CN201845121U - 中心波长为近红外兼顾可见光的宽波段大孔径光学镜头 - Google Patents

中心波长为近红外兼顾可见光的宽波段大孔径光学镜头 Download PDF

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田维坚
张善华
陈慧芳
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Abstract

本实用新型涉及一种中心波长为近红外同时兼顾可见光的大孔径光学成像镜头，其特征在于从物体侧到成像侧的成像面依序包含有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜构成的光学透镜组，该透镜组的焦距为27mm，后截距大于6mm，视场角大于18°。本实用新型成像清晰，结构简单，全部透镜都由普通玻璃制成，没有使用非球面，成本低，可以在各种光照情况尤其适用于黑暗和能见度不佳的环境中，而广泛用于包括金融、保险等办公场所的监控***中。

Description

中心波长为近红外兼顾可见光的宽波段大孔径光学镜头
技术领域
本实用新型属于光学成像镜头，具体涉及一种中心波长为近红外兼顾可见光的宽波段大孔径光学镜头。
背景技术
目前，在许多地方都安装了监控***，包括金融、保险、邮电等办公场所的安保***、道路的测速抓拍***以及恶劣工作条件下代替人工监视的侦测***等。这些监控***多采用现成的光学成像镜头，而常用光学成像镜头都采用可见光成像，这些镜头在光照充分的情况下成像质量尚佳。但是，在黑暗和能见度不佳的情况下成像模糊，监控摄像机的清晰度就会存在很大问题，给图像识别带来很大困难，容易造成错误判断。
现有技术中的红外镜头开发和研究的不多，而采用的方式是普通光学镜头的改进，这样的设计方案是首先是选购一种高级摄像机，然后在摄像机镜头前端或后端再加一片红外透镜，如专利CN00242036.8所公开的内容，如此对选用的摄像机要求很苛刻，既大大提高了成本，又很难实现增强镜头功能的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种中心波长为近红外兼顾可见光的宽波段大孔径光学镜头，以克服现有的监控摄像机在黑暗和能见度不佳的情况成像模糊的问题。
本实用新型的技术方案是：其特征在于沿光轴从物体侧到成像侧的成像面依序包含第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜和第六透镜组成的光学透镜组，该透镜组的焦距为27mm，后截距大于6mm，视场角大于18°。
其中，第一、第五透镜是正屈光率的平凸透镜，并具有一凸向物体侧的第一面及一呈平面的第二面；第二透镜是正屈光率的凸凹透镜，并具有凸向物体侧的第一面及第二面；第三、第六透镜是负屈光率的双凹透镜；第四透镜是正屈光率的双凸透镜，所有透镜都采用球面结构。
由于本实用新型的几个透镜的巧妙结合能够达到比较高的像素，特别是由于第二透镜为正屈光率的透镜，可以降低第一个透镜的正屈光率，而使得所述透镜不会过度弯曲，进而能够缩短整个光学透镜组的长度。
因此，本实用新型成像清晰，工艺结构简单，全部透镜都由普通玻璃制成，没有使用非球面，成本低，可以在各种光照情况尤其适用于黑暗和能见度不佳的环境中，如夜间对车辆的测速抓拍情况下。
附图说明
图1为本实用新型光学成像镜头的结构示意图。
图2为本实用新型光学成像镜头的球差图。
其中，1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、孔径光阑；5、第四透镜；6、第五透镜；7、第六透镜；8、成像面。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实用新型是沿光轴从物体侧到成像侧的成像面8依序包含有：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、孔径光阑4、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7组成的光学透镜组；其中，该透镜组的焦距为27mm，后截距大于6mm，视场角大于18°。
第一透镜1是正屈光率的平凸透镜，并具有凸向物体侧的第一面及呈平面的第二面。
第二透镜2是正屈光率的凸凹透镜，并具有凸向物体侧的第一面及第二面。
第三透镜3是负屈光率的双凹透镜。
第四透镜5是正屈光率的双凸透镜。
第五透镜6是正屈光率的平凸透镜，并具有凸向物体侧的第一面及呈平面的第二面。
第六透镜7是负屈光率的双凹透镜。
本实用新型采用CCD作为光学镜头的成像器件，选取880nm近红外光为中心波长，同时兼顾可见光，满足400nm～950nm的宽波段成像。
本实用新型的所有透镜的材质皆为普通光学玻璃制成，作为具体实施例如下表所示：
Figure BDA0000028166120000021
本实用新型通过光学分析软件分析，其光学性能显示本实用新型的光学传递函数(MTF)对各种视场的MTF都高于30％，可知该光学镜头从中心到边缘视场的成像质量都很均匀，即整个图像都非常清晰。通过分析镜头边缘亮度与中心亮度之间的比值，表明本实用新型的中心与边缘的亮度较接近，即图像的亮度均匀。且光学镜头成像时实际像与理想像之间的差异(即像差)小，在不同视场时弥散斑的面积都较小；另外，本实用新型的场曲和畸变都较小。
图2镜头的球差图表明光学镜头的轴线上像差的大小，该四条线从左到右依次表示在486nm、588nm、656nm及880nm四种波长下的球差，可见在典型的四种波长时球差都较小。
显然，本实用新型成像清晰，监控摄像机的清晰度高，且成本低，而广泛用于包括金融、保险等办公场所的监控***中。

Claims (7)

1.一种中心波长为近红外同时兼顾可见光的大孔径光学成像镜头，其特征在于沿光轴从物体侧到成像侧的成像面(8)依序包含有：第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、孔径光阑(4)、第四透镜(5)、第五透镜(6)和第六透镜(7)构成的光学透镜组，该透镜组的焦距为27mm，后截距大于6mm，视场角大于18°。
2.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第一透镜(1)是正屈光率的平凸透镜，并具有凸向物体侧的第一面及呈平面的第二面。
3.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第二透镜(2)是正屈光率的凸凹透镜，并具有凸向物体侧的第一面及第二面。
4.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第三透镜(3)是负屈光率的双凹透镜。
5.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第四透镜(5)是正屈光率的双凸透镜。
6.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第五透镜(6)是正屈光率的平凸透镜，并具有凸向物体侧的第一面及呈平面的第二面。
7.根据权利要求1所述的光学成像镜头，其特征在于所述的第六透镜(7)是负屈光率的双凹透镜。
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