CN102778746B - 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 - Google Patents
一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102778746B CN102778746B CN201210204914.0A CN201210204914A CN102778746B CN 102778746 B CN102778746 B CN 102778746B CN 201210204914 A CN201210204914 A CN 201210204914A CN 102778746 B CN102778746 B CN 102778746B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- trigger
- meet
- night
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统，其中，光学系统是由具有正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4和光学低通滤波器（OLPF）L5组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列，不同距离被摄物体可通过镜头整体移动实现在像面处清晰成像。该光学系统具有可见光波段和近红外波段同时清晰成像的特点，透镜透镜全采用球面透镜，通过常见冕玻璃或火石玻璃，成本比较低，适合批量生产。
Description
技术领域
本发明属于数码显示技术领域，具体涉及一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统。
背景技术
近年来，随着摄影光学与数字技术的快速整合，光电技术的结合也推动了摄影设备的快速发展，电子工业微加工技术的迅速发展，CPU的高速化和存储介质的高集成化，使其可以处理更大容量的图像信息。同时，作为感光元件的CCD, CMOS也实现了更小型化、更高的集成度，达到了更高的空间频率。这些都有利于实现镜头的小型化。
随着社会的发展，人们的安全防范意识不断提高，夜间的监控逐渐被人们重视。普通的监控镜头主要是以白天可见光条件设计的，只要在可见光条件下能够看到监视目标就满足要求了。然而，在很多监控场合，夜晚并没有可见灯光或是可见光的光强太低不能满足成像要求，这就要求配备近红外光帮助成像。由于近红外光的波长与可见光的波长不同，普通镜头在设计时井没有对近红外光波段的成像进行优化，这使在近红外光条件下成像的像面位置与可见光下的不一致，导致近红外光条件下成像模糊、成像质量差。因此，为了实现白天和夜间都能监控就要求设计镜头时头不仅要考虑可见光，同时也要考虑近红外光，对两个波段的成像都进行优化。
随着平安工程在全国各地全面铺开，对取像器材的要求也越来越高，早期的单扳镜头只要满足白天普通的取像需要就可以了，对畸变等指标无特殊要求，传统单扳机种出现更新换代的强烈需要，出现了百万像素、零畸变、日夜共焦等新的技术要求。可见，设计出可见光与近红外光双波段共焦的，实现日夜两用的低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头，是符合监控行业的发展趋势，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以实现可见光波段和近红外波段同时聚焦、畸变较小的低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统。
为达到这样的目的，本发明所提供的技术方案是：该低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统由具有正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4和光学低通滤波器（OLPF）L5组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列。
所述第一透镜L1是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用钡火石玻璃，
其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：
f1>10mm，1.6<Nd1<1.75，38<Vd1<55；
所述第二透镜L2是双凹透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃，其焦距f2、
材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：
f2>-10mm，1.7<Nd2<1.85，22<Vd2<30；
所述第三透镜L3是双凸透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃或镧冕玻璃，其
焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：
f3<15mm，1.6<Nd3<1.75，50<Vd3<60；
所述第四透镜L4是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃，
其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：
f 4<30mm，1.68<Nd4<1.75，35<Vd4<48
镜头焦距f、第一透镜L1焦距f1、第二透镜L2焦距f2满足：
1<f1/f<2，2<|f1/f2|；
镜头系统光阑位于第二透镜L2和第三透镜L3之间。
所述光学低通滤波器（OLPF）L5位于镜头后端靠近像面的位置。
镜头光学系统总长TOTR满足：15mm<TOTR<25mm。
采用上述方案的有益效果在于：本发明扳机镜头光学系统具有正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3和正光焦度的第四透镜L4，通过这些透镜配合有效降低系统球差、慧差、像散和畸变等像差；系统中第一透镜L1采用凸向物方的正光焦度弯月透镜，既有效收集大角度光线进入镜头，又减小后边透镜尺寸，降低成本；系统通过冕玻璃和火石玻璃的组合，有效控制了系统色差；系统有针对性的选用可见光波段和近红外波段通过率均较高的常用冕玻璃或火石玻璃，既保证镜头的整体透过率，又降低了系统成本。该镜头光学系统具有可见光波段和近红外波段同时清晰成像的特点，镜头中的透镜透镜全采用球面透镜，通过常见冕玻璃或火石玻璃，成本比较低，适合批量生产，不同距离被摄物体可通过镜头整体移动实现在像面处清晰成像。
本发明的优点在于：
1、系统有效解决了可见光波段（白天）和近红外波段（晚间）共同聚焦的问题，提供了一种宽光谱日夜共焦的扳机镜头；
2、系统透镜采用常见冕玻璃和火石玻璃，通过其组合既有效降低系统色差，又可以最大限度的降低成本；
3、系统透镜采用全球面结构，可有效避免非球面塑胶镜片因环境温度差异产生的离焦现象，工艺性好，解像能力高，畸变量小；
4、系统含有光学低通滤波器，可有效降低光电传感器（CCD或CMOS）受莫尔条纹的影响，减少鬼影和异常条纹，提高系统细节分辨力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
图1是本发明镜头光学系统图；
图2是本发明镜头场曲线图；
图3是本发明镜头畸变曲线图；
图4是本发明镜头传递函数曲线图；
图5是本发明镜头垂轴像差曲线图；
图6是本发明镜头点列图。
具体实施方式
结合图1，该低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统沿光轴方向从物方到像方依次是：具有正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4和光学低通滤波器（OLPF）L5，采用四片球面透镜和一片OLPF的架构。
所述第一透镜L1是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用钡火石玻璃，
其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：
f1>10mm，1.6<Nd1<1.75，38<Vd1<55；
所述第二透镜L2是双凹透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃，其焦距f2、
材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：
f2>-10mm，1.7<Nd2<1.85，22<Vd2<30；
所述第三透镜L3是双凸透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃或镧冕玻璃，其
焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：
f3<15mm，1.6<Nd3<1.75，50<Vd3<60；
所述第四透镜L4是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃，
其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：
f 4<30mm，1.68<Nd4<1.75，35<Vd4<48
镜头焦距f、第一透镜L1焦距f1、第二透镜L2焦距f2满足：
1<f1/f<2，2<|f1/f2|；
镜头系统光阑位于第二透镜L2和第三透镜L3之间。
所述光学低通滤波器（OLPF）L5位于镜头后端靠近像面的位置。
镜头光学系统总长TOTR满足：15mm<TOTR<25mm。
光线由物方经过第一透镜L1进入镜头，经过正光焦度镜头L1后，光线被收集后进入第二透镜L2；系统光阑位于第二透镜L2和第三透镜L3之间，光线经过光阑时，多余杂光被栏掉，只保证理论设计光线进入像面；光线经过第三透镜L3，汇聚进入第四透镜L4，第四透镜L4再次起到场镜作用，会将光线展宽到取像芯片所需要的光线入射角度；光线从第四透镜L4出射后，经过光学低通滤波器L5后到达像面。
本发明光学系统采用4片球面透镜的结构，也可以使用5片，第四透镜L4也可以用2片透镜组合实现其功能，降低光焦度压力；为有效控制系统体积，第一透镜L1光焦度必须为正；系统中光学透镜材料须采用冕玻璃和火石玻璃配合使用的结构，以矫正系统产生的宽光谱色差。
下面是本发明扳机镜头的一种结构参数，镜头焦距f=12mm、F/#=1.8，详细参数如下：
| Surf | Radius | Thickness | Nd | Vd |
| 1 | 12 | 1.95 | 1.70 | 42.46 |
| 2 | 25 | 2.41 | ||
| 3 | -12.833 | 2.50 | 1.79 | 25.78 |
| 4 | 9.2 | 0.31 | ||
| STO | Infinity | 0.28 | ||
| 6 | 20 | 2.45 | 1.65 | 55.91 |
| 7 | -10 | 0.15 | ||
| 8 | 7.037 | 4.00 | 1.69 | 49.51 |
| 9 | 9 | 1.64 | ||
| 10 | Infinity | 1.66 | 1.52 | 58.57 |
| 11 | Infinity | 1.50 | ||
| 12 | Infinity | 0.75 | 1.52 | 58.57 |
| 13 | Infinity | 0.10 |
参看图1是本发明镜头光学系统图;
参看图2是本发明镜头场曲线图；
参看图3是畸变曲线图；
参看图4是本发明镜头在125lp/mm的传递函数曲线图；
参看图5是本发明镜头垂轴像差曲线图；
参看图6是本发明镜头点列图；
从图1-6可以看出系统透镜有效降低系统色差，有效避免非球面塑胶镜片因环境温度差异产生的离焦现象，解像能力高，畸变量小；减少鬼影和异常条纹，提高系统细节分辨力。
Claims (4)
1.一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统，其特征在于：由具有正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4和光学低通滤波器（OLPF）L5组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列；所述第一透镜L1是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用钡火石玻璃，其焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：
f1>10mm，1.6<Nd1<1.75，38<Vd1<55；
所述第二透镜L2是双凹透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：
f2>-10mm，1.7<Nd2<1.85，22<Vd2<30；
所述第三透镜L3是双凸透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃或镧冕玻璃，其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：
f3<15mm，1.6<Nd3<1.75，50<Vd3<60；
所述第四透镜L4是凸向物方的弯月透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：
f 4<30mm，1.68<Nd4<1.75，35<Vd4<48
镜头焦距f、第一透镜L1焦距f1、第二透镜L2焦距f2满足：
1<f1/f<2，2<|f1/f2|。
2.如权利要求1所述的低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统，其特征在于：镜头系统光阑位于第二透镜L2和第三透镜L3之间。
3.如权利要求1所述的低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统，其特征在于：所述光学低通滤波器（OLPF）L5位于镜头后端靠近像面的位置。
4.如权利要求1-3任一项所述的低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统，其特征在于：镜头光学系统总长TOTR满足：15mm<TOTR<25mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210204914.0A CN102778746B (zh) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210204914.0A CN102778746B (zh) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102778746A CN102778746A (zh) | 2012-11-14 |
| CN102778746B true CN102778746B (zh) | 2014-10-22 |
Family
