一种近红外光学镜头组制造技术

本实用新型专利技术提供一种近红外光学镜头组，其特征在于：沿光轴从物面侧至像面侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间；第一透镜具有正折光力，且其物面为凸表面，材料为塑胶或玻璃；第二透镜具有负折光力，且其物面为凹表面，材料为塑胶或玻璃；第三透镜具有正折光力，且其物面为凹表面、像面为凸表面，材料为塑胶；近红外光学镜头组满足成像光学波长范围包括790nm～880nm。该种结构的镜头组具有较好的红外光成像性能。同时通过采用塑胶镜片与玻璃镜片搭配或是全塑胶镜片组成光学镜头组，从而降低近红外光学镜头组的生产成本。

Near infrared optical lens group

The utility model provides a near infrared optical lens, which is characterized in that: along the optical axis from side to side as comprises a first lens, a second lens and third lens; between one aperture disposed on an object side and a second lens; a first lens having a positive refractive power, and its surface is a convex surface. Made of plastic or glass; the second lens having a negative refractive power, and its surface is a concave surface, made of plastic or glass; the third lens having a positive refractive power, and its surface is a concave surface, like surface is a convex surface, made of plastic; near infrared optical lens group for imaging optical wavelength range including 790nm ~ 880nm. The structure of the lens group has better infrared imaging performance. At the same time, the production cost of the near infrared optical lens group is reduced by using the plastic lens and glass lens or the whole plastic lens.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学镜头组，尤其涉及一种近红外光学镜头组。
技术介绍
红外系统比雷达系统的分辨率高，隐蔽性好，且不易受电子干扰，较之可见光系统具有能识别伪装、可昼夜工作、受天气影响较小等优点因而得到广泛应用。红外摄像机是应用在夜间，通过红外光源发出人们肉眼看不到的红外光线去照射被拍摄的物体，然后感光芯片接收被摄物反射的红外光形成图像的设备，所以红外摄像机可拍摄到黑暗环境下、白天明亮处但肉眼看不到的影像。也因此不论军用或民用范围，红外摄像机都广泛应用在了安防、监控等领域中。红外系统分为近红外和远红外系统。除夜视监控应用，近红外摄像机还可用于人眼虹膜识别。人眼虹膜能够反射特定波段的近红外光，通过增透虹膜反射的红外光线成像，结合识别算法，可以使得虹膜摄像设备在白天即使人带着眼镜也能进行识别。以往的近红外镜头采用玻璃球面镜片组成，但球面镜头的光学畸变改善在一定程度上被限制，因此非球面镜头成为主流。然而新的问题又导致了近红外镜头无法规模量产，那就是玻璃非球面镜头制造成本过于高昂。
技术实现思路
本技术提出了一种近红外光学镜头组，该种结构的镜头组具有较好的红外光成像性能。同时通过采用塑胶镜片与玻璃镜片搭配或是全塑胶镜片组成光学镜头组，从而降低近红外光学镜头组的生产成本。本技术披露的近红外光学镜头组针对性增强近红外光波段的成像效果，可用于夜视监控、人眼虹膜识别等，降低的成本优势有助于这些应用的发展。本技术披露的近红外光学镜头组结构，其特征在于：沿光轴从物面侧至像面侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间；第一透镜具有正折光力，且其物面为凸表面，材料为塑胶或玻璃；第二透镜具有负折光力，且其物面为凹表面，材料为塑胶或玻璃；第三透镜具有正折光力，且其物面为凹表面、像面为凸表面，材料为塑胶；近红外光学镜头组满足成像光学波长范围包括790nm～880nm。进一步的，所述近红外光学镜头组满足：TTL≤4.5mm；其中，TTL是所述近红外光学镜头组的总高。进一步的，所述近红外光学镜头组满足：f＞4.2mm；其中，f是所述近红外光学镜头组的有效焦距。进一步的，所述近红外光学镜头组满足：RImin＞0.70；其中，RImin是所述近红外光学镜头组的最小归一化相对照度值。进一步的，所述近红外光学镜头组满足：FOV＜45°；其中，FOV是所述近红外光学镜头组的系统视场角。进一步的，所述近红外光学镜头组满足：FNO≤3.5；其中，FNO是所述近红外光学镜头组的光圈数值。进一步的，所述近红外光学镜头组可采用近红外光学增透薄膜。其采用的增透膜增透的光波段包括770nm-900nm波段。选择不同的参数来优化，如总高、焦距、视场角、光圈等，本技术披露的镜头组可以基于基本结构实现微型化，更大进光量及放大率等特化，从而满足特殊应用的需求。