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CN105467565A - 一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统 - Google Patents

一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统 Download PDF

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CN105467565A
CN105467565A CN201510970132.1A CN201510970132A CN105467565A CN 105467565 A CN105467565 A CN 105467565A CN 201510970132 A CN201510970132 A CN 201510970132A CN 105467565 A CN105467565 A CN 105467565A
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CN
China
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eyeglass
lens
piece
low temperature
optical system
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CN201510970132.1A
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English (en)
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刘勇辉
李建华
王晓
王玉荣
全丽伟
潘华
彭同山
王世勇
贾丽娜
张鸿宇
龚俊强
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Union Optech Co Ltd
Original Assignee
Union Optech Co Ltd
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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Abstract

本发明公开了一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，其包括有依次设置的第一枚镜片,第二枚镜片,第三枚镜片,光阑,第四枚镜片,第五枚镜片,第六枚镜片,第七枚镜片,滤光片以及感光芯片；所述第一枚镜片,第二枚镜片,第三枚镜片,第五枚镜片,第六枚镜片,第七枚镜片为塑料非球面镜片,所述的第四枚镜片为玻璃球面镜片。本发明主要采用塑料非球面加上价格较低,数量一枚的玻璃球面镜片,从而使成本大幅降低。本镜头采用宽光谱1:1:1设计,在可见光波段有极好的图像锐利度和色彩还原性。

Description

一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统
【技术领域】
本发明涉及一种成像光学系统，尤其涉及一种应用于监控系统的高低温、红外共焦、高像素、低成本、大光圈、小畸变、小体积变焦光学系统。
【背景技术】
目前监控所用镜头普遍存在这样的缺点：镜头高低温，红外不共焦,成本高，光圈小，畸变大，体积大等。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、红外共焦及高像素,就使用了较多数量的玻璃球面镜片或玻璃非球面镜片,提高了成本,不能满足消费者低成本的需求。
为了解决上述所存在的问题,本发明作出有益的改进。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种成本低，在可见光波段有极好的图像锐利度和色彩还原性的高低温、红外共焦、高像素、低成本、大光圈、小畸变、小体积变焦光学系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，其特征是其包括有依次设置的第一枚镜片,第二枚镜片,第三枚镜片,光阑,第四枚镜片,第五枚镜片,第六枚镜片,第七枚镜片,滤光片以及感光芯片；所述第一枚镜片,第二枚镜片,第三枚镜片,第五枚镜片,第六枚镜片,第七枚镜片为塑料非球面镜片,所述的第四枚镜片为玻璃球面镜片。
如上所述的一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，其特征是所述第一枚镜片,第二枚镜片,第六枚镜片的焦距为负，所述第三枚镜片,第四枚镜片,第五枚镜片和第七枚镜片的焦距为正。
如上所述的一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统,其所有镜片的非球面面型满足以下方程式:Z＝+a1y2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14+a8y16。
如上所述的一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、大光圈、小畸变、小体积变焦光学系统,其中第一枚镜片,第二枚镜片，第三枚镜片组成第一群组；第四枚镜片,第五枚镜片,第六枚镜片,第七枚镜片组成第二群组；变焦通过第一群与光阑间隔变化同时匹配光阑与第二群间隔变化实现焦距调节,其变焦过程中光阑位置不变。
本发明与现有技术相比具有如下的优点：
1、现有变焦镜头因可以实现调焦,一般没有红外,高低温共焦的功能。出现白天调清画面后,晚上红外情况下画面模糊的情况或白天温度较高,到晚上温度低的情况下出现画面模糊情况,需要时时有人辅助调焦,严重浪费人力资源。
2、现有高低温,红外共焦、高像素、变焦光学镜头因考虑高低温共焦功能普遍采用全玻璃球面或玻璃非球面加玻璃球面镜片,本发明主要采用塑料非球面加上价格较低,数量一枚的玻璃球面镜片,从而使成本大幅降低。
3、现有高像素监控镜头在图像锐利度和色彩还原性上容易失衡，本镜头采用宽光谱1:1:1设计,在可见光波段有极好的图像锐利度和色彩还原性。
【附图说明】
图1是本发明的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明进行详细描述:
如图1所示,一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，本镜头由6枚以内的塑料非球面镜片加1枚玻璃球面镜片构成。
本光学系统包括有依次设置的第一枚镜片1，第二枚镜片2，第三枚镜片3，光阑4，第四枚镜片5，第五枚镜片6，第六枚镜片7，第七枚镜片8，滤光片9以及感光芯片10。所述第一枚镜片1，第二枚镜片2，第三枚镜片3，第五枚镜片6，第六枚镜片7，第七枚镜片8为塑料非球面镜片,所述的第四枚镜片5为玻璃球面镜片。其中第一枚镜片1，第二枚镜片2，第六枚镜片7的焦距为负，且第一镜片为弯月形负透镜，第二、六枚为双凹负透镜。第三枚镜片3，第四枚镜片5，第五枚镜片6和第七枚镜片8焦距为正。
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，使高低温时面型产生互补，把温度变化产生的焦距变化因素集中在玻璃镜片上，从而使高低温时像质保持不变。
红外共焦主要通过以下方法实现：合理分配不同塑料材料折射率Nd，阿贝数Vd值，通过设计合理面型，使镜头在对白光成像清楚的前提下同时满足红外光线的成像清晰。
其高像素主要通过以下途径实现：1.高效率的材料搭配,依据各个透镜的正负,合理地分配折射率Nd和阿贝数Vd值,再依此选择合适的材料；2.设计时重点提升中心分辨率的同时,充分重视周边视场的像差校正,保证整个画面画质均匀；3.采用宽光谱1:1:1设计,从而保证了高质的图像锐利度和色彩还原性。
在第七枚镜片8后面设置有感光芯片10，同时在第七枚镜片8和感光芯片10之间插入滤光片9，以滤掉设计波段外的杂光，并在设计时,考虑了滤光片9衬底材料引入的色差，加以校正，实现最佳的成像效果。
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Z＝+a1y2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14+a8y16中的c对应半径R的倒数即：1/R。

Claims (4)

1.一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，其特征是其包括有依次设置的第一枚镜片(1),第二枚镜片(2),第三枚镜片(3),光阑(4),第四枚镜片(5),第五枚镜片(6),第六枚镜片(7),第七枚镜片(8),滤光片(9)以及感光芯片(10)；所述第一枚镜片(1),第二枚镜片(2),第三枚镜片(3),第五枚镜片(6),第六枚镜片(7),第七枚镜片(8)为塑料非球面镜片,所述的第四枚镜片(5)为玻璃球面镜片。
2.根据权利要求1所述的一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统，其特征是所述第一枚镜片(1),第二枚镜片(2),第六枚镜片(7)的焦距为负，所述第三枚镜片(3),第四枚镜片(5),第五枚镜片(6)和第七枚镜片(8)的焦距为正。
3.根据权利要求2所述的一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统,其所有镜片的非球面面型满足以下方程式:Z＝+a1y2+a2y4+a3y6+a4y8+a5y10+a6y12+a7y14+a8y16。
4.根据权利要求3所述的一种高低温、红外共焦、高像素、小畸变、小体积变焦光学系统,其中第一枚镜片(1),第二枚镜片(2)，第三枚镜片(3)组成第一群组；第四枚镜片(5),第五枚镜片(6),第六枚镜片(7),第七枚镜片(8)组成第二群组；变焦通过第一群与光阑(4)间隔变化同时匹配光阑(4)与第二群间隔变化实现焦距调节,其变焦过程中光阑位置不变。
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