一種光學(xué)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了光學(xué)成像系統(tǒng)，包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，第一透鏡和第八透鏡是負(fù)焦距的偶次非球面透鏡，第二透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡是正焦距球面透鏡，第三透鏡是負(fù)焦距球面透鏡，第一透鏡朝物側(cè)的面為凸面、朝像側(cè)的面為凹面，第八透鏡朝物側(cè)的面為凹面、朝像側(cè)的面為凸面，第二透鏡朝物側(cè)的面為凸面、朝像側(cè)的面為凹面；第三透鏡表面均為凹面；第四透鏡表面均為凸面并與第三透鏡膠合；第五透鏡和第七透鏡的表面均為凸面；第六透鏡的表面均為凹面并與第五透鏡和第七透鏡膠合。本發(fā)明大視場角、高像質(zhì)、大孔徑。
【專利說明】一種光學(xué)成像系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前航拍攝像鏡頭被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，但是現(xiàn)有的無人機(jī)航拍鏡頭存在一些 弊端，如大多鏡頭的視場角比較小、像素不夠高，畸變也相應(yīng)較大，拍攝圖片不能真實(shí)有效 地呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情景。
[0003 ]因此，本發(fā)明正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)而提出的。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光學(xué)成像系統(tǒng)，該光學(xué)成像系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)了大視場角、高像質(zhì)、大孔徑等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足無人機(jī)航攝等領(lǐng)域的大視場且小畸變的 成像要求。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有：
[0007] 第一透鏡1，所述的第一透鏡1為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡1朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡1的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0008] 第二透鏡2,所述的第二透鏡2為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡1朝向物側(cè)的表 面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面；
[0009] 第三透鏡3,所述的第三透鏡3為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡3的兩側(cè)表面均 為凹面；
[0010]第四透鏡4,所述的第四透鏡4為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡4的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第四透鏡4與第三透鏡3膠合在一起形成透鏡組；
[0011] 光闌 10;
[0012] 第五透鏡5,所述的第五透鏡5為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡5的兩側(cè)表面 均為凸面；
[0013] 第六透鏡6,所述的第六透鏡6為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡6的兩側(cè)表面 均為凹面；
[0014] 第七透鏡7,所述的第七透鏡7為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡7的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7膠合在一起形成透鏡組；
[0015] 第八透鏡8,所述的第八透鏡8為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡8朝向物側(cè)的 表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡8的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0016] 感光片11。
[0017]如上所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式： fl/f > -1 · 6，3 · 5 < f2/f < 4，（f3+f4)/f > 29 · 6，1 < (f5+f6+f7)/f < 1 · 2，f8/f > -3 · 4;其中， 打汀243汀445汀647和€8是第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、 第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的焦距，f是光學(xué)成像系統(tǒng)的整體焦距。
[0018]如上所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式： vdlensl ^ 52?vdlens3 ^ 52?vdlens4 ^ 52?vdlens7 ^ 52?vdlens2 ^ 41 ?vdlens5 ^ 41 ?vdlens6 ^ 41 ? vdlens8 $ 41 ;中，vdlensl、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7取I vdlens87iE_^ 1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的色 散系數(shù)。
[0019]如上所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式： 0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24，l<Al/A4<1.36,0.63<Tl/T8<0.8,0.5<(Al+ A2+A3+A4)/TL<0.32;其中，BFL是光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)后焦，TL是第一透鏡1與感光片11之 間的距離，A1是第一透鏡1與第二透鏡2之間的空氣間隔，A2是第二透鏡2與第三透鏡3之間 的空氣間隔，A3是第四透鏡4與第五透鏡5之間的空氣間隔，A4是第七透鏡7與第八透鏡8之 間的空氣間隔，T1和T8分別是第一透鏡1和第八透鏡8的鏡片中心厚度。
[0020] 如上所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的第八透鏡8與感光片11之間設(shè)有濾 光片9。
[0021] 如上所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第 五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7為玻璃球面透鏡，所述第一透鏡1和第八透鏡8為玻璃非球面 透鏡，且非球面表面形狀滿足方程：
