CN101387737B - 远红外线摄像透镜、透镜单元和成像装置 - Google Patents
远红外线摄像透镜、透镜单元和成像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101387737B CN101387737B CN2008100906059A CN200810090605A CN101387737B CN 101387737 B CN101387737 B CN 101387737B CN 2008100906059 A CN2008100906059 A CN 2008100906059A CN 200810090605 A CN200810090605 A CN 200810090605A CN 101387737 B CN101387737 B CN 101387737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- object side
- far
- zns
- infrared camera
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 39
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 56
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 41
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 57
- 241000700608 Sagitta Species 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 17
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 12
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- -1 pottery Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001515806 Stictis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种远红外线摄像透镜,其中组合使用由ZnS形成的3个透镜。第一透镜是弯月形透镜,具有在物体侧为凸面的中间部分。第二透镜具有为弯月形并在物体侧是凹面且具有正光焦度的中间部分、以及在物体侧是凸面的周缘部分。第一和第二透镜组合起来具有正的光焦度。第三透镜与第二透镜相邻设置,两者之间的距离为1mm或者更小,第三透镜具有在物体侧是凸弯月形的中间部分、以及在物体侧是凹面的周缘部分。在所述三个透镜的任意表面上形成衍射表面。
Description
技术领域
本发明涉及广角的远红外线摄像透镜和透镜单元以及使用上述摄像透镜和透镜单元的成像装置。
背景技术
远红外线是8μm到12μm的波长范围内的光,该范围包括人所发射的远红外线的波长范围。远红外线的波长范围比光通信的波长范围长得多。远红外线摄像机是可以感知人或者动物发射的红外线并在夜间使人或者动物成像的摄像机。为了使驾驶者能够在夜间更安全地驾驶机动车,需要快速并准确地识别出前方存在的人或者动物。
目前的机动车使用前照灯照明前方从而使得驾驶者通过反射光识别出前方存在的诸如道路、车辆、人和物体等的图像。这是使用可见反射光的前方识别。然而,在使用可见反射光的情况下,不能看到灯发出的光不能到达的远方或者侧面。这可以由远红外线摄像机实现。
人或者动物的体温大约为310K,在310K时黑体辐射的峰值波长为大约8μm到12μm。相应地,可以使用远红外线摄像机通过捕捉人或者动物所发射的远红外线来识别人的存在。此外,由于远红外线不是灯的反射光,因此可以看到灯的照射范围以外的远方。如果在机动车内设置结合有远红外线摄像机和图像处理***的装置,那么可以较早地识别出远方存在的人或者动物。于是,将提高夜间行车的安全性。
优选的是,在机动车内设置用于夜间观察的远红外线摄像机。虽然在一些机动车中采用了用于夜间观察的远红外线摄像机,但是用于夜间观察的远红外线摄像机没有得到广泛应用。为了使广泛应用成为可能,要解决各种难题。难题之一是远红外线摄像机非常昂贵。此外,另一个难题是其分辨率不够高。因此,存在光学***有缺陷的问题。此外,没有低成本并且合适的光接收元件。
由于远红外线具有较低能量,因此不可能采用普通光电二极管探测远红外线,普通光电二极管使用由具有较宽带隙的Si、GaAs、InP等形成的基体。由于远红外线具有较低能量,因此当使用具有较窄带隙的半导体制成PN结时,可以接收光线。然而,由于远红外能量大约为室温,因此,当光接收元件处于室温时,不能探测到远红外线。如果不能高度地冷却光接收元件,那么难以在车辆上使用光接收元件。
因此,例如,使用在8μm到12μm范围内具有灵敏度的热电堆探测器、SOI(绝缘体上硅)二极管或者辐射热测定器作为远红外线摄像机的成像器件。以上所述的不是具有PN结的光接收元件而是将热转换成电的元件和非冷却型成像器件。目前,使用像素数为160×120或者320×240的成像器件。
在本文中将围绕光学***进行讨论。用于聚集远红外线的透镜材料存在一个问题。锗(Ge)是允许良好地透过红外线的材料。由于锗是允许良好地透过红外线的材料并且具有高折射率(对于远红外线大约为4),因此锗是良好的红外材料。具有10μm波长的远红外线透过Ge的透射率为大约40%到45%。然而,在适当使用增透涂层的情况下,透射率为大约90%到98%。
然而,Ge是产出量较低的稀有矿物。Ge是有限的自然资源并且非常昂贵。此外,Ge非常坚硬。为了制造透镜,需要首先通过切削较大的Ge块来制成透镜的形状,然后通过研磨制作光滑表面。这是一项使用精密设备耗费较长时间的工作。由于Ge非常坚硬,加工工具也是特别的。在使用Ge透镜的情况下,价格会升高。推广昂贵的远红外线摄像机是困难的。
已知硫属化物玻璃也是红外透镜的材料。硫属化物玻璃是含有诸如氯、溴和碘等硫族元素和锗的玻璃。由于硫属化物玻璃几乎不吸收红外线,因此硫属化物玻璃可以用于红外线透镜。由于可以通过加热来熔化硫属化物玻璃,因此可以通过模具的形状使硫属化物玻璃成型。然而,由于硫属化物玻璃还包含作为主组分的锗,因此材料成本增加。
ZnSe是不含Ge的材料。可以利用CVD法使ZnSe多晶化,然后通过切削多晶ZnSe来获得透镜。与Ge相同,切削和研磨ZnSe的成本较高。
为了在机动车中广泛地安装远红外线摄像机,需要以较低成本制造远红外线摄像机。因此,需要开发能够有效地探测8μm到12μm范围的远红外线的传感器并以较低成本制造透镜光学***。如上所述,用于远红外线的最佳材料是锗。然而,锗是昂贵的材料。相应地,只要使用Ge,就不能制造出低成本的远红外线摄像机。虽然硫属化物玻璃也是下一个候选材料,但是因为硫属化物玻璃也包含大量的锗,因此也不能降低成本。ZnSe也是用于红外线的候选材料,但是因为其对远红外线的吸收率较大,因此不适于作为摄像透镜使用。
接下来,考虑作为候选材料的ZnS(硫化锌)。这是低成本的材料。ZnS的远红外线透射率低于锗而ZnS对远红外线的吸收率大于锗。10μm波长光的透射率是大约70%到75%。在适当使用增透涂层的情况下,透射率是大约85%到90%。ZnS的折射率低于锗的折射率。由于该原因,在作为透镜的性能方面ZnS劣于锗。此外,ZnS难以加工。目前,可以使用CVD法使ZnS多晶化,以将多晶ZnS切削成圆筒凸形或者圆筒凹形以及研磨多晶ZnS从而最终地使其表面平滑。然而,由于ZnS也是较硬的材料,因此切削和研磨ZnS的成本较高。由于这些原因,还不存在利用ZnS透镜实现的红外光学***。
然而,存在一些使用ZnS透镜作为远红外透镜的建议。WO2003/055826提出使用烧结法制造ZnS透镜的方法。在该情况下,使用透镜形状的模具通过热压法使ZnS粉末成型。
JP-A-11-295501提出在900℃到1000℃的温度范围内和150到800kg/cm2的压力下通过热压法使ZnS成型而将透镜制造成为多晶ZnS烧结压缩体的方法。
远红外线摄像机的一个有益应用是帮助机动车驾驶员观察行人的夜视***。这是使用远红外线摄像机的夜间行人探测***。由于人或者动物具有较高的体温,因此人或者动物发射8μm到12μm波长范围内的红外线。可以利用感知上述波长范围内的红外线的摄像机探测夜间在道路上是否存在人或者动物。由于不探测反射光,因此可以探测出现在灯光不能到达的远方或者斜向部分的人或者动物。在高速行驶的机动车中,希望能够探测到在通过前照灯的反射光不能充分观察到的视野角落处是否存在人或者动物。相应地,优选的是具有广角。此外,为了辨别人和物体,需要高分辨率。此外,在***用于车辆的情况下,由于在车辆中没有足够的空间因此该***应该较小。此外,该***应该是低成本的以便应用于车辆。可以通过组合使用多个透镜来形成广角摄像透镜。对于远红外线,可以组合使用具有低吸收率的多个Ge透镜。然而,由于使用了大量昂贵的材料,因此价格变得很高。为了降低成本,使用由除Ge以外的远红外材料形成的少量透镜。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种使用ZnS作为材料、具有宽视场、体积小且低成本的红外线摄像透镜。更具体地说,本发明的目的是提供具有50°-70°视角的广角的红外线摄像透镜。
为了制造低成本并且尺寸小的广角透镜,本发明使用3个ZnS透镜构造光学***。由于ZnS对远红外线的吸收率较大,因此如果使用彼此重叠的大量透镜,那么透过的光量将减小。在使用一个透镜和两个透镜的情况下,可以抑制像差。相应地,通过一个透镜和两个透镜不能获得广角透镜。因此,本发明限于3个透镜。
本发明的红外线透镜由ZnS形成并包括:第一透镜,其在中间部分附近在物体侧为凸面而在像面侧为凹面,并且在周缘部分中在物体侧为凹面而在像面侧为凸面;第二透镜,其在中间部分附近在物体侧为凹面在像面侧为凸面并具有正光焦度,并且在周缘部分中在物体侧为凸面;以及第三透镜,其在中间部分附近在物体侧为凸面而在像面侧为凹面,并且在周缘部分中在物体侧为凹面而在像面侧为凸面。一些透镜制成具有非球面,至少一个表面是衍射表面。第二和第三透镜设置成其中间部分彼此相距1mm或者更小。设置非球面和衍射表面以抑制各种像差。
可以通过组合这些透镜获得透镜单元。此外,还可以获得成像装置(红外线摄像机),成像装置设置有透镜单元和对形成于透镜上的图像成像的成像单元。
广角意味着向内折射具有宽入射角的光束。因此,第二透镜的有效直径大于第一透镜的有效直径。在第一透镜和第二透镜的光焦度足够大时,第三透镜的光焦度可以小到一定程度。在一些情况下,第三透镜的光焦度可以略为负值。在第一透镜和第二透镜的光焦度较小的情况下,第三透镜的光焦度应该较大。如果透镜的直径较大,那么可以使焦距较长并容易地增加分辨率。然而,对于车辆使用的红外线摄像机,其尺寸受到限制。这是因为安装空间受到限制并且需要成本较低的缘故。
透镜的直径和传感器的直径稍有不同,但是它们几乎相同。由于在传感器上成像,因此传感器的有效直径D成为问题。整个透镜的焦距设定为f。由于使用了非球面,因此不能在严格意义上定义焦距。可以仅对近轴光线定义焦距。假设可以在传感器中成像的光束的最大入射角为Θ。视角Y是最大入射角的两倍。于是,有效直径D和传感器的视角之间存在D=2ftanΘ的近似关系式。广角指的是Θ较大。假设视角Y设定为50°到70°,那么最大入射角Θ为大约25°到35°。这限制了总焦距f的范围。以关系式f=D/2tanΘ做参考。
根据传感器的像素数量确定分辨率。像素间距依赖于制造远红外线传感器的技术并且目前可以形成具有25μm平方的像素。虽然可以通过使传感器的直径D较大来增加分辨率,但是如上所述,整个摄像机的直径(透镜直径+筒厚度)不能过大。例如,假设传感器的直径D是9mm。假设最大入射角是25°,那么f为大约10mm。如果最大入射角Θ设定为35°,那么f为大约6mm。假设传感器的直径是D=10mm,那么在最大入射角Θ=25°的情况下f为大约11mm,而在最大入射角Θ=35°的情况下f为大约7mm。因此,假设传感器的尺寸为9到10mm,在入射角为25°到35°的情况下(视角为50°到70°),总焦距f为大约6mm到11mm。如果摄像机的尺寸设定为更大,那么f也随着尺寸增大。
由于目标为广角摄像机,因此第一透镜和第二透镜的组合焦距f12也应该足够小。这是因为需要通过第一透镜和第二透镜使具有较大入射角的光束向内弯曲。第一透镜是弯月形透镜,其在物体侧是凸面。表面S1在中间部分是凸面,但是需要在周缘部分的一部分上形成凹面以便获得广角。这是因为需要使入射在周缘部分上的具有宽入射角的光束发散。在第二透镜中,前表面S3的中间部分是凹面从而发散光束。然而,在前表面S3的周缘部分中,需要周缘部分的一部分为凸面以便使得发散的光束会聚。
f12是与总焦距f大致相等的值。然而,f12可以比f稍短或者可以比f长。第三透镜的焦距f3随着f12改变。在如上所述D为9到10mm的情况下,确定总焦距f的范围为6到11mm。为了获得向内折射的足够的光焦度,优选的是,将第三透镜设置成与第二透镜如此接近以至于几乎与第二透镜接触。在该情况下,即使第三透镜的光焦度1/f3相当小,也可以使光束会聚。当1/f12足够大时,1/f3可以略为负值。此外,f12/f的下限为大约0.9。这是第一透镜和第二透镜具有正光焦度并设置成彼此相邻的情况。在该情况下,1/f3也可以是负的。由于第三透镜用于使发散的光束在像面上会聚,因此第三透镜在物体侧是凸的弯月形透镜。在1/f12较小的情况下,1/f3应该是较大的正值。以这样的方式,总光焦度1/f增加。f12/f的上限为大约1.6。由此,存在0.9≤f12/f≤1.6的限制。由于广角时D较小,因此是f和f12是较小的值。f12是大约5mm到18mm。
