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一种鱼眼镜头系统

阅读：1发布：2022-08-23

专利汇可以提供一种鱼眼镜头系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及应用光学技术领域的一种鱼眼镜头系统，沿光轴的方向，从物方至像方依次包括具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组；前透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括负光焦度的第一块透镜、负光焦度的第二块透镜、负光焦度的第三块透镜、正光焦度的第四块透镜、正光焦度的第五块透镜和正光焦度的第六块透镜；后透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括孔径光阑、正光焦度的第七块透镜、正光焦度的第八块透镜、负光焦度的第九块透镜、正光焦度的第十块透镜、负光焦度的第十一块透镜、正光焦度的第十二块透镜和正光焦度的第十三块透镜。通过前透镜组像差与后透镜组像差相互的平衡的方式，使得成像质量达到满足的要求。，下面是一种鱼眼镜头系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种鱼眼镜头系统，沿光轴的方向，从物方至像方依次包括具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组，其特征在于：
所述前透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括负光焦度的第一块透镜(1)、负光焦度的第二块透镜(2)、负光焦度的第三块透镜(3)、正光焦度的第四块透镜(4)、正光焦度的第五块透镜(5)和正光焦度的第六块透镜(6)；
所述后透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括孔径光阑(14)、正光焦度的第七块透镜(7)、正光焦度的第八块透镜(8)、负光焦度的第九块透镜(9)、正光焦度的第十块透镜(10)、负光焦度的第十一块透镜(11)、正光焦度的第十二块透镜(12)和正光焦度的第十三块透镜(13)。
2.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第三块透镜(3)和第四块透镜(4)通过胶合的方式组合成双胶合透镜。
3.根据权利要求2所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第八块透镜(8)和第九块透镜(9)通过胶合的方式组合成双胶合透镜。
4.根据权利要求3所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第十一块透镜(11)和第十二块透镜(12)通过胶合的方式组合成双胶合透镜。
5.根据权利要求4所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：该系统的镜头的视场角为
180°，总焦距为5.9887mm，F数为3.2，总长度为232.408mm，可探测的波长范围为486nm-
656nm，主波长为588nm。
6.根据权利要求5所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第一块透镜(1)、第二块透镜(2)、第三块透镜(3)、第四块透镜(4)、第五块透镜(5)、第六块透镜(6)、第七块透镜(7)、第八块透镜(8)、第九块透镜(9)、第十块透镜(10)、第十一块透镜(11)、第十二块透镜(12)、第十三块透镜(13)的材料分别为H-LAF52、H-LAF6LA、H-ZK7、H-ZF3、H-ZF6、H-LAF3B、H-ZK14、H-QK3L、H-ZF6、H-KF6、H-LAFL5、H-QK3L、H-ZF6。
7.根据权利要求6所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第一块透镜(1)、第二块透镜(2)、第三块透镜(3)、第四块透镜(4)、第五块透镜(5)、第六块透镜(6)、第七块透镜(7)、第八块透镜(8)、第九块透镜(9)、第十块透镜(10)、第十一块透镜(11)、第十二块透镜(12)、第十三块透镜(13)的折射率n分别为1.7859、1.7570、1.6131、1.7174、1.7552、
1.7440、1.6031、1.4875、1.7552、1.5174、1.7537、1.4875、1.7552。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种鱼眼镜头系统，其特征在于：所述第一块透镜(1)、第二块透镜(2)、第三块透镜(3)、第四块透镜(4)、第五块透镜(5)、第六块透镜(6)、第七块透镜(7)、第八块透镜(8)、第九块透镜(9)、第十块透镜(10)、第十一块透镜(11)、第十二块透镜(12)、第十三块透镜(13)均为球面透镜。

说明书全文

一种鱼眼镜头系统

技术领域

[0001] 本发明涉及应用光学领域，具体来说，是一种鱼眼镜头系统。

背景技术

[0002] 在光学系统凝视视角不大的情况下，通过机电结构和伺服控制使光轴在一定范围内按某种规律做二维旋转扫描，以增大信息感知的角空域。这也是工程上采用最多的扩充视角的方法。

