一种大光圈拼接镜头的制作方法

1.本实用新型涉及镜头技术领域，具体涉及一种大光圈拼接镜头。


背景技术：

2.随着监控系统在各个应用领域的不断拓展与延伸，需要进行监控的场景和范围越来越大，由最初的商铺、街道等小范围监控场景发展到广场、机场、高层建筑等大范围场景，而大多数普通监控相机的视角范围达不到这个需求，所以全景拼接技术随之出现，全景拼接技术是利用多个拼接镜头拍摄画面，并对产生的画面进行拼接，使之形成完整的全景图片或视频。
3.目前用于全景拼接技术中的拼接镜头主要存在以下两点问题，一方面是，现有的拼接镜头靶面小、解析力低，目前市面上拼接镜头主流像面大小是1/2.8”，像素为2mp～8mp，分辨率较低。另一方面是，现有的拼接镜头通常采用四颗镜头拼接图像合成一张环视图像，由于镜头需要四颗环绕中心，因此镜头接口必须是m12这种口径小的常规型号，导致镜头的体积要小巧，对于大光圈m12镜头设计难度大，因此市面上的拼接镜头通光口径普遍偏小。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种大光圈拼接镜头，以至少解决上述问题的其一。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种大光圈拼接镜头，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、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜及第十透镜，所述第一透镜至第十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；
7.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
8.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
9.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
10.所述第四透镜具正屈光率，所述第四透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
11.所述第五透镜具正屈光率，所述第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
12.所述第六透镜具负屈光率，所述第六透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
13.所述第七透镜具负屈光率，所述第七透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
14.所述第八透镜具正屈光率，所述第八透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
15.所述第九透镜具负屈光率，所述第九透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
16.所述第十透镜具正屈光率，所述第十透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
17.该拼接镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。
18.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl/d＞1.85，其中，d为第一透镜的口径，ttl为第一透镜物侧面顶点到像面的距离。
19.优选地，所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd2-vd3|＞20，其中，vd2为第二透镜的阿贝系数，vd3为第三透镜的阿贝系数。
20.优选地，该镜头符合下列条件式：1.85＜nd2＜1.95，1.85＜nd3＜1.95，其中，nd2为第二透镜的折射率，nd3为第三透镜的折射率。
21.优选地，该镜头符合下列条件式：ac/tc＞1.3，其中，ac为第四透镜与第五透镜之间的空气间隔，tc为第四透镜的芯厚。
22.优选地，所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd5-vd6|＞30，其中，vd5为第五透镜的阿贝系数，vd6为第六透镜的阿贝系数。
23.优选地，所述第七透镜的像侧面与所述第八透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd7-vd8|＞30，其中，vd7为第七透镜的阿贝系数，vd8为第八透镜的阿贝系数。
24.优选地，该镜头符合下列条件式：0.8＜|fg1/fg2|＜1.3，其中，fg1为镜头第一透镜至第四透镜的组合焦距值，fg2为镜头第五透镜至第十透镜的组合焦距值。
25.优选地，该镜头符合下列条件式：imh/f＞1.05，其中，imh为镜头的成像圈直径，f为镜头的焦距值。
26.采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
27.1、本实用新型沿物侧至像侧方向采用十片透镜，并通过对各个透镜的屈光率以及面型的排列设计，使镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.3，同时，镜头对弥散斑大小管控好，使得镜头的分辨率可达12mp超清像素。
28.2、本实用新型通过控制系统的总长和镜片的外径尺寸，不仅有利于降低生产成本，满足小型化的要求，而且能够使拼接镜头具有大光圈、大孔径。
附图说明
29.图1为实施例一的光路图；
30.图2为实施例一中镜头在可见光435nm-656nm下的mtf曲线图；
31.图3为实施例一中镜头从零视场到全视场的mtf曲线图；
32.图4为实施例一中镜头的弥散斑图；
33.图5为实施例二的光路图；
34.图6为实施例二中镜头在可见光435nm-656nm下的mtf曲线图；
35.图7为实施例二中镜头从零视场到全视场的mtf曲线图；
36.图8为实施例二中镜头的弥散斑图；
37.图9为实施例三的光路图；
38.图10为实施例三中镜头在可见光435nm-656nm下的mtf曲线图；
39.图11为实施例三中镜头从零视场到全视场的mtf曲线图；
40.图12为实施例三中镜头的弥散斑图。
41.附图标记说明：
42.第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、光阑11、保护玻璃12。
具体实施方式
43.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。
44.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
45.在本说明书中所说的「透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指该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。
