CN107144942B - 一种红外共焦光学成像系统 - Google Patents

一种红外共焦光学成像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107144942B
CN107144942B CN201710538082.9A CN201710538082A CN107144942B CN 107144942 B CN107144942 B CN 107144942B CN 201710538082 A CN201710538082 A CN 201710538082A CN 107144942 B CN107144942 B CN 107144942B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
facing
focus
aspheric
focal length
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
Application number
CN201710538082.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107144942A (zh
Inventor
赵望妮
肖明志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Optech Co Ltd
Original Assignee
Union Optech Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Optech Co Ltd filed Critical Union Optech Co Ltd
Priority to CN201710538082.9A priority Critical patent/CN107144942B/zh
Publication of CN107144942A publication Critical patent/CN107144942A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107144942B publication Critical patent/CN107144942B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/008—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras designed for infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种红外共焦光学成像系统，从物侧到像面依次设置有第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、滤光片，第四透镜和第五透镜为塑胶非球面双胶合镜片，第一透镜和第四透镜为负焦距透镜；第二透镜和第三透镜、第五透镜均为正焦距透镜；第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜均为非球面透镜，第三透镜为球面透镜，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，满足：f1<0,f4<0,f5>0,1<f1/f4<20，‑20<f1/f5<‑0.5，f2/f3>1,该光学成像系统实现了长焦距、大孔径成像，可以满足画质均匀，亮度高的要求，且红外共焦，可应用于监控领域。

