一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭，尤其是一種應(yīng)用 于智能家居安防系統(tǒng)（如可視門鈴或者IPCamera相機(jī)等）中的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng) 及鏡頭。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前的應(yīng)用于智能家居安防系統(tǒng)中的智能攝像光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭，為降低成本，存 在無(wú)法保證高性能成像質(zhì)量、以及日夜共焦的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法保證高性能成像質(zhì)量、以及日夜共焦的問(wèn)題，本實(shí)用新型 實(shí)施例一方面提供了一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)。
[0004] 一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、第 二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡，所述第一透鏡為雙凹負(fù)透鏡；所述第二透鏡為非球面雙 凸正透鏡；所述第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度；光學(xué)系統(tǒng) 滿足如下條件：
[0005]DKf/fX-O. 9,其中，匕表示第一透鏡的焦距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距；
[0006] 2) 1. 2〈&/^〈3，其中，&表示第二透鏡的焦距3為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距；
[0007] 3)2. 5〈&4/^〈5，其中，匕表示第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡后的組 合焦距，f?為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。
[0008] 另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種鏡頭。
[0009] -種鏡頭，鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)。
[0010] 本實(shí)用新型實(shí)施例，第一透鏡滿足條件：-3〈匕/^〈-0.9,對(duì)光線有發(fā)散作用，用于 接收較大角度范圍入射的光線；第二透鏡滿足條件：1. 2〈&/代3，用于將經(jīng)過(guò)第一透鏡的光 線會(huì)聚，同時(shí)具有校正光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭像差的作用；第三、四透鏡滿足條件：2. 5〈f34/f〈5， 對(duì)光線具有較好的會(huì)聚作用，同時(shí)具有平衡該光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭像差的作用；從而保證整個(gè) 光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭具有高性能成像質(zhì)量、以及日夜共焦的性能，無(wú)論是在白天還是黑夜，均能 共焦并形成高像素影像，適用于智能家居安防系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】：
[0011] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需 要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的場(chǎng)曲和畸變曲線圖；
[0014] 圖3為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的可見(jiàn)光下的MTF圖；
[0015] 圖4為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的紅外光下的MTF圖；
[0016] 圖5為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的相對(duì)照度圖；
[0017] 圖6為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的可見(jiàn)光下的離焦圖；
[0018]圖7為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的紅外光下的離焦圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0019] 為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020] 如圖1所示，一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面8依次至少包 括：第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、以及第四透鏡4,所述第一透鏡1為雙凹負(fù)透鏡；所 述第二透鏡2為非球面雙凸正透鏡；所述第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡， 且具有正光焦度；光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件：
[0021] 1)-3〈匕/^〈-0.9，其中，匕表示第一透鏡1的焦距3為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距；
[0022] 2) 1. 2〈f2/f〈3,其中，f2表示第二透鏡2的焦距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距；
[0023] 3)2. 5〈f34/f〈5,其中，f34表示第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡后 的組合焦距，f?為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。
[0024] 對(duì)于上述條件1)，其限制了第一透鏡1具有負(fù)光焦度，對(duì)光線有發(fā)散作用，主要用 于接收較大角度范圍入射的光線。當(dāng)fl/f大于上限_〇. 9時(shí)，第一透鏡1需要具有相對(duì)較小 的曲率半徑，增大了鏡片的面張角，不利于生產(chǎn)加工，同時(shí)會(huì)使成像周邊的影像畸變?cè)龃螅?致使像變形；而當(dāng)fl/f?小于-3時(shí)，則降低了系統(tǒng)的視場(chǎng)角，必須通過(guò)增大鏡片的有效徑來(lái) 保證視場(chǎng)角，從而加大了鏡頭的尺寸。
[0025]對(duì)于上述條件2)，其限制了第二透鏡2具有正光焦度，主要用于將經(jīng)過(guò)第一透鏡1 的光線會(huì)聚，同時(shí)具有校正光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭像差的作用。
[0026] 對(duì)于上述條件3)，其限制了第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡后的 組合焦距必須具有正光焦度，對(duì)光線具有較好的會(huì)聚作用，同時(shí)具有平衡該光學(xué)系統(tǒng)或鏡 頭像差的作用。
[0027] 進(jìn)一步地，所述第二透鏡2的表面為擴(kuò)展奇次非球面形狀，其滿足如下方程 式：
