一种透镜系统和镜头的制作方法

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一种透镜系统和镜头的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及光学仪器领域,特别设及一种透镜系统和镜头。
【背景技术】
[0002] 随着现代视频监控技术的发展,要求可监控到的范围越来越广、视场越来越大,而 由于崎变的存在,所监控的目标会发生失真和变形,给人们造成错误的视觉和判断,因此在 保证大视场的条件下,人们必然要求成像崎变越小越好。
[0003] 随着透镜加工工艺的改进和光学材料性能的提高,透镜系统得到了长足发展,但 是目前现有的透镜系统和镜头,在大视场、低崎变的条件下,可见光模式下分辨率水平仅能 满足百万像素的摄像机的成像要求,不能满足目前主流的200万、300万、400万像素摄像机 的成像要求;并且夜晚切换到红外模式下,共焦性能很差,实际成像清晰度比可见光效果更 差。造成运一现象的主要原因是:现有的透镜系统的结构形状,透镜的光焦度分配,透镜的 折射率、阿贝系数等参数与成像条件匹配不好,使得透镜系统的像差并未得到很好的校正, 从而无法实现更高的光学性能。
[0004] 综上所述,现有透镜系统和镜头的像差较大、成像分辨率较低,在大视场、低崎变 的条件下,仅能满足百万像素的摄像机的成像要求,无法满足目前主流的200万、300万、400 万像素摄像机的成像要求。

【发明内容】

[0005] 本发明实施例提供了一种透镜系统和镜头,用W在满足大视场、低崎变的条件下, 实现更高分辨率成像。
[0006] 本发明实施例提供的一种透镜系统,沿光轴线从物侧到像侧依次包括:光焦度为 负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、孔径光阔和光焦度为正的第Ξ透镜组;
[0007] 其中,所述第一透镜组,沿光轴线从物侧到像侧依次包括:至少一个光焦度为正的 第一弯月透镜、光焦度为负的第一子透镜组W及光焦度为正的第二子透镜组;其中,所述第 一弯月透镜凸面朝向物侧。
[000引本发明实施例中,第一透镜组中光焦度为正的第一弯月透镜,可W有效的减小光 学系统的崎变;光焦度为负的第一子透镜组,对进入光学系统的光线起到发散的作用,可W 使大视场的光线进入光学系统,同时可平衡光学系统的慧差和场曲;光焦度为正的第二子 透镜组,可W有效的校正光学系统的球差、场曲,同时减小第Ξ透镜组光焦度的压力;第二 透镜组的光焦度为正,对校正光学系统的像散、场曲、球差起重要作用,并对快速收敛进入 光学系统的光线起关键作用;第Ξ透镜组的光焦度为正,可W有效的校正光学系统的色差、 球差、慧差、场曲和像散,同时减小光学系统主光线出射角(CRA),增强像面照度均匀性和色 彩还原度;因此,可W在满足大视场、低崎变的条件下,实现更高分辨率成像。
[0009]可选的,所述第一子透镜组沿光轴线从物侧到像侧依次包括:光焦度为负的第二 弯月透镜和光焦度为负的第一平凹透镜,其中,所述第一平凹透镜朝向物侧的表面为平面; 或
[0010] 光焦度为负的第二弯月透镜和光焦度为负的第一双凹透镜;或
[0011] 光焦度为负的第二弯月透镜和光焦度为负的第Ξ弯月透镜;
[001 ^ 其中,任一所述弯月透镜凸面朝向物侧。
[0013] 由于本发明实施例的第二弯月透镜的光焦度为负,对进入光学系统的光线起到发 散的作用,从而使大视场的光线进入光学系统。
[0014] 可选的,所述第二子透镜组至少包括光焦度为正的第一双凸透镜。
[0015] 可选的,所述第二透镜组至少包括光焦度为正的第二双凸透镜。
[0016] 可选的,所述第Ξ透镜组,沿光轴线从物侧到像侧依次包括:光焦度为正的第Ξ双 凸透镜、光焦度为负的第二双凹透镜W及光焦度为正的第Ξ子透镜组;
[0017] 其中,所述第Ξ双凸透镜和所述第二双凹透镜胶合在一起。
[0018] 由于本发明实施例的第Ξ透镜组中的第Ξ双凸透镜和第二双凹透镜胶合在一起, 对光学系统的色差校正起关键作用;光焦度为正的第Ξ子透镜组,主要校正光学系统的球 差、慧差、场曲和像散,同时减小光学系统主光线出射角,增强像面照度均匀性和色彩还原 度。
[0019] 可选的,所述第Ξ子透镜组沿光轴线从物侧到像侧依次包括:光焦度为正的第四 双凸透镜和光焦度为正的第五双凸透镜;或
[0020] 光焦度为正的第一平凸透镜和光焦度为正的第五双凸透镜,其中,所述第一平凸 透镜朝向物侧的表面为平面。
[0021 ]可选的,所述第Ξ双凸透镜的光学玻璃材质相对于d光的折射率N/和阿贝系数V/ 满足条件式(1):
[0022] Nd"<1.65,Vd"巧 5 (1)
[0023] 可选的,所述第二双凹透镜的光学玻璃材质相对于d光的折射率N/和阿贝系数V/ 满足条件式(2):
[0024] Nd'〉1.7,Vd'(2)
[0025] 由于本发明实施例的第Ξ双凸透镜的光学玻璃材质的Nd"<1.65,Vd"巧5,第二双凹 透镜的光学玻璃材质的N/〉1.7,V/含30,二者组合可W有效地减小系统色差。
[00%]可选的,所述第一透镜组的焦距和透镜系统的焦距满足条件式(3):
[0027] -1.68<fVf<-1.28 (3)
[002引由于本发明实施例的第一透镜组的焦距fi和透镜系统的焦距f满足-1.68 < -1.28,若fVf<-1.68,则第一透镜组承担的光焦度过大,光学系统高级像差增大;若fVf 〉-l.28,则第一透镜组光焦度偏小,视场角难W做大。
[0029] 可选的,所述第Ξ透镜组的焦距和透镜系统的焦距满足条件式(4):
[0030] 2.98 <f3/f< 3.38 (4)
[0031] 由于本发明实施例的第Ξ透镜组的焦距和透镜系统的焦距满足2.98 <f3^< 3.38, 若f3^<2.98,则第Ξ透镜组承担的光焦度过大,光学系统高级像差增大;若f3^〉 3.38, 则第Ξ透镜组光焦度偏小,光学系统的光学总长(TTL)难W做小。
[0032] 可选的,所述第一透镜组的焦距和第Ξ透镜组的焦距满足条件式(5):
[0033] -0.57<fi/f3<-0.37 (5)
[0034] 由于本发明实施例的第一透镜组的焦距和第Ξ透镜组的焦距满足-0.57含fb/f3 <-0.37,fVf3则体现出第一透镜组和第Ξ透镜组的光焦度分配关系,该值过大或者过小, 都会增加光学系统的高级像差,不利于成像质量的提高。而本发明限定-0.57 < fi/f3 <- 0.37,使得第一透镜组和第Ξ透镜组的光焦度比例合理分配,从而提升产品性能。
[0035] 本发明实施例提供了一种镜头,包括上述的透镜系统。
[0036] 由于本发明实施例的镜头,采用上述的透镜系统,像差得到很好地校正,光学崎变 小,成像分辨率高,成像品质优异,并且实现了镜头结构的小型化。
【附图说明】
[0037] 图1(a)为本发明实施例透镜系统的结构示意图(物方处于最左侧位置,像方处于 最右侧位置);
[0038] 图1(b)为本发明实施例透镜系统中第Ξ透镜组第一种可变型的结构示意图;
[0039] 图1(c)为本发明实施例透镜系统中第Ξ透镜组第二种可变型的结构示意图;
[0040] 图1(d)为本发明实施例透镜系统中第Ξ透镜组第Ξ种可变型的结构示意图;
[0041] 图1(e)为本发明实施例透镜系统中第一透镜组第一种可变型的结构示意图;
[0042] 图1(f)为本发明实施例透镜系统中第一透镜组第二种可变型的结构示意图;
[0043] 图2为本发明实施例可见光部分的光学传递函数(MTF)曲线图;
[0044] 图3为本发明实施例红外光部分的光学传递函数(MTF)曲线图;
[0045] 图4为本发明实施例可见光部分的场曲图;
[0046] 图5为本发明实施例可见光部分的崎变图;
[0047] 图6为本发明实施例可见光部分的轴向色差曲线图;
[004引图7为本发明实施例可见光部分的垂轴色差曲线图。
【具体实施方式】
[0049] 本发明实施例提供了一种透镜系统和镜头,用W在满足大视场、低崎变的条件下, 实现更高分辨率成像。
[0050] 本发明实施例提供的一种透镜系统,沿光轴线从物侧到像侧依次包括:光焦度为
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