CN106199923A - 广角光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种广角光学系统，包括从物面到像面依次设置的：焦距为负且为非球面的第一镜片；第一光阑；焦距为正且为球面的第二镜片；第二光阑；焦距为正且为非球面的第三镜片；焦距为负且为非球面的第四镜片,以及感光芯片。本发明的广角光学系统使镜头能够高低温、红外共焦,并提高像素,减少杂光,降低成本。

Description

广角光学系统
【技术领域】
本申请涉及光学系统，尤其是一种高低温、红外(850nm光波)共焦,高像素,无杂光,低成本广角光学系统。
【背景技术】
目前监控镜头所用镜头普遍存在这样的缺点:镜头高低温、红外(850nm光波)不共焦；像素低；杂光严重；成本高等.现在只有少数镜头，在牺牲其它方面的情况下改善某个方面,比如为了实现高低温共焦及高像素,使用了更多镜片,导致成本高、杂光和鬼影严重情况,不能满足消费者高像质,高通透性,低成本的要求。
【发明内容】
为了使镜头能够高低温、红外(850nm光波)共焦,并提高像素,减少杂光,降低成本,本发明作出以下有益的改进。
本申请由以下技术方案实现的：
广角光学系统，包括从物面到像面依次设置的：
焦距为负且为非球面的第一镜片；
第一光阑；
焦距为正且为球面的第二镜片；
第二光阑；
焦距为正且为非球面的第三镜片；
焦距为负且为非球面的第四镜片,以及感光芯片。
如上所述的广角光学系统，所述第一镜片或第二镜片或第三镜片或第四镜片由镜框承靠,第一光阑或第二光阑位设有挡光的遮光片。
如上所述的广角光学系统，所使用的非球面镜片面型满足以下方程式: z为非球面沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高sag，r表示镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8为高次非球面系数。
如上所述的广角光学系统，所述第四镜片,以及感光芯片之间还设有滤光片。
如上所述的广角光学系统，所述第一镜片,第三镜片和第四镜片为塑料镜片。
如上所述的广角光学系统，所述感光芯片型号为“1/2.7”,其对角线高度为6.6mm，像素尺寸为2.8μm×2.8μm。
与现有技术相比，本申请有如下优点：
1.现有广角镜头普遍采用多枚球面玻璃镜片,出现成本高,杂光和鬼影严重.本发明主要采用了价格便宜的塑料非球面镜片加上少量的价格较低的玻璃球面镜片,降低生产成本，同时设计时通过对光线路径的调整及镜片透光面斜面的调整，使得杂光和鬼影的消除,从而使镜头通透性大幅提高,杂光和鬼影完全消除；
2.现有广角高像素镜头,虽然设计上能实现高像素解像要求,但公差要求严格,导致镜头良率低,间接增加了镜头成本,本发明设计上放宽了各种公差要求,直接提升了良率,降低了成本；
3.现有高像素监控镜头在高低温上不能实现共焦,产生白光常温(20°)下对好焦后,高(70°)低(-30°)温环境下出现严重焦点不重合,像面模糊的情况.本发明的镜片排布及设计可很好的解决了高低温焦点不重合问题,采用不同的塑料材料对应的膨胀系数不同,再设计出不同的面型,使高低温时面型变化对镜头像质产生互补,从而使高低温时像质保持不变，实现像质在不同环境的一致性。
4、本发明合理的材料搭配,依据镜片的正负焦距,分配折射率Nd和阿贝数Vd值,根据不同的折射率和阿贝数选择对应镜片材质，这种方式可使得镜头像素很高。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请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。
图1是本申请实施例的示意图；
【具体实施方式】
如图1所示的广角光学系统,本镜头由3枚塑料非球面镜片加1枚玻璃球面镜片构成。
高低温共焦主要通过以下方法实现:采用不同的塑料材料对应的膨胀系数不同,再设计出不同的面型,使高低温时面型变化对镜头像质产生互补,从而使高低温时像质保持不变。
其高通透性主要通过以下方法实现:采用少量的塑料和玻璃镜片,合理搭配不同的镜片材质；在保证镜头像质前提下,使用尽量少的镜片从而提高整体透过率.
高像素主要通过以下途径实现:1.合理的材料搭配,依据镜片的正负焦距,分配折射率Nd和阿贝数Vd值,根据不同的折射率和阿贝数选择对应镜片材质；2.设计时充分考虑整个画面像质均匀,实现整个画面的均一；3.采用芯片匹配的光谱设计,从而保证了画面的像质,色彩和设计的一致.
无杂光,鬼影主要通过以下途径实现:设计时充分考虑镜片间反射的杂光和鬼影情况,消除杂光和鬼影的路径,实现无路径,无杂光,无鬼影.
下面本发明的实际设计案例：
各个面的非球面系数：
其中公式 中的c对应半径R的倒数即：1/R，Z为非球面沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高sag，r表示镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8为高次非球面系数，a1在本设计例中为0。

Claims (6)

1.广角光学系统，其特征在于：包括从物面到像面依次设置的：
焦距为负且为非球面的第一镜片(1)；
第一光阑(2)；
焦距为正且为球面的第二镜片(3)；
第二光阑(4)；
焦距为正且为非球面的第三镜片(5)；
焦距为负且为非球面的第四镜片(6),以及感光芯片(8)。
2.根据权利要求1所述的广角光学系统，其特征在于：所述第一镜片(1)或第二镜片(3)或第三镜片(5)或第四镜片(6)由镜框承靠,第一光阑(2)或第二光阑(4)位设有挡光的遮光片。
3.根据权利要求1或2所述的广角光学系统，其特征在于：其所使用的非球面镜片面型满足以下方程式: z为非球面沿光轴方向在高度为y的位置时，距非球面顶点的距离矢高sag，r表示镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8为高次非球面系数。
4.根据权利要求1或2所述的广角光学系统，其特征在于：所述第四镜片(6),以及感光芯片(8)之间还设有滤光片(7)。
5.根据权利要求1或2所述的广角光学系统，其特征在于：所述第一镜片(1)或第二镜片(3)或第三镜片(5)或第四镜片(6)为塑料镜片。
6.根据权利要求1或2所述的广角光学系统，其特征在于：所述感光芯片(8)型号为“1/2.7”,其对角线高度为6.6mm，像素尺寸为2.8μm×2.8μm。
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