aioyW+auy^+a^y12;其中，參數(shù)c= 1/R，即為半徑所對(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)，&2至a12分別為各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
[0028] 再進(jìn)一步地，所述第四透鏡4的色散系數(shù)Vd值小于24。使光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在對(duì)可 見(jiàn)光成像清晰的前提下同時(shí)滿足紅外光下成像清晰。
[0029] 更進(jìn)一步地，光學(xué)系統(tǒng)的光闌5位于第二透鏡2和第三透鏡3之間，并靠近第三透 鏡3 -側(cè)。
[0030] 又進(jìn)一步地，所述第四透鏡4至像面8之間還依次設(shè)有日夜兩用型濾光片6和保 護(hù)玻璃7,可以濾掉設(shè)計(jì)波段外的雜光，同時(shí)，可以對(duì)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。
[0031] 再進(jìn)一步地，所述第二透鏡2為塑膠透鏡，采用玻塑混合4片式透鏡，結(jié)構(gòu)緊湊，既 可降低光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的成本，又可保證高性能成像質(zhì)量，同時(shí)，有利于本光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭 的小型化。
[0032] 具體地，在本實(shí)施例中，本光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距f為2. 76mm，光闌指數(shù)FNo.為 2. 2,視場(chǎng)角2? = 114°，光學(xué)總長(zhǎng)ttl= 12mm。本光學(xué)系統(tǒng)的各項(xiàng)基本參數(shù)如下表所示：
[0033]
[0034] 上表中，沿光軸從物面到像面，SI、S2對(duì)應(yīng)為第一透鏡1的兩個(gè)表面；S3_Asp、 S4-Asp對(duì)應(yīng)為第二透鏡2的兩個(gè)表面；S6是光闌所在位置；S7、S9對(duì)應(yīng)為第三透鏡3和第 四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡后的兩個(gè)表面；而S8為第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合 的膠合面；S10、S11對(duì)應(yīng)為日夜兩用型濾光片6的兩個(gè)表面；S12、S13對(duì)應(yīng)為保護(hù)玻璃7的 兩個(gè)表面；S14為像面8的表面。
[0035] 更具體地，所述第二透鏡2的S3_Asp和S4_Asp的非球面相關(guān)數(shù)值如下表所示：
[0036]
[0037]
[0038] 從圖2至圖71中可k看出，本光學(xué)系統(tǒng)ic有良好的光學(xué)性能\無(wú)論是在白天還是黑 夜，都能共焦并形成清晰的高分辨率影像。
[0039] -種鏡頭，鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)。
[0040] 如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種或多種實(shí)施方式，并不認(rèn)定本實(shí)用新型的具 體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。凡與本實(shí)用新型的方法、結(jié)構(gòu)等近似、雷同，或是對(duì)于本實(shí)用新 型構(gòu)思前提下做出若干技術(shù)推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、第 二透鏡、第=透鏡、W及第四透鏡，其特征在于，所述第一透鏡為雙凹負(fù)透鏡；所述第二透鏡 為非球面雙凸正透鏡；所述第=透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度； 光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件： 1) -3<fVf<-0. 9,其中，表示第一透鏡的焦距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距； 2) 1. 2鐘2處<3,其中，f2表示第二透鏡的焦距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距； 3) 2. 5<f34/f<5,其中，f34表示第=透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡后的組合焦 距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二透鏡的表 面為擴(kuò)展奇次非球面形狀，其滿足如下方程式：+auyii+ai巧12;其中，參數(shù)C= 1/R，即為半徑所對(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)，曰2至a12分別為各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四透鏡的色 散系數(shù)Vd值小于24。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的光闊位 于第二透鏡和第=透鏡之間，并靠近第=透鏡一側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四透鏡至像 面之間還依次設(shè)有日夜兩用型濾光片和保護(hù)玻璃。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二透鏡為塑 膠透鏡。7. -種鏡頭，其特征在于，鏡頭內(nèi)安裝有權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的高像素智能攝像 光學(xué)系統(tǒng)D
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種高像素智能攝像光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡，所述第一透鏡為雙凹負(fù)透鏡；所述第二透鏡為非球面雙凸正透鏡；所述第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度；光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件：1)-3<f1/f<-0.9、2)1.2<f2/f<3、3)2.5<f34/f<5，其中，f1表示第一透鏡的焦距，f2表示第二透鏡的焦距，f34表示第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡后的組合焦距，f為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開(kāi)了一種鏡頭。本實(shí)用新型可以保證整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭具有高性能成像質(zhì)量、以及日夜共焦的性能，適用于智能家居安防系統(tǒng)。
【IPC分類】G02B13/00, G02B13/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204731477
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520389139
【發(fā)明人】汪鴻飛, 松岡和雄, 趙治平, 陳波, 劉佳俊, 席愛(ài)萍, 曾偉, 周東, 楊林松, 李飛武
【申請(qǐng)人】中山市弘景光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月6日