光学成像系统技术方案

本申请属于照相或者摄像领域技术领域，具体涉及一种光学成像系统，包括若干个可独立成像的光学镜头，每个光学镜头沿着光轴自物侧至像侧依次包括：第一透镜，第一透镜具有负光焦度，微纳元件，微纳元件具有正光焦度，第二透镜，第二透镜具有正光焦度，其中，各个光学镜头中的微纳元件的表面具有不同的微纳结构以使对应的光学镜头具有不同的成像波段。该光学镜头，将具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的微纳元件、具有正光焦度的第二透镜结合，可以使光学镜头具有超大视场角，并且光学镜头体积小、像质高。同时，将具有不同成像波段的光学镜头按照已经的排布方式组合在一起形成本申请实施例的成像光学系统，可以使成像光学系统具有较宽的光谱。具有较宽的光谱。具有较宽的光谱。

【技术实现步骤摘要】
光学成像系统


[0001]本申请涉及照相或者摄像领域
，具体涉及一种光学成像系统。

技术介绍

[0002]传统的超大视场光学镜头口径大、像质差。常规的优化方法是增加非球面提高像质，减少镜片；同时减小入瞳使系统实现小型化。常规的优化方法有以下缺陷：第一，尽管使用非球面可以减少镜片数量、提高像质，但是并不能大幅度提升像质，且无法大幅度减少镜片；第二，减小入瞳虽然可以减小系统口径，但是很大幅度的降低系统性能。而已经实现小口径、高质量的光学成像系统的波段单一，难以满足客户要求。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种光学成像系统，能够解决超大视场光学系统口径大、像质差且波段单一的技术问题。
[0004]本申请实施例提供的光学成像系统，包括若干个可独立成像的光学镜头，每个光学镜头沿着光轴自物侧至像侧依次包括：
[0005]第一透镜，第一透镜具有负光焦度，
[0006]微纳元件，微纳元件具有正光焦度，
[0007]第二透镜，第二透镜具有正光焦度，
[0008]其中，各个光学镜头中的微纳元件的表面具有不同的微纳结构以使对应的光学镜头具有不同的成像波段。
[0009]根据本申请的实施方式，每个光学镜头满足：100
°
≤FOV≤140
°
；FOV为光学镜头的视场角。
[0010]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头满足：15mm≤TTL≤30mm；TTL为在光学镜头的光轴方向上，第一透镜的物侧面至成像面的距离。r/>[0011]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头的焦距f满足：其中，f1为第一透镜的焦距，f2为微纳元件的焦距，f3为第二透镜的焦距。
[0012]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头的第一透镜的物侧面的曲率半径R1和第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：或
[0013]每个光学镜头的第二透镜的物侧面的曲率半径R3与第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：
[0014]根据本申请前述任一实施方式，第一透镜的折射率n1满足：1.46≤n1≤1.96；或
[0015]第二透镜的折射率n2满足：1.46≤n2≤1.96。
[0016]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头内的微纳元件表面的微纳结构具有周期性，微纳结构包括多圈环状的多台阶结构。
[0017]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头内的微纳结构的归一化半径RG满足：1≤RG≤3。
[0018]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头内的微纳元件与第二透镜胶合形成胶合透镜。
[0019]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头满足：其中，TTL为在光学镜头的光轴方向上，第一透镜的物侧面至成像面的距离；L1为第一透镜与微纳元件之间的距离；L2为第二透镜与微纳元件之间的距离。
[0020]根据本申请前述任一实施方式，在每个光学镜头的微纳元件的像侧面设置有光阑。
[0021]根据本申请前述任一实施方式，每个光学镜头内的第一透镜的参数相同，每个光学镜头内的第二透镜的参数相同。
[0022]根据本申请前述任一实施方式，各个光学镜头内的微纳元件的微纳结构的排列周期不同，和/或
[0023]各个光学镜头内的微纳元件的微纳结构的相位系数不同，和/或
[0024]各个光学镜头内的微纳元件的微纳结构的多台阶结构在径向上的宽度不同。
[0025]根据本申请前述任一实施方式，在每个光学镜头的第二透镜的像侧设置有滤光片，或在每个光学镜头的微纳元件与第二透镜之间设置有滤光片；
[0026]每个光学镜头内的滤光片用于通过不同波段的光。
[0027]根据本申请前述任一实施方式，光学成像系统包括6个光学镜头，各个光学镜头的成像波段分别为：840～860nm、798～818nm、770～790nm、690～710nm、622～642nm、590～610nm。
[0028]本申请实施例的光学成像系统中的光学镜头，将具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的微纳元件、具有正光焦度的第二透镜结合，可以使光学镜头具有超大视场角，并且光学镜头体积小、像质高。同时，将具有不同成像波段的光学镜头按照已经的排布方式组合在一起形成本申请实施例的成像光学系统，可以使成像光学系统具有较宽的光谱。
附图说明
[0029]图1a是本申请实施例提供的光学成像系统的结构示意图；
[0030]图1b是本申请实施例提供的光学成像系统中的光学镜头的结构示意图；
[0031]图2是本申请实施例提供的光学成像系统中的光学镜头的结构示意图；
[0032]图3是本申请实施例中的单个微纳结构的横截面示意图；
[0033]图4是本申请实施例中的多个微纳结构的横截面示意图；
[0034]图5是本申请实施例中提供的光学成像系统中的滤光片的排布结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领
域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0036]为方便理解本申请实施例提供的光学系统，对本申请中涉及到的有关名词进行解释：
[0037]光轴，是一条经过各个透镜的中心的轴线。
[0038]以透镜为界，被摄物体所在一侧为物侧，透镜靠近物侧的表面称为物侧面。
[0039]以透镜为界，被摄物体的图像所在的一侧为像侧，透镜靠近像侧的表面称为像侧面。
[0040]正光焦度，也可以称为正折光力，表示透镜有正的焦距。
[0041]负光焦度，也可以称为负折光力，表示透镜有负的焦距。
[0042]焦距(focal length)，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。
[0043]视场角(field of view，FOV)，在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。
[0044]光学总长(total track length，TTL)，是指从物侧指向像侧的方向，光学镜头的第一透镜的物侧面至成像面的距离。
[0045]请参阅图1a、图1b和图2，本申请实施例公开的光学成像系统S包括若干个可独立成像的光学镜头100，每个光学镜头100包括第一透镜1、微纳元件2和第二透镜3，第一透镜1、微纳元件2和第二透镜3自物侧至像侧依次排列，第一透镜1具有负光焦度，微纳元件2具有正光焦度，第二透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学成像系统，其特征在于，包括若干个可独立成像的光学镜头，每个所述光学镜头沿着光轴自物侧至像侧依次包括：第一透镜，所述第一透镜具有负光焦度，微纳元件，所述微纳元件具有正光焦度，第二透镜，所述第二透镜具有正光焦度，其中，各个光学镜头中的微纳元件的表面具有不同的微纳结构以使对应的光学镜头具有不同的成像波段。2.根据权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头满足：100
°
≤FOV≤140
°
；FOV为所述光学镜头的视场角。3.根据权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头满足：15mm≤TTL≤30mm，其中，TTL为在所述光学镜头的光轴方向上，所述第一透镜的物侧面至成像面的距离。4.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头的焦距f满足：4.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头的焦距f满足：其中，f1为第一透镜的焦距，f2为微纳元件的焦距，f3为第二透镜的焦距。5.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头内的所述第一透镜的物侧面的曲率半径R1和所述第一透镜的像侧面的曲率半径R2满足：或每个光学镜头内的所述第二透镜的物侧面的曲率半径R3与所述第二透镜的像侧面的曲率半径R4满足：6.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于，每个所述光学镜头内的所述第一透镜的折射率n1满足：1.46≤n1≤1.96；或所述第二透镜的折射率n2满足：1.46≤n2≤1.96。7.根据权利要求3所述的光学成像系统，其特征在于：每个所述光学镜头内的所述微纳元件表面的微纳结构具有周期性，所述微纳结构包括多圈环状的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，杨龙飞，张飞，蒲明博，张林，王茂宇，王琦锋，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：新型
国别省市：