一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前監(jiān)控，車(chē)載鏡頭所用鏡頭普遍存在這樣的缺點(diǎn)：鏡頭高低溫、紅外不共焦， 成本高；超廣角鏡頭的畸變大等，現(xiàn)在只有少數(shù)鏡頭，在犧牲其它方面的情況下改善某個(gè)方 面，比如為了實(shí)現(xiàn)高低溫、紅外共焦及高像素，就使用了玻璃非球面鏡片，提高了成本，不 能滿(mǎn)足消費(fèi)者低成本的需求；亦或者超廣角鏡頭的畸變根本沒(méi)有矯正，存在畸變大的缺陷。
[0003] 現(xiàn)有高低溫，紅外共焦、高像素、超廣角鏡頭普遍采用全玻璃球面或玻璃非球面 加玻璃球面鏡片，鏡片的成本較高。
[0004] 為了解決上述所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型作出有益的改進(jìn)。 【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高低 溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，該高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)采用 塑料非球面加上價(jià)格較低的玻璃非球面，從而使成本大幅降低，很好的解決了高低溫、紅 外焦點(diǎn)不重合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)像質(zhì)在不同環(huán)境的一致性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了下述技術(shù)方案：
[0007] -種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，包括有依次設(shè)置的第一枚鏡 片、第二枚鏡片、第三枚鏡片、光闌、第四枚鏡片、第五枚鏡片、第六枚鏡片、濾光片、保護(hù)玻 璃以及感光芯片，所述第一枚鏡片、第二枚鏡片、第三枚鏡片、第五枚鏡片、第六枚鏡片為塑 料非球面鏡片，所述第四枚鏡片為玻璃非球面鏡片。
[0008] 如上所述第一枚鏡片、第二枚鏡片和第五枚鏡片的焦距為負(fù)，所述第三枚鏡片、第 四枚鏡片和第六枚鏡片的焦距為正。
[0009] 如上所述第一枚鏡片、第二枚鏡片、第三枚鏡片、第四枚鏡片、第五枚鏡片和第六 枚鏡片的非球面面型滿(mǎn)足方程式：Z=C//
sy16,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(zhǎng)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；a i 至〇8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
[0010] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0011] 1、現(xiàn)有高低溫，紅外共焦、高像素、超廣角鏡頭普遍采用全玻璃球面或玻璃非球 面加玻璃球面鏡片，本實(shí)用新型主要采用塑料非球面加上價(jià)格較低的玻璃非球面，從而使 成本大幅降低。
[0012] 2、現(xiàn)有超廣角高像素鏡頭，因?yàn)橹苓吇冚^大，出現(xiàn)畫(huà)面堆積，所以周邊分辨率 不能體現(xiàn)，本實(shí)用新型重點(diǎn)矯正了畸變，使整個(gè)畫(huà)面都能清晰成像。
[0013] 3、現(xiàn)有高像素監(jiān)控鏡頭在圖像銳利度和色彩還原性上容易失衡，本鏡頭采用寬光 譜1:1:1設(shè)計(jì)，在可見(jiàn)光波段有極好的圖像銳利度和色彩還原性。
[0014] 4、現(xiàn)有高像素監(jiān)控鏡頭在高低溫、紅外上不能實(shí)現(xiàn)共焦，產(chǎn)生白光常溫（20° )下 對(duì)好焦后，高低溫和紅外環(huán)境下出現(xiàn)嚴(yán)重焦點(diǎn)不重合，像面模糊的情況，本實(shí)用新型很好 的解決了高低溫、紅外焦點(diǎn)不重合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)像質(zhì)在不同環(huán)境的一致性。 【【附圖說(shuō)明】】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017] 如圖1所示，一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，包括有依次設(shè)置的 第一枚鏡片1、第二枚鏡片2、第三枚鏡片3、光闌4、第四枚鏡片5、第五枚鏡片6、第六枚鏡 片7、濾光片8、保護(hù)玻璃9以及感光芯片10,所述第一枚鏡片1、第二枚鏡片2、第三枚鏡片 3、第五枚鏡片6、第六枚鏡片7為塑料非球面鏡片，所述第四枚鏡片5為玻璃非球面鏡片，本 實(shí)用新型主要采用塑料非球面加上價(jià)格較低的玻璃非球面，從而使成本大幅降低，本實(shí)用 新型重點(diǎn)矯正了畸變，使整個(gè)畫(huà)面都能清晰成像。
[0018] 在本實(shí)施例中，所述感光芯片型號(hào)為1/2.8,其對(duì)角線高度為6. 4mm，像素尺寸為 3 μ mX 3 μ m
[0019] 如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述第一枚鏡片I、第二枚鏡片2和第五枚鏡片6的 焦距為負(fù)，所述第三枚鏡片3、第四枚鏡片5和第六枚鏡片7的焦距為正，本鏡頭采用寬光 譜1:1:1設(shè)計(jì)，在可見(jiàn)光波段有極好的圖像銳利度和色彩還原性，本實(shí)用新型很好的解決 了高低溫、紅外焦點(diǎn)不重合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)像質(zhì)在不同環(huán)境的一致性。
[0020] 如圖1所示，在本實(shí)施例中，所述第一枚鏡片1、第二枚鏡片2、第三枚 鏡片3、第四枚鏡片5、第五枚鏡片6和第六枚鏡片7的非球面面型滿(mǎn)足方程式：
，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(zhǎng)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α 8分別表示 各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