46.本实用新型公开了一种大光圈拼接镜头，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、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜及第十透镜，所述第一透镜至第十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.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
48.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
49.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
50.所述第四透镜具正屈光率，所述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率，所述第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
52.所述第六透镜具负屈光率，所述第六透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
53.所述第七透镜具负屈光率，所述第七透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
54.所述第八透镜具正屈光率，所述第八透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
55.所述第九透镜具负屈光率，所述第九透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
56.所述第十透镜具正屈光率，所述第十透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
57.该拼接镜头具有屈光率的透镜只有上述十片。
58.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl/d＞1.85，其中，d为第一透镜的口径，ttl为第一透镜物侧面顶点到像面的距离，通过控制系统的总长和镜片外径尺寸，有利于降低生产成本，满足小型化的要求。
59.优选地，所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd2-vd3|＞20，其中，vd2为第二透镜的阿贝系数，vd3为第三透镜的阿贝系数。通过高低色散透镜的结合，有利于校正系统剩余色差，符合白光要求。
60.优选地，该镜头符合下列条件式：1.85＜nd2＜1.95，1.85＜nd3＜1.95，其中，nd2为第二透镜的折射率，nd3为第三透镜的折射率。
61.优选地，该镜头符合下列条件式：ac/tc＞1.3，其中，ac为第四透镜与第五透镜之间的空气间隔，tc为第四透镜的芯厚，这一空气间隔有利于校正系统的球差，保证大光圈的
成像质量。
62.优选地，所述第五透镜的像侧面与所述第六透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd5-vd6|＞30，其中，vd5为第五透镜的阿贝系数，vd6为第六透镜的阿贝系数，通过高低色散透镜的结合，可以校正色差，提升镜头的像质。
63.优选地，所述第七透镜的像侧面与所述第八透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：|vd7-vd8|＞30，其中，vd7为第七透镜的阿贝系数，vd8为第八透镜的阿贝系数，通过高低色散透镜的结合，可以校正色差，提升镜头的像质。
64.优选地，该镜头符合下列条件式：0.8＜|fg1/fg2|＜1.3，其中，fg1为镜头第一透镜至第四透镜的组合焦距值，fg2为镜头第五透镜至第十透镜的组合焦距值。
65.优选地，该镜头符合下列条件式：imh/f＞1.05，其中，imh为镜头的成像圈直径，f为镜头的焦距值。
66.下面将以具体实施例对本实用新型的拼接镜头进行详细说明。
67.实施例一
68.参考图1所示，本实施例公开了一种大光圈拼接镜头，从物侧a1至像侧a2沿一光轴依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑11、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9及第十透镜10，所述第一透镜1至第十透镜10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；
69.所述第一透镜1具负屈光率，所述第一透镜1的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
70.所述第二透镜2具负屈光率，所述第二透镜2的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
71.所述第三透镜3具正屈光率，所述第三透镜3的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
72.所述第四透镜4具正屈光率，所述第四透镜4的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
73.所述第五透镜5具正屈光率，所述第五透镜5的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
74.所述第六透镜6具负屈光率，所述第六透镜6的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
75.所述第七透镜7具负屈光率，所述第七透镜7的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
76.所述第八透镜8具正屈光率，所述第八透镜8的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
77.所述第九透镜9具负屈光率，所述第九透镜9的物侧面为凹面、像侧面为凸面；
78.所述第十透镜10具正屈光率，所述第十透镜10的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
79.该拼接镜头具有屈光率的透镜只有上述十片，所述第二透镜2的像侧面与所述第三透镜3的物侧面相互胶合，所述第五透镜5的像侧面与所述第六透镜6的物侧面相互胶合，所述第七透镜7的像侧面与所述第八透镜8的物侧面相互胶合。
80.本具体实施例的详细光学数据如表1所示。
81.表1 实施例一的详细光学数据
82.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距obj被摄物面infinityinfinityinfinity
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1第一透镜11.03153.1521.100h-qk11.4704766.885-12.5642 8.3865.2843.733
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3第二透镜8.167-6.8521.200h-zf881.9459617.944-5.7744第三透镜9.48929.2403.472h-zlaf68c1.8830040.8688.5885 10.308-9.6690.100