为了获得广角,尤其需要增加光焦度1/f或者1/f12。因此,仅使用球面难以增加光焦度。此外,即使在相同透镜中对中部光和环境光的作用也不同,仅使用球面不能实现增加光焦度。因此,第一透镜、第二透镜和第三透镜中每个的至少一个表面是非球面。在广角的情况下,球差和像散较大。在仅使用球面的情况下,难以校正球差和像散,相应地,需要提供非球面。在使用ZnS的情况下,色差较大,相应地,应该进行校正。在本发明中,透镜的表面用作衍射表面。由于衍射表面,可以良好地校正色差。此外,衍射表面也可用于校正球差。
通过成型法形成由ZnS制成的第一到第三透镜。因此,与通过切削法制造这些透镜的情况相比可以降低制造成本。
此外,在本发明中,通过使用透镜形状的模具在高温高压条件下采用热压法使ZnS原材料粉末成型来制造ZnS透镜。相应地,对透镜的形状施加预定限制。为了在高温高压条件下保证足够的可成型性(机械强度、加工精度),透镜厚度优选地大到一定程度。另一方面,如果厚度过大(这不是优选的),则吸收也增加。由于在8到12μm的范围内ZnS的吸收率大于Ge的吸收率,因此透镜的厚度优选的是8mm或者更小。虽然由于透镜的表面是不规则的,因此透镜的厚度随着位置而改变,但是可以利用中心厚度和周缘部分的厚度(称为边缘厚度)表示厚度限制。由于中间部分具有中间值,因此可以表示厚度范围。
对于为具有25μm像素间距的成像器件设计的高分辨率透镜***而言,例如,考虑到可成型性和透光性,本发明的ZnS透镜满足下述条件。
1.5mm<中心厚度<8.0mm
1.0mm<边缘厚度<8.0mm
为了保证在高温高压条件下成型时的可成型性(机械强度、加工精度),透镜的曲率优选是较小的。透镜的曲率半径R的倒数是曲率。在使用球面透镜时,由于孔径较小并且焦距较短因此曲率较大。透镜表面在中心处和边缘处之间的高度差称为垂度。如果垂度较大,那么难以基于在高温高压条件下的成型法制造透镜。在本发明中,ZnS透镜的垂度设定为小于5mm(垂度<5mm)。
也就是说,在使用本发明的远红外线透镜的情况下,使第一到第三透镜满足下述条件。
第一透镜:弯月形透镜,其在中间部分在物体侧是凸面而在周缘部分在物体侧是凹面。
第二透镜:弯月形透镜,其在中间部分在物体侧是凹面而在周缘部分在物体侧是凸面。
第三透镜:弯月形透镜,其在中间部分在物体侧是凸面而在周缘部分在物体侧是凹面。
设置非球面和衍射表面以便抑制球差和像散。
6mm≤f≤11mm
5mm≤f12≤18mm
0.9≤f12/f≤1.6
1.5mm<中心厚度<8.0mm
1.0mm<边缘厚度<8.0mm
垂度<5mm
第一透镜和第二透镜的组合焦距也f12应该较短。如果组合焦距较短,那么第三透镜的光焦度1/f3可以较小。光焦度1/f3也可以略为负值。然而,由于第三透镜用于使得发散的光束在像面会聚,因此不允许第三透镜具有过大的负光焦度。由此,f12/f的下限设定为0.9。在f12较长的情况下,即,在第一透镜和第二透镜的光焦度不足够时,需要利用第三透镜使得光束会聚。在该情况下,第三透镜是具有较大光焦度的透镜。因此,f12/f的上限设定为1.6。由于总焦距f初始较短,因此f12也较短。在透镜或者传感器的直径D是9到10mm的情况下,f12为大约5mm到18mm。
对透过中间部分附近(近轴光线)的光束和透过周缘部分的光束而言,第一、第二和第三透镜具有不同的光焦度。因此,可以获得广角。透镜在周缘和中间部分的凹凸关系是变化的。使用球面透镜不能实现这一点,相应地,使用非球面。通过切削法制造非球面成本较高。然而,在本发明中,通过使用透镜形状的模具的成型法获得非球面。因此,即使在使用非球面的情况下,成本也不增加。
ZnS的波长色散大于Ge的波长色散。通常,在ZnS透镜中会出现色差,这将降低ZnS透镜的性能。相应地,在本发明中,衍射表面用于减小色差。此外,衍射表面还大大有助于校正球差。
本发明的远红外线摄像透镜具有50°到70°的广角作为视角。F值为大约0.8到1.2。由于使用低成本的ZnS而不是昂贵的Ge制造透镜,因此可以降低材料成本。然而,即使使用ZnS,通过切削法制造透镜也需要消耗大量时间和成本。在该情况下,不可能实现低成本的制造。在本发明中,通过使用透镜形状的模具对ZnS原材料粉末进行热压成型(进行成型)来制造ZnS透镜,从而实现低成本的制造。由于ZnS存在吸收,因此不能仅使用F值讨论透镜的亮度。为了减少吸收,需要减小透镜的总厚度。由于在本发明中使用都具有小直径和小厚度的3个透镜,因此吸收率也较小。
在本发明中,通过设计出合适的形状(最大直径、透镜厚度),该形状满足适用于在进行JP-A-11-295501中披露的成型法时的压力和温度条件,从而实现较低成本的光学***。
为了保证在高温高压条件下成型时的可成型性(机械强度、加工精度),透镜厚度优选地大到一定程度。然而,由于在使用ZnS的情况下吸收率较大,因此如果透镜厚度较大那么透镜的透射率降低。需要考虑可成型性和透射率之间的平衡来确定厚度。
例如,对于为具有25μm像素间距的成像器件设计的高分辨率透镜***而言,本发明设计成满足1.5mm<中心厚度<8.0mm、1.0mm<边缘厚度<8.0mm和垂度<5mm的条件。因此,满足可成型性和透射率。
使用本发明ZnS透镜的远红外线摄像机的一个应用是夜视***。这是安装在机动车中的夜间行人探测***。通过感知由人的体温产生的远红外线来探测道路上的行人。由于需要提高图像识别精度、容易将摄像机安装到车辆等,因此强烈需要用于车辆的远红外线摄像透镜具有高分辨率并且体积较小。
通常,例如,在前格栅或者保险杠周缘设置远红外线摄像机,从而处于暴露到风雨下或者在行驶时与飞来物碰撞的严酷环境下。相应地,耐环境措施,例如防止透镜损坏或者污染的措施是重要的。
存在冷却型和非冷却型红外线传感器。对于本发明的远红外线摄像机,使用在8到12μm范围内具有灵敏度的诸如辐射热测定器、热电堆探测器或者SOI二极管等非冷却型热成像器件作为传感器。
典型的是,使用像素数量为160×120或者320×240的成像器件作为非冷却型热成像器件。由于成像器件是热传感器,因此不可能使得像素尺寸过小。然而,例如,即使现在也可以制造具有25μm间距的像素。如果使用25μm×25μμm的像素,具有上述像素数量的传感器的有效面积为4mm×3mm或者8mm×6mm。因此,有可能使得像面较小。如果像面较小,那么可以使透镜直径较小。如果透镜直径较小,那么可以使整个摄像机较小。
在不增加透镜数量和透镜尺寸的情况下,可以通过在透镜表面上形成非球面或者衍射表面来制造光学性能(亮度、频率分辨率和温度分辨率)优秀的高分辨率透镜。这使得容易应用于图像识别处理。对于透镜,使用具有大约50°到70°的视角和大约0.8到1.2的F值的透镜。
由于利用透镜形状的模具对ZnS原材料粉末进行热压成型(进行成型)来制造远红外线透镜,因此可以降低材料成本和加工成本。因此,可以低成本地制造透镜。
暴露到雨水、气体、粉尘等的透镜的最外表面(第一透镜的物体侧表面)优选地涂覆有诸如DLC涂层等超硬薄膜。于是,表面强度增加,相应地,耐环境性也增强。
本发明非常适用于车内应用,例如用于车内远红外线摄像机的透镜。此外,本发明也适用于除了车内应用以外的其它应用。通过在暴露到外部环境的透镜的最外表面上执行DLC涂层处理,不会损坏透镜并且容易地移除粉尘。相应地,作为安装在不容易维持的位置上的监视摄像机的透镜,该透镜也是有效的。
由于透镜适用于探测发射远红外线的热发射体,例如人,因此透镜可以用作营救活动的有效装置。此外,透镜也适用于在诸如山脉或者海水等严酷环境下搜寻遇难者的摄像透镜。
此外,由于可以探测到不是可见光的远红外线,因此可以精确地探测到位于室内、处于充斥浓烟的火灾现场和具有较差视场的人所处的位置。此外,通过找到火灾现场的墙壁或者屋顶中的热点(热源)可以快速并准确地灭火。本发明也可以应用于热图像分析,例如用于余火处理。
对于用于提高夜间驾驶机动车的安全性的红外线摄像透镜,需要红外线摄像透镜成本较低并较小且具有广角。在本发明中,ZnS透镜用于降低成本。由于ZnS是坚硬的材料,因此执行切削处理成本较高。然而,可以通过将材料粉末放置到透镜形状的模具中并在高温高压条件下执行压缩成型,来以较低成本制造ZnS透镜。由于利用模具制造透镜,因此也可以容易地形成非球面或者衍射表面。然而,由于ZnS具有较大吸收率,因此整个透镜的厚度应该尽可能地小。可以通过重叠都具有较大直径的多个透镜来获得广角。然而,随着透镜的直径增大,其厚度也增大。如果透镜的总厚度增大,那么ZnS的吸收率增加,从而使透镜不能作为透镜***使用。
因此,不可以使ZnS透镜的直径过大。此外,优选的是,透镜的数量较少。因此,在本发明中,采用3透镜***。虽然存在各种广角,在本文中使用50°到70°的视角。假设透镜/传感器的有效直径为大约9mm到10mm,那么总焦距f为大约6mm到11mm。
在本发明中,组合使用3个ZnS透镜。3个ZnS透镜是:第一透镜,其具有为弯月形并在物体侧是凸面而在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面而在像面侧是凸面的周缘部分;第二透镜,其具有在物体侧是凹的正弯月形的中间部分、以及在物体侧是凸面的周缘部分;以及第三透镜,其具有在物体侧是凸弯月形的中间部分、以及为凹面的周缘部分。第一透镜可以具有正的和负的光焦度。第一和第二透镜的组合光焦度是正的。入射到透镜周缘上的高度倾斜的光束通过第二透镜向中间部分折射。第二透镜的有效直径大于第一透镜的有效直径。第三透镜在其中间部分中在物体侧是凸弯月形的透镜并设置成几乎与第二透镜接触。这是为了有效地利用第三透镜的光焦度。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的远红外线摄像透镜的剖视图,该远红外线摄像透镜构造成包括三个透镜:第一透镜G1,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分;第二透镜G2,其具有在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的中间部分、以及在物体侧是凸面并且具有正光焦度的周缘部分;以及第三透镜G3,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分。
图2是示出MTF曲线的曲线图,其中,横轴是根据第一实施例的远红外线摄像透镜的空间频率,纵轴是调制度,而入射角是参数。
图3是示出根据本发明第二实施例的远红外线摄像透镜的剖视图,该远红外线摄像透镜构造成包括三个透镜:第一透镜G4,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分;第二透镜G5,其具有在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的中间部分、以及在物体侧是凸面并且具有正光焦度的周缘部分;以及第三透镜G6,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分。
图4是示出MTF曲线的曲线图,其中,横轴是根据第二实施例的远红外线摄像透镜的空间频率,纵轴是调制度,而入射角是参数。
图5是示出根据本发明第三实施例的远红外线摄像透镜的剖视图,该远红外线摄像透镜构造成包括三个透镜:第一透镜G7,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分;第二透镜G8,其具有在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的中间部分、以及在物体侧是凸面并且具有正光焦度的周缘部分;以及第三透镜G9,其具有在物体侧是凸面并且在像面侧是凹面的中间部分、以及在物体侧是凹面并且在像面侧是凸面的周缘部分。
图6是示出MTF曲线的曲线图,其中,横轴是根据第三实施例的远红外线摄像透镜的空间频率,纵轴是调制度,而入射角是参数。
图7是示出根据本发明第四实施例的透镜单元的侧视图,其中,在镜筒中设置有根据第一实施例的远红外透镜和垫圈并且透镜压片固定到镜筒上。
图8是示出根据本发明第四实施例的透镜单元的透视图,其中,在镜筒中设置有根据第一实施例的远红外透镜和垫圈并且透镜压片固定在镜筒上。
图9是示出根据本发明第四实施例的透镜单元的纵剖图,其中,在镜筒中设置有根据第一实施例的远红外透镜和垫圈并且透镜压片固定在镜筒上。
图10是示出根据本发明第五实施例的透镜单元的纵剖图,其中,在镜筒中设置有根据第二实施例的远红外透镜和垫圈并且透镜压片固定在镜筒上。
图11是示出根据本发明第六实施例的透镜单元的纵剖图,其中,在镜筒中设置有根据第三实施例的远红外透镜和垫圈并且透镜压片固定在镜筒上。
图12是示出根据本发明第七实施例的成像装置的纵剖图,其中,成像器件与根据第四实施例的透镜单元结合。
图13是示出根据本发明第八实施例的成像装置的纵剖图,其中,成像器件与根据第五实施例的透镜单元结合。
图14是示出根据本发明第九实施例的成像装置的纵剖图,其中,成像器件与根据第六实施例的透镜单元结合。
具体实施方式
第一实施例(图1和图2)
ZnS,3透镜组(G1、G2、G3)
f12/f=1.23
f=8.48mm
f12=10.46mm
F值:0.94
最大直径:9mm
畸变:-5.13%
视角:64.2°
在第一实施例中,视角是64.2°而f12/f是1.23。f12是G1和G2的组合焦距,f是总焦距。虽然已经反复说明,但是由于透镜是非球面透镜,因此不能整体地定义焦距f。焦距f是对通过中心轴线附近的轨迹的光束所定义的值。f12亦是如此。焦距f除以有效直径D即可获得透镜的F值,即f/D。
图1示出根据第一实施例的透镜***的剖视图。该透镜***构造成包括三个透镜。从物体侧将该三个透镜设定为G1、G2和G3。三个透镜都由ZnS形成。将ZnS的粉末材料放入透镜形状的模具,然后在高温高压条件下成型。与第四片材对应的平坦部件是传感器的窗口W。传感器窗口W设置在传感器内并且由Ge形成。在最后透镜G3和窗口W之间设置遮光器(未示出)。传感器表面(像面;成像表面)J位于传感器窗口W后方。
