CN113625422A - 一种超大像面广角镜头 - Google Patents

一种超大像面广角镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN113625422A
CN113625422A CN202110724170.4A CN202110724170A CN113625422A CN 113625422 A CN113625422 A CN 113625422A CN 202110724170 A CN202110724170 A CN 202110724170A CN 113625422 A CN113625422 A CN 113625422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
focal power
image plane
angle
wide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110724170.4A
Other languages
English (en)
Inventor
叶井飞
杨砚超
陈柯宇
孙梦然
魏建民
宋真真
曹兆楼
郑改革
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Information Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Information Science and Technology filed Critical Nanjing University of Information Science and Technology
Priority to CN202110724170.4A priority Critical patent/CN113625422A/zh
Publication of CN113625422A publication Critical patent/CN113625422A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超大像面广角镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜，具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、可见光滤光片、保护玻璃平板片和探测像面；孔径光阑位于第三透镜和第四透镜之间，且更靠近第四透镜。本发明在全视场范围内，在截止频率100线对每毫米处的调制传递函数值均优于0.2，各个视场的像点弥散斑半径均方根值均优于5微米，兼容了超大像面与广角视场特征，能够获得高清晰高质量的图像信息，可广泛应用于安防监控与机器视觉等领域；包括七片球面透镜，结构紧凑，加工和检测成本低。

Description

一种超大像面广角镜头
技术领域
本发明涉及光学成像领域，特别涉及一种超大像面广角镜头。
背景技术
随着工业智能制造技术的不断发展，超高像素的图像传感器在安防监控与机器视觉等方面的应用非常广泛，用以获得高清晰高质量的图像信息，由于图像传感器的靶面越来越大，对与之相匹配的光学成像镜头要求也非常高，否则难以实现高质量的图像信息，因而超大像面的广角镜头是其关键组成部分。
中国专利CN112612131A公开了一种大靶面宽工作距高清工业镜头，尽管能够实现不同工作距内高清成像，但是视场角偏小。
中国专利CN112612124A公开了一种高像素大靶面工业镜头，适用于超大像面探测器，但同样视场角较小。
中国专利CN112731639A公开了一种大靶面大视场机器视觉镜头，最大视场角接近100°，但透镜数量较多。
现有大部分镜头普遍存在以下问题：一方面与超大像面图像传感器的匹配度不高，成像面偏小；另一方面难以兼容超大像面与广角视场，因而随着图像传感器的靶面增大，对于结构紧凑、高性能、大视场成像镜头的需求非常迫切。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种结构紧凑的超大像面广角镜头。
技术方案：本发明的一种超大像面广角镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜，具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有正光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、可见光滤光片、保护玻璃平板片和探测像面；孔径光阑位于第三透镜和第四透镜之间，且更靠近第四透镜。
进一步，所述第一透镜为凸凹透镜，第二透镜为双凹透镜，第三透镜为凸透镜，第四透镜为弯月型凸透镜，第五透镜为双凸透镜，第六透镜为凹凸透镜，第七透镜为双凸透镜。
进一步，所述第五透镜和第六透镜构成胶合透镜。
进一步，所述超大像面广角镜头F数范围为4.6～5.2，有效焦距范围为17.5mm～20.3mm，全视场角为130°。
进一步，所述探测像面的对角线尺寸范围为40mm～42mm。
进一步，所述超大像面广角镜头的工作波段为可见光波段，中心波长为580nm。
进一步，从所述第一透镜的前表面到探测像面的轴向距离范围为115mm～120mm。
进一步，所述第一透镜的口径为***的最大口径，不超过60mm。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明在全视场范围内，在截止频率100线对每毫米处的调制传递函数值均优于0.2，各个视场的像点弥散斑半径均方根值均优于5微米，兼容了超大像面与广角视场特征，能够获得高清晰高质量的图像信息，可广泛应用于安防监控与机器视觉等领域；包括七片球面透镜，结构紧凑，加工和检测成本低。
附图说明
图1是本发明实施例一的超大像面广角镜头的结构示意图；
图2是本发明实施例一的超大像面广角镜头的点列图；
图3是本发明实施例一的超大像面广角镜头的调制传递函数曲线图；
图4是本发明实施例二的超大像面广角镜头的结构示意图；
图5是本发明实施例二的超大像面广角镜头的点列图；
图6是本发明实施例二的超大像面广角镜头的调制传递函数曲线图。
具体实施方式
如图1结构示意图所示，本实施例所述的一种超大像面广角镜头，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2，具有正光焦度的第三透镜3、具有正光焦度的第四透镜4、具有正光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6、具有正光焦度的第七透镜7、可见光滤光片9、保护玻璃平板片10和探测像面11；孔径光阑8位于第三透镜3和第四透镜4之间，且更靠近第四透镜4，本实施例广角镜头采用光焦度为负、负、正、正、正、负和正的结构形式。
第一透镜1为凸凹透镜，第二透镜2为双凹透镜，第三透镜3为凸透镜，第四透镜4为弯月型凸透镜，第五透镜5为双凸透镜，第六透镜6为凹凸透镜，第七透镜7为双凸透镜。第五透镜5和第六透镜6组成胶合透镜。
本实施例所述的超大像面广角镜头由七片球面透镜、一片滤光片和一片图像传感器靶面保护玻璃平板片构成，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和第七透镜7为球面透镜。
实施例1
本实施例所述的超大像面广角镜头结构如图1所示。本超大像面广角镜头共有7片透镜，每个透镜有2个光学表面，再加上孔径光阑8、可见光滤光片9的两个光学表面、保护玻璃平板片10的两个光学表面以及探测像面11，最多有20个光学面，将各个面按照从物侧到像侧的方向依次进行编号为S1-S20，其中S7为孔径光阑8面，S20为探测像面11，以下表1列出本实施例中各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、折射率和色散系数，其中曲率半径和厚度的单位均为mm。
表1
面序号 表面类型 曲率半径 厚度 折射率 色散系数
S1 球面 65.59 7.20 1.91 35.24
S2 球面 21.42 12.65
S3 球面 -168.41 4.00 1.44 95.12
S4 球面 19.30 16.03
S5 球面 27.92 6.00 1.91 35.24
S6 球面 347.42 15.11
S7(STO) 1.10
S8 球面 -26.23 2.00 1.91 35.24
S9 球面 -21.71 0.35
S10 球面 72.65 2.50 1.44 95.12
S11 球面 -13.04 0
S12 球面 -13.04 2.50 1.76 26.62
S13 球面 -46.39 7.38
S14 球面 75.07 5.50 1.44 95.12
S15 球面 -43.35 22.72
S16 球面 Infinity 1.80 1.52 64.20
S17 球面 Infinity 7.76
S18 球面 Infinity 1.80 1.52 64.20
S19 球面 Infinity 1.50
S20(像面) 球面 Infinity —
本实施例中光学***的工作波段为可见光波段，中心波长为580nm。***的F数为4.83，有效焦距为18.82mm，全视场角为130°。图像传感器的靶面非常大，对角线尺寸为41.69mm。从第一透镜1的前表面到探测像面11的轴向距离为117.90mm。第一透镜1的口径为60mm，为本实施例镜头的最大口径。
本实施例光学***在全视场范围内，各个视场的像点弥散斑半径均方根值均优于5微米，探测精度高，如图2所示；在截止频率100线对每毫米处的调制传递函数值均优于0.2，成像性能优良，如图3所示。
实施例2
本实施例所述的超大像面广角镜头结构如图4所示。以下表2列出本实施例中各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、折射率和色散系数，其中曲率半径和厚度的单位均为mm。
表2
Figure BDA0003137884880000041
Figure BDA0003137884880000051
如图4所示，本实施例光学***工作波段为可见光波段，中心波长为580nm。***的F数为4.96，有效焦距为18.95mm，全视场角为130°。图像传感器靶面非常大，其对角线尺寸为41.69mm。从第一透镜1的前表面到探测像面11的轴向距离为116.64mm。第一透镜1的口径为60mm，为本实施例镜头的最大口径。
本实施例中超大像面广角镜头，在全视场范围内，各个视场的像点弥散斑半径均方根值均优于5微米，探测精度高，如图5所示；在截止频率100线对每毫米处的调制传递函数值均优于0.2，成像性能优良，如图6所示。

Claims (8)

1.一种超大像面广角镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方至像方依次排列的具有负光焦度的第一透镜(1)、具有负光焦度的第二透镜(2)，具有正光焦度的第三透镜(3)、具有正光焦度的第四透镜(4)、具有正光焦度的第五透镜(5)、具有负光焦度的第六透镜(6)、具有正光焦度的第七透镜(7)、可见光滤光片(9)、保护玻璃平板片(10)和探测像面(11)；孔径光阑(8)位于第三透镜(3)和第四透镜(4)之间，且更靠近第四透镜(4)。
2.根据权利要求1所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)为凸凹透镜，第二透镜(2)为双凹透镜，第三透镜(3)为凸透镜，第四透镜(4)为弯月型凸透镜，第五透镜(5)为双凸透镜，第六透镜(6)为凹凸透镜，第七透镜(7)为双凸透镜。
3.根据权利要求2所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述第五透镜(5)和第六透镜(6)组成胶合透镜。
4.根据权利要求3所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述超大像面广角镜头F数范围为4.6～5.2，有效焦距范围为17.5mm～20.3mm，全视场角为130°。
5.根据权利要求3所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述探测像面(11)的对角线尺寸范围为40mm～42mm。
6.根据权利要求3所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述超大像面广角镜头的工作波段为可见光波段，中心波长为580nm。
7.根据权利要求3所述的超大像面广角镜头，其特征在于，从所述第一透镜(1)的前表面到探测像面(11)的轴向距离范围为115mm～120mm。
8.根据权利要求3所述的超大像面广角镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的口径为***的最大口径，不超过60mm。
CN202110724170.4A 2021-06-29 2021-06-29 一种超大像面广角镜头 Pending CN113625422A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110724170.4A CN113625422A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种超大像面广角镜头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110724170.4A CN113625422A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种超大像面广角镜头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113625422A true CN113625422A (zh) 2021-11-09

