一种鱼眼镜头和摄像装置的制作方法

本技术涉及光学镜头，特别涉及一种鱼眼镜头和摄像装置。

背景技术：

1、鱼眼镜头是一种极端的广角镜头，其焦距为16mm或更短并且视角接近或等于180°。为使镜头达到最大的摄影视角，这种摄影镜头的前镜片直径很短且呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此而得名。鱼眼镜头属于超广角镜头中的一种特殊镜头，它的视角力求达到或超出人眼所能看到的范围。因此，鱼眼镜头与人们眼中的真实世界的景象存在很大的差别，因为我们在实际生活中看见的景物是有规则的固定形态，而通过鱼眼镜头产生的画面效果则超出了这一范畴。

2、目前市场上的鱼眼镜头一般采用塑胶非球面或者玻璃非球面镜片以实现更大的光圈和更高的分辨率，然而，普遍存在环视系统的通光孔径偏小、相对照度偏小、镜头总体长度较大、视场角不足等问题。

3、例如，已有相关技术公开了一种鱼眼镜头，包括镜组，所述镜组沿着光轴从物侧到像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有负光焦度；其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；该种鱼眼镜头水平视场角达到195°，光学总长度ttl＝13.16。

4、已有相关技术公开了一种大孔径全玻广角鱼眼镜头，包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前组a、光阑c、后组b、平行平板d以及像面，所述前组a包括依次设置的具有负光焦度的弯月透镜a1、具有负光焦度的弯月透镜a2、具有负光焦度的弯月透镜a3和具有正光焦度的弯月透镜a4组成的第一密接胶合组、具有正光焦度的双凸透镜a5；所述后组b包括依次设置的具有负光焦度的双凹透镜b1和具有正光焦度的双凸透镜b2组成的第二密接胶合组、具有正光焦度的双凸透镜b3、具有负光焦度的弯月透镜b4和具有正光焦度的双凸透镜b5组成的第三密接胶合组。该技术可实现视场角2w≥180°、光学总长ttl≤32.25mm，焦距effl＝2mm，f-theta畸变＝-9％，工作光谱范围在430nm-730nm。

5、已有相关技术还公开了一种消畸变小型化高分辨率鱼眼镜头光学系统，包括沿光线入射方向自前向后设置的前透镜组、光阑、后透镜组和像面，所述前透镜组包括自前向后设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述后透镜组包括自前向后设置的第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第一透镜、第二透镜和第六透镜均为光焦度为负的弯月形球面透镜，所述第三透镜为光焦度为正的弯月形非球面厚透镜，所述第四透镜为光焦度为正的弯月形球面透镜，第五透镜为光焦度为正的双凸球面透镜，所述第七透镜为光焦度为正的双凸非球面透镜。该技术下的光学系统长度为9.2mm，焦距0.93mm；相对孔径d/f为1/2.1；视场角为205°。可消除超大视场鱼眼镜头光学系统的畸变像差，有利于获得图像失真小的成像效果。

6、据此，已有鱼眼镜头在视场角、光学总长度、焦距或光焦度的合理分配设计、通光孔径、镜片数量多导致的成本控制问题等方面亟待加强。

技术实现思路

1、为了解决至少一个上述问题，本技术提供一种鱼眼镜头，并基于该鱼眼镜头提供一种摄像装置。

2、第一方面，本技术提供一种鱼眼镜头，采用如下的技术方案：

3、一种鱼眼镜头，包括：从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度；所述第二透镜、第三透镜和第四透镜分别被配置为塑料非球面透镜，所述第一透镜被配置为玻璃球面透镜。

4、通过采用上述技术方案，设计有第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，光阑位于第三镜头和第四透镜之间，第一透镜至第三透镜为镜头的前组，第四透镜为镜头的后组，第一透镜、第二透镜、第三透镜的焦距为负，第四透镜的焦距为正，使用1片玻璃球面透镜和3片塑料非球面透镜的组合，可增大通光孔径，提升成像质量和相对照度，在视场角充足的情况下满足成本最优化。该设计下的鱼眼镜头总体长度ttl＝8mm，光圈值f.no＝2,像高imh＝2.4mm，焦距efl＝0.53mm。

5、优选的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜满足以下条件s1：

6、所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距绝对值范围满足：|f1|＜10，|f2|＜10，|f3|＜10，|f4|＜5；其中，f1、f2、f3、f4分别依次对应为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距；

7、或者，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜满足以下条件s2：

8、所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距与鱼眼镜头的整体焦距的比值的绝对值满足：1＜|f1/f|＜6，1＜|f2/f|＜7，1＜|f3/f|＜7，1＜|f4/f|＜2，其中，f为鱼眼镜头的整体焦距，f1、f2、f3、f4分别依次对应为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的焦距。

