CN105204139A - 一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜的光焦度为负，所述第三透镜、第四透镜、第七透镜和第八透镜的光焦度为正。本发明模型由双高斯结构优化演变而来，经过光焦度的合理分配，像素上可达3百万以上，像面满足1/2”。

Description

一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统

技术领域

本申请涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种高分辨率大视场角大光圈日夜共焦智能家居光学系统。配合现代高速发展的物联网技术以及云计算技术，可广泛运用于智能家居、智慧城市等领域。

背景技术

目前的应用于智能家居安防系统中的智能摄像光学系统或镜头，为降低成本，均无法做到大视场，大通光，高像素，日夜共焦的特性，而智能家居既要求广角视场以保证大厅等宽广场所需求，同时又要求在暗光条件下能拍摄清晰，并且一特定情况下需要用红外光扫描捕捉是否有物体经过，因此现有光学系统均无法满足以上要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜的光焦度为负，所述第三透镜、第四透镜、第七透镜和第八透镜的光焦度为正。

优选的，在上述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统中，所述第四透镜为双凸型透镜，所述第五透镜为双凹型透镜，所述第四透镜和第五透镜胶合成第一胶合件透镜。

优选的，在上述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统中，所述第六透镜为弯月型透镜，所述第七透镜为双凸型透镜，所述第六透镜和第七透镜胶合成第二胶合件透镜。

优选的，在上述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统中，所述第一透镜与第二透镜的间隔为7.18mm，所述第二透镜和第三透镜的间隔为0.88mm，所述第三透镜与光阑的间隔为1.08mm，所述光阑与第一胶合件透镜的间隔为1.52mm，所述第一胶合件透镜与第二胶合件透镜的间隔为0.32mm，所述第二胶合件透镜与第八透镜的间隔为0.1mm。

优选的，在上述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D分别满足：

	曲率半径R1	曲率半径R2	光学折射率N	阿贝系数Vd	透镜厚度D
						第一透镜	30<R1<40	5<R2<8	1.6<N<1.8	50<Vd<60	1<D<2
第二透镜	-20<R1<-10	7<R2<10	1.4<N<1.6	60<Vd<70	4<D<5
						第三透镜	10<R1<20	-20<R2<-10	1.8<N<1.9	30<Vd<50	3<D<4
第四透镜	5<R1<10	-10<R2<-5	1.5<N<1.7	30<Vd<50	2<D<4
						第五透镜	-10<R1<-5	5<R2<10	1.6<N<1.8	40<Vd<60	0.5<D<1
第六透镜	20<R1<30	5<R2<8	1.7<N<1.9	20<Vd<30	0.55<D<1
						第七透镜	5<R1<8	-20<R2<-10	1.5<N<1.7	50<Vd<70	2<D<3
第八透镜	8<R1<15	R2为平面	1.6<N<1.8	20<Vd<40	2<D<4

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明光学系统采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。系统由8片镜片组成，正负光焦度组合提高分辨率，光阑面位于前端更利于光通量的增大。设计上系统采用420～900nm波长，保证日夜共焦效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统的原理示意图；

图2所示为本发明具体实施例中高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统的畸变曲线示意图；

图3所示为本发明具体实施例中高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统的光学传递函数曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1所示，高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑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、以及像面10，第一透镜1、第二透镜2、第五透镜6、第六透镜7的光焦度为负，第三透镜3、第四透镜5、第七透镜和8第八透镜9的光焦度为正。光阑4用来控制系统的通光量大小。

进一步地，第四透镜5为双凸型透镜，第五透镜6为双凹型透镜，通过现代光学透镜胶合工艺，第四透镜5和第五透镜6胶合成第一胶合件透镜。第六透镜7为弯月型透镜，第七透镜8为双凸型透镜，通过现代光学透镜胶合工艺，第六透镜7和第七透镜8胶合成第二胶合件透镜。

