求1-5任一项所述的全景光学镜头，其特征在于包括具有大视场的双曲面反射镜(10)和用于将双曲面反射镜(10)反射的光线再反射至全景光学镜头的平板反射镜(9)，所述平板反射镜(9)和双曲面反射镜(10)沿物侧至像侧依次设置于所述全景光学镜头前侧，所述曲面反射镜(10)中心位置开设有使得平板反射镜(9)所反射光线通过且入射到全景光学镜头中的通孔。

7.根据权利要求6所述一种全景光学镜头装置，其特征在于所述通孔孔径≤4mm。