一种超广角光学系统及其成像方法技术方案

本发明专利技术涉及一种超广角光学系统及其成像方法，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜以及第五透镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第四透镜与所述第五透镜互相胶合形成胶合透镜；第一透镜、第三透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第二透镜、第四透镜和第五透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。本发明专利技术设计具有超大视场角、通光量大的特点；采用多片非球面透镜设计方案，整体可靠性高，镜组装配敏感度低、良率高、成本低，有利于大规模生产；成像质量高，达到两百万像素高清摄像水准。达到两百万像素高清摄像水准。达到两百万像素高清摄像水准。

【技术实现步骤摘要】
一种超广角光学系统及其成像方法

：
[0001]本专利技术涉及一种超广角光学系统及其成像方法。

技术介绍
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[0002]近年来，随着汽车驾驶辅助系统的快速发展，车载后视镜头被广泛地应用于车载监控系统中，为驾驶员提供汽车后视影像、倒车辅助等功能。传统的基于图像的倒车影像系统只在车尾安装摄像头，只能覆盖车尾周围有限的区域，而车辆周围和车头的盲区无疑增加了安全驾驶的隐患，在狭隘拥堵的市区和停车场容易出现碰撞和刮蹭事件。为扩大驾驶员视野，就需要能提供更大视场的光学系统。

技术实现思路
：
[0003]本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种超广角光学系统及其成像方法，设计合理，具有较大视场角。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超广角光学系统，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第四透镜与所述第五透镜互相胶合形成胶合透镜；所述第一透镜、第三透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第二透镜、第四透镜和第五透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。
[0005]进一步的，所述第四透镜与第五透镜互相胶合形成胶合透镜。
[0006]进一步的，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为2.93
±
5％mm，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为3.9
±
5％mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为0.53
±
5％mm。
[0007]进一步的，所述光学系统的焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-7<f1/f<-6，-4<f2/f<-3，5<f3/f<6，137<f4/f<139，5<f5/f<6。
[0008]进一步的，所述的第一透镜满足关系式：N
d
≥1.7，V
d
≤50；所述的第二透镜满足关系式：N
d
≥1.5，V
d
≥56；所述的第三透镜满足关系式：N
d
≥1.7，V
d
≤30；所述的第四透镜满足关系式：N
d
≥1.6，V
d
≤25；所述的第五透镜满足关系式：N
d
≥1.5，V
d
≥55；其中N
d
为折射率，V
d
为阿贝常数。
[0009]进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与所述光学系统的焦距F之间满足：TTL/F≤25。
[0010]进一步的，所述第五透镜的后侧设有滤光片，所述滤光片的后侧设有保护玻璃。
[0011]本专利技术采用的另外一种技术方案是：一种超广角光学系统的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、滤光片、保护玻璃后成像。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：
[0013](1)采用2G3P的设计结构，相比于全玻璃设计，不仅结构更加简单，具有更小的体型与质量；系统整体可靠性高，装配敏感度降低，使得良率提高，成本降低，有利于大规模生产；
[0014](2)保证较大视场角、较大通光口径，进光量充足，边缘成像质量好；
[0015](3)通过合理的玻璃材料搭配以及镜片光焦度分配，整个光学系统的轴向色差与横向色差得到了很好地校正，合理的面型设计也使得整个光学系统的高级像差得到有效校正，同时每个镜面的光线入射角小，系统总体成像质量优良。
[0016]以下附图说明：
[0017]图1是本专利技术实施例的光学结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例的可见光MTF曲线图；
[0019]图3是本专利技术实施例的轴向色差曲线图；
[0020]图4是本专利技术实施例的横向色差曲线图。
[0021]图中：
[0022]L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；STO-光阑；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-滤光片；L7-保护玻璃；L8-成像面。
具体实施方式:
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。
[0024]如图1所示，本专利技术一种超广角光学系统，所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STO、第四透镜L4以及第五透镜L5，第四透镜L4与第五透镜L5互相胶合形成胶合透镜，成像时：光线自左向右依次经第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜4、第五透镜L5、滤光片L6、保护玻璃L7后成像。
[0025]本实施例中，所述第一透镜L1为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；该凸面朝向外侧的弯月形透镜可以尽量收集大视场的光线，使其进入光学系统。
[0026]本实施例中，所述第二透镜L2为弯月负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；该透镜具有负的光焦度，可以使大视场光线的入射角度进一步降低，有利于减小主光线角度CRA。
[0027]本实施例中，所述第三透镜L3为双凸正透镜，其物侧面和像侧面均为凸面。
[0028]本实施例中，所述第四透镜L4为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面。
[0029]本实施例中，所述第五透镜L5为双凸正透镜，其物侧面和像侧面均为凸面。
[0030]本实施例中，所述第一透镜L1、第三透镜L3为球面透镜，均由玻璃材质制成；第二透镜L2、第四透镜L4和第五透镜L5为非球面透镜，均由塑胶材料制成。
[0031]本实施例中，所述第一透镜L1与第二透镜L2之间的空气间隔为2.93
±
5％mm，所述第二透镜L2与第三透镜L3之间的空气间隔为3.9
±
5％mm，所述第三透镜L3与第四透镜L4之间的空气间隔为0.53
±
5％mm。
[0032]本实施例中，所述光学系统的焦距为f，所述第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下
比例：-7<f1/f<-6，-4<f2/f<-3，5<f3/f<6，137<f4/f<139，5<f5/f<6。通过对本专利技术形成的光学系统的光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超广角光学系统，其特征在于：所述光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为双凸正透镜，第四透镜为弯月正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第四透镜与所述第五透镜互相胶合形成胶合透镜；所述第一透镜、第三透镜为球面透镜，均由玻璃材质制成；第二透镜、第四透镜和第五透镜为非球面透镜，均由塑胶材料制成。2.根据权利要求1所述的一种超广角光学系统，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为2.93
±
5％mm，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为3.9
±
5％mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为0.53
±
5％mm。3.根据权利要求1所述的一种超广角光学系统，其特征在于：所述光学系统的焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5与f满足以下比例：-7<f1/f<-6，-4<f2/f<-3，5<f3/f<6，137<f4/f<139，5<f5/f&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，黄锦煖，
申请(专利权)人：福建福光天瞳光学有限公司，
类型：发明
国别省市：