进一步地，第一透镜1与第二透镜2的间隔为7.18mm，第二透镜2和第三透镜3的间隔为0.88mm，第三透镜3与光阑4的间隔为1.08mm，光阑4与第一胶合件透镜的间隔为1.52mm，第一胶合件透镜与第二胶合件透镜的间隔为0.32mm，第二胶合件透镜与第八透镜9的间隔为0.1mm。

进一步地，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7、第七透镜8和第八透镜9的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D分别满足：

	曲率半径R1	曲率半径R2	光学折射率N	阿贝系数Vd	透镜厚度D
						第一透镜	30<R1<40	5<R2<8	1.6<N<1.8	50<Vd<60	1<D<2
第二透镜	-20<R1<-10	7<R2<10	1.4<N<1.6	60<Vd<70	4<D<5
						第三透镜	10<R1<20	-20<R2<-10	1.8<N<1.9	30<Vd<50	3<D<4
第四透镜	5<R1<10	-10<R2<-5	1.5<N<1.7	30<Vd<50	2<D<4
						第五透镜	-10<R1<-5	5<R2<10	1.6<N<1.8	40<Vd<60	0.5<D<1
第六透镜	20<R1<30	5<R2<8	1.7<N<1.9	20<Vd<30	0.55<D<1
						第七透镜	5<R1<8	-20<R2<-10	1.5<N<1.7	50<Vd<70	2<D<3
第八透镜	8<R1<15	R2为平面	1.6<N<1.8	20<Vd<40	2<D<4

图2所示为利用上述实施例中光学系统的畸变曲线示意图。

图3所示为利用上述实施例中光学系统的光学传递函数曲线示意图。

综上所述，本发明模型由双高斯结构优化演变而来，经过光焦度的合理分配，像素上可达3百万以上，像面满足1/2”。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，其特征在于，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜的光焦度为负，所述第三透镜、第四透镜、第七透镜和第八透镜的光焦度为正。

2.根据权利要求1所述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，其特征在于：所述第四透镜为双凸型透镜，所述第五透镜为双凹型透镜，所述第四透镜和第五透镜胶合成第一胶合件透镜。

3.根据权利要求2所述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，其特征在于：所述第六透镜为弯月型透镜，所述第七透镜为双凸型透镜，所述第六透镜和第七透镜胶合成第二胶合件透镜。

4.根据权利要求3所述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜的间隔为7.18mm，所述第二透镜和第三透镜的间隔为0.88mm，所述第三透镜与光阑的间隔为1.08mm，所述光阑与第一胶合件透镜的间隔为1.52mm，所述第一胶合件透镜与第二胶合件透镜的间隔为0.32mm，所述第二胶合件透镜与第八透镜的间隔为0.1mm。

5.根据权利要求1所述的高分辨率大光圈大视场角智能家居光学系统，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D分别满足：

曲率半径R₁ 曲率半径R₂ 光学折射率N 阿贝系数V_d 透镜厚度D 第一透镜 30<R₁<40 5<R₂<8 1.6<N<1.8 50<V_d<60 1<D<2 第二透镜 -20<R₁<-10 7<R₂<10 1.4<N<1.6 60<V_d<70 4<D<5 第三透镜 10<R₁<20 -20<R₂<-10 1.8<N<1.9 30<V_d<50 3<D<4 第四透镜 5<R₁<10 -10<R₂<-5 1.5<N<1.7 30<V_d<50 2<D<4 第五透镜 -10<R₁<-5 5<R₂<10 1.6<N<1.8 40<V_d<60 0.5<D<1 第六透镜 20<R₁<30 5<R₂<8 1.7<N<1.9 20<V_d<30 0.55<D<1 第七透镜 5<R₁<8 -20<R₂<-10 1.5<N<1.7 50<V_d<70 2<D<3 第八透镜 8<R₁<15 R₂为平面 1.6<N<1.8 20<V_d<40 2<D<4