CN208270838U - 一种定焦光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定焦光学系统,从物侧到像侧依次设置有七个透镜,第一透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;第二透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;第三透镜具有正光焦度,双凸面;第四透镜像侧面为凸面,当光焦度为正时,C4o≥0,C4o为第四镜片物侧面的曲率,当光焦度为负时,第四透镜物侧面为凹面;第五透镜具有正光焦度,双凸面;第六透镜具有负光焦度,双凹面;第七透镜具有正光焦度,双凸面;并且满足:1.28<Imeg/f<2.22;0.105<Imeg/TTL<0.167;其中,Imeg为最大半像高,TTL为第一透镜物侧面至成像面的轴上距离,f为系统焦距,优点在于搭配合理地光焦度,通过合理地参数匹配,实现高分辨率,成像质量好,成本低,小型化光学系统设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学系统,尤其是涉及一种能够应用于车载或者监控领域的定焦光学系统。
背景技术
随着社会经济及科技的迅速发展,车载成像及安防监控系统变得越来越普及和高端。并且随着半导体制造业的工艺日益成熟,芯片的像素尺寸越来越小,越来越紧凑。高分辨率的成像系统的需求在日益增加。
因为广角系统具有大视场特点,一次图像采集可实现更多信息量。所以广角系统在车载环视及大视野监控领域有极大优势。一般的广角镜头采用5片或者更多的镜片实现广角效果,一般广角系统最大视场角在180度左右。但现有的广角镜头的长度较大,不利于镜头的小型化要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种满足光学系统的小型化,轻质量,高分辨率,大广角,低温漂的要求,本实用新型提出一种能够应用于车载或者监控领域的定焦光学系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种定焦光学系统,从物侧到像侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜,所述的第一透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第二透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第三透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第四透镜像侧面为凸面,当光焦度为正时,C4o≥0,C4o为第四镜片物侧面的曲率,当光焦度为负时,第四透镜物侧面为凹面;所述的第五透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第六透镜具有负光焦度,双凹面;所述的第七透镜具有正光焦度,双凸面;
并且满足:1.28<Imeg/f<2.22;
0.105<Imeg/TTL<0.167;
其中,Imeg为最大半像高,TTL为第一透镜物侧面至成像面的轴上距离,f为系统焦距。
f满足:0.9mm≤f≤1.4mm;光学总长满足:12mm≤TTL≤17mm。
进一步的,系统满足以下关系式:1.4<f5<5,其中,f5为第五透镜的有效焦距。
进一步的,当所述的第四透镜为正光焦度时:满足8≤f4/f≤11,并且,C4o≥0,其中,f4为第四透镜的有效焦距,当所述的第四透镜为负光焦度时,f4<-200mm。
进一步的,所述的第三透镜、所述的第六透镜和所述的第七透镜为非球面塑料镜片。
进一步的,所述的第五透镜与所述的第六透镜满足0.5<R5i/R6o<1.3,其中,R5i为第五透镜像侧面的曲率半径;R6o为第六透镜物侧面的曲率半径。
进一步的,所述的第七透镜之后设置有滤光片。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于搭配合理地光焦度,通过合理地参数匹配,实现高分辨率,成像质量好,成本低,小型化光学系统设计;本实用新型具有小型化,轻质量,超大视角,可达200°,可实现大范围监控的目的;而采用玻塑混合的组合方式,实现低温漂的效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的光学结构图;
图2是本实用新型实施例1的传递函数曲线图;
图3是本实用新型实施例1的畸变图;
图4是本实用新型实施例1的相对照度图;
图5是本实用新型实施例2的光学结构图;
图6是本实用新型实施例2的传递函数曲线图;
图7是本实用新型实施例2的畸变图;
图8是本实用新型实施例2的相对照度图;
图9是本实用新型实施例3的光学结构图;
图10是本实用新型实施例3的传递函数曲线图;
图11是本实用新型实施例3的畸变图;
图12是本实用新型实施例3的相对照度图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一:
本实施例七片式定焦光学系统参考附图1。从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜L1,具有负光焦度的第二透镜L2,具有正光焦度的第三透镜L3,具有正光焦度的第四透镜L4,孔径光阑STO,具有正光焦度的第五透镜L5,具有负光焦度的第六透镜L6,具有正光焦度的第七透镜L7,滤光片L8,芯片保护玻璃L9。
其中:L1为物侧面S1o凸面,像侧面S1i凹面的负透镜,焦距为f1,L2为物侧面S2o中心凸面,像侧面S2i凹面的负透镜,焦距为f2,L3为物侧面S3o和像侧面S3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,L4为物侧面S4o平面,像侧面S4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足C4o=0,L5为物侧面S5o和像侧面S5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,L6为物侧面S6o和像侧面S6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,L7为物侧面S7o和像侧面S7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,L8为物侧面S8o和像侧面S8i均为平面的滤光片,L9为物侧面S9o和像侧面S9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为SImg。
本实施例中,第一透镜L1,第四透镜L4以及第五透镜L5为玻璃材料,第二透镜L2,第三透镜L3,第六透镜L6及第七透镜L7为塑料材料;第二透镜L2,第三透镜L3,第六透镜L6及第七透镜L7分别为非球面透镜,其面型满足以下方程式:
y代表透镜垂直光轴的径向坐标值,Z为非球面透镜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,c=1/R,R表示对应非球面透镜面型中心曲率半径,k表示圆锥系数,参数A、B、C、D、E、F为高次非球面系数。
本实施例的主要设计参数见下表:
其中,C4o为第四镜片物侧面的曲率;R5i为第五透镜像侧面的曲率半径;R6o为第六透镜物侧面的曲率半径。Imeg为最大半像高。
