一種透鏡系統(tǒng)和鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及光學(xué)儀器領(lǐng)域，特別設(shè)及一種透鏡系統(tǒng)和鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，要求可監(jiān)控到的范圍越來越廣、視場(chǎng)越來越大，而 由于崎變的存在，所監(jiān)控的目標(biāo)會(huì)發(fā)生失真和變形，給人們?cè)斐慑e(cuò)誤的視覺和判斷，因此在 保證大視場(chǎng)的條件下，人們必然要求成像崎變?cè)叫≡胶谩?br>[0003] 隨著透鏡加工工藝的改進(jìn)和光學(xué)材料性能的提高，透鏡系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，但 是目前現(xiàn)有的透鏡系統(tǒng)和鏡頭，在大視場(chǎng)、低崎變的條件下，可見光模式下分辨率水平僅能 滿足百萬像素的攝像機(jī)的成像要求，不能滿足目前主流的200萬、300萬、400萬像素?cái)z像機(jī) 的成像要求;并且夜晚切換到紅外模式下，共焦性能很差，實(shí)際成像清晰度比可見光效果更 差。造成運(yùn)一現(xiàn)象的主要原因是:現(xiàn)有的透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀，透鏡的光焦度分配，透鏡的 折射率、阿貝系數(shù)等參數(shù)與成像條件匹配不好，使得透鏡系統(tǒng)的像差并未得到很好的校正， 從而無法實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)性能。
[0004] 綜上所述，現(xiàn)有透鏡系統(tǒng)和鏡頭的像差較大、成像分辨率較低，在大視場(chǎng)、低崎變 的條件下，僅能滿足百萬像素的攝像機(jī)的成像要求，無法滿足目前主流的200萬、300萬、400 萬像素?cái)z像機(jī)的成像要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種透鏡系統(tǒng)和鏡頭，用W在滿足大視場(chǎng)、低崎變的條件下， 實(shí)現(xiàn)更高分辨率成像。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種透鏡系統(tǒng)，沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:光焦度為 負(fù)的第一透鏡組、光焦度為正的第二透鏡組、孔徑光闊和光焦度為正的第Ξ透鏡組；
[0007] 其中，所述第一透鏡組，沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:至少一個(gè)光焦度為正的 第一彎月透鏡、光焦度為負(fù)的第一子透鏡組W及光焦度為正的第二子透鏡組;其中，所述第 一彎月透鏡凸面朝向物側(cè)。
[000引本發(fā)明實(shí)施例中，第一透鏡組中光焦度為正的第一彎月透鏡，可W有效的減小光 學(xué)系統(tǒng)的崎變;光焦度為負(fù)的第一子透鏡組，對(duì)進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光線起到發(fā)散的作用，可W 使大視場(chǎng)的光線進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)可平衡光學(xué)系統(tǒng)的慧差和場(chǎng)曲；光焦度為正的第二子 透鏡組，可W有效的校正光學(xué)系統(tǒng)的球差、場(chǎng)曲，同時(shí)減小第Ξ透鏡組光焦度的壓力;第二 透鏡組的光焦度為正，對(duì)校正光學(xué)系統(tǒng)的像散、場(chǎng)曲、球差起重要作用，并對(duì)快速收斂進(jìn)入 光學(xué)系統(tǒng)的光線起關(guān)鍵作用;第Ξ透鏡組的光焦度為正，可W有效的校正光學(xué)系統(tǒng)的色差、 球差、慧差、場(chǎng)曲和像散，同時(shí)減小光學(xué)系統(tǒng)主光線出射角(CRA)，增強(qiáng)像面照度均勻性和色 彩還原度;因此，可W在滿足大視場(chǎng)、低崎變的條件下，實(shí)現(xiàn)更高分辨率成像。
[0009]可選的，所述第一子透鏡組沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:光焦度為負(fù)的第二 彎月透鏡和光焦度為負(fù)的第一平凹透鏡，其中，所述第一平凹透鏡朝向物側(cè)的表面為平面； 或
[0010] 光焦度為負(fù)的第二彎月透鏡和光焦度為負(fù)的第一雙凹透鏡;或
[0011] 光焦度為負(fù)的第二彎月透鏡和光焦度為負(fù)的第Ξ彎月透鏡；
[001 ^ 其中，任一所述彎月透鏡凸面朝向物側(cè)。
[0013] 由于本發(fā)明實(shí)施例的第二彎月透鏡的光焦度為負(fù)，對(duì)進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光線起到發(fā) 散的作用，從而使大視場(chǎng)的光線進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)。
[0014] 可選的，所述第二子透鏡組至少包括光焦度為正的第一雙凸透鏡。
[0015] 可選的，所述第二透鏡組至少包括光焦度為正的第二雙凸透鏡。
[0016] 可選的，所述第Ξ透鏡組，沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:光焦度為正的第Ξ雙 凸透鏡、光焦度為負(fù)的第二雙凹透鏡W及光焦度為正的第Ξ子透鏡組；
[0017] 其中，所述第Ξ雙凸透鏡和所述第二雙凹透鏡膠合在一起。
[0018] 由于本發(fā)明實(shí)施例的第Ξ透鏡組中的第Ξ雙凸透鏡和第二雙凹透鏡膠合在一起， 對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的色差校正起關(guān)鍵作用；光焦度為正的第Ξ子透鏡組，主要校正光學(xué)系統(tǒng)的球 差、慧差、場(chǎng)曲和像散，同時(shí)減小光學(xué)系統(tǒng)主光線出射角，增強(qiáng)像面照度均勻性和色彩還原 度。
