CN105866927A - 一种光学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了光学成像系统,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、第七透镜和第八透镜,第一透镜和第八透镜是负焦距的偶次非球面透镜,第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜是正焦距球面透镜,第三透镜是负焦距球面透镜,第一透镜朝物侧的面为凸面、朝像侧的面为凹面,第八透镜朝物侧的面为凹面、朝像侧的面为凸面,第二透镜朝物侧的面为凸面、朝像侧的面为凹面;第三透镜表面均为凹面;第四透镜表面均为凸面并与第三透镜胶合;第五透镜和第七透镜的表面均为凸面;第六透镜的表面均为凹面并与第五透镜和第七透镜胶合。本发明大视场角、高像质、大孔径。

Description

一种光学成像系统
【技术领域】
本发明涉及一种光学成像系统。
【背景技术】
目前航拍摄像镜头被广泛应用在各行各业,但是现有的无人机航拍镜头存在一些弊端,如大多镜头的视场角比较小、像素不够高,畸变也相应较大,拍摄图片不能真实有效地呈现现实情景。
因此,本发明正是基于上述现有技术存在的缺点而提出的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足,提供一种光学成像系统,该光学成像系统实现了大视场角、高像质、大孔径等优点,可以满足无人机航摄等领域的大视场且小畸变的成像要求。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种光学成像系统,其特征在于:从物侧至像侧依次设有:
第一透镜1,所述的第一透镜1为负焦距的非球面透镜,并且第一透镜1朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面,而且第一透镜1的两侧表面均为偶次非球面;
第二透镜2,所述的第二透镜2为正焦距的球面透镜,并且第二透镜1朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面;
第三透镜3,所述的第三透镜3为负焦距的球面透镜,并且第三透镜3的两侧表面均为凹面;
第四透镜4,所述的第四透镜4为正焦距的球面透镜,所述的第四透镜4的两侧表面均为凸面,并且第四透镜4与第三透镜3胶合在一起形成透镜组;
光阑10;
第五透镜5,所述的第五透镜5为正焦距的球面透镜,所述的第五透镜5的两侧表面均为凸面;
第六透镜6,所述的第六透镜6为正焦距的球面透镜,所述的第六透镜6的两侧表面均为凹面;
第七透镜7,所述的第七透镜7为正焦距的球面透镜,所述的第七透镜7的两侧表面均为凸面,并且第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7胶合在一起形成透镜组;
第八透镜8,所述的第八透镜8为负焦距的非球面透镜,并且第八透镜8朝向物侧的表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面,而且第八透镜8的两侧表面均为偶次非球面;
感光片11。
如上所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:f1/f≥-1.6,3.5≤f2/f≤4,(f3+f4)/f≥29.6,1≤(f5+f6+f7)/f≤1.2,f8/f≥-3.4;其中,f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8是第一透镜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和第八透镜8的焦距,f是光学成像系统的整体焦距。
如上所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:vdlens1≥52,vdlens3≥52,vdlens4≥52,vdlens7≥52,vdlens2≤41,vdlens5≤41,vdlens6≤41,vdlens8≤41;其中,vdlens1、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7和vdlens8是第一透镜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和第八透镜8的色散系数。
如上所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24,1<A1/A4<1.36,0.63<T1/T8<0.8,0.5<(A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中,BFL是光学成像系统的光学后焦,TL是第一透镜1与感光片11之间的距离,A1是第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔,A2是第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔,A3是第四透镜4与第五透镜5之间的空气间隔,A4是第七透镜7与第八透镜8之间的空气间隔,T1和T8分别是第一透镜1和第八透镜8的镜片中心厚度。
如上所述的光学成像系统,其特征在于:所述的第八透镜8与感光片11之间设有滤光片9。
如上所述的光学成像系统,其特征在于:所述第二透镜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为玻璃球面透镜,所述第一透镜1和第八透镜8为玻璃非球面透镜,且非球面表面形状满足方程: 在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。
与现有技术相比,本发明有如下优点:
1、本发明的第三透镜和第四透镜组成一个胶合透镜组,而且第五透镜、第六透镜和第七透镜也组成一个胶合透镜组,这样的结构可以有效解决系统色差问题,而且能够降低光学系统的公差敏感性,提高像质。
2、本发明的第一透镜和第八透镜均采用非球面透镜,这样的结构使得镜头具有较大视场角的同时也能有效解决光学系统的大畸变问题。
3、本发明实现了高画幅,小畸变摄像,而且像面均匀、亮度高、孔径大(光圈数达到F2.4)。
4、本发明采用了玻璃球面透镜与玻璃非球面透镜相组合的结构,因此光学系统的几何传递函数得到很大提高,可以使该产品的锐利度、透过率和色彩还原性均得到显著提升。
【附图说明】
图1是本发明示意图;
图2是本发明的光路示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述:
一种光学成像系统,从物侧至像侧依次设有:
第一透镜1,所述的第一透镜1为负焦距的非球面透镜,并且第一透镜1朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面,而且第一透镜1的两侧表面均为偶次非球面;
第二透镜2,所述的第二透镜2为正焦距的球面透镜,并且第二透镜1朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面;
第三透镜3,所述的第三透镜3为负焦距的球面透镜,并且第三透镜3的两侧表面均为凹面;
第四透镜4,所述的第四透镜4为正焦距的球面透镜,所述的第四透镜4的两侧表面均为凸面,并且第四透镜4与第三透镜3胶合在一起形成透镜组;
光阑10;
第五透镜5,所述的第五透镜5为正焦距的球面透镜,所述的第五透镜5的两侧表面均为凸面;
第六透镜6,所述的第六透镜6为正焦距的球面透镜,所述的第六透镜6的两侧表面均为凹面;
第七透镜7,所述的第七透镜7为正焦距的球面透镜,所述的第七透镜7的两侧表面均为凸面,并且第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7胶合在一起形成透镜组;
第八透镜8,所述的第八透镜8为负焦距的非球面透镜,并且第八透镜8朝向物侧的表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面,而且第八透镜8的两侧表面均为偶次非球面;
感光片11。
第三透镜3和第四透镜4组成一个胶合透镜组,而且第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7也组成一个胶合透镜组,这样的结构可以有效解决系统色差问题,而且能够降低光学系统的公差敏感性,提高像质。该光学成像系统实现了大视场角、小畸变、高像质和大孔径成像,可以用于无人机航拍等领域。
所述的光学成像系统满足如下表达式:f1/f≥-1.6,3.5≤f2/f≤4,(f3+f4)/f≥29.6,1≤(f5+f6+f7)/f≤1.2,f8/f≥-3.4;其中,f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8是第一透镜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和第八透镜8的焦距,f是光学成像系统的整体焦距。光学成像系统满足上述表达式可以解决本发明结构的光焦度分配问题,从而降低结构性公差敏感性,提高光学成像系统的性能。
所述的光学成像系统满足如下表达式:vdlens1≥52,vdlens3≥52,vdlens4≥52,vdlens7≥52,vdlens2≤41,vdlens5≤41,vdlens6≤41,vdlens8≤41;其中,vdlens1、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7和vdlens8是第一透镜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和第八透镜8的色散系数。光学成像系统满足上述表达式可以解决系统轴向色差过大问题,从而实现中心高分辨率。
所述的光学成像系统满足如下表达式:0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24,1<A1/A4<1.36,0.63<T1/T8<0.8,0.5<(A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中,BFL是光学成像系统的光学后焦(光学系统最后一个面与成像面的水平距离),TL是第一透镜1与感光片11之间的距离,A1是第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔,A2是第二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔,A3是第四透镜4与第五透镜5之间的空气间隔,A4是第七透镜7与第八透镜8之间的空气间隔,T1和T8分别是第一透镜1和第八透镜8的镜片中心厚度。光学成像系统满足上述表达式可以使光学系统有较大的光学后焦(BFL)的同时,也可以有效的压缩光学系统总长,缩小体积,并确保加工可行性。
所述的第八透镜8与感光片11之间设有滤光片9。光线是从滤光片9进入像面,考虑到镜头成像时会使用CMOS等感光片,滤光片9对感光片11有一定的保护作用,同时也过滤一部分光线以减少杂光和光斑等,使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。
所述第二透镜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为玻璃球面透镜,所述第一透镜1和第八透镜8为玻璃非球面透镜,且非球面表面形状满足方程: 在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。

