本发明光学成像设备,具体涉及一种定焦高清长焦红外共焦成像光学系统。
背景技术:
1、随着大众的生活品质日渐提高,大家对于智能家居,人脸识别、移动安防等领域镜头的小巧轻便及成像高清提出了更高的要求。然而现有的安防镜头在35mm焦距下靶面较小,红外共焦能力不足,分辨率不足。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题,在于提供一种定焦高清长焦红外共焦成像光学系统,仅通过九片透镜实现在焦距35mm时的大靶面高清成像。
2、本发明是这样实现的:
3、一种定焦高清长焦红外共焦成像光学系统,从物面到像面依次包括第一弯月透镜、第一双凸透镜、第一双凹透镜、第二双凹透镜、第二双凸透镜、第二弯月透镜、第三双凸透镜、第三弯月透镜以及第四弯月透镜;其中,第一双凸透镜与第一双凹透镜组成第一胶合透镜,第二双凹透镜与第二双凸透镜组成第二胶合透镜,第三双凸透镜与第三弯月透镜组成第三胶合透镜;第一弯月透镜和第三弯月透镜为正弯月透镜,第二弯月透镜和第四弯月透镜为负弯月透镜;孔径光阑设置在第一双凹透镜与第二双凹透镜之间。
4、进一步地,在第一弯月透镜和第一双凸透镜之间设置第一虚拟面,用于限制进入的光线角度,减少杂光进入。
5、进一步地,所述第一虚拟面的浮动孔径为透镜直径的0.1%-8%。
6、进一步地,在第二弯月透镜和第三双凸透镜之间设置第二虚拟面,用于限制第二弯月透镜所发散的光线角度。
7、进一步地,所述第二虚拟面的浮动孔径为透镜直径的0.3%-7%。
8、进一步地,第一弯月透镜与第一胶合透镜之间的光学间隔范围为0.1-0.2mm,第一胶合透镜与第二胶合透镜之间的光学间隔为7-8.5mm,第二胶合透镜与第二弯月透镜之间的光学间隔为0.1-0.2mm,第二弯月透镜与第三胶合透镜之间的光学间隔为0.3-0.9mm,第三胶合透镜与第四弯月透镜之间的光学间隔为7-8.5mm。
9、进一步地,各光学间隔通过设置对应的隔圈保持。
10、进一步地,九枚光学球面透镜的曲率满足以下关系:
11、第一弯月透镜:25≤r1≤30,89≤r2≤93;
12、第一双凸透镜:12≤r1≤15,-283≤r2≤-279;
13、第一双凹透镜:-284≤r1≤-280,8≤r2≤12;
14、第二双凹透镜:-19≤r1≤-15,12≤r2≤15;
15、第二双凸透镜:11≤r1≤14,-19≤r2≤-16;
16、第二弯月透镜:-17≤r1≤-13,-25≤r2≤-21;
17、第三双凸透镜:18≤r1≤21,-13≤r2≤-16;
18、第三弯月透镜:-13≤r1≤-16,-22≤r2≤-19;
19、第四弯月透镜:-15≤r1≤-11,-53≤r2≤-50;
20、其中,r1为物侧面曲率,r2为像侧面曲率。
21、进一步地,所述光学系统的焦距为35mm±5%,分辨率达到8mp,光圈为1.8。
22、进一步地,三组胶合透镜中的至少两组采用超低色散玻璃制成。
23、本发明具有如下优点:
24、通过设置首枚透镜为正弯月透镜,能够汇聚更大角度的光线进入光学系统,实现大孔径大光圈;将孔径光阑设置在第三片与第四片透镜之间,位于光学系统的前端,限制孔径光阑前的正弯月透镜和胶合透镜组汇聚来的大角度光线,可有效减少像差提高清晰度;在孔径光阑两端各设置一组胶合透镜,实现良好的消色差作用,提高红外共焦清晰度;总共设置三组胶合透镜,有效减少系统总长的同时实现消色差,提高红外清晰度;最后一枚镜片采用负弯月透镜,将光线发散实现大靶面;从而仅通过九片透镜组成的光学系统实现焦距在35mm±5%,相面满足1’全视场同等画质,分辨率达8mp,光圈1.8的光学系统,大靶面高清成像,综合性能十分突出,并且九片光学透镜无特殊形状,便于加工,对公差敏感度低,可批量生产。
1.一种定焦高清长焦红外共焦成像光学系统,其特征在于:从物面到像面依次包括第一弯月透镜、第一双凸透镜、第一双凹透镜、第二双凹透镜、第二双凸透镜、第二弯月透镜、第三双凸透镜、第三弯月透镜以及第四弯月透镜;其中,第一双凸透镜与第一双凹透镜组成第一胶合透镜,第二双凹透镜与第二双凸透镜组成第二胶合透镜,第三双凸透镜与第三弯月透镜组成第三胶合透镜;第一弯月透镜和第三弯月透镜为正弯月透镜,第二弯月透镜和第四弯月透镜为负弯月透镜;孔径光阑设置在第一双凹透镜与第二双凹透镜之间。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于:在第一弯月透镜和第一双凸透镜之间设置第一虚拟面,用于限制进入的光线角度,减少杂光进入。
3.根据权利要求2所述的光学系统,其特征在于:所述第一虚拟面的浮动孔径为透镜直径的0.1%-8%。
4.根据权利要求1、2、3任一项所述的光学系统,其特征在于:在第二弯月透镜和第三双凸透镜之间设置第二虚拟面,用于限制第二弯月透镜所发散的光线角度。
5.根据权利要求4所述的光学系统,其特征在于:所述第二虚拟面的浮动孔径为透镜直径的0.3%-7%。
6.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于:第一弯月透镜与第一胶合透镜之间的光学间隔范围为0.1-0.2mm,第一胶合透镜与第二胶合透镜之间的光学间隔为7-8.5mm,第二胶合透镜与第二弯月透镜之间的光学间隔为0.1-0.2mm,第二弯月透镜与第三胶合透镜之间的光学间隔为0.3-0.9mm,第三胶合透镜与第四弯月透镜之间的光学间隔为7-8.5mm。
7.根据权利要求6所述的光学系统,其特征在于:各光学间隔通过设置对应的隔圈保持。
8.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于,九枚光学球面透镜的曲率满足以下关系:
9.根据权利要求8所述的光学系统,其特征在于:所述光学系统的焦距为35mm±5%,分辨率达到8mp,光圈为1.8。
10.根据权利要求1所述的光学系统,其特征在于:三组胶合透镜中的至少两组采用超低色散玻璃制成。