作为物镜的第一透镜G1具有正光焦度并且是弯月形透镜,该透镜具有在物体侧是凸面而在像面侧是凹面的中间部分。由于第一透镜G1具有非球面,因此第一透镜G1不具有均匀曲率并且在其周缘部分中在物体侧具有凹面而在像面侧具有凸面。第二(中间)透镜G2在其中间部分中在物体侧具有凹面而在像面侧具有凸面。第二透镜G2形成为具有复杂的非球面,第二透镜G2的周缘部分具有凸面。第三透镜G3在其中间部分中在物体侧具有凸面而在像面侧具有凹面。第三透镜G3不具有均匀曲率。在第三透镜G3的周缘部分中,在物体侧存在凹部而在像面侧存在凸部。在表1中示出各透镜特征的概述。
表1
透镜 | 表面 | 表面类型 | 曲率半径(mm) | 表面距离 | 孔半径(mm) |
物体 | 无限 | ||||
G1透镜 | S1 | 非球面 | 11.1585 | 2.8000 | 4.5000 |
S2 | 非球面 | 9.9381 | 1.8382 | 5.6494 | |
G2透镜 | S3 | 非球面 | -21.4570 | 3.7000 | 6.7369 |
S4 | 非球面 | -19.2228 | 0.1000 | 6.5345 | |
G3透镜 | S5 | 非球面 | 7.4743 | 3.4000 | 5.2652 |
S6 | 非球面 | 8.8298 | 2.6264 | 4.9976 | |
窗口 | S7 | 无限 | 1.0000 | 4.9487 | |
S8 | 无限 | 1.6400 | 4.9411 | ||
传感器 | S9 | 无限 | 5.0000 |
当设置在无限远处的物体设定为0时,顺次为透镜的两个表面设定表面号。第一透镜G1的表面是表面S1和表面S2,第二透镜G2的表面是表面S3和表面S4,而第三透镜G3的表面是表面S5和表面S6。传感器窗口W的表面是平面,分别为表面S7和表面S8。像面J是表面S9。示出具有不同入射角的光束的三组轨迹。它们是这样的三种光束:穿过G1透镜最上部的光束、穿过G1透镜中部的光束和穿过G1透镜下部的光束。
以实线示出具有最向上的入射角的光束(A)。以点划线示出具有第二入射角的光束(B)。以双点划线示出具有第三大入射角的光束(C)。以虚线示出具有第四入射角的光束(D)。虽然具有相同入射角的大量平行光束穿过第一透镜G1,但是光束会聚在像面J上的一点。这样,光束可以表示为三种光束。
表面距离指的是透镜厚度和透镜之间的中心到中心距离。物体和第一透镜G1的距离是无限的。第一透镜G1的中心厚度是2.8000mm。第一透镜G1和第二透镜G2的相对表面之间的中心到中心距离是1.8382mm。第二透镜G2的中心厚度是3.7000mm。第二透镜G2和第三透镜G3的相对表面之间的中心到中心距离是0.1000mm。第三透镜G3的中心厚度是3.4000mm。第三透镜G3和窗口的相对表面之间的中心到中心距离是2.6264mm。传感器窗口W的厚度是1.0000mm,而传感器窗口和传感器表面之间的距离是1.6400mm。
本发明的目的是提供广角透镜。由于要对车辆补偿基于前照灯的反射光的可见光信号,因此优选的是甚至可以探测到前照灯发出的光不能到达的斜向道路的情况。相应地,非常优选的是,远红外线摄像机具有广角。下面,使用半径坐标r表示透镜表面的不规则性。
…(1)
Z(r)表示在具有半径坐标r的点处透镜表面的高度。假设向物体侧的突出的情况是“负”,而向像面侧的突出的情况是“正”。R是与球面透镜情况下的曲率半径对应的量。中心位于物体侧而弧位于像面侧的弯曲表面的曲率半径表示为“负”,中心位于像面侧而弧位于物体侧的弯曲表面的曲率半径表示为“正”。R的“正”和“负”限定为使得透镜的前后表面的凹凸形状彼此相反。K是偏心率。
A2、A4、A6…是二阶、四阶、六阶……非球面系数。该项也可以简单地写作∑A2ir2i。在使用球面透镜的情况下,非球面系数是0。当使用非球面透镜时,非球面系数的值不是0。采用非球面以便校正诸如像散、球差和像面弯曲等像差。本发明的目的是提供具有宽视角的透镜。由于非球面系数的选择几乎与视角大小不相关,因此不详细描述非球面系数的选择。
是确定衍射表面的函数。
Cj是j阶衍射系数。mod(p,q)是p除以q获得的余数。即,无论何时只要p增加q,则减去q。当弯曲表面由于半径r的增加而增大时,通过减去q制成具有高度为q的同心环结构的衍射光栅。在本文中,将高度函数C1r+C2r2+C3r3+C4r4…=∑Cjrj和波长λ相比较,并尽可能多地减去波长λ从而获得余数(0<余数<λ)。因此,确定同心衍射光栅的高度为半径r的函数。当高度∑Cjrj是正时将衍射高度∑Cjrj和+λ相比较,当高度∑Cjrj是负时将衍射高度∑Cjrj和-λ相比较。在使用ZnS的情况下,色差较大。折射率对波长的依赖性以及衍射对波长的依赖性是彼此相反的。衍射表面用来抑制色差。
(G1的物体侧表面:表面S1)
第一透镜G1的表面S1是在中部附近在物体侧为凸面而在像面侧为凹面的非球面。凹形和凸形是不均匀的,但是在周缘部分中在物体侧形成凹形而在像面侧形成凸形。形成这样的形状以便分散以广角入射到周缘部分的光束。表面S1的孔半径是4.5000mm。有效直径9mm。
曲率半径R=11.1585mm
偏心率K=-1.1697
如下为非球面系数。
A2=-7.8053×10-3mm-1
A4=-3.0937×10-4mm-3
A6=-1.3201×10-6mm-5
A8=-7.0032×10-7mm-7
C1=C2=C3=C4=…=0。
即,在表面S1上不存在衍射作用。第一透镜G1的透镜厚度是2.8000mm。
(G1的像面侧表面:表面S2)
第一透镜G1的表面S2是凹的非球面。孔半径是5.6494mm。有效直径11.2988mm。当从外侧倾斜入射的光束入射到表面S1的周缘部分上时,不应该漏出光束。相应地,表面S2的孔半径大于表面S1的孔半径。表面S2的曲率半径是R=9.9381mm。由于在中心位于右侧而透镜表面位于左侧的情况下曲率半径R定义为“正”,因此表面S2是凹面。偏心率是K=1.0541。如下是非球面系数。
A2=-2.7253×10-2mm-1
A4=-1.8926×10-4mm-3
A6=-2.5012×10-5mm-5
A8=+6.9284×10-8mm-7
比上述阶数更高阶的非球面系数为0。如下是衍射系数。
C1=-1.3156×10-3
C2=-4.3148×10-5mm-1
在中间部分,第一透镜G1在物体侧具有凸面而在像面侧具有凹面。在周缘部分,第一透镜G1在物体侧具有凹面而在像面侧具有凸面。在物体侧形成凸面的原因是为了满足广角要求。需要凸面以便使得光束在宽的入射角范围内良好地入射到透镜G1。由于第二透镜G2与第一透镜G1分离,因此如果使得光束在第一透镜G1上过多地会聚则难以发散光束。因此,第一透镜G1可以具有较低的光焦度。在本文中,采用略微的负光焦度。
(G2的物体侧表面:表面S3)
作为第二透镜的物体侧表面的表面S3是凹的非球面。孔半径是6.5345mm。有效直径是13.069mm。由于应该使表面S2还向外接收环境光,因此表面S3的孔半径大于表面S2的孔半径。曲率半径R=-21.4570mm。由于表面S3是负的并且是透镜的前表面,因此表面S3是凹面。表面S3具有使入射在第二透镜G2的中间部分的光束发散的功能。这仅适用于中间部分。由于从外部倾斜入射在周缘部分的光束不应该从第二透镜G2中漏出,因此周缘部分形成为具有凸形。由于该凸面,在向上倾斜地入射后的光束A、B和C沿着水平方向传播,然后发生折射。可以通过凸面使光束发散。偏心率是K=-9.5654×10。如下是非球面系数。
A2=+1.5839×10-3mm-1
A4=+5.4212×10-4mm-3
A6=-1.0868×10-6mm-5
A8=-8.1741×10-10mm-7
由于A4是正的,因此周缘部分的一部分具有凸形。由于A6和A8是负的,因此,较远周缘部分的曲率改变,并且相应地周缘部分的一部分具有凹形。比上述阶数更高阶的非球面系数为0。衍射系数是0。第二透镜的厚度是3.700mm。
(G2的像面侧表面:表面S4)
作为第二透镜G2的像面侧表面的表面S4是凸面。形成衍射表面。孔半径是6.5345mm。有效直径是13.069mm。曲率半径是R=-19.2228mm。表面S4是弯曲程度非常高的凸面。穿过周缘部分的光束较强地向内折射。由于入射角较大,因此除非光束较强地弯曲否则光束从透镜逸出并且不能到达像面J。第二透镜G2的厚度(3.7000mm)较大,从而使得入射在中间部分附近并倾斜传播的光束在穿过表面S4之后充分地发散。由于第一透镜G1和第二透镜G2彼此距离相当大,因此组合光焦度不大。这需要第三透镜G3具有较大光焦度。如上所述,总光焦度1/f与传感器的有效直径D和(最大)视角Y有关,其关系为1/f=tan(Y/2)/D。即使在焦距为f的情况下,焦距f仅针对近轴光线定义,相应地,焦距f不是严格意义上的焦距。上述关系不是严格的表达式。在任何情况下,如果确定了传感器的有效直径D和视角Y,则通常可以确定总光焦度1/f。如果1/f12较小,那么可以使用第三透镜G3的光焦度1/f3进行补偿。然而,由于在使第三透镜G3过于凸出的情况下像差会增加,因此1/f3的增加存在极限。根据该条件获得上限f12/f=1.6。在第一实施例中,f12/f=1.2,该值为中间值。这指的是第一透镜G1和第二透镜G2之间的距离是中间值,并且f12的值是中间值。偏心率是K=5.6553。如下是非球面系数。
A2=+1.8617×10-2mm-1
A4=-7.5704×10-4mm-3
A6=+1.6904×10-5mm-5
A8=-1.5461×10-8mm-7
如下是衍射系数。
C1=-4.5917×10-3
C2=-3.3224×10-5mm-1
第二透镜G2和第三透镜G3之间的距离很小,为0.1000mm。
(G3的物体侧表面:表面S5)
作为第三透镜G3的物体侧表面的表面S5是凸面。孔半径是5.2652mm。由于G2使得光束向内折射,因此表面S5的孔半径可以小于表面S4的孔半径。曲率半径是R=7.4743mm。
因此,重要的是,表面S5的曲率半径较小而光焦度较大。由于表面S4的凸面和表面S5的凸面允许光束较强地向内弯曲,因此具有较大入射角的光束也被拉向内侧从而在像面J上形成图像。这是具有广角的透镜***的条件。这是在第一透镜G1和第二透镜G2的组合光焦度较小时(在组合焦距f12较长的情况下)尤其需要的。使f12较长是存在极限的。
如果透镜***具有小直径和广角,那么第一和第二透镜需要具有较大光焦度。这意味着f12短到一定程度。像面(传感器表面)的直径设定为“D”。使入射角为θ并设置在无限远处的图像在像面上的高度ftanθ处成像。广角透镜的最大入射角设为Θ。假设这在传感器端部形成实像,那么获得2ftanΘ=D的条件。这确定了整体焦距f的上限。然而,这简化了条件。由于构成部件的透镜具有非球面,仅针对近轴光线定义组合焦距f。不能针对环境光定义焦距f。因此,通过延伸仅对近轴光线定义的焦距f的概念,使用近似计算表达式2ftanΘ=D来说明概要。
由于透镜的最大视角Y是最大入射角的两倍,因此最大视角Y是2Θ(Y=2Θ)。整体焦距f是f=D/2tanΘ=D/2tan(Y/2)。
如果,例如视角Y是50°,那么由于Θ=25°,因此f=1.07D。
如果,例如视角Y是60°,那么由于Θ=30°,因此f=0.87D。
如果,例如视角Y是70°,那么由于Θ=35°,因此f=0.71D。在本发明中,视角在50°到70°的范围内。因此,在该情况下,0.71D≤f≤1.07D。例如,假设传感器的孔半径是5mm,那么传感器的直径是D=10mm。在该情况下,7.1mm≤f≤10.7mm。由于如上所述仅对近轴光线定义f和f12,因此这是近似表达式。
透镜的有效中心在何处依赖于构成透镜***的每个透镜。由于实像不由透镜G1和G2形成而仅由透镜G3形成,因此透镜的有效中心在透镜***G1、G2和G3的附近。
在第一和第二透镜的组合光焦度较大的情况下(f12较短),光束被充分地向内会聚。相应地,需要减小表面S5的曲率半径。相反,在第一和第二透镜的组合光焦度较小的情况下(f12较长),光束不会被充分地会聚。相应地,需要增大表面S5的凸面的曲率半径。
为了使光束在表面S5上较强地向内折射,表面S4和表面S5之间的距离较短的情况比表面S4和表面S5之间的距离较长的情况更有效。随着表面S4和表面S5彼此距离更远,表面S4和表面S5的曲率都需要进一步增加。然后,由于像差不必要地增加,因此难以校正像差。为了避免这种问题,将表面S4和表面S5的距离设定为较短。虽然表面S4和表面S5的距离设定为0.1mm,但是表面S4和表面S5几乎彼此接触。表面S4和表面S5之间的距离可以是1mm或者更小。偏心率K=-4.0605。如下是非球面系数。
A2=+1.1321×10-2mm-1
A4=+4.4483×10-5mm-3
A6=-1.6099×10-7mm-5
A8=-9.2330×10-7mm-7
由于A6和A8是负的,因此周缘部分具有凹形。这用于使得环境光发散。每个衍射系数是0。第三透镜G3的厚度是3.4000mm。
(G3的像面侧表面:表面S6)
作为第三透镜G3的像面侧表面的表面S6是凹的非球面。孔半径是4.9976mm。曲率半径是R=8.8298mm。偏心率是K=+6.5860×10-1。如下是非球面系数。
A2=-1.4526×10-2mm-1
A4=+1.9179×10-3mm-3
A6=-1.3924×10-4mm-5
A8=+1.7558×10-6mm-7
每个衍射系数是0。表面S6在中间部分是凹面。表面S6用于使通过表面S5强烈地会聚到中部的光束发散。第三透镜G3的焦距f3整体为正,并且第三透镜G3具有正光焦度(1/f3)。然而,这是与中等程度对应的光焦度。在f12较长(G1和G2的光焦度较小)的情况下,第三透镜G3应该具有极大的正光焦度。然而,当f12较短时,第三透镜G3不需要大的光焦度(1/f3)。
