CN107608058B - 低畸变广角光学*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低畸变广角光学***,沿光轴从物面到像面依次设有:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜;第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第五透镜的物面侧为凹面,像面侧为平面,其光焦度为负;第六透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。本发明实施例,其主要由六枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,整体小型化;采用不同透镜相互组合,具有广角、高像素、低畸变等良好光学性能,适用于航拍监控等领域。
Description
技术领域:
本发明涉及一种光学***,尤其是一种应用于航拍监控如无人机、航拍器等领域的低畸变广角光学***。
背景技术:
现有适用于航拍监控领域的光学***,普遍存在镜片枚数多,结构复杂的缺陷。
发明内容:
为克服现有光学***存在镜片过多、结构复杂的问题,本发明实施例提供了一种低畸变广角光学***。
低畸变广角光学***,沿光轴从物面到像面依次设有:第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜;
第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第五透镜的物面侧为凹面,像面侧为平面,其光焦度为负;
第六透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
本发明实施例,其主要由六枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,整体小型化;采用不同透镜相互组合,具有广角、高像素、低畸变等良好光学性能,适用于航拍监控如无人机、航拍器等领域。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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为本发明的光学***的结构示意图;
图2为本发明的光学***的场曲、畸变曲线图;
图3为本发明的光学***的色差图;
图4为本发明的光学***的MTF曲线图。
具体实施方式:
为了使本发明所解决的技术问题、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,对本发明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发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,低畸变广角光学***,沿光轴从物面到像面依次设有:第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5以及第六透镜6。
第一透镜1的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第二透镜2的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第三透镜3的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第四透镜4的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第五透镜5的物面侧为凹面,像面侧为平面,其光焦度为负;
第六透镜6的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
本发明实施例,其主要由六枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,整体小型化;采用不同透镜相互组合,具有广角、高像素、低畸变等良好光学性能,适用于航拍监控如无人机、航拍器等领域。
进一步地,本实施例中,第四透镜4和第五透镜5相互胶合形成组合透镜,其组合光焦度为正。
再进一步地,作为本实施例的优选方案,第四透镜4和第五透镜5的组合焦距f45满足:0.35<f/f45<0.63,其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,整体小型化,可保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,该光学***的各透镜满足如下条件:
(1)0<f/f1<0.1;
(2)-0.98<f/f2<-0.50;
(3)0.1<f/f3<0.25;
(4)0.35<f/f45<0.63;
(5)0.37<f/f6<0.60;
其中,f1为第一透镜1的焦距,f2为第二透镜2的焦距,f3为第三透镜3的焦距,f45为第四透镜4和第五透镜5的组合焦距,f6为第六透镜6的焦距,f为整个光学***的焦距。采用不同透镜相互组合,具有广角、高像素、低畸变等良好光学性能。
又进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第一透镜1的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足:0<f/f1<0.1,Nd1>1.80,Vd1<50,其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第二透镜2为塑胶非球面透镜,其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足:-0.98<f/f2<-0.50,Nd2<1.56,Vd2>55,其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第三透镜3为塑胶非球面透镜,其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足:0.1<f/f3<0.25,Nd3>1.61,Vd3<26,其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
具体地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第四透镜4和第五透镜5的组合焦距f45满足:0.35<f/f45<0.63,第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足:Nd4<1.78,Vd4>49;第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足:Nd5>1.84,Vd5<24;其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第六透镜6为塑胶非球面透镜,其焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足:0.37<f/f6<0.60,Nd6<1.56,Vd6>55,其中,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,光学***的光阑STO位于第三透镜3与第四透镜4之间,靠近第四透镜侧。结构简单,用来调节光束的强度。
具体地,在本实施例中,本光学***的焦距f为3.10mm,光阑指数FNo.为2.6,水平视场角2ω=92.5°,匹配1/2.3”sensor,光学总长TTL为16.9mm。本光学***的各项基本参数如下表所示:
