CN105676428A - 一种超广角光学系统及其应用的镜头 - Google Patents
一种超广角光学系统及其应用的镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种超广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：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、以及第九透镜；所述第一透镜的光焦度为负；所述第二透镜的光焦度为负；所述第三透镜的光焦度为负；所述第四透镜的光焦度为正；所述第五透镜的光焦度为正；所述第六透镜的光焦度为负；所述第七透镜的光焦度为正；所述第八透镜的负；所述第九透镜的光焦度为正。另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。本发明实施例，光学系统或镜头总共由9枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合及其合理分配光焦度实现了大孔径、大视角、高像素等良好性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的镜头，尤其是一种超广角光学系统及其应用的镜头。
背景技术：
现有光学系统或镜头，尤其是超广角光学系统或镜头，存在透镜枚数多，结构复杂的缺陷。
发明内容：
为克服现有光学系统或镜头存在透镜枚数多，结构复杂的问题，本发明实施例一方面提供了一种超广角光学系统。
一种超广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：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、以及第九透镜；
所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第七透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第九透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的超广角光学系统。
本发明实施例，光学系统或镜头总共由9枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合及其合理分配光焦度实现了大孔径、大视角、高像素等良好性能。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明的光学系统或镜头的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或镜头在25℃下的畸变曲线图；
图3为本发明的光学系统或镜头在25℃下的MTF曲线图；
图4为本发明的光学系统或镜头在25℃下的相对照度图；
图5为本发明的光学系统或镜头在-30℃下的MTF曲线图；
图6为本发明的光学系统或镜头在80℃下的MTF曲线图。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种超广角光学系统，沿光轴从物面到像面11依次至少包括：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、以及第九透镜9。
所述第一透镜1呈弯月形，其物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜2呈弯月形，其物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜6的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第七透镜7的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜8的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第九透镜9的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
本发明实施例，光学系统或镜头总共由9枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单；采用不同透镜相互组合及其合理分配光焦度实现了大孔径、大视角、高像素等良好性能。
进一步地，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-25<f1<-5；
(2)-20<f2<-5；
(3)-20<f3<-3；
(4)5<f4<20；
(5)2<f5<15；
(6)-25<f6<-5；
(7)2<f7<15；
(8)-15<f8<-1.5；
(9)2<f9<15；
其中，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距，f9为第九透镜9的焦距，通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，使光学系统具有大孔径、大视角、高像素等良好光学性能。
再进一步地，所述第五透镜5和第六透镜6胶合形成组合透镜，其组合焦距f56满足：2<f56<20。结构简单紧凑，可保证良好的光学性能。
又进一步地，所述第七透镜7和第八透镜8胶合形成组合透镜，其组合焦距f78满足：-20<f78<-2。结构简单紧凑，可保证良好的光学性能。
更进一步地，光学系统的光阑位于第四透镜4与第五透镜5之间，靠近第五透镜5的物面侧。结构简单，用来调节光束的强度。
又进一步地，所述第九透镜9与像面11之间设有滤光片10。所述滤光片10可过滤环境中的红外光，以避免图像产生红曝现象。
再进一步地，所述第一透镜至第九透镜均为玻璃球面透镜。可以有效地消除温度变化对光学系统或镜头的影响，提高光学系统或镜头的环境适应性，同时降低光学系统或镜头中透镜的加工难度和生产成本。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为1.28mm，光阑指数FNo.为2.0，视场角2ω＝200°。更具体地，本实施例中，所述第一透镜至第九透镜的焦距分别为f1＝-15.199mm，f2＝-7.818mm，f3＝-6.029mm，f4＝9.219mm，f5＝4.230mm，f6＝-9.587mm，f7＝4.798mm，f8＝-2.366mm，f9＝4.618mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
上表中，沿光轴从物面到像面11，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S7、S8对应为第四透镜4的两个表面；STO是光阑所在位置；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S11、S12对应为第六透镜6的两个表面；S13、S14对应为第七透镜7的两个表面；S14、S15对应为第八透镜8的两个表面；S16、S17对应为第九透镜9的两个表面；S18、S19对应为滤光片10的两个表面；S20对应为像面。
从图2至图6中可以看出，本实施例中的光学系统具有高分辨率和非常好的消热差性能。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的超广角光学系统。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种超广角光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：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、以及第九透镜；其特征在于，
所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
所述第七透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
所述第八透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
所述第九透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
2.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-25<f1<-5；
(2)-20<f2<-5；
(3)-20<f3<-3；
(4)5<f4<20；
(5)2<f5<15；
(6)-25<f6<-5；
(7)2<f7<15；
(8)-15<f8<-1.5；
(9)2<f9<15；
其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距，f9为第九透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，所述第五透镜和第六透镜胶合形成组合透镜，其组合焦距f56满足：2<f56<20。
4.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，所述第七透镜和第八透镜胶合形成组合透镜，其组合焦距f78满足：-20<f78<-2。
5.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，光学系统的光阑位于第四透镜与第五透镜之间，靠近第五透镜的物面侧。
6.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，所述第九透镜与像面之间设有滤光片。
7.根据权利要求1所述的超广角光学系统，其特征在于，所述第一透镜至第九透镜均为玻璃球面透镜。
8.一种镜头，其特征在于，镜头内安装有权利要求1-7任一项所述的超广角光学系统。
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