一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)dv鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭。該鏡頭包括從物方開始依次設(shè)置的第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、光闌元件、第四透鏡元件、第五透鏡元件和第六透鏡元件；其中：第一透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；第二透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；第三透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；第四透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；第五透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；第六透鏡元件為具有負(fù)的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。采用6片鏡片，達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性，超廣角對(duì)角166°，同時(shí)TV畸變僅15%，鏡頭總長(zhǎng)TTL接近22.8mm，可以滿足DV的特殊應(yīng)用要求。
【專利說(shuō)明】一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種DV鏡頭，尤其涉及一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鏡頭和電子技術(shù)的發(fā)展，鏡頭已經(jīng)不僅僅再局限于相機(jī)系統(tǒng)中。除了傳統(tǒng)的DV拍攝，鏡頭也開始用于其他的各種視頻采集環(huán)境下。例如監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境的拍攝，各種車輛裝置包括汽車中的客車、貨車、摩托車等，為了確保駕駛員在進(jìn)行倒車動(dòng)作時(shí)的安全性，避免與車、人或其它物體碰撞而造成損失，因此在車輛后部安裝上本來(lái)只用于照相機(jī)的廣角鏡頭，通過(guò)該鏡頭攝取外界物體的畫面，通過(guò)線路傳輸讓坐在駕駛室的駕駛員觀看判斷，確保車輛與其它物體之間的安全。但目前車載相機(jī)用的廣角鏡頭，一般采用8片或8片以上的玻璃鏡片組成，這種廣角鏡頭不僅重量較重，成本較高，且當(dāng)視場(chǎng)角超過(guò)90°后，失真將會(huì)非常嚴(yán)重，為此，很多光學(xué)企業(yè)開發(fā)的廣角鏡頭采用非球面技術(shù)，以減輕重量、成本和減小變形量，但該鏡頭的通光性能較弱，特別是隨著鏡片數(shù)量的減少，鏡頭長(zhǎng)度比較短，不適合于一般對(duì)鏡頭長(zhǎng)度有特定要求的DV系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提出了一種超廣角、低失真、低畸變的高清DV鏡頭。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述涉及，本實(shí)用新型采用以下述技術(shù)方案:
[0005]一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，包括從物方開始依次設(shè)置的第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、光闌元件、第四透鏡元件、第五透鏡元件和第六透鏡元件；其中:
[0006]第一透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；
[0007]第二透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；
[0008]第三透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0009]第四透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0010]第五透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0011]第六透鏡元件為具有負(fù)的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。
[0012]其中，第一透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0013]Nd ^ 1.58, Vd ^ 60.08,
[0014]其中Nd表示第一透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。
[0015]其中，第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0016]Nd ^ 1.67, Vd ^ 43.95,
[0017]其中Nd表示第二透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。
[0018]其中，第一透鏡元件和第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0019]1.80 彡 F1/F2 彡 1.40，
[0020]其中Fl表示第一透鏡元件的焦距值，F(xiàn)2表示第二透鏡元件的焦距值。
[0021]其中，第三透鏡元件和第四透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0022]1.9 彡 F3/F4 彡 1.3，
[0023]其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。
[0024]其中，第五透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0025]1.85 彡 F5/F 彡 1.25，
[0026]其中F5表示第五透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的整體焦距值。
[0027]其中，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭總視場(chǎng)角ω滿足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
[0028]其中，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的第一透鏡元件物方側(cè)最外點(diǎn)至成像面的距離要滿足下述公式:TTL彡22.10 _。
[0029]其中，第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件、第五透鏡元件和弟TK透鏡兀件為玻璃透鏡兀件。
[0030]本實(shí)用新型的有益效果在于:采用6片鏡片，即可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場(chǎng)角，超廣角對(duì)角166°，同時(shí)還有低失真度，TV畸變僅15%，鏡頭總長(zhǎng)TTL接近22.8mm,能夠?qū)崿F(xiàn)500W像素級(jí)別的鏡頭要求，可以滿足DV的特殊應(yīng)用要求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0031]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(物方處于最左側(cè)位置，像方處于最右側(cè)位置)。
[0033]圖2為本實(shí)用新型的成像過(guò)程示意圖。
[0034]圖3為本實(shí)用新型的色差曲線圖。
[0035]圖4為本實(shí)用新型的像散曲線圖。
[0036]圖5為本實(shí)用新型的畸變曲線圖。
[0037]圖6為本實(shí)用新型的MTF曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0039]請(qǐng)參考圖1，其是本實(shí)用新型一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖，其特別應(yīng)用于DV等視頻采集設(shè)備。如圖1所示，鏡頭包括從物方開始依次設(shè)置的第一透鏡元件L1、第二透鏡元件L2、第三透鏡元件L3、光闌元件R7、第四透鏡元件L4、第五透鏡元件L5和第六透鏡元件L6 ;其中:
[0040]第一透鏡元件LI為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；
[0041]第二透鏡元件L2為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片；
[0042]第三透鏡元件L3為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0043]第四透鏡元件L4為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0044]第五透鏡元件L5為具有正的光焦度的雙凸型鏡片；
[0045]第六透鏡元件L6為具有負(fù)的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。
[0046]優(yōu)選地，第一透鏡元件LI滿足下面的條件公式:
[0047]Nd 彡 1.58，Vd 彡 60.08，
[0048]其中Nd表示第一透鏡元件LI材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡元件LI材料的d光阿貝常數(shù)。
[0049]本實(shí)用新型第一透鏡元件LI采用折射率Nd彡1.58，阿貝常數(shù)Vd彡60.08的高折射率低色散材料，能有效導(dǎo)入150°視場(chǎng)角以上的光線并減小第一個(gè)鏡片的口徑，以避免體積過(guò)大。
[0050]其中，第二透鏡元件L2滿足下面的條件公式:
[0051]Nd ^ 1.67, Vd ^ 43.95,
[0052]其中Nd表示第二透鏡元件L2材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡元件L2材料的d光阿貝常數(shù)。
[0053]第二透鏡元件L2采用折射率Nd ^ 1.67,阿貝常數(shù)Vd彡43.95的高折射率高色散材料。
[0054]優(yōu)選地，第一透鏡元件LI和第二透鏡元件L2滿足下面的條件公式:
[0055]1.80 彡 F1/F2 彡 1.40，
[0056]其中Fl表示第一透鏡元件LI的焦距值，F(xiàn)2表示第二透鏡元件L2的焦距值。
[0057]第一透鏡元件LI和第二透鏡元件L2的焦距值要滿足公式1.80彡F1/F2彡1.40。
[0058]優(yōu)選地，第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4滿足下面的條件公式:
[0059]1.9 彡 F3/F4 彡 1.3，
[0060]其中F3表示第三透鏡元件L3的焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件L4的焦距值。
[0061]第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4的焦距值要滿足公式1.9彡F3/F4彡1.3。
[0062]其中，第五透鏡元件L5滿足下面的條件公式:
[0063]1.85 彡 F5/F 彡 1.25，
[0064]其中F5表示第三透鏡元件L5的焦距值，F(xiàn)表示高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的整體焦距值。
[0065]當(dāng)DV鏡頭的整體焦距值為F，第五透鏡元件L5焦距為F5時(shí)，須滿足條件
1.85彡F5/F彡1.25，此條件主要控制鏡頭的TTL長(zhǎng)度。
[0066]其中，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭總視場(chǎng)角ω滿足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
[0067]其中，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的第一透鏡元件LI物方側(cè)最外點(diǎn)至成像面的距離要滿足下述公式:TTL彡22.10 mm。
[0068]其中，第一透鏡元件L1、第二透鏡元件L2、第三透鏡元件L3、第四透鏡元件L4、第五透鏡元件L5和第六透鏡元件L6為玻璃透鏡元件。
[0069]DV鏡頭的第一透鏡元件LI采用玻璃鏡片，能有效保護(hù)DV鏡頭在使用過(guò)程中防刮擦及抵抗惡劣的環(huán)境變化影響，第三透鏡元件L3采用高色散玻璃鏡片，能有效補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)的色差，且只使用6片玻璃鏡片取代傳統(tǒng)7G或SG的設(shè)計(jì)方式，一方面可以減少鏡片數(shù)量和重量，并降低成本；另一方面可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差，用最小的鏡片數(shù)量達(dá)到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場(chǎng)角。超廣角對(duì)角166°，同時(shí)還有低失真度，TV畸變僅15%，鏡頭總長(zhǎng)TTL接近22.8mm,能夠?qū)崿F(xiàn)500W像素級(jí)別的鏡頭要求，可以滿足DV的特殊應(yīng)用要求。
[0070]在本實(shí)施案例中，該DV鏡頭的整體焦距值為F，光圈值為F/N0，視場(chǎng)角為2 ω =166°，鏡頭總長(zhǎng)TTL接近22mm，并由物方側(cè)開始，將各個(gè)鏡面依次編號(hào)，弟一透鏡兀件LI的鏡面曲率半徑為Rl、R2，第二透鏡元件L2的鏡面曲率半徑為R3、R4，第三透鏡元件L3的鏡面曲率半徑為R5、R6，光闌面為R7，第四透鏡元件L4的鏡面曲率半徑為R8、R9，第五透鏡元件L5的鏡面曲率半徑為1?10、1?11，第五透鏡元件1^5的鏡面曲率半徑為R12、R13，濾色片IR的鏡面為R14、R15。其中的Rll和R12重合，對(duì)應(yīng)于下表的11，R13、R14和R15依次對(duì)應(yīng)下表中的12、13和14。
[0071]本實(shí)用新型F=2.80mm，F(xiàn)/N0=2.8, 2ω=166°，TTL=22.80mm±0.3mm
[0072]本實(shí)用新型光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)表見表1:
[0073]表I
[0074]
面序號(hào)曲率半徑P 中心厚度d# 折射率NcP 阿Λ常數(shù)Vdw
InSnitf0.05^^^
24:>13.1 S^':.1.62.^60.33+) 一
3.3.06^1-■?-
-0.71,-1.74^-44.72^ ^
13.12^14.2Ρ^1.S23.TTp
47,01^1.71^^^
STO3 Infinity,:10.10^^秀:;
P-* 3SJ4P1.84^1,62^*60.35^ 兮1
10,:? -5.4.0.10^^^
9.23^2.45^1.62^-*60.35-1 ?
