一种定焦光学系统的制作方法

文档序号:15344012发布日期:2018-09-04 22:32阅读:341来源:国知局

本发明涉及一种光学系统,尤其是涉及一种能够应用于车载或者监控领域的定焦光学系统。



背景技术:

随着社会经济及科技的迅速发展,车载成像及安防监控系统变得越来越普及和高端。并且随着半导体制造业的工艺日益成熟,芯片的像素尺寸越来越小,越来越紧凑。高分辨率的成像系统的需求在日益增加。

因为广角系统具有大视场特点,一次图像采集可实现更多信息量。所以广角系统在车载环视及大视野监控领域有极大优势。一般的广角镜头采用5片或者更多的镜片实现广角效果,一般广角系统最大视场角在180度左右。但现有的广角镜头的长度较大,不利于镜头的小型化要求。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种满足光学系统的小型化,轻质量,高分辨率,大广角,低温漂的要求,本发明提出一种能够应用于车载或者监控领域的定焦光学系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种定焦光学系统,从物侧到像侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜,所述的第一透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第二透镜具有负光焦度,物侧凸面,像侧凹面;所述的第三透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第四透镜像侧面为凸面,当光焦度为正时,c4o≥0,c4o为第四镜片物侧面的曲率,当光焦度为负时,第四透镜物侧面为凹面;所述的第五透镜具有正光焦度,双凸面;所述的第六透镜具有负光焦度,双凹面;所述的第七透镜具有正光焦度,双凸面;

并且满足:1.28<imeg/f<2.22;

0.105<imeg/ttl<0.167;

其中,imeg为最大半像高,ttl为第一透镜物侧面至成像面的轴上距离,f为系统焦距。

f满足:0.9mm≤f≤1.4mm;光学总长满足:12mm≤ttl≤17mm。

进一步的,系统满足以下关系式:1.4<f5<5,其中,f5为第五透镜的有效焦距。

进一步的,当所述的第四透镜为正光焦度时:满足8≤f4/f≤11,并且,c4o≥0,其中,f4为第四透镜的有效焦距,当所述的第四透镜为负光焦度时,f4<-200mm。

进一步的,所述的第三透镜、所述的第六透镜和所述的第七透镜为非球面塑料镜片。

进一步的,所述的第五透镜与所述的第六透镜满足0.5<r5i/r6o<1.3,其中,r5i为第五透镜像侧面的曲率半径;r6o为第六透镜物侧面的曲率半径。

进一步的,所述的第七透镜之后设置有滤光片。

与现有技术相比,本发明的优点在于搭配合理地光焦度,通过合理地参数匹配,实现高分辨率,成像质量好,成本低,小型化光学系统设计;本发明具有小型化,轻质量,超大视角,可达200°,可实现大范围监控的目的;而采用玻塑混合的组合方式,实现低温漂的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的光学结构图;

图2是本发明实施例1的传递函数曲线图;

图3是本发明实施例1的畸变图;

图4是本发明实施例1的相对照度图;

图5是本发明实施例2的光学结构图;

图6是本发明实施例2的传递函数曲线图;

图7是本发明实施例2的畸变图;

图8是本发明实施例2的相对照度图;

图9是本发明实施例3的光学结构图;

图10是本发明实施例3的传递函数曲线图;

图11是本发明实施例3的畸变图;

图12是本发明实施例3的相对照度图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一:

本实施例七片式定焦光学系统参考附图1。从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜l1,具有负光焦度的第二透镜l2,具有正光焦度的第三透镜l3,具有正光焦度的第四透镜l4,孔径光阑sto,具有正光焦度的第五透镜l5,具有负光焦度的第六透镜l6,具有正光焦度的第七透镜l7,滤光片l8,芯片保护玻璃l9。

其中:l1为物侧面s1o凸面,像侧面s1i凹面的负透镜,焦距为f1,l2为物侧面s2o中心凸面,像侧面s2i凹面的负透镜,焦距为f2,l3为物侧面s3o和像侧面s3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,l4为物侧面s4o平面,像侧面s4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足c4o=0,l5为物侧面s5o和像侧面s5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,l6为物侧面s6o和像侧面s6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,l7为物侧面s7o和像侧面s7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,l8为物侧面s8o和像侧面s8i均为平面的滤光片,l9为物侧面s9o和像侧面s9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为simg。

