一种高精度大视角非球面中继镜的制作方法

1.本实用新型涉及成像质量检测技术领域，特别涉及一种高精度大视角非球面中继镜。


背景技术：

2.随着摄像镜头及芯片技术的快速发展，高像素的芯片及摄像头已替代了低像素的摄像头，高像素摄像头模组对远距离的成像质量也需要进行检测，一般高像素的摄像头要检测3m及更远距离的画面质量，用常规的检测方法则需要占用比较大的空间，例如大视角130
°
的相机模组，其拍摄5000mm距离物体时，其成像大小为2*5000*tan(130/2)＝21445mm这么大的成像，在相机模组生产时，要检测其成像质量是难以做到的，而用中继镜则是为了解决这个问题，用相对短的模拟距离可以拍摄出需要的不同测试距离状态下的画面，来对高像素摄像头的成像质量进行评测，有效的减小了测试空间范围；但现有中继镜有以下的问题，相机模组的视角越大，相机模组到中继镜的距离越大，而镜体的直径也就越大，以至于超出制造的限度。
3.现有130
°
中继镜，安装距离为18mm，尽管镜体直径尺寸控制在了一定大小，但是，镜头焦距偏大，导致成像尺寸在1200mm左右，所以现有的130
°
中继镜已经不能满足要求。


