一種高清廣角低畸變dv鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高清廣角低畸變DV鏡頭。該鏡頭包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件、第二透鏡元件、光闌元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件和第五透鏡元件;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的平凸型鏡片;第三透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片;第四透鏡元件為具有負的光焦度的雙凸型鏡片;第五透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。只采用5片鏡片,使鏡頭重量減輕、成本降低,同時達到令人滿意的光學(xué)特性和較大的總視場角,大相對孔徑和小畸變,TV畸變僅12%,同時TTL接近21mm,且具耐120度高溫,以滿足DV的特殊應(yīng)用要求。
【專利說明】一種高清廣角低畸變DV鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種DV鏡頭,尤其涉及一種高清廣角低畸變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行倒車動作時的安全性,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只用于照相機的廣角鏡頭,通過該鏡頭攝取外界物體的畫面,通過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。但目前車載相機用的廣角鏡頭,一般采用6片或6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,且當視場角超過90°后,失真將會非常嚴重,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,鏡頭長度比較短,不適合于一般對鏡頭長度有特定要求的DV系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型提出了一種超廣角、低畸變、大光圈的高清DV鏡頭。
[0004]為實現(xiàn)上述涉及,本實用新型采用以下述技術(shù)方案:
[0005]一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件、第二透鏡元件、光闌元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件和第五透鏡元件;
[0006]所述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]所述第二透鏡元件為具有正的光焦度的平凸型鏡片;
[0008]所述第三透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片;
[0009]所述第四透鏡元件為具有負的光焦度的雙凸型鏡片;
[0010]所述第五透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。
[0011]其中,所述第一透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0012]Nd ^ 1.77, Vd ^ 41.10,
[0013]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)。
[0014]其中,所述第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0015]Nd ^ 1.72, Vd ^ 22.55,
[0016]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)。
[0017]其中,所述第一透鏡元件和第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0018]3.3 彡 F2/F1 彡 2.3,
[0019]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。
[0020]其中,所述第三透鏡元件和第四透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0021]2.7 彡 F4/F3 彡 1.7,
[0022]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。
[0023]其中,所述第五透鏡元件滿足下面的條件公式:
[0024]1.4 彡 F5/F 彡 1.0,
[0025]其中F5表示第五透鏡元件的焦距值,F(xiàn)表示所述高清廣角低畸變DV鏡頭的整體焦距值。
[0026]其中,所述高清廣角低畸變DV鏡頭總視場角ω滿足下述公式:2ω=14(Γ?70°。
[0027]其中,所述高清廣角低畸變DV鏡頭的第一透鏡元件物方側(cè)最外點至成像面的距離要滿足下述公式:TTL彡21.2 mm。
[0028]其中,所述第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件和第五透鏡兀件為玻璃透鏡兀件。
[0029]本實用新型的有益效果在于:只采用5片鏡片,使鏡頭重量減輕、成本降低,可有效校正光學(xué)系統(tǒng)中的像差,達到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角,大相對孔徑和小畸變,TV畸變僅12%,同時具有較長的鏡頭總長即TTL接近21mm,且具耐120度高溫,能夠?qū)崿F(xiàn)500W像素級別的鏡頭要求,以滿足DV的特殊應(yīng)用要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案,下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)本實用新型實施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本實用新型的結(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)。
[0032]圖2為本實用新型的成像過程示意圖。
[0033]圖3為本實用新型的色差曲線圖。
[0034]圖4為本實用新型的像散曲線圖。
[0035]圖5為本實用新型的畸變曲線圖。
[0036]圖6為本實用新型的MTF曲線圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達到的技術(shù)效果更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例的技術(shù)方案作進一步的詳細描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
[0038]請參考圖1,其是本實用新型一種高清廣角低畸變DV鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示,其特別應(yīng)用于DV等視頻采集設(shè)備。鏡頭從物方開始依次設(shè)有一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件L1、第二透鏡元件L2、光闌元件R5、第三透鏡元件L3、第四透鏡元件L4和第五透鏡元件L5 ;
[0039]所述第一透鏡元件LI為具有正的光焦度并凸向物方的彎月型鏡片;
[0040]所述第二透鏡元件L2為具有正的光焦度的平凸型鏡片;
[0041]所述第三透鏡元件L3為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片;
[0042]所述第四透鏡元件L4為具有負的光焦度的雙凸型鏡片;
[0043]所述第五透鏡元件L5為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片。
[0044]優(yōu)選地,所述第一透鏡元件LI滿足下面的條件公式:
[0045]Nd 彡 1.77,Vd 彡 41.10,
[0046]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)。
[0047]本實用新型第一透鏡元件LI采用折射率Nd彡1.77,阿貝常數(shù)Vd彡41.10的高折射率低色散材料,能有效導(dǎo)入140°視場角以上的光線并減小第一個鏡片的口徑,以避免體積過大。
[0048]其中,所述第二透鏡元件L2滿足下面的條件公式:
[0049]Nd 彡 1.72,Vd 彡 22.55,
