光学系统的制作方法

本发明涉及光学，特别是涉及一种光学系统。

背景技术：

1、对于长焦距镜头，若光圈较大、像面较大，则镜头的通光口径较大，位于视场边缘的物体的像差越难校正；同时由于焦距较长，不同物距成的像与调焦清晰时像面的位置的偏离程度较大，也即景深范围越小，影响拍摄到的图像质量。

2、如何设计长焦大光圈扩景深的镜头，以提高拍摄到的图像质量成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种光学系统，以实现设计一种长焦距、大光圈、阔景深下能够拍摄到高质量图像的镜头。具体技术方案如下：

2、本发明实施例提供了一种长焦大光圈扩景深的光学系统，所述光学系统中从物方向像方依次设置有第一透镜组、第二透镜组；

3、所述第一透镜组中各透镜的光轴重合；

4、所述第二透镜组中包括至少一个自由曲面透镜，所述自由曲面透镜的镜面不关于所述光轴旋转对称，且所述自由曲面的法向相对所述光轴偏转。

5、在一种可能的实施例中，所述预设焦距阈值为100mm，所述差异阈值为所述光学系统的焦距的10％。

6、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组包括第一透镜；

7、所述第一透镜设置于所述第一透镜组中的最接近物方的位置；

8、所述第一透镜焦距为负，并且所述第一透镜的像面和物面为凹球面。

9、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括第二透镜；

10、所述第二透镜设置于所述第一透镜的像方上；

11、所述第二透镜焦距为正，并且所述第一透镜的像面和物面为凸球面；

12、所述第二透镜的焦距的取值范围为(|f1|，2*|f1|)，其中，f1为所述第一透镜镜的焦距。

13、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括：第三透镜和第四透镜；

14、所述第三透镜设置于所述第二球面的像方上，并且所述第四透镜设置于所述第三透镜的像方上；

15、所述第三透镜的焦距为正，并且所述第三透镜的物面为凸球面；

16、所述第四透镜的焦距为正，并且所述第四透镜的物面为凸球面，所述第四透镜的物面的曲率半径小于所述第四透镜的像面的曲线半径。

17、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括：第五透镜和第六透镜；

18、所述第五透镜设置于所述第四球面的像方上，并且所述第六透镜设置于所述第五透镜的像方上；

19、所述第五透镜的焦距为负，并且所述第五透镜为弯月透镜或平凹透镜；

20、所述第六透镜的焦距为正，并且所述第四透镜的物面为凸球面，所述第六球面的物面透镜粘合于所述第五透镜的像面。

21、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括：第七透镜和第八透镜；

22、所述第七透镜设置于所述第六球面的像方上，并且所述第八透镜设置于所述第七透镜的像方上；

23、所述第七透镜的焦距为正，并且所述第七透镜的物面和像面为凸球面；

24、所述第八透镜的焦距为负，并且所述第八透镜的物面和像面为凹球面，所述第八球面的物面透镜粘合于所述第七透镜的像面；

25、所述第七透镜的折射率与所述第八透镜的阿贝率之间的大小关系，与所述第七透镜的阿贝数与所述第八透镜的阿贝数之间的大小关系相反。

26、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括：第九透镜；

27、所述第九透镜设置于所述第八球面的像方上所述第九透镜的焦距为正，并且所述第九透镜的物面和像面为凸球面；

28、所述第九透镜的材质的温度系数大于预设系数阈值。

29、在一种可能的实施例中，所述第九球面的物面透镜粘合于所述第八透镜的像面。

30、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括第十透镜；

31、所述第十透镜设置于所述第九透镜的像方上；

32、所述第十透镜的焦距为正，并且所述第十透镜的物面为凸球面；

33、所述第十透镜的物面的曲率半径的取值范围为(0.5*l10r2,1.5*l10r2)，其中，l10r2为所述第十透镜的像面的曲率半径；

34、所述第十球面与像平面间的距离大于预设距离阈值。

35、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组还包括第十一透镜；

36、所述第十一透镜设置于所述第十透镜的像方上；

37、所述第十一透镜为平面透镜，设置有镀膜，所述镀膜用于滤除非可见光。

38、在一种可能的实施例中，所述第一透镜组中各透镜为玻璃材质。

39、在一种可能的实施例中，所述第二透镜组包括第十二透镜；

40、所述第十二透镜的镜面满足：

41、

42、其中，z为平行于光轴方向的矢高，c是曲率，k是圆锥系数，cj是xmyn的系数。

43、本发明实施例有益效果：

44、本发明实施例提供的长焦大光圈扩景深的光学系统，可以通过在像面前增加一个特定形状的自由曲面镜片，解决了长焦大光圈镜头安装时的景深问题。

45、当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种长焦大光圈扩景深的光学系统，其特征在于，所述光学系统中从物方向像方依次设置有第一透镜组、第二透镜组；

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述预设焦距阈值为100mm，所述差异阈值为所述光学系统的焦距的10％。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜；

4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括第二透镜；

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括：第三透镜和第四透镜；

6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括：第五透镜和第六透镜；

7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括：第七透镜和第八透镜；

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括：第九透镜；

9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，所述第九球面的物面透镜粘合于所述第八透镜的像面。

10.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括第十透镜；

技术总结
本发明实施例提供了一种光学系统，所述光学系统中从物方向像方依次设置有第一透镜组、第二透镜组；所述第一透镜组中各透镜的光轴重合；所述第二透镜组中包括至少一个自由曲面透镜。所述自由曲面透镜的镜面不关于所述光轴旋转对称，且所述自由曲面的法向相对所述光轴偏转。可以实现设计一种长焦距、大光圈、阔景深下能够拍摄到高质量图像的镜头。

技术研发人员：李慧敏
受保护的技术使用者：杭州海康威视数字技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15