一種實現溫度補償的光學鏡頭制造技術

本發明專利技術公開了一種實現溫度補償的光學鏡頭，包括有鏡頭外殼，所述鏡頭外殼內從物方到像方設有由光學玻璃和/或光學樹脂制成的透鏡，依次包括：第一透鏡，其具有負光焦度的草帽型透鏡；第二透鏡，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第三透鏡，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第四透鏡，其具有負光焦度的雙凹型透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間設有光闌元件，所述第四透鏡光連接有濾色片，所述鏡頭導入的可見光波段與近紅外波段在同一焦面聚焦，使其在白天和夜晚模式下均能清晰成像。

【技術實現步驟摘要】
一種實現溫度補償的光學鏡頭[
]本專利技術涉及一種實現溫度補償的光學鏡頭。[
技術介紹
]隨著今年安防監控市場的迅速崛起、數碼處理及網絡傳輸速度的優化提升，對安防監控鏡頭的品質要求大大提高，從普通的監視需求到高清的鑒別，從機關單位單點小范圍應用到普通民用市場里的成本控制，及其嚴格、復雜多變的環境，對攝像鏡頭的要求越來越高。目前安防監控鏡頭一般采用4片至6片鏡片組成，全部為球面玻璃。隨著原材料價格的飆升，成品玻璃鏡片的價格也是越來越高，從而導致攝像鏡頭的成本居高不下，很難再普及型的應用到民用和玩具市場。從成本考量出發，就要減少玻璃鏡片使用數量，但是減少鏡片數量，帶來的就成像分辨率的嚴重下降，是不能被市場接受的。只有借助球面技術來減少鏡片元件的使用數量，玻璃非球面價格昂貴，不能使用。塑料非球面鏡片以其成本低廉，成型工藝成熟，生產效率高有利于大批大量生產的優勢被廣泛應用。但是受塑料材料本身物理特性所限，受溫度變化引起的熱脹冷縮對成像的影響非常大，溫度補償性能不佳，無法滿足在-30℃～+70℃的溫度范圍內保持較完美的成像清晰度。[
技術實現思路
]本專利技術克服了上述技術的不足，提供了一種實現溫度補償的光學鏡頭，是一種同時滿足可見光譜和近紅外光譜波段成像焦面不離焦的耐溫近紅外全高清鏡頭系統，通過采用塑料非球面技術實現溫度補償，極大的降低了鏡頭生產成本和提高了生產效率，可應用在民用、安防、玩具市場的攝影相機，能實現全天候不間斷清晰成像，能滿足適用不同地區溫度變化的環境條件。為實現上述目的，本專利技術采用了下列技術方案：一種實現溫度補償的光學鏡頭，包括有鏡頭外殼，所述鏡頭外殼內從物方到像方設有由光學玻璃和/或光學樹脂制成的透鏡，依次包括：第一透鏡1，其具有負光焦度且物方端為凸型、像方端為凹型的透鏡；第二透鏡3，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第三透鏡4，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第四透鏡5，其具有負光焦度的雙凹型透鏡；所述第一透鏡1與第二透鏡3之間設有光闌元件2，所述第四透鏡5光連接有濾色片6，所述鏡頭導入的可見光波段與近紅外波段在同一焦面聚焦，使其在白天和夜晚模式下均能清晰成像。所述鏡頭至少包含兩個高次非球面樹脂透鏡。所述高次非球面樹脂透鏡的非球面次數為16次。所述第一透鏡1為玻璃透鏡，所述第一透鏡1的折射率nd＜1.5，阿貝數vd＜70，所述第一透鏡1朝向物面的一面r1為凸面鏡，所述第一透鏡1與光闌元件2光連接的一面r2為凹面鏡。所述第二透鏡3為高次非球面樹脂透鏡，第二透鏡3的折射率nd＜1.54，阿貝數vd＜55，所述第二透鏡3與光闌元件2光連接的一面r3為凸面鏡，所述第二透鏡3與第三透鏡4光連接的一面r4為凸面鏡。