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专利名称：一种超广角光学系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210646304.X

专利申请（专利权）人：湖南博明英光学开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：湖南省益阳市桃江县经济开发区国辰高新开云优惠体育网页版入口产业园第8栋

专利发明（设计）人：杨志,胡青平

专利摘要：本发明涉及行车记录仪用光学系统技术领域，具体为一种超广角光学系统。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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6。本发明的有益效果为：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；在保证较大视场角、较大通光口径的同时，进光量充足，边缘成像质量好。

主权利要求：
1.一种超广角光学系统，其特征在于：由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)、光阑(STOP)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)以及第六透镜(L6)组成；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；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；所述第三透镜(L3)为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜(L4)为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜(L6)为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述的第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤46；
所述的第二透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥33.8；所述的第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≤23；所述的第四透镜满足关系式：Nd≥1.75，Vd≤52.3；所述的第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥81.6；所述的第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥17.9，其中为Nd折射率，Vd为阿贝数。
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：所述第五透镜(L5)与所述第六透镜(L6)互相胶合形成胶合透镜。
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：所述第二透镜(L2)与第三透镜(L3)之间设置有光阑(STOP)。
4.根据权利要求1所述的一种超广角光学系统，其特征在于：所述第六透镜(L6)的后侧设置有滤光片(L7)。
5.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(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)、第六透镜(L6)为球面透镜，且均为玻璃材质。 说明书 : 一种超广角光学系统技术领域[0001] 本发明涉及行车记录仪用光学系统技术领域，具体为一种超广角光学系统。背景技术[0002] 随着汽车的普及越来越多的汽车安装上了车载行车记录仪镜头，安装行车记录仪后,能够记录汽车行驶全过程的视频图像和声音，可为交通事故提供证据。但是目前现有的车载行车记录仪用光学镜头的对角拍摄角度较小90度、100度、120度；且拍摄出的且拍摄出的画面清晰度不足和视野受到了限制，观察效果受到影响。[0003] 现有技术领域中上述问题存在的解决方案很少，而且思路往往集中在脱离光学镜头设计本身而对光学镜头支架或底座做的结构设计；但也因此造成了实际产品成本升高、结构复杂操作麻烦或不耐用容易损坏等问题。[0004] 因此，设计一种在光学系统层面实现广角拍摄，且同时保证成像质量的光学透镜很有必要。发明内容[0005] 本发明所要解决的技术问题为：现有的车载行车记录仪用光学镜头对角拍摄角度较。遗纳慊媲逦群褪右岸际盏搅瞬恍〉南拗。[0006] 为解决以上问题，本发明采用的技术方案为：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。[0007] 本发明的有益效果为：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；在保证较大视场角、较大通光口径的同时，进光量充足，边缘成像质量好；第一透镜中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；第二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，有利于控制主光线角度CRA。[0008] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：透镜之间的连接方式需要进一步优化。[0009] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：所述第五透镜L5与所述第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。[0010] 上述改进的有益效果为：使得第四透镜和第五透镜之间光线过渡效果更好。[0011] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：整体光学系统更好的成像质量需要对透镜光学系数进行优化。[0012] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤46；第二透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥33.8；第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≤23；第四透镜满足关系式：Nd≥1.75，Vd≤52.3；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥81.6；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥17.9，其中为Nd折射率，Vd为阿贝数。[0013] 上述改进的有益效果为：通过以上镜片组成的光学系统，光路总长较短，镜头的体积。蠼勾，可以与多种不同接口的摄像机配合使用；同时系统光圈较大，成像质量优良。[0014] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：光学系统光焦度的比例分配需要进行优化。[0015] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：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、第六透镜L6的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：?6[0016] 上述改进的有益效果为：通过对本发明形成的光学系统的光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对于系统焦距成一定比例，使本发明形成的光学系统在435～656nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。[0017] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：[0018] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：所述第二透镜L2与第三透镜L3之间设置有光阑STOP。[0019] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：为了对光学系统成像质量进一步优化。[0020] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：所述第六透镜L6的后侧设置有滤光片L7。[0021] 作为本发明的进一步改进，所要解决的技术问题为：光学系统中透镜结构和材质也需要进行控本增效。[0022] 为解决上述技术问题，本发明进一步改进采用的技术方案为：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、第六透镜L6为球面透镜，且均为玻璃材质。[0023] 上述改进的有益效果为：采用全玻璃设计，不仅结构更加简单，具有更小的体型与质量。附图说明[0024] 图1为本发明光学系统成像平面的透镜内部结构示意图。[0025] 图2为本发明中光学系统的MTF曲线图。[0026] 图3为本发明光学系统的离焦MTF曲线图。[0027] 图4为本发明光学系统在实施例1中各透镜对应的曲率半径R、厚度d、折射率以及阿贝数表格图。[0028] 图中所述文字标注表示为:L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、滤光片；STOP、光阑。具体实施方式[0029] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。[0030] 实施例1：[0031] 一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。[0032] 实施例2：[0033] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面；第五透镜L5与所述第六透镜L6互相胶合形成胶合透镜。[0034] 实施例3：[0035] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤46；第二透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥33.8；第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≤23；第四透镜满足关系式：Nd≥1.75，Vd≤52.3；第五透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥81.6；第六透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥17.9，其中为Nd折射率，Vd为阿贝数。[0036] 实施例4：[0037] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。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、第六透镜L6的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6与f满足以下比例：?6[0038] 实施例5：[0039] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。所述第二透镜L2与第三透镜L3之间设置有光阑STOP。[0040] 实施例6：[0041] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。所述第六透镜L6的后侧设置有滤光片L7。[0042] 实施例7：[0043] 作为上述实施例的进一步优化：一种超广角光学系统，由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、光阑STOP、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及第六透镜L6组成；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；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；所述第三透镜L3为弯月正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜L4为平凸透镜，其物侧面为平面，像侧面为凸面；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；第六透镜L6为弯月负透镜，物侧面为凹面，像侧面为凸面。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、第六透镜L6为球面透镜，且均为玻璃材质。[0044] 作为上述实施例的进一步优化：如图4所示，实施例1采用了六片透镜作为示例，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，有效扩大镜头的视场角，缩短镜头总长度，保证镜头的畸变与照度；提高镜头的解析度与成像品质。[0045] 在实施例中，此光学系统实现的技术指标如下：[0046] 1)焦距：EFFL＝2.27mm；(2)光圈F＝2.0；(3)视场角：2w≥208°；(4)光学畸变：＜100％(5)成像圆直径大于φ6.6；(6)工作波段：430～700nm；(7)光学总长TTL≤15.8mm，光学后截距BFL≥2.8mm；(8)该镜头适用于两百万像素CCD或CMOS摄像机。[0047] 由图2，图3可以看出该光学系统具有优良的成像质量，完全满足两百万像素摄像要求。[0048] 需要说明的是，在本文中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。[0049] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

专利地区：湖南

专利申请日期：2022-06-08

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN114859527B