[0050]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)。
[0051]第二透鏡元件L2采用折射率Nd彡1.72,阿貝常數(shù)Vd彡22.55的高折射率高色散材料。
[0052]優(yōu)選地,所述第一透鏡元件LI和第二透鏡元件L2滿足下面的條件公式:
[0053]3.3 彡 F2/F1 彡 2.3,
[0054]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。
[0055]第一透鏡元件LI和第二透鏡元件L2的焦距值要滿足公式3.3彡F2/F1彡2.3。
[0056]優(yōu)選地,所述第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4滿足下面的條件公式:
[0057]2.7 彡 F4/F3 彡 1.7,
[0058]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。
[0059]第三透鏡元件L3和第四透鏡元件L4的焦距值要滿足公式2.7 ^ F4/F3 ^ 1.7。
[0060]其中,所述第五透鏡元件L5滿足下面的條件公式:
[0061]1.4 彡 F5/F 彡 1.0,
[0062]其中F5表示第五透鏡元件L5的焦距值,F(xiàn)表示所述高清廣角低畸變DV鏡頭的整體焦距值。
[0063]當DV鏡頭的整體焦距值為F,第五透鏡元件L5焦距為F5時,須滿足條件1.4 ^ F5/F彡1.0,此條件主要控制鏡頭的TTL長度。
[0064]其中,所述高清廣角低畸變DV鏡頭總視場角ω滿足下述公式:2ω=14(Γ?70°。
[0065]其中,所述高清廣角低畸變DV鏡頭的第一透鏡元件LI物方側(cè)最外點至成像面的距離要滿足下述公式:TTL彡21.2 mm。
[0066]其中,所述第一透鏡元件L1、第二透鏡元件L2、第三透鏡元件L3、第四透鏡元件L4和第五透鏡元件L5為玻璃透鏡元件。
[0067]DV鏡頭的第一透鏡元件LI采用玻璃鏡片,能有效保護DV鏡頭在使用過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,能有效補償光學(xué)系統(tǒng)的色差,且只使用5片玻璃鏡片取代傳統(tǒng)6片玻璃鏡片,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,能夠?qū)崿F(xiàn)500W像素級別的鏡頭要求,用最小的鏡片數(shù)量達到令人滿意的光學(xué)特性和較寬的總視場角。
[0068]在本實施案例中,該DV鏡頭的整體焦距值為F,光圈值為F/N0,視場角為2 ω =170°,鏡頭總長TTL接近20mm,并由物方側(cè)開始,將各個鏡面依次編號,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,光闌面為R3,第三透鏡元件L3的鏡面曲率半徑為R6、R7,第四透鏡元件L4的鏡面曲率半徑為R8、R9,第五透鏡元件的鏡面曲率半徑為R10、R11,濾色片IR的鏡面為R12、R13。
[0069]本實用新型F=2.85mm,F(xiàn)/N0=2.4,2ω=170°,TTL=21.69mm±0.3mm。
[0070]本實用新型光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)表見表1:
[0071]
表
面序號P 曲率半S 中心厚度dP折射率Nd-阿與常敷
Vd^
OBKi Infinity^5# -
1.Ο?-?:?<:? ■
20.15^'42.15^'.J 4-1 3.02‘!?:£ ι:) >
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0.-094:!,:5P
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12....、-20.1S^1.10+5?’.13*1 Infinity^ 1.05-PLU—;63.L.1
[0072]圖2為相應(yīng)于本實施例的成像過程示意圖,圖3至圖6為相應(yīng)于本實施例的光學(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三色光的波長來表示,單位為mm。圖4為像散曲線圖,由常用的F,d.C三色光的波長來表示,單位為nm。圖5為畸變曲線圖,表示不同視場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正到足以實用的水平。
[0073]在實際的光學(xué)性能測試過程中,光學(xué)規(guī)格為:
[0074]1.Sensor Size:1/2.5" For MI5100&0V2710
[0075]2.Focal Length (EFL): f=2.96mm
[0076]3.F/NO (Infinite):F/N0=2.4
[0077]4.Back Focal Length: BFL=6.63mm
[0078]5.Flange Back Length: FB=5.18mm
[0079]6.TTL:TTL=21.69mm±0.3mm
[0080]7.Field of View:170° (MAX)
[0081]8.TV Distort1n:12%
[0082]9.Thread Size:M12*P0.5
[0083]10.Element:5G+IR
[0084]11.1R Spec:T=50% @ 650 ± 1nm0
[0085]以上內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,依據(jù)本實用新型的思想,在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其包括從物方開始依次設(shè)有第一透鏡元件、第二透鏡元件、光闌元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件和第五透鏡元件;其特征在于, 所述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; 所述第二透鏡元件為具有正的光焦度的平凸型鏡片; 所述第三透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片; 所述第四透鏡元件為具有負的光焦度的雙凸型鏡片; 所述第五透鏡元件為具有負的光焦度并凸向像方的彎月型鏡片; 其中,所述第一透鏡元件滿足下面的條件公式:
Nd 彡 1.77,Vd 彡 41.10, 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所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
Nd 彡 1.72,Vd 彡 22.55, 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所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述第一透鏡元件和第二透鏡元件滿足下面的條件公式:
3.3 彡 F2/F1 彡 2.3, 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所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述第三透鏡元件和第四透鏡元件滿足下面的條件公式:
2.7 彡 F4/F3 彡 1.7, 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所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述第五透鏡元件滿足下面的條件公式:
1.4 彡 F5/F 彡 1.0, 其中F5表示第五透鏡元件的焦距值,F(xiàn)表示所述高清廣角低畸變DV鏡頭的整體焦距值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述高清廣角低畸變DV鏡頭總視場角ω滿足下述公式:2ω=14(Γ?70°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述高清廣角低畸變DV鏡頭的第一透鏡元件物方側(cè)最外點至成像面的距離要滿足下述公式:TTL彡21.2mmD
8.根據(jù)權(quán)利要求Γ7任一項所述的一種高清廣角低畸變DV鏡頭,其特征在于,所述第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、第四透鏡元件和第五透鏡元件為玻璃透鏡元件。
【文檔編號】G02B13/06GK204009201SQ201420189626
【公開日】2014年12月10日 申請日期: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 申請人:深圳市彰駿光電科技有限公司