CN115145011A - 一种红外识别*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外识别***，包含四片柱面透镜，从物面至像面依次为：从物面至像面依次为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)、滤光片。上述透镜满足以下关系式：1.2<(CT1+CT2)/(CT3+CT4)<1.6；1.0<|f1/f|<1.5；7.3<|f2/f|<7.9；YASP‑XASP>5；其中，CT1为第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为第四透镜(P4)在光轴上的厚度，f1为第一透镜(P1)的有效焦距，f2为第二透镜(P2)的有效焦距，f为所述整体红外识别***的有效焦距，YASP为第一透镜物侧面Y‑Z方向的光学有效径，XASP为第一透镜物侧面X‑Z方向的光学有效径。
Description
技术领域
本发明属于光学镜头的技术领域，更具体地，涉及一款应用于电子产品的红外识别***。
背景技术
随着社会发展、科技进步，越来越多的高端科技产品已进驻到人们的生活当中，由非旋转对称透镜所构成的光学***开始成为高新科技设备中不可或缺的一部分。这种光学***能在X、Y方向(水平/垂直)表现出不同的成像特征，本专利主要涉及的是X方向和Y方向有不同视场角、不同光学特性的一种成像***。
发明内容
对于现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种红外识别***。
本发明提供了一种红外识别***，包含四片柱面透镜，从物面至像面依次为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)、滤光片；所述第一透镜(P1)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜(P2)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜(P3)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜(P4)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；其中，所述红外识别***还包含有一光阑(STO)，所述光阑(STO)设置设置在第二透镜(P2)的像侧表面与第三透镜(P3)的物侧表面之间；且还满足以下关系式：1.2<(CT1+CT2)/(CT3+CT4)<1.6；1.0<|f1/f|<1.5；7.3<|f2/f|<7.9；YASP-XASP>5；其中，其中，CT1为第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为第四透镜(P4)在光轴上的厚度，f1为第一透镜(P1)的有效焦距，f2为第二透镜(P2)的有效焦距，f为所述整体红外识别***的有效焦距，YASP为第一透镜(P1)物侧面Y-Z方向的光学有效径，XASP为第一透镜(P1)物侧面X-Z方向的光学有效径。
优选地，所述第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)的材质均为塑胶。
优选地，所述红外识别***还满足下列关系式：TTL<12.5；Y-Z方向：102°<FOV<121°；X-Z方向：31°<FOV<42°；其中，TTL为第一透镜(P1)物面侧表面至像面在光轴上的距离，FOV为该红外识别***的最大视场角，Y-Z方向和X-Z方向视场角不同。
优选地，所述红外识别***满足下列关系式：
其中，
为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)分别在光轴上的透镜厚度的总和，CT1为所述第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜(P4)在光轴上的厚度。
优选地，所述红外识别***还满足下列关系式：1.3<(T12+T34)/T23<2.9；其中，T12为所述第一透镜(P1)与所述第二透镜(P2)在光轴上的空气间隔距离，T23为所述第二透镜(P2)与所述第三透镜(P3)在光轴上的空气间隔，T34为所述第三透镜(P3)与所述第四透镜(P4)在光轴上的空气间隔。
优选地，所述红外识别***还满足下列关系式：0.75<f<0.89；其中，f为所述整个红外识别***的焦距。
总体而言，本发明所构思的以上技术相较于现有技术，能够取得以下有益效果：
