一種廣角光學(xué)鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種光學(xué)系統(tǒng)，具體涉及一種寬光譜、高像質(zhì)的廣角光學(xué)鏡頭。它包括同軸排列的窗口，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、光闌、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，所述的窗口、透鏡和光闌采用鏡筒聯(lián)結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，它通過合理選擇透鏡的表面半徑、厚度、距離和材料，提高了像面照度和光學(xué)傳遞函數(shù)，減少了各種像差、球差、彗差、象散、場曲、色差及畸變，拓寬了波長范圍。
【專利說明】一種廣角光學(xué)鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種光學(xué)系統(tǒng)，具體涉及一種寬光譜、高像質(zhì)的廣角光學(xué)鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在遠(yuǎn)距離目標(biāo)定位系統(tǒng)中需要一種廣角鏡頭，其使用要求很高，設(shè)計(jì)的技術(shù)難度很大。目前現(xiàn)有的廣角光學(xué)鏡頭，存在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的缺陷，使得成像質(zhì)量不高，使用效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能提高成像質(zhì)量和像面照度，便于使用的寬光譜廣角光學(xué)鏡頭。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種廣角光學(xué)鏡頭，它包括同軸排列的窗口，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、光闌、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，所述的窗口、透鏡和光闌采用鏡筒聯(lián)結(jié)。
[0005]所述的窗口前后表面兩個半徑范圍依次為87mm?93mm, 85mm?89mm,通光口徑依次為Φ48.8mm和Φ44πιπι，厚度范圍為3.5mm?5mm，材料折射率變化范圍界于1.4?1.5之間。
[0006]所述的第一透鏡前后表面兩個半徑范圍依次為39mm?41mm, 13.5mm?14.5mm,通光口徑依次為Φ35πιπι和Φ23.5mm，厚度范圍為5.5mm?6.5mm，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間。
[0007]所述的第二透鏡前后表面兩個半徑范圍依次為31 Imm?315mm, 16.5mm?17.5mm,通光口徑依次為Φ 22mm和19.5mm，厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.5?
1.6之間。
[0008]所述的第三透鏡前表面為平面，后表面半徑范圍為-18mm?-19mm,通光口徑依次為Φ20ι?πι和Φ20ι?πι，厚度范圍為7.5mm?8.5mm，材料折射率變化范圍界于1.45?1.55之間。
[0009]所述的第四透鏡前后表面兩個半徑范圍依次為9mm?10mm, 22mm?23mm,通光口徑依次為Φ IOmm和Φ 9mm，厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間。
[0010]所述的第五透鏡前后表面兩個半徑范圍依次為11.5mm?12.5mm, -11.5mm?-12.5mm,通光口徑依次為Φ4_和Φ 5mm,厚度范圍依次為1.25mm?
2.25mm，材料折射率變化范圍界于1.55?1.65之間。
[0011]所述的第六透鏡表面兩個半徑范圍依次為-6.75mm?-7.75mm, Ilmm?12mm,通光口徑依次為Φ5πιπι和Φ6πιπι，厚度范圍為0.5mm?1mm，材料折射率變化范圍界于1.7?1.8之間。
[0012]所述的第七透鏡表面兩個半徑范圍依次為-17.5mm?-18.5mm,_7mm?_8mm,通光口徑依次為Φ7πιπι和Φ9πιπι，厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.45?1.55之間。
[0013]所述的第八透鏡表面兩個半徑范圍依次為26mm?27mm,-46.5mm?-47.5mm,通光口徑依次為Φ 18.5mm和Φ 18.5_，厚度范圍為4mm?5_，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過合理選擇透鏡的表面半徑、厚度、距離和材料，提高了像面照度和光學(xué)傳遞函數(shù)，減少了各種像差、球差、彗差、象散、場曲、色差及畸變，拓寬了波長范圍；本發(fā)明目前可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)性能為:視場90° ±1°，工作波段
0.45?0.71 口 m，單調(diào)線性相對畸變< 2.5%，相對孔徑口 1/5.8，邊緣視場照度與中心視場照度比口 45%,后工作距1.8?4.5mm。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的一種廣角光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明一種廣角光學(xué)鏡頭的光學(xué)傳遞函數(shù)圖。
[0017]圖中，I窗口、2第一透鏡，3第二透鏡，4第三透鏡，5第四透鏡，6第五透鏡，7第六透鏡,8第七透鏡，9第八透鏡，10光闌。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0019]如圖1所示，一種廣角光學(xué)鏡頭它包括同軸排列的窗口 1，第一透鏡2、第二透鏡3、第三透鏡4、第四透鏡5、光闌10、第五透鏡6、第六透鏡7、第七透鏡8和第八透鏡9。窗口
1、透鏡和光闌10采用鏡筒聯(lián)結(jié)；采用準(zhǔn)像方遠(yuǎn)心光路設(shè)計(jì)技術(shù)合理匹配透鏡材料、半徑、距離和厚度參數(shù)。
[0020]根據(jù)光路走向，規(guī)定圖中所有光學(xué)兀件左側(cè)表面為前表面,右側(cè)表面為后表面。窗口 I前后表面兩個半徑范圍依次為87mm?93mm, 85mm?89mm,通光口徑依次為Φ48.8mm和Φ44πιπι，厚度范圍為3.5mm?5mm，材料折射率變化范圍界于1.4?1.5之間；第一透鏡2前后表面兩個半徑范圍依次為39mm?41mm, 13.5mm?14.5mm,通光口徑依次為Φ 35mm和Φ23.5mm，厚度范圍為5.5mm?6.5mm，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間；第二透鏡3前后表面兩個半徑范圍依次為31 Imm?315mm, 16.5mm?17.5mm,通光口徑依次為C>22mm和19.5mm，厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間；第三透鏡4前表面為平面，后表面半徑范圍為-18mm?-19mm，通光口徑依次為Φ 20mm和Φ 20mm，厚度范圍為7.5mm?8.5mm，材料折射率變化范圍界于1.45?1.55之間；第四透鏡5前后表面兩個半徑范圍依次為9mm?10mm, 22mm?23mm,通光口徑依次為Φ IOmm和Φ 9mm,厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.5?1.6之間；第五透鏡6前后表面兩個半徑范圍依次為11.5mm?12.5mm, -11.5mm?-12.5mm,通光口徑依次為Φ4_和Φ 5mm,厚度范圍依次為1.25mm?2.25mm，材料折射率變化范圍界于1.55?1.65之間；第六透鏡7表面兩個半徑范圍依次為-6.75mm?-7.75mm, Ilmm?12mm,通光口徑依次為Φ5_和Φ6_，厚度范圍為0.5mm?1mm，材料折射率變化范圍界于1.7?1.8之間；第七透鏡8表面兩個半徑范圍依次為_17.5mm?-18.5mm, -7mm?_8mm,通光口徑依次為C>7mm和Φ9mm,厚度范圍為2mm?3mm，材料折射率變化范圍界于1.45?1.55之間；第八透鏡9表面兩個半徑范圍依次為26mm~27mm, -46.5mm~-47.5mm,通光口徑依次為Φ 18.5mm和Φ 18.5mm,厚度范圍為4mm~5mm，材料折射率變化范圍界于1.5~1.6之間。
[0021]其中，優(yōu)選的實(shí)施例為窗口 I表面半徑為9086，厚度為4，材料為ZS-1 ;第一透鏡2表面半徑為40.00，14.125，厚度為5.77，材料為H_LaK8A ;第二透鏡3表面半徑為313.30，17.179，厚度為2.45，材料為H_LaK8A，第三透鏡4表面半徑為^18.621，厚度為7.87，材料為H-QK3L ;第四透鏡5表面半徑為9.63，22.34，厚度為2.49，材料為H_LaK3A ;第五透鏡6表面半徑為11.803，-11.803，厚度為1.79，材料為H-ZK3 ;第六透鏡7表面半徑為-1.178，
11.272，厚度為0.8，材料為H-ZF6 ;第七透鏡8表面半徑為-17.989，-7.516，厚度為2.69，材料為H-QK3L ;第八透鏡9表面半徑為26.18，-46.88，厚度為4.43，材料為H_LaK8A。
[0022]其中，第一透鏡2和第二透鏡3之間的距離為7.65mm ;第二透鏡3和第三透鏡4之間的距離為10.12mm ;第三透鏡4和第四透鏡5之間的距離為11.24mm ;第四透鏡5和光闌10之間的距離為4.63mm ;光闌10和第五透鏡6之間的距離為0.8mm ;第五透鏡6和第六透鏡7之間的距離為0.65mm ;第六透鏡7和第七透鏡8之間的距離變化范圍為1.58mm ;第七透鏡8和第八透鏡9之間的距離為6.4mm。
