CN107728293A - 高像素超广角光学*** - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种高像素超广角光学***，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、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；第一透镜的光焦度为负；第二透镜的光焦度为负；第三透镜的光焦度为负；第四透镜的光焦度为正；第五透镜的光焦度为正；第六透镜的光焦度为正；第七透镜的光焦度为负；第八透镜的光焦度为正；且本光学***满足TTL/EFL≤16.8，其中，TTL为光学***的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，EFL为光学***的有效焦距。本发明实施例，其主要由8枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。

Description

高像素超广角光学***
技术领域：
本发明涉及一种光学***，尤其是一种高像素超广角光学***。
背景技术：
随着半导体技术的发展，感光元件的像素也越来越高、感光元件的受光面积也越来越大，超广角光学***趋向于更高像素、更大靶面发展。然而，现有广角光学***，普遍存在像素低，成本高的缺陷。
发明内容：
为克服现有广角光学***普遍存在像素低的问题，本发明实施例提供了一种高像素超广角光学***。
高像素超广角光学***，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、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
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凹面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第七透镜的物面侧为凹面，其光焦度为负；
第八透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
且本光学***满足TTL/EFL≤16.8，其中，TTL为光学***的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，EFL为光学***的有效焦距。
本发明实施例，其主要由8枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
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+25℃下的畸变曲线图；
图3为本发明的光学***的+25℃下的MTF曲线图；
图4为本发明的光学***的+25℃下的相对照度图；
图5为本发明的光学***的-40℃下的MTF曲线图；
图6为本发明的光学***的+85℃下的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，高像素超广角光学***，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、第六透镜6、第七透镜7以及第八透镜8。
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
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的物面侧为凹面，其光焦度为负；
第四透镜4的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜6的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第七透镜7的物面侧为凹面，其光焦度为负；
第八透镜8的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
且本光学***满足TTL/EFL≤16.8，其中，TTL为光学***的第一透镜1物面侧顶点至成像面之间的距离，EFL为光学***的有效焦距。
本发明实施例，其主要由8枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
在本实施例中，光学***的有效焦距EFL即为整个光学***的焦距f，第三透镜3、第四透镜4和第七透镜7的像面侧形状，可根据设计需要使用凹面或凸面。
具体地，作为本方案的优选实施方式而非限定，本实施例中，第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第七透镜7的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负。
进一步地，作为本方案的具体实施方式，该光学***的各透镜满足如下条件：
(1)-15<f1<-5；
(2)-5<f2<-2；
(3)-50<f3<-10；
(4)3<f4<15；
(5)3<f5<15；
(6)2<f6<8；
(7)-10<f7<-2；
(8)2<f8<15；
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，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，使光学***具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
再进一步地，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)-12<f1/f<-2；
(2)-5<f2/f<-2；
(3)-20<f3/f<-5；
(4)2<f4/f<10；
(5)2<f5/f<10；
(6)1.5<f6/f<5；
(7)-5<f7/f<-1.5；
(8)2<f8/f<10；
其中，f为整个光学***的焦距，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，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f7为第七透镜7的焦距，f8为第八透镜8的焦距。通过不同透镜的相互组合及其合理分配光焦度，使光学***具有大孔径、大视角、高像素、以及非常好的消热差等良好性能。
更进一步地，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：-12<f1/f<-2，1.72<Nd1<1.95，40<Vd1<60，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。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第二透镜2的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：-5<f2/f<-2，1.45<Nd2<1.65，40<Vd2<60，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，第三透镜3的焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：-20<f3/f<-5，1.55<Nd3<1.75，15<Vd3<35，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，第四透镜4的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：2<f4/f<10，1.75<Nd4<1.95，15<Vd4<40。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第五透镜5的焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：2<f5/f<10，1.45<Nd5<1.65，30<Vd5<70，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。
更进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第六透镜6的焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：1.5<f6/f<5，1.55<Nd6<1.75，40<Vd6<60，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，第七透镜7的焦距f7、材料折射率Nd7、材料阿贝常数Vd7满足：-5<f7/f<-1.5，1.75<Nd7<1.95，15<Vd7<40，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。
又进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第八透镜8的材料折射率Nd8、材料阿贝常数Vd8满足：1.45<Nd8<1.65，40<Vd8<60。结构简单，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，第六透镜6和第七透镜7相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f67满足如下条件：-500<f67<-10。结构简单紧凑，可保证良好的光学性能。
具体地，第二透镜2、第三透镜3、以及第八透镜8均为塑料非球面透镜，可以有效地消除球面像差对镜头性能的影响，提高光学镜头的解析力，可以有效地实现消热差，同时降低镜头的加工难度和生产成本。
更具体地，光学***的光阑9位于第四透镜4与第五透镜5之间。结构简单，用来调节光束的强度。优选地，光阑9设置在第四透镜4的一侧，在本实施例中，各透镜及光阑的位置是固定的。
进一步地，作为本方案的具体实施方式而非限定，第八透镜8与像面10之间设有带通滤光片。可过滤环境中的红外光，以避免图像产生红曝现象。
具体地，在本实施例中，本光学***的焦距f为1.307mm，光阑指数FNo.为2.0，视场角2ω＝200°，第一透镜1的焦距f1＝-13.780mm，第二透镜2的焦距f2＝-3.949mm，第三透镜3的焦距f3＝-22.127mm，第四透镜4的焦距f4＝9.274mm，第五透镜5的焦距f5＝6.184mm，第六透镜6的焦距f6＝3.600mm，第七透镜7的焦距f7＝-3.072mm，第八透镜8的焦距f8＝5.986mm。本光学***的各项基本参数如下表所示：
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；S7、S8对应为第四透镜4的两个表面；S9为光阑STO；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S12、S13对应为第六透镜6的两个表面；S13、S14对应为第七透镜7的两个表面；S15、S16对应为第八透镜8的两个表面；S17、S18对应为带通滤光片的两个表面；IMA为像面10。
更具体地，所述第二透镜2、第三透镜3、以及第八透镜8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a5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、以及第八透镜8的S15表面和S16表面的非球面相关数值如下表所示：
从图2至图6中可以看出，本实施例中的光学***具有高分辨率和非常好的消热差性能。
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 (10)

