CN110376719B - 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 - Google Patents
一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110376719B CN110376719B CN201910760223.0A CN201910760223A CN110376719B CN 110376719 B CN110376719 B CN 110376719B CN 201910760223 A CN201910760223 A CN 201910760223A CN 110376719 B CN110376719 B CN 110376719B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- focal power
- confocal
- cemented
- lenses
- 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.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 64
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 102220414581 c.33A>G Human genes 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 102220216906 rs1060505002 Human genes 0.000 description 1
- 102220228145 rs1064794513 Human genes 0.000 description 1
- 102220067365 rs143592561 Human genes 0.000 description 1
- 102220101549 rs199890548 Human genes 0.000 description 1
- 102220065682 rs77311724 Human genes 0.000 description 1
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
- 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
- G02B1/041—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
- G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
- G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
- G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/008—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras designed for infrared light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,所述共焦镜头包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜至第十透镜和滤光片;所述第一透镜是凸凹负光焦度透镜,所述第二透镜是凹凸负光焦度透镜,所述第三透镜是双凸正光焦度透镜,所述第四透镜是平凸正光焦度透镜,所述第五透镜为双凹负光焦度透镜,所述第六透镜为双凸正光焦度透镜,所述第七透镜为双凹负光焦度透镜,所述第八透镜为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜为双凸正光焦度透镜,所述第十透镜为双凹负光焦度透镜。本发明提供的共焦镜头能够实现F数1.2的最大光圈,适配1/1.8"的4K图像传感器,采用切换等厚滤光片的方法可实现日夜共焦。
Description
技术领域
本发明属于光学镜头技术领域,尤其涉及一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头。
背景技术
在安防监控***中,光学镜头的成像质量是监控***获取清晰图像的决定因素之一。光学镜头的光圈大小影响着获取图像的亮度,光圈越大的光学镜头在微光的情况下成像质量越好;光学镜头的像圆直径大小决定着光学镜头所能适配的图像传感器靶面大小,在相同分辨率的情况下,靶面越大的图像传感器,其单个像素的感光面积越大,感光能力越强,成像亮度越高。
光学镜头日夜共焦的效果限制着光学镜头的应用场景,安防监控领域需要监控***能够全天候工作,要求光学镜头可见光和红外光均能成像于同一个像面。目前市场上有多种应用于安防监控领域的光学镜头,但由于其光圈较小,成像圆直径较小,可见光波段与红外光波段使用的滤光片厚度不同、日夜共焦效果较差等原因,使用起来都有一定的局限性。
安防监控***要求光学镜头具有高分辨的特点。目前应用于安防监控***的光学镜头大都只能适配最大像面尺寸为1/2.5"的4K图像传感器,单个像素面积小,感光能力低;若采用最大像面尺寸为1/1.8"的4K图像传感器,单个像素的感光面积更大,获取图像的亮度更高,但光学镜头的设计难度也因此而提高。
安防监控***要求镜头具有日夜共焦的功能。目前市场上F数小于1.6的日夜共焦镜头大都采用了切换不等厚滤光片的方法实现可见光与红外光成像在同一像面。采用切换不等厚滤光片的方法实现日夜共焦有助于简化光学镜头的结构,减少镜片数量,但由于可见光和红外光成像时所采用的滤光片厚度不同,当可见光与红外光同时存在时图像会变得模糊,成像质量下降,这种情况多出现于黄昏傍晚时分;市场上F数大于1.6的日夜共焦镜头可以采用切换等厚滤光片的方法实现可见光与红外光成像在同一像面,当可见光与红外光同时存在时图像仍然清晰,但光学镜头的F数偏大,即光圈偏小,导致夜间光强较弱时,图像亮度不足。
由此可见,目前市场上能达到F数小于1.2,适配1/1.8"的4K图像传感器,且采用切换等厚滤光片的方法实现日夜共焦的光学镜头几乎没有。因此亟待开发一款F数小于1.2,适配1/1.8"的4K图像传感器,且采用切换等厚滤光片的方法实现日夜共焦的光学镜头来填补市场空缺。