9、通过采用上述技术方案，通过四片透镜的焦距的控制或者四片透镜的焦距与整体焦距的比值的控制，可实现光焦度的合理且良好地分配，同时球差及轴外像差校正明显。

10、进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜同时满足条件s1和s2，通过采用上述技术方案，通过四片透镜的焦距的控制以及焦距与整体焦距的比值的控制，可进一步实现光焦度的均匀分配。

11、优选的，由从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜组成。

12、通过采用上述技术方案，作为一具体结构示例，在仅有四片透镜的情况下，亦可实现光焦度的良好分配，且像差校正好；同时上述四片透镜排列合理，镜片数量少，成本较低。

13、优选的，所述第三透镜满足以下条件：1.6＜nd＜1.7且15＜vd＜30，其中，nd为材料的折射率，vd为材料的阿贝数。

14、通过采用上述技术方案，作为一具体实施示例，第三透镜采用上述折射率及阿贝数材料，可以校正像散、大广角的轴外倍率色差，改善像质，同时其镜片形状平缓，加工性较高。

15、优选的，所述第一透镜、第二透镜和第四透镜满足以下条件中的至少一个：

16、第一透镜中，2＜nd＜2.1且25＜vd＜30；第二透镜中，1.5＜nd＜1.7且20＜vd＜60；第四透镜中，1.5＜nd＜1.7且20＜vd＜60；

17、其中，nd为材料的折射率，vd为材料的阿贝数。

18、通过采用上述技术方案，作为一具体实施示例，第一透镜、第二透镜和第四透镜满足上述条件，可以进一步校正像散、大广角的轴外倍率色差，改善像质，镜片形状平缓，加工性高。

19、优选的，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜满足以下条件：

20、60＜v1+v2+v3＜105，

21、其中，v1、v2、v3分别依次对应为第一透镜、第二透镜和第三透镜的阿贝数。

22、通过采用上述技术方案，作为一具体实施示例，通过上述第一透镜、第二透镜和第三透镜的阿贝数的设计，可以使轴上色差得到很好的校正。

23、优选的，所述鱼眼镜头满足以下条件：

24、0.95≤ttl/aag≤1,

25、其中，ttl为鱼眼镜头的总体长度，aag为第一透镜、第二透镜和第三透镜之间光轴上两个空气间隙之和。

26、通过采用上述技术方案，作为一具体实施示例，对镜头前组透镜之间的空气间隙进行管控，可有效缩短镜头的体积。

27、优选的，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜在光轴上的镜片厚度满足：

28、alt＜3，alt＝ct1+ct2+ct3，

29、其中，ct1、ct2、ct3分别依次对应为第一透镜、第二透镜和第三透镜的中心厚度。

30、优选的，所述第一透镜具有凸面物侧表面和凹面像侧表面，所述第二透镜具有凹面物侧表面和凸面像侧表面，所述第三透镜具有凹面物侧表面和凹面像侧表面，所述第四透镜具有凸面物侧表面和凸面像侧表面。

31、通过采用上述技术方案，作为一结构实施示例，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜采用上述物侧表面和像侧表面设计，通过特定的表面形状搭配，配合合理的光焦度分配，可以有效改善镜头成像质量，结构小型化，并维持较好的系统性能。

32、优选的，鱼眼镜头由从物侧到像侧依次布置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜组成。

33、通过采用上述技术方案，作为一结构实施示例，鱼眼镜头仅由第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑和第四透镜组成，有效控制镜片数量，降低成本。

34、第二方面，本技术提供一种摄像光学装置，采用如下的技术方案：

35、一种摄像装置，包括上述的鱼眼镜头。

36、通过采用上述技术方案，将上述的鱼眼镜头用于摄像装置，可进一步将上述的鱼眼镜头的超广角功能附加于例如车载照相机、监视照相机等设备上。

37、综上所述，本技术具有以下有益效果：

38、1、本技术的鱼眼镜头，通过上述方案设计，总体长度ttl可控制在8mm以下，hfov＝230°，ttl/f≤4，光圈值f.no＝2,像高imh＝2.4mm，焦距efl＝0.53mm；镜头相对照度大于43％；适用光谱为850nm；可有效改善镜头成像质量并维持较好的系统性能。

39、2、本技术的鱼眼镜头，ttl小于8mm，镜片排列合理，敏感度低，系统稳定，像差校正好，分辨率高。

40、3、本技术的鱼眼镜头，设计最大f/2的通光，增加镜头进光量，提升成像亮度；相对照度ri大于43％，成像均匀，边缘无暗角。

41、4、本技术的鱼眼镜头，采用1片玻璃球面透镜和3片塑料非球面透镜相结合的设计，可以更好的提升成像质量，也能很好的提升相对照度，在视场角充足的情况下满足成本最优化。