[0021] 高低溫共焦主要通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)：采用不同的塑料材料對(duì)應(yīng)的膨脹系數(shù)不同， 再設(shè)計(jì)出不同的面型，使高低溫時(shí)面型產(chǎn)生互補(bǔ)，從而使高低溫時(shí)像質(zhì)保持不變。
[0022] 紅外共焦主要通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)：合理分配不同塑料材料折射率Nd，阿貝數(shù)Vd 值，通過(guò)設(shè)計(jì)合理面型，使鏡頭在對(duì)白光成像清楚的前提下同時(shí)滿(mǎn)足紅外光線的成像清晰。
[0023] 其高像素主要通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn)：1、高效率的材料搭配，依據(jù)各個(gè)透鏡的正負(fù)，合 理地分配折射率Nd和阿貝數(shù)Vd值，在依此選擇合適的材料；2、設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)提升中心分辨 率的同時(shí)，充分重視周邊視場(chǎng)的像差校正，保證整個(gè)畫(huà)面畫(huà)質(zhì)均勻；3、采用寬光譜1: 1:1設(shè) 計(jì)，從而保證了高質(zhì)的圖像銳利度和色彩還原性。
[0024] 在第六枚鏡片7后面設(shè)置有感光芯片10,同時(shí)在第六枚鏡片7和感光芯片10之間 插入濾光片8,保護(hù)玻璃9,以濾掉設(shè)計(jì)波段外的雜光，并在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了濾光片6和保護(hù) 玻璃7的襯底材料引入的色差，加以校正，實(shí)現(xiàn)最佳的成像效果。
[0025] 在高溫約60度和低溫約零下30度的溫度下是共焦的；在可見(jiàn)光和紅外光狀態(tài)下 也是共焦的。
[0026] 下面是本實(shí)用新型的實(shí)際設(shè)計(jì)案例：
[0029] 如上表格之中，SI，S2對(duì)應(yīng)第一枚鏡片1的兩個(gè)面，S3, S4對(duì)應(yīng)第二枚鏡片2的兩 個(gè)面，S5, S6對(duì)應(yīng)第三枚鏡片3的兩個(gè)面，S7, S8對(duì)應(yīng)第四枚鏡片5的兩個(gè)面，S9, SlO對(duì)應(yīng) 第五枚鏡片6的兩個(gè)面，Sll，S12對(duì)應(yīng)第六枚鏡片7的兩個(gè)面，S13, S14對(duì)應(yīng)濾光片8的兩 個(gè)面，S15, S16對(duì)應(yīng)保護(hù)玻璃9的兩個(gè)面。
[0030] 各個(gè)面的非球面系數(shù)：
[0033] 如上表格之中，SI，S2對(duì)應(yīng)第一枚鏡片1的兩個(gè)面，S3, S4對(duì)應(yīng)第二枚鏡片2的兩 個(gè)面，S5, S6對(duì)應(yīng)第三枚鏡片3的兩個(gè)面，S7, S8對(duì)應(yīng)第四枚鏡片5的兩個(gè)面，S9, SlO對(duì)應(yīng) 第五枚鏡片6的兩個(gè)面，Sll，S12對(duì)應(yīng)第六枚鏡片7的兩個(gè)面，S13, S14對(duì)應(yīng)濾光片8的兩 個(gè)面，S15, S16對(duì)應(yīng)保護(hù)玻璃9的兩個(gè)面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：包括有依次設(shè)置的 第一枚鏡片（1)、第二枚鏡片（2)、第三枚鏡片（3)、光闌（4)、第四枚鏡片（5)、第五枚鏡片 (6)、第六枚鏡片（7)、濾光片（8)、保護(hù)玻璃（9)以及感光芯片（10)，所述第一枚鏡片（1)、 第二枚鏡片（2)、第三枚鏡片（3)、第五枚鏡片（6)、第六枚鏡片（7)為塑料非球面鏡片，所述 第四枚鏡片（5)為玻璃非球面鏡片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所 述第一枚鏡片（1)、第二枚鏡片（2)和第五枚鏡片（6)的焦距為負(fù)，所述第三枚鏡片（3)、第 四枚鏡片（5)和第六枚鏡片（7)的焦距為正。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在 于：所述第一枚鏡片（1)、第二枚鏡片（2)、第三枚鏡片（3)、第四枚鏡片（5)、第五枚鏡片（6)4/+aJ1Vaa7y14+a8ylfi,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(zhǎng)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；a1至a8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高低溫、紅外共焦、高像素、小畸變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：包括有依次設(shè)置的第一枚鏡片(1)、第二枚鏡片(2)、第三枚鏡片(3)、光闌(4)、第四枚鏡片(5)、第五枚鏡片(6)、第六枚鏡片(7)、濾光片(8)、保護(hù)玻璃(9)以及感光芯片(10)，所述第一枚鏡片(1)、第二枚鏡片(2)、第三枚鏡片(3)、第五枚鏡片(6)、第六枚鏡片(7)為塑料非球面鏡片，所述第四枚鏡片(5)為玻璃非球面鏡片，該光學(xué)系統(tǒng)采用塑料非球面加上價(jià)格較低的玻璃非球面,從而使成本大幅降低，很好的解決了高低溫、紅外焦點(diǎn)不重合問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)像質(zhì)在不同環(huán)境的一致性。
【IPC分類(lèi)】G02B13/00, G02B13/06, G02B13/14, G02B13/18, G02B1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204758904
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520213108
【發(fā)明人】劉勇輝, 李建華, 王曉, 王玉榮, 彭嘉龍, 潘華, 彭同山, 王世勇, 賈麗娜, 龔俊強(qiáng)
【申請(qǐng)人】中山聯(lián)合光電科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日