CN115327744B - 一种红外共焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种红外共焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜；经检测，本光学系统中心视场MTF值在200lp/mm处大于0.3，边缘视场MTF值在160lp/mm处均大于0.3，分辨率最高可达2000万像素，最大支持1.1寸芯片，畸变小于4％，Fno为1.4，相对照度大于40％，光学后焦＞10mm满足各个相机需求，光学总长小于90mm，焦距为35mm。
Description
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种红外共焦镜头。
背景技术
随着光学相机镜头的蓬勃发展，安防市场的持续升温，国家对于道路安全更为注重。日夜共焦实现了白天与夜晚同清晰度，对于夜晚的监控更加有利。市面大多数道路监控镜头不具备日夜共焦功能，都是使用不等厚的滤光片来实现，分辨率普遍为800万像素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种红外共焦镜头。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种红外共焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜；
所述第一透镜和第二透镜组成密封连接的第一胶合组，所述第三透镜和第四透镜组成密封连接的第二胶合组，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜和第七透镜组成密封连接的第三胶合组，所述第八透镜和第九透镜组成密封连接的第四胶合组，所述第十透镜和第十一透镜均为弯月透镜；
所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔范围为10mm～11mm，所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔范围为0mm～0.2mm，所述第五透镜和光阑的空气间隔范围为1mm～3mm，所述第七透镜和第八透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm，所述第九透镜和第十透镜之间的空气间隔范围为0mm～1mm，所述第十透镜和第十一透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种红外共焦镜头，采用四组十一片式结构，满足日夜离焦量小于0.01mm，分辨率最高可达2000万像素。经检测，本光学系统中心视场MTF值在200lp/mm处大于0.3，边缘视场MTF值在160lp/mm处均大于0.3，分辨率最高可达2000万像素，最大支持1.1寸芯片，畸变小于4％，Fno为1.4，相对照度大于40％，光学后焦＞10mm满足各个相机需求，光学总长小于90mm，焦距为35mm。
附图说明
图1为本发明的一种红外共焦镜头的镜片结构示意图；
图2是本发明的一种红外共焦镜头的MTF图；
图3是本发明的一种红外共焦镜头的光线光扇图；
图4是本发明的一种红外共焦镜头的畸变图；
图5是本发明的一种红外共焦镜头的弥散斑图；
标号说明：
1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第七透镜；8、第八透镜；9、第九透镜；10、第十透镜；11、第十一透镜。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图5，本发明提供的一种红外共焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜；
所述第一透镜和第二透镜组成密封连接的第一胶合组，所述第三透镜和第四透镜组成密封连接的第二胶合组，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜和第七透镜组成密封连接的第三胶合组，所述第八透镜和第九透镜组成密封连接的第四胶合组，所述第十透镜和第十一透镜均为弯月透镜；
所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔范围为10mm～11mm，所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔范围为0mm～0.2mm，所述第五透镜和光阑的空气间隔范围为1mm～3mm，所述第七透镜和第八透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm，所述第九透镜和第十透镜之间的空气间隔范围为0mm～1mm，所述第十透镜和第十一透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种红外共焦镜头，采用四组十一片式结构，满足日夜离焦量小于0.01mm，分辨率最高可达2000万像素。经检测，本光学系统中心视场MTF值在200lp/mm处大于0.3，边缘视场MTF值在160lp/mm处均大于0.3，分辨率最高可达2000万像素，最大支持1.1寸芯片，畸变小于4％，Fno为1.4，相对照度大于40％，光学后焦＞10mm满足各个相机需求，光学总长小于90mm，焦距为35mm。
进一步的，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、第十透镜和第十一透镜，进一步满足以下光学条件：
2.0<n1<2.1，20<v1<30；
1.6<n2<1.7，30<v2<40；
1.7<n3<1.8，20<v3<30；
1.5<n4<1.6，60<v4<70；
1.8<n5<1.9，30<v5<40；
1.5<n6<1.6，60<v6<70；
1.4<n7<1.5，60<v7<70；
1.5<n8<1.6，60<v8<70；
1.6<n9<1.7，30<v9<40；
1.7<n10<1.8，50<v10<60；
1.9<n11<2，10<v11<20；
其中，n1-n11依次为第一透镜-第十一透镜的折射率，v1-v11依次为第一透镜-第十一透镜的阿贝系数。
进一步的，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、第十透镜和第十一透镜进一步满足以下光学条件：
所述第一透镜远离第二透镜的侧面的曲率半径范围为20～30，所述第一透镜靠近第二透镜的侧面的曲率半径范围为50～60；
