一种用于视频会议小畸变广角镜头的制作方法

[0001]
本发明涉及光学成像技术领域，特别是一种用于视频会议小畸变广角镜头。


背景技术：

[0002]
广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头，被广泛应用于交通监控、公共场所监控、安全监控等领域，保障了人们的生命和财产安全，其中应用于视频会议上的光学镜头越来越广泛。随着科学技术的发展和社会的需求，应用于视频会议的镜头对解析度、高低温环境中的稳定性和小畸变等技术性提出了更高的需求，现有的市场上的视频会议镜头大多存在mtf解析度低并且不均匀，高低温稳定性差和畸变大等问题。
[0003]
如果中国专利申请号2020103178035公开的一种定焦镜头，但是其结构复杂，采用11个镜片，提高成本和增大镜头体积和长度，mtf解析度低并且不够均匀，无法匹配八百万像素以上芯片；畸变小，但为负畸变，摄像效果比正畸变差一点。
[0004]
为解决现有市场镜头大多存在mtf解析度低并且不均匀，高低温稳定性差和畸变大等问题，很有必要研发一种镜片数量少结构简、畸变小的用于视频会议小畸变广角镜头。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是要解决现有市场镜头大多存在mtf解析度低并且不均匀，高低温稳定性差和畸变大等问题，提供一种具有高解像力且均匀，高低温稳定性良好和小畸变等优点的用于视频会议小畸变广角镜头。
[0006]
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
[0007]
一种用于视频会议小畸变广角镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜和像面，所述第一透镜的光焦度为负，且所述第一透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第二透镜是光焦度为负的非球面透镜，且所述第二透镜物面侧为凸面、像面侧为凹面；第三透镜是光焦度为负的非球面透镜，且所述第三透镜物面侧为凸面、像面侧为平面；第四透镜是光焦度为正的非球面透镜，且所述第四透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；第五透镜是光焦度为正的非球面透镜，且所述第五透镜物面侧为凹面、像面侧为凸面；第六透镜是光焦度为负的非球面透镜，且所述第六透镜物面侧为凸面、像面侧为凸面；所述第三透镜与第四透镜之间设有光阑；
[0008]
所述第一透镜的焦距与第三透镜的焦距以及镜头的总焦距之间满足以下关系：-2.7<f1/f3<-1.1，1.5<f3/f<3.2；其中：f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第三透镜的焦距，f表示镜头的总焦距。
[0009]
进一步地，述第二透镜的折射率为nd2满足以下关系式：1.45≤nd2≤1.65。
[0010]
进一步地，所述第六透镜的折射率为nd6满足以下关系式：1.40≤nd6≤1.60。
[0011]
进一步地，所述第二透镜的阿贝数为vd2，且满足如下关系vd2>40。
[0012]
进一步地，所述第五透镜的阿贝数为vd5，且满足如下关系vd5<30。
[0013]
进一步地，所述第四透镜和第五透镜为一组胶合透镜。
[0014]
优选地，所述第一透镜、第三透镜为玻璃镜片，第二透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜均为塑胶镜片。
[0015]
进一步地，所述第六透镜的像面侧设有一保护玻璃。
[0016]
本发明的另一个目的是，提供一种摄像设备，包括安装在摄像设备上的用于视频会议小畸变广角镜头。
[0017]
与现有技术相比，本发明通过合理的使用胶合镜片及限定每个透镜的光焦度，并且采用两个玻璃镜片四个塑胶非球面镜片，降低成本和减小镜头的重量；另外本发明的镜头mtf解析度高并且均匀，可匹配八百万像素以上芯片；畸变小且为正畸变，安装在摄像设备上摄像效果更好。
附图说明
[0018]
图1为本发明的实施例的镜头的透镜示意图。
[0019]
图2为本发明实施例的镜头的在20度时mtf解析图。
[0020]
图3为本发明实施例的镜头的cra出射角度曲线图。
[0021]
图4为本发明实施例的镜头的光学畸变图。
[0022]
图5为本发明实施例的镜头在低温零下20度时的mtf解析图。
[0023]
图6为本发明实施例的镜头在低温零上75度时的mtf解析图。
具体实施方式
[0024]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
[0025]
