一种日夜两用全景鱼眼镜头的制作方法

本发明涉及鱼眼镜头，尤其涉及一种日夜两用全景鱼眼镜头。

背景技术：

1、红外鱼眼镜头是一种视场角能达到180度的特殊镜头，在天空监测、森林防火、公安边防、区域监控(如机场变电站)、管道检测等方面具有重要作用；但现有的镜头ir离焦量比较大，红外表现效果还有颈部空间。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种日夜两用全景鱼眼镜头，能够至少解决一个背景技术所提及的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种日夜两用全景鱼眼镜头，由物侧至像侧依序为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜；九个所述透镜镀膜波长为420-900nm，最大反射率小于1％；

3、该第一透镜具负屈光度，物侧面为凸面、像侧面为凹面；

4、该第二透镜具负屈光度，物侧面为凸面、像侧面为凹面；

5、该第三透镜具负屈光度，物侧面为凹面、像侧面为凸面；

6、该第四透镜具正屈光度，物侧面为凹面、像侧面为凸面；

7、该第五透镜具正屈光度，物侧面为凸面；

8、该第六透镜具正屈光度，物侧面为凸面、像侧面为凸面；

9、该第七透镜具负屈光度，物侧面为凹面、像侧面为凸面；

10、该第八透镜具正屈光度，物侧面为凸面、像侧面为凸面；

11、该第九透镜具负屈光度，物侧面为凹面、像侧面为凸面；

12、所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面相互胶合；

13、所述第六透镜的像侧面与所述第七透镜的物侧面相互胶合；

14、所述第八透镜的像侧面与所述第九透镜的物侧面相互胶合。

15、在上述技术方案中，采用多重结构，增加红外850nm频谱波长，优化夜间成像质量，实现日夜两用功能。进一步地，使用三片双胶合透镜优化红外离焦以及系统色差。同时，光学系统镜片的镀膜要求为420-900nm，rmax<1％；其中rmax为最大的反射率数值。该设置使得镜头可以同时支持可见光和红外ir850nm的高增透效果，减少镜片表面能量损耗，增加光线能量利用率。

16、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

17、1.0<r1/r2<6.0

18、3.1<r3/r4<6.9

19、1.8<d2/r2<1.9

20、1.5<d4/r4<1.7

21、式中，r1、r2为分别为第一透镜物侧面曲率半径、第一透镜像侧面曲率半径，r3、r4分别第二透镜物侧面曲率半径、第二透镜像侧面曲率半径，d2、d4分别为第一透镜像侧面的有效通光口径、第二透镜像侧面的有效通光口径。

22、在上述技术方案中，采用大通光光学系统架构，通过限定光学系统的镜片曲率半径优化大孔径的球差。进一步地，采用两片草帽型镜片设计，增大了光学系统的视场角，使得最大视场角度达到180度。搭配1”360度全景鱼眼摄像机，实现全景鱼眼效果。同时第一透镜可以校正光学系统的畸变。

23、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

24、nd1>1.85

25、6.0<d1/f<8.7

26、式中，nd1为第一透镜的折射率参数，d1为第一透镜的前表面的有效通光口径，f为所述镜头焦距。

27、在上述技术方案中，第一片采用高折射率玻璃牌号，降低光线有效通光孔径，进而减小了光学系统的外径尺寸。

28、在一些实施例中，所述镜头还包括，光阑，该光阑设置于第五透镜与第六透镜之间；且，

29、所述镜头满足下式：

30、2.6<ct9+ct10<4.0

31、0<ct7<0.15

32、0<ct13<0.15

33、式中，ct7为第四透镜与第五透镜的空气间隔，ct9为第五透镜与光阑位置的间隔，ct10为光阑位置与第六透镜的间隔，ct13为第七透镜与第八透镜的空气间隔。

34、在上述技术方案中，光阑位置空间可以放下可变光阑部件，根据环境变化实现光圈自动控制调整。进一步地，采用紧凑型光学系统架构，减小除了光阑位置凹面失高空间外的空气间隔，限制光学系统总长，从而实现紧凑型小型化要求。

35、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

36、1.4<bfl/f<1.9

37、9.0<ttl/f<13.0

38、式中，bfl为第九透镜像侧面顶点到成像面的距离，f为所述镜头焦距。。

39、在上述技术方案中，满足上式可以使得镜头的光学总长更短，组装敏感度更小。进一步地，控制bfl使得镜头与相机可以搭配，不至于发生机械干涉。控制总长是为了获得小巧体积，系统紧凑。

40、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

41、7<vd3-vd4<13

42、45<vd6-vd7<55

43、44<vd8-vd9<56

44、式中，vd3、vd4、vd6、vd7、vd8、vd9分别为第三透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜玻璃阿贝系数。

45、在上述技术方案中，满足上式可使系统各个透镜组合校正色差，有助于消除色差影响，减小场曲，校正慧差。

46、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

47、0.63<pgf1<0.66

48、0.60<pgf7<0.66

49、0.61<pgf9<0.68

50、式中，pgf1、pgf7、pgf9分别为第一透镜、第七透镜、第九透镜的色散偏移系数。

51、在上述技术方案中，为了进一步优化红外离焦以及系统色差，对所述镜头的三枚透镜的色散偏移系数作出进一步的限定。

52、在一些实施例中，所述第七透镜采用dn/dt为正值的玻璃材料，所述第六透镜和所述第八透镜采用dn/dt为负值的玻璃材料。

53、在上述技术方案中，引入无热化分析，通过使用正负热膨胀系数牌号玻璃，补偿光学系统底座产生的温度漂移。在满足机械结构要求的基础上，尽可能减小光学后截距，从而光学系统实现在-40℃～+85℃范围的清晰成像。第七透镜采用dn/dt为正值的玻璃材料，第六透镜和第八透镜采用dn/dt为负值的玻璃材料，用于补偿剩余底座和其余镜片产生的温漂变化量，进而实现在-40℃～+85℃的高低温下稳定成像，不失焦。

54、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

55、350<fno*fov<370

56、式中，fno为所述镜头的有效焦距与入射瞳孔径的比值，fov为所述镜头的最大视场角度。

57、在上述技术方案中，通过控制光学系统的f-number数值孔径和光学系统的视场角，使得光学系统的光瞳量达到一定要求。满足光学系统的收光能力。以及光学系统可以探测到的物方孔径范围。视场范围太小，观测物体无法全部被探测得到，视场范围太大，容易降低观察精度。

58、在一些实施例中，所述第一透镜至所述第九透镜都为球面镜。

59、在上述技术方案中，镜头完全采用玻璃全球面设计，降低镜片加工难度，降低光学系统的生产制造成本。