通过发散具有宽入射角θ的环境光而使具有较小入射角θ的多数轴上光束会聚,第三透镜G3用于在传感器的端部成功地成像。这是在第三透镜G3的外周缘部分中表面S5是凹面而表面S6是凸面的原因。第三透镜G3在其外周缘附近具有负光焦度。因为第三透镜G3的光焦度既不大也不小,由于添加了第三透镜G3而使总焦距稍微减小。由于f12是10.46mm而f是8.48mm,因此由于第三透镜G3而使得焦距减小大约2mm。这是因为第三透镜G3在其中间部分具有正光焦度。
透镜G3的后表面S6和传感器窗口W的前表面S7之间的距离是2.6264mm。通过将上述距离、窗口厚度和窗口到传感器的距离相加获得的值大约为5.3mm。这被称为后焦距并且是短后焦距。由于窗口到传感器的距离较短(1.64mm),因此即使在短后焦距的情况下也可以在窗口和第三透镜G3之间设置遮光器。
(窗口的物体侧表面:表面S7)
传感器窗口W与传感器一体地形成,并且不是由ZnS而是由Ge形成。物体侧表面S7是平坦的。曲率半径是无限大并且非球面系数是0。传感器窗口W的厚度是1.000mm。孔半径是4.9487mm。有效直径是9.894mm。
(窗口的像面侧表面:表面S8)
窗口的像面侧表面S8也是平坦的。曲率半径是无限大并且非球面系数是0。窗口的后表面S8和传感器表面S9之间的距离是1.6400mm。孔半径是4.9411mm。有效直径是9.8822mm。
(传感器表面:表面S9)
表面S9是在所有方向上排列有像素的传感器表面。孔半径是5.0000mm。有效直径是10mm。在像素大小为50μm的平方时,在所有方向上可以布置200×200的像素组。在像素大小为25μm的平方时,在所有方向上可以布置400×400的像素组。
在图2中示出根据第一实施例的透镜的MTF曲线。横轴表示空间频率(单位:lp/mm)。纵轴表示调制度。入射角设定为0°(轴上)、19.84°、26.07°和32.10°。示出以各个角度入射的入射光的弧矢和子午。子午是入射角的倾斜在子午线方向上的值,弧矢是在与上述方向垂直的方向上的值。
a:衍射极限
b:轴上光线(0°)
c:19.84°子午
d:19.84°弧矢
e:26.07°子午
f:26.07°弧矢
g:32.10°子午
h:32.10°弧矢
根据经验,为了使得该透镜***在位于像面上的传感器上形成高分辨率图像,在尼奎斯特(Nyquist)频率处的MTF应该为0.2或者更多,尼奎斯特频率是传感器像素间距p的两倍(2p)的倒数(1/2p)。在像素间距是25μm时,尼奎斯特频率是20lp/mm。
根据该曲线图,在入射角为26.07°的“f”情况下,弧矢的MTF在空间频率是20lp/mm时减小到0.42,在空间频率是24lp/mm时减小到0.33,而在空间频率是28lp/mm时减小到0.26。
在入射角为0°(轴上)的“b”情况下,MTF在空间频率是20lp/mm时减小到0.49,在空间频率是24lp/mm时减小到0.38,而在空间频率是28lp/mm时减小到0.30。
然而,在任何情况下,可以满足当空间频率是20lp/mm时MTF为0.2或者更多的条件。容易整体上理解MTF曲线图,但是难以看出在具体空间频率处的值。
表2MTF
弧矢 | 子午 | |
0.00° | 0.494 | 0.494 |
19.84° | 0.526 | 0.533 |
26.07° | 0.422 | 0.553 |
32.10° | 0.534 | 0.522 |
表2列出当第一实施例中的透镜的入射角为0°、19.84°、26.07°和32.10°时,在20lp/mm的空间频率处MTF的弧矢和子午值。20lp/mm是像素频率设定为25μm时的尼奎斯特频率。在曲线图和表中所示的角度范围内,在尼奎斯特频率是20lp/mm时弧矢和子午的MTF都大于0.2。
可以实现当组合具有25μm像素间距和320×240像素尺寸的成像器件(8mm×6mm)时所需的高分辨率。在该情况下,由于像素间距是p=0.025mm,尼奎斯特频率是1/2p=20lp/mm。在入射角是26.07°的情况下,在尼奎斯特频率是20lp/mm时弧矢的MTF是0.422,子午的MTF是0.553。甚至在入射角是32.10°的情况下,弧矢的MTF是0.534,子午的MTF是0.522。由于入射角是法线和光束之间的夹角,因此视角是最大入射角的两倍。由于在入射角处于从0°到32.10°范围内的条件下在尼奎斯特频率为20lp/mm时的每个MTF为0.2或者更大,因此可以实现与具有25μm像素间距的成像器件组合的高分辨率摄像机。
此外,由于利用非球面可以将整个透镜***的透镜厚度抑制为较小,因此可以实现亮的透镜***。每个透镜的最大直径、曲率、中心厚度(1.5mm到8mm)、边缘厚度(周缘厚度;1到8mm)和垂度(小于5mm)满足上述条件。因此,可以基于成型法进行制造。
下面列举第一实施例中的垂度和边缘厚度的值。
垂度
G1透镜:(物体侧)0.4876mm,(像面侧)0.2289mm
G2透镜:(物体侧)0.5816mm,(像面侧)0.8210mm
G3透镜:(物体侧)1.2329mm,(像面侧)1.0266mm
边缘厚度
G1透镜:2.5413mm
G2透镜:2.2974mm
G3透镜:3.1937mm
第二实施例(图3和图4)
ZnS,3透镜组(G4、G5、G6)
f12/f=1.59
f=8.49mm
f12=13.5mm
F值:0.94
最大直径:9mm
畸变:-4.38%
视角:64.22°
在第二实施例中,视角是足够宽的角度64.22°。为了获得广角,f是较短的8.49mm。当根据之前的表达式D=2ftan(Y/2)计算D时,D=10.65mm,但是传感器直径是10mm,该值稍微不足。然而,从MTF可以看出,甚至在光束具有32.11°的入射角时,MTF也为0.2或者更大。相应地,64.22°的视角是足够的。
图3示出根据第二实施例的透镜***的剖视图。该透镜***也构造成包括由ZnS形成的3个透镜G4、G5和G6。与第四片材对应的平坦部件是传感器的窗口W。传感器窗口设置在传感器中并由Ge形成。在最后透镜G6和窗口W之间设置遮光器(未示出)。传感器表面(像面;成像表面)J位于窗口W的后方。
作为物镜的第一透镜G4的物体侧表面S1是非球面凸面。表面S1的周缘部分具有凹面以便使得入射在周缘的光束不强烈地向内弯曲。像面侧表面S2也是非球面,并且其中间部分是凹面而周缘部分是凸的周缘旋转表面(convex circumference surface)。由于具有大入射角的环境光穿过表面S1的凹面并且未被足够地弯曲,因此,表面S2具有凸的周缘旋转表面。第二(中间)透镜G5是厚透镜。由于即使倾斜的入射光入射在周缘部分时倾斜的入射光也应该被会聚,因此第二透镜G5的有效直径大于第一透镜G4的有效直径。对于第二透镜G5的物体侧表面S3,其中间部分是凹面而其周缘是凸圆环形。此外,由于表面S3是非球面,因此形成衍射表面。由于入射光束的周缘部分没有被第一透镜G4充分地弯曲,因此由于第二透镜G5的凸圆环形,入射光束的周缘部分向内折射。第二透镜的像面侧表面S4是凸面。表面S2和表面S4都具有衍射表面。第二透镜G5和第三透镜G6彼此非常靠近,其间几乎不存在空隙。第三透镜G6的物体侧表面S5是非球面。表面S5的中间部分是非常凸出的并且表面S5的周缘是凹的。第三透镜G6的像面侧表面S6是非常凹的表面。表面S6不具有均匀曲率,而是在其周缘部分中曲率减少。
如图3所示,第一透镜G4和第二透镜G5的光焦度(1/f12)较小,并且f12=13.5mm。这是较长的组合焦距。第三透镜G6具有较大的正光焦度。这补偿了f12的较小的光焦度。虽然f12=13.5mm很长,但是该较小光焦度被第三透镜G6的较大光焦度补偿,并且总体上f=8.49mm。由于f12/f=1.59,该值在本发明所需的0.9到1.6的范围内。极限值1.6是f12的上限(G4和G5的光焦度的下限)。由于F值是0.94,因此透镜是足够亮的透镜。
在图4中示出根据第二实施例的透镜的MTF曲线。横轴表示空间频率(单位:lp/mm)。纵轴表示调制度。入射角设定为0°(轴上)、19.81°、26.04°和32.11°。示出以每个角度入射的入射光的弧矢和子午。
a:衍射极限
b:轴上光(0°)
c:19.81°子午
d:19.81°弧矢
e:26.04°子午
f:26.04°弧矢
g:32.11°子午
h:32.11°弧矢
根据该曲线图,b的光束(具有0°入射角)的MTF随着空间频率增大而显著地减少。具有0°入射角的光束的MTF在空间频率是20lp/mm时减小到0.20,并且在空间频率是24lp/mm时减小到0.10。甚至在入射角是26.04°的“f”情况下弧矢的MTF的减小也是显著的。在对应26.04°的弧矢的情况下,MTF在20lp/mm处是0.22并在24lp/mm处是0.14。
然而,在任何情况下,可以满足在20lp/mm空间频率处MTF为0.2或更大的条件。为了组合构造成包括多个像素的传感器,在与像素尺寸对应的尼奎斯特频率处MTF应该为0.2或者更大。这满足在20lp/mm空间频率处对于小于32.11°的所有入射角MTF为0.2或更大的条件。因此,视角是64.22°或者更大。
表3MTF
弧矢 | 子午 | |
0.00° | 0.205 | 0.205 |
19.81° | 0.469 | 0.466 |
26.04° | 0.224 | 0.355 |
32.11° | 0.467 | 0.409 |
表3表示当第二实施例的透镜的入射角为0°、19.81°、26.04°和32.11°时在20lp/mm空间频率处的MTF的弧矢和子午的值。如上所述,在像素间距设定为25μm时,20lp/mm是尼奎斯特频率。如果使得像素间距更小,则在较高空间频率处的MTF产生问题。如上所述,轴上光束(具有0°入射角的光束)的MTF的减小是显著的。在入射角是0°时,弧矢的MTF是0.205,子午的MTF是0.205。当入射角是26.04°时弧矢的MTF是0.224。其它值大于这些值。即,在曲线图和表中所示的角度范围内,在20lp/mm处MTF大于0.2。由于视角是有效入射角的两倍,因此在该透镜***中的视角是64.22°。在Θ=32.11°处,仍然存在余度。相应地,实际视角大于上述视角。
下面列举第二实施例中的垂度、中心厚度和边缘厚度的值。
垂度
G1透镜:(物体侧)0.6600mm,(像面侧)0.1119mm
G2透镜:(物体侧)0.0055mm,(像面侧)0.3700mm
G3透镜:(物体侧)1.3000mm,(像面侧)0.7682mm
中心厚度
G1透镜:2.8mm
G2透镜:3.7mm
G3透镜:3.4mm
边缘厚度
G1透镜:2.2519mm
G2透镜:3.3245mm
G3透镜:2.8682mm
第三实施例(图5和图6)
ZnS,3透镜组(G7、G8、G9)
f12/f=0.91
f=7.68mm
f12=7mm
F值:1.06
最大直径:7.2mm
畸变:-5.8%
视角:68.90°
在第三实施例中,视角是足够宽的角度68.90°。为了获得广角,f12是较短的7mm。f是较短的7.68mm。由于f12/f=0.91,因此该值在本发明所需的0.9到1.6的范围内。由于F值是1.06,因此透镜是足够亮的。参照上述表达式D=2ftan(Y/2),得到2ftan34.45°=10.5mm。由于传感器的有效直径D是10mm,但是对环境光有效的f短于7.68mm,因此可以在像面的端部成功地形成与Θ=34.45°对应的光。
图5示出根据第三实施例的透镜***的剖视图。该透镜***也构造成包括3个透镜G7、G8和G9并由ZnS形成。与第四片材对应的平坦部件是传感器的窗口W。传感器窗口设置在传感器中并由Ge形成。在最后透镜G9和窗口W之间设置遮光器(未示出)。传感器表面(像面;成像表面)J位于窗口W的后方。
作为物镜的第一透镜G7是在物体侧具有正光焦度凸面的透镜。表面S1的中间部分具有凸面。第二表面S2的中间部分具有凹面。表面S1的周缘部分是凹的周缘表面,表面S2的周缘部分是凸的周缘表面。因为如果以广角入射到周缘部分的光束弯曲过多就会产生较大像差,这样是为了减小具有较大入射角的环境光的弯曲。第二(中间)透镜G8的物体侧表面S3在其中部具有凹形而在其周缘具有凸形。第二透镜G8的像面侧表面S4是凸面并形成非常凸出的弯曲。这是为了使得入射在周缘的光强烈地向内弯曲。为了实现较广的视角,第二透镜使得环境光较强地折射。此外,第二透镜G8的有效直径大于第一透镜G7的有效直径。
第三透镜G9的物体侧表面S5是凸面。像面侧表面S6是凹面。在物体侧形成凸弯月形透镜。表面S4和S5的凸面尤其重要。由于表面S4的凸面和表面S5的凸面,以大入射角入射的光束强烈地向中间折射。这与第一和第二实施例相同。
与第一和第二实施例的不同之处在于,第一透镜G7和第二透镜G8之间的距离较短而弯月形透镜G9的光焦度较小。这意味着以下情况。
由于均为凸透镜的透镜G7和G8彼此接近(大约0.7mm),因此组合光焦度增加。相应地,组合焦距f12变得较短。根据1/f12=1/f1+1/f2-u/f1 f2,获得f1和f2的组合焦距。“u”是透镜之间的距离。在第三实施例中,“u”较短。相应地,光焦度较大并且焦距f12较短。在第三实施例中,可以通过第一透镜G7和第二透镜G8获得所需的总光焦度的大部分。当组合光焦度1/f=1/7.68mm=0.130mm-1与使用透镜G7和G8的光焦度1/f12=1/7mm=0.143mm-1比较时,1/f12较大。第一透镜G7和第二透镜G8彼此相邻,其间距离为大约0.1mm。因此,第三透镜G9的光焦度1/f3是负的。第三透镜G9用作负弯月形透镜。在该情况下,f12/f=0.91。这是这样的实例:如果第一透镜G7和第二透镜G8的光焦度较高时第三透镜G9可以是负弯月形透镜。这是接近0.9≤f12/f≤1.6的下限的实施例。
在图6中示出根据第三实施例的透镜的MTF曲线。横轴表示空间频率(单位:lp/mm)。纵轴表示调制度。入射角设定为0°(轴上)、21.47°、28.06°和34.45°。
示出以每个角度入射的入射光的弧矢和子午。
a:衍射极限
b:轴上光(0°)
