一种长后焦鱼眼镜头的制作方法

1.本实用新型属于光学镜头技术领域，具体涉及一种长后焦鱼眼镜头。


背景技术：

2.鱼眼镜头是一种首枚镜片外径很大、焦距极短且视场角较大的镜头，现有技术中的鱼眼镜头视场角一般可达180
°
左右，由于具有超大视场角优势，一般被广泛的应用于安防监控、全景相机、运动相机和车载等摄像领域。随着光学技术和安防行业的不断发展，监控设备的应用日益广泛。市场应用对镜头提出了更多的要求，诸如大视场、大靶面、大光圈、超过4k的高清分辨率、更小的镜头体积，同时提出了防水、日夜共焦等功能性要求，而防水功能的设计往往需要较长的光学后焦，以满足镜头后端有更大的自由空间进行防水或其他功能的设计。
3.目前现有的鱼眼镜头在设计中为了达到更高的分辨率，往往具有较短的光学后焦，如(1.1～1.5)effl，而当光学后焦较长时，镜头系统将产生严重过校正的匹兹万场曲，为了矫正该场曲，需要使用更多枚镜片，通常镜头结构需要用到12g以上，体积较大，总长较长(ttl》30mm)，不利于镜头的小型化。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对上述问题，提出一种长后焦鱼眼镜头，可实现长后焦、大光圈，满足小型化并可搭配千万像素的传感器，同时可实现日夜共焦，高低温状态下成像稳定。
5.为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
6.本实用新型提出的一种长后焦鱼眼镜头，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、孔径光阑sto、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10，第三透镜l3和第四透镜l4组成第一双胶合透镜，第六透镜l6和第七透镜l7组成第二双胶合透镜，第八透镜l8和第九透镜l9组成第三双胶合透镜，其中：
7.第一透镜l1、第二透镜l2、第六透镜l6和第九透镜l9均为具有负光焦度的弯月玻璃球面透镜，第三透镜l3为具有负光焦度的双凹玻璃球面透镜，第四透镜l4、第五透镜l5、第七透镜l7、第八透镜l8和第十透镜l10均为具有正光焦度的双凸玻璃球面透镜，且满足如下条件：
8.bfl/effl》3.5
9.其中，bfl为光学后焦，effl为镜头焦距。
10.优选地，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0011]-8《f1《-7；-8《f2《-7；-3《f3《-2；3.5《f4《4.2；6《f5《6.8；
[0012]-5.1《f6《-4；5《f7《6；5《f8《6；-7《f9《-6；9.2《f10《10.1；
[0013]
其中，f1-f10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的有效焦距，单位mm。
[0014]
优选地，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0015]
24mm≤ttl≤28mm，5mm≤bfl≤6.2mm
[0016]
其中，ttl为光学总长，bfl为光学后焦。
[0017]
优选地，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0018]
1.8《n1《1.9；1.8《n2《1.9；1.9《n3《2.0；1.6《n4《1.7；1.9《n5《2.0；1.9《n6《2.0；1.4《n7《1.5；1.5《n8《1.6；2.0《n9《2.1；1.4《n10《1.5；
[0019]
其中，n1-n10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的d光折射率。
[0020]
优选地，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0021]
40《v1《50；40《v2《50；32《v3《40；32《v4《40；17《v5《18；
[0022]
23《v6《24；81《v7《82；61《v8《62；28《v9《29；81《v10《82；
[0023]
其中，v1-v10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的d光阿贝数。
[0024]
优选地，长后焦鱼眼镜头的工作波段为435nm～656nm可见光波段和830nm～860nm近红外波段。
[0025]
优选地，第十透镜l10的像侧还设有滤光片。
[0026]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0027]
1)采用十片全玻球面透镜，实现长后焦、大光圈、小型化，镜头总长ttl在28mm以下，光圈数fno＝1.8，像圆φ》4.5mm，bfl/effl》3.5，便于进行防水等功能设计，并通过优化各透镜的参数，合理设置光阑位置及各零件间的空气间隔，实现可见光波段(300lp/mm时，0.85视场以内mtf》0.2)、以及近红外波段良好的成像效果(300lp/mm时，0.85视场以内mtf》0.2)，可匹配千万级像素的传感器；
[0028]
2)通过使用胶合透镜及合理选用材料，充分矫正色差，使该镜头满足日夜共焦需求；
[0029]
3)该镜头的工作温度为-40℃-80℃，在高低温状态下成像稳定。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型鱼眼镜头的结构示意图；
[0031]
图2为本实用新型鱼眼镜头的点列图；
[0032]
图3为本实用新型鱼眼镜头的照度图；
[0033]
图4为本实用新型鱼眼镜头在可见光波段下的mtf曲线图；
[0034]
图5为本实用新型鱼眼镜头在红外波段下的mtf曲线图；
[0035]
图6为本实用新型鱼眼镜头在可见光波段下的离焦mtf曲线图；
[0036]
图7为本实用新型鱼眼镜头在红外波段下的离焦mtf曲线图；
[0037]
图8为本实用新型鱼眼镜头在-40℃下的离焦mtf曲线图；
[0038]
图9为本实用新型鱼眼镜头在80℃下的离焦mtf曲线图。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实
施例，都属于本技术保护的范围。
[0040]
