一种大光圈红外共焦光学系统的制作方法

本发明专利涉及一种大光圈红外共焦光学系统。

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。

技术实现要素：

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系统，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系统，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以及像面10；

所述学系统包含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为光学镜头的系统焦距，d1、tl、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系统，其特征在于此光学系统的入瞳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系统，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f3、f4、f34满足：

-1.4<f123/f<-1

2.5<f567/f<4

1<f567/f4<1.8，其中，f为光学镜头的系统焦距。

如上所述的一种大光圈红外共焦光学系统，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系统，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系统，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系统，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系统，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系统，其特征在于：所述滤光片10为0mm-0.3mm以上的滤波片，补偿片11可为0-0.5mm以上的白玻璃。9、如上所述的一种大光圈红外共焦光学系统，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系统，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以及像面10。

本发明光学系统包含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为光学镜头的系统焦距，d1、tl、f之间满足：0.1<f/ttl<0.3,d1/f<1.7。

光学系统的入瞳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f3、f4、f34满足:

-1.4<f123/f<-1

2.5<f567/f<4

1<f567/f4<1.8，其中，f为光学镜头的系统焦距。

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。

滤光片10为0mm-0.3mm以上的滤波片，补偿片11可为0-0.5mm以上的白玻璃，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。