c:21.47°子午
d:21.47°弧矢
e:28.06°子午
f:28.06°弧矢
g:34.45°子午
h:34.45°弧矢
为了获得较高分辨率,在所有视角下在与像素尺寸对应的尼奎斯特频率处的MTF应该为0.2或者更多。尼奎斯特频率随着传感器的像素尺寸而改变。如上所述,在传感器具有25μm平方的像素时,尼奎斯特频率是20lp/mm。在上述角度范围内,在20lp/mm尼奎斯特频率处的MTF是0.2或者更大。
根据该曲线图,在入射角为28.06°的“f”情况下,弧矢的MTF在空间频率是28lp/mm时减小到0.07,在空间频率是24lp/mm时减小到0.13,而在空间频率是20lp/mm时减小到0.23。在入射角为21.47°的“b”情况下,子午的MTF在空间频率是24lp/mm时减小到0.29,而在空间频率是20lp/mm时减小到0.37。然而,在任何情况下,可以满足当空间频率是20lp/mm时MTF为0.2或者更大的条件
表4MTF
弧矢 | 子午 | |
0.00° | 0.477 | 0.477 |
21.47° | 0.37 | 0.509 |
28.06° | 0.227 | 0.462 |
34.45° | 0.515 | 0.438 |
表4列出当第二实施例中的透镜的入射角为0°、21.47°、28.06°和34.45°时,在20lp/mm的空间频率处MTF的弧矢和子午的值。如上所述,当像素间距设定为25μm时,尼奎斯特频率是20lp/mm。如果像素间距更小,那么更高空间频率的MTF成为问题。
28.06°的弧矢的MTF是表4中的最小值0.227。对于具有34.45°入射角的光束,子午的MTF是0.438而弧矢的MTF是0.515。即,在上表所列角度范围内的任意情况下,在20lp/mm处MTF大于0.2。由于有效视角是有效入射角的两倍,因此在该透镜***中有效视角是68.9°。对于34.45°的入射角,仍存在高达0.2的余度。相应地,实际视角大于上述视角。
下面列举第三实施例中的垂度、中心厚度和边缘厚度的值。
垂度
G1透镜:(物体侧)0.4411mm,(像面侧)0.1307mm
G2透镜:(物体侧)0.4388mm,(像面侧)0.7163mm
G3透镜:(物体侧)0.2742mm,(像面侧)0.4604mm
中心厚度
G1透镜:2.8mm
G2透镜:3.7mm
G3透镜:3.4mm
边缘厚度
G1透镜:2.4896mm
G2透镜:2.5449mm
G3透镜:3.5862mm
第四实施例:构造成包括3个透镜的透镜单元(图7、图8和图9)
通过使用根据第一实施例的远红外透镜组形成透镜单元。在图7中示出透镜单元的整个侧视图。在图8中示出透镜单元的透视图。在图9中示出透镜单元的纵剖图。
镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G3、第二垫片68、第二透镜G2、第一垫片67和第一透镜G1。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G3的后表面。从而确定第三透镜G3在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G3和第二透镜G2之间,从而确定第二透镜G2和第三透镜G3之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G2和第一透镜G1之间,从而确定第一透镜G1和第二透镜G2之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前侧内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G1的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过操作垫片67和68,将第一透镜G1和第二透镜G2之间的距离设定为1.8382mm,而第二透镜G2和第三透镜G3之间的距离设定为0.1000mm。通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
第五实施例:构造成包括3个透镜的透镜单元(图10)
通过使用根据第二实施例的远红外透镜组形成透镜单元。该透镜单元的侧视图和透视图几乎与图7和图8所示相同。在图10中示出该透镜单元的纵剖图。镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G6、第二垫片68、第二透镜G5、第一垫片67和第一透镜G4。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G6的后表面。从而确定第三透镜G6在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G6和第二透镜G5之间,从而确定第二透镜G5和第三透镜G6之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G5和第一透镜G4之间,从而确定第一透镜G4和第二透镜G5之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前侧内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G4的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
第六实施例:构造成包括3个透镜的透镜单元(图11)
通过使用根据第三实施例的远红外透镜组形成透镜单元。该透镜单元的侧视图和透视图几乎与图7和图8所示相同。在图11中示出该透镜单元的纵剖图。
镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G9、第二垫片68、第二透镜G8、第一垫片67和第一透镜G7。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G9的后表面。从而确定第三透镜G9在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G9和第二透镜G8之间,从而确定第二透镜G8和第三透镜G9之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G8和第一透镜G7之间,从而确定第一透镜G7和第二透镜G8之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前侧内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G7的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
第七实施例:成像装置,其中结合有包括3个透镜的透镜单元的成像器件(图12)
在第七实施例中,通过使成像器件与根据第四实施例的远红外透镜单元结合来形成成像装置。在图12中示出根据第七实施例的整个成像装置的纵剖图。
镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G3、第二垫片68、第二透镜G2、第一垫片67和第一透镜G1。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G3的后表面。从而确定第三透镜G3在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G3和第二透镜G2之间,从而确定第二透镜G2和第三透镜G3之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G2和第一透镜G1之间,从而确定第一透镜G1和第二透镜G2之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前侧内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G1的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过操作垫片67和68,将第一透镜G1和第二透镜G2之间的距离设定为1.8382mm,而第二透镜G2和第三透镜G3之间的距离设定为0.1000mm。通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
具有有底圆筒形的成像器件保持架80在其后方具有底板82,并在前开口83的内侧表面上具有内螺纹部分85。在底板82上向内形成同心的具有开口的圆筒形窗口保持架84。窗口W固定到窗口保持架84的开口中。成像器件芯片86固定到底板82的中间部分。成像器件芯片86的前表面是像面J。内螺纹部分85旋入位于镜筒60外周中部的外螺纹带62上。以这样的方式,获得其中一体地形成成像器件和透镜单元的成像装置。
第八实施例:成像装置,其中结合有包括3个透镜的透镜单元的成像器件(图13)
在第八实施例中,通过使成像器件与根据第五实施例的远红外透镜单元结合来形成成像装置。在图13中示出根据第八实施例的整个成像装置的纵剖图。
镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G6、第二垫片68、第二透镜G5、第一垫片67和第一透镜G4。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G6的后表面。从而确定第三透镜G6在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G6和第二透镜G5之间,从而确定第二透镜G5和第三透镜G6之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G5和第一透镜G4之间,从而确定第一透镜G4和第二透镜G5之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G4的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
具有有底圆筒形的成像器件保持架80在其后方具有底板82,并在前开口83的内侧表面上具有内螺纹部分85。在底板82上向内形成同心的具有开口的圆筒形窗口保持架84。窗口W固定到窗口保持架84的开口中。成像器件芯片86固定到底板82的中间部分。成像器件芯片86的前表面是像面J。内螺纹部分85旋入位于镜筒60外周中部的外螺纹带62上。以这样的方式,获得其中一体地形成成像器件和透镜单元的成像装置。
第九实施例:成像装置,其中结合有包括3个透镜的透镜单元的成像器件(图14)
在第九实施例中,通过使成像器件与根据第六实施例的远红外透镜单元结合来形成成像装置。在图14中示出根据第九实施例的整个成像装置的纵剖图。
镜筒60由金属形成并具有圆筒形,其具有位于其外周表面的中间位置的外螺纹带62和位于内周表面前部的内螺纹部分63。镜筒60的内周表面是位于其中部和后部的光滑管形内表面66。在内周表面的最后侧设置向内突出的锁挡突出部74。位于外周中部的外螺纹带62的前侧是具有大直径的光滑表面部分。在外螺纹带62的后方设置直径小于外螺纹带62直径的光滑部分73。
透镜压片64由金属形成并具有环形,在其外周上具有外螺纹部分65。外螺纹部分65可以旋入镜筒60的内螺纹部分63。在透镜压片64的前部设置沿着直径方向布置的凹槽72。通过将卡具***凹槽72并围绕中心轴线旋转透镜压片64,将透镜压片64安装到镜筒60上或者从镜筒60上拆卸。例如,可以由铝形成镜筒60和透镜压片64。
沿着镜筒60的管形内表面66顺次地从前方***第三透镜G9、第二垫片68、第二透镜G8、第一垫片67和第一透镜G7。通过位于最末端的锁挡突出部74挤压第三透镜G9的后表面。从而确定第三透镜G9在其轴线方向上的位置。第二垫片68具有大致圆筒形的形状并且***到第三透镜G9和第二透镜G8之间,从而确定第二透镜G8和第三透镜G9之间的相对位置。第一垫片67位于第二透镜G8和第一透镜G7之间,从而确定第一透镜G7和第二透镜G8之间的相对位置。透镜压片64的外螺纹部分65旋到镜筒60的前内螺纹部分63上从而挤压第一透镜G7的前部。通过将卡具***凹槽72中并使卡具向右旋转来将透镜压片64旋入并固定到镜筒60上。通过向左旋转卡具而从镜筒60上移除透镜压片64。
通过使用铝、陶瓷、塑料等形成环形的垫片67和68。
具有有底圆筒形的成像器件保持架80在其后方具有底板82,并在前开口83的内侧表面上具有内螺纹部分85。在底板82上向内形成同心的具有开口的圆筒形窗口保持架84。窗口W固定到窗口保持架84的开口中。成像器件芯片86固定到底板82的中间部分。成像器件芯片86的前表面是像面J。内螺纹部分85旋入位于镜筒60外周中部的外螺纹带62上。以这样的方式,获得其中一体地形成成像器件和透镜单元的成像装置。
就各方面来讲,上述实施例仅是示例性的而不应该认为这些实施例是限制性的。本发明不限于上述实施例,而是可以在不脱离所附权利要求书及其等同物限定的本发明主题或精神的情况下进行各种更改。
Claims (8)
1.一种远红外线摄像透镜,其由从物体侧起被依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜构成,其中,
所述第一透镜由ZnS形成并具有正光焦度且是弯月形透镜,并具有:中间部分,其是弯月形的并在物体侧是凸面而在像面侧是凹面;以及周缘部分,其在物体侧是凹面而在像面侧是凸面;
所述第二透镜由ZnS形成并具有:中间部分,其是弯月形的并在物体侧是凹面且具有正光焦度;以及周缘部分,其在物体侧是凹面而在像面侧是凸面;
所述第三透镜由ZnS形成并与所述第二透镜相邻设置,所述第三透镜具有:中间部分,其在物体侧具有凸弯月形;以及周缘部分,其在物体侧是凹面;
