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CN111999843A - 一种光学总长超短迷你型的光学成像系统 - Google Patents

一种光学总长超短迷你型的光学成像系统 Download PDF

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CN111999843A
CN111999843A CN202010899926.4A CN202010899926A CN111999843A CN 111999843 A CN111999843 A CN 111999843A CN 202010899926 A CN202010899926 A CN 202010899926A CN 111999843 A CN111999843 A CN 111999843A
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CN
China
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lens
optical
imaging system
ultrashort
overall length
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CN202010899926.4A
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胡峰
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Taixing Huilong Photoelectric Instrument Co Ltd
Original Assignee
Taixing Huilong Photoelectric Instrument Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，包括成像头，滤光片，透镜一，透镜二，隔圈，透镜三，卡头，所述成像头一侧设置所述滤光片，所述成像头内部中间一端设置所述透镜一，所述透镜一一侧设置所述透镜二，所述透镜二远离所述透镜一的一侧设置所述隔圈，所述隔圈远离所述透镜二的一侧设置所述透镜三，所述透镜一远离透镜二的一侧表面边缘设置所述卡头，所述卡头外表面设置所述成像头，本发明中，光学零部件紧密相靠，空间可有效利用；在满足光学冷加工工艺的前提下，光学透镜中心厚尽可能做小；光学透镜加工工艺好，成本较低通过光学透镜的光焦度合理利用，可以实现三百万像素等级。

