一种360°全景鱼眼镜头制造技术

一种360°全景鱼眼镜头，从物侧到像侧依次包括负焦距的第一透镜、负焦距的第二透镜、负焦距的第三透镜、正焦距的第四透镜、正焦距的第五透镜、正焦距的第六透镜、正焦距的第七透镜、负焦距的第八透镜和正焦距的第九透镜，孔径光阑位于第五透镜和第六透镜之间；其中，第一透镜和第二透镜朝向物面的一侧分别为凸面，第一透镜和第二透镜朝向像面的一侧分别为凹面，第三透镜朝向物面一侧为凹面，第三透镜朝向像面一侧为凸面,第九透镜为双凸镜片。所述第一透镜的焦距为f1，第三透镜的焦距为f3，其满足关系式：0.2<f1/f3<1.5。本发明专利技术具有空间分辨率较高且均匀，边缘图像压缩轻微，能够很好的还原现实景象的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种360°全景鱼眼镜头
本专利技术涉及光学系统和器件设计
，特别涉及一种360°全景鱼眼镜头。
技术介绍
随着人们对信息的需求的越来越多，鱼眼镜头比广角镜头拥有更大的市场，利用鱼眼镜头构造的成像系统可以凝视体制获得半球甚至超半球空域的场景图像，实现完全无盲区的实时信息提取。目前，市场上的鱼眼镜头种类日趋多样化，但是这些鱼眼镜头大多性能指标低，其视场角偏小，图像畸变量较大，空间较分辨率不均且边缘角分辨率过低，导致画幅边缘图像质量压缩严重，所拍摄画面与现实景象画面差异大，甚至画幅的边缘的图像无法还原，因此，该类镜头由于边缘图像压缩严重导致边缘解像力低，无法满足当前需要。例如专利号为US7869141B2和US9182871B2美国专利，其中公开的镜头均存在视场角小于200°、边缘图像压缩严重、边缘解像力低等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种空间分辨率较高且均匀，边缘图像压缩轻微，能够很好的还原现实景象的360°全景鱼眼镜头，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种360°全景鱼眼镜头，其结构特征是从物侧到像侧依次包括负焦距的第一透镜、负焦距的第二透镜、负焦距的第三透镜、正焦距的第四透镜、正焦距的第五透镜、正焦距的第六透镜、正焦距的第七透镜、负焦距的第八透镜和正焦距的第九透镜，孔径光阑位于第五透镜和第六透镜之间；其中，第一透镜和第二透镜朝向物面的一侧分别为凸面，第一透镜和第二透镜朝向像面的一侧分别为凹面，第三透镜朝向物面一侧为凹面，第三透镜朝向像面一侧为凸面,第九透镜为双凸镜片；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、第八透镜和第九透镜以及孔径光阑，共同构成光学系统。所述第一透镜的焦距为f1，第三透镜的焦距为f3，其满足关系式：0.2<f1/f3<1.5。该技术方案使得本专利技术具有水平全视角240°和360°全景录制的超大视角，校正了鱼眼镜头的垂轴像差，降低了f-Theta畸变，提高了空间角分辨率，图像压缩轻微。所述第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，其满足关系式：0.1<f2/f3<0.5。该技术方案使得本专利技术具有水平全视角240°和360°全景录制的超大视角，校正了鱼眼镜头的垂轴像差，降低了f-Theta畸变，提高了空间角分辨率，图像压缩轻微。所述第七透镜的焦距为f7，第八透镜的焦距为f8，其满足关系式：-1.6<f7/f8<-1.25。该技术方案校正了鱼眼镜头的垂轴像差、降低了f-Theta畸变，空间角分辨率高，图像压缩轻微。所述第七透镜的焦距为f7，第九透镜的焦距为f9，其满足关系式：0.3<f7/f9<0.6。