一种鱼眼镜头的制作方法

本实用新型属于镜头
技术领域：
，具体地涉及一种鱼眼镜头。
背景技术：
：鱼眼镜头是一种焦距为16mm或更短且超广角的镜头。这种镜头的前镜片直径很大且呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，所以俗称“鱼眼镜头”。目前鱼眼镜头已广泛应用于安防监控、车载等领域，因此，对于鱼眼镜头的要求也越来越高，不仅要求具有较好的光学成像质量，还要求缩小镜头体积，但现有的普通鱼眼镜头使用较多的镜片，不仅成本高，且系统长度较长，一般大于15mm，无法满足小型化要求；此外，现有的普通鱼眼镜头像面小，小于5mm，传感器利用率低，无法满足消费者日益增长的要求。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种镜片数量较少、缩短镜头的系统长度、像面大，且维持足够光学性能和成像质量的鱼眼镜头用以解决上述存在的问题。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种鱼眼镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜和第六透镜；该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；该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面；该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面；该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凹面，该第四透镜的像侧面为凸面，该第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面；该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；该第六透镜具负屈光率，该第六透镜的物侧面为凹面，该第六透镜的像侧面为凸面；该鱼眼镜头具有屈光率的透镜只有上述六片。进一步的，该第三透镜的像侧面为平面。更进一步的，所述光阑直接设置在该第三透镜的像侧面上。进一步的，该鱼眼镜头还满足：D12/R12≤1.845，其中，D12为该第一透镜的通光口径，R12为该第一透镜像侧面的曲率半径。进一步的，该鱼眼镜头还满足：D22/R22≤1.83，其中，D22为该第二透镜的通光口径，R22为该第二透镜像侧面的曲率半径。进一步的，该第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合。更进一步的，该鱼眼镜头还满足：2<|R56|<3，其中，R56为该第五透镜和第六透镜的胶合面的曲率半径。进一步的，该第四透镜采用玻璃材料制成。进一步的，该鱼眼镜头还满足：1.45<nd1<1.6，68<vd1<72，1.45<nd2<1.6，68<vd2<72，1.7<nd3<1.9，45<vd3<52，1.55<nd4<1.75，50<vd4<58，1.68<nd5<1.78，50<vd5<55，1.9<nd6<2.0，15<vd6<20，其中，nd1-nd6分别表示该第一透镜至第六透镜在d线的折射率，vd1-vd6分别表示该第一透镜至第六透镜在d线的色散系数。进一步的，该鱼眼镜头还满足：2.4<ALT/ALG<2.8，其中，ALG为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的空气间隙总和，ALT为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和。本实用新型的有益技术效果：本实用新型采用六片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及凹凸曲面排列设计，具有镜片数量较少，成本低，镜头的系统长度短(小于12.5mm)，像面大(大于5.6mm)，且维持足够光学性能和成像质量的优点；此外，本实用新型还具有第一透镜的外径较小，红外离焦较小的优点。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为本实用新型实施例一的可见光0.435-0.656um的MTF图；图3为本实用新型实施例一的红外850nm的MTF图；图4为本实用新型实施例一的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；图5为本实用新型实施例一的红外线850nm的离焦曲线图；图6为本实用新型实施例一的场曲和畸变示意图；图7为本实用新型实施例二的可见光0.435-0.656um的MTF图；图8为本实用新型实施例二的红外850nm的MTF图；图9为本实用新型实施例二的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；图10为本实用新型实施例二的红外线850nm的离焦曲线图；图11为本实用新型实施例二的场曲和畸变示意图；图12为本实用新型实施例三的可见光0.435-0.656um的MTF图；图13为本实用新型实施例三的红外850nm的MTF图；图14为本实用新型实施例三的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；图15为本实用新型实施例三的红外线850nm的离焦曲线图；图16为本实用新型实施例三的场曲和畸变示意图；图17为本实用新型实施例四的可见光0.435-0.656um的MTF图；图18为本实用新型实施例四的红外850nm的MTF图；图19为本实用新型实施例四的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；图20为本实用新型实施例四的红外线850nm的离焦曲线图；图21为本实用新型实施例四的场曲和畸变示意图；图22为本实用新型实施例五的可见光0.435-0.656um的MTF图；图23为本实用新型实施例五的红外850nm的MTF图；图24为本实用新型实施例五的可见光0.435-0.656um的离焦曲线图；图25为本实用新型实施例五的红外线850nm的离焦曲线图；图26为本实用新型实施例五的场曲和畸变示意图；图27为本实用新型五个实施例的各个重要参数的数值表。