CN114265183A - 一种微型办公用鱼眼镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜头中鱼眼镜头的改进，具体为一种微型办公用鱼眼镜头；包括5块透镜，沿着光轴方向从物方至像方，依次包括具有负弯月型的第一块透镜(L1)、负弯月型的第二块透镜(L2)、具有正光焦度的第三块透镜(L3)、具有负光焦度的第四块透镜(L4)、具有正光焦度的第五块透镜(L5)；所述第一块透镜(L1)和第二块透镜(L2)均为负弯月型透镜，且朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三块透镜(L3)朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四块透镜(L4)的朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；具有成像性能分辨率高，结构简单、紧凑，且易于加工和安装的特点。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头中鱼眼镜头的改进，具体为一种微型办公用鱼眼镜头。
背景技术
近两年，由于新型冠状病毒对全球的影响，各行各业采用线上办公会议或者线下协同会议的频次显著提高，对办公现场摄影的要求不断提高；尤其目前疫情防控客观条件的影响，人们对线下会议的视频信息采集的需求不断增加，使得办公会议摄影也变得越来越重要。但是，现在市场上的办公镜头分辨率较低，尤其在大视场工作范围内所拍摄的图像无论是整体的清晰度还是图片的锐度都不够好，不能满足线上线下协同会议要求图像的分辨率。镜头***是办公摄影成像设备的核心，同时它应用的广度和深度也在不断地扩大，所需图像的分辨力也越来越高，对镜头的需要和品质也不断提高。而且，目前微型办公摄影镜头正朝着成像质量高、大工作视场范围、小型化、结构简单的趋势发展。现有的用于办公环境的镜头在清晰度方面不能满足成像性能高的需求，同时，镜头的尺寸较大、镜片多且成像的视场范围小，使得应用效果不理想。
发明内容
为了解决这一问题，本发明提出了一种微型办公用鱼眼镜头，具有成像性能分辨率高，结构简单、紧凑，且易于加工和安装的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种微型办公用鱼眼镜头，包括5块透镜，沿着光轴方向从物方至像方，依次包括具有负弯月型的第一块透镜、负弯月型的第二块透镜、具有正光焦度的第三块透镜、具有负光焦度的第四块透镜、具有正光焦度的第五块透镜；所述第一块透镜和第二块透镜均为负弯月型透镜，且朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三块透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四块透镜的朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第五块透镜的朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向像方。
作为优选，所述第四块透镜和第五块透镜组成双胶合透镜。
作为优选，所述第三块透镜的朝向物方光学面采用非球面设计、朝向像方光学面为球面；所述第一块透镜、第二块透镜、第四块透镜和第五块透镜各自朝向物方和像方的光学面均为球面。
作为优选，所述第三块透镜朝向物方的光学面采用非球面；所述光学面的非球面面型系数满足二次圆锥曲面方程，二次旋转圆锥面方程为：
x′2+y′2＝a1z′+a2z′2
式中，a1＝2R0，R0表示透镜的光学表面的非球面面型曲线顶点处的曲率半径，a2是确定二次圆锥曲面类型的系数，即非球面系数，当a2＞0时为双曲面，当a2＝0时为抛物面，当-1＜a2＜0时为长椭球面，a2＝-1时为球面，a2＜-1为扁椭球面。
作为优选，所述第三块透镜朝向物方的光学面的面型系数为a2＝-1.018，第三块透镜其余光学面以及其余透镜的光学面的面型系数均为-1。
作为优选，镜头的工作视场范围为160°，总焦距为2.32mm，F/#值为4.5，总长度为15.05mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。
作为优选，所述第一块透镜的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第二块透镜的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第三块透镜的材料为N-SF5，折射率n＝1.67271；第四块透镜的材料为N-FK51A，折射率n＝1.48656；第五块透镜的材料为SFL6，折射率n＝1.80518。
本发明的微型办公用鱼眼镜头可达到如下有益效果：利用具有负光焦度的第一块透镜和第二块透镜对物方视场角进行压缩，保证了该鱼眼镜头的大工作视场成像；光学***中用到的透镜材料种类比较少以及在设计中采用的透镜数量非常少，只有五片透镜，从而使得鱼眼镜头的制造成本较低；另外，在光学***中采用了一个双胶合透镜来校正***的像差，因此使该鱼眼镜头具有大视场范围、像面分辨率高、像面均匀性好、结构紧凑、小巧、易于加工等优点
附图说明
图1是本发明非球面面型方程示意图；
图2是本发明微型办公用鱼眼镜头的结构示意图；
图3是本发明微型办公用鱼眼镜头的MTF曲线图；
图4是本发明微型办公用鱼眼镜头的点列图；
图5是本发明微型办公用鱼眼镜头的场曲和畸变曲线；
图6是本发明微型办公用鱼眼镜头的光路图。
图中：L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；数字1-10表示光学面，其中第7光学面表示孔径光阑。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的微型办公用鱼眼镜头，如图2所示，包括5块透镜，沿着光轴方向从物方至像方，依次包括具有负弯月型的第一块透镜L1、负弯月型的第二块透镜L2、具有正光焦度的第三块透镜L3、具有负光焦度的第四块透镜L4、具有正光焦度的第五块透镜L5；所述第一块透镜L1和第二块透镜L2均为负弯月型透镜，且朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三块透镜L3朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四块透镜L4的朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第五块透镜L5的朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向像方。
