超广角全球面鱼眼光学系统技术方案

超广角全球面鱼眼光学系统涉及光学系统领域，克服现有鱼眼光学系统存在镜片枚数多，结构复杂，采用非球面设计的问题。沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；第一透镜、第二透镜、第三透镜的物面侧均为凸面，像面侧均为凹面，其光焦度均为负；第四透镜和第五透镜均为双凸透镜，其光焦度均为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；本发明专利技术主要由六枚全球面透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小型化；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有190

Super wide angle global fish eye optical system

The super wide angle global fisheye optical system relates to the field of optical system, which overcomes the problems of many lenses, complex structure and aspheric design in the existing fisheye optical system. Along the optical axis, from the object surface to the image surface, there are: the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, the fifth lens and the sixth lens; the object side of the first lens, the second lens and the third lens are convex, the image side is concave, and the optical power is negative; the fourth lens and the fifth lens are biconvex, and the optical power is positive; the object side of the sixth lens is convex The invention is concave, the image side is convex, and the optical power is negative; the invention is mainly composed of six global surface lenses, which are small in number, simple in structure and miniaturized in volume; different lenses are used for mutual combination and reasonable distribution of optical power, with 190

【技术实现步骤摘要】
超广角全球面鱼眼光学系统
本专利技术涉及光学系统领域，具体涉及一种超广角全球面鱼眼光学系统。
技术介绍
现有适用于360°无死角安防监测及无人驾驶领域的鱼眼光学系统，普遍存在镜片数量多，结构复杂，采用非球面设计的缺陷。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种超广角全球面鱼眼光学系统，克服现有鱼眼光学系统存在镜片枚数多，结构复杂，采用非球面设计的问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：超广角全球面鱼眼光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.55<f/f1<-0.27；第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.22<f/f2<-0.11；第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.11<f/f3<-0.05；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，0.41<f/f4<0.82；第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负，0.1<f/f56<0.19；其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距。优选的，所述第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜。>优选的，所述第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：Nd1<1.70，Vd1>57。优选的，所述第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2<1.60，Vd2>60。优选的，所述第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3>1.80，Vd3<24。优选的，所述第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：Nd4>1.80，Vd4<47。优选的，所述第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5<1.65，Vd5>63优选的，所述第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：Nd6>1.80，Vd6<24。优选的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜皆为全球面玻璃透镜。优选的，所述第三透镜与第四透镜之间设有光阑。本专利技术的有益效果是：本专利技术主要由六枚全球面透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积较小；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有190°超广角、低畸变和高传函等光学性能，适用于360°无死角安防监测及无人驾驶等领域。附图说明图1本专利技术的光学系统的结构示意图；图2本专利技术的光学系统的场曲、畸变曲线图；图3本专利技术的光学系统的色差图；图4本专利技术的光学系统的MTF曲线图；图5本专利技术的光学系统的相对照度图。图中：1、第一透镜，2、第二透镜，3、第三透镜，4、第四透镜，5、第五透镜，6、第六透镜，7、光阑，8、成像面。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，超广角全球面鱼眼光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5以及第六透镜6。第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第三透镜3的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜6的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。本方案的具体实施方式中，第五透镜5和第六透镜6相互胶合形成组合透镜，组合透镜的光焦度为正。结构简单，可以保证良好的光学性能。其中，第五透镜5和第六透镜6的组合焦距f56与整个光学系统的焦距f之间满足如下条件：0.1<f/f56<0.19。本结构简单，采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有190°超广角、低畸变和高传函等光学性能本方案的具体实施方式中，第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5<1.65，Vd5>63；第六透镜6的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：Nd6>1.80，Vd6<24；结构简单，可以保证良好的光学性能。本方案的光学系统的各透镜满足如下条件：-0.55<f/f1<-0.27；-0.22<f/f2<-0.11；-0.11<f/f3<-0.05；0.41<f/f4<0.82；0.1<f/f56<0.19；其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f56为第五透镜5和第六透镜6的组合焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有190°超广角、低畸变、色差小和高传函等光学性能。本方案的具体实施方式中，第一透镜1的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-0.55<f/f1<-0.27，Nd1<1.70，Vd1>57，第二透镜2的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：-0.22<f/f2<-0.11，Nd2<1.60，Vd2>60，第三透镜3的焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：-0.11<f/f3<-0.05，Nd3>1.80，Vd3<24，第四透镜4的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：0.41<f/f4<0.82，Nd4>1.80，Vd4<47，其中，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可以保证良好的光学性能。本方案的具体实施方式中，光学系统的孔径光阑7位于第三透镜3与第四透镜4之间，靠近第四透镜4侧。用来调节光束的强度。本方案的具体实施方式中，光学系统的第一透镜1至第六透镜6均为全球面玻璃透镜。在本实施例中，光学系统的焦距f为3.2mm，光阑指数FNo.为2，视场角2ω＝190°，光学总长TTL为29mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：表1光学系统的各项基本参数从表1中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；STO对应为光学系统孔径光阑7所在位置；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S11、S12对应为第六透镜6的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超广角全球面鱼眼光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其特征在于，/n第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.55<f/f1<-0.27；/n第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.22<f/f2<-0.11；/n第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.11<f/f3<-0.05；/n第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，0.41<f/f4<0.82；/n第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；/n第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负，0.1<f/f56<0.19；/n其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距。/n

【技术特征摘要】
1.超广角全球面鱼眼光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其特征在于，
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.55<f/f1<-0.27；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.22<f/f2<-0.11；
第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负，-0.11<f/f3<-0.05；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，0.41<f/f4<0.82；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负，0.1<f/f56<0.19；
其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距。


2.根据权利要求1所述的超广角全球面鱼眼光学系统，其特征在于，所述第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜。


3.根据权利要求1所述的超广角全球面鱼眼光学系统，其特征在于，所述第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：Nd1<1.70，Vd1>57。

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，钟兴，刘江，
申请(专利权)人：长光卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22