CN108983398A - 一种经济型6mm非球面光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，所述光学系统包括沿入射光路自前向后依次间隔设置的双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜；其中双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜构成的光焦度为负的前组镜头，第三非球面透镜、第四非球面透镜构成的光焦度为正的后组镜头，本发明的有益效果在于：实现高分辨率，零温漂，日夜共焦，能与500万及以下CCD或者CMOS适配。

Description

一种经济型6mm非球面光学系统

技术领域

本发明涉及一种经济型6mm非球面光学系统。

背景技术

现有市面上有各种各样的6mm定焦镜头应用于安防系统中，但是，由于使用玻璃设计的镜头在像素及性能上很难满足市场需求。为了提高性能及像素，故现今使用更多玻璃镜片来达到更高清的像质，也因此大大增加了产品成本，导致产品推广难度提升。目前，在安防行业中，鲜有真正意义上的低成本、高像质、低温漂定焦镜头。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的6mm定焦广角镜头清晰度不足采用多镜片结构导致成本增加。

本发明的具体实施方案是：一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述光学系统包括沿入射光路自前向后依次间隔设置的双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜；其中双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜构成的光焦度为负的前组镜头，第三非球面透镜、第四非球面透镜构成的光焦度为正的后组镜头。

进一步的，所述光学系统的焦距为f, 双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜分别为f1、f2、f3、f4、f5其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-2mm< <-1.5mm；-6mm<<-5mm；1mm<<1.5mm；0.8mm<<1.5mm；-1.5mm<<-1mm。

进一步的，所述f4和f5满必须满足足：-1.2mm<< -0.8mm。

进一步的，所述双凸透镜后侧还设有一滤光片C。

进一步的，第一非球面透镜、第三非球面透镜、第四非球面透镜为塑料材料制造。

进一步的，所述双凹透镜A-1与第一非球面透镜A-2的空气间隔为1.49mm，所述第一非球面透镜A-2与第二非球面透镜A-3的空气间隔为1.49mm,所述第二非球面透镜A-3与光阑空气间隔为2.91mm，所述光阑与第三非球面透镜B1的空气间隔为0.12mm，第四非球面透镜B2与镜头的空气间隔为6.6mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过前组两片及后组两片分离非球面矫正球差及色差，两片非球面空气隙补偿高级像差，并合理计算各片非球面使高温和低温环境下焦点无偏移，并达到日夜齐焦的效果。本发明结构透镜少，以超低的成本实现高清摄像水平，不但在白天能达到高品质像素的同时，在光线不足或夜晚的情况下，也具有高清像质，在不同温度的恶劣环境依旧可成完善像。

附图说明

图1为本发明实施例的光学系统的光路结构示意图。

图中，双凹透镜A-1、第一非球面透镜A-2、第二非球面透镜A-3、光阑D、第三非球面透镜B1、第四非球面透镜B2。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例中，一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，所述光学系统包括沿入射光路自前向后依次间隔设置的双凹透镜A-1、第一非球面透镜A-2、第二非球面透镜A-3、光阑D、第三非球面透镜B1、第四非球面透镜B2；其中双凹透镜A-1、第一非球面透镜A-2、第二非球面透镜A-3构成的光焦度为负的前组镜头，第三非球面透镜B1、第四非球面透镜B2透镜构成的光焦度为正的后组镜头，所述双凸透镜后侧还设有一滤光片C。

双凹透镜A-1、第一非球面透镜A-2、第二非球面透镜A-3构成的光焦度为负的前组镜头，第三非球面透镜B1、第四非球面透镜B2构成的光焦度为正的后组镜头。

前组负光焦度矫正后组正光焦度像差，后组两片及前组两片非球面矫正所有高级像差。整个镜头保证镜头折射率和光焦度近似比例分配，保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。通过合理分配各镜片焦距，使成像系统球差和场曲同时小，保证轴心和离轴视场像质。通过以上镜片组成的光学系统，光路总长较短，则镜头的体积小；后焦大，可以多种接口的摄像机配合使用。其中第一非球面透镜A-2、第三非球面透镜B1、第四非球面透镜B2为三片塑料非球面，像质好，成本低；前组镜片负光焦度，后组镜片正光焦度，保证在高低温环境仍可正常使用。

所述光学系统的焦距为f, 双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜分别为f1、f2、f3、f4、f5其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-2mm< <-1.5mm；-6mm<<-5mm；1mm<<1.5mm；0.8mm<<1.5mm；-1.5mm<<-1mm。通过对镜头的光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对于系统焦距f成一定比例，使镜头在420～850nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。

此外，本实施例中，所述f4和f5满必须满足足：-1.2mm<< -0.8mm。使得镜头在能在高温及低温清晰成像，使温漂为零，在恶劣的温度条件下可高清成像，无离焦，后组两片非球面焦距光焦度比例必须满足以上条件。

本实施例中，各个透镜的表面的曲率半径及各个表面相邻间距如下表所示，表格中的厚度为所在透镜曲面与下一曲面的间距，例如双凹透镜A-1对应的S1及S2分别表示为图1中双凹透镜A-1左侧曲面及右侧曲面，第一非球面透镜A-2对应的S3及S4分别表示第一非球面透镜A-2左侧曲面与右侧曲面，S1对应的厚度为曲面S1与曲面S2厚度，S2对应间距为曲面S2与曲面S3的空气间隔，以此类推，S10对应的厚度表示第四非球面透镜B2右侧曲面与镜头的空气间隔。

本实施例提供的光学系统的技术指标如下：

焦距：f=6mm；

相对孔径F=2.0；

视场角：2w≥64°(像方像视场2η′≥Ф6.6mm)；

TV畸变：＜-5%；

分辨率：可与500万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；

光路总长∑≤22mm，光学后截距L’≥5mm；

适用谱线范围：420nm～850nm。

综上所述，本发明提供的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，结构简单，体积小，以超低的成本实现高清摄像水平，在不同温度的恶劣环境依旧可成完善像。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述光学系统包括沿入射光路自前向后依次间隔设置的双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜；其中双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜构成的光焦度为负的前组镜头，第三非球面透镜、第四非球面透镜构成的光焦度为正的后组镜头。

2.根据权利要求1所述的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述光学系统的焦距为f, 双凹透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜、光阑、第三非球面透镜、第四非球面透镜分别为f1、f2、f3、f4、f5其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-2mm< <-1.5mm；-6mm<<-5mm；1mm<<1.5mm；0.8mm<<1.5mm；-1.5mm<<-1mm。

3.根据权利要求2所述的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述f4和f5满必须满足足：-1.2mm<< -0.8mm。

4.根据权利要求1所述的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述双凸透镜后侧还设有一滤光片C。

5.根据权利要求1所述的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，第一非球面透镜、第三非球面透镜、第四非球面透镜为塑料材料制造。

6.根据权利要求1或2所述的一种经济型6mm非球面日夜共焦光学系统，其特征在于，所述双凹透镜A-1与第一非球面透镜A-2的空气间隔为1.49mm，所述第一非球面透镜A-2与第二非球面透镜A-3的空气间隔为1.49mm,所述第二非球面透镜A-3与光阑空气间隔为2.91mm，所述光阑与第三非球面透镜B1的空气间隔为0.12mm，第四非球面透镜B2与镜头的空气间隔为6.6mm。