，在公式中，參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長度單 位相同），k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等 于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k 系數(shù)等于〇時(shí)，透鏡的面形曲線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形; 〇1至〇8 分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1、本發(fā)明的第三透鏡和第四透鏡組成一個(gè)膠合透鏡組，而且第五透鏡、第六透鏡 和第七透鏡也組成一個(gè)膠合透鏡組，這樣的結(jié)構(gòu)可以有效解決系統(tǒng)色差問題，而且能夠降 低光學(xué)系統(tǒng)的公差敏感性，提高像質(zhì)。
[0024] 2、本發(fā)明的第一透鏡和第八透鏡均采用非球面透鏡，這樣的結(jié)構(gòu)使得鏡頭具有較 大視場角的同時(shí)也能有效解決光學(xué)系統(tǒng)的大畸變問題。
[0025] 3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高畫幅，小畸變攝像，而且像面均勻、亮度高、孔徑大(光圈數(shù)達(dá)到 F2.4)。
[0026] 4、本發(fā)明采用了玻璃球面透鏡與玻璃非球面透鏡相組合的結(jié)構(gòu)，因此光學(xué)系統(tǒng)的 幾何傳遞函數(shù)得到很大提高，可以使該產(chǎn)品的銳利度、透過率和色彩還原性均得到顯著提 升。 【【附圖說明】】
[0027]圖1是本發(fā)明示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的光路示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0030] -種光學(xué)成像系統(tǒng)，從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有：
[0031] 第一透鏡1，所述的第一透鏡1為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡1朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡1的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0032] 第二透鏡2,所述的第二透鏡2為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡1朝向物側(cè)的表 面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面；
[0033]第三透鏡3,所述的第三透鏡3為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡3的兩側(cè)表面均 為凹面；
[0034]第四透鏡4,所述的第四透鏡4為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡4的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第四透鏡4與第三透鏡3膠合在一起形成透鏡組；
[0035]光闌 10;
[0036] 第五透鏡5,所述的第五透鏡5為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡5的兩側(cè)表面 均為凸面；
[0037]第六透鏡6,所述的第六透鏡6為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡6的兩側(cè)表面 均為凹面；
[0038] 第七透鏡7,所述的第七透鏡7為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡7的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7膠合在一起形成透鏡組；
[0039]第八透鏡8,所述的第八透鏡8為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡8朝向物側(cè)的 表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡8的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0040] 感光片11。
[0041 ] 第三透鏡3和第四透鏡4組成一個(gè)膠合透鏡組，而且第五透鏡5、第六透鏡6和第七 透鏡7也組成一個(gè)膠合透鏡組，這樣的結(jié)構(gòu)可以有效解決系統(tǒng)色差問題，而且能夠降低光學(xué) 系統(tǒng)的公差敏感性，提高像質(zhì)。該光學(xué)成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大視場角、小畸變、高像質(zhì)和大孔徑 成像，可以用于無人機(jī)航拍等領(lǐng)域。
[0042] 所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:Π/f 2-1.6,3.5<f2/f <4，（f3+f4)/f2 29 · 6，1 < (f5+f6+f7)/f < 1 · 2，f8/f 2 -3 · 4;其中，Π、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8是第一透鏡 1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的焦 距，f是光學(xué)成像系統(tǒng)的整體焦距。光學(xué)成像系統(tǒng)滿足上述表達(dá)式可以解決本發(fā)明結(jié)構(gòu)的光 焦度分配問題，從而降低結(jié)構(gòu)性公差敏感性，提高光學(xué)成像系統(tǒng)的性能。
[0043] 所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:vdiensl 2 52，vdiens3 2 52，vdiens4 2 52，vdiens7 2 52，vdlens2 S 41，vdlens5 S 41，vdlens6 S 41，vdlens8 S 41 ; 中，vdlensl、vdlens2、vdlens3、vdlens4、 vdiens5、vdiens6、vdiens7和vdiens8是第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、 第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的色散系數(shù)。光學(xué)成像系統(tǒng)滿足上述表達(dá)式可以解決系 統(tǒng)軸向色差過大問題，從而實(shí)現(xiàn)中心高分辨率。
[0044] 所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:0.27<f/TL<0.32，0.19<BFL/TL<0.24， 1<八1/^4<1.36,0.63<1'1八8<0.8,0.5<(八1+八2+八3+八4)/11<0.32 ;其中，8卩1^是光學(xué)成 像系統(tǒng)的光學(xué)后焦(光學(xué)系統(tǒng)最后一個(gè)面與成像面的水平距離），TL是第一透鏡1與感光片 11之間的距離，A1是第一透鏡1與第二透鏡2之間的空氣間隔，A2是第二透鏡2與第三透鏡3 之間的空氣間隔，A3是第四透鏡4與第五透鏡5之間的空氣間隔，A4是第七透鏡7與第八透鏡 8之間的空氣間隔，T1和T8分別是第一透鏡1和第八透鏡8的鏡片中心厚度。光學(xué)成像系統(tǒng)滿 足上述表達(dá)式可以使光學(xué)系統(tǒng)有較大的光學(xué)后焦(BFL)的同時(shí)，也可以有效的壓縮光學(xué)系 統(tǒng)總長，縮小體積，并確保加工可行性。
[0045] 所述的第八透鏡8與感光片11之間設(shè)有濾光片9。光線是從濾光片9進(jìn)入像面，考慮 到鏡頭成像時(shí)會(huì)使用CMOS等感光片，濾光片9對(duì)感光片11有一定的保護(hù)作用，同時(shí)也過濾一 部分光線以減少雜光和光斑等，使圖像色彩亮麗和銳利的同時(shí)具有良好的色彩還原性。
[0046] 所述第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7為玻璃 球面透鏡，所述第一透鏡1和第八透鏡8為玻璃非球面透鏡，且非球面表面形狀滿足方程：
，在公式中，參 數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長度單位相同），k為圓錐二次曲線系 數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋 物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲 線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形; 〇1至〇8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng) 的系數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有： 第一透鏡（1)，所述的第一透鏡（1)為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡（1)朝向物側(cè) 的表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡(1)的兩側(cè)表面均為偶次非球面； 第二透鏡(2)，所述的第二透鏡(2)為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡（1)朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面； 第三透鏡(3)，所述的第三透鏡(3)為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡(3)的兩側(cè)表面 均為凹面； 第四透鏡(4)，所述的第四透鏡(4)為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡(4)的兩側(cè)表 面均為凸面，并且第四透鏡(4)與第三透鏡(3)膠合在一起形成透鏡組； 光闌（10); 第五透鏡(5)，所述的第五透鏡(5)為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡(5)的兩側(cè)表 面均為凸面； 第六透鏡(6)，所述的第六透鏡(6)為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡(6)的兩側(cè)表 面均為凹面； 第七透鏡(7)，所述的第七透鏡(7)為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡(7)的兩側(cè)表 面均為凸面，并且第五透鏡(5 )、第六透鏡(6)和第七透鏡(7)膠合在一起形成透鏡組； 第八透鏡(8)，所述的第八透鏡(8)為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡(8)朝向物側(cè) 的表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡(8)的兩側(cè)表面均為偶次非球面； 感光片（11)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表 達(dá)式：fl/f > -1 · 6，3 · 5 < f2/f < 4，（f3+f4)/f > 29 · 6，1 < (f5+f6+f7)/f < 1 · 2，f8/f > -3 · 4; 其中，0 4243 4445 4647和€8是第一透鏡（1)、第二透鏡（2)、第三透鏡（3)、第四透鏡 (4)、第五透鏡(5)、第六透鏡(6)、第七透鏡(7)和第八透鏡(8)的焦距，f是光學(xué)成像系統(tǒng)的 整體焦距。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如 卜.： vdlensl ^ 52 ? vdlens3 ^ 52 ? vdlens4 ^ 52 ? vdlens7 ^ 52 ? vdlens2 ^ 41 ?vdlens5 ^ 41 ? vdlens6 $ 41，vdlens8 $ 41 ;中，vdlensl、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7矛口vdlens87iE_^ 透鏡（1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)、第五透鏡(5)、第六透鏡(6)、第七透鏡 (7)和第八透鏡(8)的色散系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表 達(dá)式：0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24，l<Al/A4<1.36,0.63<Tl/T8<0.8,0.5 < (A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中，BFL是光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)后焦，TL是第一透鏡（1)與感 光片（11)之間的距離，A1是第一透鏡（1)與第二透鏡(2)之間的空氣間隔，A2是第二透鏡(2) 與第三透鏡(3)之間的空氣間隔，A3是第四透鏡(4)與第五透鏡(5)之間的空氣間隔，A4是第 七透鏡(7)與第八透鏡(8)之間的空氣間隔，T1和T8分別是第一透鏡（1)和第八透鏡(8)的鏡 片中心厚度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的第八透鏡（8)與感光片 (11)之間設(shè)有濾光片(9)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、 第四透鏡(4)、第五透鏡(5)、第六透鏡(6)、第七透鏡(7)為玻璃球面透鏡，所述第一透鏡（1) 和第八透鏡(8)為玻璃非球面透鏡，且非球面表面形狀滿足方程:Z=cyV { ?.+^j [l~ (l+k) c：2：y2] } + a jy"·)· a 2>,J+ α 作6+ a 4·^+ a ti a 7yu+ α 辦.1、在公式中，參數(shù)c為 半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長度單位相同），k為圓錐二次曲線系數(shù);當(dāng) k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線； 當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲線為圓 形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形; 〇1至〇8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK105866927SQ201610319143
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】薛雷濤, 黃聲齊, 鄒文彬, 高鑒, 王學(xué)寶, 馮建設(shè), 肖明志
【申請人】中山聯(lián)合光電科技股份有限公司