[发明专利]一种透镜系统和镜头

说明书

技术领域

本发明涉及光学仪器领域，特别涉及一种透镜系统和镜头。

背景技术

随着现代视频监控技术的发展，要求可监控到的范围越来越广、视场越来越大，而由于畸变的存在，所监控的目标会发生失真和变形，给人们造成错误的视觉和判断，因此在保证大视场的条件下，人们必然要求成像畸变越小越好。

随着透镜加工工艺的改进和光学材料性能的提高，透镜系统得到了长足发展，但是目前现有的透镜系统和镜头，在大视场、低畸变的条件下，可见光模式下分辨率水平仅能满足百万像素的摄像机的成像要求，不能满足目前主流的200万、300万、400万像素摄像机的成像要求；并且夜晚切换到红外模式下，共焦性能很差，实际成像清晰度比可见光效果更差。造成这一现象的主要原因是：现有的透镜系统的结构形状，透镜的光焦度分配，透镜的折射率、阿贝系数等参数与成像条件匹配不好，使得透镜系统的像差并未得到很好的校正，从而无法实现更高的光学性能。

综上所述，现有透镜系统和镜头的像差较大、成像分辨率较低，在大视场、低畸变的条件下，仅能满足百万像素的摄像机的成像要求，无法满足目前主流的200万、300万、400万像素摄像机的成像要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种透镜系统和镜头，用以在满足大视场、低畸变的条件下，实现更高分辨率成像。

本发明实施例提供的一种透镜系统，沿光轴线从物侧到像侧依次包括：光焦度为负的第一透镜组、光焦度为正的第二透镜组、孔径光阑和光焦度为正的第三透镜组；

其中，所述第一透镜组，沿光轴线从物侧到像侧依次包括：至少一个光焦度为正的第一弯月透镜、光焦度为负的第一子透镜组以及光焦度为正的第二子透镜组；其中，所述第一弯月透镜凸面朝向物侧。

本发明实施例中，第一透镜组中光焦度为正的第一弯月透镜，可以有效的减小光学系统的畸变；光焦度为负的第一子透镜组，对进入光学系统的光线起到发散的作用，可以使大视场的光线进入光学系统，同时可平衡光学系统的慧差和场曲；光焦度为正的第二子透镜组，可以有效的校正光学系统的球差、场曲，同时减小第三透镜组光焦度的压力；第二透镜组的光焦度为正，对校正光学系统的像散、场曲、球差起重要作用，并对快速收敛进入光学系统的光线起关键作用；第三透镜组的光焦度为正，可以有效的校正光学系统的色差、球差、慧差、场曲和像散，同时减小光学系统主光线出射角(CRA)，增强像面照度均匀性和色彩还原度；因此，可以在满足大视场、低畸变的条件下，实现更高分辨率成像。

可选的，所述第一子透镜组沿光轴线从物侧到像侧依次包括：光焦度为负的第二弯月透镜和光焦度为负的第一平凹透镜，其中，所述第一平凹透镜朝向物侧的表面为平面；或

光焦度为负的第二弯月透镜和光焦度为负的第一双凹透镜；或

光焦度为负的第二弯月透镜和光焦度为负的第三弯月透镜；

其中，任一所述弯月透镜凸面朝向物侧。

由于本发明实施例的第二弯月透镜的光焦度为负，对进入光学系统的光线起到发散的作用，从而使大视场的光线进入光学系统。

可选的，所述第二子透镜组至少包括光焦度为正的第一双凸透镜。

可选的，所述第二透镜组至少包括光焦度为正的第二双凸透镜。

可选的，所述第三透镜组，沿光轴线从物侧到像侧依次包括：光焦度为正的第三双凸透镜、光焦度为负的第二双凹透镜以及光焦度为正的第三子透镜组；

其中，所述第三双凸透镜和所述第二双凹透镜胶合在一起。

由于本发明实施例的第三透镜组中的第三双凸透镜和第二双凹透镜胶合在一起，对光学系统的色差校正起关键作用；光焦度为正的第三子透镜组，主要校正光学系统的球差、慧差、场曲和像散，同时减小光学系统主光线出射角，增强像面照度均匀性和色彩还原度。

可选的，所述第三子透镜组沿光轴线从物侧到像侧依次包括：光焦度为正的第四双凸透镜和光焦度为正的第五双凸透镜；或

光焦度为正的第一平凸透镜和光焦度为正的第五双凸透镜，其中，所述第一平凸透镜朝向物侧的表面为平面。

可选的，所述第三双凸透镜的光学玻璃材质相对于d光的折射率N_d″和阿贝系数V_d″满足条件式(1)：

N_d″<1.65，V_d″>55(1)

可选的，所述第二双凹透镜的光学玻璃材质相对于d光的折射率N_d′和阿贝系数V_d′满足条件式(2)：