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6第四透镜10.13617.1212.261fds16-w1.9861316.48412.874
7 9.805-45.9183.970
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8sto7.201infinity-0.586
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9第五透镜7.38810.5983.247h-zpk51.5928068.3466.84810第六透镜6.638-5.8290.800ff51.5927035.446-6.86411 5.84514.1600.449
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12第七透镜5.849214.0030.800ff81.7521125.048-7.38813第八透镜6.0805.4083.174h-zpk51.5928068.3466.77914 6.821-12.2291.247
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15第九透镜7.010-5.8800.889h-zf21.6727032.179-25.17316 7.855-9.5550.100
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17第十透镜8.78115.7872.398h-zlaf11.8016644.28213.39618 8.884-31.3193.845
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19保护玻璃8.445infinity0.800h-k9l1.5168064.212infinity20 8.390infinity1.001
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ima成像面8.190infinity0.000
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83.本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图1。镜头在可见光435nm-656nm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200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.3，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的可见光分辨率可达12mp像素。镜头从零视场到全视场的mtf曲线图请参阅图3，从图中可以看出，该款镜头在空间频率80lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.8，该款镜头在空间频率160lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.45，该款镜头在空间频率200lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.35，由此可知，该镜头的mtf在全视场内均能满足要求，并且各个视场的mtf值较为接近。镜头的弥散斑图请参阅图4，从图中可以看出，弥散斑均方根半径值约等于1.7um，跟传感器像元尺寸属于同一个数量级，物体发出的光线最终都能被ccd传感器一个像元接收，弥散斑大小管控好，镜头的像差小，分辨率高。
84.实施例二
85.配合图5至图8所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
86.本具体实施例的详细光学数据如表2所示。
87.表2 实施例二的详细光学数据
[0088][0089][0090]
本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图5。镜头在可见光435nm-656nm下的mtf曲线图请参阅图6，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.3，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的可见光分辨率可达12mp像素。镜头从零视场到全视场的mtf曲线图请参阅图7，从图中可以看出，该款镜头在空间频率80lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.8，该款镜头在空间频率160lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.5，该款镜头在空间频率200lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.35，由此可知，该镜头的mtf在全视场内均能满足要求，并且各个视场的mtf值较为接近。镜头的弥散斑图请参阅图8，从图中可以看出，弥散斑均方根半径值约等于1.7um，跟传感器像元尺寸属于同一个数量级，物体发出的光线最终都能被ccd传感器一个像元接收，弥散斑大小管控好，镜头的像差小，分辨率高。
[0091]
实施例三
[0092]
配合图9至图12所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0093]
本具体实施例的详细光学数据如表3所示。
[0094]
表3 实施例三的详细光学数据
[0095][0096][0097]
本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图9。镜头在可见光435nm-656nm下的mtf曲线图请参阅图10，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.3，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的可见光分辨率可达12mp像素。镜头从零视场到全视场的mtf曲线图请参阅图11，从图中可以看出，该款镜头在空间频率80lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.6，该款镜头在空间频率160lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.38，该款镜头在空间频率200lp/mm时，从零视场到全视场的mtf值大于0.3，由此可知，该镜头的mtf在全视场内均能满足要求，并且各个视场的mtf值较为接近。镜头的弥散斑图请参阅图12，从图中可以看出，弥散斑均方根半径值约等于1.7um，跟传感器像元尺寸属于同一个数量级，物体发出的光线最终都能被ccd传感器一个像元接收，弥散斑大小管控好，镜头的像差小，分辨率高。
[0098]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。