一种实现温度补偿的光学镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种实现温度补偿的光学镜头，包括有镜头外壳，所述镜头外壳内从物方到像方设有由光学玻璃和/或光学树脂制成的透镜，依次包括：第一透镜，其具有负光焦度的草帽型透镜；第二透镜，其具有正光焦度的双凸型透镜；第三透镜，其具有正光焦度的双凸型透镜；第四透镜，其具有负光焦度的双凹型透镜；所述第一透镜与第二透镜之间设有光阑元件，所述第四透镜光连接有滤色片，所述镜头导入的可见光波段与近红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。

【技术实现步骤摘要】
一种实现温度补偿的光学镜头[
]本专利技术涉及一种实现温度补偿的光学镜头。[
技术介绍
]随着今年安防监控市场的迅速崛起、数码处理及网络传输速度的优化提升，对安防监控镜头的品质要求大大提高，从普通的监视需求到高清的鉴别，从机关单位单点小范围应用到普通民用市场里的成本控制，及其严格、复杂多变的环境，对摄像镜头的要求越来越高。目前安防监控镜头一般采用4片至6片镜片组成，全部为球面玻璃。随着原材料价格的飙升，成品玻璃镜片的价格也是越来越高，从而导致摄像镜头的成本居高不下，很难再普及型的应用到民用和玩具市场。从成本考量出发，就要减少玻璃镜片使用数量，但是减少镜片数量，带来的就成像分辨率的严重下降，是不能被市场接受的。只有借助球面技术来减少镜片元件的使用数量，玻璃非球面价格昂贵，不能使用。塑料非球面镜片以其成本低廉，成型工艺成熟，生产效率高有利于大批大量生产的优势被广泛应用。但是受塑料材料本身物理特性所限，受温度变化引起的热胀冷缩对成像的影响非常大，温度补偿性能不佳，无法满足在-30℃～+70℃的温度范围内保持较完美的成像清晰度。[
技术实现思路
]本专利技术克服了上述技术的不足，提供了一种实现温度补偿的光学镜头，是一种同时满足可见光谱和近红外光谱波段成像焦面不离焦的耐温近红外全高清镜头系统，通过采用塑料非球面技术实现温度补偿，极大的降低了镜头生产成本和提高了生产效率，可应用在民用、安防、玩具市场的摄影相机，能实现全天候不间断清晰成像，能满足适用不同地区温度变化的环境条件。为实现上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种实现温度补偿的光学镜头，包括有镜头外壳，所述镜头外壳内从物方到像方设有由光学玻璃和/或光学树脂制成的透镜，依次包括：第一透镜1，其具有负光焦度且物方端为凸型、像方端为凹型的透镜；第二透镜3，其具有正光焦度的双凸型透镜；第三透镜4，其具有正光焦度的双凸型透镜；第四透镜5，其具有负光焦度的双凹型透镜；所述第一透镜1与第二透镜3之间设有光阑元件2，所述第四透镜5光连接有滤色片6，所述镜头导入的可见光波段与近红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。所述镜头至少包含两个高次非球面树脂透镜。所述高次非球面树脂透镜的非球面次数为16次。所述第一透镜1为玻璃透镜，所述第一透镜1的折射率nd＜1.5，阿贝数vd＜70，所述第一透镜1朝向物面的一面r1为凸面镜，所述第一透镜1与光阑元件2光连接的一面r2为凹面镜。所述第二透镜3为高次非球面树脂透镜，第二透镜3的折射率nd＜1.54，阿贝数vd＜55，所述第二透镜3与光阑元件2光连接的一面r3为凸面镜，所述第二透镜3与第三透镜4光连接的一面r4为凸面镜。所述第三透镜4为玻璃透镜，所述第三透镜4的折射率nd＞1.75，阿贝数vd＞50，所述第三透镜4与第二透镜3光连接的一面r5为凸面镜，所述第三透镜4与第四透镜5光连接的一面r6为凸面镜。