对于传统玻璃球面镜片而言,其校正像差能力有限,且价格较高。若需要设计一款高像素大光圈大靶面日夜共焦镜头,且采用切换等厚滤光片的方法实现日夜共焦时,会需要使用很多玻璃镜片,导致光学镜头的生产成本大大提高。采用光学玻璃与光学塑料混合的光学结构将是一种很好的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,本发明提供的共焦镜头能够实现F数1.2的最大光圈,适配1/1.8"的4K图像传感器,采用切换等厚滤光片的方法可实现日夜共焦。
本发明所采取的技术方案为:
一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,所述共焦镜头包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和滤光片;所述第一透镜是凸凹负光焦度透镜,所述第二透镜是凹凸负光焦度透镜,所述第三透镜是双凸正光焦度透镜,所述第四透镜是平凸正光焦度透镜,所述第五透镜为双凹负光焦度透镜,所述第六透镜为双凸正光焦度透镜,所述第七透镜为双凹负光焦度透镜,所述第八透镜为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜为双凸正光焦度透镜,所述第十透镜为双凹负光焦度透镜。
所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第九透镜和第十透镜为玻璃球面透镜,所述第二透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜为塑料非球面透镜。非球面具有较高的矫正像差能力,采用玻璃透镜和塑料透镜混合的光学结构可以提高共焦镜头的校正像差能力,有效的减少了玻璃镜片的数量,简化光学镜头的结构。并且,采用塑料非球面镜片与玻璃镜片混合的方式来设计镜头,所得到的结果成像质量良好,成本较低。
优选的,所述第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜一,所述第九透镜与第十透镜胶合形成胶合透镜二;所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足如下条件式:
1<|f1/f|<4.8
1<|f2/f|<5
1<|f3/f|<4.9
1<|fe1/f|<20
1<|f6/f|<5
1<|f7/f|<5
1<|f8/f|<4
10<|fe2/f|<30
其中,f为共焦镜头的焦距,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。
本发明的技术构思在于:本发明通过使用6片玻璃球面透镜和4片塑料非球面透镜组合形成10片式光学结构,合理布局透镜和选择光学材料,能够实现F数1.2的最大光圈,适配1/1.8"的4K图像传感器,总长小于30mm等指标;本发明提供的共焦镜头可以提高可见光成像和红外成像的对比度和分辨率,确保了可见光与红外光同时参与成像时,像面焦点并没有发生焦移,切换等厚滤光片即可保证可见光与红外光成像于同一像面;从而本发明提供的共焦镜头是一种可实现日夜共焦的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头。
进一步优选的,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足如下条件式:
1.7<|f1/f|<2.4
1.6<|f2/f|<3.0
1.1<|f3/f|<2.0
3.6<|fe1/f|<8.7
1.7<|f6/f|<2.5
1.5<|f7/f|<2.3
1.3<|f8/f|<1.7
12.8<|fe2/f|<18.6
其中,f为共焦镜头的焦距,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。上述共焦镜头的焦距为5-8mm,能够实现F数1.2的最大光圈,适配1/1.8"的4K图像传感器,可见光与红外光同时存在时图像更加清晰。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜满足如下要求:
f1=-20~-5 | n1=1.50-1.65 | R1=25~40 | R2=4~8 |
f2=-20~-10 | n2=1.58-1.68 | R3=-6~-5 | R4=-18~-12 |
f3=5~15 | n3=1.90-2.00 | R5=12~20 | R6=-25~-15 |
f4=5~15 | n4=1.70-1.80 | R7=INF | R8=-10~-6 |
f5=-10~-5 | n5=1.80-1.90 | R9=-10~-6 | R10=20~110 |
f6=10~20 | n6=1.50-1.60 | R11=9~12 | R12=-30~-20 |
f7=-15~-5 | n7=1.58-1.68 | R13=-12~-8 | R14=25~35 |
f8=5~15 | n8=1.50-1.60 | R15=6~12 | R16=-15~-10 |
f9=5~15 | n9=1.83-1.93 | R17=15~50 | R18=-12~-8 |
f10=-15~-5 | n10=1.60-1.70 | R19=-12~-8 | R20=5~25 |
其中,f1~f10表示所述第一透镜到第十透镜的焦距,单位为mm;n1~n10表示所述第一透镜到第十透镜的折射率,R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依序表示第一透镜到第十透镜朝向物面一侧表面中心的曲率半径;R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依序表示第一透镜到第十透镜朝向像面一侧表面中心的曲率半径,单位为mm,“-”表示方向为负,Inf为无穷大,即表示平面。
优选的,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜满足如下要求:
