CN205353446U - 一种智能家居用广角高清镜头的光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家居广角高清镜头的光学系统，包括沿同轴从物方向像方的具有负光焦度且凸面朝向物方的弯月第一透镜；具有正光焦度的双凸第二透镜和第三透镜；具有负光焦度的弯月第四透镜；第一透镜与第二透镜之间设置有光阑；第三透镜与第四透镜组合为胶合透镜组第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距范围依次为：2.0<|f1|/f<2.2、4.3<|f2|/f<4.5、3.6<|f3|/f<3.8；光学系统的光学镜头长度TTL与光学镜头整组焦距值F满足TTL/F≤9.8。本实用新型的视场角度大，成像质量好，具有良好的像差特性；结构简单紧凑，有利于降低生产的加工难度和生产成本。

Description

一种智能家居用广角高清镜头的光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种光学系统，尤其涉及一种智能家居型广角高清镜头的光学系统。

背景技术

智能家居是指通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能家居实现的一个重点环节是图像采集，而图像采集最关键的元件在于成像镜头的光学系统。目前市面上用于智能家居的镜头的视场角均偏小，分辨率低，成像尺寸亦不够大，导致拍摄时存在诸多死角，偏暗，偏糊等现象，从而造成拍摄不便。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种智能家居广角高清镜头的光学系统。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能家居广角高清镜头的光学系统，包括透镜，透镜沿同轴从物方向像方依次包括：

第一透镜，具有负光焦度且凸面朝向物方的弯月透镜；

第二透镜，具有正光焦度的双凸透镜；

第三透镜，具有正光焦度的双凸透镜；

第四透镜，具有负光焦度的弯月透镜；

第一透镜与第二透镜之间设置有光阑；第三透镜与第四透镜组合为胶合透镜组，第三透镜在前，第四透镜在后；

第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距值分别为f1、f2、f3；光学系统的光学镜头整体焦距值为f；第一透镜、第二透镜、胶合透镜组的焦距范围依次为：2.0<|f1|/f<2.2、4.3<|f2|/f<4.5、3.6<|f3|/f<3.8；光学系统的光学镜头长度TTL与光学镜头整组焦距值F满足TTL/F≤9.8，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为玻璃球面镜片。

第一透镜朝向物方的前表面的曲率半径大于92mm且小于95mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于2mm且小于5mm；

第二透镜朝向物方的前表面的曲率半径大于9mm且小于12mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-12mm且小于-9mm；

第三透镜朝向物方的前表面的曲率半径大于5mm且小于7mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm；

第四透镜朝向物方的前表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-32mm且小于-30mm。

光学镜头的光学总长TTL小于或者等于23.5mm。

第一透镜的中心厚度为0.62mm，第二透镜的中心厚度为4mm，第三透镜的中心厚度为4.06mm，第四透镜的中心厚度为0.6mm。

第一透镜的中心与第二透镜的中心之间的间距为9.19mm；第二透镜的中心与第三透镜的中心之间的间距为0.72mm；第三透镜的中心与第四透镜的中心之间的间距为0mm。

本实用新型的结构设置有四片球面镜片，可以实现对角拍照的最大角度为150°，镜头的视场角度大，成像质量好，具有良好的像差特性；此外本实用新型的结构简单紧凑，透镜数量少，有利于降低生产的加工难度和生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型各个透镜的分解结构示意图。

图2为光线从本实用新型装配好后镜头进入的路径图。

图中，1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、光阑；6、物方；7、像方。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括透镜，透镜沿同轴从物方6向像方7依次包括：第一透镜1、光阑5、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4；其中，第一透镜1为具有负光焦度且凸面朝向物方6的弯月透镜；第二透镜2为具有正光焦度的双凸透镜；第三透镜3为具有正光焦度的双凸透镜；第四透镜4为具有负光焦度的弯月透镜；第三透镜3与第四透镜4组合为胶合透镜组，第三透镜3在前，第四透镜4在后。

从图1可以看出，本实用新型只有3片透镜，按照第一透镜1、光阑5、第二透镜和2胶合透镜组的顺序组合，透镜数量少，因此结构紧凑、具有良好的像差特性，视场能够达到142度。

其中，第一透镜1、第二透镜2、胶合透镜组的焦距值分别为f1、f2、f3；光学系统的光学镜头整体焦距值为f；

第一透镜1、第二透镜2、胶合透镜组的焦距范围依次为2.0<|f1|/f<2.2、4.3<|f2|/f<4.5、3.6<|f3|/f<3.8；光学系统的光学镜头长度TTL(TOTALLENGTH)与光学镜头整组焦距值F满足TTL/F≤9.8。光学镜头的光学总长TTL小于或者等于23.5mm。

本实用新型第一透镜1朝向物方的前表面的曲率半径大于92mm且小于95mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于2mm且小于5mm；第二透镜2朝向物方的前表面的曲率半径大于9mm且小于12mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-12mm且小于-9mm；第三透镜3朝向物方的前表面的曲率半径大于5mm且小于7mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm；第四透镜4朝向物方的前表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-32mm且小于-30mm。