在所述摄像透镜的六个表面上的任意一个表面上或者多个表面上形成衍射表面;以及
视角为50°到70°。
2.根据权利要求1所述的远红外线摄像透镜,其中,
所述第三透镜与所述第二透镜相邻设置,两者之间的距离为1mm或者更小。
3.根据权利要求1所述的远红外线摄像透镜,其中,
总焦距f是6mm到11mm,以及
所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距f12是5mm到18mm。
4.根据权利要求1所述的远红外线摄像透镜,其中,
当所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的总焦距是f而所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距是f12时,0.9≤f12/f≤1.6。
5.根据权利要求1所述的远红外线摄像透镜,其中,
利用透镜形状的模具采用热压法通过使ZnS原材料粉末成型来制造由ZnS形成的所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜。
6.根据权利要求1所述的远红外线摄像透镜,其中,
在所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜中,都满足:
垂度<5mm,
1.5mm<中心厚度<8mm,以及
1mm<边缘厚度<8mm。
7.一种使用根据权利要求1所述的透镜的透镜单元。
8.一种成像装置,包括:
根据权利要求7所述的透镜单元;以及
成像单元,其使形成于所述透镜单元上的图像成像。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007233509A JP2009063942A (ja) | 2007-09-10 | 2007-09-10 | 遠赤外線カメラ用レンズ、レンズユニット及び撮像装置 |
JP2007-233509 | 2007-09-10 | ||
JP2007233509 | 2007-09-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101387737A CN101387737A (zh) | 2009-03-18 |
CN101387737B true CN101387737B (zh) | 2011-08-31 |
Family
ID=40028981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2008100906059A Expired - Fee Related CN101387737B (zh) | 2007-09-10 | 2008-03-31 | 远红外线摄像透镜、透镜单元和成像装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7835072B2 (zh) |
EP (1) | EP2034344B1 (zh) |
JP (1) | JP2009063942A (zh) |
KR (1) | KR20090026713A (zh) |
CN (1) | CN101387737B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9804368B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-10-31 | Omnivision Technologies, Inc. | Near-infrared hybrid lens systems with wide field of view |
Families Citing this family (81)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1980888A4 (en) * | 2006-01-30 | 2010-03-17 | Sumitomo Electric Industries | INFRARED OBJECTIVE, INFRARED SHOOTING APPARATUS AND NIGHT VISION |
EP2067112B1 (en) | 2006-09-28 | 2017-10-18 | Exxonmobil Upstream Research Company | Iterative inversion of data from simultaneous geophysical sources |
US8547783B2 (en) * | 2007-12-12 | 2013-10-01 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method and apparatus for evaluating submarine formations |
US8812282B2 (en) | 2008-03-21 | 2014-08-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Efficient method for inversion of geophysical data |
CN101587219A (zh) * | 2008-05-21 | 2009-11-25 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镜头模组 |
US7948550B2 (en) * | 2008-06-27 | 2011-05-24 | Ricoh Co., Ltd. | Electro-optic imaging system with aberrated triplet lens compensated by digital image processing |
US20100013984A1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Honeywell International Inc. | Noncondensing security camera housing window assembly |
CA2726462C (en) * | 2008-08-11 | 2016-12-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Estimation of soil properties using waveforms of seismic surface waves |
EP2187622A1 (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-19 | Axis AB | Camera assembly |
TWI453488B (zh) * | 2009-05-15 | 2014-09-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 鏡頭模組 |
JP4886016B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2012-02-29 | シャープ株式会社 | 撮像レンズ、撮像モジュール、撮像レンズの製造方法、および、撮像モジュールの製造方法 |
US8537638B2 (en) | 2010-02-10 | 2013-09-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for subsurface parameter estimation in full wavefield inversion and reverse-time migration |
US8223587B2 (en) * | 2010-03-29 | 2012-07-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Full wavefield inversion using time varying filters |
US8694299B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-04-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Artifact reduction in iterative inversion of geophysical data |
US8756042B2 (en) | 2010-05-19 | 2014-06-17 | Exxonmobile Upstream Research Company | Method and system for checkpointing during simulations |
JP5138734B2 (ja) * | 2010-06-15 | 2013-02-06 | シャープ株式会社 | 撮像レンズ、および撮像モジュール |
US8767508B2 (en) | 2010-08-18 | 2014-07-01 | Exxonmobil Upstream Research Company | Using seismic P and S arrivals to determine shallow velocity structure |
KR101908278B1 (ko) | 2010-09-27 | 2018-10-17 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 풀 파동장 반전을 위한 실제적인 해결책으로서의 동시 소스 인코딩 및 소스 분리 |
US8437998B2 (en) | 2010-09-27 | 2013-05-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Hybrid method for full waveform inversion using simultaneous and sequential source method |
AU2011337143B2 (en) | 2010-12-01 | 2016-09-29 | Exxonmobil Upstream Research Company | Simultaneous source inversion for marine streamer data with cross-correlation objective function |
JP5617642B2 (ja) | 2011-01-06 | 2014-11-05 | ソニー株式会社 | 赤外線光学系、赤外線撮像装置 |
JP5704699B2 (ja) * | 2011-02-22 | 2015-04-22 | 株式会社タムロン | 赤外線用カメラの後側焦点調整システム及び赤外線用カメラの後側焦点調整方法 |
JP5700803B2 (ja) | 2011-02-22 | 2015-04-15 | 株式会社タムロン | 赤外線カメラの光学配置 |
JP2012173560A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Tamron Co Ltd | 赤外線レンズ |
KR101783981B1 (ko) * | 2011-03-09 | 2017-10-10 | 한화테크윈 주식회사 | 적외선 광학 렌즈계 |
KR101198945B1 (ko) | 2011-03-15 | 2012-11-07 | 주식회사 엘에스엘시스템즈 | 실시간 온도 측정이 가능한 적외선 열화상 카메라 및 적외선 열화상 촬영 방법 |
AU2012233133B2 (en) | 2011-03-30 | 2014-11-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Convergence rate of full wavefield inversion using spectral shaping |
CA2825469C (en) | 2011-03-31 | 2017-06-13 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method of wavelet estimation and multiple prediction in full wavefield inversion |
CN102288296A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-12-21 | 四川电力职业技术学院 | 电力设备发热诊断用广角红外透镜 |
EP2751710B1 (en) | 2011-09-02 | 2017-08-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Using projection onto convex sets to constrain full-wavefield inversion |
JP5803532B2 (ja) | 2011-10-04 | 2015-11-04 | ソニー株式会社 | 赤外線光学系、赤外線撮像装置 |
US9176930B2 (en) | 2011-11-29 | 2015-11-03 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for approximating hessian times vector operation in full wavefield inversion |