其中,f1~f3表示所述第一透镜到第三透镜的焦距、f6~f8表示所述第六透镜到第八透镜的焦距、fe1~fe2表示所述胶合透镜一和胶合透镜二的焦距,,单位为mm;n1~n10表示所述第一透镜到第十透镜的折射率,R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依序表示第一透镜到第十透镜朝向物面一侧表面中心的曲率半径;R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依序表示第一透镜到第十透镜朝向像面一侧表面中心的曲率半径,单位为mm,“-”表示方向为负,Inf为无穷大。上述共焦镜头的焦距为5-8mm,能够实现F数1.2的最大光圈,适配1/1.8"的4K图像传感器;通过进一步限定折射率和曲率半径,可见光与红外光同时存在时图像更加清晰。
所述共焦镜头的视场角为66°-110°,所述共焦镜头匹配1/1.8"的4K图像传感器。本发明提供的共焦镜头的视场角可以为66°-110°,范围较广。
所述滤光片包括红外截止滤光片和双面镀增透膜的全波通白片,两者为等厚滤光片。其中白天使用红外截止滤光片,可以截掉红外光,晚上使用双面镀增透膜的全波通白片,这样可以保证晚上存量可见光参与红外光的成像,提高图像亮度。
本发明解决了市场上F数1.6以下的大光圈镜头切换非等厚滤光片,导致可见光与红外光同时存在时图像模糊的问题,本发明提供的共焦镜头的F数为1.2,可以采用切换等厚滤光片的方式实现,可见光与红外光成像在同一像面,并且图像清晰和亮度较足,可以解决以下问题:F数1.6以下的大光圈镜头切换非等厚滤光片,导致可见光与红外光同时存在时图像模糊的问题;市场上F数1.6以上的光学镜头光圈偏小,像面较暗的问题。并且,本发明提供的共焦镜头能够适配1/1.8"的4K图像传感器,与原有的1/2.5"的4K图像传感器相比,单个像素的感光面积更大,因此进一步提高了图像的亮度。
附图说明
图1为实施例1提供的共焦镜头的光学***结构示意图;
图2为实施例1提供的共焦镜头的可见光MTF曲线图;
图3为实施例1提供的共焦镜头的红外光MTF曲线图;
图4为实施例1提供的共焦镜头的可见光离焦MTF曲线图;
图5为实施例1提供的共焦镜头的红外光离焦MTF曲线图;
图6实施例1提供的共焦镜头中可见光与红外光共存时的点列图。
图7为实施例2提供的共焦镜头的光学***结构示意图;
图8为实施例2提供的共焦镜头的可见光MTF曲线图;
图9为实施例2提供的共焦镜头的红外光MTF曲线图;
图10为实施例2提供的共焦镜头的可见光离焦MTF曲线图;
图11为实施例2提供的共焦镜头的红外光离焦MTF曲线图;
图12为实施例2提供的共焦镜头中可见光与红外光共存时的点列图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图,作详细说明如下。
实施例1
如图1所示,本实施例提供的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜。
其中,第一透镜是凸凹负光焦度透镜,第二透镜是凹凸负光焦度透镜,所述第三透镜是双凸正光焦度透镜,第四透镜是平凸正光焦度透镜,第五透镜为双凹负光焦度透镜,第六透镜为双凸正光焦度透镜,第七透镜为双凹负光焦度透镜,第八透镜为双凹负光焦度透镜,第九透镜为双凸正光焦度透镜,第十透镜为双凹负光焦度透镜。
其中,第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜一,所述第九透镜与第十透镜胶合形成胶合透镜二。
其中,第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第九透镜和第十透镜为玻璃球面透镜,所述第二透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜为塑料非球面透镜。
具体地,第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足:
f1=-8.88
f2=-14.5mm
f3=9.75
fe1=-43.1mm
f6=12.4mm
f7=-11.3mm
f8=8.3mm
fe2=92.9mm
其中,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别为对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。
具体地,第一透镜至第十透镜的各个参数如表1所示:
表1第一透镜至第十透镜的各个参数
其中,R为透镜表面中心半径大小,D为对应光学表面到下一光学表面于光轴上的距离,nd对应d光(波长587nm)的折射率;S1和S2为第一透镜的物方表面和像方表面,S3和S4为第二透镜的物方表面和像方表面,S5和S6为第三透镜的物方表面和像方表面,S7和S8为第四透镜的物方表面和像方表面,S8和S9为第五透镜的物方表面和像方表面,Stop面为光阑所在面,S10和S11为第六透镜的物方表面和像方表面,S12和S13为第七透镜的物方表面和像方表面,S14和S15为第八透镜的物方表面和像方表面,S16和S17为第九透镜的物方表面和像方表面,S17和S18为第十透镜的物方表面和像方表面。
具体地,第二透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜为塑料非球面透镜,其各自透镜表面形状满足如下方程式:
其中,r代表径向坐标,单位与透镜长度单位相同,c为表面中心半径所对应的曲率,k为圆锥二次曲线系数,a1至a8为高次非球面系数。
在本实施例中,满足上述非球面方程的非球面系数如表2所示:
表2非球面方程的非球面系数
S3 | S4 | S10 | S11 | S12 | S13 | S14 | S15 | |
a2 | 0.001 | 0.001 | -0.001 | -0.01 | -0.001 | 0.001 | -6.8E-005 | -0.001 |
a3 | -2.7E-005 | 4.3E-006 | 1.9E-006 | 1.4E-005 | 1.4E-005 | 3.85E-006 | -1.8E-006 | -1.1E-006 |
a4 | 1.87E-007 | -6.5E-007 | -6.2E-007 | -3.4E-007 | -3.4E-007 | -1.16E-006 | 1.14E-006 | 2.38E-007 |
a5 | -2.89E-009 | 1.9E-008 | 2.7E-008 | 3.12E-008 | 3.12E-008 | 2.41E-009 | 5.44E-008 | 2.33E-009 |
