专利名称：一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统的制作方法
一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统技术领域：
本发明涉及涉及一种光学系统，尤其涉及一种应用于监控、照相、 车载系统的小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统。背景技术：
目前照相、安防、车载用的大视场或中等视场镜头普遍存在这样
的缺点镜头畸变大；外形尺寸较大；边缘相对照度底；分辨率低。 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 了实现边缘照度高，就要把畸变做得大，体积做的大。现在还没有克 服以上全部缺点的镜头。所以现在市场上流行的照相、安防、车载用 的中等视场或大视场镜头，在成本高的同时，体积、畸变较大，且边 缘相对照度不高。这在使用上有很大的不方便，不能满足消费者的方 便观察、体积小、物美价廉等需要。
发明内容
本发明克服了现有技术的畸变大、体积大、照度低等不足，而提 供了一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下列技术方案 一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统，其特征是 包括有依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，在第 三透镜和第四透镜之间设有光阑，所述第一透镜和第三透镜为球面透镜，所述第二透镜和第四透镜为非球面透镜。
如上所述的一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统， 其特征是所述第一透镜和第三透镜的材质为玻璃，第二透镜和第四透 镜的材质为塑料。
如上所述的一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统， 其特征是所述第一透镜、第三透镜和第四透镜的焦距为正，所述第二 透镜的焦距为负且第二透镜的第二面朝向像面方向弯曲。
本发明与现有技术相比具有如下的优点
1、现有变焦镜头畸变普遍较大；本实用新型的镜头畸变很小， 可实现4%以下的畸变;2、现有大视场或中等视场镜头体积普遍较大； 本实用新型的镜头体积小；3、现有大视场或中等视场镜头普遍边缘 相对照度低，本实用新型的镜头边缘照度高；4、现有大视场或中等 视场镜头，边缘分辨率低；本实用新型的镜头边缘分辨率高，在整个 像面上都能成清晰像。
图l是本发明的示意图。具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述 一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统，包括有依 次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4，在第 三透镜3和第四透镜4之间设有光阑6，所述第一透镜1和第三透镜 3为玻璃材料的球面透镜，所述第二透镜2和第四透镜4为光学塑料材料的非球面透镜。所述第一透镜1、第三透镜3和第四透镜4的焦 距为正，所述第二透镜2的焦距为负且第二透镜2的第二面8朝向像
面方向弯曲，如图所示。
小畸变主要通过以下四种方法实现l、第二透镜2采用曲率较
大的负透镜；2、使用非球面；3、光阑设在第三透镜和第四透镜之间。 通过以上三种措施可设计出畸变很小的镜头。而本案例第二透镜2的 曲率较大(见后面的设计案例)，再有第二透镜2和第四透镜4使用 了非球面透镜，使畸变得到进一步的控制，最后光阑6设在第三透镜 3和第四透镜4之间，使之实现小畸变。
体积小主要通过以下方法实现采用塑料非球面与玻璃透镜搭配 使用，这样就减少了透镜数量，减小长度的同时也减小了口径；由于 塑料非球面透镜比玻璃透镜便宜，所以也同时降低了成本，而本案例 则采用塑料非球面与玻璃透镜搭配使用。
其高照度主要是通过以下两种途径实现的1、根据照度要求， 可减少渐晕，直至不设渐晕，这样保证了边缘尽可能多的光线到达像 面；2、边缘光线不进行角度很大的折射，减小了光线的损失。而本 案例不设渐晕，而且边缘光线损失小，所以能达到照度高。
其高分辨率主要通过以下方法实现1、采用宽光谱，而本案例 外界的光线可以直接进入光学系统，光谱宽；2、设计时校正好视场 边缘的像差，在中心分辨率高的同时，充分考虑边缘分辨率；3、设 计的理论解像力适当高于理论需要值，这样就保证了图像是清晰的。
在第四透镜4后面设有感光芯片5，为实现最佳的像面效果，在第四透镜4与感光芯片5之间设有滤光片7，以过滤掉杂光。
下面举一畸变为-3%、光学长度为10毫米、照度65%、 80万像
素的实际设计案例:
序号类型半径间隔(厚度)光学材料直径
1标准12.661.44ZF174>30
2标准167.160.14Air4>30
3非球面1.460,77F4520d>28
4非球面0.66321.03Aircb25
标准-32.471.07LaK18d>25
6标准-3.0170.1Air4>25
7光阑无穷大0,59Air4>16
8非球面-10.9881.48F45204>12
9非球面-1.5322.95Air<H2
10像面无穷大<t>4.7
非球面系数 第二透镜第一面系数:
K: -10.2135 E4: 0,0091035594 E6: 0.0584678 E8: -0,0046785 E10: 0.0007856 E12: 0細0011426E14: -0.0000098621 第二透镜第二面系数 K: -100.4657 E4: -0.91035594 E6: -0.587832 E8: 0.9248574 E10: 0.0129565 E12: -0.273568 E14: -0.15652357
第四透镜(第二塑料非球面)第一面系数:
K: -100.4657 E4: -0.91035594 E6: -0.587832 E8: 0.9248574 E10: 0,0129565 E12: -0.273568
第四透镜(第二塑料非球面)第二面系数:
K: -10.95345 E4: 0.2685232 E6: -0.0925467 E8: 0.0051364 E10: 0.00113356
权利要求
1、一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统，其特征是包括有依次设置的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4)，在第三透镜(3)和第四透镜(4)之间设有光阑(6)，所述第一透镜(1)和第三透镜(3)为球面透镜，所述第二透镜(2)和第四透镜(4)为非球面透镜。
2、 根据权利要求1所述的一种小畸变、小体积、高照度、高分 辨率的光学系统，其特征是所述第一透镜(1)和第三透镜(3)的材 质为玻璃，第二透镜(2)和第四透镜(4)的材质为塑料。
3、 根据权利要求1或2所述的一种小畸变、小体积、高照度、 高分辨率的光学系统，其特征是所述第一透镜(1)、第三透镜(3) 和第四透镜(4)的焦距为正，所述第二透镜(2)的焦距为负且第二 透镜(2)的第二面(8)朝向像面方向弯曲。
全文摘要
本发明涉及一种小畸变、小体积、高照度、高分辨率的光学系统，该光学系统解决了畸变大、体积大、照度低、分辨率低等问题，其包括有依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，在第三透镜和第四透镜之间设有光阑，所述第一透镜和第三透镜为球面透镜，所述第二透镜和第四透镜为非球面透镜；所述第一透镜和第三透镜的材质为玻璃，第二透镜和第四透镜的材质为塑料。本发明主要应用于监控、照相、车载系统等方面。
文档编号G02B13/00GK101666902SQ20081019831
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者李建华, 肖明志 申请人:中山联合光电科技有限公司