该技术方案校正了鱼眼镜头的垂轴像差、降低了f-Theta畸变，空间角分辨率高，图像压缩轻微。所述光学系统的空间角分辨率为am，其满足关系式：3<am<7.5。该技术方案使得边缘角分辨率和中心角分辨率持平，边缘图像压缩轻微。所述光学系统的焦距为f，光学系统的光学总长为TTL，其满足关系式：f/TTL<0.1。所述第四透镜为双凸透镜；所述第五透镜朝向物面一侧为凸面，第五透镜朝向像面一侧为凹面；所述第六透镜朝向物面一侧为凸面，第六透镜朝向像面一侧为凹面；所述第七透镜朝向物面一侧和朝向像面一侧均为凸面；所述第八透镜朝向物面一侧和朝向像面一侧均为凹面。所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第七透镜、第八透镜均为玻璃球面镜片，第六镜片为玻璃非球面镜片，第九透镜为双凸型玻璃非球面镜片。所述第六透镜的物侧面和像侧面均为圆形非球面面型，第九透镜的物侧面和像侧面均为圆形非球面面型。所述第七透镜和第八透镜为胶合透镜，有利于降低色差。所述第一透镜、第二透镜、第七透镜和第八透镜的折射率和阿贝数分别为n1、n2、n7、n8和v1、v2、v7、v8，其满足关系式：1.2<n8-v8/30<1.4，0.4<n1-v1/40<1.5，0.4<n2-v2/40<1.5，0.4<n7-v7/40<1.5。该技术方案使得产品具有较好的抗环境温度变化能力。综上所述，本专利技术采用九片式结构，同时采用球面镜片和非球面镜片混合搭配的方式；采用反摄远结构，第一透镜、第二透镜、第三透镜采用负弯月透镜，使得鱼眼镜头的f-Theta畸变能达到2％的小畸变数值，边缘角分辨率与中心角分辨率持平，进而使得整个镜头图像压缩轻微，能够很好的还原现实景象，解像力大幅提升，保证光学系统具有好的锐度和层次感本专利技术中的第一透镜、第二透镜、第三透镜采用负弯月透镜，很好的校正了鱼眼镜头的垂轴像差，主要用于降低f-Theta畸变，使得边缘角分辨率与中心角分辨率持平，进而使整个镜头图像压缩轻微，能够很好的还原现实景象，解像力大幅提升，保证该系统具有好的锐度和层次感。同时，后组透镜中采用一个胶合透镜，第六透镜和第九透镜采用非球面，且第六透镜靠近孔径光阑，利用非球面的优势很好的校正了鱼眼镜头的光阑像差，使得本专利技术具有水平全视角240°和360°全景录制的超大视角，同时解像力大幅提升，使得整个光学系统能够达到1600万像素的高分辨率。本专利技术通过合理搭配不同的热特性材料、合理排布球面镜片和非球面镜片的位置，使整个光学系统具有好的抗环境温度变化能力，解决了镜头温度焦点漂移的问题，在较大的温度范围内能够保持高的图像解析能力，提高了产品竞争力，增加了产品的使用场合。本专利技术采用合理的光焦度分配、球面和非球面镜片的排布，合理设置各透镜的焦距及公差分布均衡，整个光学系统具有较好的抗环境温度变化能力，降低了结构公差敏感度问题；且整个光学系统具有360°全景录制的超大视角，f-Theta畸变低，空间角分辨率较高，进而使得整个镜头图像压缩轻微，能够很好的还原现实景象，同时解像力大幅提升，使得整个系统能够达到1600万像素的高分辨率，保证该光学系统具有较好的锐度和层次感。附图说明图1为本专利技术一实施例的结构示意图。图2为第一实施例的解析图。图3为第一实施例的常温+20℃离焦曲线图。图4为第一实施例的点列图。图5为第一实施例的场曲畸变图。图6为第一实施例的低温-40℃离焦曲线图。图7为第一实施例的高温+80℃离焦曲线图。图8为第二实施例的解析图。图9为第二实施例的常温+20℃离焦曲线图。图10为第二实施例的点列图。图11为第二实施例的场曲畸变图。图12为第二实施例的高温+80℃离焦曲线图。图13为第二实施例的低温-40℃离焦曲线图。图14为第三实施例的解析图。图15为第三实施例的常温+20℃离焦曲线图。