ID=47123697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210204914.0A Active CN102778746B (zh) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102778746B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9869847B2 (en) | 2015-10-29 | 2018-01-16 | Apple Inc. | Near-infrared imaging lens |
| TWI636293B (zh) * | 2017-01-04 | 2018-09-21 | 先進光電科技股份有限公司 | 光學成像系統 |
| TWI638200B (zh) * | 2017-01-04 | 2018-10-11 | 先進光電科技股份有限公司 | 光學成像系統 |
| TWI638199B (zh) * | 2017-01-04 | 2018-10-11 | 先進光電科技股份有限公司 | 光學成像系統 |
| TWI645214B (zh) * | 2017-01-04 | 2018-12-21 | 先進光電科技股份有限公司 | 光學成像系統 |
| KR20180088191A (ko) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 주식회사 코렌 | 적외선용 촬영 렌즈 광학계 |
| CN108857052B (zh) * | 2018-09-04 | 2024-03-19 | 深圳市拓博瑞激光科技有限公司 | 双波长共焦调焦光学系统 |
| CN109975955A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-05 | 广东弘景光电科技股份有限公司 | 疲劳驾驶预警用监控光学系统及其应用的摄像模组 |
| CN113759498A (zh) * | 2020-06-02 | 2021-12-07 | 华为技术有限公司 | 一种光学镜头及光学系统 |
| CN111880363B (zh) * | 2020-09-28 | 2024-04-05 | 歌尔股份有限公司 | 光机和ar设备 |
| CN113534419A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-10-22 | 宁波永新光学股份有限公司 | 一种超高清车载光学成像镜头 |
| CN114268719B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-09 | 浙江大立科技股份有限公司 | 一种宽光谱微光成像装置 |
| CN114637099B (zh) * | 2022-05-07 | 2022-11-08 | 荣耀终端有限公司 | 一种终端设备的镜头、终端设备、终端设备的控制方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2582144B2 (ja) * | 1988-11-18 | 1997-02-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 撮影レンズ |
| JP2000028914A (ja) * | 1998-07-13 | 2000-01-28 | Nikon Corp | 撮影レンズ |
| KR100703469B1 (ko) * | 2005-07-07 | 2007-04-03 | 삼성전자주식회사 | 촬상용 광학계 |
| JP2010181550A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Fujinon Corp | 撮像レンズおよび撮像装置 |
| CN201867532U (zh) * | 2010-07-07 | 2011-06-15 | 福州开发区鸿发光电子技术有限公司 | 一种小型化大变焦比双波段光学镜头 |
| CN202975457U (zh) * | 2012-06-20 | 2013-06-05 | 利达光电股份有限公司 | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 |
-
2012
- 2012-06-20 CN CN201210204914.0A patent/CN102778746B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102778746A (zh) | 2012-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102778746B (zh) | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 | |
| CN102455486B (zh) | 超广角镜头 | |
| CN107065143B (zh) | 镜头模块 | |
| CN106597641B (zh) | 小型低成本4mp无热化定焦镜头 | |
| CN106772935B (zh) | 一种透镜系统及定焦镜头 | |
| CN201837770U (zh) | 一种近红外广角镜头 | |
| CN102841433B (zh) | 成像镜头、照相机装置以及携带型信息终端装置 | |
| CN204044422U (zh) | 一种超广角高清高速摄像镜头光学系统 | |
| CN104898259A (zh) | 一种具有大孔径大像面的光学镜头 | |
| CN204595310U (zh) | 摄像镜头 | |
| CN107065140B (zh) | 一种智能车载高像素广角镜头 | |
| CN104834077A (zh) | 摄像元件用的摄像镜头 | |
| CN107422463B (zh) | 一种长焦超高清日夜共焦光学系统 | |
| CN202975457U (zh) | 一种低成本宽光谱日夜共焦扳机镜头光学系统 | |
| CN206039007U (zh) | 一种大光圈超广角鱼眼镜头光学系统 | |
| CN110568590A (zh) | 一种星光级光学镜头及其成像方法 | |
| CN204705759U (zh) | 一种透镜系统和镜头 | |
| CN105425365B (zh) | 6mm大通光定焦镜头 | |
| CN208026982U (zh) | 大视场角针孔摄像光学系统 | |
| CN204758908U (zh) | 一种大孔径大像面光学镜头 | |
| CN110646927A (zh) | 一种超广角超大光圈光学镜头 | |
| CN112285877A (zh) | 一种大光圈镜头 | |
| CN110333591A (zh) | 一种0.95mm车载高清环视光学系统及其成像方法 | |
| CN106932890B (zh) | 一种智能车载广角镜头 | |
| CN206657134U (zh) | 一种智能车载广角镜头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190731 Address after: 473000 No. 366 Xinchen West Road, Nanyang High-tech Zone, Henan Province Patentee after: Nanyang Lida Photoelectric Co., Ltd. Address before: 473000 Nanyang Industrial Road, Henan, No. 508 Patentee before: Lida Optical and Electronic Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |