一种无光环境下的光学成像系统的制作方法

本申请涉及一种光学系统，特别是涉及一种无光环境下的光学成像系统。

背景技术

随着目前安防监控人脸识别、移动支付技术的不断发展，除了要求图像越来越清晰外，对环境也提出了更高要求，尤其是在黑暗微光甚至无光的环境也能使得画质看清；如遇到非常规/系统没有补光情况下，那么普通光学系统因自身光圈不大，所呈画面就是一个黑暗的画质；而目前市面的光学镜头产品，基本上都是以常规光圈为主，如f#1.6、f#1.8甚至更f#2.0以上；难以达到大光圈范畴。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无光环境下的光学成像系统，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本申请实施例公开一种无光环境下的光学成像系统，沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和像面；所述第一透镜为弯月型负透镜，所述第二透镜为双凹型负透镜，所述第三透镜为双凸型正透镜，所述第四透镜为双凸型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜，所述第六透镜为双凹型负透镜，所述第七透镜为双凸型正透镜，所述第八透镜为双凸型正透镜，所述第九透镜为弯月型正透镜。

优选的，所述第二透镜、第四透镜和第七透镜由高折射率材质制成，所述光学成像系统满足：

1.8＜f2＜1.9；

1.90＜f4＜1.95；

1.81＜f7＜1.85；

其中：f2为第二透镜的折射率，f4为第四透镜的折射率，f7为第七透镜的折射率。

优选的，所述第三透镜和第八透镜有抵色散材质制成，所述光学成像系统满足：70＜v3＜82；70＜v8＜82；其中：v3为第三透镜的阿贝系数，v3为第八透镜的阿贝系数。

优选的，所述第五透镜和第六透镜组成第一胶合透镜组，所述第八透镜和第九透镜组成第二胶合透镜组。

优选的，所述光学成像系统满足：其中：为第一胶合透镜组的光焦度，为第二胶合透镜组的光焦度。

优选的，所述第九透镜与像面的光学有效距离为6.1mm。

优选的，所述透镜的结构口径为φ11.5mm。

优选的，所述光学成像系统满足：

其中：为第一透镜的光焦度，为第二透镜的光焦度，为第三透镜的光焦度，为第四透镜的光焦度，为第五透镜的的光焦度，为第六透镜的光焦度，为第七透镜的光焦度，为第八透镜的光焦度，为第九透镜的的光焦度。

优选的，所述光学成像系统满足：

4.2mm＜δ1＜4.5mm；

1.8mm＜δ2＜2.0mm；

3.2mm＜δ3＜3.5mm；

0.08mm＜δ4＜0.2mm；

0.08mm＜δ5＜0.2mm；

0.7mm＜δ6＜0.9mm；

0.1mm＜δ7＜0.3mm；

其中：δ1为第一透镜和第二透镜之间的光学间隔，δ2为第二透镜和第三透镜之间的光学间隔，δ3为第三透镜和光阑之间的光学间隔，δ4为光阑与第四透镜之间的光学间隔，δ5为第四透镜和第五透镜之间的光学间隔，δ6为第六透镜和第七透镜之间的光学间隔，δ7为第八透镜和第九透镜之间之间的的光学间隔。

优选的，所述第三透镜靠近物面一侧的光学曲率半径为102，所述第九透镜靠近像面一侧的光学曲率半径为96。

与现有技术相比，本申请的无光条件下的光学成像系统，包含九枚光学透镜，其中有三枚为高折射率材质制成，两枚为低色散材质支撑，从而可以有效提高光圈大小及系统的有效像素分辨率通过该系统的超大光圈，可以使得更多的光线进入到系统中，从而实现黑暗微光环境下也能够看清场景，如在夜晚情况下使用，成像画质犹如白昼效果一般。该系统可广泛用于人脸识别、安防监控等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中无光条件下的光学成像系统示意图；

