一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種日夜共焦光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭，尤其是一種應(yīng)用于智能家居 等需日夜監(jiān)控的安防系統(tǒng)中的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前的應(yīng)用于智能家居等需日夜監(jiān)控的安防系統(tǒng)中的紅外日夜共焦光學(xué)系統(tǒng)或 鏡頭，為降低成本，存在主光線入射角CRA較大、無法實現(xiàn)日夜完全共焦、以及無法保證高 性能成像質(zhì)量的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中主光線入射角CRA較大、無法實現(xiàn)日夜完全共焦、以及無法保 證高性能成像質(zhì)量的問題，本發(fā)明實施例一方面提供了一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)。
[0004] 一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、 第二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡，所述第一透鏡為雙凹負透鏡；所述第二透鏡為雙凸正 透鏡；所述第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度；光學(xué)系統(tǒng)滿足 如下條件：
[0005] 1)-1. 29<f/f!<-0. 59 ；
[0006] 2)0. 41<f/f2<0. 85 ；
[0007] 3)0. 12<f/f34<0. 33 ；
[0008] 其中，f為整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距，為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，f34 表示第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡后的組合焦距。
[0009] 另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種鏡頭。
[0010] -種鏡頭，鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明實施例，其滿足的光學(xué)條件，可保證整個光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的主光線入射角 CRA縮小到12°，實現(xiàn)了小CRA;同時，具備可見光與940nm波長紅外光完全共焦、以及2M像 素分辨率的優(yōu)良性能，無論是在白天還是黑夜，均能共焦并形成高像素影像，適用于智能家 居安防系統(tǒng)。
【附圖說明】：
[0012] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 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發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0013] 圖1為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在可見光條件下的離焦圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在940nm紅外條件下的離焦圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在可見光條件下1201p/mm的MTF圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在940nm紅外條件下1201p/mm的MTF圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在可見光條件下像高y= 2. 75_時的主光線入 射角度圖；
[0019] 圖7為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在可見光條件下像高y= 2. 75mm時的MTFVS Field圖。
【具體實施方式】：
[0020] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021] 如圖1所示，一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包 括：第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、以及第四透鏡4,所述第一透鏡1為雙凹負透鏡；所 述第二透鏡2為雙凸正透鏡；所述第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡，且具有 正光焦度；光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件：
[0022] 1)-1. 29<f/f!<-0. 59 ；
[0023] 2)0. 41<f/f2<0. 85 ；
[0024] 3)0. 12<f/f34<0. 33 ；
[0025] 其中，f為整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距，為第一透鏡1的焦距，f2為第二透鏡2的焦距， f34表示第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成膠合透鏡后的組合焦距。
[0026] 進一步地，所述第一透鏡1采用重冕玻璃材料制成，其焦距、材料折射率NdU以 及材料阿貝常數(shù)Vdl滿足如下條件：-5. 57臟〈匕〈-2. 55mm，I. 55〈Ndl〈l. 65,50〈Vdl〈65。
[0027] 再進一步地，所述第二透鏡2采用重鋇火石玻璃材料、或鑭火石玻璃材料制成，其 焦距f2、材料折射率Nd2、以及材料阿貝常數(shù)Vd2滿足如下條件：焦距f2、材料折射率Nd2、材 料阿貝常數(shù)Vd2 滿足：3. 87mm〈f2〈8. 02mm，I. 60〈Nd2〈l. 80,35〈Vd2〈55。
[0028] 更進一步地，所述第三透鏡3為雙凸正透鏡，采用鑭冕火石玻璃材料制成；所述 第四透鏡4的物面?zhèn)葹榘济?，像面?zhèn)葹橥姑?，且光焦度為負，采用重火石玻璃材料制成?所述第三透鏡3和第四透鏡4相互粘合形成的膠合透鏡，其組合焦距f34滿足如下條件： 9. 97mm〈f34〈27. 42mm。
[0029] 又進一步地，光學(xué)系統(tǒng)的光闌6位于第一透鏡1和第二透鏡2之間，并靠近第二透 鏡2的物面?zhèn)取?br>[0030] 再進一步地，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長TTL滿足：14mm〈TTL〈20mm。