附图说明图1为本技术第一个实施例的近红外光学镜头组结构示意图图2为本技术第一个实施例的近红外光学镜头组场曲和畸变曲线示意图图3为本技术第一个实施例的近红外光学镜头组MTF(调制传递函数)曲线评价示意图图4为本技术第一个实施例的近红外光学镜头组结构的归一化相对照度示意图图5为本技术第二个实施例的近红外光学镜头组结构示意图图6为本技术第二个实施例的近红外光学镜头组场曲和畸变曲线示意图图7为本技术第二个实施例的近红外光学镜头组MTF(调制传递函数)曲线评价示意图图8为本技术第二个实施例的近红外光学镜头组结构的归一化相对照度示意图图9为本技术第二个实施例的近红外光学镜头组在可见光光源下的MTF(调制传递函数)曲线评价示意图具体实施方式本技术披露的一种近红外光学镜头组结构如下：沿光轴从物面侧至像面侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间。这里孔径光阑的位置决定镜头组的进光量和景深，应用中可以通过调整其位置来达到客户需求。所述第一透镜具有正折光力，且其物面为凸表面，此设计可保证足够的进光量。所述第二透镜具有负折光力，可以起到平衡镜头组的折光力的作用，从而减小场曲。第二透镜物面为凹表面，能够控制镜头组内光线的发散性。第一透镜和第二透镜材料可以为塑胶或玻璃，采用塑胶材料时可以降低镜头组成本。非球面的设计可以矫正像散和球差。所述第三透镜具有正折光力，且其物面为凹表面、像面为凸表面，这样的结构设计可以矫正高级像差，延长焦距。材料使用塑胶，使得非球面成型更容易。所述近红外光学镜头组的成像光学波长控制在一定范围内，如790nm～880nm，才能配合光源实现夜视监控等功能。具体的，当所述近红外光学镜头组满足关系式TTL≤4.5mm时，镜头组体积越小，自由度更高，可以应用于便携设备中。近红外光学镜头组满足以下关系式：f＞4.2mm。此时，镜头组的放大率更能符合虹膜识别应用需求。当满足关系式RImin＞0.70时，所述近红外光学镜头组相对照度表现能够充分利用到光源的能量，保证边缘成像区域的像质。所述近红外光学镜头组满足关系式：FOV＜45°，此时，镜头组成像像素利用率提高，可协助降低后端算法应用的调整难度，提高运算速率，体验感提升。近红外光学镜头组满足关系式：FNO≤3.5；此时，镜头组的进光量和景深更平衡，适合于夜视监控和虹膜识别应用需求。所述近红外光学镜头组还可采用近红外光学增透薄膜，增透膜增透光波段为770nm-900nm，此时镜头组可省去滤光片，作为一个“双通道”器件使用。本技术披露的近红外光学镜头组结构中，透镜的透镜面可采用球面设计和非球面设计。采用非球面设计时，非球面系数可由但不仅限于下列非球面特性方程定义：其中，X是在非球面上距离光轴距离为Y的点到子午面在非球面上的顶点之间的相对距离，Y是非球面曲点到光轴的距离，R代表了透镜表面的曲率半径，k代表了圆锥系数，Ai代表了每个透镜面第i阶非球面系数。在实施例中，i可以是2,4,6,8,10,12,14但不局限于该范围。根据上述实施方式，以下给出具体的实施例，配合附图作进一步的详细说明，但是本技术的结构不仅限于以下实施例。图1给出了本技术第一个实施例的红外光学镜头组光学结构示意图，沿光轴从物面侧到像面侧依次为第一透镜11、孔径光阑10、第二透镜12、第三透镜13、红外滤光片G以及成像面14，其中，第二透镜12为玻璃材质，第一透镜11、第三透镜13为塑胶材质。其中第一透镜11具有正折光力，且其物面101为凸表面，像面102为平面。第二透镜12具有负折光力，且其物面103在为凹表面，像面104在近轴区域为平面。第三透镜13具有负折光力，且其物面105为凹表面，像面106为凸表面。C为镜头组光学性能主光线。红外滤光片G为红外带通滤光片，可降低或滤除可见光和远红外光等其他光波，增透近红外光波，使成像面能够接收到更强的光信号。图2为第一个实施例的红外光学镜头组的场曲和畸变图。场曲图中的纵坐标为像高Y，横坐标偏移量越小说明镜头组光学性能之一的场曲表现越好。畸变图中的纵坐标为像高Y，横坐标为畸变值，合格的光学系统其畸变应小于2％。本实施例畸变最大值为1.1％，符合需求。图3为第一个实施例的红外光学镜头组的MTF(调制传递函数)曲线，该图反映了镜头组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外光学镜头组，其特征在于：沿光轴从物面侧至像面侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间；所述第一透镜具有正折光力，且其物面为凸表面，材料为塑胶或玻璃；所述第二透镜具有负折光力，且其物面为凹表面，材料为塑胶或玻璃；所述第三透镜具有正折光力，且其物面为凹表面、像面为凸表面，材料为塑胶；所述近红外光学镜头组满足成像光学波长范围包括790nm~880nm。

【技术特征摘要】
1.一种近红外光学镜头组，其特征在于：沿光轴从物面侧至像面侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜；其中一孔径光阑置于物面侧与第二透镜之间；所述第一透镜具有正折光力，且其物面为凸表面，材料为塑胶或玻璃；所述第二透镜具有负折光力，且其物面为凹表面，材料为塑胶或玻璃；所述第三透镜具有正折光力，且其物面为凹表面、像面为凸表面，材料为塑胶；所述近红外光学镜头组满足成像光学波长范围包括790nm~880nm。2.根据权利要求1所述的近红外光学镜头组，其特征在于所述近红外光学镜头组还满足以下关系式：TTL≤4.5mm；其中，TTL是所述近红外光学镜头组的总高。3.根据权利要求1所述的近红外光学镜头组，其特征在于：所述近红外光学镜头组还满足以下关系式：f＞4.2mm；其中，f是所述近红外光学镜头组的有效焦距。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙锋青，杨帆，
申请(专利权)人：厦门颉轩光电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35