技术实现要素：

4.针对上述情况，本实用新型提供了一种高精度大视角非球面中继镜，以克服现有技术的缺陷。
5.本实用新型解决现有技术中的问题所采用的技术方案为：一种高精度大视角非球面中继镜，沿光轴依次包括负焦距的第一镜片、正焦距的第二镜片、以及正焦距的第三镜片；其中，
6.所述第一镜片像面侧为标准球面结构的凸面，物面侧为标准球面结构的凹面；
7.所述第二镜片像面侧为标准球面结构的凸面，物面侧为标准球面结构的凹面；
8.所述第三镜片像面侧为偶次非球面结构的凸面，物面侧为偶次非球面结构的凹面。
9.进一步地，所述光学系统还满足如下条件：
10.(1)nd1＝1.7408；vd1＝27.762；
11.(2)nd2＝1.8028；vd2＝46.774；
12.(3)nd3＝1.8830；vd3＝40.868；
13.其中，nd1为第一镜片的折射率，vd1为第一镜片的色散系数；nd2为第二镜片的折射率，vd2为第二镜片的色散系数；nd3为第三镜片的折射率，vd3为第三镜片的色散系数。
14.进一步地，所述第一镜片的焦距f1为
‑
181.3mm～
‑
201.3mm。
15.进一步地，所述第二镜片的焦距f2为244.6mm～224.6mm。
16.进一步地，所述第三镜片的焦距f3为244.3mm～224.3mm。
17.进一步地，所述第一镜片像面侧的曲率半径为
‑
245.139，物面侧的曲率半径为
‑
88.252。
18.进一步地，所述第一镜片像面侧的曲率半径为
‑
122.075，物面侧的曲率半径为
‑
315.177。
19.进一步地，所述第一镜片像面侧的曲率半径为
‑
121.691，物面侧的曲率半径为
‑
274.118。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
21.本方案一种高精度大视角非球面中继镜，该中继镜的结构简单，镜片数量少，并且能够实现更大视场的中继镜设计，提高了镜头成像分辨率、同时还能够有效控制了色散和场屈。此外，本光学系统中的第三镜片采用偶次非球面镜片，实现了更加优异的光学性能，克服了球面镜片所无法达到的结构限制和光学性能要求，并且偶次非球面镜片的加工成本也更加地低。
附图说明
22.图1是本实用新型一种高精度大视角非球面中继镜的原理结构图；
23.图2是本实用新型一种高精度大视角非球面中继镜的光路图；
24.图3是本实用新型一种高精度大视角非球面中继镜的mtf曲线图；
25.图4是本实用新型一种高精度大视角非球面中继镜的点列图；
26.图5是本实用新型一种高精度大视角非球面中继镜的畸变曲线图。
27.图中标号：1、第一镜片；2、第二镜片；3、第三镜片；4、相机模组；5、成像位置；6、模拟位置；7、光轴。
具体实施方式
28.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.本技术提供一种高精度大视角非球面中继镜，该中继镜用于对摄像头的成像质量进行评测，有效的减小了测试空间范围。
33.参阅图1所示，一种高精度大视角非球面中继镜，沿光轴7依次包括负焦距的第一镜片 1、正焦距的第二镜片2、以及正焦距的第三镜片3；其中，所述第一镜片1像面侧为标准球面结构的凸面，物面侧为标准球面结构的凹面；所述第二镜片2像面侧为标准球面结构的凸面，物面侧为标准球面结构的凹面；所述第三镜片3像面侧为偶次非球面结构的凸面，物面侧为偶次非球面结构的凹面。本技术通过模拟被测镜头的光学虚像原理以达到模拟不同虚像位置对应的不同模拟距离(相机模组4实际的拍摄距离的模拟位置6到相机模组4的距离)，提高光学系统的解像性能，从而达到高像素的分辨率。
34.进一步地，所述光学系统还满足如下条件：
35.(1)nd1＝1.7408；vd1＝27.762；
36.(2)nd2＝1.8028；vd2＝46.774；
37.(3)nd3＝1.8830；vd3＝40.868；
38.其中，nd1为第一镜片1的折射率，vd1为第一镜片1的色散系数；nd2为第二镜片2的折射率，vd2为第二镜片2的色散系数；nd3为第三镜片3的折射率，vd3为第三镜片3的色散系数。
39.进一步地，所述第一镜片1的焦距f1为
‑
181.3mm～
‑
201.3mm，其优选地，f1为
‑
191.3mm，有利于使光学系统或镜头形成清晰影像。
40.进一步地，所述第二镜片2的焦距f2为244.6mm～224.6mm，其优选地，f2为234.6mm，有利于使光学系统或镜头形成清晰影像。
41.进一步地，所述第三镜片3的焦距f3为244.3mm～224.3mm，其优选地，f3为234.3mm，有利于使光学系统或镜头形成清晰影像。
42.进一步地，所述第一镜片1像面侧的曲率半径为
‑
245.139，物面侧的曲率半径为
‑
88.252。
43.进一步地，所述第一镜片1像面侧的曲率半径为
‑
122.075，物面侧的曲率半径为
ꢀ‑
315.177。
44.进一步地，所述第一镜片1像面侧的曲率半径为
‑
121.691，物面侧的曲率半径为
ꢀ‑
274.118。
45.进一步地，在本实施例中，本中继镜的各项基本参数如下表所示：
[0046][0047]
上表中，沿光轴从成像位置到入瞳侧或相机模组侧，s1、s2为第一镜片1的两个表面； s3、s4为第二镜片2的两个表面；s5、s6为第三镜片3的两个表面。
[0048]
其中，偶次非球面模型公式：
[0049][0050]
z表示曲面的高度；y表示曲面某点到中心的距离。
[0051]
第三镜片中的面s5中的各参数如下：c＝1/r；k＝2.64236；a1＝
‑
1.877393407004480e
‑
007；a2＝1.493608837061364e
‑
011；a3＝5.075013867029771e
‑
014；a4＝
‑
2.073031513815784e
‑
017； a5＝3.139545363732157e
‑
021。
[0052]
第三镜片中的面s6中的各参数如下：c＝1/r；k＝16.50758；a1＝
‑
7.882621887561648e
‑
007； a2＝6.571958887696538e
‑
010；a3＝
‑
2.972208399820230e
‑
013；a4＝7.595810828057578e
‑
017； a5＝
‑
8.023073572611296e
‑
021。
[0053]
从附图3的mtf曲线图、以及附图4的点列图可以看出本技术的中继镜的分辨率高，在像面的成像范围内很清晰。
[0054]
从附图5的畸变曲线图可以看出本技术的中继镜的成像变形小。
[0055]
根据以上结构以及各镜片的参数，本中继镜有以下几个特点：1、镜头视角大，即 fov＝130
°
；2、镜头安装距离为20mm，便于调焦机构的安装，镜头的直径≤180mm；3、成像距离可模拟出5000mm～无穷远；4、当模拟的成像距离无穷远时，成像尺寸不超过 750mm。
[0056]
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。