US20130208353A1 (en) | 2012-01-23 | 2013-08-15 | Jeremy Huddleston | Lwir imaging lens, image capturing system having the same, and associated methods |
US20150109456A1 (en) | 2012-01-23 | 2015-04-23 | Flir Systems, Inc. | Tir imaging lens, image capturing system having the same, and associated methods |
US9348120B2 (en) * | 2012-01-23 | 2016-05-24 | Flir Systems Trading Belgium Bvba | LWIR imaging lens, image capturing system having the same, and associated method |
AU2013230789B2 (en) | 2012-03-08 | 2016-02-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Orthogonal source and receiver encoding |
US9459430B2 (en) * | 2012-03-20 | 2016-10-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Wide-angle depth imaging lens construction |
WO2014038541A1 (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | ナルックス株式会社 | 赤外線用撮像光学系 |
WO2014084945A1 (en) | 2012-11-28 | 2014-06-05 | Exxonmobil Upstream Resarch Company | Reflection seismic data q tomography |
CN103018884B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-05-27 | 宁波舜宇红外技术有限公司 | 一种长波红外光学*** |
CN103941378B (zh) * | 2013-01-08 | 2016-05-11 | 浙江科技学院 | 基于可模压衍射非球面透镜的远红外镜头 |
CN105308479B (zh) | 2013-05-24 | 2017-09-26 | 埃克森美孚上游研究公司 | 通过与偏移距相关的弹性fwi的多参数反演 |
US10459117B2 (en) | 2013-06-03 | 2019-10-29 | Exxonmobil Upstream Research Company | Extended subspace method for cross-talk mitigation in multi-parameter inversion |
US9702998B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-07-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Full-wavefield inversion of primaries and multiples in marine environment |
EP3351972A1 (en) | 2013-08-23 | 2018-07-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Iterative inversion of field-encoded seismic data based on constructing pseudo super-source records |
US10036818B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-07-31 | Exxonmobil Upstream Research Company | Accelerating full wavefield inversion with nonstationary point-spread functions |
CN103593647A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-19 | 王晓鹏 | 一种生物特征成像的方法与设备 |
US9910189B2 (en) | 2014-04-09 | 2018-03-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for fast line search in frequency domain FWI |
CA2947847C (en) | 2014-05-09 | 2018-08-14 | Exxonmobil Upstream Research Company | Efficient line search methods for multi-parameter full wavefield inversion |
US10185046B2 (en) | 2014-06-09 | 2019-01-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for temporal dispersion correction for seismic simulation, RTM and FWI |
CA2947410A1 (en) | 2014-06-17 | 2015-12-30 | Exxonmobil Upstream Research Company | Fast viscoacoustic and viscoelastic full-wavefield inversion |
US10838092B2 (en) | 2014-07-24 | 2020-11-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Estimating multiple subsurface parameters by cascaded inversion of wavefield components |
US10422899B2 (en) | 2014-07-30 | 2019-09-24 | Exxonmobil Upstream Research Company | Harmonic encoding for FWI |
CN106662729B (zh) * | 2014-08-07 | 2019-09-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 远红外成像透镜组、物镜及火灾火源探测仪 |
US10215971B2 (en) * | 2014-08-07 | 2019-02-26 | Han's Laser Technology Industry Group Co., Ltd. | Far infrared imaging lens set, objective lens and detector |
US10386511B2 (en) | 2014-10-03 | 2019-08-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Seismic survey design using full wavefield inversion |
WO2016064462A1 (en) | 2014-10-20 | 2016-04-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Velocity tomography using property scans |
GB2531726A (en) * | 2014-10-27 | 2016-05-04 | Qioptiq Ltd | Compact multispectral wide angle refractive optical system |
CN107111005A (zh) * | 2014-10-30 | 2017-08-29 | 住友电气工业株式会社 | 透镜和光学部件 |
JP6438290B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2018-12-12 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその制御方法 |
EP3234659A1 (en) | 2014-12-18 | 2017-10-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Scalable scheduling of parallel iterative seismic jobs |
KR20160075085A (ko) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 조립체 및 이를 포함하는 카메라 모듈 |
US10520618B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-12-31 | ExxohnMobil Upstream Research Company | Poynting vector minimal reflection boundary conditions |
SG11201704620WA (en) | 2015-02-13 | 2017-09-28 | Exxonmobil Upstream Res Co | Efficient and stable absorbing boundary condition in finite-difference calculations |
US10670750B2 (en) | 2015-02-17 | 2020-06-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Multistage full wavefield inversion process that generates a multiple free data set |
WO2016195774A1 (en) | 2015-06-04 | 2016-12-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for generating multiple free seismic images |
US10838093B2 (en) | 2015-07-02 | 2020-11-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Krylov-space-based quasi-newton preconditioner for full-wavefield inversion |
RU2693495C1 (ru) | 2015-10-02 | 2019-07-03 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Полная инверсия волнового поля с компенсацией показателя качества |
KR102021276B1 (ko) | 2015-10-15 | 2019-09-16 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 진폭 보존을 갖는 fwi 모델 도메인 각도 스택들 |
WO2017090495A1 (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | コニカミノルタ株式会社 | 赤外線用光学系,撮像光学装置及びデジタル機器 |
US10768324B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-09-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method to predict pore pressure and seal integrity using full wavefield inversion |
CN107621680A (zh) * | 2016-07-13 | 2018-01-23 | 高准精密工业股份有限公司 | 光学装置及其光学透镜组 |
CN106646823B (zh) * | 2016-11-28 | 2022-10-14 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 一种高像素、高照度、低成本的红外热成像*** |
WO2018199911A1 (en) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Compound lens with aspheric-diffractive lens elements |
