一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，从物侧起依次包括又第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、光阑(4)、第四透镜(5)、第五透镜(6)、第六透镜(7)、滤光片(8)以及像面(9)，所述第一透镜(1)为弯月形球面透镜、第二透镜(2)为弯月形非球面透镜、第三透镜(3)为双凸形非球面透镜、第四透镜(5)为双凸形球面透镜、第五透镜(6)弯月形球面透镜、第六透镜(7)为弯月形非球面透镜。
【专利说明】一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统 【【技术领域】】
[0001] 本实用新型涉及一种光学系统，尤其涉及一种应用于车载、监控系统的低温漂、寿 命长、低成本、超高清光学系统。 【【背景技术】】
[0002] 目前车载、监控用的高像素、日夜两用光学系统普遍存在这样的缺点：成本高、温 漂大、使用寿命短、日夜不能成同等清晰的像等等。目前市场上还没有镜头能够同时克服上 述缺点，只有少数镜头，在牺牲其它方面的情况下改善某个方面，比如为了实现日夜都能成 同等清晰的图像，就得使系统的成本增加、温漂加大、使用寿命减小等。使用过程受环境影 响非常大，常温下能拍摄到清晰图片，但高温和低温环境不能够拍摄到清晰的图片，或者在 复杂环境下使用很短的时间系统就不能正常工作，远远不能满足车载、监控系统要求的在 复杂环境下图像清晰度和真实性及长时间正常使用，目前市场上还没有克服以上全部缺点 的镜头。 【实用新型内容】
[0003] 为了解决现有技术中的不足，提供一种低成本、低温漂、寿命长、日夜均能清晰成 像的光学系统，本实用新型采用的技术方案为：
[0004] 一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，从物侧起依次包括又第一透镜、第二 透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、滤光片以及像面，所述第一透镜为弯 月形球面透镜、第二透镜为弯月形非球面透镜、第三透镜为双凸形非球面透镜、第四透镜为 双凸形球面透镜、第五透镜弯月形球面透镜、第六透镜为弯月形非球面透镜。
[0005] 所述第一透镜的光焦度为负的玻璃镜片；第二透镜的光焦度为负的塑料镜片；第 三透镜的光焦度为正的塑料镜片；第四透镜的光焦度为正的玻璃镜片；第五透镜的光焦度 为负的玻璃镜片；第六透镜的光焦度为正的塑料镜片。
[0006] 第四透镜和第五透镜用光学胶水粘合在一起。
[0007] 第二透镜的两面均为椭圆非球面；第三透镜的物侧一面为椭圆非球面，像侧一面 为双曲线非球面；第六透镜的两面均为双曲线非球面。
[0008] 第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜都镀有可见光和红 外光增透膜。
[0009] 第二透镜、第三透镜、第六透镜非球面的表面形状满足以下方程式： Z=cy2/{1 + J[1 -(1 + k)c2y2]}+ aiy2+ azf^+asji6 +a4f? +asy10 +a§y12 + a?yi4 4-a8y16 <,
[0010] 本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
[0011] 1、目前市场上大部分高像素光学系统普遍成本较高，本实用新型的成本非常低， 是市场上类似系统的一半，甚至更低；
[0012] 2、目前市场上高像素光学系统为了提高像素，导致温漂大，在常温下能成清晰图 像，但在高温和低温下均不能获得清晰图像，本实用新型从低温到高温都能够拍摄到清晰 图像，甚至从超低温（_50°C )到超高温（90°C )都能获得清晰图像；
[0013] 3、目前市场上大部分高像素光学系统为了提高像素，导致在高温、强光照、风沙等 复杂环境下系统的寿命大幅度减小，本实用新型不管是正常环境还是高温、强光照、风沙等 复杂环境下，系统的使用寿命都不受影响；
[0014] 4、目前市场上大部分高像素系统在灰尘、烟雾、小雨等可见度低环境中几乎拍摄 不到清晰的图像，本实用新型在灰尘、烟雾、小雨等环境中可拍摄到清晰、高对比度的黑白 图像；
[0015] 5、目前市场上高像素系统白天可以拍摄到清晰图片，但晚上拍摄到的图片很模糊 或者没有白天拍摄到的图片清晰，本实用新型不仅白天可以拍摄到清晰的图片，晚上也可 以拍摄到同样清晰的图片。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0016] 图1是本实用新型的光学系统图。 【【具体实施方式】】
[0017] 下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述：如图1所示，一 种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，从被摄物体一侧到像面9依次包括有第一透镜1、 第二透镜2、第三透镜3、光阑4、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7以及滤光片8。所述第 一透镜1为弯月形球面透镜，其光焦度为负，材质为玻璃；第二透镜2为弯月形非球面透镜， 其光焦度为负，材质为塑料，两面均为椭圆非球面；第三透镜3为双凸形非球面透镜，其光 焦度为正，材质为塑料，物侧一面为椭圆非球面，像侧一面为双曲线非球面；第四透镜5为 双凸形球面透镜，其光焦度为正，材质为玻璃；第五透镜6为弯月形球面透镜，其光焦度为 负，材质为玻璃；第六透镜7为弯月形非球面透镜，其光焦度为正，材质为塑料，两面均为双 曲线非球面。
