CN215642024U - 一种宽光谱夜视仪镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽光谱夜视仪镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；该宽光谱夜视仪镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，光阑位于第二透镜与第三透镜之间。

Description

一种宽光谱夜视仪镜头

技术领域

本实用新型涉及光学成像镜头领域，具体是涉及一种宽光谱夜视仪镜头。

背景技术

随着技术的不断进步，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、安防监控等各个领域，因此，对于光学成像镜头的要求也越来越高。

但目前应用于夜视仪领域中的光学成像镜头至少还存在有以下缺陷：

1、现有夜视仪镜头存在体积大、质量重的问题。

2、现有夜视仪镜头一般只支持到435-1000nm的光谱范围。

3、现有夜视仪镜头的通光孔径一般较小；

4、现有夜视仪镜头的视场角小，镜头捕捉画幅不足。

5、现有夜视仪镜头当温度扰动过大时，会影响成像质量。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种宽光谱夜视仪镜头，以解决上述问题的至少其一。

具体方案如下：

一种宽光谱夜视仪镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；其中，该第一透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；该第二透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；该第三透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；该第四透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；该第五透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；该第六透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；该第七透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；该第八透镜具正屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凸面；该第九透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；该宽光谱夜视仪镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，光阑位于第二透镜与第三透镜之间。

在一些实施例中，第一、二、七透镜为玻璃非球面透镜，第三、四、五、六透镜为玻璃球面透镜，第八、九透镜为塑料非球面透镜。

在一些实施例中，第一、二、七透镜采用玻璃高阶偶次非球面设计，第八、九透镜采用塑料高阶偶次非球面设计。

在一些实施例中，第一至第九透镜上都镀有400nm-1000nm的宽带通增透膜。

本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头与现有技术相比较具有以下优点：

1、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头采用玻、塑透镜混合设计，质量轻，系统总长TTL小于25.4mm，结构紧凑，实用性强。

2、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头采用435nm-1000nm的宽光谱设计，校正了各级色差，保证了红外成像质量和可见图像色彩还原性，可支持400-1000nm的光谱范围。

3、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头采用F/1.3大通光设计，在微光情况下也能保证有足够的成像亮度。

4、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头的最大成像面尺寸为φ15.8mm，fov达到82°，视野更宽广，畸变小。

5、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头进行了消热差设计，在-40℃至85℃范围内使用时，图像画面不失真。

6、本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头的所有镜片均加镀了400nm-1000nm的宽带通增透膜，增加成像光的透过率，减弱鬼像。

附图说明

图1示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头的光路图。

图2示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头的光学数据表格图。

图3示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的MTF曲线图。

图4示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的焦移曲线图。

图5示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的纵向像差图。

图6示出了实施例一中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的场曲及畸变图。

图7示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头的光路图。

图8示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头的光学数据表格图。

图9示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的MTF曲线图。

图10示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的焦移曲线图。

图11示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的纵向像差图。

图12示出了实施例二中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的场曲及畸变图。

图13示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头的光路图。

图14示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头的光学数据表格图。

图15示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的MTF曲线图。

图16示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的焦移曲线图。

图17示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的纵向像差图。

图18示出了实施例三中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的场曲及畸变图。

图19示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头的光路图。

图20示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头的光学数据表格图。

图21示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的MTF曲线图。

图22示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的焦移曲线图。

图23示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的纵向像差图。

图24示出了实施例四中的宽光谱夜视仪镜头在435nm～1000nm波长光线下的场曲及畸变图。

图25示出了实施例一至四中的宽光谱夜视仪镜头的非球面透镜的非球面系数表格图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

在本说明书中所说的“一透镜具有正屈光率(或负屈光率)”，是指该透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的“透镜的物侧面(或像侧面)”定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lensdatasheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。

一种宽光谱夜视仪镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；其中，

该第一透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第二透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第三透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第四透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第五透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第六透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第七透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第八透镜具正屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凸面；

该第九透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该宽光谱夜视仪镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，光阑位于第二透镜与第三透镜之间。

在一些实施例中，第一、二、七透镜为玻璃非球面透镜，第三、四、五、六透镜为玻璃球面透镜，第八、九透镜为塑料非球面透镜；其通过玻璃材质镜片与塑料材质非球面的合理搭配运用，使得镜头在435-1000nm光谱区域很好的矫正了轴上色差，提升了整体的图像质量，并且通过使用二片塑料非球面透镜，合理分配塑料非球面的光焦度，使镜头与镜框，支架(Holder)进行温漂补偿，达到整体消热差的效果，当外界环境温度变化时，可以保证本发明镜头在-40℃至85℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦。

在一些实施例中，第一、二、七透镜采用玻璃高阶偶次非球面设计，第八、九透镜采用塑料高阶偶次非球面设计，运用非球面能够很好的矫正高阶像差，提升图像还原性。

在一些实施例中，第一至第九透镜上都镀有400nm-1000nm的宽带通增透膜，以增加成像光的透过率，以减弱鬼像。

实施例一

如图1所示的，本具体实施例提供了一种宽光谱夜视仪镜头，其从物侧A1至像侧A2沿一光轴I依次包括第一透镜至第九透镜，该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；其中，