1.高像素超广角光学***，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、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；其特征在于，
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
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凹面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第七透镜的物面侧为凹面，其光焦度为负；
第八透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
且本光学***满足TTL/EFL≤16.8，其中，TTL为光学***的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，EFL为光学***的有效焦距。
2.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，该光学***的各透镜满足如下条件：
(1)-15<f1<-5；
(2)-5<f2<-2；
(3)-50<f3<-10；
(4)3<f4<15；
(5)3<f5<15；
(6)2<f6<8；
(7)-10<f7<-2；
(8)2<f8<15；
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，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，该光学***的各透镜满足如下条件：
(1)-12<f1/f<-2；
(2)-5<f2/f<-2；
(3)-20<f3/f<-5；
(4)2<f4/f<10；
(5)2<f5/f<10；
(6)1.5<f6/f<5；
(7)-5<f7/f<-1.5；
(8)2<f8/f<10；
其中，f为整个光学***的焦距，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，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第一透镜的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-12<f1/f<-2，1.72<Nd1<1.95，40<Vd1<60，其中，f为整个光学***的焦距。
5.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第二透镜的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：-5<f2/f<-2，1.45<Nd2<1.65，40<Vd2<60，其中，f为整个光学***的焦距。
6.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第三透镜的焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：-20<f3/f<-5，1.55<Nd3<1.75，15<Vd3<35，其中，f为整个光学***的焦距。
7.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第四透镜的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：2<f4/f<10，1.75<Nd4<1.95，15<Vd4<40。
8.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第五透镜的焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：2<f5/f<10，1.45<Nd5<1.65，30<Vd5<70，其中，f为整个光学***的焦距。
9.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第六透镜的焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：1.5<f6/f<5，1.55<Nd6<1.75，40<Vd6<60，其中，f为整个光学***的焦距。
10.根据权利要求1所述的高像素超广角光学***，其特征在于，第七透镜的焦距f7、材料折射率Nd7、材料阿贝常数Vd7满足：-5<f7/f<-1.5，1.75<Nd7<1.95，15<Vd7<40，其中，f为整个光学***的焦距。
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