长焦成像光学系统技术方案

一种长焦成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的具有正光焦度的前透镜组和具有负光焦度的后透镜组组成；其中前透镜组由负的第一透镜、负的第二透镜、负的第三透镜和正的第四透镜组成；后透镜组由负的第五透镜、正的第六透镜和负的第七透镜组成，光阑位于前透镜组和后透镜组之间。满足本申请条件式的成像系统视场角不小于120°，有效焦距不小于80mm，入瞳直径不小于4mm。

【技术实现步骤摘要】
长焦成像光学系统
本专利技术涉及一种成像光学系统，特别是一种有较大视场角和入瞳直径的长焦成像光学系统。
技术介绍
现有的广角成像光学系统的焦距往往在几毫米至十几毫米，如CN102621667A公开的广角单焦点透镜，视场角为71°，有效焦距仅为5.8mm，视场角和焦距都较小；而CN206411328U中，视场角增大到95°，但焦距只有3.61mm，都只适用于近距离拍摄，不适合拍远处的物体，因此在很多场合应用受限。另外，上述系统的入瞳直径一般较小，如上述CN206411328U中F数为2.8，因此入瞳直径仅为1.29mm，图像亮度较低。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术提供一种长焦成像光学系统，为解决上述问题，希望获得较大的视场角的同时，能够获得较大的焦距，最好能够具有较大的入瞳直径。根据本公开的长焦成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组和后透镜组组成；其中前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜组成；后透镜组由第五透镜、第六透镜和第七透镜组成，光阑位于前透镜组和后透镜组之间。且成像光学系统进一步包括滤光片。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器。其中：第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第四透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；第七透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。根据本公开的成像光学系统，可满足下列条件式(1)：-0.2<f1/f<-0.1-5<f2/f<-2-2<f3/f<-10<f4/f<10.1<fG1/f<0.56<(d2/d1)<8(1)其中，d1为第一透镜在光轴上的厚度，d2为第一透镜像侧面到第二透镜物侧面在光轴上的距离，fG1为前透镜组的合焦距。条件式(1)限定了前透镜组的焦距关系，满足条件式(1)时，前透镜组的合焦距和各透镜焦距得到合理分配，能够保证系统具有较大视场角，从附图1可以看到当第一透镜的焦距f1、厚度d1以及第一透镜与第二透镜的距离d2之间的关系满足条件式(1)时，边缘视场B处光线在进入第二透镜前就发生较大折射，能够获得大视场并减轻后续镜片的折射压力。根据本公开的成像光学系统，可满足下列条件式(2)：-0.1<f5/f<00<f6/f<0.1-0.3<f7/f<0-0.5<fG2/f<0(2)其中，fG2为后透镜组G2的合焦距。条件式(2)对后透镜组焦距进行配置，后透镜组各镜片的焦距的值较前透镜组各透镜的焦距小，使得后透镜组能够顺利地将前透镜组的大视角光线成像时，减小后透镜组的光焦度，并且能够保证系统总焦距很大。根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(3)：2<f/TTL<30.1<|fG1/fG2|<0.5(3)其中，TTL为整个光学系统的总长，满足条件式(3)时，通过合理设置前、后透镜组的焦距，以及系统焦距和总长的关系，进一步保证系统具有大焦距。根据本公开的成像光学系统可满足下列条件式(4)：0<(d8+d9)/TTL<0.0520<f/D<22(4)d8为第四透镜像侧面到光阑在光轴上的距离，d9为光阑到第五透镜物侧面在光轴上的距离，TTL为整个光学系统的总长，D为系统的入瞳直径。满足条件式(4)时，能够保证系统具有较大的入瞳直径，获得更大的光通量，提高图像亮度。由于系统为长焦系统，焦距高达80mm以上，远处物体进入系统的光强会显著减小，因此较大的入瞳直径可以显著提高图像亮度和清晰度。另外，本实施例采用十一个非球面校正像差，分别为第一透镜物侧面、第二透镜像侧面、第三透镜的物侧面和像侧面、第四透镜的物侧面和像侧面、第五透镜的物侧面和像侧面、第六透镜的像侧面、第七透镜的物侧面和像侧面。由于本申请在保证较大的视场角的情况下获得长焦距，系统的大视场角的边缘光线在经过长焦距系统后会产生很大的像差，因此在校正像差时采用了较多的非球面，另外从表2可以看到较多数量的非球面设置使得大部分非球面系数为0，由于高阶系数的非球面难于制造，因此上述设置能够简化制造、降低成本。采用本申请的长焦成像光学系统，视场角可达128°，而系统的有效焦距高达84.978mm，同时，入瞳直径达到4mm，相对于现有技术而言，视场角和有效焦距都得到提升，入瞳直径也增大。