用于摄像机的光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于摄像机的光学系统，该光学系统包括：第一透镜，其具有负折光力，并具有朝向物侧凸出的弯月形；第二透镜，其具有负折光力，并具有朝向物侧的凸面；第三透镜，其具有正折光力，并具有朝向物侧的凸面；以及第四透镜，其具有正折光力，并具有朝向像侧的凸面，其中，该光学系统满足下列不等式：0.3<ν3/ν2<0.8，且0.06<f/TL<0.2，其中，ν2表示第二透镜的阿贝数，ν3表示第三透镜的阿贝数，f表示透镜系统的总焦距，以及TL表示从第一透镜的物侧的顶点到像平面的距离。

【技术实现步骤摘要】
本申请是分案申请，其原案申请的申请号为201010282279.9，申请日为2010年9月14日，专利技术名称为“用于摄像机的光学系统”。
本专利技术涉及一种用于摄像机的光学系统，更具体地，涉及一种通过使用尽可能少数量的透镜就可实现广视角、并且对于由外部温度引起的塑料透镜的收缩和膨胀可以实现互补偿的用于摄像机的光学系统。
技术介绍
近年来，移动通信装置(例如，移动通信终端、PDA和智能电话)的用途具有增加的趋势，并且通过通信技术提供的服务具有变得多种多样的趋势。与此相应，移动通信装置除了提供基本的通信功能之外，还结合了各种类型的附加功能。附加功能中的摄像功能被最频繁地装配在移动通信装置上。这样的摄像机随着装配摄像机的装置的小型化而逐渐变小和变薄。具体地，随着用于汽车的前/后监控摄像机或用于外部监控的CCTV的使用逐渐增加，需要一种具有小型尺寸并提供宽范围内的图像信息的广视角光学系统。应使用广视角光学系统作为用于外部监控或后部监控的光学系统，因为这样的监控光学系统需要在较宽的范围内从外部拍摄图像。
此外，光学系统应被设计为足够亮以即使在黑暗的环境中也能识别物体。亮的光学系统设计的最佳条件是使用具有高的光透射率和高折射率的球面玻璃透镜。然而，考虑到制造监控摄像机的成本，难以设计小型的且廉价的光学系统。因此，在装配在监控摄像机上的光学系统中，为了实现小型化并降低其价格，应使用具有成型优势的塑料透镜，并且透镜的数量应尽可能地少。然而，现有技术中设计的光学系统不能满足最佳条件，这是因为在该光学系统中使用了具有较低光学性能的塑料透镜。此外，透镜数量的减少降低了光学系统设计中的自由度。同时，在现有技术中设计广视角的光学系统时，通常需要八个以上的透镜，并且必须加长光学系统的整体长度。即，在现有技术中，难以满足小型化和具有竞争性成本的条件。
技术实现思路
为了克服上述问题提出了本专利技术，因此，本专利技术的目的在于提供一种用于摄像机的光学系统，在该光学系统中，为了对由高/低的外部温度引起的收缩和膨胀进行相互补偿，交替地设置具有正/负折光力(refractive power)的塑料透镜，从而，即使通过尽可能少的透镜数量(例如，4个透镜)，也能够实现广视角。根据实现该目的的本专利技术的一方面，提供了一种用于摄像机的光学系统，包括：第一透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧凸出的弯月形；第二透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧的凸面；第三透镜，具有正折光力，并具有朝向物侧的凸面；以及第四透镜，具有正折光力，并具有朝向像侧的凸面，其中，该光学系统满足以下不等式：0.3<ν3/ν2<0.8，且0.06<f/TL<0.2，其中，ν2表示第
二透镜的阿贝数，ν2表示第三透镜的阿贝数，f表示透镜系统的总焦距，以及TL表示从第一透镜的物侧的顶点到像平面的距离。在这种情况下，第二透镜具有朝向像侧凹入的弯月形状。优选地，第一透镜和第二透镜中的任意一个具有一个非球面，且第四透镜具有的两个表面之一包括至少一个非球面。优选地，第二透镜和第四透镜形成为具有一个非球面的塑料透镜。此外，用于阻挡穿过光学系统的光中的不需要的光线的孔径光阑设置在第三透镜与第四透镜之间。该光学系统还包括涂覆有阻挡从外部引入的光中的过量红外线的红外线滤光材料的盖玻片形成的滤光片，其中，该滤光片插入在第四透镜与像平面之间。同时，光轴方向的尺寸和第二透镜的曲率半径满足以下不等式：0.1<R4/R3<0.4，-2.1<fp/fm<-0.70，以及1.5<f1/f2<3.8，其中，R3表示第二透镜像侧的曲率半径，R4表示第二透镜物侧的曲率半径，fp表示具有非球面且具有正折光力的透镜的焦距，fm表示具有非球面且具有负折光力的透镜的焦距，f1表示第一透镜的焦距，以及f2表示第二透镜的焦距。附图说明通过以下结合附图的实施方式的描述，本专利技术的总体专利技术构思的这些和/或其他方面以及优点将变得显而易见且更易于理解，其中：图1是示出根据本专利技术第一实施方式的用于摄像机的光学系统中的透镜布置的示图；图2A至图2C是分别示出图1和表1所示的光学系统的球面像差和畸变像差的曲线图；图3是示出根据本专利技术第二实施方式的用于摄像机的光学系统中的透镜布置的示图；图4A至图4C是分别示出图3和表3所示的光学系统的球面像差和畸变像差的曲线图；图5是示出根据本专利技术第三实施方式的用于摄像机的光学系统中的透镜布置的示图；以及图6A至图6C是分别示出图5和表5所示的光学系统的球面像差和畸变像差的曲线图。具体实施方式将参照附图详细描述根据本专利技术的用于摄像机的光学系统的实施方式。当参照附图描述这些实施方式时，以相同的参考标号表示相同或相应的元件，并省略其重复描述。为了清楚起见，在各实施方式的附图中可能放大透镜的尺寸、厚度和形状。具体地，透镜中的非球面/球面的形状仅示为一个实例，并且本专利技术并不局限于这些形状。图1是示出根据本专利技术第一实施方式的用于摄像机的光学系统中的透镜的布置的示图。如图1所示，根据本专利技术第一实施方式的用于摄像机的光学系统可以包括从物侧按顺序依次设置的第一透镜