如图1所示，本实施例提供了一种用于视频会议小畸变广角镜头，包括沿光轴从物面到像面的方向排列的第一透镜e1、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4、第五透镜e5、第六透镜e6和像面，所述第一透镜e1是光焦度为负的玻璃透镜，且所述第一透镜e1物面侧s1为凸面、像面侧s2为凹面；第二透镜e2是光焦度为负的塑胶非球面透镜，且所述第二透镜e2物面侧s3为凸面、像面侧s4为凹面；第三透镜e3是光焦度为负的玻璃非球面透镜，且所述第三透镜e3物面侧s5为凸面、像面侧s6为平面；第四透镜e4是光焦度为正的塑胶非球面透镜，且所述第四透镜e4物面侧s7为凸面、像面侧s8为凸面；第四透镜e4和第五透镜e5为一组胶合透镜，第五透镜e5是光焦度为正的塑胶非球面透镜，且所述第五透镜e5物面侧为凹面、像面侧为凸面；第六透镜e6是光焦度为负的塑胶非球面透镜，且所述第六透镜e6物面侧为凸面、像面侧为凸面；第六透镜e6的像面侧设有一保护玻璃e7；所述第三透镜e3与第四透镜e4之间设有光阑；
[0026]
所述第一透镜e1的焦距与第三透镜e3的焦距以及镜头的总焦距之间满足以下关系：-2.7<f1/f3<-1.1，1.5<f3/f<3.2；其中：f1表示所述第一透镜e1的焦距，f2表示所述第三透镜e3的焦距，f表示镜头的总焦距。
[0027]
本实施例中，述第二透镜e2的折射率为nd2满足以下关系式：1.45≤nd2≤1.65。
[0028]
本实施例中，所述第六透镜e6的折射率为nd6满足以下关系式：1.40≤nd6≤1.60。
[0029]
本实施例中，所述第二透镜e2的阿贝数为vd2，且满足如下关系vd2>40。
[0030]
本实施例中，所述第五透镜e5的阿贝数为vd5，且满足如下关系vd5<30。
[0031]
为了验证本实施例的用于视频会议小畸变广角镜头的光学性能，在一个具体实施例中，光学系统fov 116度，镜头总焦距为1.9mm,镜头ttl＝18.7mm，定焦镜头的各个透镜满足表1所列的条件，其中surf为表面编号，radius为曲率半径，thickness为透镜厚度，index为折射率，abb为色散系数，efl-e为焦距；透镜组的各项参数依次列于表1中，非球面系数见表2。
[0032]
表1
[0033][0034][0035]
表2
[0036]
[0037]
[0038][0039]
由表1和表2可知：
[0040]
f1/f3＝-1.73，f3/f＝2.66，nd2＝1.54，nd6＝1.54，vd2＝55.71，vd5＝20.41；均满足-2.7<f1/f3<-1.1，1.5<f3/f<3.2，1.45≤nd2≤1.65，1.40≤nd6≤1.60，vd2>40，vd5<30。
[0041]
本实施例的用于视频会议小畸变广角镜头，通过合理的使用胶合镜片及限定每个透镜的光焦度，有效的提高mtf解析度和减小镜头的畸变。本专利具有高解像力且均匀，高低温稳定性良好和小畸变等优点，提高光学镜头的技术含量。
[0042]
如图2所示，为实施例20摄氏度时的mtf(modulation transfer function，调制传递函数)值图，该mtf值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义mtf值必定大于0，且小于1，在本技术领域mtf值越高，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp/mm来表示；固定高频(如160lp/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是mtf值。横坐标为空间频率。另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的mtf值是不同的。将平行于直径的线条产生的mtf曲线称为弧矢曲线，标为s(sagittal)，而将平行于切线的线条产生的mtf曲线称为子午曲线，标为t(meridional)。如此一来，mtf曲线一般有两条，即s曲线和t曲线，图2中有多组以空间频率为横坐标时mtf变化曲线，反映出本透镜系统具有较高解像力，光学性能较目前主流光学系统有极大地提升。
[0043]
图3为光学镜头对应的主光线角度图，也就是镜头的出射角度图横坐标为镜头的视场角，最左侧为镜头的中心，最右侧为本镜头的最大视场角。最高视场角对于的cra约为13度，小于15度，与芯片有很好的匹配，提高成像质量的稳定性。
[0044]
透镜系统可见光部分对应的光学畸变图，图中曲线越接近y轴，畸变越小。如图4所示，其中畸变控制在5.5％范围以内。
[0045]
图5为零下20度时解析图，图6为零上75度时解析图，由图可知该光学系统在低温和高温时的解析度仍然保持良好。
[0046]
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。