该第一透镜1具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第二透镜2具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第三透镜3具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第四透镜4具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第五透镜5具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第六透镜6具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第七透镜7具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第八透镜8具正屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凸面；

该第九透镜9具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该宽光谱夜视仪镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，光阑10位于第二透镜与第三透镜之间。

第一、二、七透镜为玻璃非球面透镜，第三、四、五、六透镜为玻璃球面透镜，第八、九透镜为塑料非球面透镜。

本具体实施例宽光谱夜视仪镜头的详细光学数据如图2所示，第一、二、七、八、九透镜物侧面、像侧面非球面的面型数据如图25中实施例一的部分所示。

435nm～1000nm波长光线的MTF曲线图请参阅图3，435nm～1000nm波长光线的焦移曲线图请参阅图4，435nm～1000nm波长光线的纵向像差图请参阅图5，435nm～1000nm波长光线的场曲及畸变图请参阅图6的A和B。

实施例二

本实施例提供了一种宽光谱夜视仪镜头，其与实施例一中的宽光谱夜视仪镜头大致相同，差异在于各透镜的光学数据有所差异。

本具体实施例宽光谱夜视仪镜头的光路图如图7所示，详细光学数据如图8所示，第一、二、七、八、九透镜物侧面、像侧面非球面的面型数据如图25中实施例二的部分所示。

435nm～1000nm波长光线的MTF曲线图请参阅图9，435nm～1000nm波长光线的焦移曲线图请参阅图10，435nm～1000nm波长光线的纵向像差图请参阅图11，435nm～1000nm波长光线的场曲及畸变图请参阅图12的A和B。

实施例三

本实施例提供了一种宽光谱夜视仪镜头，其与实施例一中的宽光谱夜视仪镜头大致相同，差异在于各透镜的光学数据有所差异。

本具体实施例宽光谱夜视仪镜头的光路图如图13所示，详细光学数据如图14所示，第一、二、七、八、九透镜物侧面、像侧面非球面的面型数据如图25中实施例二的部分所示。

435nm～1000nm波长光线的MTF曲线图请参阅图15，435nm～1000nm波长光线的焦移曲线图请参阅图16，435nm～1000nm波长光线的纵向像差图请参阅图17，435nm～1000nm波长光线的场曲及畸变图请参阅图18的A和B。

实施例四

本实施例提供了一种宽光谱夜视仪镜头，其与实施例一中的宽光谱夜视仪镜头大致相同，差异在于各透镜的光学数据有所差异。

本具体实施例宽光谱夜视仪镜头的光路图如图19所示，详细光学数据如图20所示，第一、二、七、八、九透镜物侧面、像侧面非球面的面型数据如图25中实施例二的部分所示。

435nm～1000nm波长光线的MTF曲线图请参阅图21，435nm～1000nm波长光线的焦移曲线图请参阅图22，435nm～1000nm波长光线的纵向像差图请参阅图23，435nm～1000nm波长光线的场曲及畸变图请参阅图24的A和B。

由上四个实施例可知，本实用新型提供的宽光谱夜视仪镜头具有以下优势：

1、宽光谱夜视仪镜头中九片透镜的组合焦距在9.4mm-9.5mm之间、系统总长TTL小于25.4mm，结构紧凑，符合当下夜视、监控器件微型化的趋势，实用性强。

2、宽光谱夜视仪镜头可支持最大成像面尺寸为φ15.8，FOV：82°，整体镜头视场大，畸变管控好。

3、宽光谱夜视仪镜头采用435nm-1000nm宽光谱设计，经过多波段复消色差设计，使得镜头在可见与红外光波段的具有同等优质的成像质量，弥补了传统夜视镜头离焦设计对红外成像质量的影，可支持400-1000nm波段。

4、宽光谱夜视仪镜头的通光孔径数值FNO＝1.3，大的通光孔径能够有更多的进光量，使得镜头在微光环境中使用时，也能有足够的成像亮度。

5、宽光谱夜视仪镜头的成像靶面尺寸为1英寸,满足宽画幅成像监控的要求，同时在使用时的空间频率50lp/mm大于0.35，满足画面清晰度的需求。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种宽光谱夜视仪镜头，其特征在于：其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，该第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；其中，

该第一透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第二透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该第三透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第四透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第五透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第六透镜具负屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；

该第七透镜具正屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凸面；

该第八透镜具正屈光率，其物侧面为凹面、像侧面为凸面；

该第九透镜具负屈光率，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

该宽光谱夜视仪镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，第三透镜的像侧面与第四透镜的物侧面相互胶合，第五透镜的像侧面与第六透镜的物侧面相互胶合，光阑位于第二透镜与第三透镜之间。

2.根据权利要求1所述的宽光谱夜视仪镜头，其特征在于：第一、二、七透镜为玻璃非球面透镜，第三、四、五、六透镜为玻璃球面透镜，第八、九透镜为塑料非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的宽光谱夜视仪镜头，其特征在于：第一、二、七透镜采用玻璃高阶偶次非球面设计，第八、九透镜采用塑料高阶偶次非球面设计。

4.根据权利要求1所述的宽光谱夜视仪镜头，其特征在于：第一至第九透镜上都镀有400nm-1000nm的宽带通增透膜。

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