[0031] 更進一步地，所述第四透鏡4至像面7之間還設(shè)有保護玻璃5。
[0032] 具體地，所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、以及第四透鏡4為玻璃透鏡，具 有良好的透光性。
[0033] 更具體地，在本實施例中，本光學(xué)系統(tǒng)的焦距f為3. 28mm，光闌指數(shù)FNo.為2. 2， 視場角= 108°，光學(xué)總長ttl= 16. 58mm。本光學(xué)系統(tǒng)的各項基本參數(shù)如下表所示：
[0034]
[0035] 上表中，沿光軸從物面到像面，SI、S2對應(yīng)為第一透鏡1的兩個表面；STO為光闌6 所在位置；S4、S5對應(yīng)為第二透鏡2的兩個表面；S6、S7對應(yīng)為第三透鏡3的兩個表面；S7、 S8對應(yīng)為第四透鏡4的兩個表面；S9、SlO對應(yīng)為保護玻璃5的兩個表面；Sll為像面7的 表面。
[0036] 從圖2至圖7中可以看出，本光學(xué)系統(tǒng)具有良好的光學(xué)性能，無論是在白天還是黑 夜，都能共焦并形成清晰的高分辨率影像。
[0037] -種鏡頭，鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)。
[0038] 本發(fā)明實施例，其滿足的光學(xué)條件，可保證整個光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的主光線入射角 CRA縮小到12°，實現(xiàn)了小CRA;同時，具備可見光與940nm波長紅外光完全共焦、以及2M像 素分辨率的優(yōu)良性能，無論是在白天還是黑夜，均能共焦并形成高像素影像，適用于智能家 居安防系統(tǒng)。
[0039] 如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種或多種實施方式，并不認定本發(fā)明的具體實 施只局限于這些說明。凡與本發(fā)明的方法、結(jié)構(gòu)等近似、雷同，或是對于本發(fā)明構(gòu)思前提下 做出若干技術(shù)推演或替換，都應(yīng)當視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、 第二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡，其特征在于，所述第一透鏡為雙凹負透鏡；所述第二透 鏡為雙凸正透鏡；所述第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度；光 學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件： 1) -1. 29<f/f!<-0. 59 ； 2) 0. 41<f/f2<0. 85 ； 3) 0. 12<f/f34<0. 33 ； 其中，f為整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距，A為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，f34表示 第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡后的組合焦距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡 的焦距A、材料折射率NdU以及材料阿貝常數(shù)Vdl滿足如下條件：-5. 57_1〈匕〈-2. 55mm， I. 55〈Ndl〈l. 65,50〈Vdl〈65。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二透鏡的 焦距f2、材料折射率Nd2、以及材料阿貝常數(shù)Vd2滿足如下條件：焦距f2、材料折射率Nd2、材 料阿貝常數(shù)Vd2 滿足：3. 87mm〈f2〈8. 02mm，I. 60〈Nd2〈l. 80,35〈Vd2〈55。4. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三透鏡為 雙凸正透鏡；所述第四透鏡的物面?zhèn)葹榘济?，像面?zhèn)葹橥姑?，且光焦度為負；所述第三透鏡 和第四透鏡相互粘合形成的膠合透鏡，其組合焦距f34滿足如下條件：9. 97mm〈f34〈27. 42mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的光闌 位于第一透鏡和第二透鏡之間，并靠近第二透鏡的物面?zhèn)取?. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué) 總長TTL滿足：14mm〈ITL〈20mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第四透鏡至 像面之間還設(shè)有保護玻璃。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第 一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡為玻璃透鏡。9. 一種鏡頭，其特征在于，鏡頭內(nèi)安裝有權(quán)利要求1-8任一項所述的紅外日夜共焦高 清光學(xué)系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種紅外日夜共焦高清光學(xué)系統(tǒng)，沿光軸從物面到像面依次至少包括：第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、以及第四透鏡，所述第一透鏡為雙凹負透鏡；所述第二透鏡為雙凸正透鏡；所述第三透鏡和第四透鏡相互粘合形成膠合透鏡，且具有正光焦度；光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件：1)-1.29<f/f1<-0.59；2)0.41<f/f2<0.85；3)0.12<f/f34<0.33。另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種鏡頭。本發(fā)明實施例，可保證整個光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的主光線入射角CRA縮小到12°；同時，具備可見光與940nm波長紅外光完全共焦、以及2M像素分辨率的優(yōu)良性能，無論是在白天還是黑夜，均能共焦并形成高像素影像。
【IPC分類】G02B13/00, G02B13/14
【公開號】CN105223676
【申請?zhí)枴緾N201510676349
【發(fā)明人】汪鴻飛, 劉佳俊, 陳波, 趙治平
【申請人】中山市弘景光電科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月17日