專利名稱：：超廣角成像物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是用在數(shù)碼照相機(jī)中的緊湊型鏡頭，尤其適用于超大視場角鏡頭或魚眼鏡頭，這些鏡頭用在非常緊湊的數(shù)碼照相機(jī)中。這種鏡頭實(shí)例也可用于監(jiān)控相機(jī)或者其他一些非常小的電子裝置。
背景技術(shù)：
：具有超大視場角的成像鏡頭(全視場角>100°甚至可以達(dá)到180°視場角的魚眼鏡頭)可以滿足很多場合的應(yīng)用要求。魚眼鏡頭也普遍被用于安全防護(hù)和監(jiān)控。新興應(yīng)用包括汽車后視相機(jī)和公共汽車、飛機(jī)機(jī)倉的內(nèi)部監(jiān)控相機(jī)。以前的廣角鏡頭的設(shè)計(jì)都會(huì)有很大的光學(xué)畸變。例如類似的相關(guān)發(fā)明，包括ALEXNING在2006年4月4日發(fā)布的美國專利號為7，023，628的一款緊湊型魚眼物鏡和KEIKOMIZUGUCHI在2005年1月18日發(fā)布的美國專利號為6,844，991的一款魚眼物鏡。魚眼物鏡在視場內(nèi)光線較弱環(huán)境下的成像質(zhì)量非常重要。鏡頭的相對孔徑也必須要大。一個(gè)鏡頭的相對孔徑(也被稱作為F/#)的一般推薦值為小于或等于3。許多新興應(yīng)用領(lǐng)域也要求鏡頭體積小，重量輕。鏡頭的成像質(zhì)量也必須足夠的高，從而能夠與百萬像素級別的數(shù)字成像系統(tǒng)兼容。所有鏡頭的光學(xué)畸變都可以由像高和視場角來描述。邊緣像高h(yuǎn)是指邊緣主光線和像面產(chǎn)生的交點(diǎn)與光軸之間的距離。視場角是指邊緣主光線和光軸之間的夾角。成像面是指當(dāng)物距為無窮遠(yuǎn)時(shí)鏡頭的最佳聚焦面。圖一闡述了上述詞匯的定義。先前的魚眼鏡頭，例如由日本富士能公司銷售的DF1.8HB，該鏡頭由大量的鏡片元件構(gòu)成以滿足一個(gè)廣角鏡頭的成像要求，從而獲得大的光闌孔徑和高的像面質(zhì)量。但是，由于使用了大量鏡片元件，導(dǎo)致組裝出來的鏡頭體積大，重量重，并且生產(chǎn)成本昂貴。其他的一些先前的廣角鏡頭的技術(shù)實(shí)例，如美國專利3，589,798，3，597，049,3，734,600,3,737，214，3,714，630,4，412，726,6，844,991和日本專利63-017421和60-153018。參照這些實(shí)例，鏡片元件的數(shù)量在8到12片之間。物體上發(fā)出的光線經(jīng)過成像物鏡的瞳孔與像面相交，而產(chǎn)生像高h(yuǎn),它是視場角6的函數(shù)。視場角6是主光線和鏡頭光軸的夾角。主光線指的是由物體上極限點(diǎn)發(fā)出并且通過鏡頭瞳孔中心的光線。在一個(gè)沒有畸變的鏡頭中(也被稱之為線性鏡頭)像面上的像高是視場角的函數(shù)，可以表示為下述公式l:公式1h(6)=f*tan(6)在公式l中，參數(shù)"f"表示鏡頭的有效焦距(EFL)。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)攝影鏡頭都滿足該關(guān)系公式。但是，當(dāng)視場角要求增大時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)滿足公式1的鏡頭會(huì)非常困難甚至不可能。用于超大廣角成像的物鏡或魚眼鏡頭，會(huì)更好的滿足下述公式2:公式2h(6)=f*(e)公式2中的角度6單位是弧度。如果鏡頭滿足公式2，該鏡頭就被稱作"f-e"鏡頭。需要說明的是，由一個(gè)完美的"f-e"鏡頭產(chǎn)生的像面仍舊會(huì)有畸變。對于上文所提到鏡頭，也包括美國專利7,023，628中的緊湊型魚眼物鏡(由ALEXNING在2006年4月4日發(fā)布)，它們所產(chǎn)生的像高"h"滿足一下公式3:公式3h(e)<f*(e)對于e>o發(fā)明概述本文所描述的發(fā)明通過滿足下述公式4以獲得超越先前鏡頭實(shí)例的成像水平公式4h(6)〉f*(6)對于6>0滿足公式4要求的鏡頭有如下優(yōu)點(diǎn)，通過對物體邊緣光線的折射，使得對邊緣物體的壓縮小于滿足公式3的鏡頭對于邊緣物體的壓縮。