Description

一种红外共焦光学成像系统
技术领域
本发明涉及一种红外共焦光学成像系统，尤其涉及一种应用于日夜监控的光圈大、焦距长、像质高、色差小的光学成像系统。
背景技术
目前使用的监控定焦镜头存在一些弊端，大多光圈小、畸变大、色差大、焦距短，所以拍摄视频时整体画面亮度较暗，对远距物体成像不够清晰，且紫边现象比较严重，不能真实有效地呈现现实情景。
由于存在上述问题，有必要对其提出解决方案，本发明正是在这样的背景下作出的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种红外共焦光学成像系统，该光学成像系统实现了长焦距、大孔径成像，可以满足画质均匀，亮度高的要求，且红外共焦，可应用于监控领域。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
一种红外共焦光学成像系统，从物侧7到像面9依次设置有第一透镜1、光阑8、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、滤光片6，所述第四透镜4和第五透镜5为塑胶非球面双胶合镜片，所述第一透镜1和第四透镜4为负焦距透镜；所述第二透镜2和第三透镜3、第五透镜5均为正焦距透镜；所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5均为非球面透镜，所述第三透镜3为球面透镜，所述第一透镜1的焦距为f1，所述第二透镜2的焦距为f2，所述第三透镜3的焦距为f3，所述第四透镜4的焦距为f4，所述第五透镜5的焦距为f5，满足：f1<0,f4 <0, f5>0, 1<f1/f4<20，-20<f1/f5<-0.5，f2/f3>1。
如上所述第一透镜1朝向所述物侧7一面为凸形非球面，朝向所述像面9一面为凹形非球面；所述第二透镜2朝向所述物侧7一面为扁圆形非球面，朝向所述像面9一面为凸形非球面；所述第三透镜3朝向所述物侧7和朝向所述像面9一面均为凸形球面；所述第四透镜4朝向所述物侧7一面和朝向所述像面9一面均为凹形非球面；所述第五透镜5朝向所述物侧7一面和朝向所述像面9一面均为凸形非球面；所述第一透镜1与第二透镜2之间设有光阑8。
如上所述第一透镜（1）的色散系数为vd（lens1），第二透镜（2）的色散系数为vd（lens2），第三透镜（3）的色散系数为vd（lens 3），第四透镜（4）的色散系数为vd（lens4），第五透镜（5）的色散系数为vd（lens5），满足：vd（lens1，lens2， lens3，lens5）≥55；vd(lens4)≤30。
如上所述光学系统的焦距为EFL，所述第二透镜2与所述第三透镜3的间距为A2，所述第三透镜3与所述第四透镜4的间距为A3，所述第一透镜1与所述像面9的间距为TL，满足：0.2<EFL/TL<0.3，-2＜A2/TL＜2，-2＜A3/TL＜2。
如上所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5都为非球面透镜，所述第三透镜3为球面透镜。
本发明的有益效果是：
1、本发明之中本发明的光学结构中，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，第五透镜的焦距为f5，满足：f1<0,f4 <0, f5>0,1<f1/f4<20，-20<f1/f5<-0.5，f2/f3>1，系统光焦度的分配可有效降低结构公差的敏感度。
2、本发明之中本发明光学结构中，所述第一透镜（1）的色散系数为vd（lens1），第二透镜（2）的色散系数为vd（lens2），第三透镜（3）的色散系数为vd（lens 3），第四透镜（4）的色散系数为vd（lens4），第五透镜（5）的色散系数为vd（lens5），满足：vd（lens1，lens2，lens3，lens5）≥55；vd (lens4)≤30。这种搭配可以有效控制系统的轴向色差、从而实现中心视场的高分辨率以及红外离焦量尽可能小。
3、本发明可实现大光圈、长焦距、畸变较小的监控摄像。
4、本发明的像面整体均匀、亮度高、孔径大，光圈数达到F1.6。
5、本发明的第四透镜和第五透镜采用塑胶非球面双胶合，可以在消色差的同时提高中心和外视场的解像。
6、本发明的第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜均采用非球面面形，有利于像差的校正，使镜头中心视场与边缘视场都具有良好的分辨率。
7、本发明的光学系统红外光MTF离焦量小于6μm，夜间拍摄成像分辨率高，画面清晰。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的光路示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
如图1至图2所示，一种红外共焦光学成像系统，包括从物侧7到像面9依次设置有第一透镜1、光阑8、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、滤光片6；其中第四透镜4和第五透镜5为高低折射率的材料搭配双胶合，以达到消色差的效果。用于控制光学系统光线入射角并降低光学畸变的第一透镜1和第四透镜4都为负焦距透镜；用于聚焦前面的光束的第二透镜2和第三透镜3、第五透镜5都为正焦距透镜；所述第一透镜1，第二透镜2，第四透镜4，第五透镜5均为非球面透镜；第三透镜3为球面透镜。该光学成像系统实现了大光圈长焦距、红外共焦成像，可以用于监控摄像等领域。
如图1、图2所示，在本实施例中，在所述第五透镜5朝向像面的一侧设有滤光片6，光线是从滤光片6进入的，考虑到应用到镜头成像时，会使用CMOS感光芯片，滤光片对感光芯片有一定的保护作用， 同时也过滤一部分光线以减少杂光，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第一透镜1朝向所述物面7的一面曲率半径大于5，所述第一透镜1朝向像面的一面曲率半径小于3。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第一透镜1朝向物侧一面为凸形非球面，朝向像面一面为凹形非球面。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第二透镜2朝向物侧一面为扁圆形非球面，朝向像面一面为凸形非球面。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第三透镜3朝向物侧和朝向像面一面均为凸形球面。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第五透镜5朝向物侧一面和朝向像面一面均为凸形非球面。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第一透镜1与第二透镜2之间设有光阑8。可以控制光线传输的孔径，使得成像画面整体均匀。
如图1、图2所示，在本实施例中，第一透镜1的焦距为f1，第二透镜2的焦距为f2，第三透镜3的焦距为f3，第四透镜4的焦距为f4，第五透镜5的焦距为f5，满足：f1<0,f4 <0, f5>0,1<f1/f4<20，-20<f1/f5<-0.5，f2/f3>1，可以解决本发明结构的光焦度分配问题及公差分布均衡性问题，可以有效降低结构性公差敏感性。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第一透镜（1）的色散系数为vd（lens1），第二透镜（2）的色散系数为vd（lens2），第三透镜（3）的色散系数为vd（lens 3），第四透镜（4）的色散系数为vd（lens4），第五透镜（5）的色散系数为vd（lens5），满足：vd（lens1，lens2，lens3，lens5）≥55；vd (lens4)≤30，这种搭配可以有效控制系统的轴向色差、从而实现中心视场的高分辨率以及红外离焦量尽可能小。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述光学系统的焦距为EFL，第二透镜2与第三透镜3的间距为A2，第三透镜3与第四透镜4的间距为A3，所述第一透镜1与像面9的间距为TL，满足：0.2<EFL/TL<0.3，-2＜A2/TL＜2，-2＜A3/TL＜2。可以有效的压缩色差，并确保加工可行性。
如图1、图2所示，在本实施例中，所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4、第五透镜5为非球面透镜。其非球面表面形状方程Z满足：
Z=cy2/｛1+√［1-1+kc2y2］｝+α1y2+α2y4+α3y6+α4y8
+α5y10+α6y12+α7y14+α8y16
其中，参数c为各个非球面透镜半径所对应的曲率，y为各个非球面透镜径向坐标，其单位与透镜长度单位相同，k为各个非球面透镜圆锥二次曲线系数，α1至α8分别表示各个非球面透镜径向坐标所对应的系数。
当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆；当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形；当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形。

Claims (3)