a6 | 3.73E-011 | -2.4E-010 | -3.1E-010 | -2.03E-010 | -2.03E-010 | -9.45E-010 | -1.4E-009 | 2.57E-009 |
a7 | -6.67E-012 | -2.1E-012 | -1.0E-020 | 2.00E-020 | 2.0E-020 | 2.77E-022 | -3.4E-020 | 2.58E-023 |
a8 | 1.67E-022 | 7.5E-014 | 1.2E-025 | -4.24E-025 | -4.24E-025 | -1.81E-027 | 3.27E-025 | 1.79E-026 |
在本实施例中,由上述镜片组成的光学***结构达到了以下光学指标:
焦距:f'=5mm;
相对孔径:F=1.2;
视场角:2w=110°(匹配1/1.8"的4K图像传感器);
光路总长小于30mm光学后截距大于6mm;
适用谱线范围:450-850nm。
图2和图3分别为本实施例提供的共焦镜头中可见光与红外光成像在同一像面的MTF曲线图。
从图2和图3中可知,可见光成像时,中心在160线对大于0.6,边缘视场在160线对大于0.35,成像具有良好的对比度和分辨率;红外光成像采用850nm波长,中心在160线对大于0.35,边缘在160线对大于0.3,MTF较为密集。且无需切换非等厚滤光片来进行后焦补偿,实现了真正的日夜共焦。
图4和图5分别为本实施例提供的共焦镜头在可见光与红外光成像时的离焦MTF曲线图,从图4和图5中可以发现,两者最佳像面在MTF集中的同一位置,这确保了可见光与红外光同时参与成像时,像面焦点并没有发生焦移。
图6给出了本实施例提供的共焦镜头在可见光与红外光同时成像时的点列图,从图6不难发现:一方面,红外光为主、可见光为辅的混合点列图其大小在图像传感器允许的范围之内;另一方面,在可见光比较强的时候,红外光为辅的混合点列图其大小也在图像传感器允许的范围之内。
实施例2
如实施例1提供的共焦镜头,本实施例提供的共焦镜头的参数具体如下:
第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足:
f1=-18.53
f2=-13.39mm
f3=9.32
fe1=-29.48mm
f6=14.11mm
f7=-12.64mm
f8=10.46mm
fe2=103mm
其中,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别为对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。
具体地,第一透镜至第十透镜的各个参数如表3所示:
表3第一透镜至第十透镜的各个参数
其中,R为透镜表面中心半径大小,D为对应光学表面到下一光学表面于光轴上的距离,nd对应d光(波长587nm)的折射率;S1和S2为第一透镜的物方表面和像方表面,S3和S4为第二透镜的物方表面和像方表面,S5和S6为第三透镜的物方表面和像方表面,S7和S8为第四透镜的物方表面和像方表面,S8和S9为第五透镜的物方表面和像方表面,Stop面为光阑所在面,S10和S11为第六透镜的物方表面和像方表面,S12和S13为第七透镜的物方表面和像方表面,S14和S15为第八透镜的物方表面和像方表面,S16和S17为第九透镜的物方表面和像方表面,S17和S18为第十透镜的物方表面和像方表面。
第2透镜、第6透镜、第7透镜、第8透镜为塑料非球面透镜,其各自透镜表面形状满足如下方程式:
其中,r代表径向坐标,单位与透镜长度单位相同,c为表面中心半径所对应的曲率,k为圆锥二次曲线系数,a1至a8为高次非球面系数。
在本实施例中,满足上述非球面方程的非球面系数如表4所示:
表4非球面方程的非球面系数
S3 | S4 | S10 | S11 | S12 | S13 | S14 | S15 | |
a2 | 0.0017245 | 0.000906 | -0.000451 | -0.000598 | -0.000349 | 0.000562 | 0 | 0.0003184 |
a3 | -1.45E-05 | 7.63E-06 | 6.89E-06 | 1.33E-05 | 7.65E-06 | -1.27E-05 | 0 | 5.81E-06 |
a4 | -6.45E-08 | -4.41E-07 | -1.35E-07 | 3.11E-07 | 9.62E-09 | 4.12E-07 | 0 | -2.53E-07 |
a5 | 2.92E-08 | 1.57E-08 | -3.99E-09 | -2.92E-10 | 5.14E-09 | 1.02E-08 | 0 | 2.30E-08 |
a6 | -1.05E-09 | -4.41E-10 | 2.79E-10 | -2.05E-10 | 2.35E-10 | 5.35E-10 | 2.82E-09 | -3.47E-10 |
a7 | 4.90E-12 | 1.39E-11 | -3.73E-12 | -1.94E-12 | -2.99E-11 | 3.03E-11 | -6.46E-11 | -1.98E-12 |
a8 | 4.60E-13 | -2.79E-13 | 9.73E-15 | -5.03E-14 | 2.16E-13 | -2.42E-12 | -2.74E-13 | 7.05E-13 |
在本实施例中,由上述镜片组成的光学***结构达到了以下光学指标:
焦距:f'=8mm;
相对孔径:F=1.2;
视场角:2w=66°(匹配1/1.8"的4K图像传感器);
光路总长小于30mm光学后截距大于6mm;
适用谱线范围:450-850nm。
图8和图9分别为本实施例提供的共焦镜头中可见光与红外光成像在同一像面的MTF曲线图。从图8图9可知,可见光成像时,中心在160线对大于0.6,边缘视场在160线对大于0.3,成像具有良好的对比度和分辨率;红外光成像采用850nm波长,中心在160线对大于0.25,边缘在160线对大于0.25,MTF较为密集。且无需切换非等厚滤光片来进行后焦补偿,实现了真正的日夜共焦。
图10和图11分别为本实施例提供的共焦镜头中可见光与红外光成像时的离焦MTF曲线图,从图10和图11可以发现,两者最佳像面在MTF集中的同一位置,这确保了可见光与红外光同时参与成像时,像面焦点并没有发生焦移。