本发明各透镜元件的焦距以及光学有效径在满足一定关系的条件下，和其他同类型的产品相比：在保证成像质量的同时，X-Z和Y-Z两个方向有不同的视场角，且Y-Z方向的视场角大于102°，拍摄的视野较大；在合理设置光阑保证像质的同时，畸变相对较小；并且所有透镜的材料均为常用塑料，有利于大批量生产。
附图说明
图1为该红外识别***的结构示意图。
图2为该红外识别***的畸变图。
图3为该红外识别***的相对照度图。
图4为该红外识别***的像散曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本实施方式的红外识别***，从物面至像面依次设有第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)、滤光片。透镜的材质均为塑胶，以上四片透镜，除第二透镜(P2)的物侧面为自由曲面外，其他所述物侧面和像侧面皆为柱面非球面；
其中，所述红外识别***还包含有一光阑(STO)，所述光阑(STO)设置于第三透镜(P3)的物侧面之前；
作为另一个实施实例，该红外识别***满足以下关系式：
1.2<(CT1+CT2)/(CT3+CT4)<1.6；
1.0<|f1/f|<1.5；
7.3<|f2/f|<7.9；
YASP-XASP>5
其中，CT1为第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为第四透镜(P4)在光轴上的厚度，f1为第一透镜(P1)的有效焦距，f2为第二透镜(P2)的有效焦距，f为所述整体红外识别***的有效焦距，YASP为第一透镜(P1)物侧面Y-Z方向的光学有效径，XASP为第一透镜(P1)物侧面X-Z方向的光学有效径。
第一透镜(P1)和第二透镜(P2)具有负光焦度，可让大角度入射光线尽快偏折成小角度光线，再经由具有正光焦度的第三透镜(P3)、第四透镜(P4)汇聚到像面上，有利于缩短镜头总长；并且所有透镜的材料均为常用塑料，有利于大批量生产。
YASP是第一透镜(P1)物侧面Y-Z方向的光学有效径，XASP是第一透镜(P1)物侧面X-Z方向的光学有效径，Y-Z方向的的光学有效径大于X-Z方向的的光学有效径，有利于增大Y-Z方向的视场角，实现在两个方向视场角不同的情况下提高成像质量。
作为另一个实施实例，该红外识别***满足如下关系式：
TTL<12.5；
Y-Z方向：102°<FOV<121°；
X-Z方向：31°<FOV<42°；
其中，TTL为第一透镜(P1)物面侧表面至像面在光轴上的距离，FOV为该成像镜头的最大视场角，Y-Z方向和X-Z方向视场角不同。满足了X、Y方向不同的成像要求。
上述结构的红外识别***与其它同类型相比：X-Z和Y-Z两个方向有不同的视场角，且Y-Z方向的视场角大于102°，拍摄的视野较大；在合理设置光阑保证像质的同时，畸变相对较小。
作为另一个实施实例，该红外识别***满足如下关系式：
其中，
为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)分别在光轴上的透镜厚度的总和，CT1为所述第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜(P4)在光轴上的厚度。
第一透镜(P1)和第二透镜(P2)均较厚，有利于大角度光线的偏折，减小镜头总长，实现镜头轻薄化。控制各个镜片的厚度，有利于校正像差和相互补偿，降低公差敏感度和成型难度。
作为另一个实施实例，该红外识别***满足如下关系式：
1.3<(T12+T34)/T23<2.9；
其中，T12为所述第一透镜(P1)与所述第二透镜(P2)在光轴上的空气间隔距离，T23为所述第二透镜(P2)与所述第三透镜(P3)在光轴上的空气间隔距离，T34为所述第三透镜(P3)与所述第四透镜(P4)在光轴上的空气间隔距离。合理分配各透镜间的空气间隔，有利于缩小光学***总长。
作为另一个实施实例，该红外识别***满足如下关系式：
0.75<f<0.89；7.3<|f2/f|<7.9；
第二透镜(P2)Y-Z方向焦距较大，有利于校正高阶像差。
实施例1
作为本发明的一种具体的实施例，该红外识别***的参数如下表1所示。
表1为本实施例红外识别***的结构参数表。
其中，本实例的红外识别***的工作距离为462mm。
其中，第一透镜(P1)元件中心厚度为1.933mm，第一透镜(P1)元件的后表面S2与第二透镜(P2)元件的前表面S3的中心厚度为1.308mm(即第一透镜(P1)元件与第二透镜(P2)元件在光轴上的空气间隙为1.308mm)，第一透镜(P1)元件的折射率/阿贝数为1.5825/29。
其中，第二透镜(P2)元件的前表面S3到中间面S4的中心厚度为1.909m((即第二枚镜片的中心厚度为1.989mm)。第二透镜(P2)元件的后表面S4与光阑STO之间的中心厚度为0.596mm，光阑STO与第三透镜(P3)元件的前表面S6的中心厚度为0.109mm(即第二透镜(P2)元件与第三透镜(P3)元件在光轴上的空气间隙0.596mm+0.109mm＝0.705mm)；第二透镜(P2)元件的折射率/阿贝数为1.681:18.1。
其中，第三透镜(P3)元件中心厚度为1.271mm，第三透镜(P3)元件的后表面S7与第四透镜(P4)元件的前表面S8的中心厚度为0.02mm(即第三透镜(P3)元件与第四透镜(P4)元件在光轴上的空气间隙为0.02mm)，第三透镜(P3)元件的折射率/阿贝数为1.624/22.37。
其中，第四透镜(P4)元件中心厚度为1.399mm，第四透镜(P4)元件的后表面S9与滤光片前表面S10的中心厚度为1.307mm(即第四透镜(P4)元件与滤光片元件在光轴上的空气间隙为1.307mm)，第四透镜(P4)元件的折射率/阿贝数为1.5825/29。
表2各透镜表面的X和Y方向的中心线的矢高和半径R的比值sag/R。
Claims (6)
1.一种红外识别***，其特征在于，所述红外识别***包含四片柱面非球面透镜，从物面至像面依次为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)、滤光片，光阑(STO)设置在第二透镜(P2)的像侧表面与第三透镜(P3)的物侧表面之间；
所述第一透镜(P1)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜(P2)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜(P3)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第四透镜(P4)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；
以上四片透镜，除第二透镜(P2)的物侧面为自由曲面外，其他所述物侧面和像侧面皆为柱面非球面；
其中，所述红外识别***还包含有一光阑(STO)，所述光阑(STO)设置于第三透镜(P3)的物侧面之前；
所述红外识别***满足以下关系式：
1.2<(CT1+CT2)/(CT3+CT4)<1.6；
1.0<|f1/f|<1.5；
7.3<|f2/f|<7.9；
YASP-XASP>5
其中，CT1为第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为第四透镜(P4)在光轴上的厚度，f1为第一透镜(P1)的有效焦距，f2为第二透镜(P2)的有效焦距，f为所述整体红外识别***的有效焦距，YASP为第一透镜(P1)物侧面Y-Z方向的光学有效径，XASP为第一透镜(P1)物侧面X-Z方向的光学有效径。
2.如权利要求1所述的红外识别***，其特征在于，所述四片非球面透镜材质均为塑胶。
3.如权利要求1所述的红外识别***，其特征在于，满足下列关系式：
TTL<12.5；
Y-Z方向：102°<FOV<121°；
X-Z方向：31°<FOV<42°；
其中，TTL为第一透镜(P1)物面侧表面至像面在光轴上的距离，FOV为该红外识别***的最大视场角，Y-Z方向和X-Z方向视场角不同。
4.如权利要求1所述的红外识别***，其特征在于，满足下列关系式：
其中，
为第一透镜(P1)、第二透镜(P2)、第三透镜(P3)、第四透镜(P4)分别在光轴上的透镜厚度的总和，CT1为所述第一透镜(P1)在光轴上的厚度，CT2为所述第二透镜(P2)在光轴上的厚度，CT3为所述第三透镜(P3)在光轴上的厚度，CT4为所述第四透镜(P4)在光轴上的厚度。
5.如权利要求1所述的红外识别***，其特征在于，满足下列关系式：
1.3<(T12+T34)/T23<2.9；
其中，T12为所述第一透镜(P1)与所述第二透镜(P2)在光轴上的空气间隔距离，T23为所述第二透镜(P2)与所述第三透镜(P3)在光轴上的空气间隔距离，T34为所述第三透镜(P3)与所述第四透镜(P4)在光轴上的空气间隔距离。
6.如权利要求1所述的红外识别***，其特征在于，满足下列关系式：
0.75<f<0.89；
其中，f为所述整个红外识别***的焦距。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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