[0003] 为保证信息获取的实时性，采用多镜头做视场角拼接是扩大信息感知角空域的另一种实用技术，也是目前常用的方法。该技术采用了大视场、高分辨力的凝视成像传感器、先进的电子组件电路和信号处理技术，其突出优点就是视角覆盖空域内保证了信息获取的实时性。

[0004] 旋转/步进扫描技术获取信息过程中，需要足够的时间，该技术主要缺点就是损失了信息获取的“实时性”。这种技术还受系统转动惯量、旋转扫描机构的框架角等因素限制，从而降低了其快速响应性能，该技术装置不能覆盖全空域而不留盲区，有信息丢失和漏警的缺点。

[0005] 多镜头拼接技术只适用于扩展平面角，要用工程方法拼接成一个覆盖全空域的立体角是不实际的。该技术另一个缺点是带来体积、重量、功耗等方面的困难。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种鱼眼镜头系统，通过前透镜组像差与后透镜组像差相互的平衡的方式，使得成像质量达到满足的要求。

[0007] 本发明的目的是这样实现的：一种鱼眼镜头系统，沿光轴的方向，从物方至像方依次包括具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组；

[0008] 所述前透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括负光焦度的第一块透镜、负光焦度的第二块透镜、负光焦度的第三块透镜、正光焦度的第四块透镜、正光焦度的第五块透镜和正光焦度的第六块透镜；

[0009] 所述后透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括孔径光阑、正光焦度的第七块透镜、正光焦度的第八块透镜、负光焦度的第九块透镜、正光焦度的第十块透镜、负光焦度的第十一块透镜、正光焦度的第十二块透镜和正光焦度的第十三块透镜。

[0010] 进一步地，所述第三块透镜和第四块透镜通过胶合的方式组合成双胶合透镜。

[0011] 进一步地，所述第八块透镜和第九块透镜通过胶合的方式组合成双胶合透镜。

[0012] 进一步地，所述第十一块透镜和第十二块透镜通过胶合的方式组合成双胶合透镜。

[0013] 进一步地，该系统的镜头的视场角为180°，总焦距为5.9887mm，F数为3.2，总长度为232.408mm，可探测的波长范围为486nm-656nm，主波长为588nm。

[0014] 进一步地，所述第一块透镜、第二块透镜、第三块透镜、第四块透镜、第五块透镜、第六块透镜、第七块透镜、第八块透镜、第九块透镜、第十块透镜、第十一块透镜、第十二块透镜、第十三块透镜的材料分别为H-LAF52、H-LAF6LA、H-ZK7、H-ZF3、H-ZF6、H-LAF3B、H-ZK14、H-QK3L、H-ZF6、H-KF6、H-LAFL5、H-QK3L、H-ZF6。

[0015] 进一步地，所述第一块透镜、第二块透镜、第三块透镜、第四块透镜、第五块透镜、第六块透镜、第七块透镜、第八块透镜、第九块透镜、第十块透镜、第十一块透镜、第十二块透镜、第十三块透镜的折射率n分别为1.7859、1.7570、1.6131、1.7174、1.7552、1.7440、1.6031、1.4875、1.7552、1.5174、1.7537、1.4875、1.7552。

[0016] 进一步地，所述第一块透镜、第二块透镜、第三块透镜、第四块透镜、第五块透镜、第六块透镜、第七块透镜、第八块透镜、第九块透镜、第十块透镜、第十一块透镜、第十二块透镜、第十三块透镜均为球面透镜。

[0017] 本发明的有益效果在于：

[0018] 1)通过前透镜组像差与后透镜组像差相互的平衡的方式，使得成像质量达到满足的要求；

[0019] 2)该鱼眼镜头系统由13块球面透镜组成，有利于加工。附图说明

[0020] 图1是本发明的透镜结构示意图。

[0021] 图2是本发明的光路布局图。

[0022] 图3是本发明的MTF曲线示意图。

[0023] 图4是本发明的场曲与畸变曲线图。

[0024] 图5是本发明的系统点列图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图1-5和具体实施例对本发明进一步说明。