图12给出了本实施例提供的共焦镜头在可见光与红外光同时成像时的点列图,从图12中不难发现:一方面,红外光为主、可见光为辅的混合点列图其大小在图像传感器允许的范围之内;另一方面,在可见光比较强的时候,红外光为辅的混合点列图其大小也在图像传感器允许的范围之内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述共焦镜头包括沿光轴从物方至像方依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和滤光片;所述第一透镜是凸凹负光焦度透镜,所述第二透镜是凹凸负光焦度透镜,所述第三透镜是双凸正光焦度透镜,所述第四透镜是平凸正光焦度透镜,所述第五透镜为双凹负光焦度透镜,所述第六透镜为双凸正光焦度透镜,所述第七透镜为双凹负光焦度透镜,所述第八透镜为双凹负光焦度透镜,所述第九透镜为双凸正光焦度透镜,所述第十透镜为双凹负光焦度透镜。
2.根据权利要求1所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第九透镜和第十透镜为玻璃球面透镜,所述第二透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜为塑料非球面透镜。
3.根据权利要求1所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述第四透镜与第五透镜胶合形成胶合透镜一,所述第九透镜与第十透镜胶合形成胶合透镜二;所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足如下条件式:
1<|f1/f|<4.8
1<|f2/f|<5
1<|f3/f|<4.9
1<|fe1/f|<20
1<|f6/f|<5
1<|f7/f|<5
1<|f8/f|<4
10<|fe2/f|<30
其中,f为共焦镜头的焦距,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。
4.根据权利要求3所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距分别满足如下条件式:
1.7<|f1/f|<2.4
1.6<|f2/f|<3.0
1.1<|f3/f|<2.0
3.6<|fe1/f|<8.7
1.7<|f6/f|<2.5
1.5<|f7/f|<2.3
1.3<|f8/f|<1.7
12.8<|fe2/f|<18.6
其中,f为共焦镜头的焦距,f1、f2、f3、fe1、f6、f7、f8和fe2分别对应第一透镜、第二透镜、第三透镜、胶合透镜一、第六透镜、第七透镜、第八透镜和胶合透镜二的焦距。
5.根据权利要求3或4所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜满足如下要求:
其中,f1~f10表示所述第一透镜到第十透镜的焦距,单位为mm;n1~n10表示所述第一透镜到第十透镜的折射率,R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依序表示第一透镜到第十透镜朝向物面一侧表面中心的曲率半径;R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依序表示第一透镜到第十透镜朝向像面一侧表面中心的曲率半径,单位为mm,“-”表示方向为负,Inf为无穷大。
6.根据权利要求3或4所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜满足如下要求:
其中,f1~f3表示所述第一透镜到第三透镜的焦距、f6~f8表示所述第六透镜到第八透镜的焦距、fe1~fe2表示所述胶合透镜一和胶合透镜二的焦距,单位为mm;n1~n10表示所述第一透镜到第十透镜的折射率,R1、R3、R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19依序表示第一透镜到第十透镜朝向物面一侧表面中心的曲率半径;R2、R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18、R20依序表示第一透镜到第十透镜朝向像面一侧表面中心的曲率半径,单位为mm,“-”表示方向为负,Inf为无穷大。
7.根据权利要求1所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述共焦镜头的视场角为66°-110°,所述共焦镜头匹配1/1.8"的4K图像传感器。
8.根据权利要求1所述的高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头,其特征在于,所述滤光片包括红外截止滤光片和双面镀增透膜的全波通白片,两者为等厚滤光片。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910760223.0A CN110376719B (zh) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910760223.0A CN110376719B (zh) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110376719A CN110376719A (zh) | 2019-10-25 |
CN110376719B true CN110376719B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=68259735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910760223.0A Active CN110376719B (zh) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110376719B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112946865B (zh) * | 2019-12-11 | 2022-08-23 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 广角镜头 |
