一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型記載了一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，包括第一鏡片組、光闌和第二鏡片組，第一鏡片組包括具有負光焦度的第一鏡片和具有正光焦度的第二鏡片；第二鏡片組包括具有正光焦距的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具有負光焦度的第五鏡片以及具有正光焦度的第六鏡片；光闌位于第二鏡片和第三鏡片之間；即本實用新型通過兩個鏡片組以及光闌的組合，在不使用更大的鏡頭尺寸、不需要更多鏡片和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)在控制成本的前提下，具備廣角、高周邊光亮比、大相對孔徑、高清晰度、紅外共焦等優(yōu)點。
【專利說明】一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種成像光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前安防、車載、視頻會議用的大視場廣角鏡頭普遍存在廣角、高周邊光亮比、大相對孔徑、高清晰度、紅外共焦不可兼得的問題。
[0003]廣角是適應(yīng)安防、車載、視頻會議需要提出的鏡頭技術(shù)規(guī)格，但隨著鏡頭視場角變大，周邊光亮比會隨之減少，畫面周邊會存在較暗的缺陷。
[0004]大相對孔徑是適應(yīng)安防、車載、視頻會議的需求，對于鏡頭提出的要求；大相對孔徑可以提高像面照度。但市面上的類似鏡頭，隨著相對孔徑的增大、像質(zhì)隨之變差，不能滿足高清要求。
[0005]高清晰度是安防、視頻會議系統(tǒng)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢；隨著高清的逐漸推廣普及，未來視頻行業(yè)對于鏡頭的解像力要求會越來越高，達到300、500萬像素以上。
[0006]紅外共焦是目前中國市場車載、安防行業(yè)提出的新要求；也就是同一款鏡頭在不可調(diào)焦的前提下，實現(xiàn)可見、紅外同時成清晰像，當(dāng)考慮紅外光后，光學(xué)設(shè)計的難度也隨之提升。
[0007]目前市場上的鏡頭，無法同時滿足安防、車載、視頻會議對于一款鏡頭同時具備廣角、高周邊光亮比、大相對孔徑、高清晰度、紅外共焦的需求，除非采用更大的鏡頭尺寸、更多鏡片和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，造成成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述問題，本實用新型提供一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，能夠大相對孔徑前提下實現(xiàn)聞周邊光売比和聞解像力，能夠輸出300W像素以上聞清晰度像質(zhì)，同時實現(xiàn)紅外共焦。
[0009]上述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，包括第一鏡片組、光闌和第二鏡片組，其中，所述第一鏡片組包括具有負光焦度的第一鏡片和具有正光焦度的第二鏡片；所述第二鏡片組包括具有正光焦距的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具有負光焦度的第五鏡片以及具有正光焦度的第六鏡片；所述光闌位于第二鏡片和第三鏡片之間；
[0010]所述光學(xué)系統(tǒng)滿足以下條件:
[0011]所述第一鏡片滿足:Vd >40 ；
[0012]所述第二鏡片滿足:Nd>l.75，Vd〈30 ；
[0013]所述第四鏡片滿足:Vd>50 ；
[0014]所述第五鏡片滿足:Nd>l.8，Vd>50 ；
[0015]所述第六鏡片滿足:Nd>l.75，Vd〈30 ；
[0016]所述光闌的相對孔徑F/#〈2.2 ；
[0017]其中，Nd表示鏡片材料的d光折射率，Vd表示鏡片材料的d光阿貝常數(shù)。[0018]上述裝置中，所述光學(xué)系統(tǒng)的全視角度大于120°。
[0019]上述裝置中，所述第一鏡片的材質(zhì)為低色散玻璃。
[0020]上述裝置中，所述第二鏡片的材質(zhì)為高折射率玻璃。
[0021 ] 上述裝置中，所述第四鏡片的材質(zhì)為低色散玻璃。
[0022]上述裝置中，所述第五鏡片的材質(zhì)為高折射率玻璃。
[0023]上述裝置中，所述第四鏡片和第五鏡片組成膠合鏡。
[0024]本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于:本實用新型提供了一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，通過兩個鏡片組以及光闌的組合，在不使用更大的鏡頭尺寸、不需要更多鏡片和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，即在控制成本的前提下，實現(xiàn)了同時具備廣角、高周邊光亮比、大相對孔徑、高清晰度、紅外共焦等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的MTF示意圖；
[0028]圖3是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的軸向色差示意圖；
[0029]圖4是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的像面彎曲圖；
[0030]圖5是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的相對照度圖；
[0031]圖6是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0033]如圖1所示，本實用新型記載了一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，包括第一鏡片組、光闌和第二鏡片組，第一鏡片組包括具有負光焦度的第一鏡片I和具有正光焦度的第二鏡片2 ;上述的第二鏡片組包括具有正光焦距的第三鏡片3、具有正光焦度的第四鏡片4、具有負光焦度的第五鏡片5以及具有正光焦度的第六鏡片6 ;所述光闌7位于第二鏡片2和第三鏡片3之間；
[0034]進一步的，上述的第一鏡片I滿足:Vd >40 ;上述的第二鏡片2滿足:Nd>l.75，Vd〈30 ;上述的第四鏡片4滿足:Vd>50 ;上述的第五鏡片5滿足:Nd>l.8，Vd>50 ;上述的第六鏡片6滿足:Nd>l.75，Vd <30 ;并且光闌7的相對孔徑F/#<2.2 ；
[0035]其中，Nd的含義為鏡片材料的d光折射率，Vd的含義為鏡片材料的d光阿貝常數(shù)。
[0036]優(yōu)選的，上述第一鏡片I的材質(zhì)為低色散玻璃，以此在導(dǎo)入大視場角光線的同時，控制軸向色差；第二鏡片2的材質(zhì)為高折射率玻璃，第四鏡片4的材質(zhì)為低色散玻璃，第五鏡片5的材質(zhì)為高折射率玻璃；即通過高色散玻璃和低色散玻璃的配合可以優(yōu)化軸向色差，從而滿足紅外共焦的需要。
[0037]更進一步的，第四鏡片和第五鏡片以膠合的方式來形成膠合鏡，即通過高色散玻璃和低色散玻璃構(gòu)成雙膠合透鏡，可以有效改善軸向色差，從而實現(xiàn)可見光和紅外光的共焦，最終實現(xiàn)上述光學(xué)系統(tǒng)的全視角度大于120°。
[0038]同時，由于第六透鏡6具有正光焦度，從而控制周邊視場主光線射入傳感器的角度，使得上述的光學(xué)系統(tǒng)還具有較高的周邊照度，如果周邊視場主光線具有較小的出射角度，可以提供更高的周邊光亮比，使得像面照度更為均勻。本實用新型的周邊照度具體數(shù)值在60%以上。
[0039]并且，由于最后一個透鏡L6到傳感器的距離大于其自身焦距，再通過選擇恰當(dāng)?shù)某跏冀Y(jié)構(gòu)、通過光焦度的合理分配，從而實現(xiàn)出射光線具有較小的出射角度，實現(xiàn)較長的后焦；后焦和焦距的關(guān)系滿足1〈BFL/EFL〈4。(其中BFL為第六鏡片的第二表面到傳感器的距離，EFL為鏡頭的有效焦距)
[0040]圖2是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的MTF示意圖，圖中包括衍射極限21，0.3FIELD (15.68。)時的 T 線 22 和 R 線 23，0.7 FIELD (41.97。)時的 T 線 25 和 R 線 24，1.0FIELD (64.06° )時的T線28和R線26以及軸線27 ;從圖中可見像質(zhì)得到了很好的校正，可以輕松實現(xiàn)300萬像素以上的輸出性能。 [0041]圖3是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的軸向色差示意圖；如圖3所示，波長為546nm的參考波長和波長為850nm的近紅外光之間的軸向色差得到了很好的校正，可以不調(diào)焦而實現(xiàn)清晰像，即實現(xiàn)了紅外共焦。
[0042]圖4是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的像面彎曲示意圖；畸變是鏡頭的一個重要性能參數(shù)，畸變越大，拍攝一條直線時，這條直線就越彎曲，如果畸變存在一個甚至多個拐點，看到的直線會變成彎彎曲曲的線，這種畸變是很難被人所接受的。從圖4可以看出，可見像面彎曲得到了較好的校正，雖然有著廣角視場，但是全視場像質(zhì)較為均勻。
[0043]圖5是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的相對照度圖；如圖5所示，該光學(xué)系統(tǒng)在全視場能夠保持65%以上的相對照度，使得像面整體均勻，避免了市面上一些鏡頭周邊較暗的缺點。
[0044]圖6是本實用新型中紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)的光路圖；如圖6所示，來自不同角度的光(可以為120°及以上)在經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后皆可聚焦于像方，并形成穩(wěn)定的圖像。
[0045]以下提供一組數(shù)據(jù)，作為實施的一個案例。
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，包括第一鏡片組、光闌和第二鏡片組，其特征在于，所述第一鏡片組包括具有負光焦度的第一鏡片和具有正光焦度的第二鏡片；所述第二鏡片組包括具有正光焦距的第三鏡片、具有正光焦度的第四鏡片、具有負光焦度的第五鏡片以及具有正光焦度的第六鏡片；所述光闌位于第二鏡片和第三鏡片之間； 所述光學(xué)系統(tǒng)滿足以下條件: 所述第一鏡片滿足:Vd >40 ； 所述第二鏡片滿足:Nd>l.75，Vd〈30 ； 所述第四鏡片滿足:Vd>50; 所述第五鏡片滿足:Nd>l.8，Vd>50 ； 所述第六鏡片滿足:Nd>l.75，Vd〈30 ； 所述光闌的相對孔徑F/#〈2.2 ； 其中，Nd表示鏡片材料的d光折射率，Vd表示鏡片材料的d光阿貝常數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)的全視角度大于120°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鏡片的材質(zhì)為低色散玻璃。
4.如權(quán)利要求1所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二鏡片的材質(zhì)為高折射率玻璃。
5.如權(quán)利要求1所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四鏡片的材質(zhì)為低色散玻璃。
6.如權(quán)利要求1所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第五鏡片的材質(zhì)為高折射率玻璃。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種紅外共焦光學(xué)系統(tǒng),其特征在于，所述第四鏡片和第五鏡片組成膠合鏡。
【文檔編號】G02B13/14GK203773134SQ201420150425
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】盛亞茗 申請人:嘉興中潤光學(xué)科技有限公司