CN112162387A - 一种低畸变超清掌纹仪光学系统 - Google Patents

一种低畸变超清掌纹仪光学系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低畸变超清掌纹仪光学系统，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的采像棱镜、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；所述采像棱镜为二次反射棱镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为双凸正透镜，所述第三透镜与第四透镜密接构成透镜胶合组；第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，所述第五透镜与第六透镜密接构成透镜胶合组；第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为弯月正透镜。通过该光学系统有利于提高掌纹系统的采集和识别精度。

Description

一种低畸变超清掌纹仪光学系统
技术领域
本发明涉及一种低畸变超清掌纹仪光学系统。
背景技术
由于掌纹的终身不变性和唯一性，它是确认个人身份的重要生物特征，随着国际反恐、安防、警用、民用领域的需要以及光电和计算机行业的发展，掌纹仪成为个人身份识别的重要工具，被广泛应用于公安系统、电子护照、门禁系统、考勤系统、计算机身份识别、银行系统等。
市场对掌纹仪光学系统的要求也越来越高。超清成像、采集面积大、超低畸变、大光圈是现今掌纹仪光学系统的发展趋势。其中，超低畸变对提高系统的采集和识别精度尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低畸变超清掌纹仪光学系统，通过该光学系统有利于提高掌纹系统的采集和识别精度。
本发明的技术方案在于：一种低畸变超清掌纹仪光学系统，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的采像棱镜、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；所述采像棱镜为二次反射棱镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为双凸正透镜，所述第三透镜与第四透镜密接构成透镜胶合组；第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，所述第五透镜与第六透镜密接构成透镜胶合组；第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为弯月正透镜。
进一步地，所述采像棱镜与第一透镜之间的空气间隔为60mm；所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为17.8mm～17.9mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为18mm～18.2mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm～0.6mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
进一步地，所述第一透镜和第二透镜构成光焦度为正的前镜组；所述第三至第八透镜六者构成光焦度为正的后镜组。
进一步地，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜的焦距为f1、f2，其中f1、f2与f满足：-3＜f1/f＜-2.5，3＜f2/f＜3.5。
进一步地，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距分别为f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足：4＜（f3+ f4）/f＜5，-6.5＜（f5+ f6）/f＜-6，3.5＜f7/f＜4，4.5＜f8/f＜5。
进一步地，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥20；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第五透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥30；所述第六透镜满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥68；所述第七透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第八透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步地，第一至第八透镜的材质均为玻璃。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
a）采像棱镜A采像面积大于118mm×118mm，有效支持成年男子的全部掌纹信息；
b）镜头光圈大，F数≤1.8；
c）超清成像，全视场mtf＞0.22@375lp/mm，可达1400万像素；
d）超低畸变，全视场畸变＜0.1%；
e）成像质量极高，能达到一千四百万像素摄像水准；掌纹采集面积大；超低畸变；大光圈；具有温度补偿功能，在-40℃～+80℃的温度范围内保持成像清晰。
附图说明
图1为本发明的光学系统图；
图2为本发明的MTF图；
图3为本发明的畸变图；
图中：A-采像棱镜，B-前镜组，B1-第一透镜，B2-第二透镜，C-后镜组，C1-第三透镜，C2-第四透镜，C3-第五透镜，C4-第六透镜，C5-第七透镜，C6-第八透镜。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1至图3
一种低畸变超清掌纹仪光学系统，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的采像棱镜A、第一透镜B1、第二透镜B2、第三透镜C1、第四透镜C2、第五透镜C3、第六透镜C4、第七透镜C5以及第八透镜C6。其中，所述采像棱镜为二次反射棱镜，用于采集掌纹并缩短光路总长；第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为双凸正透镜，所述第三透镜与第四透镜密接构成透镜胶合组；第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，所述第五透镜与第六透镜密接构成透镜胶合组；第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为弯月正透镜。
本实施例中，第一至第八透镜的材质均为玻璃。
本实施例中，所述采像棱镜与第一透镜之间的空气间隔为60mm；所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为17.8mm～17.9mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为18mm～18.2mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm～0.6mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
本实施例中，所述第一透镜和第二透镜构成光焦度为正的前镜组；所述第三至第八透镜六者构成光焦度为正的后镜组。
本实施例中，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜的焦距为f1、f2，其中f1、f2与f满足：
-3＜f1/f＜-2.5；
3＜f2/f＜3.5。
本实施例中，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距分别为f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足：
4＜（f3+ f4）/f＜5；
-6.5＜（f5+ f6）/f＜-6；
3.5＜f7/f＜4；
4.5＜f8/f＜5。
本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；
所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；
所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥20；
所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；
所述第五透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥30；
所述第六透镜满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥68；
所述第七透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；
所述第八透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；
其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
具体实施过程中：前镜组中第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为17.85mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为18.12mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm，第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.1mm，第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为0.1mm；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜为球面透镜，其材质均为玻璃。
下表列出了本实施例中光学镜组参数：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的一种低畸变超清掌纹仪光学系统并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的采像棱镜、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜；所述采像棱镜为二次反射棱镜，第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凸正透镜，第三透镜为双凹负透镜，第四透镜为双凸正透镜，所述第三透镜与第四透镜密接构成透镜胶合组；第五透镜为双凹负透镜，第六透镜为双凸正透镜，所述第五透镜与第六透镜密接构成透镜胶合组；第七透镜为双凸正透镜，第八透镜为弯月正透镜。
2.根据权利要求1所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，所述采像棱镜与第一透镜之间的空气间隔为60mm；所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为17.8mm～17.9mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为18mm～18.2mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm～0.6mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，所述第一透镜和第二透镜构成光焦度为正的前镜组；所述第三至第八透镜六者构成光焦度为正的后镜组。
4.根据权利要求3所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜的焦距为f1、f2，其中f1、f2与f满足：-3＜f1/f＜-2.5，3＜f2/f＜3.5。
5.根据权利要求3所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，所述前镜组与后镜组组成的光学系统的焦距为f，第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距分别为f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足：4＜（f3+ f4）/f＜5，-6.5＜（f5+ f6）/f＜-6，3.5＜f7/f＜4，4.5＜f8/f＜5。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，所述第一透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥20；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第五透镜满足关系式：Nd≥1.65，Vd≥30；所述第六透镜满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥68；所述第七透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；所述第八透镜满足关系式：Nd≥1.85，Vd≥38；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
7.根据权利要求1所述的一种低畸变超清掌纹仪光学系统，其特征在于，第一至第八透镜的材质均为玻璃。
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