CN107748430A - 超景深高像素红外扫描成像光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种超景深高像素红外扫描成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；第一透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第二透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第三透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；且本光学系统满足0.8<TTL/f≤1.2，其中，TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，f为整个光学系统的焦距。本发明实施例，其主要由5枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有成本低，总长短，超景深，高像素，大靶面，解析力好等良好性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种光学系统，尤其是一种超景深高像素红外扫描成像光学系统。
背景技术：
目前市场使用的红外扫描光学系统普遍存在像素低，拍摄范围小，应用场景限制多等问题。因为镜头采用全玻结构，还存在大规模量产时成本较高，系统总长较长等问题。
发明内容：
为克服现有红外扫描光学系统普遍存在像素低的问题，本发明实施例提供了一种超景深高像素红外扫描成像光学系统。
超景深高像素红外扫描成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；
第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
且本光学系统满足0.8<TTL/f≤1.2，其中，TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，f为整个光学系统的焦距。
本发明实施例，其主要由5枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有成本低，总长短，超景深，高像素，大靶面，解析力好等良好性能，像素达到2M以上。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的光学系统的结构示意图；
图2为本发明的光学系统的离焦曲线图；
图3为本发明的光学系统的MTF曲线图；
图4为本发明的光学系统300mm对焦，拍摄200mm处物体时的MTF曲线图；
图5为本发明的光学系统300mm对焦，拍摄400mm处物体时的MTF曲线图。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，超景深高像素红外扫描成像光学系统，沿光轴从物面到像面7依次设有：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、以及第五透镜5。
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜2的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜3的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜4的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第五透镜5的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
且本光学系统满足0.8<TTL/f≤1.2，其中，TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，f为整个光学系统的焦距。
本发明实施例，其主要由5枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有成本低，总长短，超景深，高像素，大靶面，解析力好等良好性能。
进一步地，该光学系统还满足0.17<BFL/TTL<0.65，其中，BFL为第五透镜5像面侧顶点位置到成像面7的距离。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)1.42<f/f12<1.95；
(2)-0.65<f/f34<-0.26；
(3)-1.05<f/f5<-0.42；
其中，f12为第一透镜1和第二透镜2的组合焦距，f34为第三透镜3和第四透镜4的组合焦距，f5为第五透镜5的焦距，f为整个光学系统的焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有成本低，总长短，超景深，高像素，大靶面，解析力好等良好性能。
更进一步地，本光学系统的物方景深objdep满足：objdep>200mm。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，第一透镜1和第二透镜2相互胶合形成组合透镜，组合透镜的光焦度为正，组合焦距f12满足：5.02mm<f12<6.90mm。结构简单，可保证良好的光学性能，组合透镜为玻璃透镜，在优化系统像差的同时，结构更紧凑，减少隔圈的使用，进一步降低组装和部品成本。
具体地，第三透镜3和第四透镜4相互胶合形成组合透镜，组合透镜的光焦度为负，组合焦距f34满足：-37.69mm<f34<-15.08mm。结构简单，可保证良好的光学性能，组合透镜为玻璃透镜，在优化系统像差的同时，结构更紧凑，减少隔圈的使用，进一步降低组装和部品成本。
更具体地，第五透镜5为塑胶非球面透镜，其焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：-23.09mm<f5<-9.24mm，1.45<Nd5<1.67，20<Vd5<58。结构简单，可保证良好的光学性能，塑胶非球面透镜的设置，在提高镜头性能效果的同时，扩大成像像圆，缩小系统整体结构，方便放入更多产品结构中得到广泛应用。
进一步地，第一透镜1、和/或第二透镜2、和/或第三透镜3、和/或第四透镜4、和/或第五透镜5的物面侧和像面侧均镀有单层减反射膜，减反射膜的波长在940nm±40nm。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，本光学系统的光学总长TTL满足：8mm<TTL<12mm。可保证良好的光学性能。
又进一步地，光学系统的光阑指数FNo.为6.5。可获得较好的光通量、较高的解析力和较大景深范围。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为10.0mm，光阑指数FNo.为6.5，视场角2ω＝35°，光学总长TTL为9.0mm，对焦距离300mm，可实现对200-400mm物距范围清晰成像。本光学系统匹配1/2.7"的芯片，在相同视场角的情况下，芯片得到的信息更多，得到的信噪比更好，提高整体的成像质量。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
| 表面 | 曲率半径R(mm) | 厚度D(mm) | 折射率Nd | 色散值Vd |
| S1 | 1.97 | 1.40 | 1.64 | 60.21 |
| S2 | -10.59 | 0.45 | 2.00 | 28.32 |
| S3 | 4.68 | 0.15 | ||
| STO | INFINITY | 0.05 | ||
| S5 | INFINITY | 0.55 | 1.55 | 45.83 |
| S6 | -6.20 | 0.45 | 1.79 | 44.21 |
| S7 | 164.93 | 0.41 | ||
| S8 | -4.11 | 0.52 | 1.49 | 57.44 |
| S9 | -10.50 | 0.60 | ||
| IMA | INFINITY | 0.00 |
上表中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S2、S3对应为第二透镜2的两个表面；STO为光阑6；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；S6、S7对应为第四透镜4的两个表面；S8、S9对应为第五透镜5的两个表面；IMA为像面7。
