一種高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統的制作方法
【專利說明】-種高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統 【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種光學系統，更具體地說是一種高像素、低成本、大光圈、小體 積光學系統。 【【背景技術】】
[0002] 目前監控所用鏡頭普遍存在這樣的缺點：鏡頭高低溫適應性差、紅外不共焦，成 本高，光圈小，體積大等。具體來說現有變焦鏡頭因為可以調焦，所以一般沒有紅外共焦 的功能并且高低溫適應性差，當白天調清畫面后，到晚上紅外情況下就會出現畫面模糊的 情況，或者白天溫度較高，到晚上溫度低的情況下也出現畫面模糊情況，需要時時有人輔 助調焦，嚴重浪費人力資源，而且目前的高像素監控鏡頭在圖像銳利度和色彩還原性上容 易失衡，成像質量較差。目前只有少數鏡頭在犧牲其它特性的情況下改善某個特性，比如 為了實現高低溫、紅外共焦及高像素，就使用了較多數量的玻璃球面鏡片或玻璃非球面鏡 片，這樣卻又提高了成本，不能滿足消費者低成本的需求。
[0003] 為了解決上述所存在的問題，本實用新型作出有益的改進。 【【實用新型內容】】
[0004] 本實用新型目的是克服了現有技術的不足，提供一種高低溫、紅外共焦、高像素、 低成本、大光圈、小體積變焦光學系統。
[0005] 本實用新型是通過以下技術方案實現的：
[0006] -種高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：包括光闌77、感光芯 片99和二者之間的濾光片88,所述的光闌77靠近物側一側設有能相對光闌（77)前后移動 的第一透鏡群（100)，所述的光闌77與濾光片88之間設有第二透鏡群200,所述的第二透 鏡群200與濾光片88之間設有能相對第二透鏡群200前后移動的第三透鏡群300,所述的 第一透鏡群100包括從物側至像側依次設置的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透 鏡4,所述的第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的焦距均為負，所述的第四透鏡4的焦距 為正，所述的第二透鏡群200包括從物側至像側依次設置的第五透鏡5和第六透鏡6,所述 的第五透鏡5的焦距為正，所述的第六透鏡6的焦距為負，所述的第三透鏡群300包括第七 透鏡7和第八透鏡8,所述的第七透鏡7的焦距為負，所述的第八透鏡8的焦距為正，所述的 第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3和第七透鏡7均為彎月形透鏡，且第一透鏡1、第二透鏡 2、 第三透鏡3和第七透鏡7的凹面均朝向像側。
[0007] 如上所述的高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：所述的第二透 鏡2、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8為塑料非球面鏡片，所述的第一透鏡1、第三透鏡 3、 第四透鏡4和第五透鏡5為玻璃球面鏡片。
[0008] 如上所述的高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：所述的 第二透鏡2、第六透鏡6、第七透鏡7、第八透鏡8的非球面的表面形狀滿足以下方程：
在公式中，參 數C為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標（其單位和透鏡長度單位相同），k為圓錐二次曲 線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線，當k系數等于-1時，透鏡的面形曲 線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于0時，透 鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形；〇1至a s分別表示各 徑向坐標所對應的系數。
[0009] 與現有技術相比，本實用新型有如下優點：
[0010] 1、本實用新型能夠在零下30攝氏度至70攝氏度范圍內適應性好，并且實現紅外 (850納米波長光線）共焦，從而使得當白天將光學鏡頭畫面調清后可以一直保持清晰，到 晚上后不再需要重新調整光學系統的焦距，確保畫面清晰的同時節省了人力，本實用新型 光學系統焦距范圍為3mm到9mm，實現了高像素、低成本、大光圈和小體積。
[0011] 2、本實用新型主要采用塑料非球面鏡片并與價格較低的玻璃球面鏡片組合，從 而使成本大幅降低。
[0012] 3、本實用新型采用寬光譜1:1:1設計，在可見光波段有極好的圖像銳利度和色彩 還原性。 【【附圖說明】】
[0013] 圖1是本實用新型示意圖。 【【具體實施方式】】
[0014] 下面結合附圖對本實用新型作進一步描述：
[0015] -種高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，包括光闌77、感光芯片99和二者 之間的濾光片88,所述的光闌77靠近物側一側設有能相對光闌77前后移動的第一透鏡群 100,所述的光闌77與濾光片88之間設有第二透鏡群200,所述的第二透鏡群200與濾光片 88之間設有能相對第二透鏡群200前后移動的第三透鏡群300,所述的第一透鏡群100包 括從物側至像側依次設置的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4,所述的第一透 鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的焦距均為負，所述的第四透鏡4的焦距為正，所述的第二 透鏡群200包括從物側至像側依次設置的第五透鏡5和第六透鏡6,所述的第五透鏡5的 焦距為正，所述的第六透鏡6的焦距為負，所述的第三透鏡群300包括從物側至像側依次設 置的第七透鏡7和第八透鏡8,所述的第七透鏡7的焦距為負，所述的第八透鏡8的焦距為 正，所述的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3和第七透鏡7均為彎月形透鏡，且第一透鏡 1、第二透鏡2、第三透鏡3和第七透鏡7的凹面均朝向像側。