1.一种红外共焦光学成像系统，其特征在于：从物侧(7)到像面(9)依次设置有第一透镜(1)、光阑(8)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、滤光片(6)，所述第四透镜(4)和第五透镜(5)为塑胶非球面双胶合镜片，所述第一透镜(1)和第四透镜(4)为负焦距透镜；所述第二透镜(2)和第三透镜(3)、第五透镜(5)均为正焦距透镜；所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)、第五透镜(5)均为非球面透镜，所述第三透镜(3)为球面透镜，所述第一透镜(1)的焦距为f1，所述第二透镜(2)的焦距为f2，所述第三透镜(3)的焦距为f3，所述第四透镜(4)的焦距为f4，所述第五透镜(5)的焦距为f5，满足：f1<0 ,f4<0 ,f5>0 ,1<f1/f4<20，-20<f1/f5<-0 .5，f2/f3>1；
所述第一透镜(1)朝向所述物侧(7)一面为凸形非球面，朝向所述像面(9)一面为凹形非球面；所述第二透镜(2)朝向所述物侧(7)一面为扁圆形非球面，朝向所述像面(9)一面为凸形非球面；所述第三透镜(3)朝向所述物侧(7)和朝向所述像面(9)一面均为凸形球面；所述第四透镜(4)朝向所述物侧(7)一面和朝向所述像面(9)一面均为凹形非球面；所述第五透镜(5)朝向所述物侧(7)一面和朝向所述像面(9)一面均为凸形非球面；所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间设有光阑(8)；
所述第一透镜(1)的色散系数为vdlens1，第二透镜(2)的色散系数为vdlens2，第三透镜(3)的色散系数为vdlens3，第四透镜(4)的色散系数为vdlens4，第五透镜(5)的色散系数为vdlens5，满足：vdlens1≥55；vdlens2≥55；vdlens3≥55；vdlens5≥55；vdlens4≤30。
2.根据权利要求1所述的红外共焦光学成像系统，其特征在于：所述光学成像系统的焦距为EFL，所述第二透镜(2)与所述第三透镜(3)的间距为A2，所述第三透镜(3)与所述第四透镜 (4)的间距为 A3，所述第一透镜(1)与所述像面(9)的间距为TL，满足：0 .2<EFL/TL<0.3，-2＜A2/TL＜2，-2＜A3/TL＜2。
3.根据权利要求1所述的红外共焦光学成像系统，其特征在于：所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第四透镜(4)、第五透镜(5)都为非球面透镜，所述第三透镜(3)为球面透镜。
CN201710538082.9A 2017-07-04 2017-07-04 一种红外共焦光学成像系统 Active CN107144942B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710538082.9A CN107144942B (zh) 2017-07-04 2017-07-04 一种红外共焦光学成像系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710538082.9A CN107144942B (zh) 2017-07-04 2017-07-04 一种红外共焦光学成像系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107144942A CN107144942A (zh) 2017-09-08
CN107144942B true CN107144942B (zh) 2023-04-07

Family

ID=59785598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710538082.9A Active CN107144942B (zh) 2017-07-04 2017-07-04 一种红外共焦光学成像系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107144942B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109358412B (zh) * 2018-12-17 2023-08-15 中山联合光电科技股份有限公司 一种高清红外共焦镜头

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105137575A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 中山联合光电科技股份有限公司 一种高低温红外共焦、大光圈、小体积光学系统
CN105301745A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 中山联合光电科技股份有限公司 一种超广角光学系统
CN105445908A (zh) * 2015-12-24 2016-03-30 中山联合光电科技股份有限公司 一种像质高、画幅大、畸变小光学成像系统
CN205246961U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 中山联合光电科技股份有限公司 一种高像素红外共焦高低温共焦光学镜头
CN105866927A (zh) * 2016-05-12 2016-08-17 中山联合光电科技股份有限公司 一种光学成像系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105137575A (zh) * 2015-09-21 2015-12-09 中山联合光电科技股份有限公司 一种高低温红外共焦、大光圈、小体积光学系统
CN105301745A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 中山联合光电科技股份有限公司 一种超广角光学系统
CN205246961U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 中山联合光电科技股份有限公司 一种高像素红外共焦高低温共焦光学镜头
CN105445908A (zh) * 2015-12-24 2016-03-30 中山联合光电科技股份有限公司 一种像质高、画幅大、畸变小光学成像系统
CN105866927A (zh) * 2016-05-12 2016-08-17 中山联合光电科技股份有限公司 一种光学成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107144942A (zh) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106772935B (zh) 一种透镜系统及定焦镜头
CN105700117B (zh) 一种光学成像系统
CN103852862B (zh) 一种多功能鱼眼镜头
CN107861229B (zh) 一种高清广角无人机镜头
CN107894649A (zh) 一种航拍镜头
CN107065138A (zh) 小体积高像素鱼眼光学系统及其应用的摄像模组
CN105334598A (zh) 一种光学镜头
CN110568590A (zh) 一种星光级光学镜头及其成像方法
CN104570286A (zh) 一种微型鱼眼镜头及头戴显示设备
CN110609380B (zh) 一种镜头
CN104142569A (zh) 一种较小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统
CN216013795U (zh) 一种定焦镜头
CN111239990B (zh) 光学镜头及成像设备
CN108267845B (zh) 无热化的大孔径物镜光学系统
CN204028454U (zh) 一种较小体积、高分辨率、大像面的变焦光学系统
CN111722378B (zh) 一种大像面高分辨率的鱼眼镜头
CN108646393A (zh) 长焦镜头
CN107144942B (zh) 一种红外共焦光学成像系统
CN207133494U (zh) 一种红外共焦光学成像系统镜头
CN108873266B (zh) 广角镜头
CN107102424B (zh) 一种大光圈长焦光学成像系统
CN109001894B (zh) 一种小畸变、耐高低温的定焦镜头
CN207529005U (zh) 一种航拍镜头
CN106338816A (zh) 一种超高清广角变焦光学系统
CN114647068B (zh) 光学系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant