一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统的制作方法
【专利说明】一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统。 【【背景技术】】
[0002] 目前监控，车载镜头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；超广角镜头的畸变大等，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；亦或者超广角镜头的畸变根本没有矫正，存在畸变大的缺陷。
[0003] 现有高低温，红外共焦、高像素、超广角镜头普遍采用全玻璃球面或玻璃非球面 加玻璃球面镜片，镜片的成本较高。
[0004] 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】
】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高低温、 红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，该高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变 光学系统采用塑料非球面加上价格较低的玻璃非球面，从而使成本大幅降低，很好的解决 了高低温、红外焦点不重合问题，实现像质在不同环境的一致性。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
[0007] -种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，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、滤光片、保 护玻璃以及感光芯片，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 为塑料非球面镜片，所述第四枚镜片为玻璃非球面镜片。
[0008] 如上所述第一枚镜片、第二枚镜片和第五枚镜片的焦距为负，所述第三枚镜片、第 四枚镜片和第六枚镜片的焦距为正。
[0009] 如上所述第一枚镜片、第二枚镜片、第三枚镜片、第四枚镜片、第五枚 镜片和第六枚镜片的非球面面型满足方程式：Z=cyV {1^/ [I- (1+k) c2y2] } + ? iyV u 2y4+ α /+ a 4ys+ a 5yw+ a 6y12+ a 7y14+ a sy16,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，透镜 的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到 0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大 于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α 1至α 8分别表示各径向坐标所对应的系数。
[0010] 本发明的有益效果是：
[0011] 1、现有高低温，红外共焦、高像素、超广角镜头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的玻璃非球面，从而使成本 大幅降低。
[0012] 2、现有超广角高像素镜头，因为周边畸变较大，出现画面堆积，所以周边分辨率 不能体现，本发明重点矫正了畸变，使整个画面都能清晰成像。
[0013] 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。
[0014] 4、现有高像素监控镜头在高低温、红外上不能实现共焦，产生白光常温（20° )下 对好焦后，高低温和红外环境下出现严重焦点不重合，像面模糊的情况，本发明很好的解 决了高低温、红外焦点不重合问题，实现像质在不同环境的一致性。 【【附图说明】】
[0015] 图1为本发明的示意图。 【【具体实施方式】】
[0016] 下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
[0017] 如图1所示，一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，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、滤光片8、保护玻璃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为塑料非球面镜片，所述第四枚镜片5为玻璃非球 面镜片，本发明主要采用塑料非球面加上价格较低的玻璃非球面，从而使成本大幅降低， 本发明重点矫正了畸变，使整个画面都能清晰成像。
[0018] 在本实施例中，所述感光芯片型号为1/2.8,其对角线高度为6. 4mm，像素尺寸为 3 μ mX 3 μ m
[0019] 如图1所不，在本实施例中，所述第一枚镜片1、第二枚镜片2和第五枚镜片6的 焦距为负，所述第三枚镜片3、第四枚镜片5和第六枚镜片7的焦距为正，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，本发明很好的解决了高 低温、红外焦点不重合问题，实现像质在不同环境的一致性。
[0020] 如图1所示，在本实施例中，所述第一枚镜片1、第二枚镜片2、第三枚 镜片3、第四枚镜片5、第五枚镜片6和第六枚镜片7的非球面面型满足方程式： Z=cy'/ { 1-hJ [I- (1+k) c2y2] } + a j」+ a ；；y4+ a ,yh+ a 4yh+ a 5yw+ α 以1-+ σ 7y14+ a sylh，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，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为 抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的 面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α 1至α 8分别表示各径向 坐标所对应的系数。
[0021] 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，从而使高低温时像质保持不变。
[0022] 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。
[0023] 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，在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。
[0024] 在第六枚镜片7后面设置有感光芯片10,同时在第六枚镜片7和感光芯片10之间 插入滤光片8,保护玻璃9,以滤掉设计波段外的杂光，并在设计时，考虑了滤光片6和保护 玻璃7的衬底材料引入的色差，加以校正，实现最佳的成像效果。
[0025] 在高温约60度和低温约零下30度的温度下是共焦的；在可见光和红外光状态下 也是共焦的。
[0026] 下面是本发明的实际设计案例：
[0027]
【主权项】
1. 一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，其特征在于：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)、滤光片（8)、保护玻璃（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)为塑料非球面镜 片，所述第四枚镜片（5)为玻璃非球面镜片。
2. 根据权利要求1所述的高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，其特征 在于：所述第一枚镜片（1)、第二枚镜片（2)和第五枚镜片（6)的焦距为负，所述第三枚镜 片（3)、第四枚镜片（5)和第六枚镜片（7)的焦距为正。
3. 根据权利要求1或2所述的高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变 光学系统，其特征在于：所述第一枚镜片（1)、第二枚镜片（2)、第三枚镜片（3)、 第四枚镜片（5)、第五枚镜片（6)和第六枚镜片（7)的非球面面型满足方程式：
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，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲 线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透 镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a:至a8分别表示各 径向坐标所对应的系数。
【专利摘要】本发明涉及一种高低温、红外共焦、高像素、低成本、小畸变光学系统，其特征在于：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)、滤光片(8)、保护玻璃(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)为塑料非球面镜片，所述第四枚镜片(5)为玻璃非球面镜片，该光学系统采用塑料非球面加上价格较低的玻璃非球面,从而使成本大幅降低，很好的解决了高低温、红外焦点不重合问题,实现像质在不同环境的一致性。
【IPC分类】G02B13-00, G02B13-06, G02B13-18, G02B13-14, G02B1-00
【公开号】CN104777589
【申请号】CN201510167272
【发明人】刘勇辉, 李建华, 王晓, 王玉荣, 彭嘉龙, 潘华, 彭同山, 王世勇, 贾丽娜, 龚俊强
【申请人】中山联合光电科技股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月10日