一個(gè)使用設(shè)計(jì)滿足公式4的鏡頭的照相機(jī)系統(tǒng)能夠傳達(dá)更多的邊緣成像細(xì)節(jié)，這就是所謂的"畸變裁剪"鏡頭。設(shè)計(jì)的第二個(gè)性能目標(biāo)是，在達(dá)到180。的視場時(shí)能夠獲得完美的成像質(zhì)量，可以擁有小到2.0的F/#，并且擁有盡可能少的鏡片元件。在現(xiàn)在的發(fā)明中鏡片元件分為3個(gè)鏡片組。組l，第一鏡片組(從物面，即圖1，2，3和5的左側(cè)開始數(shù)起)。鏡片組1至少由兩個(gè)鏡片組成，其中至少一個(gè)是非球面鏡片。非球面鏡片至少有一個(gè)面是非球面。第二鏡片組是有正的放大率的一個(gè)單鏡片或多鏡片組。第二鏡片組被標(biāo)記為"組2"。第三鏡片組是具有光學(xué)正的放大率的多鏡片組。光闌位于組2和組3之間。所有的鏡片和光闌都同軸排列在光軸上。圖1是一個(gè)超廣角成像物鏡的簡要的示意圖。圖2是第一個(gè)超廣角鏡頭實(shí)例的側(cè)面剖視圖，該實(shí)例包含分為3組的5片鏡片。圖3是第二個(gè)超廣角鏡頭實(shí)例的側(cè)面剖視圖，該實(shí)例包含分為3組的6片鏡片。圖4是第二個(gè)實(shí)例的橫截面像差圖。圖5是第三個(gè)超廣角鏡頭實(shí)例的側(cè)面剖視圖，該實(shí)例包含分為3組的7片鏡片。圖6是第三個(gè)實(shí)例的橫截面像差圖。具體實(shí)施例方式圖1是超廣角鏡頭2的簡要示意圖，如圖所示，物體4是指向下的箭頭，它位于圖1左側(cè)的物空間距超廣角鏡頭2的無窮遠(yuǎn)處，超廣角成像鏡頭2接受發(fā)自物體4的光線，并把發(fā)自物體4的光線在像面8上形成像6。像6就是物體4的像。圖例"鏡頭入瞳"是幾個(gè)圖例之一，每個(gè)圖例都定義了光學(xué)示意圖上的一個(gè)附加特征。"光軸"圖例如光軸io所示。視場角e"圖例是指主光線12和光軸10的夾角，主光線12進(jìn)入鏡頭的入瞳14。圖例"像高"位于像16的頂點(diǎn)。像的高度h(6)是光軸到像16的頂點(diǎn)之間的距離。主光線12延伸到鏡頭的入瞳18的中心，然后穿過七個(gè)鏡片20，22，24,26,28，30,32,最后終止在像16的頂點(diǎn)。在圖1中為了區(qū)別鏡片的表面，詞語"物"作為形容詞被放在單詞"表面，'前面時(shí)，用來表示被修飾的面是朝向圖1，2，3和5左側(cè)的物體4的。詞語"像"作為形容詞被放在詞語"表面"前面時(shí)，用來表示被修飾的面是朝向圖1,2,3和5右側(cè)的像面8的。圖2展示了3個(gè)鏡片組，總共5個(gè)鏡片。圖2的是超廣角成像物鏡2的最簡單的實(shí)例。第一鏡片組34是由鏡片20和22組成。鏡片20有一個(gè)凸的面向物4的物面36,—個(gè)凹的面向l象面8的^象面38和一個(gè)頂點(diǎn)40。第二鏡片22有一個(gè)物面42,—個(gè)凹的像面44和一個(gè)頂點(diǎn)46。第二鏡片22如圖所示位于第一個(gè)鏡片的凹像面38的右側(cè)。第二個(gè)鏡片22在頂點(diǎn)46處有一個(gè)初始的負(fù)的放大率。但是，第二個(gè)鏡片22的放大率隨著沿半徑方向距頂點(diǎn)46距離的增加而逐漸朝正的方向增大。例如，第二個(gè)鏡片在頂點(diǎn)46處的屈光度為-5,而在鏡片邊緣處則增加到-4。圖2,3和5所示的實(shí)例有相近的元件排列。第一鏡片組34，即組l;第二鏡片組48,即組2;第三鏡片組50,即組3,包含一個(gè)由鏡片26和28膠合成的雙膠合鏡片52。圖3展示了一個(gè)超廣角鏡頭的設(shè)計(jì)實(shí)例，由3個(gè)鏡片組，共6個(gè)鏡片組成。第三鏡片組50，包括由第4和第5個(gè)鏡片膠合成的雙膠合鏡片52和第6個(gè)鏡片30。