图16为第三实施例的点列图。图17为第三实施例的场曲畸变图。图18为第三实施例的低温-40℃离焦曲线图。图19为第三实施例的高温+80℃离焦曲线图。图20为第一实施例的空间分辨率。图21为第二实施例的空间分辨率。图22为第三实施例的空间分辨率。图中：L1为第一透镜，L2为第二透镜，L3为第三透镜，L4为第四透镜，L5为第五透镜，L6为第六透镜，L7为第七透镜，L8为第八透镜，L9为第九透镜。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。第一实施例参见图1-图7和图20，本360°全景鱼眼镜头，从物侧到像侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种360°全景鱼眼镜头，其特征是从物侧到像侧依次包括负焦距的第一透镜(L1)、负焦距的第二透镜(L2)、负焦距的第三透镜(L3)、正焦距的第四透镜(L4)、正焦距的第五透镜(L5)、正焦距的第六透镜(L6)、正焦距的第七透镜(L7)、负焦距的第八透镜(L8)和正焦距的第九透镜(L9)，孔径光阑位于第五透镜(L5)和第六透镜(L6)之间；其中，第一透镜(L1)和第二透镜(L2)朝向物面的一侧分别为凸面，第一透镜(L1)和第二透镜(L2)朝向像面的一侧分别为凹面，第三透镜(L3)朝向物面一侧为凹面，第三透镜(L3)朝向像面一侧为凸面,第九透镜(L9)为双凸镜片；第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)和第九透镜(L9)以及孔径光阑，共同构成光学系统。

【技术特征摘要】
1.一种360°全景鱼眼镜头，其特征是从物侧到像侧依次包括负焦距的第一透镜(L1)、负焦距的第二透镜(L2)、负焦距的第三透镜(L3)、正焦距的第四透镜(L4)、正焦距的第五透镜(L5)、正焦距的第六透镜(L6)、正焦距的第七透镜(L7)、负焦距的第八透镜(L8)和正焦距的第九透镜(L9)，孔径光阑位于第五透镜(L5)和第六透镜(L6)之间；其中，第一透镜(L1)和第二透镜(L2)朝向物面的一侧分别为凸面，第一透镜(L1)和第二透镜(L2)朝向像面的一侧分别为凹面，第三透镜(L3)朝向物面一侧为凹面，第三透镜(L3)朝向像面一侧为凸面,第九透镜(L9)为双凸镜片；第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)、第七透镜(L7)、第八透镜(L8)和第九透镜(L9)以及孔径光阑，共同构成光学系统。2.根据权利要求1所述的360°全景鱼眼镜头，其特征是所述第一透镜(L1)的焦距为f1，第三透镜(L3)的焦距为f3，其满足关系式：0.2<f1/f3<1.5。3.根据权利要求1所述的360°全景鱼眼镜头，其特征是所述第二透镜(L2)的焦距为f2，第三透镜(L3)的焦距为f3，其满足关系式：0.1<f2/f3<0.5。4.根据权利要求1所述的360°全景鱼眼镜头，其特征是所述第七透镜(L7)的焦距为f7，第八透镜(L8)的焦距为f8，其满足关系式：-1.6<f7/f8<-1.25。5.根据权利要求1所述的360°全景鱼眼镜头，其特征是所述第七透镜(L7)的焦距为f7，第九透镜(L9)的焦距为f9，其满足关系式：0.3<f7/f9<0.6。6.根据权利要求1所述的360°全景鱼眼镜头，其特征是所述光学系统的空间角分辨率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静，付湘发，梁伟朝，白兴安，贺保丁，蓝岚，张鸿佳，张德伦，
申请(专利权)人：舜宇光学中山有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44