第一透镜1的中心厚度为0.62mm，第二透镜2的中心厚度为4mm，第三透镜3的中心厚度为4.06mm，第四透镜4的中心厚度为0.6mm。

第一透镜1的中心与第二透镜2的中心之间的间距为9.19mm；第二透镜2的中心与第三透镜3的中心之间的间距为0.72mm；第三透镜3的中心与第四透镜4的中心之间的间距为0mm。

第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4均为玻璃球面镜片，由于本实用新型的透镜均采用球面设计以及都采用玻璃材质，因此本实用新型的光学系统具有良好的像差特性，成像质量好，同时在生产时能够降低加工难度和生产成本。

本实用新型第一透镜1采用高折射率低色散材料，折射率Nd为1.7<Nd<1.8，色散率Vd为52<Vd<55；第二透镜2的折射率Nd为1.5<Nd<1.6，色散率Vd为47<Vd<49；第三透镜3采用高折射率低色散材料，折射率Nd为1.7<Nd<1.8，色散率Vd为51<Vd<53；第三透镜3采用高折射率高色散材料，折射率Nd为1.8<Nd<1.9，色散率Vd为22<Vd<24。

本实施例从物方6开始，依次对各个元件的面进行编号，第一透镜1包括镜面S1和镜面S2，光阑5的光缆面为ST，第二透镜2包括镜面S3和镜面S4，第三透镜3包括镜面S5和镜面S6，第四透镜4包括镜面S6和镜面S7，其中镜面S6为第三透镜4和第四透镜5的胶合面。

光学系统的相关参数见表一：

表一

面序号	曲率半径	厚度	折射率Nd	色散系数Vd
					S1	93.464	0.62	1.72916	54.68
S2	3.494	9.136
					ST	infinity	0.058
S3	10.54	4	1.53172	48.84
					S4	-10.54	0.721
S5	6.5	4.06	1.755	52.32
					S6	-2.734	0.6	1.8466	23.78
S7	-31.816	4.291

本实施例在0-75度像场子午方向(T)和弧矢方向(S)这两个方向的成像性能具有良好的一致性，代表了本实用新型光学镜头的综合解像水平；本实用新型的全球面设计在全视场时，最大畸变为-74％。由本实用新型光学系统的镜头在像面上所成的像点水平可得出本实用新型具有较好的光学性能。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能家居广角高清镜头的光学系统，包括透镜，其特征在于：所述透镜沿同轴从物方(6)向像方(7)依次包括：

第一透镜(1)，具有负光焦度且凸面朝向物方(6)的弯月透镜；

第二透镜(2)，具有正光焦度的双凸透镜；

第三透镜(3)，具有正光焦度的双凸透镜；

第四透镜(4)，具有负光焦度的弯月透镜；

所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间设置有光阑(5)；所述第三透镜(3)与第四透镜(4)组合为胶合透镜组，第三透镜(3)在前，第四透镜(4)在后；

所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、胶合透镜组的焦距值分别为f1、f2、f3；所述光学系统的光学镜头整体焦距值为f；

所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、胶合透镜组的焦距范围依次为2.0<|f1|/f<2.2、4.3<|f2|/f<4.5、3.6<|f3|/f<3.8；所述光学系统的光学镜头长度TTL与光学镜头整组焦距值F满足TTL/F≤9.8。

2.根据权利要求1所述的智能家居型广角高清镜头的光学系统，其特征在于：所述第一透镜(1)朝向物方的前表面的曲率半径大于92mm且小于95mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于2mm且小于5mm；

所述第二透镜(2)朝向物方的前表面的曲率半径大于9mm且小于12mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-12mm且小于-9mm；

所述第三透镜(3)朝向物方的前表面的曲率半径大于5mm且小于7mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm；

所述第四透镜(4)朝向物方的前表面的曲率半径大于-3mm且小于-1mm、朝向像方的后表面的曲率半径大于-32mm且小于-30mm。

3.根据权利要求1所述的智能家居型广角高清镜头的光学系统，其特征在于：所述光学镜头的光学总长TTL小于或者等于23.5mm。

4.根据权利要求1所述的智能家居型广角高清镜头的光学系统，其特征在于：所述第一透镜(1)的中心厚度为0.62mm，第二透镜(2)的中心厚度为4mm，第三透镜(3)的中心厚度为4.06mm，第四透镜(4)的中心厚度为0.6mm。

5.根据权利要求1所述的智能家居型广角高清镜头的光学系统，其特征在于：所述第一透镜(1)的中心与第二透镜(2)的中心之间的间距为9.19mm；所述第二透镜(2)的中心与第三透镜(3)的中心之间的间距为0.72mm；所述第三透镜(3)的中心与第四透镜(4)的中心之间的间距为0mm。

6.根据权利要求1所述的智能家居用广角高清镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)均为玻璃球面镜片。