Description

一种光学总长超短迷你型的光学成像系统
技术领域
本发明属于摄影器材领域，尤其涉及一种光学总长超短迷你型的光学成像系统。
背景技术
随着目前人脸识别、移动支付普及越来越广，伴随着相应的产品更新迭代速度越来越快，其外观设计越朝着迷你型方向发展；同时；为了兼顾覆盖的范围越来越广，所要求搭配的光学系统角度越来越广，当然，前提条件是光学总长需控制在一定的范围内；而目前市面的诸多产品，符合上述要求的基本很少，在光学总长及光学角度上无法做到两者兼顾针对目前安防市场及产品日益精密，产品集成度越来越高，对各个配合的外观大小也提出了更小的要求；目前一般的安防镜头光学系统总长产品较为相似，替代性高，容易模仿；对于22m光学总长，产品零部件体积大，成本较高；后端摄像机往短小精密发展，目前常规光学总长的系统已无法满足，搭配该种镜头，其摄像机就无法进一步有效地做小，因此为解决以上问题，我们提供了一种光学总长超短迷你型的光学成像系统。
发明内容
本发明提供，旨在解决上述存在光学系统总长产品较为相似，替代性高，容易模仿；对于22m光学总长，产品零部件体积大，成本较高；后端摄像机往短小精密发展，目前常规光学总长的系统已无法满足问题。
本发明是这样实现的，一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，包括成像头，透镜一、透镜二、透镜三、滤光片、隔圈，所述成像头一侧固定安装所述滤光片，所述成像头内部中间一端固定安装所述透镜一，所述透镜一一侧活动连接所述透镜二，所述透镜二远离所述透镜一的一侧活动连接所述隔圈，所述隔圈远离所述透镜二的一侧活动连接所述透镜三，所述透镜一远离透镜二的一侧表面边缘活动连接所述卡头，所述卡头外表面固定安装所述成像头，其中透镜一为单面凸出单面凹陷镜片，透镜二为双面凹陷镜片，透镜三为双面凸出镜片。
进一步，三枚光学透镜采用库克式架构，系统简洁，易于装配。
进一步，三枚光学透镜焦距分别满足以下关系：
5.0≤f1≤6.0；
-5.0≤f1≤-4.0；
4.0≤f1≤5.0。
进一步，为了降低光学像差，在透镜二与透镜三之间设有光学孔径光阑，其有效口径为φ1.8mm。
进一步，为了充分保证像质均匀性，其光阑孔径需保证高精度公差±0.01mm以内。
进一步，透镜一与透镜二等效光学间隔为0.29mm。透镜二与透镜三等效光学间隔为1.13mm。
进一步，为了降低光学系统的光晕/鬼像/杂光等不良因素，本系统滤光片采用蓝宝石基底材质，可有效吸收引起上述不良现象之光线。
进一步，为保证本系统的高像素要求，透镜一与透镜三采用高折射材质，其光学折射率满足以下条件：
1.95≤Nd1≤2.01；
1.90≤Nd3≤1.95。
进一步，为降低系统的色散像差，透镜二采用低色散材质，其光学阿贝系数满足以下条件：
80≤Vd2≤90。
进一步，通过上述光学系统的优化，可以使得整个光学总长低于10mm，远远小于市面常规的22mm，长度降低幅度达到54.5％，完全满足超小迷你型摄像机需求，通过三枚光学透镜的合理排布及光焦度弥补，可以实现三百万像素级。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
光学零部件紧密相靠，空间可有效利用；在满足光学冷加工工艺的前提下，光学透镜中心厚尽可能做小；光学透镜加工工艺好，成本较低通过光学透镜的光焦度合理利用，可以实现三百万像素等级，充分压缩光学总长，其长度可降低至10mm以内；零部件体积变小，生产成本可有效降低零部件数量减少满足迷你型摄像机要求。
附图说明
图1为本发明一种光学总长超短迷你型的光学成像系统壳体侧视图的剖视图；
图2为本发明一种光学总长超短迷你型的光学成像系统壳体正视图的剖视图；
图3为本发明一种光学总长超短迷你型的光学成像系统壳体正视图的剖视图。
图中：1、成像头；2、滤光片；3、透镜一；4、透镜二；5、隔圈；6、透镜三；7、卡头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1-3，一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，包括成像头1，透镜一3、透镜二4、透镜三6、滤光片2、隔圈5，所述成像头1一侧固定安装所述滤光片2，所述成像头1内部中间一端固定安装所述透镜一3，所述透镜一3一侧活动连接所述透镜二4，所述透镜二4远离所述透镜一3的一侧活动连接所述隔圈5，所述隔圈5远离所述透镜二4的一侧活动连接所述透镜三6，所述透镜一3远离透镜二4的一侧表面边缘活动连接所述卡头7，所述卡头7外表面固定安装所述成像头1，其中透镜一为单面凸出单面凹陷镜片，透镜二为双面凹陷镜片，透镜三为双面凸出镜片。
本发明中，三枚光学透镜采用库克式架构，系统简洁，易于装配。
本发明中，三枚光学透镜焦距分别满足以下关系：
5.0≤f1≤6.0；
-5.0≤f1≤-4.0；
4.0≤f1≤5.0。
本发明中，为了降低光学像差，在透镜二与透镜三之间设有光学孔径光阑，其有效口径为φ1.8mm。
本发明中，为了充分保证像质均匀性，其光阑孔径需保证高精度公差±0.01mm以内。
本发明中，透镜一与透镜二等效光学间隔为0.29mm。透镜二与透镜三等效光学间隔为1.13mm。
本发明中，为了降低光学系统的光晕/鬼像/杂光等不良因素，本系统滤光片采用蓝宝石基底材质，可有效吸收引起上述不良现象之光线。
本发明中，为保证本系统的高像素要求，透镜一与透镜三采用高折射材质，其光学折射率满足以下条件：
1.95≤Nd1≤2.01；
1.90≤Nd3≤1.95。
本发明中，为降低系统的色散像差，透镜二采用低色散材质，其光学阿贝系数满足以下条件：
80≤Vd2≤90。
本发明中，通过上述光学系统的优化，可以使得整个光学总长低于10mm，远远小于市面常规的22mm，长度降低幅度达到54.5％，完全满足超小迷你型摄像机需求，通过三枚光学透镜的合理排布及光焦度弥补，可以实现像素等级为三百万像素级。
本发明的工作原理是：
首先，三枚光学透镜焦距分别满足以下关系：5.0≤f1≤6.0；-5.0≤f1≤-4.0；4.0≤f1≤5.0，然后在透镜二与透镜三之间设有光学孔径光阑，其有效口径为φ1.8mm，然后为了充分保证像质均匀性，其光阑孔径需保证高精度公差±0.01mm以内，然后透镜一与透镜二等效光学间隔为0.29mm。透镜二与透镜三等效光学间隔为1.13mm，然后透镜一与透镜三采用高折射材质，其光学折射率满足以下条件：1.95≤Nd1≤2.01；1.90≤Nd3≤1.95，然后为降低系统的色散像差，透镜二采用低色散材质，其光学阿贝系数满足以下条件：80≤Vd2≤90，然后使得整个光学总长低于10mm，远远小于市面常规的22mm，长度降低幅度达到54.5％，然后通过三枚光学透镜的合理排布及光焦度弥补，可以实现像素等级为三百万像素级。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，包括成像头(1)，透镜一(3)、透镜二(4)、透镜三(6)、滤光片(2)、隔圈(5)，其特征在于：所述成像头(1)一侧固定安装所述滤光片(2)，所述成像头(1)内部中间一端固定安装所述透镜一(3)，所述透镜一(3)一侧活动连接所述透镜二(4)，所述透镜二(4)远离所述透镜一(3)的一侧活动连接所述隔圈(5)，所述隔圈(5)远离所述透镜二(4)的一侧活动连接所述透镜三(6)，所述透镜一(3)远离透镜二(4)的一侧表面边缘活动连接所述卡头(7)，所述卡头(7)外表面固定安装所述成像头(1)，其中透镜一为单面凸出单面凹陷镜片，透镜二为双面凹陷镜片，透镜三为双面凸出镜片。
2.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：三枚光学透镜采用库克式架构，系统简洁，易于装配。
3.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：三枚光学透镜焦距分别满足以下关系：
5.0≤f1≤6.0；
-5.0≤f1≤-4.0；
4.0≤f1≤5.0。
4.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：为了降低光学像差，在透镜二与透镜三之间设有光学孔径光阑，其有效口径为φ1.8mm。
5.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：为了充分保证像质均匀性，其光阑孔径需保证高精度公差±0.01mm以内。
6.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：透镜一与透镜二等效光学间隔为0.29mm。透镜二与透镜三等效光学间隔为1.13mm。
7.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：为了降低光学系统的光晕/鬼像/杂光等不良因素，本系统滤光片采用蓝宝石基底材质，可有效吸收引起上述不良现象之光线。
8.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：为保证本系统的高像素要求，透镜一与透镜三采用高折射材质，其光学折射率满足以下条件：
1.95≤Nd1≤2.01；
1.90≤Nd3≤1.95。
9.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：为降低系统的色散像差，透镜二采用低色散材质，其光学阿贝系数满足以下条件：
80≤Vd2≤90。
10.根据权利要求1所述的一种光学总长超短迷你型的光学成像系统，其特征在于：通过上述光学系统的优化，可以使得整个光学总长低于10mm，远远小于市面常规的22mm，长度降低幅度达到54.5％，完全满足超小迷你型摄像机需求，通过三枚光学透镜的合理排布及光焦度弥补，可以实现三百万像素级。
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