3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑、后透镜组和像面，所述前透镜组自前向后依次设有第一透镜和第二透镜，所述后透镜组自前向后依次设有第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；本实用新型专利技术光学系统仅由6片透镜组成，具有大相对孔径、高分辨率、结构简单紧凑等优点，较好地校正435nm的紫边谱段色差，消除了紫边效应，适应于存在局部强光源下的超广角成像，便于获得清晰度高、强光边界无紫边干扰的图像。

Optical system of 3 mm focal length super wide angle fisheye lens

【技术实现步骤摘要】
3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统
本技术涉及光学系统
，更具体地说涉及3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统。
技术介绍
鱼眼镜头光学系统由于具有接近或超过180°的视场角，可以获得超大范围的景物成像而广泛应用于安防、监控等领域。现有应用于安防、监控等领域的鱼眼镜头光学系统主要基于小像元探测器，采用短焦距的光学系统，在暗场环境下探测能力不足，景物清晰成像度不高。此外，在存在局部亮光源的情况下，光学系统不能很好地校正435nm谱段的色差，将会在景物成像时出现明显的紫边效应，造成图像质量差，无法区分明暗景物的交界。
技术实现思路
本技术提供一种小型化3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，采用的透镜数量少，实现了较长焦距的鱼眼镜头光学系统设计，并消除了紫边效应。本技术解决其技术问题的解决方案是：3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑、后透镜组和像面，所述前透镜组自前向后依次设有第一透镜和第二透镜，所述后透镜组自前向后依次设有第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；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透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度厚透镜，所述第四透镜为弯月形正光焦度透镜，所述第五透镜为鼓型正光焦度厚透镜；所述第五透镜和第六透镜组成双胶合透镜组。作为上述技术方案的进一步改进，所述第二透镜靠近光阑的光学面为第一光学面，所述第三透镜靠近光阑的光学面为第二光学面，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第一光学面的高度值为h1，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第二光学面的高度值为h2，其中h1和h2的比值满足：072≤h1/h2≤0.79。作为上述技术方案的进一步改进，所述前透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述后透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述第二透镜的弯曲方向朝向所述光阑，所述第二透镜的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中所述和的比值满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述第三透镜的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中，所述和的比值满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述第一透镜的光焦度为所述第四透镜的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述第五透镜和第六透镜的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为所述和的比值满足：作为上述技术方案的进一步改进，所述第一透镜的材质为冕牌玻璃，所述第二透镜和第六透镜的材质为重火石玻璃，所述第三透镜和第四透镜的材质为重镧火石玻璃，所述第五透镜为重冕玻璃。作为上述技术方案的进一步改进，所述第六透镜与所述像面之间设有滤光片。本技术的有益效果是：本技术光学系统仅由6片透镜组成，较好的消除了紫边效应，具有大相对孔径、高分辨率、结构简单紧凑等优点，适应于存在局部强光源下的超广角成像，便于获得清晰度高、强光边界无紫边干扰的图像。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是实施例中光学系统的光学结构示意图；图2是实施例中光学系统的光学传递函数曲线；图3是实施例中光学系统的轴向色差曲线；图4是实施例中光学系统的垂轴色差曲线；图5是实施例中光学系统的垂轴像差曲线。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。实施例1，参照图1，3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑900、后透镜组和像面800，所述前透镜组自前向后依次设有第一透镜100和第二透镜200，所述后透镜组自前向后依次设有第三透镜300、第四透镜400、第五透镜500和第六透镜600；所述第一透镜100、第二透镜200和第六透镜600均为光焦度为负的弯月形透镜，所述第三透镜300为双凸正光焦度厚透镜，所述第四透镜400为弯月形正光焦度透镜，所述第五透镜500为鼓型正光焦度厚透镜；所述第五透镜500和第六透镜600组成双胶合透镜组。本实施例光学系统采用反远距的光学结构型式，为降低超大视场带来的视场像差如像散和畸变，前透镜组采用了两个负光焦度的透镜，第一透镜100采用负光焦度弯月形透镜形式，获得较大的主光线倍率倒数值，从而降低后透镜组像差校正的压力，第二透镜200主要校正像散和场曲。本技术光学系统结构设计简单，透镜数量少，大多数透镜形状均弯向光阑900，公差较为宽松，易于制造与装调，有利于批量化生产。进一步作为优选的实施方式，所述第二透镜200靠近光阑900的光学面为第一光学面，所述第三透镜300靠近光阑900的光学面为第二光学面，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第一光学面的高度值为h1，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第二光学面的高度值为h2，其中h1和h2的比值满足：072≤h1/h2≤0.79。进一步作为优选的实施方式，所述前透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：进一步作为优选的实施方式，所述后透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：进一步作为优选的实施方式，所述第二透镜200的弯曲方向朝向所述光阑900，所述第二透镜200的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中所述和的比值满足：进一步作为优选的实施方式，所述第三透镜300的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中，所述和的比值满足：进一步作为优选的实施方式，所述第一透镜100的光焦度为所述第四透镜400的光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和满足：进一步作为优选的实施方式，所述第五透镜500和第六透镜600的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为所述和的比值满足：进一步作为优选的实施方式，所述第一透镜100的材质为冕牌玻璃，所述第二透镜200和第六透镜600的材质为重火石玻璃，所述第三透镜300和第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，其特征在于：包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑、后透镜组和像面，所述前透镜组自前向后依次设有第一透镜和第二透镜，所述后透镜组自前向后依次设有第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；/n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透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度厚透镜，所述第四透镜为弯月形正光焦度透镜，所述第五透镜为鼓型正光焦度厚透镜；所述第五透镜和第六透镜组成双胶合透镜组。/n

【技术特征摘要】
1.3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，其特征在于：包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑、后透镜组和像面，所述前透镜组自前向后依次设有第一透镜和第二透镜，所述后透镜组自前向后依次设有第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；
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透镜，所述第三透镜为双凸正光焦度厚透镜，所述第四透镜为弯月形正光焦度透镜，所述第五透镜为鼓型正光焦度厚透镜；所述第五透镜和第六透镜组成双胶合透镜组。


2.根据权利要求1所述的3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，其特征在于：所述第二透镜靠近光阑的光学面为第一光学面，所述第三透镜靠近光阑的光学面为第二光学面，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第一光学面的高度值为h1，所述光学系统的轴上视场边缘光线在所述第二光学面的高度值为h2，其中h1和h2的比值满足：
072≤h1/h2≤0.79。


3.根据权利要求1所述的3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，其特征在于：所述前透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：





4.根据权利要求1所述的3mm焦距超广角鱼眼镜头光学系统，其特征在于：所述后透镜组的组合光焦度为所述光学系统的光焦度为其中和的比值满足：

【专利技术属性】
技术研发人员：伍雁雄，谭海曙，李建聪，王茗祎，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44