CN106125257B - 低畸变光学系统及其应用的镜头 - Google Patents

低畸变光学系统及其应用的镜头 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种低畸变光学系统，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、以及第六透镜；第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第三透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第四透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第五透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为平面，其光焦度为负。另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。本发明实施例，应用于汽车智能辅助驾驶系统如轨道偏移系统等设备上，其主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合，具有低畸变、高像素等良好光学性能。

Description

低畸变光学系统及其应用的镜头
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的镜头，尤其是一种应用于汽车智能辅助驾驶系统如轨道偏移系统等设备上的低畸变光学系统及其应用的镜头。
背景技术：
现有光学系统或镜头，尤其是应用于汽车智能辅助驾驶系统如轨道偏移系统等设备上的光学系统或镜头，存在结构复杂的缺陷。
发明内容：
为克服现有光学系统或镜头镜片枚数多、结构复杂的问题，本发明实施例一方面提供了一种低畸变光学系统。
低畸变光学系统，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、以及第六透镜；
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，像面侧为凸面，其光焦度为正；
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，像面侧为平面，其光焦度为负。
本发明可通过如下方案进行改进：
第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：0.08<f/f56<0.15，f为整个系统的焦距。
第一透镜的焦距f1满足如下条件：-0.88<f/f1<-0.7，其中，f为整个系统的焦距。
第二透镜的焦距f2满足如下条件：1<f/f2<1.5，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2＞1.88，Vd2＜42。
第三透镜的焦距f3满足如下条件：-1.6<f/f3<-1.1，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3＜1.7,Vd3＞32。
第四透镜的焦距f4满足如下条件：1.10<f/f4<1.32，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：Nd4＞1.80,Vd4＜48。
第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5＞1.80,Vd5＜48；第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：Nd6＞1.84,Vd6＜25。
光学系统的光阑位于第三透镜与第四透镜之间，靠近第四透镜侧。
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低畸变光学系统。
本发明实施例，应用于汽车智能辅助驾驶系统如轨道偏移系统等设备上，其主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合，具有低畸变、高像素等良好光学性能。
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的场曲、畸变曲线图；
图3为本发明的光学系统或镜头的色差图；
图4为本发明的光学系统或镜头的MTF曲线图；
图5为本发明的光学系统或镜头的相对照度图。
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，低畸变光学系统，沿光轴从物面到像面8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、以及第六透镜6。
所述第一透镜1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2的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
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，像面侧为平面，其光焦度为负。
本发明实施例，应用于汽车智能辅助驾驶系统如轨道偏移系统等设备上，其主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，体积小；采用不同透镜相互组合，具有低畸变、高像素等良好光学性能，像素可达1080P。
进一步地，第五透镜5和第六透镜6相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：0.08<f/f56<0.15，f为整个系统的焦距。结构简单紧凑，体积小，可保证良好的光学性能。
再进一步地，第一透镜1的焦距f1满足如下条件：-0.88<f/f1<-0.7，其中，f为整个系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，第二透镜2采用重镧火石玻璃制成，其焦距f2满足如下条件：1<f/f2<1.5，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2＞1.88，Vd2＜42。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，第三透镜3采用重火石玻璃制成，其焦距f3满足如下条件：-1.6<f/f3<-1.1，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3＜1.7,Vd3＞32。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，第四透镜4采用重镧火石玻璃制成，其焦距f4满足如下条件：1.10<f/f4<1.32，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：Nd4＞1.80,Vd4＜48。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5＞1.80,Vd5＜48；第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：Nd6＞1.84,Vd6＜25。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，光学系统的光阑7位于第三透镜3与第四透镜4之间，靠近第四透镜4侧。结构简单，用来调节光束的强度。
再进一步地，本光学系统的各透镜还满足如下条件：-2.62<fⅠ/fⅡ<-1.93，其中，fⅠ为第一透镜至第三透镜的组合焦距，fⅡ为第四透镜至第六透镜的组合焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，第一透镜1至第六透镜6均为玻璃透镜，可保证良好的光学性能。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为6.0mm，光阑指数FNo.为2.0，对角方向视场角2ω＝64°，光学总长TTL＝15.2mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
表面 曲率半径R(mm) 间隔D(mm) 折射率Nd 色散值Vd
S1 5.900 0.50 1.804 46.6
S2 2.815 1.35
S3 4.833 1.63 1.883 40.8
S4 -23.735 0.37
S5 -10.200 0.88 1.647 33.8
S6 4.440 0.95
STO 无限大 0.05
S8 24.680 1.33 1.804 46.6
S9 -4.554 0.08
S10 23.380 1.57 1.804 46.6
S11 -4.850 0.49 1.847 23.8
S12 128.000 0.50
S13 无限大 0.70 1.51680 64.20
上表中，沿光轴从物面到像面8，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；STO是光阑7所在位置；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S12、S13对应为第六透镜6的两个表面。
从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统具有低畸变、高像素等良好光学性能。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的低畸变光学系统。
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 (9)

1.低畸变光学系统，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、以及第六透镜；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，像面侧为凸面，其光焦度为正；
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，像面侧为平面，其光焦度为负；
第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：0.08<f/f56<0.15，f为整个系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，第一透镜的焦距f1满足如下条件：-0.88<f/f1<-0.7，其中，f为整个系统的焦距。
3.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，第二透镜的焦距f2满足如下条件：1<f/f2<1.5，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：Nd2＞1.88，Vd2＜42。
4.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，第三透镜的焦距f3满足如下条件：-1.6<f/f3<-1.1，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：Nd3＜1.7,Vd3＞32。
5.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，第四透镜的焦距f4满足如下条件：1.10<f/f4<1.32，f为整个系统的焦距，其材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：Nd4＞1.80,Vd4＜48。
6.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：Nd5＞1.80,Vd5＜48；第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：Nd6＞1.84,Vd6＜25。
7.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，光学系统的光阑位于第三透镜与第四透镜之间，靠近第四透镜侧。
8.根据权利要求1所述的低畸变光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-0.88<f/f1<-0.7；
(2)1<f/f2<1.5；
(3)-1.6<f/f3<-1.1；
(4)1.10<f/f4<1.32；
(5)0.08<f/f56<0.15；
(6)-2.62<fⅠ/fⅡ<-1.93；
其中，f为整个光学系统的焦距，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，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距，fⅠ为第一透镜至第三透镜的组合焦距，fⅡ为第四透镜至第六透镜的组合焦距。
9.一种镜头，其特征在于，镜头内安装有权利要求1-8任一项所述的低畸变光学系统。
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