具体实施方式为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。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(lensdatasheet)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。本实用新型提供了一种鱼眼镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜和第六透镜；该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；该第一透镜具负屈光率，该第一透镜的物侧面为凸面，该第一透镜的像侧面为凹面；该第二透镜具负屈光率，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凹面；该第三透镜具正屈光率，该第三透镜的物侧面为凸面；该第四透镜具正屈光率，该第四透镜的物侧面为凹面，该第四透镜的像侧面为凸面，该第四透镜的物侧面和像侧面均为非球面，有利于矫正球差，慧差等像差，提高MTF解析度。该第五透镜具正屈光率，该第五透镜的物侧面为凸面，该第五透镜的像侧面为凸面；该第六透镜具负屈光率，该第六透镜的物侧面为凹面，该第六透镜的像侧面为凸面；该鱼眼镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，采用六片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及凹凸曲面排列设计，具有镜片数量较少，成本低，镜头的系统长度短，像面大，且维持足够光学性能和成像质量的优点。优选的，该第三透镜的像侧面为平面，可方便保证光阑前三片透镜在较小的倾斜公差组装，提升组装良率，当然，在一些实施例中，该第三透镜的像侧面也可以是凸面或凹面。更优选的，所述光阑直接设置在该第三透镜的像侧面上，结合第四透镜的非球面矢高管控+-5um，可便于光阑间隔管控较小的间隔公差，可方便保证光阑前三片透镜在较小的倾斜公差组装，提高产品良率。优选的，该鱼眼镜头还满足：D12/R12≤1.845，其中，D12为该第一透镜的通光口径，R12为该第一透镜像侧面的曲率半径，实现在低f-theta畸变功能前提下，便于工艺加工。优选的，该鱼眼镜头还满足：D22/R22≤1.83，其中，D22为该第二透镜的通光口径，R22为该第二透镜像侧面的曲率半径，实现在低f-theta畸变功能前提下，便于工艺加工。优选的，该第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，进一步消除色差。更优选的，该鱼眼镜头还满足：2<|R56|<3，其中，R56为该第五透镜和第六透镜的胶合面的曲率半径，该R56值越大，该透镜的轴偏面感度较低，但同时也会相应降低MTF，因此，在满足一定MTF前提下，R56值需取合适范围。优选的，该第四透镜采用玻璃材料制成，提高温漂抑制能力。优选的，该鱼眼镜头还满足：1.45<nd1<1.6，68<vd1<72，1.45<nd2<1.6，68<vd2<72，1.7<nd3<1.9，45<vd3<52，1.55<nd4<1.75，50<vd4<58，1.68<nd5<1.78，50<vd5<55，1.9<nd6<2.0，15<vd6<20，其中，nd1-nd6分别表示该第一透镜至第六透镜在d线的折射率，vd1-vd6分别表示该第一透镜至第六透镜在d线的色散系数。该系列材料组合，可以实现较好的可见与红外的共焦性，850nm红外偏移量IRshift<10um，且第一透镜与第二透镜材料相同，都是采用较低折射率的材料，价格很低。优选的，该鱼眼镜头还满足：2.4<ALT/ALG<2.8，其中，ALG为该第一透镜到该第六透镜在该光轴上的空气间隙总和，ALT为该第一透镜至该第六透镜在该光轴上的六个透镜厚度的总和，以进一步缩短鱼眼镜头的系统长度，且易于加工制造，优化系统配置。优选的，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第五透镜和第六透镜采用玻璃材料制成，但不限于此，在一些实施例中，也可以是塑胶等其它材料制成。下面将以具体实施例对本实用新型的光学成像镜头进行详细说明。实施一如图1所示，一种鱼眼镜头，从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑(图中未示出)、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、平板玻璃7和成像面8；该第一透镜1至第六透镜6各自包括一朝向物侧A1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧A2且使成像光线通过的像侧面；该第一透镜1具负屈光率，该第一透镜1的物侧面11为凸面，该第一透镜1的像侧面12为凹面；该第二透镜2具负屈光率，该第二透镜2的物侧面21为凸面，该第二透镜2的像侧面22为凹面；该第三透镜3具正屈光率，该第三透镜3的物侧面31为凸面，该第三透镜3的像侧面32为平面，所述光阑直接设置在该平面32上；该第四透镜4具正屈光率，该第四透镜4的物侧面41为凹面，该第四透镜4的像侧面42为凸面，该第四透镜4的物侧面41和像侧面42均为非球面；该第五透镜5具正屈光率，该第五透镜5的物侧面51为凸面，该第五透镜5的像侧面52为凸面；该第六透镜6具负屈光率，该第六透镜6的物侧面61为凹面，该第六透镜6的像侧面62为凸面。本具体实施例中，第五透镜5和第六透镜6为胶合透镜。本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。表1-1实施例一的详细光学数据表面曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距-被摄物面平面Infinity11第一透镜13.480.50玻璃1.4970.42-6.22122.451.1121第二透镜4.850.5玻璃1.4970.42-4.54221.470.7831第三透镜6.351.20玻璃1.7449.248.5032平面0.00-光阑平面0.6341第四透镜-24.54(ASG)1.63玻璃1.6953.203.4342-2.23(ASG)0.0851第五透镜11.201.79玻璃1.7354.673.2252-2.79061第六透镜-2.790.90玻璃1.9517.94-4.3262-9.881.137平板玻璃平面0.7玻璃1.5264.21--平面1.248成像面平面本具体实施例中，第四透镜4的物侧面41和像侧面42依下列非球面曲线公式定义：其中：z：非球面的深度(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)；c：非球面顶点的曲率(thevertexcurvature)；K：锥面系数(ConicConstant)；径向距离(radialdistance)rn：归一化半径(normalizationradius(NRADIUS))；u：r/rn；am：第m阶Qcon系数(isthemthQconcoefficient)；Qmcon：第m阶Qcon多项式(themthQconpolynomial)；各个非球面的参数详细数据请参考下表：表面4142K＝-1.10E+014.42E-01a4＝-1.67E-021.05E-02a6＝1.15E-02-3.82E-03a8＝-1.77E-024.63E-03a10＝1.18E-02-1.76E-03a12＝-3.46E-033.24E-04本具体实施例的各个条件表达式的数值请参考图27，其中，T1为该第一透镜1在该光轴I上的厚度，T2为该第二透镜2在该光轴I上的厚度，T3为该第三透镜3在该光轴I上的厚度，T4为该第四透镜4在该光轴I上的厚度，T5为该第五透镜5在该光轴I上的厚度，T6为该第六透镜6在该光轴I上的厚度，G12为该第一透镜1到该第二透镜2在光轴I上的空气间隙，G23为该第二透镜2到该第三透镜3在光轴I上的空气间隙；G45为该第四透镜4到该第五透镜5在光轴I上的空气间隙，Gstop为该光阑前后空气间隙总和，TTL为该第一透镜1到该成像面8在光轴I上的距离。本具体实施例的解像力请参阅图2和3，从图上可以看出解像力好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图4和5，可以看出可见光与红外共焦性好，850nm红外偏移量IRshift<10um，场曲及畸变图详见图6的(A)和图6的(B)。本具体实施例中，鱼眼镜头的焦距f＝1.95mm；光圈值FNO＝2.3；像面大小Ф＝5.61mm；TTL＝12.1963mm，视场角FOV＝180°。实施二本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。表2-1实施例二的详细光学数据表面曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距-被摄物面平面Infinity11第一透镜13.170.49玻璃1.4970.42-6.22122.441.0721第二透镜4.880.50玻璃1.4970.42-4.53221.470.7931第三透镜6.331.24玻璃1.7449.248.4832平面0-光阑平面0.6241第四透镜-25.02(ASG)1.62玻璃1.6953.203.4242-2.24(ASG)0.0851第五透镜11.301.80玻璃1.7354.673.2352-2.79061第六透镜-2.790.92玻璃1.9517.94-4.3262-9.991.137平板玻璃平面0.7玻璃1.5264.21--平面1.248成像面平面本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：表面4142K＝-6.24E+004.42E-01a4＝-1.66E-021.05E-02a6＝1.13E-02-3.83E-03a8＝-1.77E-024.63E-03a10＝1.19E-02-1.76E-03a12＝-3.43E-033.24E-04本具体实施例的各个条件表达式的数值请参考图27。本具体实施例的解像力请参阅图7和8，从图上可以看出解像力好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图9和10，可以看出可见光与红外共焦性好，850nm红外偏移量IRshift<10um，场曲及畸变图详见图11的(A)和图11的(B)。