一种超小畸变、超广角光学系统的制作方法
【专利说明】一种超小畸变、超广角光学系统 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种应用于监控，车载系统的高低 温、红外共焦、高像素、低成本、大光圈、小体积、小畸变、超广角光学系统。 【【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，光圈小，体积大；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，就使用了较多数量的玻 璃球面镜片或玻璃非球面镜片，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] 为了解决上述所存在的问题，本实用新型作出有益的改进。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超小 畸变、超广角光学系统，该超小畸变、超广角光学系统成本低，矫正了畸变，在可见光波段有 极好的图像锐利度和色彩还原性，实现像质在不同环境的一致性。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案：
[0006] -种超小畸变、超广角光学系统，包括依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、 光阑、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、滤光片和感光芯片，所述第一镜片、第二镜 片、第三镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片为塑料非球面镜片，所述第四镜片为玻璃非球 面镜片。
[0007] 如上所述第一镜片、第二镜片、第五镜片、第七镜片的焦距为负，所述第三镜片、第 四镜片、第六镜片的焦距为正。
[0008] 如上所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六 镜片、第七镜片的非球面面型满足方程式：Z=cyV{in/Cl-d+k)c2y2] } + a<+a.:yVa_；yn+aV+aVia#+a7yw+asy16,在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径 向坐标，径向坐标的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；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数。
[0009] 本实用新型的有益效果是：
[0010] 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，本实用新型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。
[0011] 2、现有超广角高像素镜头，要不就是没有矫正畸变，要不就是畸变矫正的不够使 镜头周边畸变较大，出现画面堆积，所以周边分辨率不能体现，本实用新型重点矫正了畸 变，使角度在130°时光学畸变做到了 10%以内，使整个画面都能清晰成像。
[0012] 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。
[0013] 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.本实用新型很好 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】】
[0014] 图1为本实用新型的示意图。 【【具体实施方式】】
[0015] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述。
[0016] 如图1所示，一种超小畸变、超广角光学系统，包括依次设置的第一镜片1、第二镜 片2、第三镜片3、光阑4、第四镜片5、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8、滤光片9和感光 芯片10,所述第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8为塑 料非球面镜片，所述第四镜片5为玻璃非球面镜片。
[0017] 如图1所示，在本实施例中，所述第一镜片1、第二镜片2、第五镜片6、第七镜片8 的焦距为负，所述第三镜片3、第四镜片5、第六镜片7的焦距为正，本实用新型在整个画面 都能清晰成像，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。
[0018] 如图1所示，在本实施例中，所述第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、 第四镜片5、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8的非球面面型满足方程式：Z=cyV{1^ [l-：Ci+k)c2v2] }'+aa2y、a;-/+a4yVasyw+a以、a7y-*+asylh,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；a1至a8分别表示各径向 坐标所对应的系数。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 在第七镜片8后面设置有感光芯片10,同时在第七镜片8和感光芯片10之间插入 滤光片9,以滤掉设计波段外的杂光，并在设计时，考虑了滤光片9衬底材料引入的色差，加 以校正，实现最佳的成像效果。
[0023] 下面是本实用新型的实际设计案例：
[0024]
[0025]
[0026] 如上表格之中，S1，S2对应第一镜片1的两个面；S3,S4对应第二镜片2的两个面； S5,S6对应第三镜片3的两个面；S7,S8对应第四镜片5的两个面；S9,S10对应第五镜片 6的两个面；Sll，S12对应第六镜片7的两个面；S13,S14对应第七镜片8的两个面；S15，S16对应滤光片9的两个面。
[0027] 各个面的非球面系数：
[0028]
[0029] 如上表格之中，S1，S2对应第一镜片1的两个面；S3,S4对应第二镜片2的两个面； S5,S6对应第三镜片3的两个面；S7,S8对应第四镜片5的两个面；S9,S10对应第五镜片6 的两个面；Sll，S12对应第六镜片7的两个面；S13,S14对应第七镜片8的两个面。
【主权项】
1. 一种超小崎变、超广角光学系统，其特征在于：包括依次设置的第一镜片（1)、第二 镜片（2)、第立镜片（3)、光阔（4)、第四镜片巧）、第五镜片化）、第六镜片（7)、第屯镜片 (8)、滤光片（9)和感光忍片（10)，所述第一镜片（1)、第二镜片（2)、第=镜片（3)、第五镜 片化）、第六镜片（7)、第屯镜片（8)为塑料非球面镜片，所述第四镜片（5)为玻璃非球面镜 片。2. 根据权利要求1所述的超小崎变、超广角光学系统，其特征在于：所述第一镜片（1)、 第二镜片似、第五镜片化）、第屯镜片做的焦距为负，所述第^镜片（3)、第四镜片巧）、 第六镜片（7)的焦距为正。3. 根据权利要求1或2所述的超小崎变、超广角光学系统，其特征 在于：所述第一镜片（1)、第二镜片（2)、第=镜片（3)、第四镜片巧）、 第五镜片化）、第六镜片（7)、第屯镜片做的非球面面型满足方程式： Z-cyV{1+^ [1- (1吐)姑的]} +曰巧2卡a巧:皆6+枉4户+江读1。+。巧担半..日巧％a巧巧，在公式中，参 数C为半径所对应的曲率，y为径向坐标，径向坐标的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，透镜的面形曲线为楠圆，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；曰1至a8分别 表示各径向坐标所对应的系数。
【专利摘要】本实用新型涉及一种超小畸变、超广角光学系统，其特征在于：包括依次设置的第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)、光阑(4)、第四镜片(5)、第五镜片(6)、第六镜片(7)、第七镜片(8)、滤光片(9)和感光芯片(10)，所述第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)、第五镜片(6)、第六镜片(7)、第七镜片(8)为塑料非球面镜片，所述第四镜片(5)为玻璃非球面镜片，该超小畸变、超广角光学系统成本低，矫正了畸变，在可见光波段有极好的图像锐利度和色彩还原性，实现像质在不同环境的一致性。
【IPC分类】G02B13/18, G02B13/06, G02B1/00, G02B1/04
【公开号】CN204731480
【申请号】CN201520444733
【发明人】刘勇辉, 李建华, 王晓, 王玉荣, 全丽伟, 潘华, 彭同山, 王世勇, 贾丽娜
【申请人】中山联合光电科技股份有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月24日