Family

ID=78378472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110724170.4A Pending CN113625422A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种超大像面广角镜头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113625422A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116299971A (zh) * 2023-03-02 2023-06-23 广州长步道光学科技有限公司 一种广角高分辨率高温镜头

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109814229A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 三星电机株式会社 光学成像***
CN109960020A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头
CN110632744A (zh) * 2019-09-12 2019-12-31 江西联创电子有限公司 广角成像镜头
CN111722356A (zh) * 2019-03-18 2020-09-29 信泰光学(深圳)有限公司 成像镜头
CN111897099A (zh) * 2020-09-04 2020-11-06 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种定焦镜头
CN112051659A (zh) * 2020-09-18 2020-12-08 天津欧菲光电有限公司 光学成像***、取像模组、电子装置和移动装置
CN112114420A (zh) * 2020-10-12 2020-12-22 天津欧菲光电有限公司 七片式光学镜组、摄像模组以及电子设备
CN212483963U (zh) * 2020-09-04 2021-02-05 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种定焦镜头
CN112485890A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 江西联创电子有限公司 光学成像镜头及成像设备
CN112859289A (zh) * 2019-11-28 2021-05-28 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头及电子设备
CN112882209A (zh) * 2021-04-28 2021-06-01 江西联创电子有限公司 广角镜头及成像设备

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109814229A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 三星电机株式会社 光学成像***
CN109960020A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头
CN111722356A (zh) * 2019-03-18 2020-09-29 信泰光学(深圳)有限公司 成像镜头
CN110632744A (zh) * 2019-09-12 2019-12-31 江西联创电子有限公司 广角成像镜头
CN112859289A (zh) * 2019-11-28 2021-05-28 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光学镜头及电子设备
CN111897099A (zh) * 2020-09-04 2020-11-06 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种定焦镜头
CN212483963U (zh) * 2020-09-04 2021-02-05 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种定焦镜头
CN112051659A (zh) * 2020-09-18 2020-12-08 天津欧菲光电有限公司 光学成像***、取像模组、电子装置和移动装置
CN112114420A (zh) * 2020-10-12 2020-12-22 天津欧菲光电有限公司 七片式光学镜组、摄像模组以及电子设备
CN112485890A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 江西联创电子有限公司 光学成像镜头及成像设备
CN112882209A (zh) * 2021-04-28 2021-06-01 江西联创电子有限公司 广角镜头及成像设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116299971A (zh) * 2023-03-02 2023-06-23 广州长步道光学科技有限公司 一种广角高分辨率高温镜头
CN116299971B (zh) * 2023-03-02 2024-02-02 广州长步道光学科技有限公司 一种广角高分辨率高温镜头

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109799597B (zh) 一种光学成像镜头
CN108318995B (zh) 一种透镜***和镜头
CN110646920B (zh) 一种长焦距车载光学镜头及其工作方法
CN103605200B (zh) 一种光学镜头
CN107065140B (zh) 一种智能车载高像素广角镜头
CN110568594A (zh) 一种光学成像镜头
CN111948789A (zh) 一种搭配液体镜头的光学成像镜头
CN113625422A (zh) 一种超大像面广角镜头
CN112285882B (zh) 一种光学成像镜头及监控器
CN207216121U (zh) 一种大孔径广角长波红外定焦镜头
CN210626769U (zh) 一种光学成像镜头
CN211293430U (zh) 一种光学成像镜头
CN111751962A (zh) 一种小型大通光的光学成像镜头
CN109975964B (zh) 一种三波段复消色差紫外光学***
CN217385966U (zh) 成像镜头
CN108363190B (zh) 一种透镜***和镜头
CN210155396U (zh) 一种光学成像镜头
CN211554457U (zh) 一种光学成像镜头
CN213780517U (zh) 一种光学成像镜头
CN214151204U (zh) 一种大像面的光学成像镜头
CN212229305U (zh) 一种大像面广角tof的光学成像镜头
CN212433493U (zh) 一种搭配液体镜头的光学成像镜头
CN112666682A (zh) 一种低畸变4k像素光学镜头及其成像方法
CN211402905U (zh) 一种广角光学成像镜头
CN112698473B (zh) 光学镜头及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211109