本具体实施例中，鱼眼镜头的焦距f＝1.97mm；光圈值FNO＝2.3；像面大小Ф＝5.68mm；TTL＝12.1979mm，视场角FOV＝180°。实施三本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。表3-1实施例三的详细光学数据表面曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距-被摄物面平面Infinity11第一透镜12.900.48玻璃1.4970.42-6.23122.431.0521第二透镜4.890.53玻璃1.4970.42-4.55221.470.7931第三透镜6.331.26玻璃1.7449.248.4832平面0-光阑平面0.6141第四透镜-24.93(ASG)1.62玻璃1.6953.203.4342-2.24(ASG)0.0851第五透镜11.321.80玻璃1.7354.673.2452-2.80061第六透镜-2.800.93玻璃1.9517.94-4.3262-10.051.137平板玻璃平面0.7玻璃1.5264.21--平面1.248成像面平面本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：表面4142K＝-9.36E+004.42E-01a4＝-1.65-021.05E-02a6＝1.13-02-3.82E-03a8＝-1.77E-024.63E-03a10＝1.19-02-1.76E-03a12＝-3.46E-033.23-04本具体实施例的各个条件表达式的数值请参考图27。本具体实施例的解像力请参阅图12和13，从图上可以看出解像力好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图14和15，可以看出可见光与红外共焦性好，850nm红外偏移量IRshift<10um，场曲及畸变图详见图16的(A)和图16的(B)。本具体实施例中，鱼眼镜头的焦距f＝1.98mm；光圈值FNO＝2.3；像面大小Ф＝5.73mm；TTL＝12.1996mm，视场角FOV＝180°。实施四本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。表4-1实施例四的详细光学数据表面曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距-被摄物面平面Infinity11第一透镜12.700.47玻璃1.4970.42-6.23122.431.0221第二透镜4.860.52玻璃1.4970.42-4.56221.470.7931第三透镜6.341.28玻璃1.7449.248.4932平面0.00-光阑平面0.5941第四透镜-24.93(ASG)1.62玻璃1.6953.203.4342-2.24ASG)0.0851第五透镜11.361.80玻璃1.7354.673.2552-2.81061第六透镜-2.810.94玻璃1.9517.94-4.3362-10.101.137平板玻璃平面0.7玻璃1.5264.21--平面1.248成像面平面本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：本具体实施例的各个条件表达式的数值请参考图27。本具体实施例的解像力请参阅图17和18，从图上可以看出解像力好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图19和20，可以看出可见光与红外共焦性好，850nm红外偏移量IRshift<10um，场曲及畸变图详见图21的(A)和图21的(B)。本具体实施例中，鱼眼镜头的焦距f＝1.99mm；光圈值FNO＝2.3；像面大小Ф＝5.78mm；TTL＝12.1874mm，视场角FOV＝180°。实施五本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率相同，仅各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数不同。本具体实施例的详细光学数据如表5-1所示。表5-1实施例五的详细光学数据本具体实施例的各个非球面的参数详细数据请参考下表：表面4142K＝-2.99E+014.38E-01a4＝-1.64E-021.06E-02a6＝1.15E-02-3.78E-03a8＝-1.75E-024.64E-03a10＝1.20E-02-1.76E-03a12＝-3.58E-033.25E-04本具体实施例的各个条件表达式的数值请参考图27。本具体实施例的解像力请参阅图22和23，从图上可以看出解像力好，分辨率高，可见与红外850nm共焦性请参阅图24和25，可以看出可见光与红外共焦性好，850nm红外偏移量IRshift<10um，场曲及畸变图详见图26的(A)和图26的(B)。本具体实施例中，鱼眼镜头的焦距f＝2.00mm；光圈值FNO＝2.3；像面大小Ф＝5.83mm；TTL＝12.1971mm，视场角FOV＝180°。本实用新型具有镜片数量较少，成本低，镜头的系统长度短(小于12.5mm)，像面大(大于5.6mm)，且维持足够光学性能和成像质量的优点；此外，本实用新型还具有第一透镜的外径较小，红外离焦较小的优点。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3