本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:
本实施例中非球面透镜高次项系数见下(A:4阶项,B:6阶项C:8阶项D:10阶项E:12阶项):
本实用新型实施例1采用七片式结构,实现较短焦距1.28mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14.2mm的高清成像系统。
实施例二:
本实施例所述的七片式定焦光学系统参考附图5.从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜L1,具有负光焦度的第二透镜L2,具有正光焦度的第三透镜L3,具有正光焦度的第四透镜L4,孔径光阑STO,具有正光焦度的第五透镜L5,具有负光焦度的第六透镜L6,具有正光焦度的第七透镜L7,滤光片L8,芯片保护玻璃L9。
其中:L1为物侧面S1o凸面,像侧面S1i凹面的负透镜,焦距为f1,L2为物侧面S2o中心凸面,像侧面S2i凹面的负透镜,焦距为f2,L3为物侧面S3o和像侧面S3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,L4为物侧面S4o凸面,像侧面S4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足C4o>0,L5为物侧面S5o和像侧面S5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,L6为物侧面S6o和像侧面S6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,L7为物侧面S7o和像侧面S7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,L8为物侧面S8o和像侧面S8i均为平面的滤光片,L9为物侧面S9o和像侧面S9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为SImg。
本实施例的主要设计参数见下表:
其中,C4o为第四镜片物侧面的曲率;R5i为第五透镜像侧面的曲率半径;R6o为第六透镜物侧面的曲率半径。Imeg为最大半像高。
本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:
本实施例中非球面透镜高次项系数见下(A:4阶项,B:6阶项C:8阶项D:10阶项E:12阶项):
本实用新型实施例2采用七片式结构,实现较短焦距1.27mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14mm左右的高清成像系统。
实施例三:
本实施例所述的七片式定焦光学系统参考附图9.从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜L1,具有负光焦度的第二透镜L2,具有正光焦度的第三透镜L3,具有负光焦度的第四透镜L4,孔径光阑STO,具有正光焦度的第五透镜L5,具有负光焦度的第六透镜L6,具有正光焦度的第七透镜L7,滤光片L8,芯片保护玻璃L9。
其中:L1为物侧面S1o凸面,像侧面S1i凹面的负透镜,焦距为f1,L2为物侧面S2o中心凸面,像侧面S2i凹面的负透镜,焦距为f2,L3为物侧面S3o和像侧面S3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,L4为物侧面S4o凹,像侧面S4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足C4o=0,L5为物侧面S5o和像侧面S5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,L6为物侧面S6o和像侧面S6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,L7为物侧面S7o和像侧面S7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,L8为物侧面和S8o像侧面S8i均为平面的滤光片,L9为物侧面S9o和像侧面S9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为SImg。
本实施例的主要设计参数见下表:
其中,R5i为第五透镜像侧面的曲率半径;R6o为第六透镜物侧面的曲率半径。Imeg为最大半像高。
本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:
本实施例中非球面透镜高次项系数见下(A:4阶项,B:6阶项C:8阶项D:10阶项E:12阶项):
本实用新型实施例3采用七片式结构,实现较短焦距1.2mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14mm左右的高清成像系统。
以上,所展示的仅为本实用新型的个别实施例,不能限定本实用新型的权利保护范围,因此,依据本实用新型申请专利范围所做的等同变化,仍属于本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种定焦光学系统,其特征在于:从物侧到像侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜,所述的第一透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第二透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第三透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第四透镜像侧面为凸面,当光焦度为正时,C4o≥0,C4o为第四镜片物侧面的曲率,当光焦度为负时,第四透镜物侧面为凹面;所述的第五透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第六透镜具有负光焦度,双凹面;所述的第七透镜具有正光焦度,双凸面;
并且满足:1.28<Imeg/f<2.22;
0.105<Imeg/TTL<0.167;
其中,Imeg为最大半像高,TTL为第一透镜物侧面至成像面的轴上距离,f为系统焦距。
2.如权利要求1所述的一种定焦光学系统,其特征在于:f满足:0.9mm≤f≤1.4mm;光学总长满足:12mm≤TTL≤17mm。
3.如权利要求1所述的一种定焦光学系统,其特征在于:系统满足以下关系式:1.4<f5<5,其中,f5为第五透镜的有效焦距。
4.如权利要求1所述的一种定焦光学系统,其特征在于:当所述的第四透镜为正光焦度时:满足8≤f4/f≤11,并且,C4o≥0,其中,f4为第四透镜的有效焦距,当所述的第四透镜为负光焦度时,f4<-200mm。
5.如权利要求1所述的一种定焦光学系统,其特征在于:所述的第三透镜、所述的第六透镜和所述的第七透镜为非球面塑料镜片。
6.如权利要求1所述的一种定焦光学系统,其特征在于:所述的第五透镜与所述的第六透镜满足0.5<R5i/R6o<1.3,其中,R5i为第五透镜像侧面的曲率半径;R6o为第六透镜物侧面的曲率半径。
7.如权利要求1~6中任一项权利要求所述的一种定焦光学系统,其特征在于:所述的第七透镜之后设置有滤光片。
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