CN208953767U - 一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头，由物侧至像侧依次包括物面、前组A、孔径光阑B、后组C、像面；所述物面在最左侧，所述前组A由物侧至像侧依次包括：无光焦度的平板玻璃；具有负曲折力的第一透镜A‑1；具有负曲折力的第二透镜A‑2；具有正曲折力的第三透镜A‑3；具有正曲折力的第四透镜A‑4；后组C由物侧至像侧依次包括：具有正曲折力的第五透镜C‑1与具有负曲折力的第六透镜C‑2密接的双胶合透镜；其中第五透镜C‑1位于双胶合透镜的物侧，第六透镜C‑2位于双胶合透镜的像侧；具有正曲折力的第七透镜C‑3；具有正曲折力的第八透镜C‑4；具有负曲折力的第九透镜C‑5，该镜头结构紧凑，分辨率高，在近红外波段和可见光波段都有良好的成像质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电成像技术领域，是一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头。
背景技术
随着水下机器人、水下电视等水下探测技术的发展，水下成像技术受到了越来越多的关注。传统水下摄影是将地面上使用的光学系统进行防水处理后用于水下的拍摄，由于成像介质的不同，这无疑会产生许多问题，例如成像模糊、成像视场角小。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头，不仅结构紧凑，能满足在水下的可见光环境和近红外补光照明的条件下都能清晰成像的要求。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头，由物侧至像侧依次包括物面、前组A、孔径光阑B、后组C、像面；所述物面在最左侧，所述前组A由物侧至像侧依次包括：起保护作用无光焦度的平板玻璃；具有负曲折力的第一透镜A-1；具有负曲折力的第二透镜A-2；具有正曲折力的第三透镜A-3；具有正曲折力的第四透镜A-4；所述后组C由物侧至像侧依次包括：具有正曲折力的第五透镜C-1与具有负曲折力的第六透镜C-2密接的双胶合透镜；其中第五透镜C-1位于双胶透镜的物侧，第六透镜C-2位于双胶合透镜的像侧；具有正曲折力的第七透镜C-3；具有正曲折力的第八透镜C-4；具有负曲折力的第九透镜C-5。
进一步的，所述前组的保护平板玻璃与第一透镜A-1之间的间隔在0.1-1mm之间；第一透镜A-1与第二透镜A-2之间的空气间隔在5-7mm之间；第二透镜A-2与第三透镜A-3之间的空气间隔在12-14mm之间；第三透镜A-3与第四透镜A-4之间的空气间隔在11-13mm之间；所述后组C中孔径光阑与的第五透镜C-1之间的空气间隔在0.5-0.7mm之间；第五透镜C-1与第六透镜C-2的胶和组与第七透镜C-3空气间隔在0.3-0.5mm之间；第七透镜C-3与第八透镜C-4之间的空气间隔在1.0-1.2mm之间；第八透镜C-4与第九透镜C-5之间的空气间隔在0.4-0.6mm之间；第九透镜C-5与系统像面之间的空气间隔在12-14mm之间。
进一步的，所述镜头的视场角为80度。
进一步的，所述镜头的半像高为y，焦距为EFL，满足1<y/EFL<2。
进一步的，所述镜头的最大通光孔径满足FNO<1.6，其中FNO为最大通光孔径F数。
进一步的，所述镜头的后截距为BFL，焦距为EFL，满足BFL/EFL>1.5。
进一步的，所述镜头的总长为TTL，焦距为EFL，满足TTL/EFL<12。
进一步的，所述镜头的焦距值为EFL，所述前组A的第三透镜A-3的焦距值为F3，所述后组C的第八透镜C-4的焦距值为F4，满足5<F3/EFL<8，2<F4/EFL<5。
进一步的，所述镜头所有镜片除第9面和第20面为非球面外，其余均为球面镜片；通过不同玻璃的组合，使得可见光和近红外光能够聚焦在同一像面，切换成像波长时无需再调节像面位置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该可见光与近红外共焦的水下成像镜头整体结构紧凑，分辨率高，畸变小，在近红外波段和可见光波段都有良好的成像质量。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例构造示意图；
图2为实施例在可见光波段的MTF曲线图；
图3为实施例在近红外波段的MTF曲线图；
图4为实施例在可见光波段的场区畸变图；
图5为实施例在近红外波段的场区畸变图；
图6为实施例在可见光波段的点列图；
图7为实施例在近红外波段的点列图。
图中：A-前组A，B-孔径光阑B，C-后组C，1-物面，2-像面,3-平板玻璃，A-1-第一透镜A-1，A-2-第二透镜A-2，A-3-第三透镜A-3，A-4-第四透镜A-4，C-1-第五透镜C-1，C-2-第六透镜C-2，C-3-第七透镜C-3，C-4-第八透镜C-4，C-5-第九透镜C-5。
具体实施方式
如图1~7所示，一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头，由物侧至像侧依次包括物面1、前组A、孔径光阑B、后组C、像面2；所述物面在最左侧，所述前组A由物侧至像侧依次包括：起保护作用无光焦度的平板玻璃3；具有负曲折力的第一透镜A-1；具有负曲折力的第二透镜A-2；具有正曲折力的第三透镜A-3；具有正曲折力的第四透镜A-4；所述后组C由物侧至像侧依次包括：具有正曲折力的第五透镜C-1与具有负曲折力的第六透镜C-2密接的双胶合透镜；其中第五透镜C-1位于双胶透镜的物侧，第六透镜C-2位于双胶合透镜的像侧；具有正曲折力的第七透镜C-3；具有正曲折力的第八透镜C-4；具有负曲折力的第九透镜C-5，如图1所示，在本实施例中光学面序号从第一透镜A-1的凸面为第1面，自左往右依次递增，共焦镜头的数据如下表：