[0016] 在第八透鏡8后面設置有感光芯片99,同時在第八透鏡8和感光芯片99之間設置 濾光片88,可以濾掉設計波段外的雜光，并在設計時，考慮了濾光片10襯底材料引入的色 差，加以校正，實現最佳的成像效果。
[0017] 所述的第二透鏡2、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8為塑料非球面鏡片，所述 的第一透鏡1、第三透鏡3、第四透鏡4和第五透鏡5為玻璃球面鏡片。
[0018] 所述的第二透鏡2、第六透鏡6、第七透鏡7、第八透鏡8的非球面的表面形狀滿足 以下方程：
，在 公式中，參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標（其單位和透鏡長度單位相同），k為圓 錐二次曲線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線，當k系數等于-1時，透鏡 的面形曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于 0時，透鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形；〇1至a s分別 表示各徑向坐標所對應的系數。
[0019] 本實用新型采用塑料非球面鏡片和玻璃球面鏡片組合，使高低溫時鏡片面型互 補，從而使高低溫時像質保持不變，而且使得鏡頭在對白光成像清楚的前提下同時滿足紅 外光線的成像清晰，本實用新型設計時重點提升中心分辨率的同時，充分重視周邊視場的 像差校正，保證整個畫面畫質均勻，并且采用寬光譜1:1:1設計，從而保證了高質的圖像 銳利度和色彩還原性。
[0020] 本實施案例中，相對應的各元件的取值如下表：
[0023] 上表中，曲率半徑是指每個表面的曲率半徑，間距是指兩相鄰表面間的距離，舉例 來說，表面S1的間距，即表面S1與表面S2之間的距離，表面S2的間距，即表面S2與表面 S3之間的距離。有效直徑是指每個表面的直徑。
【主權項】
1. 一種高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：包括光闌（77)、感光芯 片（99)和二者之間的濾光片（88)，所述的光闌（77)靠近物側一側設有能相對光闌（77)前 后移動的第一透鏡群（100)，所述的光闌（77)與濾光片（88)之間設有第二透鏡群（200)， 所述的第二透鏡群（200)與濾光片（88)之間設有能相對第二透鏡群（200)前后移動的第 三透鏡群（300)，所述的第一透鏡群（100)包括從物側至像側依次設置的第一透鏡（1)、第 二透鏡（2)、第三透鏡（3)、第四透鏡（4)，所述的第一透鏡（1)、第二透鏡（2)和第三透鏡 (3)的焦距均為負，所述的第四透鏡（4)的焦距為正，所述的第二透鏡群（200)包括從物側 至像側依次設置的第五透鏡（5)和第六透鏡（6)，所述的第五透鏡（5)的焦距為正，所述的 第六透鏡（6)的焦距為負，所述的第三透鏡群（300)包括第七透鏡（7)和第八透鏡（8)，所 述的第七透鏡（7)的焦距為負，所述的第八透鏡（8)的焦距為正，所述的第一透鏡（1)、第二 透鏡（2)、第三透鏡（3)和第七透鏡（7)均為彎月形透鏡，且第一透鏡（1)、第二透鏡（2)、第 三透鏡（3)和第七透鏡（7)的凹面均朝向像側。2. 根據權利要求1所述的高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：所述 的第二透鏡（2)、第六透鏡（6)、第七透鏡（7)和第八透鏡（8)為塑料非球面鏡片，所述的第 一透鏡（1)、第三透鏡（3)、第四透鏡（4)和第五透鏡（5)為玻璃球面鏡片。3. 根據權利要求2所述的高像素、低成本、大光圈、小體積光學系統，其特征在于：所述 的第二透鏡（2)、第六透鏡（6)、第七透鏡（7)、第八透鏡（8)的非球面的表面形狀滿足以下 方程：在公式 中，參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標，其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次 曲線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線，當k系數等于-1時，透鏡的面形 曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于0時， 透鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形； 〇1至α 8分別表示 各徑向坐標所對應的系數。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光學系統，包括光闌、感光芯片和濾光片，光闌靠近物側一側設有能相對其移動的第一透鏡群，光闌與濾光片之間設有第二透鏡群，第二透鏡群與濾光片之間設有能相對第二透鏡群移動的第三透鏡群，第一透鏡群包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡，第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的焦距均為負，第四透鏡的焦距為正，第二透鏡群包括第五透鏡和第六透鏡，第五透鏡的焦距為正，第六透鏡的焦距為負，第三透鏡群包括第七透鏡和第八透鏡，第七透鏡的焦距為負，第八透鏡的焦距為正，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第七透鏡均為凹面朝向像側的彎月形透鏡。本實用新型高低溫、紅外共焦，像素高、成本低、光圈大、體積小。
【IPC分類】G02B13/00, G02B13/18, G02B13/14
【公開號】CN205049805
【申請號】CN201520732470
【發明人】劉勇輝, 李建華, 王曉, 王玉榮, 全麗偉, 潘華, 彭同山, 王世勇, 賈麗娜, 龔俊強
【申請人】中山聯合光電科技股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月21日