所述第四块透镜L4和第五块透镜L5组成双胶合透镜；们对校正鱼眼镜头的像差起到了非常重要的作用。所述第三块透镜L3的朝向物方光学面采用非球面设计、朝向像方光学面为球面；所述第一块透镜L1、第二块透镜L2、第四块透镜L4和第五块透镜L5各自朝向物方和像方的光学面均为球面。
所述第三块透镜L3朝向物方的光学面采用非球面；所述光学面的非球面面型系数满足二次圆锥曲面方程，二次旋转圆锥面方程为：
x′2+y′2＝a1z′+a2z′2
式中，a1＝2R0，R0表示透镜的光学表面的非球面面型曲线顶点处的曲率半径，a2是确定二次圆锥曲面类型的系数，即非球面系数，当a2＞0时为双曲面，当a2＝0时为抛物面，当-1＜a2＜0时为长椭球面，a2＝-1时为球面，a2＜-1为扁椭球面。
所述第三块透镜L3朝向物方的光学面的面型系数为a2＝-1.018，第三块透镜L3其余光学面以及其余透镜的光学面的面型系数均为-1。
镜头的工作视场范围为160°，总焦距为2.32mm，F/#值为4.5，总长度为15.05mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。所述第一块透镜L1的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第二块透镜L2的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第三块透镜L3的材料为N-SF5，折射率n＝1.67271；第四块透镜L4的材料为N-FK51A，折射率n＝1.48656；第五块透镜L5的材料为SFL6，折射率n＝1.80518。
从图3和图4可以得到该鱼眼镜头的成像质量非常高，即使在大工作视场(≥70°)30条线时子午和弧矢方向的MTF值均可达0.75左右；从图4中可以得出该鱼眼镜头的场曲非常小，畸变也满足使用要求。
本实施例所述的微型办公用鱼眼镜头的光学结构参数如表1所示。
表1微型办公用鱼眼镜头的光学结构参数
表1中，沿光轴方向从物平面到像平面，1、2分别对应为第一透镜L1的朝向物方和像方的光学面；3、4分别对应为第二透镜L2的朝向物方和像方的光学面；5、6分别对应为第三透镜L3的朝向物方和像方的光学面；8、9分别对应为第四透镜L4的朝向物方和像方的光学面；9、10分别对应为第五透镜L5的朝向物方和像方的光学面。其中，第四透镜L4和第五透镜L5组成双胶合透镜，因此9既是第四透镜L4的朝向像方的光学面，又是第五透镜L5的朝向物方的光学面。
图6是根据图2所示的微型办公用鱼眼镜头的光路图。
综上所述，借助于发明的上述技术方案，可以使得镜头的像面均匀性更好，成像质量更高，结构简单、紧凑，更加便于加工和安装。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：包括5块透镜，沿着光轴方向从物方至像方，依次包括具有负弯月型的第一块透镜(L1)、负弯月型的第二块透镜(L2)、具有正光焦度的第三块透镜(L3)、具有负光焦度的第四块透镜(L4)、具有正光焦度的第五块透镜(L5)；所述第一块透镜(L1)和第二块透镜(L2)均为负弯月型透镜，且朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三块透镜(L3)朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四块透镜(L4)的朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第五块透镜(L5)的朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向像方。
2.根据权利要求1所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：所述第四块透镜(L4)和第五块透镜(L5)组成双胶合透镜。
3.根据权利要求1所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：所述第三块透镜(L3)的朝向物方光学面采用非球面设计、朝向像方光学面为球面；所述第一块透镜(L1)、第二块透镜(L2)、第四块透镜(L4)和第五块透镜(L5)各自朝向物方和像方的光学面均为球面。
4.根据权利要求1所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：所述第三块透镜(L3)朝向物方的光学面采用非球面；所述光学面的非球面面型系数满足二次圆锥曲面方程，二次旋转圆锥面方程为：
x′2+y′2＝a1z′+a2z′2
式中，a1＝2R0，R0表示透镜的光学表面的非球面面型曲线顶点处的曲率半径，a2是确定二次圆锥曲面类型的系数，即非球面系数，当a2＞0时为双曲面，当a2＝0时为抛物面，当-1＜a2＜0时为长椭球面，a2＝-1时为球面，a2＜-1为扁椭球面。
5.根据权利要求4所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：所述第三块透镜(L3)朝向物方的光学面的面型系数为a2＝-1.018，第三块透镜(L3)其余光学面以及其余透镜的光学面的面型系数均为-1。
6.根据权利要求1所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：镜头的工作视场范围为160°，总焦距为2.32mm，F/#值为4.5，总长度为15.05mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。
7.根据权利要求1所述的微型办公用鱼眼镜头，其特征在于：所述第一块透镜(L1)的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第二块透镜(L2)的材料为N-LAK14，折射率n＝1.69680；第三块透镜(L3)的材料为N-SF5，折射率n＝1.67271；第四块透镜(L4)的材料为N-FK51A，折射率n＝1.48656；第五块透镜(L5)的材料为SFL6，折射率n＝1.80518。
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