[0026] 如图1-2所示，一种鱼眼镜头系统，沿光轴的方向，从物方至像方依次包括具有负光焦度的前透镜组和具有正光焦度的后透镜组。

[0027] 上述前透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括负光焦度的第一块透镜1、负光焦度的第二块透镜2、负光焦度的第三块透镜3、正光焦度的第四块透镜4、正光焦度的第五块透镜5和正光焦度的第六块透镜6。

[0028] 上述后透镜组在光轴的方向从物方至像方依次包括孔径光阑14、正光焦度的第七块透镜7、正光焦度的第八块透镜8、负光焦度的第九块透镜9、正光焦度的第十块透镜10、负光焦度的第十一块透镜11、正光焦度的第十二块透镜12和正光焦度的第十三块透镜13。

[0029] 上述第一块透镜1、第二块透镜2、第三块透镜3、第四块透镜4、第五块透镜5、第六块透镜6、第七块透镜7、第八块透镜8、第九块透镜9、第十块透镜10、第十一块透镜11、第十二块透镜12、第十三块透镜13均为球面透镜。

[0030] 上述第三块透镜3和第四块透镜4通过胶合的方式组合成双胶合透镜；第八块透镜8和第九块透镜9通过胶合的方式组合成双胶合透镜；第十一块透镜11和第十二块透镜12通过胶合的方式组合成双胶合透镜。

[0031] 该系统的镜头的视场角为180°，总焦距为5.9887mm，F数为3.2，总长度为232.408mm，可探测的波长范围为486nm-656nm，主波长为588nm。

[0032] 上述第一块透镜1、第二块透镜2、第三块透镜3、第四块透镜4、第五块透镜5、第六块透镜6、第七块透镜7、第八块透镜8、第九块透镜9、第十块透镜10、第十一块透镜11、第十二块透镜12、第十三块透镜13的材料分别为H-LAF52、H-LAF6LA、H-ZK7、H-ZF3、H-ZF6、H-LAF3B、H-ZK14、H-QK3L、H-ZF6、H-KF6、H-LAFL5、H-QK3L、H-ZF6。

[0033] 上述第一块透镜1、第二块透镜2、第三块透镜3、第四块透镜4、第五块透镜5、第六块透镜6、第七块透镜7、第八块透镜8、第九块透镜9、第十块透镜10、第十一块透镜11、第十二块透镜12、第十三块透镜13的折射率n分别为1.7859、1.7570、1.6131、1.7174、1.7552、1.7440、1.6031、1.4875、1.7552、1.5174、1.7537、1.4875、1.7552。

[0034] 本发明中的光学系统结构参数如表1所示。初步计算所得的初始结构经过ZEMAX 软件进一步优化设计，最终得到一视场角为180°、像方空间F数为3.2、可见光范围内的鱼眼镜头系统。鱼眼镜头的系统光路布局图如图2所示，其MTF曲线图如图3所示，场曲与畸变曲线图如图4所示，成像点列图如图5所示。由图3～图5可见，全视场镜头的最大场曲小于0.037mm，本鱼眼镜头系统的MTF指标能够满足一般实际成像的需要，全视场MTF值在空间频率50lp/mm时不低于0.65。本发明公开的透镜结构能够对整个半球空域实时监测或摄影，成像质量特别好，能够在成像面100上显示清晰的图像，完全能满足的监测或摄影要求。

[0035] 表1

[0036]

[0037]

[0038] 本鱼眼镜头经过先进行前组的初步设计，再进行系统总光路的计算，然后由前组出射的视场角以及前后组像差平衡的关系初步计算设计后组系统，最终组合成初始结构，然后利用ZEMAX软件对初始结构进一步优化设计，最终获此视场角为180°鱼眼镜头系统。该鱼眼角镜头系统由13块球面透镜组成，有利于加工。通过基本像差分析图可知，该鱼眼镜头成像质量能满足一般成像质量的要求。

[0039] 以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

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