[實用新型]非平面像面的光學系統

有效

• 申請號: 201320416263.1
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203365800U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 簡民
• 申請（專利權）人: 簡民
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光學系統領域，具體涉及一種非平面像面的光學系統。

背景技術

通常我們所說的成像光學系統，其像面是一個平面，這是因為膠片或CCD像面是平面結構，這也是我們討論成像光學系統的基礎，光學像差理論也是建立在這個基礎之上。本專利力圖改變成像光學系統的成像面為非平面。其原因就是在像平面這個條件下的光學系統的幾個問題：

1、場曲，場曲又稱像場彎曲。對于有一定視場的物面，當通過光學系統成像時，整個光束的交點不與理想像點重合，雖然在每個特定視場點都能得到清晰的像點，但整個實際像面是一個曲面。這樣在平面像面上就不能同時看清整個物像；在一個平坦的影像平面上，影像的清晰度從中央向外發生變化，聚焦形成弧型，這就是場曲。一般拍照團體人像，安排成弧型，就是要糾正這一缺點。為了消除光學系統這一缺陷，在設計過程中往往要采取例如加大鏡片厚度，使系統復雜化等措施。如果采用的實際像面形狀與系統場曲形狀接近，那么，可以想像，系統就不需要進行復雜化了。

2、畸變，光學系統產生畸變的原因在于主光線的球差隨視場角的改變而不同。對于大視場系統，如果將CCD平面作為像面，往往產生枕形畸變,由于畸變影響，在視場邊緣，大量像素被壓縮而堆積在一起；當像素壓縮成點距小于CCD點距時便出現像素丟失，致使邊緣像質下降。如果我們根據主光線的球差隨視場角的改變規律來調整像面形狀，那么就能夠消除或者減少畸變。

3、整體像差，實際像差優化過程顯示，如果將像面形狀作為變量參與優化，其效果與系統中引入非球面相當。也就是說，對于一定的結構，可以獲得更高的像質。對于一定的像質，可以使系統得到簡化。

于是本實用新型的非平面像面的光學系統便應運而生。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題便是針對上述現有技術的不足，提供一種非平面像面的光學系統，它能夠有效地降低場曲畸變及其他像差，簡化系統結構，并獲得更高像質。

本實用新型所采用的技術方案是：一種非平面像面的光學系統，包括透鏡組件和用于接收成像的像面組件，所述像面組件的成像面為非平面像面。

作為優選，所述像面組件是成像面為非平面像面的感光元件。

作為優選，所述像面組件是由成像面為平面像面的感光元件和成像面為非平面像面的中間像面元件組合而成。

作為優選，所述中間像面元件是由與所述感光元件清晰度相適應的光纖光錐組成的，其一端面加工成非平面像面，其另一端面與所述感光元件耦合。

作為優選，所述非平面像面為球面、非球面或其它非平面面形。

作為優選，所述感光元件為CCD/CMOS或其他光電接收器件。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型將像面組件的成像面設計成具有一定曲率半徑的非平面像面，可以有效地降低場曲畸變及其他像差，大大提高視場邊緣的像質。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例一結構示意圖；

圖2為本實用新型的實施例二結構示意圖。

圖中：1、透鏡組件；2、感光元件；3、中間像面元件；4、光纖光錐。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

一種非平面像面的光學系統，包括透鏡組件1和用于成像的像面組件，所述像面組件的成像面為非平面像面。

實施例一：如圖1所示，所述像面組件是成像面為非平面像面的感光元件2，所述感光元件2為CCD/CMOS或其他光電接收器件，所述非平面像面為球面、非球面或其它非平面面形。

實施例二：如圖2所示，所述像面組件是由成像面為平面像面的感光元件2和成像面為非平面像面的中間像面元件3組合而成，所述感光元件2為CCD/CMOS或其他光電接收器件，所述中間像面元件3是由與感光元件2清晰度相適應的光纖光錐4組成的，其一端面加工成非平面像面，其另一端面與感光元件2耦合。所述非平面像面為球面、非球面或其它非平面面形。

本實用新型的具體設計方案為：

（1）在平面像面的基礎上，初步設計出高清光學系統；

（2）在優化像質的同時，優化像面形狀，得到最佳的像面曲率半徑；

（3）按上述像面曲率半徑設計制造感光元件2的成像面；或者制作與感光元件2清晰度相適應的光纖光錐4，其一端面按上述像面曲率半徑加工為非平面像面，并通過鍍膜改善進光學性能，光纖光錐4的另一端面與感光元件2耦合。

本實用新型將像面組件的成像面設計成具有一定曲率半徑的非平面像面，可以有效地降低場曲畸變及其它像差。

以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。