專利名稱：一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統的制作方法
一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統技術領域：
本發明涉及涉及一種光學系統，尤其涉及一種應用于監控、照相、 車載系統的小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統。背景技術：
目前照相、安防、車載用的大視場或中等視場鏡頭普遍存在這樣
的缺點鏡頭畸變大；外形尺寸較大；邊緣相對照度底；分辨率低。 現在只有少數鏡頭，在犧牲其它方面的情況下改善某個方面，比如為 了實現邊緣照度高，就要把畸變做得大，體積做的大。現在還沒有克 服以上全部缺點的鏡頭。所以現在市場上流行的照相、安防、車載用 的中等視場或大視場鏡頭，在成本高的同時，體積、畸變較大，且邊 緣相對照度不高。這在使用上有很大的不方便，不能滿足消費者的方 便觀察、體積小、物美價廉等需要。
發明內容
本發明克服了現有技術的畸變大、體積大、照度低等不足，而提 供了一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統。
為了解決上述存在的技術問題，本發明采用下列技術方案 一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統，其特征是 包括有依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡，在第 三透鏡和第四透鏡之間設有光闌，所述第一透鏡和第三透鏡為球面透鏡，所述第二透鏡和第四透鏡為非球面透鏡。
如上所述的一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統， 其特征是所述第一透鏡和第三透鏡的材質為玻璃，第二透鏡和第四透 鏡的材質為塑料。
如上所述的一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統， 其特征是所述第一透鏡、第三透鏡和第四透鏡的焦距為正，所述第二 透鏡的焦距為負且第二透鏡的第二面朝向像面方向彎曲。
本發明與現有技術相比具有如下的優點
1、現有變焦鏡頭畸變普遍較大；本實用新型的鏡頭畸變很小， 可實現4%以下的畸變;2、現有大視場或中等視場鏡頭體積普遍較大； 本實用新型的鏡頭體積小；3、現有大視場或中等視場鏡頭普遍邊緣 相對照度低，本實用新型的鏡頭邊緣照度高；4、現有大視場或中等 視場鏡頭，邊緣分辨率低；本實用新型的鏡頭邊緣分辨率高，在整個 像面上都能成清晰像。
圖l是本發明的示意圖。具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述 一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統，包括有依 次設置的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3和第四透鏡4，在第 三透鏡3和第四透鏡4之間設有光闌6，所述第一透鏡1和第三透鏡 3為玻璃材料的球面透鏡，所述第二透鏡2和第四透鏡4為光學塑料材料的非球面透鏡。所述第一透鏡1、第三透鏡3和第四透鏡4的焦 距為正，所述第二透鏡2的焦距為負且第二透鏡2的第二面8朝向像
面方向彎曲，如圖所示。
小畸變主要通過以下四種方法實現l、第二透鏡2采用曲率較
大的負透鏡；2、使用非球面；3、光闌設在第三透鏡和第四透鏡之間。 通過以上三種措施可設計出畸變很小的鏡頭。而本案例第二透鏡2的 曲率較大(見后面的設計案例)，再有第二透鏡2和第四透鏡4使用 了非球面透鏡，使畸變得到進一步的控制，最后光闌6設在第三透鏡 3和第四透鏡4之間，使之實現小畸變。
體積小主要通過以下方法實現采用塑料非球面與玻璃透鏡搭配 使用，這樣就減少了透鏡數量，減小長度的同時也減小了口徑；由于 塑料非球面透鏡比玻璃透鏡便宜，所以也同時降低了成本，而本案例 則采用塑料非球面與玻璃透鏡搭配使用。
其高照度主要是通過以下兩種途徑實現的1、根據照度要求， 可減少漸暈，直至不設漸暈，這樣保證了邊緣盡可能多的光線到達像 面；2、邊緣光線不進行角度很大的折射，減小了光線的損失。而本 案例不設漸暈，而且邊緣光線損失小，所以能達到照度高。
其高分辨率主要通過以下方法實現1、采用寬光譜，而本案例 外界的光線可以直接進入光學系統，光譜寬；2、設計時校正好視場 邊緣的像差，在中心分辨率高的同時，充分考慮邊緣分辨率；3、設 計的理論解像力適當高于理論需要值，這樣就保證了圖像是清晰的。
在第四透鏡4后面設有感光芯片5，為實現最佳的像面效果，在第四透鏡4與感光芯片5之間設有濾光片7，以過濾掉雜光。
下面舉一畸變為-3%、光學長度為10毫米、照度65%、 80萬像
素的實際設計案例:
序號類型半徑間隔(厚度)光學材料直徑
1標準12.661.44ZF174>30
2標準167.160.14Air4>30
3非球面1.460,77F4520d>28
4非球面0.66321.03Aircb25
標準-32.471.07LaK18d>25
6標準-3.0170.1Air4>25
7光闌無窮大0,59Air4>16
8非球面-10.9881.48F45204>12
9非球面-1.5322.95Air<H2
10像面無窮大<t>4.7
非球面系數 第二透鏡第一面系數:
K: -10.2135 E4: 0,0091035594 E6: 0.0584678 E8: -0,0046785 E10: 0.0007856 E12: 0細0011426E14: -0.0000098621 第二透鏡第二面系數 K: -100.4657 E4: -0.91035594 E6: -0.587832 E8: 0.9248574 E10: 0.0129565 E12: -0.273568 E14: -0.15652357
第四透鏡(第二塑料非球面)第一面系數:
K: -100.4657 E4: -0.91035594 E6: -0.587832 E8: 0.9248574 E10: 0,0129565 E12: -0.273568
第四透鏡(第二塑料非球面)第二面系數:
K: -10.95345 E4: 0.2685232 E6: -0.0925467 E8: 0.0051364 E10: 0.00113356
權利要求
1、一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統，其特征是包括有依次設置的第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)和第四透鏡(4)，在第三透鏡(3)和第四透鏡(4)之間設有光闌(6)，所述第一透鏡(1)和第三透鏡(3)為球面透鏡，所述第二透鏡(2)和第四透鏡(4)為非球面透鏡。
2、 根據權利要求1所述的一種小畸變、小體積、高照度、高分 辨率的光學系統，其特征是所述第一透鏡(1)和第三透鏡(3)的材 質為玻璃，第二透鏡(2)和第四透鏡(4)的材質為塑料。
3、 根據權利要求1或2所述的一種小畸變、小體積、高照度、 高分辨率的光學系統，其特征是所述第一透鏡(1)、第三透鏡(3) 和第四透鏡(4)的焦距為正，所述第二透鏡(2)的焦距為負且第二 透鏡(2)的第二面(8)朝向像面方向彎曲。
全文摘要
本發明涉及一種小畸變、小體積、高照度、高分辨率的光學系統，該光學系統解決了畸變大、體積大、照度低、分辨率低等問題，其包括有依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡，在第三透鏡和第四透鏡之間設有光闌，所述第一透鏡和第三透鏡為球面透鏡，所述第二透鏡和第四透鏡為非球面透鏡；所述第一透鏡和第三透鏡的材質為玻璃，第二透鏡和第四透鏡的材質為塑料。本發明主要應用于監控、照相、車載系統等方面。
文檔編號G02B13/00GK101666902SQ20081019831
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者李建華, 肖明志 申請人:中山聯合光電科技有限公司