25mm大靶面高清4K非球面光学系统及成像方法与流程

本发明涉及一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统及成像方法。

背景技术：

现有中长焦安防市场上有各种各样的25mm左右的监控镜头应用于远处监控中，但是，由于焦距较长，色差很难得到很好矫正，必须使用更多玻璃及胶合片设计才可使镜头在像素及性能得到提高。这样就导致镜头很难做到轻小型结构以及经济性的市场趋势。为了提高性能及像素，并做到监控小型化目标，不使用非球面技术，很难通过玻璃材料选择在提高产品性能同时降低成本，结构很难实现轻小型目标。目前，在长焦监控中，鲜有真正意义上的低成本、高像质、低温漂镜头。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统及成像方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统，所述光学系统沿光线自左向右方向依次设有光焦度为负的前组a、光焦度为正的后组b；所述前组a依次设有双凸透镜a-1、双凸透镜a-2和双凹透镜a-3的密接的第一胶合组；所述后组b依次设有第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2、弯月透镜b-3和双凸透镜b-3的密接的第二胶合组。

进一步的，所述光学系统的焦距为f,双凸透镜a-1、第一胶合组、第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2、第二胶合组的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-4mm<<-3mm、-3mm<<-2mm、3.5mm<<4.5mm、2mm<<3mm、2mm<<3mm。

进一步的，f3和f4满必须满足：-1.5mm<<-1.2mm。

进一步的，所述双凸透镜a-1与第一胶合组之间的的空气间隔为0.1mm，第一胶合组与第一非球面透镜b-1之间的的空气间隔为0.23mm，第一非球面透镜b-1与第二非球面透镜b-2之间的的空气间隔为0.1mm，第二非球面透镜b-2与第二胶合组之间的空气间隔为1.56mm。

5.根据权利要求1所述的25mm大靶面高清4k非球面光学系统，其特征在于：所述第二胶合组后右侧设置有滤光片c。

进一步的，所述第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2均为为塑料材料制造。

一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统的成像方法：光路顺序进入前组a、后组b后进行成像。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构透镜少，以超低的成本实现高清摄像水平，实现4k高分辨率，零温漂，在不同温度的恶劣环境依旧可成完善像，能与800万及以下ccd或者cmos适配。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为光学系统示意图；

图2为聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下的mtf图。

图中：

a-1-双凸透镜a-1；a-2-双凸透镜a-2；a-3-双凹透镜a-3；b-1-第一非球面透镜b-1；b-2-第二非球面透镜b-2；b-3-弯月透镜b-3；b-4-双凸透镜b-4；c-滤光片c。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-2所示，一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统，所述光学系统沿光线自左向右方向依次设有光焦度为负的前组a、光焦度为正的后组b；所述前组a依次设有双凸透镜a-1、双凸透镜a-2和双凹透镜a-3的密接的第一胶合组；所述后组b依次设有第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2、弯月透镜b-3和双凸透镜b-3的密接的第二胶合组。

在本实施例中，所述光学系统的焦距为f,双凸透镜a-1、第一胶合组、第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2、第二胶合组的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-4mm<<-3mm、-3mm<<-2mm、3.5mm<<4.5mm、2mm<<3mm、2mm<<3mm。通过对各镜片的光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对于系统焦距f成一定比例，使镜头在420～700nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。

在本例中，f3和f4满必须满足：-1.5mm<<-1.2mm。使得光学系统在能在高温及低温清晰成像，使温漂为零，在恶劣的温度条件下可高清成像，无离焦，后组两片非球面焦距光焦度比例必须满足以上条件。

在本实施例中，所述双凸透镜a-1与第一胶合组之间的的空气间隔为0.1mm，第一胶合组与第一非球面透镜b-1之间的的空气间隔为0.23mm，第一非球面透镜b-1与第二非球面透镜b-2之间的的空气间隔为0.1mm，第二非球面透镜b-2与第二胶合组之间的空气间隔为1.56mm。

5.根据权利要求1所述的25mm大靶面高清4k非球面光学系统，其特征在于：所述第二胶合组后右侧设置有滤光片c。

在本实施例中，前组a负光焦度矫正后组b正光焦度像差，两片非球面矫正所有高级像差及球差。整个关雪系统折射率和光焦度近似比例分配，保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。通过合理分配各镜片焦距，使成像系统球差和场曲同时小，保证轴心和离轴视场像质。通过以上镜片组成的光学系统，光路总长较短，则镜头的体积小；后焦大，可以多种接口的摄像机配合使用。在双高斯基础上增加非球面可以做到更大视场更大通光的光学系统，其中第一非球面透镜b-1、第二非球面透镜b-2为两片塑料非球面，使得该系统像质好，成本低；前组镜片负光焦度，后组镜片正光焦度，保证在高低温环境仍可正常使用。

一种25mm大靶面高清4k非球面光学系统的成像方法：光路顺序进入前组a、后组b后进行成像。

在本实施例中，各个镜片参数如下表：

本实施例提供的光学系统的技术指标如下：焦距：f=25mm；相对孔径f=2.0；视场角：2w≥16°(像方像视场2η′≥ф8mm)；tv畸变：＜-1%；分辨率：可与800万像素高分辨率ccd或cmos摄像机适配；光路总长∑≤30mm，光学后截距l’≥7mm；适用谱线范围：420nm～700nm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。