一种高清广角低畸变运动dv镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高清广角低畸变运动DV镜头。该镜头包括从物方开始依次设置的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、光阑元件、第四透镜元件、第五透镜元件和第六透镜元件；第一透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；第二透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；第三透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；第四透镜元件为具有负的光焦度的双凸型镜片；第五透镜元件为具有负光焦度的双凸型镜片；第六透镜元件为具有负光焦度并凸向像方的弯月型镜片。采用6片镜片，达到令人满意的光学特性，超广角对角169°，同时TV畸变仅-15%，镜头总长TTL接近21mm，可以满足DV的特殊应用要求。
【专利说明】一种高清广角低畸变运动DV镜头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种DV镜头，尤其涉及一种高清广角低畸变运动DV镜头。
【背景技术】
[0002]随着镜头和电子技术的发展，镜头已经不仅仅再局限于相机系统中。除了传统的DV拍摄，镜头也开始用于其他的各种视频采集环境下。例如监控系统对周围环境的拍摄，各种车辆装置包括汽车中的客车、货车、摩托车等，为了确保驾驶员在进行倒车动作时的安全性，避免与车、人或其它物体碰撞而造成损失，因此在车辆后部安装上本来只用于照相机的广角镜头，通过该镜头摄取外界物体的画面，通过线路传输让坐在驾驶室的驾驶员观看判断，确保车辆与其它物体之间的安全。但目前车载相机用的广角镜头，一般采用8片或8片以上的玻璃镜片组成，这种广角镜头不仅重量较重，成本较高，且当视场角超过90°后，失真将会非常严重，为此，很多光学企业开发的广角镜头采用非球面技术，以减轻重量、成本和减小变形量，但该镜头的通光性能较弱，特别是随着镜片数量的减少，镜头长度比较短，不适合于一般对镜头长度有特定要求的DV系统。
实用新型内容
[0003]本实用新型提出了一种超广角、低失真、低畸变的高清DV镜头。
[0004]为实现上述涉及，本实用新型采用以下述技术方案:
[0005]一种高清广角低畸变运动DV镜头，包括从物方开始依次设置的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、光阑元件、第四透镜元件、第五透镜元件和第六透镜元件；其中:
[0006]第一透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0007]第二透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0008]第三透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0009]第四透镜元件为具有负的光焦度的双凸型镜片；
[0010]第五透镜元件为具有负的光焦度的双凸型镜片；
[0011]第六透镜元件为具有负的光焦度并凸向像方的弯月型镜片。
[0012]其中，第一透镜元件满足下面的条件公式:
[0013]Nd ^ 1.75, Vd ^ 41.95,
[0014]其中Nd表示第一透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第一透镜元件材料的d光阿贝常数。
[0015]其中，第二透镜元件满足下面的条件公式:
[0016]Nd ^ 1.49, Vd ^ 46.65,
[0017]其中Nd表示第二透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第二透镜元件材料的d光阿贝常数。
[0018]其中，第一透镜元件和第二透镜元件满足下面的条件公式:
[0019]1.4 彡 F2/F1 彡 1.0，
[0020]其中Fl表示第一透镜元件的焦距值，F2表示第二透镜元件的焦距值。
[0021]其中，第三透镜元件和第四透镜元件满足下面的条件公式:
[0022]5.1 彡 F4/F3 彡 4.1，
[0023]其中F3表示第三透镜元件的焦距值，F4表示第四透镜元件的焦距值。
[0024]其中，第五透镜元件满足下面的条件公式:
[0025]3.6 彡 F5/F 彡 2.6，
[0026]其中F5表示第五透镜元件的焦距值，F表示高清广角低畸变运动DV镜头的整体焦距值。
[0027]其中，高清广角低畸变运动DV镜头总视场角ω满足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
[0028]其中，高清广角低畸变运动DV镜头的第一透镜元件物方侧最外点至成像面的距离要满足下述公式:TTL彡19.95 mm。
[0029]其中，第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件和弟TK透镜兀件为玻璃透镜兀件。
[0030]本实用新型的有益效果在于:采用6片镜片，即可有效校正光学系统中的像差，达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角，超广角对角169°，同时还有低失真度，TV畸变仅_15%，镜头总长TTL接近21mm，能够实现1600W像素级别的镜头要求，可以满足DV的特殊应用要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本实用新型的结构示意图(物方处于最左侧位置，像方处于最右侧位置)。
