本發明涉及光學鏡頭技術領域，特別是涉及一種無畸變廣角鏡頭。

背景技術：

近年來用于監控用途、無人機航拍領域或車載用途攝像系統向廣角、高分辨率、小畸變趨勢發展，而目前主流產品的廣角鏡頭雖然能夠滿足高清晰度的要求，但圖像變形嚴重，周邊畫面信息量差，需要后期作進一步的圖像處理；或者需要復雜的多鏡片組合校正系統畸變，不滿足監控或車載領域小型化、輕量化要求。本發明提出了一種新的光學系統，結構緊湊，在滿足客戶大角度的同時，實拍畫面沒有變形，且滿足在監控或車載領域環境溫度變化要求。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種無畸變廣角鏡頭，適用于高清廣角監控、無人機及車載攝像等領域。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種無畸變廣角鏡頭，包括：從物方到像方依次排列的具有負光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、透鏡組件與第三透鏡及具有負光焦度的第四透鏡，所述第二透鏡與所述透鏡組件之間設有光闌，所述透鏡組件由一個負光焦度的透鏡與一個正光焦度的透鏡構成；

所述第一透鏡為彎月型的玻璃非球面透鏡，所述第二透鏡、所述透鏡組件、所述第三透鏡及所述第四透鏡均為玻璃球面透鏡。

作為本發明一種優選的方案，所述第一透鏡為凸向物方的彎月型非球面透鏡。

作為本發明一種優選的方案，所述第一透鏡的兩個面均為非球面，且滿足以下條件公式：Nd>1.75，Vd>45，Nd表示第一透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數。

作為本發明一種優選的方案，所述第二透鏡為雙凸型球面透鏡，且滿足以下條件公式：1.5<f2/f'<2.0，其中，f2為第一透鏡元件有效焦距，f'為整個鏡頭的焦距。

作為本發明一種優選的方案，所述透鏡組件由一個雙凸透鏡與一個彎月型透鏡膠合而成。

作為本發明一種優選的方案，所述第三透鏡為雙凸球面透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.75，Vd≥40，Nd表示第三透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數。

作為本發明一種優選的方案，所述第四透鏡為彎月型球面透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.85，Vd≤25，Nd表示第四透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明的第一透鏡與第二透鏡均采用高折射率材料，承擔了整個光學鏡頭系統較大光焦度，使軸外光束經過前組鏡片后，光線與光軸的夾角快速減小。同時第一透鏡采用非球面面型，與后組鏡片第三透鏡及第四透鏡共同校正軸外像差，從而實現光學鏡頭系統的全視場范圍內都有優良的分辨率，光學畸變小，且像面照度均勻。使得本發明可以實現小體積、成本低、無畸變的高清廣角光學鏡頭，同時由于采用了合理的鏡片材質，能夠滿足系統在-40℃～+85℃的溫度范圍內鏡頭清晰成像，特別適用于監控、無人機和車載相機系統。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的無畸變廣角鏡頭的結構圖；

圖2為本發明的無畸變廣角鏡頭的光學系統MTF解像性能曲線圖；

圖3為本發明的無畸變廣角鏡頭的系統光學畸變及場曲曲線圖；

圖4為本發明的無畸變廣角鏡頭的光學系統TV畸變圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，為本發明一實施例的無畸變廣角鏡頭的結構圖。

一種無畸變廣角鏡頭10，包括：從物方到像方依次排列的具有負光焦度的第一透鏡100、具有正光焦度的第二透鏡200、透鏡組件300與第三透鏡400及具有負光焦度的第四透鏡500，第二透鏡200與透鏡組件300之間設有光闌600，透鏡組件300由一個負光焦度的透鏡310與一個正光焦度的透鏡320構成。

進一步的，第一透鏡100為彎月型的玻璃非球面透鏡，第二透鏡200、透鏡組件300、第三透鏡400及第四透鏡500均為玻璃球面透鏡。

在本實施例中，無畸變廣角鏡頭10的系統焦距f'與系統總長L滿足以下條件公式：0.18<f'/L<0.25；無畸變廣角鏡頭10的系統總視場角FOV滿足以下條件公式：70°<FOV<100°。無畸變廣角鏡頭10的系統最大像高Y和無畸變廣角鏡頭10的光學總長之間滿足以下條件公式：0.16<H/L>0.25，其中，H為半像高,L為鏡頭光學總長。

在本發明一實施例中，第一透鏡100為凸向物方的彎月型非球面透鏡，其兩個面均為非球面，且滿足以下條件公式：Nd>1.75，Vd>45，Nd表示第一透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數。第一透鏡100采用高折射率低色散玻璃材質，加上兩個面均為非球面，有利于降低系統口徑及矯正系統軸外像差。

進一步的，第二透鏡200為雙凸型球面透鏡且采用高折射率材料，滿足以下條件公式：1.5<f2/f'<2.0，其中，f2為第一透鏡元件有效焦距，f'為整個鏡頭的焦距。

透鏡組件300由一個雙凸透鏡與一個彎月型透鏡膠合而成，其中具有負光焦度的透鏡310為雙凸透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.75，Vd≥40，Nd表示透鏡310的d線的折射率，Vd表示阿貝常數。具有正光焦度的透鏡320為彎月型透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.85，Vd≤25，Nd表示透鏡320的d線的折射率，Vd表示阿貝常數。

進一步的，第三透鏡400為雙凸球面透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.75，Vd≥40，Nd表示第三透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數。

第四透鏡500為彎月型球面透鏡，且滿足以下條件公式：Nd≥1.85，Vd≤25，Nd表示第四透鏡d線的折射率，Vd表示阿貝常數，這樣有利于校正軸外色差，從而提高系統分辨率。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明的第一透鏡100與第二透鏡200均采用高折射率材料，承擔了整個光學鏡頭系統較大光焦度，使軸外光束經過前組鏡片后，光線與光軸的夾角快速減小。同時第一透鏡100采用非球面面型，與后組鏡片第三透鏡400及第四透鏡500共同校正軸外像差，從而實現光學鏡頭系統的全視場范圍內都有優良的分辨率，光學畸變小，且像面照度均勻。使得本發明可以實現小體積、成本低、無畸變的高清廣角光學鏡頭，同時由于采用了合理的鏡片材質，能夠滿足系統在-40℃～+85℃的溫度范圍內鏡頭清晰成像，特別適用于監控、無人機和車載相機系統。

圖2-圖4為相對于實施例的光學性能曲線圖，其中圖2為本發明的無畸變廣角鏡頭10的光學系統MTF解像性能曲線圖；圖3為本發明的無畸變廣角鏡頭10的系統光學畸變及場曲曲線圖；圖4為本發明的無畸變廣角鏡頭10的光學系統TV畸變圖。

結合圖1-圖4，以下為本發明的無畸變廣角鏡頭10一實施：

當本發明的無畸變廣角鏡頭10中的第一透鏡100與第二透鏡200的空氣間隔為3.26mm，透鏡組件300的焦距為10.08mm，第二透鏡200與透鏡組件300的空氣間隔為2.24mm。

根據圖2-圖4的光學性能曲線圖，本發明所達到以下光學指標：

無畸變廣角鏡頭10的系統焦距為3.86mm，相對孔徑為2.8，視場角為2ω＝96°(像方視場2η'≥ф8.4mm)，光學總長Σ≤25mm，分辨率：可搭配500萬高分辨率CCD或COMS攝像機系統等。

因此，本發明的光學系統的各種評價指標都較高，滿足在監控或車載領域環境溫度變化要求，適用于高清廣角監控、無人機及車載攝像等領域。

以上所述實施方式僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。