CN110426827B - 紫光与近红外光共焦的镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紫光与近红外光共焦的镜头，包括沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、固定光阑C、后组B、平行平板，所述前组A包括依次设置的弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月负透镜A3，所述后组B包括一弯月正透镜B，平行平板位于IMA像面之前，本镜头结构简单，体积小，由四片全玻璃镜片组成，无非球面，成本低，装配简单，可实现紫光（波长405nm）与近红外光（波长850nm）共焦，在‑30°至70°范围内清晰成像，温度漂移极小，可拍摄视场范围为18.3°，相对照度大于89%，畸变小于0.6%。

Description

紫光与近红外光共焦的镜头
技术领域
本发明涉及一种紫光与近红外光共焦的镜头。
背景技术
现有技术目前用于安防行业的近红外共焦镜头，在夜视，透雾成像，激光照明成像领域，多数是兼容可见光波段435-656nm，不能实现更短波长(405nm)与近红外光(850nm)共焦，且现有的近红外共焦镜头普遍存在系统结构复杂，成本高，高低温环境下清晰度严重下降，温度漂移大等问题。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种紫光与近红外光共焦的镜头。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种紫光与近红外光共焦的镜头，包括沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、固定光阑C、后组B、平行平板，所述前组A包括依次设置的第一弯月正透镜、第二弯月正透镜、弯月负透镜，所述后组B包括一第三弯月正透镜，平行平板位于IMA像面之前。
进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔为6.18mm，前组A最后一片镜片至固定光阑C的距离为0.56mm，固定光阑C至后组B第一片镜片的距离为5.62mm。
进一步的，所述第一弯月正透镜和第二弯月正透镜之间的空气间隔为0.15mm，所述第二弯月正透镜和弯月负透镜之间的空气间隔为0.21mm。
进一步的，沿入射方向各个镜片的焦距分别为f1、f2、f3、f4，焦距满足0.3<f1/f2<1.3、-4<f2/f3<-2.9、-0.46<f3/f4<-0.29。
进一步的，镜头焦距为f，光学系统总长为TTL，两者满足0.5<f/TTL<1.5。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：镜头结构简单，体积小，由四片全玻璃镜片组成，无非球面，成本低，装配简单，可实现紫光(波长405nm)与近红外光(波长850nm)共焦，在-30°至70°范围内清晰成像，温度漂移极小，可拍摄视场范围为18.3°，相对照度大于89％，畸变小于0.6％，该镜头可搭配大靶面1/2英寸的CCD或CMOS芯片使用，满足200万像素的成像要求，适用于夜视，透雾成像，激光照明成像等领域。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为光学系统的结构示意图；
图2为波长405nm环境温度20°下MTF的值；
图3为波长850nm环境温度20°下MTF的值；
图4为波长405nm环境温度-30°下MTF的值；
图5为波长405nm环境温度70°下MTF的值；
图6为波长850nm环境温度-30°下MTF的值；
图7为波长850nm环境温度-70°下MTF的值。
图中：1-前组A、2-固定光阑C、3-后组B、4-平行平板、5-IMA像面、101-第一弯月正透镜、102-第二弯月正透镜、103-弯月负透镜，301-第三弯月正透镜。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1-7所示，一种紫光与近红外光共焦的镜头，包括沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、固定光阑C、后组B、平行平板，所述前组A包括依次设置的第一弯月正透镜、第二弯月正透镜、弯月负透镜，所述后组B包括一第三弯月正透镜，平行平板位于IMA像面之前。
在本次实施中，所述前组A和后组B之间的空气间隔为6.18mm，前组A最后一片镜片至固定光阑C的距离为0.56mm，固定光阑C至后组B第一片镜片的距离为5.62mm。
在本次实施中，所述第一弯月正透镜和第二弯月正透镜之间的空气间隔为0.15mm，所述第二弯月正透镜和弯月负透镜之间的空气间隔为0.21mm。
在本次实施中，沿入射方向各个镜片的焦距分别为f1、f2、f3、f4，焦距满足0.3<f1/f2<1.3、-4<f2/f3<-2.9、-0.46<f3/f4<-0.29。
在本次实施中，镜头焦距为f，光学系统总长为TTL，两者满足0.5<f/TTL<1.5。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学结构达到了以下光学指标：焦距：EFFL＝24.8mm；F数＝3；视场角：2w≥18.3°；光学畸变：≤0.6％；相对照度≥89％；成像圆直径≥Ф8；工作光谱范围：395nm～415nm与830nm～870nm；光学总长TTL≤25.5mm，光学后截距≥8.88mm；该镜头适用于200万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机。
在本实施例中，当光线入射时，光路顺序进入前组A、固定光阑C以及后组B后进行成像，当光线经过前组A时，弯月正透镜A2与弯月负透镜A3采用阿贝数差异大的材料有效矫正了光学系统的色差，同时弯月负透镜A3补偿弯月正透镜A1与A2产生的像散与球差；当光线经过固定光阑C时，限制了光线进入后镜组B的光通量，同时使经过后镜组B的光锥更加对称，使光学系统的慧差得以矫正；当光线经过后镜组B时，第三弯月正透镜1补偿了前组A产生的畸变。
各镜片具体参数如下：
表面序号 R值 厚度(mm) 玻璃材质
1 11.92 3.57 H-ZK11
2 233.73 0.15
3 8.50 3.78 H-FK61
4 22.59 0.21
5 608.64 1.68 H-ZF6
6 5.80 0.56
光阑 无限 5.62
8 14.96 1.06 H-ZLAF4LA
9 64.96 7.9
10 无限 0.7 H-K9L
11 无限 0.28
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种紫光与近红外光共焦的镜头，其特征在于：包括沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、固定光阑C、后组B、平行平板，所述前组A包括依次设置的第一弯月正透镜、第二弯月正透镜、弯月负透镜，所述后组B包括一第三弯月正透镜，平行平板位于IMA像面之前；
所述前组A和后组B之间的空气间隔为6.18mm，前组A最后一片镜片至固定光阑C的距离为0.56mm，固定光阑C至后组B第一片镜片的距离为5.62mm；
所述第一弯月正透镜和第二弯月正透镜之间的空气间隔为0.15mm，所述第二弯月正透镜和弯月负透镜之间的空气间隔为0.21mm；
第一弯月正透镜的焦距为f1、第二弯月正透镜的焦距为f2、弯月负透镜的焦距为f3、第三弯月正透镜的焦距为f4，焦距满足0.3<f1/f2<1.3、-4<f2/f3<-2.9、-0.46<f3/f4<-0.29；
镜头焦距为f，光学系统总长为TTL，两者满足0.5<f/TTL<1.5。
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