[0033]图2为本实用新型的成像过程示意图。
[0034]图3为本实用新型的色差曲线图。
[0035]图4为本实用新型的像散曲线图。
[0036]图5为本实用新型的畸变曲线图。
[0037]图6为本实用新型的MTF曲线图。
【具体实施方式】
[0038]为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]请参考图1，其是本实用新型一种高清广角低畸变运动DV镜头的结构示意图，其特别应用于DV等视频采集设备。如图1所示，镜头包括从物方开始依次设置的第一透镜元件L1、第二透镜元件L2、第三透镜元件L3、光阑元件R7、第四透镜元件L4、第五透镜元件L5和第六透镜元件L6 ;其中:
[0040]第一透镜元件LI为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0041]第二透镜元件L2为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0042]第三透镜元件L3为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片；
[0043]第四透镜元件L4为具有负的光焦度的双凸型镜片；
[0044]第五透镜元件L5为具有负的光焦度的双凸型镜片；
[0045]第六透镜元件L6为具有负的光焦度并凸向像方的弯月型镜片。
[0046]优选地，第一透镜元件LI满足下面的条件公式:
[0047]Nd 彡 1.75，Vd 彡 41.95，
[0048]其中Nd表示第一透镜元件LI材料的d光折射率，Vd表示第一透镜元件LI材料的d光阿贝常数。
[0049]本实用新型第一透镜元件LI采用折射率Nd彡1.75，阿贝常数Vd彡41.95的高折射率低色散材料，能有效导入140°视场角以上的光线并减小第一个镜片的口径，以避免体积过大。
[0050]其中，第二透镜元件L2满足下面的条件公式:
[0051]Nd ^ 1.49, Vd ^ 46.65,
[0052]其中Nd表示第二透镜元件L2材料的d光折射率，Vd表示第二透镜元件L2材料的d光阿贝常数。
[0053]第二透镜元件L2采用折射率Nd ^ 1.49,阿贝常数Vd彡46.65的高折射率高色散材料。
[0054]优选地，第一透镜元件LI和第二透镜元件L2满足下面的条件公式:
[0055]1.4 彡 F2/F1 彡 1.0,
[0056]其中Fl表示第一透镜元件LI的焦距值，F2表示第二透镜元件L2的焦距值。
[0057]第一透镜元件LI和第二透镜元件L2的焦距值要满足公式1.4彡F2/F1彡1.0。
[0058]优选地，第三透镜元件L3和第四透镜元件L4满足下面的条件公式:
[0059]5.1 彡 F4/F3 彡 4.1，
[0060]其中F3表示第三透镜元件L3的焦距值，F4表示第四透镜元件L4的焦距值。
[0061]第三透镜元件L3和第四透镜元件L4的焦距值要满足公式5.1 ^ F4/F3 > 4.1。
[0062]其中，第五透镜元件L5满足下面的条件公式:
[0063]3.6 彡 F5/F 彡 2.6，
[0064]其中F5表示第三透镜元件L5的焦距值，F表示高清广角低畸变运动DV镜头的整体焦距值。
[0065]当DV镜头的整体焦距值为F，第五透镜元件L5焦距为F5时，须满足条件
3.6彡F5/F彡2.6，此条件主要控制镜头的TTL长度。
[0066]其中，高清广角低畸变运动DV镜头总视场角ω满足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
[0067]其中，高清广角低畸变运动DV镜头的第一透镜元件LI物方侧最外点至成像面的距离要满足下述公式:TTL彡19.95 mm。
[0068]其中，第一透镜元件L1、第二透镜元件L2、第三透镜元件L3、第四透镜元件L4、第五透镜元件L5和第六透镜元件L6为玻璃透镜元件。
[0069]DV镜头的第一透镜元件LI采用玻璃镜片，能有效保护DV镜头在使用过程中防刮擦及抵抗恶劣的环境变化影响，第三透镜元件L3采用高色散玻璃镜片，能有效补偿光学系统的色差，且只使用6片玻璃镜片取代传统6G1GM或SG的设计方式，一方面可以减少镜片数量和重量，并降低成本；另一方面可有效校正光学系统中的像差，用最小的镜片数量达到令人满意的光学特性和较宽的总视场角。超广角对角169°，同时还有低失真度，TV畸变仅_15%，镜头总长TTL接近21mm，能够实现1600W像素级别的镜头要求，可以满足DV的特殊应用要求。
[0070]在本实施案例中，该DV镜头的整体焦距值为F，光圈值为F/N0，视场角为2 ω =169°，镜头总长TTL接近21mm，并由物方侧开始，将各个镜面依次编号，弟一透镜兀件LI的镜面曲率半径为Rl、R2，第二透镜元件L2的镜面曲率半径为R3、R4，第三透镜元件L3的镜面曲率半径为R5、R6，光阑面为R7，第四透镜元件L4的镜面曲率半径为R8、R9，第五透镜元件L5的镜面曲率半径为1?10、1?11，第六透镜元件1^6的镜面曲率半径为R12、R13，滤色片IR的镜面为R14、R15。
[0071]本实用新型F=3.06mm，F/N0=2.5，2ω=169°，TTL=20.99mm±0.3mm。
[0072]本实用新型光学系统参数表见表1:
[0073]
表 I*-:
面字号P &率半径P中心厚度^折射率NdP 珂贝常数P
OBJ*' Infinity^Tnfifrity^?-.1*J InfinitW1.00+7*:1<-.31.00^1.10^.1.65-60.40 ^
3? 2.70^5.49^^-
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13.00^5.49^1.81^41.84— ^
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[0074]图2为相应于本实施例的成像过程示意图，图3至图6为相应于本实施例的光学性能曲线图，其中图3为色差曲线图(也可叫球差曲线图)，由常用的F，d.C三色光的波长来表示，单位为mm。图4为像散曲线图，由常用的F，d.C三色光的波长来表示，单位为nm。图5为畸变曲线图，表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。图6为MTF曲线图，代表了一个光学系统的综合解像水平。由图可知，该DV镜头已将各种像差补正到足以实用的水平。
[0075]在实际的光学性能测试过程中，光学规格为:
[0076]1.Sensor Size:1/2.3" For MN34120PA or IMXl 17
[0077]2.Focal Length (EFL): f=3.06mm
[0078]3.F/NO (Infinite):F/N0=2.5
[0079]4.Back Focal Length: BFL=4.39mm
[0080]5.Flange Back Length: FB=5.52mm
[0081]6.TTL:TTL=20.99mm±0.3mm
[0082]7.Field of View:169。(MAX)(for Φ7.7 D153° /H121。)
[0083]8.TV Distort1n:-15.1%
[0084]9.Thread Size:M12*P0.5
[0085]10.Element:6G+IR
[0086]11.1R Spec:T=50% i 650 ± 1nm
[0087]以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，包括从物方开始依次设置的第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、光阑元件、第四透镜元件、第五透镜元件和第六透镜元件;其中: 第一透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片； 第二透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片； 第三透镜元件为具有正的光焦度并凸向物方的弯月型镜片； 第四透镜元件为具有负的光焦度的双凸型镜片； 第五透镜元件为具有负的光焦度的双凸型镜片； 第六透镜元件为具有负的光焦度并凸向像方的弯月型镜片； 其中，第一透镜元件满足下面的条件公式:
Nd 彡 1.75，Vd 彡 41.95， 其中Nd表示第一透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第一透镜元件材料的d光阿贝常数。
2.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，第二透镜元件满足下面的条件公式:
Nd 彡 1.49，Vd 彡 46.65， 其中Nd表示第二透镜元件材料的d光折射率，Vd表示第二透镜元件材料的d光阿贝常数。
3.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，第一透镜元件和第二透镜元件满足下面的条件公式:
1.4 彡 F2/F1 彡 1.0, 其中Fl表示第一透镜元件的焦距值，F2表示第二透镜元件的焦距值。
4.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，第三透镜元件和第四透镜元件满足下面的条件公式:
5.1 彡 F4/F3 彡 4.1， 其中F3表示第三透镜元件的焦距值，F4表示第四透镜元件的焦距值。
5.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，第五透镜元件满足下面的条件公式:
3.6 彡 F5/F 彡 2.6， 其中F5表示第五透镜元件的焦距值，F表示高清广角低畸变运动DV镜头的整体焦距值。
6.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，高清广角低畸变运动DV镜头总视场角ω满足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
7.根据权利要求1的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，高清广角低畸变运动DV镜头的第一透镜元件物方侧最外点至成像面的距离要满足下述公式:TTL彡19.95mmD
8.根据权利要求f7任一项的一种高清广角低畸变运动DV镜头，其特征在于，第一透镜元件、第二透镜元件、第三透镜元件、第四透镜元件、第五透镜元件和第六透镜元件为玻璃透镜兀件。
【文档编号】G02B13/00GK204009200SQ201420189619
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】杨文辉 申请人:深圳市彰骏光电科技有限公司