更具体地，所述第五透镜5的表面为非球面形状，其满足以下方程式：
其中，参数c＝1/R，即为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，a1至a5分别为各径向坐标所对应的系数。所述第五透镜5的S8表面和S9表面的非球面相关数值如下表所示：
| K | a1 | a2 | a3 | a4 | |
| S8 | 20.3654 | 0 | -0.14519290 | -0.03837814 | 0.18823780 |
| S9 | -80.8694 | 0 | -0.10905570 | 0.02854116 | -0.01736469 |
从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统具有总长短，超景深，高像素，大靶面，解析力好等良好性能，可实现对200-400mm物距范围清晰成像，像素达到2M以上。
本发明实施例，采用玻璃透镜相互粘合形成组合透镜，进一步控制了光学系统的像差，同时缩短了光学系统的的光学总长，配合塑胶非球面的优良特性，使得系统总长更小，配合更紧凑。较其它光学系统，具有成本低，总长短，解析力好，组装简单等特点，搭配大靶面芯片可最大程度获得优良信噪比，真实还原图像效果。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.超景深高像素红外扫描成像光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜；其特征在于，第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为平面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第五透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
且本光学系统满足0.8<TTL/f≤1.2，其中，TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至成像面之间的距离，f为整个光学系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，该光学系统还满足0.17<BFL/TTL<0.65，其中，BFL为第五透镜像面侧顶点位置到成像面的距离。
3.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)1.42<f/f12<1.95；
(2)-0.65<f/f34<-0.26；
(3)-1.05<f/f5<-0.42；
其中，f12为第一透镜和第二透镜的组合焦距，f34为第三透镜和第四透镜的组合焦距，f5为第五透镜的焦距，f为整个光学系统的焦距。
4.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，本光学系统的物方景深objdep满足：objdep>200mm。
5.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，第一透镜和第二透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的光焦度为正，组合焦距f12满足：5.02mm<f12<6.90mm。
6.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，第三透镜和第四透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的光焦度为负，组合焦距f34满足：-37.69mm<f34<-15.08mm。
7.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，第五透镜为塑胶非球面透镜，其焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5满足：-23.09mm<f5<-9.24mm，1.45<Nd5<1.67，20<Vd5<58。
8.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，第一透镜、和/或第二透镜、和/或第三透镜、和/或第四透镜、和/或第五透镜的物面侧和像面侧均镀有减反射膜。
9.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，本光学系统的光学总长TTL满足：8mm<TTL<12mm。
10.根据权利要求1所述的超景深高像素红外扫描成像光学系统，其特征在于，光学系统的光阑指数FNo.为6.5。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113960755A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-21 | 深圳赛陆医疗科技有限公司 | 一种长前工作距离的套筒透镜和成像系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267936A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | 撮影光学系および鏡筒 |
| DE202014002322U1 (de) * | 2013-07-16 | 2014-04-09 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | F-Theta-Objektiv |
| JP2017116913A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． | 撮影光学系 |
| CN107315235A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-03 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 摄像光学镜头 |
| CN207440373U (zh) * | 2017-11-08 | 2018-06-01 | 广东弘景光电科技股份有限公司 | 超景深高像素红外扫描成像光学系统及其应用的摄像模组 |
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2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267936A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | 撮影光学系および鏡筒 |
| DE202014002322U1 (de) * | 2013-07-16 | 2014-04-09 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | F-Theta-Objektiv |
| JP2017116913A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． | 撮影光学系 |
| CN107315235A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-03 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 摄像光学镜头 |
| CN207440373U (zh) * | 2017-11-08 | 2018-06-01 | 广东弘景光电科技股份有限公司 | 超景深高像素红外扫描成像光学系统及其应用的摄像模组 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113960755A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-21 | 深圳赛陆医疗科技有限公司 | 一种长前工作距离的套筒透镜和成像系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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