L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4。第一透镜L1具有朝向物侧凸出的弯月形且具有负折光力，第二透镜L2具有负折光力且朝向物侧凸出。第三透镜L3具有正折光力且朝向物侧凸出，第四透镜L4具有正折光力且朝向像侧凸出。本文中，孔径光阑AS可以插入在第三透镜L3与第四透镜L4之间。此外，在第四透镜L4和像平面11之间，可以设置用于阻挡穿过光学系统的光中的过量红外线的红外线滤光片，或用涂覆有红外线滤光材料的盖玻片形成的滤光片OF。根据本专利技术中的用于摄像机的光学系统，AS放置在第三透镜L3的后面，即，位于第三透镜L3与第四透镜L4之间，从而通过四个透镜易于获得光量并实现广视角。第二透镜L2可以具有弯月形，该弯月形包括朝向物侧凸出的一个表面和朝向像侧凹入的另一个表面。可选地，第二透镜L2可以具有双凹面的形状，该双凹面的形状具有朝向像侧和物侧凹入的两个表面。优选地，第二透镜L2和第四透镜L4中的每个都可以是包括一个为非球面的表面的塑料透镜。第二透镜L2和第四透镜L4可以包括至少一个非球面。光学系统中的至少一个透镜使用非球面透镜的原因是用以使透镜的数量最少，从而实现广视角。在这种情况下，优选的是，通过使用易于实现广视角的球面玻璃透镜来构造该光学系统，这是因为主要装配在CCTV和车辆摄像机上的光学系统将会运行在外部暴露频繁且温度较高或较低的环境下。然而，如果使用具有球面的透镜，则该光学系统应设置有至少四个具有球面的玻璃透镜，所以难以实现小型化且廉价的光学系统。因此，对本专利技术的描述将围绕将光学系统中的一个或多个透镜(优选地为两个透镜)形成为具有非球面的塑料透镜，从而仅通过尽可能少数量的透镜就可实现广视角的技术。同时，本专利技术的光学系统包括每个均被形成为具有非球面的塑料透镜的第二透镜L2和第四透镜L4。可选地，本专利技术的光学系统包括每个均具有至少一个非球面的第二透镜L2和第四透镜L4。在这种情况下，第一透镜L1在第二透镜L2前面的一侧可以具有非球面。在这种情况下，应用于本专利技术的光学系统的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于摄像机的光学系统，包括：第一透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧凸出的弯月形，而且是由玻璃制成，并具有非球面；第二透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧的凸面，而且是由塑料制成；第三透镜，具有正折光力，并具有朝向物侧和像侧的凸起的球面，而且是由玻璃制成；以及第四透镜，具有正折光力，并具有朝向像侧的凸面，而且是由塑料制成；其中，所述第二透镜和所述第四透镜具有非球面，并且具有相似的收缩性和膨胀性变化，以及所述第一透镜和所述第三透镜被交替地设置，并且所述第三透镜的折射率大于所述第一透镜、所述第二透镜和所述第四透镜的折射率，并且其中，所述光学系统满足下列不等式：0.3<ν3/ν2<0.8,0.06<f/TL<0.2，‑2.1<fp/fm<‑0.70，1.5<f1/f2<3.8，其中，ν2表示所述第二透镜的阿贝数，ν3表示所述第三透镜的阿贝数，f表示透镜系统的总焦距，以及TL表示从所述第一透镜的物侧的顶点到像平面的距离，fp表示具有非球面且具有正折光力的透镜的焦距，fm表示具有非球面且具有负折光力的透镜的焦距；其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距。...

【技术特征摘要】
2009.12.08 KR 10-2009-01214041.一种用于摄像机的光学系统，包括：第一透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧凸出的弯月形，而且是由玻璃制成，并具有非球面；第二透镜，具有负折光力，并具有朝向物侧的凸面，而且是由塑料制成；第三透镜，具有正折光力，并具有朝向物侧和像侧的凸起的球面，而且是由玻璃制成；以及第四透镜，具有正折光力，并具有朝向像侧的凸面，而且是由塑料制成；其中，所述第二透镜和所述第四透镜具有非球面，并且具有相似的收缩性和膨胀性变化，以及所述第一透镜和所述第三透镜被交替地设置，并且所述第三透镜的折射率大于所述第一透镜、所述第二透镜和所述第四透镜的折射率，并且其中，所述光学系统满足下列不等式：0.3<ν3/ν2<0.8,0.06<f/TL<0.2，-2.1<fp/fm<-0.70，1.5<f1/f2<3.8，其中，ν2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑弼镐，李文都，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR