CN109683279B - 一种大光圈红外共焦光学*** - Google Patents
一种大光圈红外共焦光学*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大光圈红外共焦光学***,其由物面至像面依次:具有负光焦度的第一透镜1;具有负光焦度的第二透镜2;具有正光焦度的第三透镜3;光阑孔径A;具有正光焦度的第四透镜4;具有正光焦度的第五透镜5;具有负光焦度的第六透镜6;具有正光焦度的第七透镜7;滤波片8、补偿片9以及像面10。本发明可实现1.4<FN0<2.0。本发明第四透镜4的色散系数VD4,第六透镜6的色散系数VD6,满足:2.5<VD4/VD6<4,能较好平衡可见与红外波段色差,实现共焦功能。
Description
【技术领域】
本发明专利涉及一种大光圈红外共焦光学***。
【背景技术】
市面上现有红外共焦镜头,光学FNO在2.0以上,在红外光强较强的环镜下以及光照补偿的情况下,红外视觉效果好,在光照度较弱的情况下,则无达到预期的效果,需要大光圈的镜头来实现微光夜视功能。
由于存在上述问题,有必要对其提出解决方案,本发明正是在这样的背景下作出的。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种大光圈红外共焦的光学***,该大光圈红外共焦除了可实现微光夜视功能,且能满足-40°到85°环境下正常工作要求。
为实现上述目的,发明采用了下述技术方案:
一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于其由物面至像面依次设有:
具有负光焦度的第一透镜1,物侧面为凸面,像侧面为凹面;
具有负光焦度的第二透镜2,物侧面及像侧面皆为凹面;
具有正光焦度的第三透镜3,物侧面为凸面,像侧面为凹面;
光阑孔径A;
具有正光焦度的第四透镜4,物侧面为及像侧面皆为凸面;
具有正光焦度的第五透镜5,物侧面为及像侧面皆为凸面;
具有负光焦度的第六透镜6,物侧面为及像侧面皆为凹面;
具有正光焦度的第七透镜7,物侧面为及像侧面皆为凸面;
滤波片8、补偿片9以及感光片10;
所述光学***包含7枚透镜,其中D1为视场角满足140°情况下第一透镜1的有效口径大小,TTL为第一透镜1与感光片10的光轴方向的距离,f为光学镜头的***焦距,D1、TTL、f之间满足:0.1<f/TTL<0.3,D1/f<1.7。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于此光学***的入瞳ENPD,满足:1.4<f/ENPD<2.0。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第一透镜1、第二透镜2与第三透镜3与的组合焦距为f123,第五透镜5、第六透镜6与第七透镜7与的组合焦距为f567,第四透镜4的焦距为f4,其中f123、f567、f4满足:
-1.4<f123/f<-1
2.5<f567/f<4
1<f567/f4<1.8,其中,f为光学镜头的***焦距。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第四透镜4的色散系数VD4,第六透镜6的色散系数VD6,满足:2.5<VD4/VD6<4。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7的折射率分别为N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7满足以下公式:N1>1.5,N2>1.5,N3>1.6,N4>1.5,N5>1.5,N6>1.6,N7>1.5。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于所述第六透镜6的色散系数VD6满足:20<VD6<40。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第四透镜4为球面玻璃。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7为塑胶非球面镜片。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于:所述滤波片8厚度为0.3mm。
如上所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于:第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7两面皆为非球面,非球面表面形状满足方程:
在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标,其单位和透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。
本发明的有益效果是:
1、本发明可实现1.4<FN0<2.0。
2、本发明第四透镜4的色散系数VD4,第六透镜6的色散系数VD6,满足:2.5<VD4/VD6<4,能较好平衡可见与红外波段色差,实现共焦功能。
3、本发明的像面高度可达Φ7.2mm,整体均匀、高亮度(相对照度达到40%)°
4、本发明能满足-40°到85°环境下正常工作要求。
5、本发明可满足像素1.45μm、4K的图像输出要求。
【附图说明】
图1为本发现的示意图。
图2为图1之中的A部放大视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
一种大光圈红外共焦光学***,其由物面至像面依次设有:具有负光焦度的第一透镜1,物侧面为凸面,像侧面为凹面;具有负光焦度的第二透镜2,物侧面及像侧面皆为凹面;具有正光焦度的第三透镜3,物侧面为凸面,像侧面为凹面;光阑孔径A;具有正光焦度的第四透镜4,物侧面为及像侧面皆为凸面;具有正光焦度的第五透镜5,物侧面为及像侧面皆为凸面;具有负光焦度的第六透镜6,物侧面为及像侧面皆为凹面;具有正光焦度的第七透镜7,物侧面为及像侧面皆为凸面;滤波片8、补偿片9以及感光片10。
本发明光学***包含7枚透镜,其中D1为视场角满足140°情况下第一透镜1的有效口径大小,TTL为第一透镜1与感光片10的光轴方向的距离,f为光学镜头的***焦距,D1、TTL、f之间满足:0.1<f/TTL<0.3,D1/f<1.7。
光学***的入瞳ENPD,满足:1.4<f/ENPD<2.0。
第一透镜1、第二透镜2与第三透镜3的组合焦距为f123,第五透镜5、第六透镜6与第七透镜7的组合焦距为f567,第四透镜4的焦距为f4,其中f123、f567、f4满足:
-1.4<f123/f<-1
2.5<f567/f<4
1<f567/f4<1.8,其中,f为光学镜头的***焦距。
第四透镜4的色散系数VD4,第六透镜6的色散系数VD6,满足:2.5<VD4/VD6<4,能较好平衡可见与红外波段色差,实现共焦功能。
第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7的折射率分别为N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7满足以下公式:N1>1.5,N2>1.5,N3>1.6,N4>1.5,N5>1.5,N6>1.6,N7>1.5。
第六透镜6的色散系数VD6满足:20<VD6<40。第四透镜4为球面玻璃。第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7为塑胶非球面镜片,确保-40°到85°环境下镜头还能成像清晰。
滤波片8的厚度为0.3mm,适用于可见与近红外波段拍照。
第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7两面皆为非球面,非球面表面形状满足方程:
在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标,其单位和透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。
第一实施例数据如下:
以上为实施例详细的结构数据,最大像面大小可达到7.2m,其中曲率半径、厚度及焦距数据的单位为mm,表面0-21面依序表示物侧至像侧的表面,表面3到表面6及表面10到表面15为非球面,A4-A12为各表面的4-12阶非球面系数。
Claims (3)
1.一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于其由物面至像面依次设有:
具有负光焦度的第一透镜(1),物侧面为凸面,像侧面为凹面;
具有负光焦度的第二透镜(2),物侧面及像侧面皆为凹面;
具有正光焦度的第三透镜(3),物侧面为凸面,像侧面为凹面;
光阑孔径(A);
具有正光焦度的第四透镜(4),物侧面为及像侧面皆为凸面;
具有正光焦度的第五透镜(5),物侧面为及像侧面皆为凸面;
具有负光焦度的第六透镜(6),物侧面为及像侧面皆为凹面;
具有正光焦度的第七透镜(7),物侧面为及像侧面皆为凸面;
滤波片(8)、补偿片(9)以及感光片(10);
所述光学***包含7枚透镜,其中D1为视场角满足140°情况下第一透镜(1)的有效口径大小,TTL为第一透镜(1)与感光片(10)的光轴方向的距离,f为光学镜头的***焦距,D1、TTL、f之间满足:0.1<f/TTL<0.3,D1/f<1.7;
光学***的入瞳直径ENPD,满足:1.4<f/ENPD<2.0;
第一透镜(1)、第二透镜(2)与第三透镜(3)的组合焦距为f123,第五透镜(5)、第六透镜(6)与第七透镜(7)的组合焦距为f567,第四透镜(4)的焦距为f4,其中f123、f567、f4满足:
-1.4<f123/f<-1
2.5<f567/f<4
1<f567/f4<1.8,其中,f为光学镜头的***焦距;
第四透镜(4)的色散系数VD4,第六透镜(6)的色散系数VD6,满足:2.5<VD4/VD6<4;
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)的折射率分别为N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7,满足以下公式:N1>1.5,N2>1.5,N3>1.6,N4>1.5,N5>1.5,N6>1.6,N7>1.5;
所述第六透镜(6)的色散系数VD6满足:20<VD6<40;
所述滤波片的厚度为0.3mm;
第二透镜(2)、第三透镜(3)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)两面皆为非球面,非球面表面形状满足方程:
在公式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标,其单位和透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数;当k系数小于-1时,透镜的面形曲线为双曲线,当k系数等于-1时,透镜的面形曲线为抛物线;当k系数介于-1到0之间时,透镜的面形曲线为椭圆,当k系数等于0时,透镜的面形曲线为圆形,当k系数大于0时,透镜的面形曲线为扁圆形;α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。
2.根据权利要求1所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第四透镜(4)为球面玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种大光圈红外共焦光学***,其特征在于第二透镜(2)、第三透镜(3)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)为塑胶非球面镜片。
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