所述第三透鏡4為玻璃透鏡，所述第三透鏡4的折射率nd＞1.75，阿貝數vd＞50，所述第三透鏡4與第二透鏡3光連接的一面r5為凸面鏡，所述第三透鏡4與第四透鏡5光連接的一面r6為凸面鏡。所述第四透鏡5為高次非球面透鏡，所述第四透鏡5的折射率nd＞1.63，阿貝數vd＞24，所述第四透鏡5與第三透鏡4光連接的一面r7為凹面鏡，所述第四透鏡5與濾色片6光連接的一面r8為凹面鏡。所述鏡頭的光圈值為F1.6以上。所述第一透鏡1焦距ff與第二透鏡3、第三透鏡4、第四透鏡5組合焦距fb的比值范圍為-1.8≤ff/fb≤-1.4。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術采用玻璃鏡片和塑膠鏡片混合配置，解決了可見光和近紅外光腳面漂移的問題，實現了可見光和近紅外光線高分辨率。2、本專利技術第二凸面透鏡和第四凹面透鏡采用了溫度補償技術，解決了外面環境溫度對鏡頭沖擊的影響，保證鏡頭在高低溫(-30℃到70℃)環境下都能清晰成像。3、本專利技術采用四片光學鏡片的光學結構，大大降低了鏡頭的生產成本以及提高了生產效率。[附圖說明]圖1為本專利技術結構示意圖；圖2為本專利技術可見光部分的軸向色差曲線圖；圖3為本專利技術紅外光部分的軸向色差曲線圖；圖4為本專利技術可見光部分的垂軸色差曲線圖；圖5為本專利技術紅外光部分的垂軸色差曲線圖；圖6為本專利技術可見光部分的像散和畸變曲線圖；圖7為本專利技術紅外光部分的像散和畸變曲線圖；圖8為本專利技術可見光部分的MTF曲線圖；圖9為本專利技術紅外光部分的MTF曲線圖；圖10為本專利技術可見光部分的-30度低溫下MTF曲線圖；圖11為本專利技術可見光部分的70度高溫下MTF曲線圖。[具體實施方式]下面結合附圖與本專利技術的實施方式作進一步詳細的描述：如圖1所示，一種實現溫度補償的光學鏡頭，包括有鏡頭外殼，所述鏡頭外殼內從物方到像方設有由光學玻璃和/或光學樹脂制成的透鏡，依次包括：第一透鏡1，其具有負光焦度的草帽型透鏡；第二透鏡3，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第三透鏡4，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第四透鏡5，其具有負光焦度的雙凹型透鏡；所述第一透鏡1與第二透鏡3之間設有光闌元件2，所述第四透鏡5光連接有濾色片6，所述鏡頭導入的可見光波段與近紅外波段在同一焦面聚焦，使其在白天和夜晚模式下均能清晰成像。其中，所述鏡頭至少包含兩個高次非球面樹脂透鏡；所述高次非球面樹脂透鏡的非球面次數為16次，本光學鏡頭由四片玻璃鏡片或塑膠鏡片混合配置而成，大大降低了生產成本。所述第一透鏡1朝向物面的一面r1為凸面鏡，用于降低光學系統畸變，畸變是物體和像失去相似性，對大視場鏡頭來說控制畸變非常重要；所述第一透鏡1與光闌元件2連接的一面r2為凹面鏡。其中，所述第一透鏡1折射率為nd＜1.5，阿貝數為vd＜70，能有效地降低大視場角的入射光線帶來的色差影響。所述第二透鏡3與光闌元件2光連接的一面r3為凸面鏡，所述第二透鏡3與第三透鏡4光連接的一面r4為凸面鏡，第二透鏡3可以快速匯聚第一透鏡1導入光學系統的光線，由于非球面的高階項系數變量多，讓殘余像差的校正地更加完善；并且第二透鏡3具有一定的厚度，可以減少大入射角度光線的場曲像差，因為當一個系統存在場曲時，不可能得到一整個像面都清晰的平面像(或視場中間清晰、視場邊緣清晰或視場中心清晰，即中心和周邊不同步)，避免了由于第二透鏡3過于薄，使匹茲萬場曲和系統的累積場曲難以校正。其中，所述第二透鏡3的折射率為nd＜1.54，阿貝數為vd＜55。所述第三透鏡4與第二透鏡3光連接的一面r5為凸面鏡；所述第三透鏡4與第四透鏡5光連接的一面r6為凸面鏡。其中，所述第三透鏡4的折射率nd＞1.75，阿貝數vd＞50，所述第三透鏡4匯聚經過第一透鏡1、第二透鏡3的光線，且第三透鏡4為低色散材料，能有效補償光學系統中的色差值。所述第四透鏡5與第三透鏡4光連接的一面r7為凹面鏡；所述第四透鏡5與濾色片6光連接的一面r8為凹面鏡，由于第四透鏡5為非球面，高階項系數變量多，讓殘余像差的校正得更加完善。其中，所述第四透鏡5的折射率nd＞1.63，阿貝數vd＞24。第二透鏡3和第四透鏡5進行合理的鏡片分配，保證產品能達到較好的性能，合理的溫度補償技術，保證鏡頭在高低溫(-30℃到70℃)環境下都能具備優良的性能。所述光闌元件2的光圈值大于F1.6，實現大光圈高速捕捉成像信息。鏡頭以光闌元件2為界把鏡頭劃分成前后兩組，其中前組鏡片(即第一透鏡1)的組合焦距用ff表示,后組鏡片(即第二透鏡3、第三透鏡4以及第四透鏡5)的組合焦距用fb表示，滿足條件：-1.8≤ff/fb≤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現溫度補償的光學鏡頭，其特征在于：包括有鏡頭外殼，所述鏡頭外殼內從物方到像方設有由光學玻璃和/或光學樹脂制成的透鏡，依次包括：第一透鏡(1)，其具有負光焦度的草帽型透鏡；第二透鏡(3)，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第三透鏡(4)，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第四透鏡(5)，其具有負光焦度的雙凹型透鏡；所述第一透鏡(1)與第二透鏡(3)之間設有光闌元件(2)，所述第四透鏡(5)光連接有濾色片(6)，所述鏡頭導入的可見光波段與近紅外波段在同一焦面聚焦，使其在白天和夜晚模式下均能清晰成像。

【技術特征摘要】
1.一種實現溫度補償的光學鏡頭，其特征在于：包括有鏡頭外殼，所述鏡頭外殼內從物方到像方設有由光學玻璃和/或光學樹脂制成的透鏡，依次包括：第一透鏡(1)，其具有負光焦度且物方端為凸型、像方端為凹型的透鏡；第二透鏡(3)，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第三透鏡(4)，其具有正光焦度的雙凸型透鏡；第四透鏡(5)，其具有負光焦度的雙凹型透鏡；所述第一透鏡(1)與第二透鏡(3)之間設有光闌元件(2)，所述第四透鏡(5)光連接有濾色片(6)，所述鏡頭導入的可見光波段與近紅外波段在同一焦面聚焦，使其在白天和夜晚模式下均能清晰成像，所述第一透鏡(1)焦距ff與第二透鏡(3)、第三透鏡(4)、第四透鏡(5)組合焦距fb的比值范圍為-1.8≤ff/fb≤-1.4。2.根據權利要求1所述的一種實現溫度補償的光學鏡頭，其特征在于：所述鏡頭至少包含兩個高次非球面樹脂透鏡。3.根據權利要求2所述的一種實現溫度補償的光學鏡頭，其特征在于：所述高次非球面樹脂透鏡的非球面次數為16次。4.根據權利要求1所述的一種實現溫度補償的光學鏡頭，其特征在于：所述第一透鏡(1)為玻璃透鏡，所述第一透鏡(1)的折射率nd＜1.5，阿貝數vd＜70，所述第一透...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高屹東，白興安，梁偉朝，范家永，陳鵬，翟林燕，趙會堂，吳正香，付湘發，蔡維展，靳明生，吳振，
申請(專利權)人：舜宇光學中山有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44