一种大广角微型光学成像系统技术方案

本申请公开了一种大广角微型光学成像系统，沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和像面；所述第一透镜为平凹型负透镜，所述第二透镜为双凸型正透镜，所述第三透镜为双凹型负透镜，所述第四透镜为双凸型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜，所述光学成像系统的光学总长小于等于12mm。本申请的一种大广角微型光学成像系统结构简单明了，透镜易加工，材料低廉，适合大批量生产，同时，本系统可以实现角度150的超大覆盖范围。

A Large Wide Angle Micro Optical Imaging System

This application discloses a wide-angle micro-optical imaging system, in which the first lens, the second lens, the aperture diaphragm, the third lens, the fourth lens, the fifth lens and the image plane are arranged successively along the optical axis direction from the object side to the image side; the first lens is a flat-concave negative lens, the second lens is a double convex positive lens, and the third lens is a double concave negative lens. The fourth lens is a biconvex positive lens, and the fifth lens is a biconvex positive lens. The total optical length of the optical imaging system is less than or equal to 12 mm. A wide-angle micro-optical imaging system with simple structure, easy processing of lenses and low cost of materials is suitable for mass production. At the same time, the system can achieve a large coverage of angle 150.

【技术实现步骤摘要】
一种大广角微型光学成像系统
本申请涉及一种光学系统，特别是涉及一种大广角微型光学成像系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大广角微型光学成像系统，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本申请实施例公开一种大广角微型光学成像系统，沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和像面；所述第一透镜为平凹型负透镜，所述第二透镜为双凸型正透镜，所述第三透镜为双凹型负透镜，所述第四透镜为双凸型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜，所述光学成像系统的光学总长小于等于12mm。优选的，所述光阑的孔径的光圈直径为2mm。优选的，所述第五透镜和像面的间隔为4mm。优选的，所述第四透镜的左右两面曲率半径一致，均为3.3mm。优选的，所述第一透镜与第二透镜之间的光学间隔为1.37mm；所述第二透镜与孔径光阑之间的光学间隔为0.21mm；所述孔径光阑与第三透镜之间的光学间隔为0.13m；所述第三透镜与第四透镜为一组胶合透镜组，所述第四透镜与第五透镜之间的光学间隔为0.12mm。优选的，所述光学成像系统满足：第一透镜：R1为平面，1.8≤R2≤2.20.6≤D≤0.8，第二透镜：7≤R1≤8-12≤R2≤-101.3≤D≤1.7，第三透镜：-7≤R1≤-63.0≤R2≤3.51.7≤D≤1.9第四透镜：3.0≤R1≤-3.5-3.5≤R2≤-3.01.2≤D≤1.5第五透镜：5≤R1≤7-13≤R2≤-111.0≤D≤1.3其中：R1、R2为透镜两面的曲率半径值、D为透镜的中心厚度值。优选的，所述光学成像系满足：f1＝-3.22mmf2＝5.2mmf3＝-4.84mmf4＝6.4mmf5＝5.7mm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。优选的，所述像面为CCD或CMOS,所述像面的大小为1/4＂。与现有技术相比，本申请的大广角微型光学成像系统结构简单明了，透镜易加工，材料低廉，适合大批量生产，同时，本光学系统。本系统通过光学软件的曲线拟合及光学像差的优化，配合1/4＂的光电耦合器CCD或CMOS，可以实现角度150的超大覆盖范围，同时本光学系统的有效总长可以控制在12mm以内，可以配合下游摄像系统的迷你方案。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，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为本技术具体实施例中大广角微型光学成像系统示意图；图2为本技术具体实施例中大广角微型光学成像系统的光学像差示意图；图3为本技术具体实施例中大广角微型光学成像系统的场曲及畸变示意图；图4为本技术具体实施例中大广角微型光学成像系统的点列示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。结合图1所示，本申请实施例公开一种大广角微型光学成像系统，沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和像面；第一透镜为平凹型负透镜，第二透镜为双凸型正透镜，第三透镜为双凹型负透镜，第四透镜为双凸型正透镜，第五透镜为双凸型正透镜，光学成像系统的光学总长小于等于12mm。在该技术方案中，一种大广角微型光学成像系统采用五片式光学结构方案，且五片材质均为玻璃，不包含塑料材质；同时为了降低系统成本，五片透镜所使用的材质均为常见的价格系数较低的玻璃材质，如H-K9L、H-ZK9A、H-QK3。优选的，光阑的孔径的光圈直径为2mm。在该技术方案中，光阑孔径用于限制机内系统的光束直径大小；具体反馈在光圈直径上；光圈直径的数值可以通过机械隔圈的内孔径加工实现，且且公差可以保证在±0.01mm以内。优选的，第五透镜和像面的间隔为4mm。在该技术方案中，第五透镜和像面的距离即为光学后焦值。优选的，第四透镜的左右两面曲率半径一致，均为3.6mm。优选的，第一透镜与第二透镜之间的光学间隔为1.37mm；第二透镜与孔径光阑之间的光学间隔为0.21mm；孔径光阑与第三透镜之间的光学间隔为0.13m；第三透镜与第四透镜为一组胶合透镜组，第四透镜与第五透镜之间的光学间隔为0.12mm。优选的，光学成像系统满足：第一透镜：R1为平面，1.8≤R2≤2.20.6≤D≤0.8，第二透镜：7≤R1≤8-12≤R2≤-101.3≤D≤1.7，第三透镜：-7≤R1≤-63.0≤R2≤3.51.7≤D≤1.9第四透镜：3.0≤R1≤-3.5-3.5≤R2≤-3.01.2≤D≤1.5第五透镜：5≤R1≤7-13≤R2≤-111.0≤D≤1.3其中：R1、R2为透镜两面的曲率半径值、D为透镜的中心厚度值。优选的，光学成像系满足：f1＝-3.22mmf2＝5.2mmf3＝-4.84mmf4＝6.4mmf5＝5.7mm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。在该技术方案中，本申请的光学成像系统可以实现：焦距f＝1.9mm；光圈F#＝1.8；角度DFOV＝162°；芯片1/4”；总长TTL＜12mm。优选的，像面为CCD或CMOS,像面的大小为1/4＂。在该技术方案中，图2、图3和图4所示为本技术具体实施例中大广角微型光学成像系统光学像差示意图、场曲及畸变示意图和点列示意图。综上所述，与现有技术相比，本申请的大广角微型光学成像系统结构简单明了，透镜易加工，材料低廉，适合大批量生产，同时，本光学系统。本系统通过光学软件的曲线拟合及光学像差的优化，配合1/4＂的光电耦合器CCD或CMOS，可以实现角度150的超大覆盖范围，同时本光学系统的有效总长可以控制在12mm以内，可以配合下游摄像系统的迷你方案。本系统的六块光学透镜的焦度合理分配，可以实现该系统实现以下条件：焦距f＝2.76mm；光圈F#＝1.8；角度DFOV＝168°；芯片1/2.7”；照度RI＝0.7。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和像面；所述第一透镜为平凹型负透镜，所述第二透镜为双凸型正透镜，所述第三透镜为双凹型负透镜，所述第四透镜为双凸型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜，所述光学成像系统的光学总长小于等于12mm。

【技术特征摘要】
1.一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：沿光轴方向从物面一侧至像面一侧依次设置有第一透镜、第二透镜、孔径光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜和像面；所述第一透镜为平凹型负透镜，所述第二透镜为双凸型正透镜，所述第三透镜为双凹型负透镜，所述第四透镜为双凸型正透镜，所述第五透镜为双凸型正透镜，所述光学成像系统的光学总长小于等于12mm。2.根据权利要求1所述的一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：所述光阑的孔径的光圈直径为2mm。3.根据权利要求1所述的一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：所述第五透镜和像面的间隔为4mm。4.根据权利要求1所述的一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：所述第四透镜的左右两面曲率半径一致，均为3.3mm。5.根据权利要求1所述的一种大广角微型光学成像系统，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜之间的光学间隔为1.37mm；所述第二透镜与孔径光阑之间的光学间隔为0.21mm；所述孔径光阑与第三透镜之间的光学间隔为0.13m；所述第三透镜与第四透镜为一组胶合透镜组，所述第四透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刘森，陈艺敏，陈艺龙，韩春，
申请(专利权)人：苏州莱能士光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32