JP7070824B2 (ja) * | 2017-08-02 | 2022-05-18 | 日本電気硝子株式会社 | カルコゲナイドガラス材 |
US11333845B2 (en) * | 2018-03-02 | 2022-05-17 | Corephotonics Ltd. | Spacer design for mitigating stray light |
WO2022066782A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Flir Commercial Systems, Inc. | Imager optical systems and methods |
CN116745676A (zh) * | 2020-12-16 | 2023-09-12 | 日本电气硝子株式会社 | 红外线摄像镜头及红外线摄像机 |
CN113534420B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-12-02 | 苏州东方克洛托光电技术有限公司 | 一种长波红外成像光学*** |
WO2023153242A1 (ja) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | Agc株式会社 | 遠赤外線透過部材、遠赤外線センサ、車載用センサ、スマートフォン搭載用センサ、及びウェアラブル端末用センサ |
CN116761069B (zh) * | 2023-08-18 | 2024-03-22 | 三亚深海科学与工程研究所 | 一种分离式深海相机 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7184225B1 (en) * | 2005-10-20 | 2007-02-27 | Largan Precision Co., Ltd. | Aspherical type imaging lens array |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5973827A (en) * | 1997-03-27 | 1999-10-26 | Raytheon Company | Refractive/diffractive infrared imager and optics |
JP3983855B2 (ja) | 1997-07-31 | 2007-09-26 | ペンタックス株式会社 | 撮影レンズ |
US6040943A (en) * | 1998-03-23 | 2000-03-21 | Donnelly Optics | Digital camera objective with diffractive optical surface |
JP4304733B2 (ja) * | 1998-04-14 | 2009-07-29 | 住友電気工業株式会社 | 多結晶硫化亜鉛光学部品及びその製造方法 |
JP2000019392A (ja) | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮影レンズ |
JP2001033689A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-09 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 明るく広角な赤外線レンズ |
US20030169491A1 (en) * | 2000-07-10 | 2003-09-11 | Eliyahu Bender | Impaired vision assist system and method |
AU2002360008A1 (en) | 2001-12-26 | 2003-07-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing ceramic optical parts |
US6858637B2 (en) | 2002-03-28 | 2005-02-22 | Neurogen Corporation | Substituted biaryl amides as C5a receptor modulators |
JP2003295052A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 赤外線レンズ |
US6999243B2 (en) * | 2002-04-01 | 2006-02-14 | Raytheon Company | Fixed focus, optically athermalized, diffractive infrared zoom objective lens |
JP2004240063A (ja) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 撮像レンズ |
CN100561286C (zh) * | 2004-09-17 | 2009-11-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 数码相机广角镜头 |
CN100529829C (zh) * | 2005-06-08 | 2009-08-19 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 数码相机镜头 |
JP4841928B2 (ja) | 2005-10-21 | 2011-12-21 | 富士フイルム株式会社 | 広角撮像レンズ |
JP4631728B2 (ja) | 2006-01-30 | 2011-02-16 | 住友電気工業株式会社 | 赤外線レンズ、赤外線カメラ及びナイトビジョン |
EP1980888A4 (en) | 2006-01-30 | 2010-03-17 | Sumitomo Electric Industries | INFRARED OBJECTIVE, INFRARED SHOOTING APPARATUS AND NIGHT VISION |
TWI315417B (en) * | 2006-10-30 | 2009-10-01 | Largan Precision Co Ltd | Optical system for taking image |
US7477461B2 (en) * | 2006-12-22 | 2009-01-13 | Flextronics Ap, Llc | Three-element photographic objective with reduced tolerance sensitivities |
TWI316614B (en) * | 2006-12-25 | 2009-11-01 | Largan Precision Co Ltd | Optical lens system for taking image |
US7515358B2 (en) * | 2007-03-01 | 2009-04-07 | Largan Precision Co., Ltd | Optical lens system for taking image |
-
2007
- 2007-09-10 JP JP2007233509A patent/JP2009063942A/ja active Pending
-
2008
- 2008-03-10 EP EP08004391A patent/EP2034344B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-17 US US12/076,343 patent/US7835072B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-28 KR KR1020080029321A patent/KR20090026713A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-03-31 CN CN2008100906059A patent/CN101387737B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7184225B1 (en) * | 2005-10-20 | 2007-02-27 | Largan Precision Co., Ltd. | Aspherical type imaging lens array |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JP特开2003-295052A 2003.10.15 |
JP特开平11-295501A 1999.10.29 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9804368B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-10-31 | Omnivision Technologies, Inc. | Near-infrared hybrid lens systems with wide field of view |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2034344B1 (en) | 2011-09-14 |
EP2034344A2 (en) | 2009-03-11 |
CN101387737A (zh) | 2009-03-18 |
EP2034344A3 (en) | 2009-05-06 |
US20090067041A1 (en) | 2009-03-12 |
US7835072B2 (en) | 2010-11-16 |
JP2009063942A (ja) | 2009-03-26 |
KR20090026713A (ko) | 2009-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101387737B (zh) | 远红外线摄像透镜、透镜单元和成像装置 | |
CN101387738A (zh) | 远红外线摄像透镜、透镜单元和成像装置 | |
CN201438236U (zh) | 摄像透镜及摄像装置 | |
CN102495474B (zh) | 一种可见光/长波红外宽波段共调焦光学成像*** | |
CN104459956B (zh) | 五片式广角镜头 | |
CN102621669B (zh) | 用于红外中波探测器的小型光学*** | |
CN104635318A (zh) | 镜头模块 | |
CN105739066A (zh) | 成像镜头 | |
CN106054357B (zh) | 一种超广角小畸变车载镜头光学*** | |
CN108490589A (zh) | 一种定焦光学*** | |
CN208270838U (zh) | 一种定焦光学*** | |
CN104297899B (zh) | 大视场被动消热差短波红外光学*** | |
CN104834076A (zh) | 一种小f-θ畸变、高分辨率光学*** | |
CN110471162A (zh) | 图像捕捉镜头*** | |
CN103676109A (zh) | 透镜模块 | |
CN105549178A (zh) | 镜头光学*** | |
US11221468B2 (en) | Optical imaging module having a hyper-hemispherical field and controlled distortion and compatible with an outside environment | |
CN107121762B (zh) | 一种车载镜头光学*** | |
CN103257431A (zh) | 一种红外识别镜头光学成像*** | |
CN202794678U (zh) | 用于红外中波探测器的小型光学*** | |
CN205720847U (zh) | 一种1.3~5um宽波段红外成像镜头 | |
CN113311574B (zh) | 一种红外、可见光两用车载大视场镜头及其矫正方法 | |
CN109683280B (zh) | 大景深广角光学***、成像装置、光学镜头 | |
CN101694539A (zh) | 超大视场、大孔径双色光学*** | |
CN113219637B (zh) | 一种车载adas广角镜头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Free format text: FORMER OWNER: SEI COMPOSITE PRODUCTS CO., LTD. |
|
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100504 Address after: Osaka Japan Applicant after: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Address before: Osaka Japan Applicant before: Sumitomo Electric Industries, Ltd. Co-applicant before: SEI Hybrid Products Inc. |
|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110831 Termination date: 20140331 |