附图说明通过结合附图，从下面的描述中，本公开的实施例将会更清楚地被理解：图1是根据本公开的第一示例性实施例的长焦成像光学系统的结构图；图2是图1的长焦成像光学系统的视场数据图；其中，L1～L7表示第一至第七透镜，STO表示光阑，G1表示前透镜组，G2表示后透镜组，S1～S17表示各表面序号，IMG表示像面，A表示中心视场，B表示边缘视场。具体实施方式以下，将参照附图1-2来详细描述本公开的实施例。图1是根据本公开的长焦成像光学系统的结构图。在本说明书中，曲率半径的数值、厚度的数值、透镜的厚度的数值的单位都可以是mm。根据本公开的长焦成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组G1和后透镜组G2组成；其中前透镜组G1由第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4组成；后透镜组G2由第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7组成，光阑位于前透镜组G1和后透镜组G2之间。且成像光学系统进一步包括滤光片。进一步地，成像光学系统可进一步包括图像传感器。其中：第一透镜L1为负透镜，物侧面S1为凸面，像侧面S2为凹面；第二透镜L2为负透镜，物侧面S3为凹面，像侧面S4为凸面；第三透镜L3为负透镜，物侧面S5为凹面，像侧面S6为凸面；第四透镜L4为正透镜，物侧面S7为凸面，像侧面S8为凸面；第五透镜L5为负透镜，物侧面S10为凹面，像侧面S11为凹面；第六透镜L6为正透镜，物侧面S12为凸面，像侧面S13为凸面；第七透镜L7为负透镜，物侧面S14为凹面，像侧面S15为凸面。其中，物侧面以及像侧面为凸面或凹面，应当按照本领域惯用的理解方式，表示透镜物侧面以及像侧面靠近光轴的部分为凸面或凹面。根据本公开的成像光学系统，可满足下列条件式(1)：-0.2<f1/f<-0.1-5<f2/f<-2-2<f3/f<-10<f4/f<10.1<fG1/f<0.56<(d2/d1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长焦成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组和后透镜组组成；其中前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜组成；后透镜组由第五透镜、第六透镜和第七透镜组成，光阑位于前透镜组和后透镜组之间。其中：/n第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；/n第二透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；/n第三透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；/n第四透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；/n第五透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；/n第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；/n第七透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。/n

【技术特征摘要】
1.一种长焦成像光学系统，其由从物方到像方依序排列的前透镜组和后透镜组组成；其中前透镜组由第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜组成；后透镜组由第五透镜、第六透镜和第七透镜组成，光阑位于前透镜组和后透镜组之间。其中：
第一透镜为负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；
第二透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第三透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；
第四透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第五透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凹面；
第六透镜为正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凸面；
第七透镜为负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。


2.根据权利要求1所述的长焦成像光学系统，进一步满足下列条件式(1)：
-0.2<f1/f<-0.1
-5<f2/f<-2
-2<f3/f<-1
0<f4/f<1
0.1<fG1/f<0.5
6<(d2/d1)<8(1)。


3.根据权利要求1所述的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟伟，
申请(专利权)人：周伟伟，
类型：发明
国别省市：安徽;34