需要说明的是，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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术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，不是在于限制本技术。
[0041]
如图1-9所示，一种长后焦鱼眼镜头，包括由物侧至像侧依次设置的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、孔径光阑sto、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8、第九透镜l9和第十透镜l10，第三透镜l3和第四透镜l4组成第一双胶合透镜，第六透镜l6和第七透镜l7组成第二双胶合透镜，第八透镜l8和第九透镜l9组成第三双胶合透镜，其中：
[0042]
第一透镜l1、第二透镜l2、第六透镜l6和第九透镜l9均为具有负光焦度的弯月玻璃球面透镜，第三透镜l3为具有负光焦度的双凹玻璃球面透镜，第四透镜l4、第五透镜l5、第七透镜l7、第八透镜l8和第十透镜l10均为具有正光焦度的双凸玻璃球面透镜，且满足如下条件：
[0043]
bfl/effl》3.5
[0044]
其中，bfl为光学后焦，effl为镜头焦距。
[0045]
该镜头采用十片全玻球面透镜，包括前组(第一透镜l1至第五透镜l5)和后组(第六透镜6至第十透镜l10)。通过合理配置各透镜的形状、焦距、孔径光阑位置以及各零件间的空气间隔，充分矫正长后焦所带来的场曲过校正的问题，实现长后焦、大光圈、小型化，镜头光学总长在28mm以下，光圈数fno＝1.8，bfl/effl》3.5，便于进行防水等功能设计，并实现可见光波段以及近红外波段的良好成像效果，红外离焦《7μm，可匹配千万级像素的传感器；通过采用胶合透镜及合理选用材料，可充分矫正色差，使该镜头满足日夜共焦需求；工作温度为-40℃-80℃，在高低温状态下成像稳定。
[0046]
在一实施例中，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0047]-8《f1《-7；-8《f2《-7；-3《f3《-2；3.5《f4《4.2；6《f5《6.8；
[0048]-5.1《f6《-4；5《f7《6；5《f8《6；-7《f9《-6；9.2《f10《10.1；
[0049]
其中，f1-f10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的有效焦距，单位mm。
[0050]
在一实施例中，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0051]
24mm≤ttl≤28mm，5mm≤bfl≤6.2mm
[0052]
其中，ttl为光学总长，bfl为光学后焦。
[0053]
在一实施例中，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0054]
1.8《n1《1.9；1.8《n2《1.9；1.9《n3《2.0；1.6《n4《1.7；1.9《n5《2.0；1.9《n6《2.0；1.4《n7《1.5；1.5《n8《1.6；2.0《n9《2.1；1.4《n10《1.5；
[0055]
其中，n1-n10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的d光折射率。
[0056]
通过选取不同折射率的光学玻璃材料，使系统中的每一枚透镜均具有易于加工的形状，同时合理分配光焦度，易于矫正各种像差，实现良好像质，且所选材料均为常用材料，成本较低。
[0057]
在一实施例中，长后焦鱼眼镜头还满足如下条件：
[0058]
40《v1《50；40《v2《50；32《v3《40；32《v4《40；17《v5《18；
[0059]
23《v6《24；81《v7《82；61《v8《62；28《v9《29；81《v10《82；
[0060]
其中，v1-v10依次对应为第一透镜l1至第十透镜l10的d光阿贝数。
[0061]
第二双胶合透镜中的第七透镜l7和第三双胶合透镜中的第八透镜l8均为正透镜且选取了低色散的玻璃材料，有利于色差的矫正。
[0062]
在一实施例中，长后焦鱼眼镜头的工作波段为435nm～656nm可见光波段和830nm～860nm近红外波段。可实现日夜共焦以满足全天候工作。
[0063]
在一实施例中，第十透镜l10的像侧还设有滤光片。可滤除杂散光，保证成像质量。
[0064]
以下通过具体实施进行详细阐述。本实施例中，各透镜的光学参数如表1、2所示。
[0065]
表1
[0066][0067][0068]
表2
[0069][0070][0071]
表2中，表面序号1至9分别对应为镜头前组(第一透镜l1至第五透镜l5)上沿物面至像面依次分布的各镜面，表面序号11至18分别对应为镜头后组(第六透镜l6至第十透镜l10)上沿物面至像面依次分布的各镜面，且双胶合透镜的胶合面记为同一表面序号，19为滤光片，sto为孔径光阑。
[0072]
根据表1、2中数据，该实施例镜头满足如下参数：镜头总长ttl＝26.59mm，像圆φ》4.5mm，镜头焦距effl＝1.6mm，光学后焦bfl＝5.69mm，光圈数fno＝1.8，全视场角为185
°
，
传感器尺寸sensorsize：1/2.3inch，像元大小pixel size：1.65μm，分辨率：1000万像素以上。由图2的点列图可知，该实施例镜头各视场所得像点大小均匀，且平均像斑rms radius＜2μm；图3所示相对照度达50％以上，该镜头中心和边缘视场的照度均匀性较好；结合图4-图7光学系统mtf曲线图，可见光波段在0.85视场以内解像力可达到300lp/mm时，mtf》0.2，红外波段在0.85视场以内解像力可达到300lp/mm时，mtf》0.2，可满足目前市面上1000万像素传感器的分辨率要求，同时红外离焦《7μm，可满足监控镜头日夜共焦的需求；图8和图9分别为-40℃和80℃下的离焦mtf曲线图，离焦量《5μm，镜头工作在-40℃～80℃温度范围内，解像良好。
[0073]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0074]
以上所述实施例仅表达了本技术描述较为具体和详细的实施例，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。