表面 | 曲率半径R(mm) | 厚度D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
S1 | 12.891 | 1.36 | 1.804 | 46.57 |
S2 | 17.365 | 0.74 | ||
S3 | 6.153 | 0.595 | 1.535 | 55.78 |
S4 | 1.387 | 3.24 | ||
S5 | 4.341 | 1.521 | 1.614 | 25.57 |
S6 | 6.449 | 0.425 | ||
STO | 无限大 | 0.056 | ||
S8 | 4.350 | 2.55 | 1.773 | 49.61 |
S9 | -2.994 | 0.48 | 1.847 | 23.79 |
S10 | 无限大 | 0.35 | ||
S11 | 12.146 | 0.91 | 1.535 | 55.78 |
S12 | -5.132 | 0.5 | ||
S13 | 无限大 | 0.80 | 1.51680 | 64.20 |
上表中,沿光轴从物面到像面,S1、S2对应为第一透镜1的两个表面;S3、S4对应为第二透镜2的两个表面;S5、S6对应为第三透镜3的两个表面;STO对应为光学***孔径光阑7所在位置;S8、S9对应为第四透镜4的两个表面;S9、S10对应为第五透镜5的两个表面;S11,S12对应为第六透镜6的两个表面;S13对应为Sensor成像面8。
更具体地,所述第二透镜2、第三透镜3、以及第六透镜6的表面为非球面形状,其满足以下方程式: 其中,参数c=1/R,即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,a1至a8分别为各径向坐标所对应的系数。所述第二透镜2的S3表面和S4表面、第三透镜3的S5表面和S6表面、以及第六透镜6的S11表面和S12表面的非球面相关数值如下表所示:
K | <![CDATA[α<sub>1</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>2</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>3</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>4</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>5</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>6</sub>]]> | <![CDATA[α<sub>7</sub>]]> | |
S3 | 0.2368 | 0 | -0.004197 | 2.589E-06 | 1.953E-06 | 1.065E-07 | -6.296E-09 | |
S4 | -0.7806 | 0 | 0.014289 | -5.590E-03 | 4.232E-03 | -1.312E-03 | 1.657E-04 | -6.169E-06 |
S5 | 1.8017 | 0 | 0.003466 | 2.026E-04 | 9.699E-05 | -7.946E-04 | 8.788E-04 | -3.823E-04 |
S6 | -6.9483 | 0 | 0.007847 | 7.675E-04 | 6.104E-03 | -1.258E-02 | 1.052E-02 | -4.293E-03 |
S11 | -203.64 | 0 | 0.005958 | -2.214E-03 | -3.729E-05 | 1.928E-04 | -5.585E-05 | 5.154E-06 |
S12 | 1.6305 | 0 | 0.007486 | 4.143E-04 | 2.655E-04 | -2.497E-04 | 8.760E-05 | -1.461E-05 |
从图2至图4中可以看出,本实施例中的光学***具有广角、高像素、低畸变等良好光学性能,适用于航拍监控如无人机、航拍器等领域。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式,并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同,或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换,都应当视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.低畸变广角光学***,沿光轴从物面到像面依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜构成;其特征在于,
第一透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第二透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为负;
第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第五透镜的物面侧为凹面,像面侧为平面,其光焦度为负;
第六透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜和第五透镜相互胶合形成组合透镜,其组合光焦度为正,
该光学***的各透镜满足如下条件:
(1)0<f/f1<0.1;
(2)-0.98<f/f2<-0.50;
(3)0.1<f/f3<0.25;
(4)0.35<f/f45<0.63;
(5)0.37<f/f6<0.60;
其中,f1为第一透镜的焦距,f2为第二透镜的焦距,f3为第三透镜的焦距,f45为第四透镜和第五透镜的组合焦距,f6为第六透镜的焦距,f为整个光学***的焦距,光阑指数FNo.=2.6,光学总长TTL=16.9mm。
2.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足:Nd1>1.80,Vd1<50。
3.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,第二透镜为塑胶非球面透镜,其材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足:Nd2<1.56,Vd2>55。
4.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,第三透镜为塑胶非球面透镜,其材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足:Nd3>1.61,Vd3<26。
5.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足:Nd4<1.78,Vd4>49;第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足:Nd5>1.84,Vd5<24。
6.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,第六透镜为塑胶非球面透镜,其材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足:Nd6<1.56,Vd6>55。
7.根据权利要求1所述的低畸变广角光学***,其特征在于,光学***的光阑STO位于第三透镜与第四透镜之间,靠近第四透镜侧。
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