低成本高清光学系统及其应用的镜头的制作方法

本实用新型涉及一种光学系统及其应用的镜头，尤其是一种应用于智能家居等需日夜监控场合的低成本1080P高清光学系统及其应用的镜头。

背景技术：
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现有光学系统或镜头，尤其是应用于智能家居等需日夜监控场合的光学系统或镜头，存在结构复杂，对角视场角小，成本较高的缺陷。

技术实现要素：
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为克服现有光学系统或镜头结构复杂、对角视场角小、成本较高的问题，本实用新型实施例一方面提供了一种低成本高清光学系统。

低成本高清光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；

所述第一透镜的物面侧为平面或凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

所述第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

所述第三透镜的物面侧为平面或凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

所述第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。

本实用新型可通过如下方案进行改进：

第三透镜和第四透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f34满足：15.52mm<f34<45.75mm。

第一透镜采用重镧火石或镧火石玻璃材料制成，其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足如下条件：-4.179mm<f1<-2.53mm，1.77<Nd1<1.92，30<Vd1<50。

第二透镜采用重镧火石玻璃材料或者重火石玻璃材料制成，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足如下条件：3.396mm<f2<6.392mm，1.90<Nd2<2.05，16<Vd2<40。

第三透镜采用镧冕火石玻璃材料制成，第四透镜采用采用重镧火石或重火石玻璃材料制成，第三透镜的材料阿贝常数Vd3和第四透镜的材料阿贝常数Vd4满足：30<|Vd3-Vd4|<45。

第一透镜的材料阿贝常数Vd1和第四透镜的材料阿贝常数Vd4满足：20<|Vd1-Vd4|。

光学系统的光阑位于第一透镜与第二透镜之间，靠近第二透镜侧。

光学系统的光学总长TTL满足：14mm<TTL<22mm。

本光学系统的各透镜满足如下条件：(1)-1.29<f/f1<-0.78；(2)0.51<f/f2<0.96；(3)0.07<f/f34<0.21；其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f34为第三透镜和第四透镜的组合焦距。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种镜头。

一种镜头，镜头内安装有上述所述的低成本高清光学系统。

本实用新型实施例，应用于智能家居等需日夜监控的场合，其主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，较同规格产品，大大降低了成本；采用4枚不同透镜相互组合，具有150°大广角、大光圈、850nm波长红外光补偿日夜共焦等良好光学性能，且具有良好的高温成像效果，2M像素分辨率的优良性能。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的光学系统或镜头的结构示意图；

图2为本实用新型的光学系统或镜头在可见光条件下120lp/mm的传递函数曲线图；

图3为本实用新型的光学系统或镜头在850nm红外条件下120lp/mm的传递函数曲线图；

图4为本实用新型的光学系统或镜头在可见光条件下场曲与畸变图；

图5为本实用新型的光学系统或镜头在60℃条件下120lp/mm的传递函数曲线图。

具体实施方式：

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，低成本高清光学系统，沿光轴从物面到像面6依次至少包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4。

所述第一透镜1的物面侧为平面或凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；

所述第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

所述第三透镜3的物面侧为平面或凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；

所述第四透镜4的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。

本实用新型实施例，应用于智能家居等需日夜监控的场合，其主要由4枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，较同规格产品，大大降低了成本；采用4枚不同透镜相互组合，具有对角方向150°大广角、大光圈、850nm波长红外光补偿日夜共焦等良好光学性能，且具有良好的高温成像效果，2M像素分辨率的优良性能。

进一步地，第三透镜3和第四透镜4相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f34满足：15.52mm<f34<45.75mm。结构简单紧凑，体积小，可保证良好的光学性能。

再进一步地，组合透镜还满足：其中，和Vd3分别为第三透镜3的光焦度和材料阿贝常数，和Vd4分别为第四透镜4的光焦度和材料阿贝常数，为组合透镜的光焦度。可保证良好的光学性能。

更进一步地，第一透镜1采用重镧火石或镧火石玻璃材料制成，其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足如下条件：-4.179mm<f1<-2.53mm，1.77<Nd1<1.92，30<Vd1<50。结构简单，可保证良好的光学性能。

又进一步地，第二透镜2采用重镧火石玻璃材料或者重火石玻璃材料制成，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足如下条件：3.396mm<f2<6.392mm，1.90<Nd2<2.05，16<Vd2<40。结构简单，可保证良好的光学性能。

再进一步地，第三透镜3采用镧冕火石玻璃材料制成，第四透镜4采用采用重镧火石或重火石玻璃材料制成，第三透镜3的材料阿贝常数Vd3和第四透镜4的材料阿贝常数Vd4满足：30<|Vd3-Vd4|<45。结构简单，可保证良好的光学性能。

更进一步地，第一透镜1的材料阿贝常数Vd1和第四透镜4的材料阿贝常数Vd4满足：20<|Vd1-Vd4|。结构简单，可保证良好的光学性能。

又进一步地，光学系统的光阑5位于第一透镜1与第二透镜2之间，靠近第二透镜2侧。

再进一步地，光学系统的光学总长TTL满足：14mm<TTL<22mm。

具体地，该光学系统的各透镜满足如下条件：

(1)-1.29<f/f1<-0.78；

(2)0.51<f/f2<0.96；

(3)0.07<f/f34<0.21；

其中，f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f34为第三透镜3和第四透镜4的组合焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。

进一步地，第一透镜1至第四透镜4均为玻璃透镜，透光性良好，可保证良好的光学性能。

具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为3.25mm，光阑指数FNo.为2.0，对角方向视场角2ω＝150°，光学总长TTL＝18.01mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：

上表中，沿光轴从物面到像面6，OBJ为物面；S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；STO是光阑5所在位置；S4、S5对应为第二透镜2的两个表面；S6、S7对应为第三透镜3的两个表面；S7、S8对应为第四透镜4的两个表面；S9、S10对应为平面玻璃的两个表面；IMA为像面6。

从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统具有大广角、大光圈、850nm波长红外光补偿日、夜共焦的良好光学性能，且具有良好的高温成像效果，2M像素分辨率等优良性能。

一种镜头，镜头内安装有上述所述的低成本高清光学系统。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。