1.本发明属于光学系统技术领域，具体涉及一种大像面宽波段的鱼眼镜头。
背景技术：
2.鱼眼镜头为一种特殊的光学镜头，通过引入大量负畸变，可以使接近半球空间或超过半球空间内的景物成像在像面上，其视场角通常可达180
°
以上，能获取大范围内的场景信息，可应用于安防监控、车载全景辅助驾驶等领域。现有的鱼眼镜头工作波段范围大都在450nm-650nm，f数通常为2-2.8,像面对角线尺寸通常小于15mm，工作波段范围小、像面较小。
技术实现要素：
3.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种鱼眼镜头，由10片不同规格的光学玻璃透镜采用反远距形式组成，相比同等视场的鱼眼镜头，具有波段宽、光圈大、像面大的特点。
4.本技术提供一种鱼眼镜头，由外向内依次包括第一透镜、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、第九透镜、第十透镜、探测器组件；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第七透镜、所述第十透镜均为光学玻璃凹透镜；所述第三透镜、所述第四透镜、所述五透镜、所述第六透镜、所述第八透镜、所述第九透镜均为光学玻璃凸透镜。
5.进一步地，所述第一透镜相对接近物方的镜面半径为56～57mm，相对远离物方的镜面半径为15～16mm；所述第二透镜相对接近物方的镜面半径为129～130mm，相对远离物方的镜面半径为12～13mm；所述第三透镜相对接近物方的镜面半径为34～35mm，相对远离物方的镜面半径为60～61mm；所述第四透镜相对接近物方的镜面半径为17～18mm，相对远离物方的镜面半径为18～19mm；所述第五透镜相对接近物方的镜面半径为17～18mm，相对远离物方的镜面半径为38～39mm；所述第六透镜相对接近物方的镜面半径为15～16mm，相对远离物方的镜面半径为10～11mm；所述第七透镜相对接近物方的镜面半径为10～11mm，相对远离物方的镜面半径为17～18mm；所述第八透镜相对接近物方的镜面半径为164～165mm，相对远离物方的镜面半径为30～31mm；所述第九透镜相对接近物方的镜面半径为42～43mm，相对远离物方的镜面半径为19～20mm；所述第十透镜相对接近物方的镜面半径为11～12mm，相对远离物方的镜面半径为29～30mm。
6.进一步地，所述第一透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第二透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和和所述第三透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径均为所述第四透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第五
透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和和所述第六透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第七透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第八透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第九透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第十透镜相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和和
7.进一步地，所述第一透镜厚度为4.5～4.6mm；所述第二透镜厚度为2.5～2.6mm；所述第三透镜厚度为4.2～4.3mm；所述第四透镜厚度为6.7～6.8mm；所述第五透镜厚度为9.7～9.8mm；所述第六透镜厚度为3.5～3.6mm；所述第七透镜厚度为1.4～1.5mm；所述第八透镜厚度为2.7～2.8mm；所述第九透镜厚度为4.1～4.2mm；所述第十透镜厚度为1.5～1.6mm。
8.进一步地，所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离为11.9～12mm；所述第二透镜和所述第三透镜之间的距离为4.5～4.6mm；所述第三透镜和第四透镜之间的距离为2.9～3mm；所述第四透镜和所述第五透镜之间的距离为0.2～0.3mm；所述第五透镜和所述第六透镜之间的距离为0.5～0.6mm；所述第七透镜和所述第八透镜之间的距离为1.1～1.2mm；所述第八透镜和所述第九透镜之间的距离为0.1～0.2mm；所述第九透镜和所述第十透镜之间的距离为2.3～2.4mm。
9.进一步地，所述第六透镜与所述第七透镜组成胶合透镜。
10.进一步地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜的相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面均为球面。
11.进一步地，所述探测器组件为cmos低照度探测器。
12.进一步地，所述第一透镜的光学玻璃牌号为laf10la；所述第二透镜的光学玻璃牌号为hlak5a；所述第三透的光学玻璃镜牌号为hzlaf56b；所述第四透镜的光学玻璃牌号为hzk9b；所述第五透镜的光学玻璃牌号为hlak59a；所述第六透镜的光学玻璃牌号为hfk61；所述第七透镜的光学玻璃牌号为hzf6；所述第八透镜的光学玻璃牌号为hlak53b；所述第九透镜的光学玻璃牌号为hlak5a；所述第十透镜的光学玻璃牌号为hzf6。
13.本技术提供有一种鱼眼镜头，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过10片不同规格的光学玻璃透镜镜片，采用反远距形式组合，工作波段范围拓宽到450nm～1000nm，在定f数1.8条件下，对角线视场可达210
°
，像面对角线尺寸约24mm，而且180
°
视场以内f-θ畸变小于5％，满足-40
°
～+80
°
温度范围内工作的要求，配合低照度cmos探测器，可满足昼夜条件工作，相比同等视场的鱼眼镜头，同时具有波段宽、光圈大、像面大的特点。
附图说明
14.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
15.图1为实施例鱼眼镜头的结构示意图。
16.图2和图3为实施例鱼眼镜头在+20℃下的光学传递函数值图。
17.图4和图5为实施例鱼眼镜头在-40℃下的光学传递函数值图。
18.图6和图7为实施例鱼眼镜头在+80℃下的光学传递函数值图。
19.图8为实施例鱼眼镜头f-θ畸变曲线。
20.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、第七透镜；8、第八透镜；9、第九透镜；10、第十透镜；11、探测器组件。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
23.下面结合附图对本发明的一个较优实施例作进一步描述，如图1所示，一种鱼眼镜头，由物方到像方沿光轴方向依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、探测器组件11；所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第七透镜7、所述第十透镜10均为光学玻璃凹透镜；所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述五透镜5、所述第六透镜6、所述第八透镜8、所述第九透镜9均为光学玻璃凸透镜。具体的，采用了反远距形式进行设计。
24.优化的，所述第一透镜1相对接近物方的镜面半径为56.977mm，相对远离物方的镜面半径为15.32mm；所述第二透镜2相对接近物方的镜面半径为129.9mm，相对远离物方的镜面半径为12.273mm；所述第三透镜3相对接近物方的镜面半径为34.27mm，相对远离物方的镜面半径为60.28mm；所述第四透镜4相对接近物方的镜面半径为17.83mm，相对远离物方的镜面半径为19.57mm；所述第五透镜5相对接近物方的镜面半径为17.65mm，相对远离物方的镜面半径为38.73mm；所述第六透镜6相对接近物方的镜面半径为15.74mm，相对远离物方的镜面半径为10.069mm；所述第七透镜7相对接近物方的镜面半径为10.069mm，相对远离物方的镜面半径为17.55mm；所述第八透镜8相对接近物方的镜面半径为164.23mm，相对远离物方的镜面半径为30.2mm；所述第九透镜9相对接近物方的镜面半径为42.24mm，相对远离物方的镜面半径为19.57mm；所述第十透镜10相对接近物方的镜面半径为11.34mm，相对远离物方的镜面半径为29.05mm。
25.优化的，所述第一透镜1相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第二透镜2相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第三透镜3相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第四透镜4相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第五透镜5相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第六透镜6相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和
所述第七透镜7相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第八透镜8相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第九透镜9相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和所述第十透镜10相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面通光口径分别为和
26.优化的，所述第一透镜1厚度为4.5mm；所述第二透镜2厚度为2.5mm；所述第三透镜3厚度为4.25mm；所述第四透镜4厚度为6.72mm；所述第五透镜5厚度为9.7mm；所述第六透镜6厚度为3.52mm；所述第七透镜7厚度为1.5mm；所述第八透镜8厚度为2.8mm；所述第九透镜9厚度为4.14mm；所述第十透镜10厚度为1.58mm。
27.优化的，所述第一透镜1和所述第二透镜2之间的距离为11.9mm；所述第二透镜2和所述第三透镜3之间的距离为4.55mm；所述第三透镜3和第四透镜4之间的距离为2.92mm；所述第四透镜4和所述第五透镜5之间的距离为0.21mm；所述第五透镜5和所述第六透镜6之间的距离为0.57mm；所述第七透镜7和所述第八透镜8之间的距离为1.17mm；所述第八透镜8和所述第九透镜9之间的距离为0.1mm；所述第九透镜9和所述第十透镜10之间的距离为2.33mm。具体的，在设计温度范围-40℃～+80℃内采用了光学被动无热化设计，通过不同光学玻璃透镜折射率温度系数匹配，结合光机结构的膨胀收缩实现全温度带内像面位置稳定，无需调焦机构。
28.优化的，所述第六透镜6与所述第七透镜7组成胶合透镜。
29.优化的，所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7、所述第八透镜8、所述第九透镜9、所述第十透镜10的相对接近物方的镜面和相对远离物方的镜面均为球面。
30.优化的，所述探测器组件11为cmos低照度探测器。具体的，所述探测器组件11靶面21.12mm
×
11.88mm、分辨率为1920
×
1080，像元大小11μm，可以在夜间能够采集光源，获得更好的成像质量。
31.优化的，所述第一透镜1的光学玻璃牌号为laf10la；所述第二透镜2的光学玻璃牌号为hlak5a；所述第三透镜3的光学玻璃牌号为hzlaf56b；所述第四透镜4的光学玻璃牌号为hzk9b；所述第五透镜5的光学玻璃牌号为hlak59a；所述第六透6的光学玻璃镜牌号为hfk61；所述第七透镜7的光学玻璃牌号为hzf6；所述第八透镜8的光学玻璃牌号为hlak53b；所述第九透镜9的光学玻璃牌号为hlak5a；所述第十透镜10的光学玻璃牌号为hzf6。
32.在本实施例中，光学镜头的f数为1.8、焦距为6.8mm。表1为本实施例鱼眼镜头在不同环境温度(mtf@45lp/mm)下的成像质量，可以看出在-40℃～+80℃温度范围内，实现了光学被动无热化设计，mtf变化较小，视场范围内成像质量良好。
33.表1
34.温度+20℃-40℃+80℃视场理论理论理论0
°
0.600.580.6330
°
0.540.500.5950
°
0.440.390.50
70
°
0.280.220.3590
°
0.230.160.25105
°
0.120.050.21
35.图2～图7为光学镜头在分别在+20℃、-40℃和+80℃温度下，利用code v光学设计软件制作的最佳实施例光学传递函数值图，设计输入为波长450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、1000nm，半视场为0
°
、30
°
、50
°
、70
°
、90
°
、105
°
，f数为1.8。由于弧矢面内正方向视场和负方向视场的像质相同，因此输入时仅取正方向视场即可。图中横坐标表示空间频率，纵坐标表示光学传递函数值。可以看出常温下半视场角50
°
以内mtf@45lp/mm大于0.4，最大视场mtf@45lp/mm大于0.1，在半奈奎斯特频率下(23lp/mm)mtf大于0.4。镜头半视场100
°
以内成像质量良好，边缘视场也具有较高的分辨能力。
36.图8为本实施例鱼眼镜头利用code v光学设计软件制作的f-θ畸变曲线。从图中可以看出镜头具有较小的f-θ畸变，在半视场90
°
内f-θ畸变＜1.2％，最大视场内f-θ畸变＜5％，而且易于通过图像处理校正畸变。
37.综上，本实施例通过10片不同规格的光学玻璃透镜镜片，采用反远距形式组合，工作波段范围拓宽到450～1000nm，在定f数1.8条件下，配合靶面21.12mm
×
11.88mm、分辨率1920
×
1080、像元大小11μm低照度cmos探测器，对角线视场可达210
°
，像面对角线尺寸约24mm，而且180
°
视场以内f-θ畸变小于5％，在-40
°
～+80
°
温度范围内可满足45lp/mm的空间分辨率的工作要求，可实现0.001lux条件下成像，满足昼夜条件工作，相比同等视场的鱼眼镜头，具有波段宽、光圈大、像面大的特点。
38.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。