12^-3.38^0.59^23'
13 ?:?-10.83-?-10.30^+*:
14^ Infinity^LOO^1.52^64.15^ "
[0075]圖2為相應(yīng)于本實(shí)施例的成像過(guò)程示意圖，圖3至圖6為相應(yīng)于本實(shí)施例的光學(xué)性能曲線圖，其中圖3為色差曲線圖(也可叫球差曲線圖)，由常用的F，d.C三色光的波長(zhǎng)來(lái)表示，單位為mm。圖4為像散曲線圖，由常用的F，d.C三色光的波長(zhǎng)來(lái)表示，單位為InIn0圖5為畸變曲線圖，表示不同視場(chǎng)角情況下的畸變大小值，單位為％。圖6為MTF曲線圖，代表了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的綜合解像水平。由圖可知，該DV鏡頭已將各種像差補(bǔ)正到足以實(shí)用的水平。
[0076]在實(shí)際的光學(xué)性能測(cè)試過(guò)程中，光學(xué)規(guī)格為:
[0077]1.Sensor Size:1/2.5" (Omax=S.0mm For MI5100)
[0078]2.Focal Length (EFL): f=2.80mm
[0079]3.F/NO (Infinite):F/N0=2.8
[0080]4.Back Focal Length: BFL=5.96mm
[0081]5.Flange Back Length: FB=4.86mm
[0082]6.TTL:TTL=22.80mm±0.3mm
[0083]7.Field of View:Diagonal = 166。
[0084]Horizontal = 130°
[0085]Vertical = 98。
[0086]8.TV Distort1n:-15 %
[0087]9.Thread Size:M12*P0.5
[0088]10.Element:6G+IR
[0089]11.1R Spec:T=50% @ 648 ± 1nm
[0090]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，包括從物方開始依次設(shè)置的第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、光闌元件、第四透鏡元件、第五透鏡元件和第六透鏡元件;其中: 第一透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片； 第二透鏡元件為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片； 第三透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片； 第四透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片； 第五透鏡元件為具有正的光焦度的雙凸型鏡片； 第六透鏡元件為具有負(fù)的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片； 其中，第一透鏡元件滿足下面的條件公式:
Nd 彡 1.58，Vd 彡 60.08， 其中Nd表示第一透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
Nd 彡 1.67，Vd 彡 43.95， 其中Nd表示第二透鏡元件材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡元件材料的d光阿貝常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，第一透鏡元件和第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
1.80 彡 F1/F2 彡 1.40， 其中Fl表示第一透鏡元件的焦距值，F(xiàn)2表示第二透鏡元件的焦距值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，第三透鏡元件和第四透鏡元件滿足下面的條件公式:
1.9 彡 F3/F4 彡 1.3， 其中F3表示第三透鏡元件的焦距值，F(xiàn)4表示第四透鏡元件的焦距值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，第五透鏡元件滿足下面的條件公式:
1.85 彡 F5/F 彡 1.25， 其中F5表示第五透鏡元件的焦距值，F(xiàn)表示高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的整體焦距值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭總視場(chǎng)角ω滿足下述公式:2ω=12(Γ?70°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭的第一透鏡元件物方側(cè)最外點(diǎn)至成像面的距離要滿足下述公式:TTL >22.10mmD
8.根據(jù)權(quán)利要求f7任一項(xiàng)的一種高清廣角低畸變運(yùn)動(dòng)DV鏡頭，其特征在于，第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件、第五透鏡元件和第六透鏡元件為玻璃透鏡兀件。
【文檔編號(hào)】G02B13/06GK204009198SQ201420188232
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】楊文輝 申請(qǐng)人:深圳市彰駿光電科技有限公司