CN203275749U - 一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,从物方到像方依次设置有第一枚透镜、第二枚透镜、第三枚透镜、第四枚透镜、第五枚透镜、第六枚透镜和第七枚透镜。所述第一枚透镜、第二枚透镜和第五枚透镜的焦距为负,所述第三枚透镜、第四枚透镜、第六枚透镜和第七枚透镜的焦距为正。本实用新型提供一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种成像光学系统,尤其涉及一种应用于车载、监控、视讯会议系统的广角、高分辨率、红外共焦的光学系统。
【背景技术】
目前车载、安防、视讯会议用的大视场或中等视场镜头普遍存在外形尺寸较大、分辨率低、夜视效果差等缺点。
红外共焦,是当前车载、监控系统的需要而提出的技术课题。它要求在可见光成像对焦清晰后,切换至红外波段工作时,无需调整像面位置,即可实现红外清晰成像的效果。
目前市场上的镜头为了提升某一方面的效果,却牺牲了其他方面。比如为了实现可见、红外光共焦,就要牺牲可见光波段的解像力;再如,为了增大画角,往往镜头体积就会变大,或提高了成本。这些问题的存在,不能满足消费者对镜头物美价廉的需求。
【实用新型内容】
本实用新型克服了现有技术的不足,提供了一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统。
为了解决上述存在的技术问题,本实用新型采用了下列技术方案:
一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于从物方 到像方依次设置有第一枚透镜1、第二枚透镜2、第三枚透镜3、第四枚透镜4、第五枚透镜5、第六枚透镜6和第七枚透镜7。所述第一枚透镜1、第二枚透镜2和第五枚透镜5的焦距为负,所述第三枚透镜3、第四枚透镜4、第六枚透镜6和第七枚透镜7的焦距为正。
如上所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于所述第一枚透镜1、第二枚透镜2和第五枚透镜5的焦距为负,且第一枚透镜为起扭转大画角光线作用的弯月形透镜,其凹面朝向像方;所述第三枚透镜3、第四枚透镜4、第六枚透镜6和第七枚透镜7的焦距为正。
如上所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于所述第五枚透镜5和第六枚透镜6所构成的胶合透镜的整体焦距为正。
如上所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:所述第三枚透镜3采用厚透镜。
如上所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:第一枚透镜和第二枚透镜采用低色散材料,第三枚透镜采用高色散材料。
如上所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:所述第一枚透镜1、第三枚透镜3均采用高折射率透镜。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点:
1、现有大视场或中等视场镜头的体积普遍较大,本实用新型的镜头体积小。
2、现有大视场或中等视场镜头的周边分辨率低,本实用新型的镜头在整个画面都能清晰成像,可见光波段的分辨率达到500万像素静态照片,且画角达到180度。
3、现有的车载、安防镜头,为了提升红外效果,牺牲可见光波段的像质,本实用新型在800nm-900nm近红外波段内,实现了红外共焦清晰成像,达到日夜两用的功能。
4、本光学系统采用全球面透镜,工艺简单、成本低,光学性能稳定性高。
【附图说明】
图1是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型进行详细描述:
如图1所示,一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,包括有从物方到像方依次设置的第一枚透镜1、第二枚透镜2、第三枚透镜3、第四枚透镜4、第五枚透镜5、第六枚透镜6、第七枚透镜7以及感光芯片8。本光学系统由7枚以内的全球面透镜构成,本实施例中,由7枚全球面透镜构成。
本光学系统包括有从物方到像方依次设置的第一枚透镜1、第二枚透镜2、第三枚透镜3、第四枚透镜4、第五枚透镜5、第六枚透镜6、第七枚透镜7以及感光芯片8。在第四枚透镜4和第五枚透镜5之间设有光阑9。所述的第五枚透镜5和第六枚透镜6采用胶合工艺构成胶合透镜。所述七枚透镜均为球面透镜。所述第一枚透镜1、第 二枚透镜2和第五枚透镜5的焦距为负,且第一枚透镜1为弯向像面的弯月负透镜。所述第三枚透镜3、第四枚透镜4、第六枚透镜6和第七枚透镜7的焦距为正。所述由第五枚透镜5和第六枚透镜6胶合而成的胶合透镜的整体焦距为正。
采用上述结构后,本实用新型的视场角达到180°以上,在可见光波段内,分辨率达到了500万像素;同时,在由可见光切换至峰值波长为850nm的红外波段800nm-900nm工作时,不需要调整像面位置,在全视场内可以共焦清晰成像,实现了日夜两用的功能。
广角主要通过以下方法实现:首先,第一枚透镜采用弯向像面的弯月形负透镜,起到了扭转大画角光线的作用,从第一枚透镜出射的光线,进入第二枚透镜的入射角大幅减小;同时,把光阑设置于靠近镜头的中间位置,有效地缩小镜头的整体外形尺寸,使其适用于目前市场上主流的M12标准接口。
其高分辨率主要通过以下途径实现:1、高效率的材料及光焦度搭配,依据各个透镜的正负,合理地分配折射率Nd、阿贝数Vd值;2、第三枚透镜3采用厚透镜,起到校正场曲的功能,提升中心分辨率的同时,周边视场的像差得到校正,且设计的理论解像力适当高于理论需要值。3、采用宽光谱设计,从而保证了图像锐利度和色彩还原性;
可见与红外共焦主要通过以下方法实现:1、设计阶段,加入红外波段,重视红外光的像差校正;2、合理有效的选配透镜的材料,第一枚透镜1采用高折射率、低色散的材料,第二枚透镜2采用低色 散的材料,第三枚镜片3采用高折射率、高色散材料;3、可见波段、红外波段平衡考虑,校正近红外波段导致的色差,实现可见、红外的共焦效果。
在第七枚透镜7后面设置有感光芯片8。同时,在第七枚透镜7与感光芯片8之间插入滤光片10,以滤掉设计波段外的杂光,并在设计时,考虑了滤光片10的衬底材料引入的色差,加以校正,实现最佳的成像效果。
下面举一个视场角为180°、500万像素、红外共焦的实际设计案例(下面的数字编号为从物面到像面的各个透镜面的参数):
Claims (6)
1.一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:包括从物方到像方依次设置的第一枚透镜(1)、第二枚透镜(2)、第三枚透镜(3)、第四枚透镜(4)、第五枚透镜(5)、第六枚透镜(6)、第七枚透镜(7)和感光芯片(8),在第四枚透镜(4)和第五枚透镜(5)之间设有光阑(9),所述的第五枚透镜和第六枚透镜为胶合透镜,所述的第一枚透镜(1)至第七枚透镜(7)共七枚透镜均为球面透镜。
2.根据权利要求1所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于所述第一枚透镜(1)、第二枚透镜(2)和第五枚透镜(5)的焦距为负,且第一枚透镜为起扭转大画角光线作用的弯月形透镜,其凹面朝向像方;所述第三枚透镜(3)、第四枚透镜(4)、第六枚透镜(6)和第七枚透镜(7)的焦距为正。
3.根据权利要求1或2所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于所述第五枚透镜(5)和第六枚透镜(6)所构成的胶合透镜的整体焦距为正。
4.根据权利要求1或2所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:所述第三枚透镜(3)采用厚透镜。
5.根据权利要求1或2所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:第一枚透镜和第二枚透镜采用低色散材料,第三枚透镜采用高色散材料。
6.根据权利要求1或2所述的一种广角、高分辨率、红外共焦的光学系统,其特征在于:所述第一枚透镜(1)、第三枚透镜(3)均采用高折射率透镜。
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