CN113655595A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-16 | 舜宇光学(中山)有限公司 | 定焦镜头 |
CN114326057A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 东莞市长益光电股份有限公司 | 一种8mm大光圈昼夜型无热化高清玻塑混合镜头 |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08179196A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Canon Inc | レトロフォーカス型レンズ |
JP2004286886A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 |
KR200438209Y1 (ko) * | 2007-05-29 | 2008-01-29 | 대원전광주식회사 | 가시광선 및 근적외선 감시카메라의 초점 가변형 렌즈 |
JP2008145501A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 |
JP2008241904A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nidec Copal Corp | ズームレンズ |
KR20090039386A (ko) * | 2007-10-18 | 2009-04-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 텔레센트릭 광학계 및 이를 구비하는 전자 부품 실장 장치 |
JP2013007856A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Ricoh Co Ltd | 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 |
CN102967924A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-13 | 中山联合光电科技有限公司 | 一种光学镜头 |
CN103777333A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-05-07 | 福州开发区鸿发光电子技术有限公司 | 一种大靶面高解像力的光学变焦镜头 |
JP2015090411A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 京セラオプテック株式会社 | ズームレンズ |
CN105467566A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-06 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种大孔径广角变焦镜头 |
CN106772976A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 浙江大学 | 一种显微物镜以及具有该显微物镜的宽视场高分辨率成像*** |
CN106772961A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-05-31 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 一种高像素、低成本、红外完全共焦的变焦光学*** |
CN107422460A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-12-01 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 小型超广角大靶面变焦镜头 |
JP2018004884A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | リコーイメージング株式会社 | 副光学系 |
CN207008168U (zh) * | 2017-06-30 | 2018-02-13 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种解析度高的小型变焦镜头 |
CN109375353A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 江西特莱斯光学有限公司 | 一种超大光圈日夜共焦镜头 |
CN210222342U (zh) * | 2019-08-16 | 2020-03-31 | 杭州图谱光电科技有限公司 | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2657745B1 (en) * | 2010-12-22 | 2020-02-19 | Panasonic Corporation | Zoom lens system, interchangeable lens device, and camera system |
-
2019
- 2019-08-16 CN CN201910760223.0A patent/CN110376719B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08179196A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Canon Inc | レトロフォーカス型レンズ |
JP2004286886A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 |
JP2008145501A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Ricoh Co Ltd | ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 |
JP2008241904A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nidec Copal Corp | ズームレンズ |
KR200438209Y1 (ko) * | 2007-05-29 | 2008-01-29 | 대원전광주식회사 | 가시광선 및 근적외선 감시카메라의 초점 가변형 렌즈 |
KR20090039386A (ko) * | 2007-10-18 | 2009-04-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 텔레센트릭 광학계 및 이를 구비하는 전자 부품 실장 장치 |
JP2013007856A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Ricoh Co Ltd | 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 |
CN102967924A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-13 | 中山联合光电科技有限公司 | 一种光学镜头 |
CN103777333A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-05-07 | 福州开发区鸿发光电子技术有限公司 | 一种大靶面高解像力的光学变焦镜头 |
JP2015090411A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 京セラオプテック株式会社 | ズームレンズ |
CN105467566A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-06 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种大孔径广角变焦镜头 |
JP2018004884A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | リコーイメージング株式会社 | 副光学系 |
CN106772976A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 浙江大学 | 一种显微物镜以及具有该显微物镜的宽视场高分辨率成像*** |
CN106772961A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-05-31 | 中山联合光电科技股份有限公司 | 一种高像素、低成本、红外完全共焦的变焦光学*** |
CN207008168U (zh) * | 2017-06-30 | 2018-02-13 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 一种解析度高的小型变焦镜头 |
CN107422460A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-12-01 | 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 | 小型超广角大靶面变焦镜头 |
CN109375353A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 江西特莱斯光学有限公司 | 一种超大光圈日夜共焦镜头 |
CN210222342U (zh) * | 2019-08-16 | 2020-03-31 | 杭州图谱光电科技有限公司 | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110376719A (zh) | 2019-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105527694B (zh) | 光学镜头 | |
CN110376719B (zh) | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 | |
CN111190317B (zh) | 成像光学透镜组、取像装置及电子装置 | |
CN106371199B (zh) | 变焦镜头 | |
CN106772935B (zh) | 一种透镜***及定焦镜头 | |
KR101412627B1 (ko) | 왜곡이 보정된 광각 촬영 렌즈 시스템 | |
CN112099205B (zh) | 广角镜头 | |
CN109507785B (zh) | 一种红外共焦镜头 | |
CN110187484B (zh) | 一种镜头 | |
CN103869449B (zh) | 一种红外共焦光学*** | |
CN103852862A (zh) | 一种多功能鱼眼镜头 | |
CN203773134U (zh) | 一种红外共焦光学*** | |
CN104142569A (zh) | 一种较小体积、高分辨率、大像面的变焦光学*** | |
CN106461916A (zh) | 摄影物镜 | |
CN111929860A (zh) | 一种大靶面高清鱼眼镜头 | |
CN108681052B (zh) | 高分辨率、大像面、小体积、红外共焦的变焦光学*** | |
CN203773133U (zh) | 一种多功能鱼眼镜头 | |
CN117031709B (zh) | 光学镜头 | |
CN113253420B (zh) | 一种广角大光圈无反相机和定焦镜头 | |
CN210222342U (zh) | 一种高像素数大光圈大靶面日夜共焦镜头 | |
CN109324400A (zh) | 一种结构紧凑型2倍高清变焦玻塑镜头及其成像方法 | |
CN108614344B (zh) | 一种车载广角镜头 | |
CN210690925U (zh) | 一种人脸识别光学镜头 | |
CN102830484A (zh) | 一种波段可切换的宽谱段共焦探测光学*** | |
CN109375343B (zh) | 一种1.1mm车载高清环视光学***及其成像方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |