一种小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统的制作方法

文档序号:12116830阅读:373来源:国知局

本实用新型涉及一种小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统。



背景技术:

目前随着监控市场的需求,镜头开始往高分辨率和高像质的方向发展,为了获得更好的成像品质,使用像素点更大的芯片是未来的发展方向。

目前主流的市面上的的监控镜头,分辨率多是1080p,像素点数是1920*1080,然而随着4G网络和4K感光芯片及4K显示系统的发展,更高像质的画面传输成为可能,而目前高像素的的镜头种类较少,成本较高。

另外,目前市场上的大画面的监控镜头,如1吋左右的镜头,像面大小达到16.0mm的,但是其体积比较大,使用不方便,与众多监控设备不兼容。

再者,目前市场上的监控镜头,多非红外共焦镜头,因此在光学波长段较多的场合如傍晚,或晚上有部分灯光照明时,拍摄的画面无法整体清晰,总会有部分模糊。

因此,本实用新型正是基于以上的不足而产生的。



技术实现要素:

本实用新型目的是克服了现有技术的不足,提供一种小体积、大像面、高分辨率的变焦光学系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:包括感光芯片30,所述的感光芯片30一侧设有能相对其移动的第一透镜群10,所述的第一透镜群10与感光芯片30之间设有能相对感光芯片30移动的第二透镜群20,所述的第二透镜群20与第一透镜群10之间设有相对感光芯片30位置固定的光阑40,在所述的变焦光学系统从短焦距向长焦距的变化过程中,所述的第一透镜群10和第二透镜群20逐渐向光阑40靠拢,并且,所述的第一透镜群10的整体焦距为负,所述的第二透镜群20的整体焦距为正。

如上所述的小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:所述的第一透镜群10包括从物侧至像侧依次设置的第一透镜1、第二透镜和第三透镜3,所述的第一透镜1的焦距为负,所述的第二透镜2的焦距为负,所述的第三透镜3的焦距为正。

如上所述的小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:所述的第二透镜群20包括从物侧至像侧依次设置的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8,所述的第四透镜4的焦距为正,所述的第五透镜5的焦距为负,所述的第六透镜6的焦距为正,所述的第七透镜7的焦距为正,所述的第八透镜8的焦距为负。

如上所述的小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:所述的第四透镜4和第六透镜6均为非球面玻璃透镜。

如上所述的小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:所述的第七透镜7和第八透镜8粘合在一起。

如上所述的小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,其特征在于:所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8均为玻璃透镜。

与现有技术相比,本实用新型有如下优点:

1、本实用新型的第一透镜群和第二透镜群的间隔是变化的,第一透镜群用于对焦功能,能够实现AF自动对焦功能,从无穷远到最近的500mm微距都能够形成清晰的影像,光学系统镜头短焦焦距达到6mm,长焦焦距大于24mm;光圈在近焦端相对孔径达到1.6,在焦距由小变大的过程中相对孔径变大,短焦端可以实现在较暗的环境下拍摄清晰,在长焦端也不会出现画面过曝的问题;而且本实用新型能够达到高于(4K像素800万像素)的分辨率,以2/3吋的CCD为例,中心分辨率可以高于2000TVline、周边0.7H(70%对角线位置)位置分辨率高于1600tvline。

2、本实用新型实现了全程红外共焦,在可见光波长段430nm-650nm和红外波长段830nm-870nm可以同时达到清晰成像,因此在多种波段存在的条件下使画面整体都清晰。

3、本实用新型的第四透镜和第六透镜为非球面玻璃透镜,能够获得较高的品质,而且体积较小,镜头的透过率也较高。

4、本实用新型的透镜全部为玻璃透镜,未使用塑料非球面镜片,因此温度变化对光学系统的性能影响很小,使得本实用新型在多种环境下均可使用。

5、本实用新型结构简单,体积小,像面大,分辨率高,适合推广应用。

【附图说明】

图1是本实用新型光学系统图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型作进一步描述:

一种小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统,包括感光芯片30,所述的感光芯片30一侧设有能相对其移动的第一透镜群10,所述的第一透镜群10与感光芯片30之间设有能相对感光芯片30移动的第二透镜群20,所述的第二透镜群20与第一透镜群10之间设有相对感光芯片30位置固定的光阑40,在所述的变焦光学系统从短焦距向长焦距的变化过程中,所述的第一透镜群10和第二透镜群20逐渐向光阑40靠拢,并且,所述的第一透镜群10的整体焦距为负,所述的第二透镜群20的整体焦距为正。

所述的第一透镜群10包括从物侧至像侧依次设置的第一透镜1、第二透镜和第三透镜3,所述的第一透镜1的焦距为负,所述的第二透镜2的焦距为负,所述的第三透镜3的焦距为正。

所述的第二透镜群20包括从物侧至像侧依次设置的第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8,所述的第四透镜4的焦距为正,所述的第五透镜5的焦距为负,所述的第六透镜6的焦距为正,所述的第七透镜7的焦距为正,所述的第八透镜8的焦距为负。

所述的第四透镜4和第六透镜6均为非球面玻璃透镜。

所述的第七透镜7和第八透镜8粘合在一起。

所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8均为玻璃透镜。

所述的第四透镜4和第六透镜6为玻璃非球面透镜,其非球面表面形状满足以下方程:在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数。当k系数小于-1时面形曲线为双曲线,等于-1时为抛物线,介于-1到0之间时为椭圆,等于0时为圆形,大于0时为扁圆形。α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数,通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。

以下为高倍变焦镜头的实际设计案例:

非球面参数:

第一透镜群10和第二透镜群20变焦、调焦移动范围如下:

光阑40与感光芯片30之间的间隔为22.5mm;

第一透镜群10的移动范围是0~12.3mm;

第一透镜群20的移动范围是0~22.5mm。

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