一种紧凑型鱼眼镜头的制作方法

1.本发明涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种紧凑型鱼眼镜头。


背景技术：

2.鱼眼镜头是一种焦距为16mm或更短的并且视角接近或等于180
°
的镜头。它是一种极端的广角镜头，“鱼眼镜头”是它的俗称。现有的鱼眼镜头普遍ttl(镜头的光学总长)较大，镜头整体体积大，安装使用受限；且镜头的f/no》2，镜头进光量小，成像亮度差。
3.鉴于此，本技术发明人发明了一种紧凑型鱼眼镜头。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种体积小、安装使用方便，且进光量大、成像亮度好的紧凑型鱼眼镜头。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种紧凑型鱼眼镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
6.所述第一透镜具正屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
7.所述第二透镜具正屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
8.所述第三透镜具正屈光度，且第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
9.所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
10.所述第五透镜具正屈光度，且第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
11.所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
12.该镜头满足：ttl/f＜6.63，其中，ttl为镜头的光学总长，f为系统的通光孔径。
13.进一步地，该镜头满足：3＜|f1/f|＜5，1.5＜|f2/f|＜5，2.7＜|f3/f|＜5，1.3＜|f4/f|＜1.5，1.7＜|f5/f|＜4.5，2＜|f6/f|＜2.5，其中，f为镜头的整体焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距。
14.进一步地，该镜头满足：-10＜|f1|＜20，-18＜|f2|＜30，0＜|f3|＜20，-8＜|f4|＜20，-5＜|f5|＜25，-8＜|f6|＜16，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距。
15.进一步地，该镜头满足：vd1+vd2+vd4＜123，其中vd1、vd2、vd4分别为所述第一透镜，第二透镜，第四透镜的阿贝数。
16.进一步地，该镜头满足：1.80＜nd1＜1.93，30＜vd1＜50，1.5＜nd2＜1.7，50＜vd2＜60，1.6＜nd3＜1.7，19＜vd3＜30，1.75＜nd4＜1.92，50＜vd4＜60，1.6＜nd5＜1.7，20＜vd5＜30，1.5＜nd6＜1.7，50＜vd6＜60，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6分别所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的折射率，vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、
vd6分别所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的阿贝数。
17.进一步地，该镜头满足：2.3≤ttl/aag,其中，aag为所述第一透镜至第四透镜之间在光轴上三个空气间隙之和。
18.进一步地，该镜头满足：ttl＜12.8mm。
19.进一步地，该镜头满足：4mm＜alt＜5mm，其中，alt＝ct1+ct2+ct3+ct4，ct1、ct2、ct3、ct4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的中心厚度。
20.进一步地，所述第一透镜、第四透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料非球面透镜。
21.进一步地，该镜头的最大通光f/no＝2.05。
22.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有如下优点：
23.本发明紧凑型鱼眼镜头采用2片玻璃透镜与4片塑料非球面透镜的组合，成本低，体积小，ttl＜12.8mm，安装使用方便；镜头的最大通光f/no＝2.05，可有效增加镜头进光量，提升成像亮度。
附图说明
24.图1为本发明实施例1的光路图；
25.图2为本发明实施例1中镜头在可见光下的mtf曲线图；
26.图3为本发明实施例1中镜头在可见光下的离焦曲线图；
27.图4为本发明实施例1中镜头在可见光下的相对照度曲线图；
28.图5为本发明实施例1中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；
29.图6为本发明实施例1中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
30.图7为本发明实施例2的光路图；
31.图8为本发明实施例2中镜头在可见光下的mtf曲线图；
32.图9为本发明实施例2中镜头在可见光下的离焦曲线图；
33.图10为本发明实施例2中镜头在可见光下的相对照度曲线图；
34.图11为本发明实施例2中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；
35.图12为本发明实施例2中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
36.图13为本发明实施例3的光路图；
37.图14为本发明实施例3中镜头在可见光下的mtf曲线图；
38.图15为本发明实施例3中镜头在可见光下的离焦曲线图；
39.图16为本发明实施例3中镜头在可见光下的相对照度曲线图；
40.图17为本发明实施例3中镜头在可见光下的纵向色差曲线图；
41.图18为本发明实施例3中镜头在可见光下的场曲及畸变图；
42.附图标记说明：
43.1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、光阑；8、保护玻璃&滤光片。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.这里所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为r值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。r值可常见被使用于光学设计软件中，例如zemax或codev。r值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当r值为正时，判定为物侧面为凸面；当r值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当r值为正时，判定像侧面为凹面；当r值为负时，判定像侧面为凸面。
46.本发明公开了一种紧凑型鱼眼镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
47.所述第一透镜具正屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
48.所述第二透镜具正屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
49.所述第三透镜具正屈光度，且第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
50.所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
51.所述第五透镜具正屈光度，且第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
52.所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
53.该镜头满足：ttl/f＜6.63，其中，ttl为镜头的光学总长，f为系统的通光孔径。满足此关系式，镜头的结构更加紧凑、体积小，适应性强。
54.光阑位于第三镜头与第四镜头之间，第一透镜至第三透镜为镜头的前组，第四透镜至第六透镜为镜头的后组。
55.该镜头满足：3＜|f1/f|＜5，1.5＜|f2/f|＜5，2.7＜|f3/f|＜5，1.3＜|f4/f|＜1.5，1.7＜|f5/f|＜4.5，2＜|f6/f|＜2.5，其中，f为镜头的整体焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距。
56.该镜头满足：-10＜|f1|＜20，-18＜|f2|＜30，0＜|f3|＜20，-8＜|f4|
57.＜20，-5＜|f5|＜25，-8＜|f6|＜16，其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距。
58.该镜头满足：vd1+vd2+vd4＜123，其中vd1、vd2、vd4分别为所述第一透
59.镜，第二透镜，第四透镜的阿贝数。满足此关系式，能有效校正大视场角下的5倍率色差。
60.该镜头满足：1.80＜nd1＜1.93，30＜vd1＜50，1.5＜nd2＜1.7，50＜vd2
61.＜60，1.6＜nd3＜1.7，19＜vd3＜30，1.75＜nd4＜1.92，50＜vd4＜60，1.6