[0023]圖2是用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件制作的物體在有限距離，成像在有限距離時本發(fā)明一種廣角光學(xué)鏡頭的最佳實(shí)施例的光學(xué)性能圖。
[0024]從圖2中可知各種視場的MTF都很高，說明該光學(xué)鏡頭從中心到邊緣視場的成像質(zhì)量都很均勻，即整個圖像都非常清晰。
[0025]本發(fā)明目前可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)性能為:視場90° ±1°，工作波段0.45~0.714!11，單調(diào)線性相對畸變< 2.5%，相對孔徑≤1/5.8，邊緣視場照度與中心視場照度比≥45 %，后工作距1.8~4.5mm。
【權(quán)利要求】
1.一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:它包括同軸排列的窗口(I)，第一透鏡(2)、第二透鏡(3)、第三透鏡(4)、第四透鏡(5)、光闌(10)、第五透鏡(6)、第六透鏡(7)、第七透鏡(8)和第八透鏡(9)，所述的窗口(I)、透鏡和光闌(10)采用鏡筒聯(lián)結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的窗口(I)前后表面兩個半徑范圍依次為87mm~93mm, 85mm~89mm,通光口徑依次為Φ48.8mm和Φ 44mm,厚度范圍為3.5mm~5mm，材料折射率變化范圍界于1.4~1.5之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡(2)前后表面兩個半徑范圍依次為39mm~41mm, 13.5mm~14.5mm,通光口徑依次為C>35mm和Φ23.5mm，厚度范圍為5.5mm~6.5臟，材料折射率變化范圍界于1.5~1.6之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第二透鏡(3)前后表面兩個半徑范圍依次為311mm~315mm, 16.5mm~17.5mm,通光口徑依次為Φ22ι?πι和19.5mm，厚度范圍為2mm~3臟，材料折射率變化范圍界于1.5~1.6之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第三透鏡(4)前表面為平面，后表面半徑范圍為-18mm~-19mm，通光口徑依次為Φ 20mm和Φ 20mm，厚度范圍為7.5mm~8.5mm，材料折射率變化范圍界于1.45~1.55之間。
6.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第四透鏡(5)前后表面兩個半徑范圍依次為9mm~10mm, 22mm~23mm,通光口徑依次為Φ IOmm和Φ 9mm,厚度范圍為2mm~3mm，材料折射率變化范圍界于1.5~1.6之間。
7.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第五透鏡(6)前后表面兩個半徑范圍依次為11.5mm~12.5mm, -11.5mm~-12.5mm,通光口徑依次為Φ 4mm和Φ 5mm，厚度范圍依次為1.25mm~2.25mm，材料折射率變化范圍界于1.55~1.65之間。
8.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所 述的第六透鏡(7)表面兩個半徑范圍依次為-6.75mm~-7.75mm, Ilmm~12mm,通光口徑依次為C>5mm和C>6mm,厚度范圍為0.5mm~1_，材料折射率變化范圍界于1.7~1.8之間。
9.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第七透鏡(8)表面兩個半徑范圍依次為-17.5mm~-18.5mm, -7mm~_8mm,通光口徑依次為C>7mm和C>9mm,厚度范圍為2mm~3mm，材料折射率變化范圍界于1.45~1.55之間。
10.如權(quán)利要求1所述的一種廣角光學(xué)鏡頭，其特征在于:所述的第八透鏡(9)表面兩個半徑范圍依次為26mm~27mm, -46.5mm~-47.5mm,通光口徑依次為Φ 18.5mm和Φ18.5mm，厚度范圍為4mm~5mm，材料折射率變化范圍界于1.5~1.6之間。
【文檔編號】G02B13/06GK103487918SQ201310370577
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】雷麗, 李景, 張晨鐘, 孟軍合 申請人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所