[0018] 为了实现低成本，设计时第一透镜2、第三透镜3第六透镜7为塑料镜片，最大限度 的降低了成本；第一透镜1、第四透镜5、第五透镜6米用最便宜的玻璃镜片，这样玻璃镜片、 塑料镜片搭配使用，不仅使成本降到最低，同时有效的矫正了系统的各像差，使系统的分辨 率也大幅度提升。
[0019] 为了实现低温漂，设计时第一透镜1、第四透镜5、第五透镜6采用玻璃球面透镜， 利用玻璃的稳定性，降低系统对温度的敏感度；第二透镜2采用塑料镜片，其光焦度为负； 第三透镜3、第六透镜7采用塑料镜片，且这两块镜片光焦度均为正，塑料透镜正负光焦度 搭配使用，使透镜的各参数相互补偿，有效的改善了由温度变化引起的系统分辨率下降。另 夕卜，系统中第三透镜3的像侧一面和第六透镜7的两面均为双曲线非球面，能够很好的矫正 系统的场曲，使得系统不管是高温还是低温，像面中心和边缘的分辨率同样高。
[0020] 为了实现长寿命，设计时与环境直接接触的第一透镜1采用玻璃材质，利用玻璃 材质的耐高温、耐腐蚀、耐划伤等特性，保护整个光学系统在装配、运输、使用过程中不被划 伤，在高温、低温、强光照、风沙等恶劣环境下不易被风解、破坏，从而延长了系统的使用寿 命。
[0021 ] 为了实现日夜两用及透雾性，第四透镜5采用超低色散的材料，第五透镜6采用高 折射率材料，且这两块透镜粘合在一起，高色散材料与超低色散材料配合使用，很好的矫正 了由红外光引起的二级光谱，整个系统球面与非球面交替搭配，平衡了系统的各像差，使得 白光和红外光都能在像面上成清晰的像。另外，本实用新型的六枚透镜都镀有可见光和红 外光增透膜，使得可见光和红外光在各透镜上都有很好的透过率，保证成像清晰的同时也 保证了整幅画面的亮度。
[0022] 第二透镜2、第三透镜3、第六透镜7的非球面表面形状满足以下方程式： Z=cyV{1 + ^l-(l + k)cV]}+ a,a2yHa分相?娜娜 u ta7y" 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，面型曲线为双曲线，等于-1时为 抛物线，介于-1到〇之间时为椭圆，等于〇时为圆形。％至a8分别表示各径向坐标所对应 的系数，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。
[0023] 本实用新型设计时采用宽光谱，且设计的理论解像力远高于实际需要值，保证了 图像锐利度和色彩还原性。
【权利要求】
1. 一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，其特征在于：从物侧起依次包括又第一 透镜（1)、第二透镜（2)、第三透镜（3)、光阑（4)、第四透镜（5)、第五透镜（6)、第六透镜 (7)、滤光片（8)以及像面（9)，所述第一透镜（1)为弯月形球面透镜、第二透镜（2)为弯月 形非球面透镜、第三透镜（3)为双凸形非球面透镜、第四透镜（5)为双凸形球面透镜、第五 透镜（6)弯月形球面透镜、第六透镜（7)为弯月形非球面透镜。
2. 根据权利要求1所述的一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，其特征在于：所 述第一透镜（1)的光焦度为负的玻璃镜片；第二透镜（2)的光焦度为负的塑料镜片；第三 透镜（3)的光焦度为正的塑料镜片；第四透镜（5)的光焦度为正的玻璃镜片；第五透镜（6) 的光焦度为负的玻璃镜片；第六透镜（7)的光焦度为正的塑料镜片。
3. 根据权利要求1所述的一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，其特征在于：第 四透镜（5)和第五透镜（6)用光学胶水粘合在一起。
4. 根据权利要求1所述的一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，其特征在于：第 二透镜（2)的两面均为椭圆非球面；第三透镜（3)的物侧一面为椭圆非球面，像侧一面为双 曲线非球面；第六透镜（7)的两面均为双曲线非球面。
5. 根据权利要求1所述的一种长寿命低温漂低成本超高清光学系统，其特征在于：第 一透镜（1)、第二透镜（2)、第三透镜（3)、第四透镜（5)、第五透镜（6)、第六透镜（7)都镀有 可见光和红外光增透膜。
6. 根据权利要求4所述的一种高像素低温漂低成本红外共焦光 学系统，其特征在于：第二透镜（2)、第三透镜（3)、第六透镜（7)非 球面的表面形状满足以下方程式:Z=cy2/{1 + Jll-(l+k)c2y2]}+ aiy2+ aa^-ra.iy6 ^4}18 -t-asy10 -fayy14 -fagy16 〇
【文档编号】G02B13/18GK203870327SQ201420246263
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】王玉荣, 李建华, 王晓, 彭佳龙, 邱盛平 申请人:中山联合光电科技有限公司