图2为本发明具体实施例中无光条件下的光学成像系统的光学像差示意图；

图3为本发明具体实施例中无光条件下的光学成像系统的场曲及畸变示意图；

图4为本发明具体实施例中无光条件下的光学成像系统的点列示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1所示，本申请实施例公开一种无光环境下的光学成像系统，沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、孔径光阑10、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9和像面；第一透镜为弯月型负透镜，第二透镜为双凹型负透镜，第三透镜为双凸型正透镜，第四透镜为双凸型正透镜，第五透镜为双凸型正透镜，第六透镜为双凹型负透镜，第七透镜为双凸型正透镜，第八透镜为双凸型正透镜，第九透镜为弯月型正透镜。

在该技术方案中，像面优选实用ccd，且孔径光阑10位于第三透镜3和第四透镜4之间，且孔径光阑与第四透镜间隔更小。

优选的，第二透镜2、第四透镜4和第七透镜7由高折射率材质制成，光学成像系统满足：

1.8＜f2＜1.9；

1.90＜f4＜1.95；

1.81＜f7＜1.85；

其中：f2为第二透镜2的折射率，f4为第四透镜4的折射率，f7为第七透镜7的折射率。

优选的，第三透镜3和第八透镜8有抵色散材质制成，光学成像系统满足：70＜v3＜82；70＜v8＜82；其中：v3为第三透镜3的阿贝系数，v3为第八透镜8的阿贝系数。

优选的，第五透镜5和第六透镜6组成第一胶合透镜组，第八透镜8和第九透镜9组成第二胶合透镜组。

在该技术方案中，本系统采用两组透镜直接相靠接触，无需其他零件，节省成本。

优选的，光学成像系统满足：其中：为第一胶合透镜组的光焦度，为第二胶合透镜组的光焦度。

优选的，第九透镜9与像面的光学有效距离为6.1mm。

在该技术方案中，本申请实施例的光学后截距为6.1mm。

优选的，透镜的结构口径为φ11.5mm。

在该技术方案中，由于本申请实施例的光圈较大，因此本申请实施例的所有透镜的结构口径也要大于一般常规的光学系统。

优选的，光学成像系统满足：

其中：为第一透镜1的光焦度，为第二透镜2的光焦度，为第三透镜3的光焦度，为第四透镜4的光焦度，为第五透镜5的的光焦度，为第六透镜6的光焦度，为第七透镜7的光焦度，为第八透镜8的光焦度，为第九透镜9的的光焦度。

优选的，光学成像系统满足：

4.2mm＜δ1＜4.5mm；

1.8mm＜δ2＜2.0mm；

3.2mm＜δ3＜3.5mm；

0.08mm＜δ4＜0.2mm；

0.08mm＜δ5＜0.2mm；

0.7mm＜δ6＜0.9mm；

0.1mm＜δ7＜0.3mm；

其中：δ1为第一透镜1和第二透镜2之间的光学间隔，δ2为第二透镜2和第三透镜3之间的光学间隔，δ3为第三透镜3和光阑10之间的光学间隔，δ4为光阑10与第四透镜4之间的光学间隔，δ5为第四透镜4和第五透镜5之间的光学间隔，δ6为第六透镜6和第七透镜7之间的光学间隔，δ7为第八透镜8和第九透镜9之间之间的的光学间隔。

优选的，第三透镜3靠近物面一侧的光学曲率半径为102，第九透镜9靠近像面一侧的光学曲率半径为96。

在该技术方案中，第三透镜3靠近物面一侧和第九透镜9靠近像面一侧的光学曲率半径相对于另一面为较大数值，便于区分凹凸面。

图2、图3和图4所示为本发明具体实施例中无光条件下的光学成像系统光学像差示意图、场曲及畸变示意图和点列示意图。

综上所述，与现有技术相比，本申请的无光条件下的光学成像系统，包含九枚光学透镜，其中有三枚为高折射率材质制成，两枚为低色散材质支撑，从而可以有效提高光圈大小及系统的有效像素分辨率通过该系统的超大光圈，可以使得更多的光线进入到系统中，从而实现黑暗微光环境下也能够看清场景，如在夜晚情况下使用，成像画质犹如白昼效果一般。该系统可广泛用于人脸识别、安防监控等领域。本系统的九块光学透镜的焦度合理分配，可以实现该系统实现以下条件：焦距f4.0mm；光圈f#＝1.0芯片1/2.5”总长ttl＜31mm。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。