所述第二透镜远离第三透镜的侧面的曲率半径范围为50～60，所述第二透镜靠近第三透镜的侧面的曲率半径范围为12～15；
所述第三透镜远离第四透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30，所述第三透镜靠近第四透镜的侧面的曲率半径范围为40～50；
所述第四透镜远离第五透镜的侧面的曲率半径范围为40～50，所述第四透镜靠近第五透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30；
所述第五透镜远离第六透镜的侧面的曲率半径范围为60～70，所述第五透镜靠近第六透镜的侧面的曲率半径范围为-140～-150；
所述第六透镜远离第七透镜的侧面的曲率半径范围为30～40，所述第六透镜靠近第七透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30；
所述第七透镜远离第八透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30，所述第七透镜靠近第八透镜的侧面的曲率半径范围为10～20；
所述第八透镜远离第九透镜的侧面的曲率半径范围为30～40，所述第八透镜靠近第九透镜的侧面的曲率半径范围为-10～-20；
所述第九透镜远离第十透镜的侧面的曲率半径范围为-10～-20，所述第九透镜靠近第十透镜的侧面的曲率半径范围为20～30；
所述第十透镜远离第十一透镜的侧面的曲率半径范围为20～30，所述第十透镜靠近第十一透镜的侧面的曲率半径范围为80～100；
所述第十一透镜靠近第十透镜的侧面的曲率半径范围为-100～-120，所述第十一透镜远离第十透镜的侧面的曲率半径范围为-30～-40。
进一步的，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、第十透镜和第十一透镜进一步满足以下光学条件：
所述第一透镜的中心厚度范围为5mm～6mm；
所述第二透镜的中心厚度范围为2mm～3mm；
所述第三透镜的中心厚度范围为5mm～6mm；
所述第四透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
所述第五透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
所述第六透镜的中心厚度范围为7mm～8mm；
所述第七透镜的中心厚度范围为1mm～2mm；
所述第八透镜的中心厚度范围为7mm～8mm；
所述第九透镜的中心厚度范围为1mm～2mm；
所述第十透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
所述第十一透镜的中心厚度范围为3mm～4mm。
进一步的，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、第十透镜和第十一透镜的组合焦距为35mm，所述红外共焦镜头的光学总长小于90mm。
请参照图1至图5，本发明的实施例一为：
本发明提供的一种红外共焦镜头，包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、光阑、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10和第十一透镜11；
所述第一透镜和第二透镜组成密封连接的第一胶合组，所述第三透镜和第四透镜组成密封连接的第二胶合组，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜和第七透镜组成密封连接的第三胶合组，所述第八透镜和第九透镜组成密封连接的第四胶合组，所述第十透镜和第十一透镜均为弯月透镜；
所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔范围为10mm～11mm，所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔范围为0mm～0.2mm，所述第五透镜和光阑的空气间隔范围为1mm～3mm，所述第七透镜和第八透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm，所述第九透镜和第十透镜之间的空气间隔范围为0mm～1mm，所述第十透镜和第十一透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm。
其中，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、第十透镜和第十一透镜进一步满足以下光学条件：
2.0<n1<2.1，20<v1<30；所述第一透镜远离第二透镜的侧面(S1)的曲率半径范围为20～30，所述第一透镜靠近第二透镜的侧面(S2)的曲率半径范围为50～60；所述第一透镜的中心厚度范围为5mm～6mm；
1.6<n2<1.7，30<v2<40；所述第二透镜远离第三透镜的侧面(S2)的曲率半径范围为50～60，所述第二透镜靠近第三透镜的侧面(S3)的曲率半径范围为12～15；所述第二透镜的中心厚度范围为2mm～3mm；
1.7<n3<1.8，20<v3<30；所述第三透镜远离第四透镜的侧面(S4)的曲率半径范围为-20～-30，所述第三透镜靠近第四透镜的侧面(S5)的曲率半径范围为40～50；所述第三透镜的中心厚度范围为5mm～6mm；
1.5<n4<1.6，60<v4<70；所述第四透镜远离第五透镜的侧面(S5)的曲率半径范围为40～50，所述第四透镜靠近第五透镜的侧面(S6)的曲率半径范围为-20～-30；所述第四透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
1.8<n5<1.9，30<v5<40；所述第五透镜远离第六透镜的侧面(S7)的曲率半径范围为60～70，所述第五透镜靠近第六透镜的侧面(S8)的曲率半径范围为-140～-150；所述第五透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
1.5<n6<1.6，60<v6<70；所述第六透镜远离第七透镜的侧面(S10)的曲率半径范围为30～40，所述第六透镜靠近第七透镜的侧面(S11)的曲率半径范围为-20～-30；所述第六透镜的中心厚度范围为7mm～8mm；
1.4<n7<1.5，60<v7<70；所述第七透镜远离第八透镜的侧面(S11)的曲率半径范围为-20～-30，所述第七透镜靠近第八透镜的侧面(S12)的曲率半径范围为10～20；所述第七透镜的中心厚度范围为1mm～2mm；
1.5<n8<1.6，60<v8<70；所述第八透镜远离第九透镜的侧面(S13)的曲率半径范围为30～40，所述第八透镜靠近第九透镜的侧面(S14)的曲率半径范围为-10～-20；所述第八透镜的中心厚度范围为7mm～8mm；
1.6<n9<1.7，30<v9<40；所述第九透镜远离第十透镜的侧面(S14)的曲率半径范围为-10～-20，所述第九透镜靠近第十透镜的侧面(S15)的曲率半径范围为20～30；所述第九透镜的中心厚度范围为1mm～2mm；
1.7<n10<1.8，50<v10<60；所述第十透镜远离第十一透镜的侧面(S16)的曲率半径范围为20～30，所述第十透镜靠近第十一透镜的侧面(S17)的曲率半径范围为80～100；所述第十透镜的中心厚度范围为3mm～4mm；
1.9<n11<2，10<v11<20；所述第十一透镜靠近第十透镜的侧面(S18)的曲率半径范围为-100～-120，所述第十一透镜远离第十透镜的侧面(S19)的曲率半径范围为-30～-40。所述第十一透镜的中心厚度范围为3mm～4mm。
其中，n1-n11依次为第一透镜-第十一透镜的折射率，v1-v11依次为第一透镜-第十一透镜的阿贝系数。
在本实施例中，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、第十透镜和第十一透镜的组合焦距为35mm，所述红外共焦镜头的光学总长小于90mm。
本实施方案中光学总长为89mm，Fno1.45，畸变-3％，相对照度43％，光学后焦20.8mm。
具体实验数据如下表：
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种红外共焦镜头，采用四组十一片式结构，分辨率可达2000万像素。可实现日夜共焦功能。可实现在-30～70恶劣环境下，画面不出现模糊现象。公差分析良好，可达到量产水平。经检测，本光学系统中心视场MTF值在200lp/mm处大于0.3，边缘视场MTF值在160lp/mm处均大于0.3，分辨率最高可达2000万像素，最大支持1.1寸芯片，畸变小于4％，Fno为1.4，相对照度大于40％，光学后焦＞10mm满足各个相机需求，光学总长小于90mm，焦距为35mm。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种红外共焦镜头，其特征在于，包括由沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜组成；
所述第一透镜和第二透镜组成密封连接的第一胶合组，所述第三透镜和第四透镜组成密封连接的第二胶合组，所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜和第七透镜组成密封连接的第三胶合组，所述第八透镜和第九透镜组成密封连接的第四胶合组，所述第十透镜和第十一透镜均为弯月透镜；
所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔范围为10mm～11mm，所述第四透镜和第五透镜之间的空气间隔范围为0mm～0.2mm，所述第五透镜和光阑的空气间隔范围为1mm～3mm，所述第七透镜和第八透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm，所述第九透镜和第十透镜之间的空气间隔范围为0mm～1mm，所述第十透镜和第十一透镜之间的空气间隔范围为2mm～3mm；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、第十透镜和第十一透镜，进一步满足以下光学条件：
2.0≤n1<2.1，20<v1<30；
1.6<n2<1.7，30<v2<40；
1.7<n3<1.8，20<v3<30；
1.5<n4<1.6，60<v4<70；
1.8<n5<1.9，30<v5<40；
1.5<n6<1.6，60<v6<70；
1.4<n7<1.5，60<v7<70；
1.5<n8<1.6，60<v8<70；
1.6<n9<1.7，30<v9<40；
1.7<n10<1.8，50<v10<60；
1.9<n11<2，10<v11<20；
其中，n1-n11依次为第一透镜-第十一透镜的折射率，v1-v11依次为第一透镜-第十一透镜的阿贝系数；
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、第十透镜和第十一透镜进一步满足以下光学条件：
所述第一透镜远离第二透镜的侧面的曲率半径范围为20～30，所述第一透镜靠近第二透镜的侧面的曲率半径范围为50～60；
所述第二透镜远离第三透镜的侧面的曲率半径范围为50～60，所述第二透镜靠近第三透镜的侧面的曲率半径范围为12～15；
所述第三透镜远离第四透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30，所述第三透镜靠近第四透镜的侧面的曲率半径范围为40～50；
所述第四透镜远离第五透镜的侧面的曲率半径范围为40～50，所述第四透镜靠近第五透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30；
所述第五透镜远离第六透镜的侧面的曲率半径范围为60～70，所述第五透镜靠近第六透镜的侧面的曲率半径范围为-140～-150；
所述第六透镜远离第七透镜的侧面的曲率半径范围为30～40，所述第六透镜靠近第七透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30；
所述第七透镜远离第八透镜的侧面的曲率半径范围为-20～-30，所述第七透镜靠近第八透镜的侧面的曲率半径范围为10～20；
所述第八透镜远离第九透镜的侧面的曲率半径范围为30～40，所述第八透镜靠近第九透镜的侧面的曲率半径范围为-10～-20；
所述第九透镜远离第十透镜的侧面的曲率半径范围为-10～-20，所述第九透镜靠近第十透镜的侧面的曲率半径范围为20～30；
所述第十透镜远离第十一透镜的侧面的曲率半径范围为20～30，所述第十透镜靠近第十一透镜的侧面的曲率半径范围为80～100；
所述第十一透镜靠近第十透镜的侧面的曲率半径范围为-100～-120，所述第十一透镜远离第十透镜的侧面的曲率半径范围为-30～-40。
2.根据权利要求1所述的一种红外共焦镜头，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、第十透镜和第十一透镜的组合焦距为35mm，所述红外共焦镜头的光学总长小于90mm。
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