CN209070195U - 一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一球面透镜、光阑、第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜；其中所述第一球面透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜构成光焦度为正的后组镜头。本实用新型设计简单、合理，通过两片相互分离的非球面透镜矫正球差及色差，两片非球面透镜的空气隙补偿高级像差，并合理计算各片非球面透镜使本光学系统在高温和低温环境下焦点无偏移，并达到日夜齐焦的效果。

Description

一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统。

背景技术

市面上有各种各样的2.7mm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，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。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一球面透镜、光阑、第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜；其中所述第一球面透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜构成光焦度为正的后组镜头。

进一步的，所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距为f,所述第一球面透镜、第二球面透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，其中f1、f2、f3、f4与f满足以下比例：

进一步的，所述f3与f4满足以下比例：

进一步的，所述第一球面透镜与光阑之间的空气间隔为8.86mm，所述光阑与第二球面透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第二球面透镜与第一非球面透镜之间的空气间隔为2.37mm，所述第一非球面透镜与第二非球面透镜之间的空气间隔为0.1mm。

进一步的，所述第一球面透镜为双凹透镜，所述第二球面透镜为双凸透镜。

进一步的，所述第二非球面透镜的后侧设置有滤光片。

进一步的，所述第一非球面透镜与第二非球面透镜均为塑料材料制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型结构设计简单、合理，透镜少，通过两片相互分离的非球面透镜矫正球差及色差，两片非球面透镜的空气隙补偿高级像差，并合理计算各片非球面透镜使本光学系统在高温和低温环境下焦点无偏移，并达到日夜齐焦的效果，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。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的光学系统的光路结构示意图。

图2为聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下的MTF图。

图3为聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下对应的夜视MTF图。

图中：A-1-第一球面透镜，B-1-第二球面透镜，B-2-第一非球面透镜，B-3-第二非球面透镜，C-滤光片，D-光阑。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1～3所示，一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一球面透镜、光阑、第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜；其中所述第一球面透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜构成光焦度为正的后组镜头。

在本实用新型实施例中，所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距为f,所述第一球面透镜、第二球面透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，其中f1、f2、f3、f4与f满足以下比例： 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。

在本实用新型实施例中，所述f3与f4满足以下比例：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。

在本实用新型实施例中，所述第一球面透镜与光阑之间的空气间隔为8.86mm，所述光阑与第二球面透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第二球面透镜与第一非球面透镜之间的空气间隔为2.37mm，所述第一非球面透镜与第二非球面透镜之间的空气间隔为0.1mm。

在本实用新型实施例中，所述第一球面透镜为双凹透镜，所述第二球面透镜为双凸透镜。

在本实用新型实施例中，所述第二非球面透镜的后侧设置有滤光片。

在本实用新型实施例中，所述第一非球面透镜与第二非球面透镜均为塑料材料制成。

在本实用新型实施例中，前组镜片的负光焦度矫正后组镜片的正光焦度像差，后组两片非球面透镜矫正所有高级像差，整个光学系统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、第二非球面透镜为两片塑料非球面透镜，像质好，成本低；前组镜片为负光焦度，后组镜片为正光焦度，保证本光学系统在高低温环境仍可正常使用；本实用新型结构简单，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。

在本实用新型实施例中，本光学系统的技术指标如下：

焦距：f＝2.7mm；

相对孔径F＝2.0；

视场角：2w≥140°(像方像视场2η′≥Ф5mm)；

TV畸变：＜-16％；

分辨率：可与400万像素高分辨率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。

在本实用新型实施例中，各个镜片的参数如下表所示。

上述本实用新型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。

本实用新型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。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型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；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一球面透镜、光阑、第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜；其中所述第一球面透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第二球面透镜、第一非球面透镜以及第二非球面透镜构成光焦度为正的后组镜头。

2.根据权利要求1所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距为f,所述第一球面透镜、第二球面透镜、第一非球面透镜、第二非球面透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，其中f1、f2、f3、f4与f满足以下比例：

3.根据权利要求2所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述f3与f4满足以下比例：

4.根据权利要求1所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述第一球面透镜与光阑之间的空气间隔为8.86mm，所述光阑与第二球面透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第二球面透镜与第一非球面透镜之间的空气间隔为2.37mm，所述第一非球面透镜与第二非球面透镜之间的空气间隔为0.1mm。

5.根据权利要求1所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述第一球面透镜为双凹透镜，所述第二球面透镜为双凸透镜。

6.根据权利要求1所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述第二非球面透镜的后侧设置有滤光片。

7.根据权利要求1所述的一种2.7mm超经济型大广角低阶非球面光学系统，其特征在于：所述第一非球面透镜与第二非球面透镜均为塑料材料制成。