[0019] 可選的，所述第Ξ子透鏡組沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:光焦度為正的第四 雙凸透鏡和光焦度為正的第五雙凸透鏡;或
[0020] 光焦度為正的第一平凸透鏡和光焦度為正的第五雙凸透鏡，其中，所述第一平凸 透鏡朝向物側(cè)的表面為平面。
[0021 ]可選的，所述第Ξ雙凸透鏡的光學(xué)玻璃材質(zhì)相對(duì)于d光的折射率N/和阿貝系數(shù)V/ 滿足條件式(1):
[0022] Nd"<1.65，Vd"巧 5 (1)
[0023] 可選的，所述第二雙凹透鏡的光學(xué)玻璃材質(zhì)相對(duì)于d光的折射率N/和阿貝系數(shù)V/ 滿足條件式(2):
[0024] Nd'〉1.7，Vd'(2)
[0025] 由于本發(fā)明實(shí)施例的第Ξ雙凸透鏡的光學(xué)玻璃材質(zhì)的Nd"<1.65，Vd"巧5,第二雙凹 透鏡的光學(xué)玻璃材質(zhì)的N/〉1.7，V/含30，二者組合可W有效地減小系統(tǒng)色差。
[00%]可選的，所述第一透鏡組的焦距和透鏡系統(tǒng)的焦距滿足條件式(3):
[0027] -1.68<fVf<-1.28 (3)
[002引由于本發(fā)明實(shí)施例的第一透鏡組的焦距fi和透鏡系統(tǒng)的焦距f滿足-1.68 < -1.28，若fVf<-1.68，則第一透鏡組承擔(dān)的光焦度過大，光學(xué)系統(tǒng)高級(jí)像差增大;若fVf 〉-l.28,則第一透鏡組光焦度偏小，視場(chǎng)角難W做大。
[0029] 可選的，所述第Ξ透鏡組的焦距和透鏡系統(tǒng)的焦距滿足條件式(4):
[0030] 2.98 <f3/f< 3.38 (4)
[0031] 由于本發(fā)明實(shí)施例的第Ξ透鏡組的焦距和透鏡系統(tǒng)的焦距滿足2.98 <f3^< 3.38, 若f3^<2.98,則第Ξ透鏡組承擔(dān)的光焦度過大，光學(xué)系統(tǒng)高級(jí)像差增大；若f3^〉 3.38, 則第Ξ透鏡組光焦度偏小，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)(TTL)難W做小。
[0032] 可選的，所述第一透鏡組的焦距和第Ξ透鏡組的焦距滿足條件式(5):
[0033] -0.57<fi/f3<-0.37 (5)
[0034] 由于本發(fā)明實(shí)施例的第一透鏡組的焦距和第Ξ透鏡組的焦距滿足-0.57含fb/f3 <-0.37，fVf3則體現(xiàn)出第一透鏡組和第Ξ透鏡組的光焦度分配關(guān)系，該值過大或者過小， 都會(huì)增加光學(xué)系統(tǒng)的高級(jí)像差，不利于成像質(zhì)量的提高。而本發(fā)明限定-0.57 < fi/f3 <- 0.37,使得第一透鏡組和第Ξ透鏡組的光焦度比例合理分配，從而提升產(chǎn)品性能。
[0035] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鏡頭，包括上述的透鏡系統(tǒng)。
[0036] 由于本發(fā)明實(shí)施例的鏡頭，采用上述的透鏡系統(tǒng)，像差得到很好地校正，光學(xué)崎變 小，成像分辨率高，成像品質(zhì)優(yōu)異，并且實(shí)現(xiàn)了鏡頭結(jié)構(gòu)的小型化。
【附圖說明】
[0037] 圖1(a)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖（物方處于最左側(cè)位置，像方處于 最右側(cè)位置）；
[0038] 圖1(b)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)中第Ξ透鏡組第一種可變型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖1(c)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)中第Ξ透鏡組第二種可變型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖1(d)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)中第Ξ透鏡組第Ξ種可變型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖1(e)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)中第一透鏡組第一種可變型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖1(f)為本發(fā)明實(shí)施例透鏡系統(tǒng)中第一透鏡組第二種可變型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例可見光部分的光學(xué)傳遞函數(shù)(MTF)曲線圖；
[0044] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例紅外光部分的光學(xué)傳遞函數(shù)(MTF)曲線圖；
[0045] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例可見光部分的場(chǎng)曲圖；
[0046] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例可見光部分的崎變圖；
[0047] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例可見光部分的軸向色差曲線圖；
[004引圖7為本發(fā)明實(shí)施例可見光部分的垂軸色差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種透鏡系統(tǒng)和鏡頭，用W在滿足大視場(chǎng)、低崎變的條件下， 實(shí)現(xiàn)更高分辨率成像。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種透鏡系統(tǒng)，沿光軸線從物側(cè)到像側(cè)依次包括:光焦度為