CN105717614A - 近红外大光圈镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种近红外大光圈镜头，属于光学镜头领域，包括沿光轴从物方到像方依次排列的三枚镜片，其中：第一镜片，具有负光焦度的弯月形状，其凸面朝向物面，采用非球面；第二镜片，具有正或负光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方，采用非球面；第三镜片，具有正光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方。本发明实施例提供的近红外大光圈镜头通过仅采用三枚镜片，并且通过设计三枚镜片的形状以及分配其光焦度，使得这种近红外大光圈镜头能够实现大光圈、大视场、小畸变的光学性能，并且能够实现了小型轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头领域，具体而言，涉及一种近红外大光圈镜头。
背景技术
随着激光照明技术与三维识别、体感交互、手势识别技术的发展，近红外光源与近红外光学镜头的需求应用日益广泛。市场上现有的近红外镜头一般都是普通的带IR日夜型镜头，而专业用于近红外成像的镜头非常少。用于监控的普通镜头存在视场小、光圈小、畸变大等缺点，不能完全满足日益热门的三维识别、体感交互等技术的需求，因此，急需一种大光圈、大视场、小畸变、小型轻量化的近红外光学镜头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近红外大光圈镜头，其能够实现大光圈、大视场、小畸变的光学性能，并且镜头实现了小型轻量化。
本发明的实施例是这样实现的：
一种近红外大光圈镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列的三枚镜片，其中：
第一镜片，具有负光焦度的弯月形状，其凸面朝向物面，采用非球面；
第二镜片，具有正或负光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方，采用非球面；
第三镜片，具有正光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方。
在本发明较佳的实施例中，上述第一镜片的焦距为f1，第二镜片的焦距为f2，第三镜片的焦距为f3，其满足以下关系式：
-15<f1<-2；3<f2<12；6<f3<16。
在本发明较佳的实施例中，上述第一镜片和第二镜片均为塑料镜片，第三镜片为玻璃镜片。
在本发明较佳的实施例中，上述近红外大光圈镜头还包括光澜，光澜位于第一镜片和第二镜片之间。
在本发明较佳的实施例中，上述第一镜片、第二镜片以及第三镜片的位置两两相对固定。
本发明实施例提供的近红外大光圈镜头的有益效果是：本发明实施例提供的近红外大光圈镜头通过仅采用三枚镜片，并且通过设计三枚镜片的形状以及分配其光焦度，使得这种近红外大光圈镜头能够实现大光圈、大视场、小畸变的光学性能，并且能够实现了小型轻量化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的近红外大光圈镜头的结构示意图；
图2本发明实施例提供的近红外大光圈镜头在25℃下的相对照度曲线图；
图3本发明实施例提供的近红外大光圈镜头在25℃下全视场的MTF(ModulationTransferFunction调制传递函数)曲线图；
图4本发明实施例提供的近红外大光圈镜头在0℃下全视场的MTF曲线图；
图5本发明实施例提供的近红外大光圈镜头在50℃下全视场的MTF曲线图。
图中标记分别为：
近红外大光圈镜头10；第一镜片100；第二镜片200；第三镜片300；光澜400；芯片保护玻璃500。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1，本实施例提供了一种近红外大光圈镜头10，这种近红外大光圈镜头10包括沿光轴从物方到像方依次排列的三枚镜片，其中：
第一镜片100，具有负光焦度的弯月形状，其凸面朝向物面，采用非球面。
第二镜片200，具有正或负光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方，采用非球面。
第三镜片300，具有正光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方。
在上述结构的基础上，进一步地，第一镜片100和第二镜片200均为塑料镜片，第三镜片300为玻璃镜片。通过采用玻塑混合的结构，可以克服消热差。
另外，这种近红外大光圈镜头10还包括光澜400，光澜400位于第一镜片100和第二镜片200之间。能够降低整体镜片的主光线入射角度，提高整体光学成像质量。第三镜片300和像面之间设置有一芯片保护玻璃500。
第一镜片100、第二镜片200以及第三镜片300的位置两两相对固定。也就是说，各镜片的位置是固定的，各镜片不可移动，相邻两个镜片之间的间距是固定的。
另外，第一镜片100的焦距为f1，第二镜片200的焦距为f2，第三镜片300的焦距为f3，其满足以下关系式：
-15<f1<-2；3<f2<12；6<f3<16。
以下通过具体的参数值对本实施例提供的近红外大光圈镜头10的结构作具体说明：
具体地，各镜片的焦距如下：
f1＝-8.47；f2＝6.97；f3＝10.85；f＝3.37。
其中，f为近红外大光圈镜头10的总焦距。
沿光轴平行从物方将各个部件依次编号，第一镜片100的镜面为S1、S2，光澜400的面为S3，第二镜片200的镜面为S4、S5，第三镜片300的镜面为S6、S7，芯片保护玻璃500的面为S8、S9，像面为S10。
另外，表1、表2列出的是具体实施例中镜片的相关参数，包括各镜片的表面面型、曲率半径，还有各镜片的厚度、材料、有效径以及圆锥系数。
系统参数：1/3”，光圈1.0，视场对角90°，感应波长830～870nm。
表一、本实施例的相关参数
表二、本实施例的非球面镜片的非球面系数
| 表面序号S | A4 | A6 | A8 | A10 | A12 |
| S1 | 2.506E-003 | -8.065E-005 | 2.689E-006 | -5.119E-008 | 4.813E-010 |
| S2 | 7.141E-003 | 2.591E-004 | -3.778E-005 | -1.318E-006 | 9.122E-007 |
| S4 | -7.113E-004 | -5.189E-005 | 4.212E-006 | -1.920E-008 | -1.010E-010 |
| S5 | -1.364E-004 | -4.036E-005 | 2.628E-006 | -1.192E-007 | 5.374E-009 |
另外，图2到图5为本实施例相对应的光学性能曲线图。图2为本实施例提供的近红外大光圈镜头10在25℃下的相对照度曲线图。图3至图5分别为本实施例提供的近红外大光圈镜头10在25℃、0℃、50℃下全视场的MTF曲线图。从这些特征图曲线图中可以看出，本实施例的近红外大光圈镜头10具有小畸变和良好的消热差性能。
综上所述，请参阅表一、表二以及图1～图5，本实施例提供的近红外大光圈镜头10通过减少镜片的数量，仅仅采用三枚镜片，并且通过设计三枚镜片的形状、采用玻璃塑料镜片的组合以及利用光焦度分配，使得这种近红外大光圈镜头10能够实现大光圈、大视场、小畸变的光学性能，并且能够实现了小型轻量化。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种近红外大光圈镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次排列的三枚镜片，其中：
第一镜片，具有负光焦度的弯月形状，其凸面朝向物面，采用非球面；
第二镜片，具有正或负光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方，采用非球面；
第三镜片，具有正光焦度的弯月形状，其凸面朝向像方。
2.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第一镜片的焦距为f1，所述第二镜片的焦距为f2，所述第三镜片的焦距为f3，其满足以下关系式：
-15<f1<-2；3<f2<12；6<f3<16。
3.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第一镜片和所述第二镜片均为塑料镜片，所述第三镜片为玻璃镜片。
4.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述近红外大光圈镜头还包括光澜，所述光澜位于所述第一镜片和所述第二镜片之间。
5.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片以及所述第三镜片的位置两两相对固定。
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