圖5展示了一個(gè)超廣角鏡頭的設(shè)計(jì)實(shí)例。第三鏡片組50,即組3,包括由第4和第5個(gè)鏡片元件膠合而成的雙膠合鏡片52，和第6個(gè)鏡片30和第7個(gè)鏡片32。其中組1和組2，在圖2，3和5所顯示實(shí)例中的布局是共通的。第二鏡片組48，即組2，具有正的放大率，且至少包含一個(gè)鏡片24。第二鏡片組的第一個(gè)鏡片24有一個(gè)物面56,位于第二個(gè)鏡片22的右側(cè)，有一個(gè)面向像面8的像面58和一個(gè)頂點(diǎn)60。如圖2,3和5所示，所有的鏡片包括34,48和50三個(gè)鏡片組都同軸排列在光軸10上，并且依次隔開。圖2,3和5所示的設(shè)計(jì)實(shí)例都顯示出第三個(gè)片組50，包括由第一個(gè)鏡片元件26(超廣角成像物鏡的第四個(gè)鏡片元件)和第二個(gè)鏡片元件28(超廣角成像物鏡的第五個(gè)鏡片元件)膠合成的雙膠合鏡片52。第一個(gè)鏡片有一個(gè)面向物4的凸的物面62,—個(gè)面向像面8的凸的像面64和一個(gè)頂點(diǎn)66。在每個(gè)實(shí)例中，第三個(gè)4竟片組50的放大率都是正的。第三鏡片組50中的雙膠合鏡片52的第二個(gè)鏡片28,或超廣角成像物鏡的第五個(gè)鏡片，有一個(gè)面向物4的凹的物面70，一個(gè)面向像面8的凸的像面72和一個(gè)頂點(diǎn)74。第一和第二個(gè)鏡片26,28通過光學(xué)膠合形成一個(gè)有放大作用的雙膠合鏡片52。術(shù)語"正的放大率"是指雙膠合鏡片52放大率大于零。圖3和5所示的實(shí)例中通過在第三組鏡片組50中增加額外的第三個(gè)鏡片30,也就是超級廣角鏡頭的第六個(gè)鏡片以獲得成像質(zhì)量的提升。第三個(gè)鏡片30有一個(gè)面向物4的凸的物面76,—個(gè)面向像面8的凸的像面78和一個(gè)頂點(diǎn)80。第三個(gè)鏡片組50中的第三個(gè)鏡片30具有頂點(diǎn)放大作用。圖3所示的實(shí)例中，第三鏡片組50的第三個(gè)鏡片30是一個(gè)非球面鏡片，該鏡片在頂點(diǎn)80處該鏡片的放大率是正值，而且隨著沿半徑方向距頂點(diǎn)80距離的增加而減少。例如鏡片在頂點(diǎn)80處的屈光度為5，而在鏡片邊緣處則減小到4。圖5所示的實(shí)例是在圖3的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)額外的第七個(gè)鏡片32作為第三鏡片組50的第四個(gè)鏡片，從而使圖3所示的實(shí)例的成像質(zhì)量有很大的提升。第三鏡片組50的第四個(gè)鏡片32有一個(gè)面向物4的物面84，一個(gè)面向像面8的像面86和頂點(diǎn)放大作用。在圖5所示的實(shí)例中，第三鏡片組50的第四個(gè)鏡片32是一個(gè)非球面鏡片，該鏡片在鏡片表面82頂點(diǎn)處的放大率是正值，而且隨著沿半徑方向距頂點(diǎn)86距離的增加而減少。例如，在頂點(diǎn)86處有5個(gè)屈光度，而在鏡片邊緣的屈光度則減小到4。在圖5中，鏡片30可能和圖3—樣是一個(gè)非球面鏡片，或者如表格3和4的數(shù)據(jù)所示，該鏡片可能是一個(gè)具有正的放大率的球面鏡片。下述表格1和2中展示了圖3所示實(shí)例的六個(gè)鏡片的詳細(xì)參數(shù)。下述表格3和4中展示了圖5所示實(shí)例的七個(gè)鏡片的詳細(xì)參數(shù)。圖4中4個(gè)曲線展示了圖3所示實(shí)例的成像性能模擬。圖6中4個(gè)曲線展示了圖5所示實(shí)例的成像性能模擬。在圖3和5中的實(shí)例中包含了鏡片設(shè)計(jì)的詳細(xì)參數(shù)，這些參^t和設(shè)計(jì)確保了其對應(yīng)的超廣角鏡頭在性能上可以滿足上述公式4。公式4是一個(gè)函數(shù)，將像高"h"定義為6的函數(shù)，如圖1所示，h(6)是像高，即從像的頂點(diǎn)16到光軸12的距離。像的頂點(diǎn)16是由邊緣主光線12通過在光軸IO上的入瞳形成的，視場角6表示為弧度值。參數(shù)"f"是超廣角成像物鏡的近軸有效焦距，通常也表示為"fo"，在公式4中它指的是超廣角成像物鏡的近軸有效焦距，通過測量光軸10上的無窮小的光束來獲得。針對推薦的實(shí)例如圖3和5,表格1~4歹'J出了零件的詳細(xì)參數(shù)，這些參^t確保了其對應(yīng)的超廣角鏡頭在性能上可以同時(shí)滿足上述公式4和下述不等式式5:公式5TT/f<33圖3和5所示的實(shí)例展示了一個(gè)非常緊湊的鏡頭實(shí)例，其光學(xué)軌跡總長(TT)非常短。光學(xué)軌跡總長是當(dāng)物在無窮遠(yuǎn)處時(shí)第一片鏡片的頂點(diǎn)40到像面8的距離。當(dāng)超廣角成像物鏡2的零件按照表格1~4的詳細(xì)參數(shù)制造時(shí)，產(chǎn)生的兩個(gè)鏡頭的性能滿足不等式5,如表格1和3的標(biāo)題欄所示。在表格1和3的標(biāo)題欄中，F(xiàn)/#(或"F"數(shù))是焦距和入瞳直徑的比值。市場上銷售一些軟件包可以對一些魚眼鏡頭進(jìn)行實(shí)例、模擬或性能分析，比如力口州的Pasadena的OpticalResearchAssociates出品的CodeV，WABellevue的Zemax出品的Zemax。圖3和5中的實(shí)例就是使用Zemax進(jìn)行布局和詳細(xì)參數(shù)獲取的。圖4和圖6中包含的模擬橫截面像差也是通過同樣的Zemax軟件獲取的。非球面常規(guī)的鏡片元件是通過玻璃的研磨和拋光加工而成的。鏡片的兩個(gè)面都是標(biāo)準(zhǔn)球面。但是，非球面鏡片的兩個(gè)面中至少有一個(gè)面是符合下述通用非球面公式6的非球面，在鏡片表面上，Z是鏡片頂點(diǎn)對應(yīng)的弦高。公式6c廠z=-p-=+"，,+"2,+"3/"6++or,0+a6,2+7,4+"8/"16在公式6中，變量r是到光軸10的徑向距離。恒量c是表面頂點(diǎn)處的曲率(半徑的倒數(shù))。恒量k是一個(gè)恒定的"二次項(xiàng)"常數(shù)。其他系數(shù)(al,al，......)是非球面系數(shù)，并被詳細(xì)列出在表2和4中。這些系數(shù)定義如何在適用的玻璃或者塑料的表面上壓鑄一個(gè)與理想數(shù)學(xué)軌跡匹配的形狀。在圖3和5所示的實(shí)例中，元件22的表面42和44，圖3中元件30的表面78，圖5中元件32的表面84是由公式6定義的非球面。他們使用的系數(shù)可在表2中和表4中找到。表2對應(yīng)圖3所示的實(shí)例。表4對應(yīng)圖5所示的實(shí)例。圖4橫截面像差圖4是實(shí)例3的橫截面相差的圖例，該實(shí)例由表格1和2所列舉的鏡片組1，2和3構(gòu)成。根據(jù)橫截面相差圖例4所示，實(shí)例3的光學(xué)性能是好的。推薦的實(shí)例3是一個(gè)6片式鏡頭，滿足下列光學(xué)性能有效焦距=1.25mmF/#=2.0-觀場角時(shí)，<象高=2.24mmf*6=1.48mm滿足/>式4圖6橫截面像差圖6是實(shí)例5的橫截面相差的圖例，該實(shí)例由表格3和4所列舉的鏡片組1,2和3構(gòu)成。根據(jù)橫截面相差圖例6所示，實(shí)例5的光學(xué)性能是好的。推薦的實(shí)例5是一個(gè)7片式鏡頭，滿足下列光學(xué)性能有效焦距=1.04mmF/#=2.0視場角852時(shí)，像高^mmf*6=1.54mm滿足公式4圖4展示了A,B,C，D四個(gè)曲線圖，分為兩對。獨(dú)立變量(水平軸)是指光線在瞳孔直徑上的相對坐標(biāo)值。縱軸的最小距離單位是士20um(每個(gè)刻度是4um)。縱軸在這里表述的是光線通過某個(gè)特定的相對孔徑后形成的橫截面相差(光線在橫截面上位置到理想的聚焦點(diǎn)之間的距離)。曲線A(切向平面)和曲線B(徑向平面)表示的是一個(gè)近軸光束在通過所有鏡片元件折射后顯示出來的橫截面像差。在圖4中，曲線圖A和B表示的是圖3中的實(shí)例鏡頭當(dāng)入射光角度為Oe時(shí)的成像質(zhì)量。曲線C和D表示的是圖3中的實(shí)例鏡頭當(dāng)入射光角度為68e時(shí)的成像質(zhì)量。在圖6中，曲線圖E和F表示的是圖5中的實(shí)例鏡頭當(dāng)入射光角度為Oe時(shí)的成像質(zhì)量。曲線G和H表示的是圖5中的實(shí)例鏡頭當(dāng)入射光角度為85s時(shí)的成像質(zhì)量。每個(gè)曲線圖上都有三條曲線。每條曲線表示的是鏡頭在不同波長時(shí)的成像質(zhì)量。例如在圖4的曲線圖A中，曲線J表示鏡頭在波長為656nm時(shí)的成像質(zhì)量；曲線K表示鏡頭在波長為588nm時(shí)的成像質(zhì)量；曲線L表示鏡頭在波長為486nm時(shí)的成像質(zhì)量。表格說明在表格1和3的頂部的標(biāo)題欄中，提供了具體鏡頭實(shí)例的有效焦距f，F(xiàn)/#，TT或總長，在全視場角時(shí)的像高和TT/f。表格l的標(biāo)題欄中列出了"表面"，"類型"，"曲率半徑"，"厚度"，"折射率"和"阿貝系數(shù)"。鏡片元件材料由折射率和阿貝系數(shù)來定義的。在表格1和3中，"折射率"列中的一個(gè)空白單元格表示其旁邊的"厚度"單元格里的值是到下一個(gè)鏡片表面頂點(diǎn)的距離。"折射率"列提供的是鏡片材料在波長588nm時(shí)的折射率。"阿貝系數(shù)"在表格的最右列提供。在表格1中，表面6的折射率欄是空白的。因此，在相鄰的左側(cè)的單元格，即"厚度"欄，顯示的是前一個(gè)鏡片的像面到后一個(gè)面，即光闌孔面的距離。位于下一行的開頭表面7，是光閨孔面的開始。第7行的厚度欄顯示的是光闌孔面到膠合鏡片26的第一個(gè)鏡片頂點(diǎn)66的距離。在圖3中所示鏡頭實(shí)例中，鏡片24的表面58到光闌孔面的距離是3.621863,。光闌孔面到位于表面8的頂點(diǎn)66的距離是0.351858咖。焦距f=1.25mm，F(xiàn)/#=2.0，光學(xué)軌跡gTT/fo=19.1，并—表格1^長TT=23.9mm，h=2.24mm在6=68°時(shí)，且滿足關(guān)系式h〉f^e<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表格3類似于上迷的表格1.表格3和4聯(lián)合在一起，就展示了圖5所示的超廣角成像物鏡2的實(shí)例中的詳細(xì)信息。參照表格3,圖5所示的鏡頭實(shí)例的光闌孔與鏡片24的表面58距離0.4076963mm,與鏡片26的頂點(diǎn)66距離2.145171mm。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>作為另外的實(shí)例，可以在第二鏡片組48中增加鏡片的數(shù)量。也可以增加鏡片中的非球表面的數(shù)量。具有放大功能的單透鏡可以用雙膠合鏡片替代。本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵要求是第一鏡片組34必須至少包括兩個(gè)鏡片且其中至少有一個(gè)是非球面鏡片，同時(shí)推薦第三鏡片組50至少包括一個(gè)非球面鏡片和一個(gè)膠合鏡片。雖然在上述推薦的實(shí)例中詳細(xì)定義了一些特定關(guān)系，材料和其他一些參數(shù)，但必須明確的是，這些參數(shù)都可以被加以適當(dāng)?shù)母淖?，并獲得類似的結(jié)果。通過閱讀公開的本專利，熟練掌握設(shè)計(jì)技術(shù)的人可以在本實(shí)例基礎(chǔ)上發(fā)明更多的應(yīng)用和衍生實(shí)例。那些衍生實(shí)例將納入本發(fā)明的范疇中，如后續(xù)的權(quán)利要求書所述。權(quán)利要求1.一個(gè)超廣角物鏡，用于接收發(fā)自物體的光線和在像面產(chǎn)生物體的像，該物鏡包含a)第一鏡片組，包括一個(gè)具有凸物面和凹像面的鏡片，和具有凹像面的的第一個(gè)非球面鏡片，該非球面具有一個(gè)非固定的放大率，其在頂點(diǎn)位置是負(fù)的，而且隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而逐漸朝正的方向增大；b)第二鏡片組，具有正的放大率并且至少包含一個(gè)鏡片元件；c)第三鏡片組，具有正的放大率并且至少包含兩個(gè)鏡片元件；第一、二、三鏡片組中的所有鏡片元件都同軸排列且依次間隔。2.如權(quán)利要求1所述的超廣角成像物鏡，其特征在于二鏡片組成一個(gè)具有正的放大率的膠合鏡片。3.如權(quán)利要求2所述的超廣角成像物鏡，其特征在于外的具有正的頂點(diǎn)放大率的第三個(gè)鏡片。4.如權(quán)利要求3所述的超廣角成像物鏡，其特征在于外的具有正的頂點(diǎn)放大率的第四個(gè)鏡片。5.如權(quán)利要求3所述的超廣角成像物鏡，其特征在于片具有額外的特征該鏡片具有可變的放大率，其頂點(diǎn)放大率是正的，而且隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而減少。6.如權(quán)利要求4所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組的第四個(gè)鏡片具有額外的特征該鏡片具有可變的放大率，其頂點(diǎn)放大率是正的，而且隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而減少。7.如權(quán)利要求1所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第一，第二和第三鏡片組方案的選擇以達(dá)到如下效果h(6)>=f*6其中像高h(yuǎn)(e)由一個(gè)邊緣主光線產(chǎn)生，該主光線的視場角是e,e以弧度為單位，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。8.如權(quán)利要求1所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第一，第二和第三鏡片，第三鏡片組的第一和第，第三鏡片組包含一個(gè)額，第三鏡片組包含一個(gè)額,第三鏡片組的第三個(gè)鏡組方案的選擇以達(dá)到如下效果TT/f<33其中TT是該超廣角成像物鏡的總軌跡長度，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。9、一個(gè)超廣角物鏡，用于接收發(fā)自物體的光線和在像面產(chǎn)生物體的像，該物鏡包含第一鏡片組，包括第一個(gè)鏡片，具有凸物面和凹像面的鏡片，和第二個(gè)非球面鏡片，在頂點(diǎn)具有負(fù)的放大率；第二鏡片組，具有正的放大率并且至少包含一個(gè)鏡片元件；第三鏡片組，具有正的光學(xué)放大率并且至少包含第一和第二兩個(gè)鏡片元件所有鏡片元件包括第一、二、三鏡片組都同軸排列且依次間隔以滿足以下條件h(6)>=f*eandTT/f=<33其中像高h(yuǎn)(e)由一個(gè)邊緣主光線產(chǎn)生，該主光線的視場角是e，e以弧度為單位，TT是該超廣角成像物鏡的總軌跡長度，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。10.如權(quán)利要求9所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組的第一和第二鏡片組成一個(gè)具有正的放大率的膠合鏡片。11.如權(quán)利要求IO所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組包含一個(gè)額外的具有正的放大率的第三個(gè)單鏡片。12.如權(quán)利要求11所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組包含一個(gè)額外的具有正的放大率的第四個(gè)單鏡片。13.如權(quán)利要求11所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組的第三個(gè)鏡片具有額外的特征該鏡片具有可變的放大率，其頂點(diǎn)放大率是正的，并且隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而減少。14.如權(quán)利要求12所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組的第四個(gè)鏡片具有額外的特征該鏡片具有可變的放大率，其頂點(diǎn)放大率是正的，并且隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而減少。15.—個(gè)超廣角物鏡，用于接收發(fā)自物體的光線和在像面產(chǎn)生物體的像，該物鏡包含第一鏡片組，包括第一個(gè)鏡片，具有凸物面和凹像面的鏡片，和第二個(gè)非球面鏡片，在頂點(diǎn)具有負(fù)的放大率；第二鏡片組，包含一個(gè)負(fù)的放大率的鏡片元件；第三鏡片組，具有正的光學(xué)放大率并且包含第一、二、三、四，四個(gè)鏡片元件，所有鏡片都具有一個(gè)頂點(diǎn)；第一、二、三鏡片組的所有鏡片元件都同軸排列且依次間隔。16.如權(quán)利要求15所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第三鏡片組的第四個(gè)鏡片是一個(gè)頂點(diǎn)放大率為正的非球面鏡片，并且放大率隨著延半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而減少。17.如權(quán)利要求15所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第一，第二和第三鏡片組方案的選擇以達(dá)到如下效果其中像高h(yuǎn)(e)由一個(gè)邊緣主光線產(chǎn)生，該主光線的視場角是e,e以弧度為單位，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。18.如權(quán)利要求15所述的超廣角成像物鏡，其特征在于，第一，第二和第三鏡片組方案的選擇以達(dá)到如下效果TT/f<33其中TT是該超廣角成像物鏡的總軌跡長度，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。19.如權(quán)利要求15所述的超廣角成像物鏡，其特征在于:鏡片參數(shù)、間距以及位置與下述表格1和2相一致表格l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>20.如權(quán)利要求15所述的超廣角成像物鏡，其特征在于:鏡片參數(shù)、間距以及位置與下迷表格3和4相一致表格3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>全文摘要超廣角成像物鏡包含第一鏡片組、第二鏡片組和第三鏡片組，第一鏡片組的第一個(gè)鏡片具有凸的物面和凹的像面，第一鏡組的非球面鏡片具有非固定的放大率，其在頂點(diǎn)位置是負(fù)的，而且隨著沿半徑方向距頂點(diǎn)距離的增加而逐漸朝正的方向增大。第二鏡片組至少包含一個(gè)有正的放大率的鏡片。第三鏡片組至少包含有正的放大率的第一個(gè)和第二個(gè)鏡片。光學(xué)軌跡的總長和焦距的比例滿足條件TT/fo＝＜33而且在焦平面的像高h(yuǎn)(θ)＞f*θ，其中像高h(yuǎn)(θ)由一個(gè)邊緣主光線產(chǎn)生，該主光線的視場角是θ，θ的單位是弧度，f是該超廣角成像物鏡的近軸有效焦距。文檔編號G02B13/04GK101432650SQ200780011718公開日2009年5月13日申請日期2007年1月15日優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日發(fā)明者阿里克斯·寧申請人:阿里克斯·寧