CN114355561A - 一种有限物距成像镜头及其成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有限物距成像镜头及其成像方法，所述镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月正透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均由玻璃材料制成。本发明结构简单，易于装配，更适合大规模高良率生产；面型设计合理，每个光学表面光线入射角小；像差校正良好，成像质量优秀；F数较小，能保证复杂环境下的高质量成像。

Description

一种有限物距成像镜头及其成像方法
技术领域：
本发明涉及一种有限物距成像镜头及其成像方法。
背景技术：
光学镜头在安防领域的应用已经愈发普遍，当今的企事业单位普遍都安装了刷脸闸机及类似设备来进行人员流动管控，以保护单位财产并提升管理效率。然而，当前市面上的类似产品普遍存在景深较浅，探测范围有限，成像质量不稳定等问题，严重影响了人脸识别的准确性，降低了人员管理效率。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种有限物距成像镜头及其成像方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种有限物距成像镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月正透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜。
进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均由玻璃材料制成。
进一步的，所述光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、，其中f1、f2、f4与f满足以下比例：-3.5<f1/f<-0.5，0.5<f2/f<3.0，0.5<f4/f<4.5。
进一步的，所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.7。
进一步的，所述光学系统的F数≤2.0。
进一步的，所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.51。
进一步的，所述第五透镜的右侧设有滤光片，所述滤光片的右侧设有保护玻璃。
本发明采用的另一种技术方案是：一种有限物距成像镜头的成像方法，成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜滤光片以及保护玻璃后进行成像。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明面型设计合理，每个光学表面光线入射角小；像差校正良好，成像质量优秀；F数较小，能保证复杂环境下的高质量成像。
附图说明：
图1是本发明实施例一光学结构示意图；
图2是本发明实施例一的全工作波段轴向色差图；
图3是本发明实施例一的全工作波段场曲畸变图；
图4是本发明实施例二的光学结构示意图；
图5是本发明实施例二的全工作波段轴向色差图；
图6是本发明实施例二的全工作波段场曲畸变图。
图中：
L1-第一透镜；L2-第二透镜；STO-光阑；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-第五透镜；L6-滤光片；L7-保护玻璃；IMA-成像面。
具体实施方式:
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。
如图1～6所示，本发明一种有限物距成像镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2、光阑、第三透镜L3、第四透镜L4以及第五透镜L5，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月正透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均由玻璃材料制成。
本实施例中，所述光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、，其中f1、f2、f4与f满足以下比例：-3.5<f1/f<-0.5，0.5<f2/f<3.0，0.5<f4/f<4.5。
本实施例中，所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.7。
本实施例中，所述光学系统的F数≤2.0。
本实施例中，所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.51。
本实施例中，所述第五透镜的右侧设有滤光片，所述滤光片的右侧设有保护玻璃。
本实施例中，该有限物距成像镜头成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜滤光片以及保护玻璃后进行成像。
实施例一：如图1～3所示，本实施例光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：3.51mm≤EFFL≤4.51mm；(2)光圈F≤2.0；(3)光学总长≤10mm；(4)工作波段：近红外。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003449754560000041
实施例二：如图4～6所示，本实施例光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：3.16mm≤EFFL≤4.12mm；(2)光圈F≤2.0；(3)光学总长≤10mm；(4)工作波段：近红外。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：
Figure BDA0003449754560000051
本发明的优点在于：结构简单，易于装配，更适合大规模高良率生产；面型设计合理，每个光学表面光线入射角小；像差校正良好，成像质量优秀；F数较小，能保证复杂环境下的高质量成像。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统包括沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为弯月正透镜，第三透镜为弯月正透镜，第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凹负透镜。
2.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均由玻璃材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4，f5、，其中f1、f2、f4与f满足以下比例：
-3.5<f1/f<-0.5，0.5<f2/f<3.0，0.5<f4/f<4.5。
4.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述第二透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第三透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥50.0；所述第四透镜满足关系式：Nd≥1.5，Vd≥40.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
5.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.7。
6.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述光学系统的F数≤2.0。
7.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述光学系统的半像高ImaH与光学系统的焦距f之间满足：ImaH/f≤0.51。
8.根据权利要求1所述的一种有限物距成像镜头，其特征在于：所述第五透镜的右侧设有滤光片，所述滤光片的右侧设有保护玻璃。
9.一种有限物距成像镜头的成像方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～8中任意一项所述的有限物距成像镜头，成像时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜、第五透镜滤光片以及保护玻璃后进行成像。
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