CN206115006U

CN206115006U - 鱼眼镜头

Info

Publication number: CN206115006U
Application number: CN201621038079.8U
Authority: CN
Inventors: 鲍宇旻; 刘绪明; 曾吉勇
Original assignee: Jiangxi Lianyi Optics Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Lianyi Optics Co Ltd
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2026-09-05

Abstract

本实用新型提供一种鱼眼镜头，包括靠近物侧且具有负光焦度的第一透镜组，靠近成像面且具有正光焦度的第二透镜组，及设于第一透镜组和第二透镜组之间的光阑，第一透镜组从物侧到成像面依次包括具有负光焦度且凹面朝向成像面的弯月型第一透镜、第二透镜和第三透镜；第二透镜组从物侧到成像面依次包括具有正光焦度的双凸第四透镜、第五透镜及具有负光焦度且凹面朝向物侧的弯月型第六透镜，第五透镜和第六透镜胶合组成具有正光焦度的透镜元件；各个透镜都为玻璃球面镜片，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。所述鱼眼镜头的结构组成能够实现小型化，此外，由于各个透镜都为玻璃球面镜片，所以能够容易实现倍率校正及适用于不同的温度场合。

Description

鱼眼镜头

技术领域

本实用新型涉及摄像镜头技术领域，特别涉及一种鱼眼镜头。

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180°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，但是基本结构没有改变，主要包括前组透镜和后组透镜，前组透镜为具有很大负光焦度的弯月形透镜组，用以实现视场角大于或等于180°的光学性能，后组透镜为具有复杂化的正光焦度的透镜组，用以提高相对孔径和校正像差。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。例如，CN201610290697.X号专利中，虽然鱼眼镜头的视场角可达240°，相对孔径可达F/1.4，但是由于采用了十片玻璃球面透镜组合而成，使得整个镜头的光学总长度L＝60.84mm，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

基于此，本实用新型的目的是提供一种小型化、容易实现倍率校正的鱼眼镜头。

一种鱼眼镜头，包括靠近物侧且具有负光焦度的第一透镜组，靠近成像面且具有正光焦度的第二透镜组，及设于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的光阑，其中，

所述第一透镜组从物侧到成像面依次包括具有负光焦度且凹面朝向成像面的弯月型第一透镜、第二透镜和第三透镜；

所述第二透镜组从物侧到成像面依次包括具有正光焦度的双凸第四透镜、第五透镜及具有负光焦度且凹面朝向物侧的弯月型第六透镜，所述第五透镜和所述第六透镜胶合组成具有正光焦度的透镜元件；

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜都为玻璃球面镜片，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。

相较现有技术，本实用新型所述鱼眼镜头的结构组成能够实现小型化，此外，由于各个透镜都为玻璃球面镜片，所以能够容易实现倍率校正及适用于不同的温度场合。

进一步地，所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度的比值范围为：其中，表示所述第一透镜组的光焦度，所述第二透镜组的光焦度。此条件限制了所述第一透镜组与所述第二透镜组必须是具有相互补偿的正、负光焦度的透镜组合。

进一步地，所述第一透镜组的光焦度与所述鱼眼镜头的光焦度的比值范围为：其中，表示所述第一透镜组的光焦度，表示整个所述鱼眼镜头的光焦度。此条件限制了所述第一透镜组具有负光焦度，对入射光线具有发散作用，主要用于接收较大角度范围的入射光线，并修正所述鱼眼镜头的光学***的部分像差。

进一步地，所述第二透镜组的光焦度与所述鱼眼镜头的光焦度的比值范围为：其中，表示所述第二透镜组的光焦度，表示整个所述鱼眼镜头的光焦度。此条件限制了所述第二透镜组具有正光焦度，主要用于将经过所述第一透镜片组的光线会聚于成像面上，同时平衡所述鱼眼镜头的畸变像差。

进一步地，所述鱼眼镜头满足条件式：0.3＜|IH/(f*tanθ)|＜0.4，其中，IH表示所述鱼眼镜头的半像高，θ表示所述鱼眼镜头的最大半视场角，f表示所述鱼眼镜头的有效焦距。

进一步地，所述鱼眼镜头满足条件式：Vd1＞50，Vd2＞50，Vd3＜22，Vd4＞40，Vd5＞50，Vd6＜22，其中，Vd1、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5及Vd6分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜的阿贝数。

进一步地，所述鱼眼镜头的光学总长为17.1mm。

进一步地，所述鱼眼镜头的光圈数为2.0。

进一步地，所述鱼眼镜头的视场角为210°。

进一步地，所述第四透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径，所述第五透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径。

附图说明

图1为本实用新型实施例中鱼眼镜头的截面结构示意图；

图2a为本实用新型第一实施例中鱼眼镜头的场曲示意图，图中：x轴坐标单位为毫米，为场曲值，y轴坐标单位为角度，对应于***的视场角；

图2b为本实用新型第一实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图，图中：x轴坐标单位为百分比，为畸变值，y轴坐标单位为角度，对应于***的视场角；

图2c为本实用新型第一实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图，图中：x轴坐标单位为毫米，为球差值，y轴坐标单位为角度，对应于***的视场角；

图2d为本实用新型第一实施例中鱼眼镜头的的横向色差曲线示意图；

图中：x轴坐标单位为微米，为色差值，y轴坐标单位为角度，对应于***的视场角；

图3a为本实用新型第二实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图3b为本实用新型第二实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图3c为本实用新型第二实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图3d为本实用新型第二实施例中鱼眼镜头的横向色差曲线示意图；

图4a为本实用新型第三实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图4b为本实用新型第三实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图4c为本实用新型第三实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图4d为本实用新型第三实施例中鱼眼镜头的横向色差曲线示意图；

图5a为本实用新型第四实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图5b为本实用新型第四实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图5c为本实用新型第四实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图5d为本实用新型第四实施例中鱼眼镜头的的横向色差曲线示意图；

图6a为本实用新型第五实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图6b为本实用新型第五实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图6c为本实用新型第五实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图6d为本实用新型第五实施例中鱼眼镜头的横向色差曲线示意图；

图7a为本实用新型第六实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图7b为本实用新型第六实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图7c为本实用新型第六实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图7d为本实用新型第六实施例中鱼眼镜头的横向色差曲线示意图；

图8a为本实用新型第七实施例中鱼眼镜头的场曲示意图；

图8b为本实用新型第七实施例中鱼眼镜头的畸变曲线示意图；

图8c为本实用新型第七实施例中鱼眼镜头的轴上点球差色差曲线示意图；

图8d为本实用新型第七实施例中鱼眼镜头的的横向色差曲线示意图。

主要元件符号说明：

第一透镜组	10	第一透镜	11
				第二透镜	12	第三透镜	13
光阑	30	第二透镜组	20
				第四透镜	21	第五透镜	22
第六透镜	23

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型一实施例中提供的一种鱼眼镜头，包括靠近物侧且具有负光焦度的第一透镜组，靠近成像面且具有正光焦度的第二透镜组，及设于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的光阑，其中，

所述鱼眼镜头还包括设于所述第二透镜组与成像面之间的两块平板玻璃，两块所述平板玻璃平行设置。

所述第一透镜的直径D1、所述第二透镜的直径D2、所述第三透镜的直径D3、所述第四透镜的直径D4、所述第五透镜的直径D5及所述第六透镜的直径D6之间的关系为：D3＝D4<D5<D6<D2<D1。可以理解的，在其它实施例中，D3与D4之间的关系还可以为：D3≈D4。

在本实用新型的所有实施例中，所述鱼眼镜头的截面结构如图1所示，f表示所述鱼眼镜头的有效焦距，F#表示光圈数，r表示光学曲面顶点的曲率半径，d表示光学表面间距(相邻的两个光学曲面顶点之间的距离)，n_d表示各个透镜的折射率，Vd表示各个透镜的阿贝数，Vd用来衡量介质的光线色散程度，TTL表示所述鱼眼镜头的光学总长。

在以下不同的实施例中，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数参见各实施例的参数表。

实施例1

请参阅图2a至图2d，为实用新型第一实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表1所示。

表1

实施例2

请参阅图3a至图3d，为实用新型第二实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表2所示。

表2

表面序号		R	d	n_d	Vd
						1	物	—	无穷远
2	透镜11	12.958	0.75	1.70	56.2
						3		3.184	2.01
4	透镜12	18.399	0.45	1.68	55.6
						5		2.106	2.924
6	透镜13	3.379	2.153	1.95	17.9
						7		2.144	0.49
8	光阑	—	0.03
						9	透镜21	4.584	2.28	1.80	46.8
10		-3.959	1.08
						11	透镜22	4.588	1.992	1.70	56.2
12	透镜23	-2.204	0.815	1.92	20.9
						13		-5.208	0.5
14	平板玻璃	—	0.30	1.517	64.21
						15		—	0.5
16	平板玻璃	—	0.40	1.517	64.21
						17		—	0.47
18	像面	—	—

实施例3

请参阅图4a至图4d，为实用新型第三实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表3所示。

表3

表面序号		r	d	n_d	Vd
						1	物	—	无穷远
2	透镜11	19.597	0.74	1.70	56.2
						3		2.906	1.66
4	透镜12	4.357	0.54	1.66	54.7
						5		2.825	3.021
6	透镜13	3.042	2.033	1.95	17.9
						7		1.753	0.757
8	光阑	—	0.03
						9	透镜21	5.727	2.85	1.76	52.3
10		-3.483	0.59
						11	透镜22	3.842	2.12	1.70	56.2
12	透镜23	-2.655	0.80	1.92	20.9
						13		-4.010	0.50
14	平板玻璃	—	0.30	1.517	64.21
						15		—	0.50
16	平板玻璃	—	0.40	1.517	64.21
						17		—	0.51
18	像面	—	—

实施例4

请参阅图5a至图5d，为实用新型第四实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表4所示。

表4

实施例5

请参阅图6a至图6d，为实用新型第五实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表5所示。

表5

实施例6

请参阅图7a至图7d，为实用新型第六实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表6所示。

表6

实施例7

请参阅图8a至图8d，为实用新型第七实施例中提供的鱼眼镜头，所述鱼眼镜头中各个镜片的相关参数如表7所示。

表7

表面序号		r	d	n_d	Vd
						1	物	—	无穷远
2	透镜11	13.234	0.74	1.73	54.7
						3		2.944	1.87
4	透镜12	10.730	0.46	1.69	54.9
						5		2.042	3.50
6	透镜13	3.932	2.18	1.92	18.9
						7		2.468	0.48
8	光阑	—	0.03
						9	透镜21	4.955	1.06	1.80	46.6
10		-3.949	1.95
						11	透镜22	5.106	1.99	1.70	56.2
12	透镜23	-2.124	0.81	1.92	18.9
						13		-4.495	0.50
14	平板玻璃	—	0.30	1.517	64.21
						15		—	0.50
16	平板玻璃	—	0.40	1.517	64.21
						17		—	0.36
18	像面	—	—

综合上述实施例，所述第一透镜的阿贝数Vd1>50，所述第二透镜的阿贝数Vd2>50，所述第三透镜的阿贝数Vd3<22，所述第四透镜的阿贝数Vd4>40，所述第五透镜的阿贝数Vd5>50，所述第六透镜的阿贝数Vd6>22。

由于场曲曲线、轴上点球差色差曲线的数据范围越小，代表镜头性能越好，从各个实施例中的附图可以得出，每个实施例中的场曲、轴上点球差色差的范围在-0.03～+0.03之间，说明每个实施例中的场曲和畸变能被很好的校正。

所述第四透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径，所述第五透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径。

所述第一透镜组中，所述第一透镜的两光学面的顶点之间的距离大于所述第二透镜的两光学面的顶点之间的距离，小于所述第三透镜的两光学面的顶点之间的距离。

表8是上述7个实施例及其对应的光学特性，包括***焦距f、光圈数F#、视场角2θ和***总长TTL，以及与前面每个条件式对应的数值。

表8

由表8可得，所述鱼眼镜头的光学总长为17.1mm，光圈数F#为2.0，视场角2θ为210°。

所述第一透镜组的光焦度与所述第二透镜组的光焦度的比值范围为：此条件限制了所述第一透镜组与所述第二透镜组必须是具有相互补偿的正、负光焦度的透镜组合。

所述第一透镜组的光焦度与所述鱼眼镜头的光焦度的比值范围为：此条件限制了所述第一透镜组具有负光焦度，对入射光线具有发散作用，主要用于接收较大角度范围的入射光线，并修正所述鱼眼镜头的光学***的部分像差。

所述第二透镜组的光焦度与所述鱼眼镜头的光焦度的比值范围为：此条件限制了所述第二透镜组具有正光焦度，主要用于将经过所述第一透镜片组的光线会聚于成像面上，同时平衡所述鱼眼镜头的畸变像差。

所述鱼眼镜头的半像高IH、最大半视场角θ及有效焦距f之间的关系为0.3＜|IH/(f*tanθ)|＜0.4。此条件的含义是，在相同焦距和相同视场角的情况下，可以获得更多的像高。现有技术中，鱼眼镜头运用该条件所得值一般在0.15以下，所以与现有技术相比，本实用新型中所述鱼眼镜头的光学畸变更小。

综上，本实用新型所述鱼眼镜头的结构组成能够实现小型化，此外，由于各个透镜都为玻璃球面镜片，所以能够容易实现倍率校正及适用于不同的温湿度场合，延长所述鱼眼镜头的使用寿命，适用于批量加工生产，降低成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种鱼眼镜头，包括靠近物侧且具有负光焦度的第一透镜组，靠近成像面且具有正光焦度的第二透镜组，及设于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的光阑，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头满足条件式：其中，表示所述第一透镜组的光焦度，所述第二透镜组的光焦度。

3.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头满足条件式：其中，表示所述第一透镜组的光焦度，表示整个所述鱼眼镜头的光焦度。

4.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头满足条件式：其中，表示所述第二透镜组的光焦度，表示整个所述鱼眼镜头的光焦度。

5.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头满足条件式：0.3＜|IH/(f*tanθ)|＜0.4，其中，IH表示所述鱼眼镜头的半像高，θ表示所述鱼眼镜头的最大半视场角，f表示所述鱼眼镜头的有效焦距。

6.根据权利要求1所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头满足条件式：Vd1＞50，Vd2＞50，Vd3＜22，Vd4＞40，Vd5＞50，Vd6＜22，其中，Vd1、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5及Vd6分别表示所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜及所述第六透镜的阿贝数。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头的光学总长为17.1mm。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头的光圈数为2.0。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述鱼眼镜头的视场角为210°。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的鱼眼镜头，其特征在于，所述第四透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径，所述第五透镜靠近物侧的凸面曲率半径大于靠近成像面的凸面曲率半径。