本实施例中,第一透镜l1,第四透镜l4以及第五透镜l5为玻璃材料,第二透镜l2,第三透镜l3,第六透镜l6及第七透镜l7为塑料材料;第二透镜l2,第三透镜l3,第六透镜l6及第七透镜l7分别为非球面透镜,其面型满足以下方程式:

y代表透镜垂直光轴的径向坐标值,z为非球面透镜沿光轴方向在高度为y的位置时,距非球面顶点的距离矢高,c=1/r,r表示对应非球面透镜面型中心曲率半径,k表示圆锥系数,参数a、b、c、d、e、f为高次非球面系数。

本实施例的主要设计参数见下表:

其中,c4o为第四镜片物侧面的曲率;r5i为第五透镜像侧面的曲率半径;r6o为第六透镜物侧面的曲率半径。imeg为最大半像高。

本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:

本实施例中非球面透镜高次项系数见下(a:4阶项,b:6阶项c:8阶项d:10阶项e:12阶项):

本发明实施例1采用七片式结构,实现较短焦距1.28mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14.2mm的高清成像系统。

实施例二:

本实施例所述的七片式定焦光学系统参考附图5.从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜l1,具有负光焦度的第二透镜l2,具有正光焦度的第三透镜l3,具有正光焦度的第四透镜l4,孔径光阑sto,具有正光焦度的第五透镜l5,具有负光焦度的第六透镜l6,具有正光焦度的第七透镜l7,滤光片l8,芯片保护玻璃l9。

其中:l1为物侧面s1o凸面,像侧面s1i凹面的负透镜,焦距为f1,l2为物侧面s2o中心凸面,像侧面s2i凹面的负透镜,焦距为f2,l3为物侧面s3o和像侧面s3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,l4为物侧面s4o凸面,像侧面s4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足c4o>0,l5为物侧面s5o和像侧面s5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,l6为物侧面s6o和像侧面s6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,l7为物侧面s7o和像侧面s7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,l8为物侧面s8o和像侧面s8i均为平面的滤光片,l9为物侧面s9o和像侧面s9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为simg。

本实施例的主要设计参数见下表:

其中,c4o为第四镜片物侧面的曲率;r5i为第五透镜像侧面的曲率半径;r6o为第六透镜物侧面的曲率半径。imeg为最大半像高。

本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:

本实施例中非球面透镜高次项系数见下(a:4阶项,b:6阶项c:8阶项d:10阶项e:12阶项):

本发明实施例2采用七片式结构,实现较短焦距1.27mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14mm左右的高清成像系统。

实施例三:

本实施例所述的七片式定焦光学系统参考附图9.从物侧到像侧依次设置有:具有负光焦度的第一透镜l1,具有负光焦度的第二透镜l2,具有正光焦度的第三透镜l3,具有负光焦度的第四透镜l4,孔径光阑sto,具有正光焦度的第五透镜l5,具有负光焦度的第六透镜l6,具有正光焦度的第七透镜l7,滤光片l8,芯片保护玻璃l9。

其中:l1为物侧面s1o凸面,像侧面s1i凹面的负透镜,焦距为f1,l2为物侧面s2o中心凸面,像侧面s2i凹面的负透镜,焦距为f2,l3为物侧面s3o和像侧面s3i均为凸面的正透镜,焦距为f3,l4为物侧面s4o凹,像侧面s4i凸面的正透镜,焦距为f4,此时满足c4o=0,l5为物侧面s5o和像侧面s5i均为凸面的正透镜,焦距为f5,l6为物侧面s6o和像侧面s6i均为凹面的负透镜,焦距为f6,l7为物侧面s7o和像侧面s7i均为凸面的正透镜,焦距为f7,l8为物侧面和s8o像侧面s8i均为平面的滤光片,l9为物侧面s9o和像侧面s9i均为平面的芯片保护玻璃,成像面为simg。

本实施例的主要设计参数见下表:

其中,r5i为第五透镜像侧面的曲率半径;r6o为第六透镜物侧面的曲率半径。imeg为最大半像高。

本实施例中,整个镜头的物理光学参数如下表示:

本实施例中非球面透镜高次项系数见下(a:4阶项,b:6阶项c:8阶项d:10阶项e:12阶项):

本发明实施例3采用七片式结构,实现较短焦距1.2mm左右,最大视场角可达到200度以上,体积小巧,本实施例为总长14mm左右的高清成像系统。

以上,所展示的仅为本发明的个别实施例,不能限定本发明的权利保护范围,因此,依据本发明申请专利范围所做的等同变化,仍属于本发明所涵盖的范围。

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