其中带“*”号的表面为非球面，其具体数值如下：
在本实用新型实施例中，所述前组的保护平板玻璃与第一透镜A-1之间的间隔在0.1-1mm之间；第一透镜A-1与第二透镜A-2之间的空气间隔在5-7mm之间；第二透镜A-2与第三透镜A-3之间的空气间隔在12-14mm之间；第三透镜A-3与第四透镜A-4之间的空气间隔在11-13mm之间；所述后组C中孔径光阑与的第五透镜C-1之间的空气间隔在0.5-0.7mm之间；第五透镜C-1与第六透镜C-2的胶和组与第七透镜C-3空气间隔在0.3-0.5mm之间；第七透镜C-3与第八透镜C-4之间的空气间隔在1.0-1.2mm之间；第八透镜C-4与第九透镜C-5之间的空气间隔在0.4-0.6mm之间；第九透镜C-5与系统像面之间的空气间隔在12-14mm之间。
在本实用新型实施例中，所述镜头的视场角为80度，可见光与近红外共焦的水下成像镜头焦距EFL=9mm，镜头的最大通光孔径在可见光波段时F数为1.4；在近红外波段时F数为1.6。
在本实用新型实施例中，镜头半像高为y=9.6mm，y/EFL=1.06，满足1<y/EFL<2。
在本实用新型实施例中，镜头后截距BFL=12.49mm，BFL/EFL=1.43，满足BFL/EFL>1.4。
在本实用新型实施例中，镜头的总长TTL=103，TTL/EFL=11.44，满足TTL/EFL<12。
在本实用新型实施例中，所述前组A的第三透镜A-3的焦距值F3=51.28，所述后组C的第八透镜 C-4的焦距值F4=41.98，F2/EFL=5.69，F4/EFL=4.66，满足5<F2/EFL<8，2<F4/EFL<5。
如图2、3所示，镜头MTF曲线在可见光波段和近红外波段的46lp/mm处均大于0.4，分辨率高，像质较好；如图4、5所示，镜头在可见光波段和近红外波段的畸变均小于6%，满足成像要求；如图6、7所示，镜头在可见光波段和近红外波段的其弥散斑均小于11微米。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的可见光与近红外共焦的水下成像镜头。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：由物侧至像侧依次包括物面、前组A、孔径光阑B、后组C、像面；所述物面在最左侧，所述前组A由物侧至像侧依次包括：起保护作用无光焦度的平板玻璃；具有负曲折力的第一透镜A-1；具有负曲折力的第二透镜A-2；具有正曲折力的第三透镜A-3；具有正曲折力的第四透镜A-4；所述后组C由物侧至像侧依次包括：具有正曲折力的第五透镜C-1与具有负曲折力的第六透镜C-2密接的双胶合透镜；其中第五透镜 C-1位于双胶合透镜的物侧，第六透镜 C-2位于双胶合透镜的像侧；具有正曲折力的第七透镜C-3；具有正曲折力的第八透镜C-4；具有负曲折力的第九透镜C-5。
2.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：
所述前组的保护平板玻璃与第一透镜A-1之间的间隔在0.1-1mm之间；
第一透镜A-1与第二透镜A-2之间的空气间隔在5-7mm之间；
第二透镜A-2与第三透镜A-3之间的空气间隔在12-14mm之间；
第三透镜A-3与第四透镜A-4之间的空气间隔在11-13mm之间；
所述后组C中孔径光阑B与第五透镜C-1之间的空气间隔在0.5-0.7mm之间；
第五透镜C-1与第六透镜C-2的胶和组与第七透镜C-3空气间隔在0.3-0.5mm之间；
第七透镜C-3与第八透镜C-4之间的空气间隔在1.0-1.2mm之间；
第八透镜C-4与第九透镜C-5之间的空气间隔在0.4-0.6mm之间；
第九透镜C-5与系统像面之间的空气间隔在12-14mm之间。
3.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头的视场角为80度。
4.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头的半像高为y，焦距为EFL，满足1<y/EFL<2。
5.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头的最大通光孔径满足FNO<1.6，其中FNO为最大通光孔径F数。
6.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头的后截距为BFL，焦距为EFL，满足BFL/EFL>1.5。
7.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于： 所述镜头的总长为TTL，焦距为EFL，满足TTL/EFL<12。
8.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头的焦距值为EFL，所述前组A的第三透镜A-3的焦距值为F3，所述后组C的第八透镜C-4的焦距值为F4，满足5<F3/EFL<8，2<F4/EFL<5。
9.根据权利要求1所述的可见光与近红外共焦的水下成像镜头，其特征在于：所述镜头所有镜片除第9面和第20面为非球面外，其余均为球面镜片；通过不同玻璃的组合，使得可见光和近红外光能够聚焦在同一像面，切换成像波长时无需再调节像面位置。
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