本發(fā)明涉及光學的,具體地涉及一種五片式大光圈光學系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、隨著科技的快速發(fā)展,投影鏡頭的應用場景日益多樣化,這對鏡頭在不同環(huán)境中的性能和成像質(zhì)量提出了更高要求。顯示目鏡作為ar眼鏡的核心光學部件,其成像質(zhì)量、重量和尺寸等指標直接影響佩戴體驗和舒適度。近年來,人們對便攜式光機系統(tǒng)在體積、重量和像質(zhì)方面的要求不斷提升。
2、然而,目前市面上的增強現(xiàn)實眼鏡等產(chǎn)品的光機普遍存在體積大、重量高的問題,難以滿足智能眼鏡輕量化、小型化的發(fā)展趨勢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種五片式大光圈光學系統(tǒng),用于解決上述背景技術(shù)中的問題。
2、該發(fā)明提供以下技術(shù)方案,一種五片式大光圈光學系統(tǒng),沿著光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括:
3、一光闌;
4、第一透鏡,具有正光焦度,其物側(cè)面為凸面,像側(cè)面為平面或凹面;
5、第二透鏡,具有負光焦度,其物側(cè)面為凹面,像側(cè)面為凸面或凹面;
6、第三透鏡,具有正光焦度,其物側(cè)面為凸面或平面,像側(cè)面為凸面;
7、第四透鏡,具有正光焦度,其物側(cè)面為凸面,像側(cè)面為平面或凹面;
8、第五透鏡,具有負光焦度,其物側(cè)面為凹面,像側(cè)面為凸面;
9、所述光學系統(tǒng)的總長滿足關系式:6.6mm<ttl<7.2mm,所述光學系統(tǒng)的光圈數(shù)滿足關系式:1.4<fno<1.7,其中,ttl為所述光學系統(tǒng)的總長,fno為所述光學系統(tǒng)的光圈數(shù)。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:通過所述光學系統(tǒng)的總長滿足關系式:6.6mm<ttl<7.2mm,所述光學系統(tǒng)的光圈數(shù)滿足關系式:1.4<fno<1.7的設置,以使五片式大光圈光學系統(tǒng)成為體積小、重量輕的微型系統(tǒng),此光學系統(tǒng)包含五片球面透鏡,鏡頭具有總長短,體積小,大光圈,透鏡數(shù)量的減少也有利于光機的輕量化。
11、進一步的,所述第一透鏡的物側(cè)面曲率半徑與所述第一透鏡在光軸上的厚度滿足關系式:18<(r11/ct1)*f<26,其中,r11為所述第一透鏡的物側(cè)面曲率半徑,ct1為所述第一透鏡在光軸上的厚度,f為所述光學系統(tǒng)的總焦距。
12、進一步的,所述第二透鏡和第三透鏡在光軸上的空氣間隙、與所述第四透鏡和第五透鏡在光軸上的空氣間隙滿足關系式:11<ttl/(t23-t45)<24,其中,t23為所述第二透鏡和第三透鏡在光軸上的空氣間隙,t45為所述第四透鏡和第五透鏡在光軸上的空氣間隙。
13、進一步的,所述第一透鏡和第二透鏡的組合有效焦距與所述第三透鏡、第四透鏡、和第五透鏡的組合有效焦距滿足關系式:1.5<|f345/f12|<134,其中,f12為所述第一透鏡和第二透鏡的組合有效焦距,f345為所述第三透鏡、第四透鏡、和第五透鏡的組合有效焦距。
14、進一步的,所述光學系統(tǒng)的視場角與所述光學系統(tǒng)的總長滿足關系式:3.7<fov/ttl<4.8,其中,fov為所述光學系統(tǒng)的視場角。
15、進一步的,所述第一透鏡的物側(cè)面的外徑、所述第二透鏡的物側(cè)面的外徑、和所述第二透鏡的像側(cè)面的曲率半徑滿足關系式:-35<(d11+d21)*r22/f<6,其中,d11為所述第一透鏡的物側(cè)面的外徑,d21為所述第二透鏡的物側(cè)面的外徑,r22為所述第二透鏡的像側(cè)面的曲率半徑,f為所述光學系統(tǒng)的總焦距。
16、進一步的,所述第二透鏡的有效焦距與所述光學系統(tǒng)的總焦距滿足關系式:-3<f2/f<-1;
17、所述光學系統(tǒng)的總長與所述光學系統(tǒng)的總焦距滿足關系式:ttl/f<1.75;
18、所述第一透鏡的有效焦距與所述光學系統(tǒng)的總焦距滿足關系式:f1/f<0.92,其中,f1為所述第一透鏡的有效焦距,f2為所述第二透鏡的有效焦距,f為所述光學系統(tǒng)的總焦距。
19、進一步的,所述第三透鏡的物側(cè)面于光軸處的曲率半徑、所述第三透鏡的像側(cè)面于光軸處的曲率半徑與所述第五透鏡于光軸上的厚度滿足關系式:r31/(r32*ct5)≤1.1,其中,r31所述第三透鏡的物側(cè)面于光軸處的曲率半徑,r32為所述第三透鏡的像側(cè)面于光軸處的曲率半徑,ct5為所述第五透鏡于光軸上的厚度。
20、進一步的,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的材質(zhì)均為光學玻璃,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的折射率范圍為1.49至2.05,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的阿貝數(shù)范圍為19至70.4。
21、進一步的,所述光學系統(tǒng)的有效焦距滿足關系式:5.22mm≤efl≤6.15mm,其中,efl為所述光學系統(tǒng)的有效焦距。
1.一種五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,沿著光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第一透鏡的物側(cè)面曲率半徑與所述第一透鏡在光軸上的厚度滿足關系式:18<(r11/ct1)*f<26,其中,r11為所述第一透鏡的物側(cè)面曲率半徑,ct1為所述第一透鏡在光軸上的厚度,f為所述光學系統(tǒng)的總焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡和第三透鏡在光軸上的空氣間隙、與所述第四透鏡和第五透鏡在光軸上的空氣間隙滿足關系式:11<ttl/(t23-t45)<24,其中,t23為所述第二透鏡和第三透鏡在光軸上的空氣間隙,t45為所述第四透鏡和第五透鏡在光軸上的空氣間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第一透鏡和第二透鏡的組合有效焦距與所述第三透鏡、第四透鏡、和第五透鏡的組合有效焦距滿足關系式:1.5<|f345/f12|<134,其中,f12為所述第一透鏡和第二透鏡的組合有效焦距,f345為所述第三透鏡、第四透鏡、和第五透鏡的組合有效焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述光學系統(tǒng)的視場角與所述光學系統(tǒng)的總長滿足關系式:3.7<fov/ttl<4.8,其中,fov為所述光學系統(tǒng)的視場角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第一透鏡的物側(cè)面的外徑、所述第二透鏡的物側(cè)面的外徑、和所述第二透鏡的像側(cè)面的曲率半徑滿足關系式:-35<(d11+d21)*r22/f<6,其中,d11為所述第一透鏡的物側(cè)面的外徑,d21為所述第二透鏡的物側(cè)面的外徑,r22為所述第二透鏡的像側(cè)面的曲率半徑,f為所述光學系統(tǒng)的總焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第二透鏡的有效焦距與所述光學系統(tǒng)的總焦距滿足關系式:-3<f2/f<-1;
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第三透鏡的物側(cè)面于光軸處的曲率半徑、所述第三透鏡的像側(cè)面于光軸處的曲率半徑與所述第五透鏡于光軸上的厚度滿足關系式:r31/(r32*ct5)≤1.1,其中,r31所述第三透鏡的物側(cè)面于光軸處的曲率半徑,r32為所述第三透鏡的像側(cè)面于光軸處的曲率半徑,ct5為所述第五透鏡于光軸上的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的材質(zhì)均為光學玻璃,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的折射率范圍為1.49至2.05,所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的阿貝數(shù)范圍為19至70.4。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五片式大光圈光學系統(tǒng),其特征在于,所述光學系統(tǒng)的有效焦距滿足關系式:5.22mm≤efl≤6.15mm,其中,efl為所述光學系統(tǒng)的有效焦距。