62.＜nd5＜1.7，20＜vd5＜30，1.5＜nd6＜1.7，50＜vd6＜60，其中，nd1、nd2、nd3、nd4、nd5、nd6分别所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第0五透镜、第六透镜的折射率，vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd6分别所述第一透
63.镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的阿贝数。
64.该镜头满足：2.3≤ttl/aag,其中，aag为所述第一透镜至第四透镜之间在光轴上
三个空气间隙之和。满足此关系式，可有效地优化轴向色差，色差控制30um以内。
65.5该镜头满足：4mm＜alt＜5mm，其中，alt＝ct1+ct2+ct3+ct4，ct1、ct2、ct3、ct4分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的中心厚度。满足此关系式，镜头结构紧凑，镜头的中心厚度合理设置，可有效校正轴外的像差，如彗差。
66.所述第一透镜、第四透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第三透镜、0第五透镜、第六透镜均为塑料非球面透镜。该镜头采用2片玻璃球面透镜和4
67.片塑料非球面相结合设计，镜头成本低，体积小，光学总长ttl＜12.8mm,大大减小其使用空间受限的问题，此外，玻塑混合的设计，也可以更好的提升成像质量，同时也能很好的校正温漂。
68.该镜头的最大通光f/no＝2.05，可有效增加镜头进光量，提升成像亮度。5该镜头的视场角：hfov(水平视场角)＝182
°
，dfov(对角线视场角)》210
°
，
69.且ttl＜12.8mm，整体结构紧凑，使得其安装使用极为便捷，实用性强。
70.该镜头中，第一片采用硬度高耐磨损的玻璃材料，能够很好的满足室外高温高湿，摩擦等环境下使用，在-40℃到105℃的条件下均有较好的成像质量；
71.该镜头的场曲畸变在20％以内，成像质量好，可有效减少后期校正的难度。
72.该镜头的相对照度大于23％，成像均匀，边缘无暗角。
73.该镜头适用光谱范围为435nm-660nm。
74.其中，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜、第六透镜均为塑料非球面透镜，且非球面透镜中其两面均为非球面。非球面透镜表面曲线的方程式表示如下：
[0075][0076]
其中，
[0077]
z：非球面之深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
[0078]
c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；
[0079]
k：锥面系数(conic constant)；
[0080]
径向距离(radial distance)；
[0081]
rn：归一化半径(normalization radius(nradius))；
[0082]
u：r/rn；
[0083]
am：第m阶qcon系数(is the mth qcon coefficient)；
[0084]
qmcon：第m阶qcon多项式(the mth qcon polynomial)。
[0085]
下面将以具体实施例对本发明的紧凑型鱼眼镜头进行详细说明。
[0086]
实施例1
[0087]
参照图1所示，本发明公开了一种紧凑型鱼眼镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
[0088]
所述第一透镜具正屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二
透镜具正屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜具正屈光度，且第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
[0089]
所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；5所述第五透镜具正屈光度，且第五透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
[0090]
所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
[0091]
表1-1实施例1的详细光学数据
[0092][0093]
本实施例中的非球面数据如表1-2所示。
[0094]
表1-2实施例1的非球面数据
[0095][0096][0097]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图2，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达90lp/mm时，mtf值大于0.5，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0098]
镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图3，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。
[0099]
镜头在可见光下的相对照度曲线图请参阅图4，从图中可以看出，相对照度大于23％，成像均匀，边缘无暗角。
[0100]
镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图5，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.02mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0101]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图6，从图中可以看出，系统的光学畸变＜|+12％|，成像质量好，可有效减少后期校正的难度。
[0102]
实施例2
[0103]
如图7所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0104]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0105]
表2-1实施例2的详细光学数据
[0106][0107][0108]
本实施例中的非球面数据如表2-2所示。
[0109]
表2-2实施例2的非球面数据
[0110][0111]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图8，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达90lp/mm时，mtf值仍在0.4左右，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0112]
镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图9，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。
[0113]
镜头在可见光下的相对照度曲线图请参阅图10，从图中可以看出，相对照度大于23％，成像均匀，边缘无暗角。
[0114]
镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图11，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.02mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0115]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图12，从图中可以看出，系统的光学畸变＜|+16％|，成像质量好，可有效减少后期校正的难度。
[0116]
实施例3
[0117]
如图13所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0118]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0119]
表3-1实施例3的详细光学数据
[0120][0121]
本实施例中的非球面数据如表3-2所示。
[0122]
表3-2实施例3的非球面数据
[0123][0124]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图14，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达90lp/mm时，mtf值大于0.6，成像质量优良，镜头的分辨率高。
[0125]
镜头在可见光下的离焦曲线图请参阅图15，从图中可以看出，该镜头在可见光下各个视场离焦曲线比较集中，离焦量小。
[0126]
镜头在可见光下的相对照度曲线图请参阅图16，从图中可以看出，相对照度大于23％，成像均匀，边缘无暗角。
[0127]
镜头在可见光下的纵向色差曲线图请参阅图17，从图中可以看出，轴向色差小于
±
0.03mm，对色彩的还原好、色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。
[0128]
镜头在可见光下的场曲及畸变图请参阅图18，从图中可以看出，系统的光学畸变＜|+10％|，成像质量好，可有效减少后期校正的难度。
[0129]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。