Claims (6)

1.一种光学成像系统,其特征在于:从物侧至像侧依次设有:
第一透镜(1),所述的第一透镜(1)为负焦距的非球面透镜,并且第一透镜(1)朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面,而且第一透镜(1)的两侧表面均为偶次非球面;
第二透镜(2),所述的第二透镜(2)为正焦距的球面透镜,并且第二透镜(1)朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面;
第三透镜(3),所述的第三透镜(3)为负焦距的球面透镜,并且第三透镜(3)的两侧表面均为凹面;
第四透镜(4),所述的第四透镜(4)为正焦距的球面透镜,所述的第四透镜(4)的两侧表面均为凸面,并且第四透镜(4)与第三透镜(3)胶合在一起形成透镜组;
光阑(10);
第五透镜(5),所述的第五透镜(5)为正焦距的球面透镜,所述的第五透镜(5)的两侧表面均为凸面;
第六透镜(6),所述的第六透镜(6)为正焦距的球面透镜,所述的第六透镜(6)的两侧表面均为凹面;
第七透镜(7),所述的第七透镜(7)为正焦距的球面透镜,所述的第七透镜(7)的两侧表面均为凸面,并且第五透镜(5)、第六透镜(6)和第七透镜(7)胶合在一起形成透镜组;
第八透镜(8),所述的第八透镜(8)为负焦距的非球面透镜,并且第八透镜(8)朝向物侧的表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面,而且第八透镜(8)的两侧表面均为偶次非球面;
感光片(11)。
2.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:f1/f≥-1.6,3.5≤f2/f≤4,(f3+f4)/f≥29.6,1≤(f5+f6+f7)/f≤1.2,f8/f≥-3.4;其中,f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8是第一透镜(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)和第八透镜(8)的焦距,f是光学成像系统的整体焦距。
3.根据权利要求1或2所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:vdlens1≥52,vdlens3≥52,vdlens4≥52,vdlens7≥52,vdlens2≤41,vdlens5≤41,vdlens6≤41,vdlens8≤41;其中,vdlens1、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7和vdlens8是第一透镜(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)和第八透镜(8)的色散系数。
4.根据权利要求2所述的光学成像系统,其特征在于:所述的光学成像系统满足如下表达式:0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24,1<A1/A4<1.36,0.63<T1/T8<0.8,0.5<(A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中,BFL是光学成像系统的光学后焦,TL是第一透镜(1)与感光片(11)之间的距离,A1是第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔,A2是第二透镜(2)与第三透镜(3)之间的空气间隔,A3是第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的空气间隔,A4是第七透镜(7)与第八透镜(8)之间的空气间隔,T1和T8分别是第一透镜(1)和第八透镜(8)的镜片中心厚度。
5.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于:所述的第八透镜(8)与感光片(11)之间设有滤光片(9)。
6.根据权利要求1所述的光学成像系统,其特征在于:所述第二透镜(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)为玻璃球面透镜,所述第一透镜(1)和第八透镜(8)为玻璃非球面透镜,且非球面表面形状满足方程: 在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。
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