所述第四透镜5为高次非球面透镜，所述第四透镜5的折射率nd＞1.63，阿贝数vd＞24，所述第四透镜5与第三透镜4光连接的一面r7为凹面镜，所述第四透镜5与滤色片6光连接的一面r8为凹面镜。所述镜头的光圈值为F1.6以上。所述第一透镜1焦距ff与第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5组合焦距fb的比值范围为-1.8≤ff/fb≤-1.4。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用玻璃镜片和塑胶镜片混合配置，解决了可见光和近红外光脚面漂移的问题，实现了可见光和近红外光线高分辨率。2、本专利技术第二凸面透镜和第四凹面透镜采用了温度补偿技术，解决了外面环境温度对镜头冲击的影响，保证镜头在高低温(-30℃到70℃)环境下都能清晰成像。3、本专利技术采用四片光学镜片的光学结构，大大降低了镜头的生产成本以及提高了生产效率。[附图说明]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术可见光部分的轴向色差曲线图；图3为本专利技术红外光部分的轴向色差曲线图；图4为本专利技术可见光部分的垂轴色差曲线图；图5为本专利技术红外光部分的垂轴色差曲线图；图6为本专利技术可见光部分的像散和畸变曲线图；图7为本专利技术红外光部分的像散和畸变曲线图；图8为本专利技术可见光部分的MTF曲线图；图9为本专利技术红外光部分的MTF曲线图；图10为本专利技术可见光部分的-30度低温下MTF曲线图；图11为本专利技术可见光部分的70度高温下MTF曲线图。[具体实施方式]下面结合附图与本专利技术的实施方式作进一步详细的描述：如图1所示，一种实现温度补偿的光学镜头，包括有镜头外壳，所述镜头外壳内从物方到像方设有由光学玻璃和/或光学树脂制成的透镜，依次包括：第一透镜1，其具有负光焦度的草帽型透镜；第二透镜3，其具有正光焦度的双凸型透镜；第三透镜4，其具有正光焦度的双凸型透镜；第四透镜5，其具有负光焦度的双凹型透镜；所述第一透镜1与第二透镜3之间设有光阑元件2，所述第四透镜5光连接有滤色片6，所述镜头导入的可见光波段与近红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，所述镜头至少包含两个高次非球面树脂透镜；所述高次非球面树脂透镜的非球面次数为16次，本光学镜头由四片玻璃镜片或塑胶镜片混合配置而成，大大降低了生产成本。所述第一透镜1朝向物面的一面r1为凸面镜，用于降低光学系统畸变，畸变是物体和像失去相似性，对大视场镜头来说控制畸变非常重要；所述第一透镜1与光阑元件2连接的一面r2为凹面镜。其中，所述第一透镜1折射率为nd＜1.5，阿贝数为vd＜70，能有效地降低大视场角的入射光线带来的色差影响。所述第二透镜3与光阑元件2光连接的一面r3为凸面镜，所述第二透镜3与第三透镜4光连接的一面r4为凸面镜，第二透镜3可以快速汇聚第一透镜1导入光学系统的光线，由于非球面的高阶项系数变量多，让残余像差的校正地更加完善；并且第二透镜3具有一定的厚度，可以减少大入射角度光线的场曲像差，因为当一个系统存在场曲时，不可能得到一整个像面都清晰的平面像(或视场中间清晰、视场边缘清晰或视场中心清晰，即中心和周边不同步)，避免了由于第二透镜3过于薄，使匹兹万场曲和系统的累积场曲难以校正。其中，所述第二透镜3的折射率为nd＜1.54，阿贝数为vd＜55。所述第三透镜4与第二透镜3光连接的一面r5为凸面镜；所述第三透镜4与第四透镜5光连接的一面r6为凸面镜。其中，所述第三透镜4的折射率nd＞1.75，阿贝数vd＞50，所述第三透镜4汇聚经过第一透镜1、第二透镜3的光线，且第三透镜4为低色散材料，能有效补偿光学系统中的色差值。所述第四透镜5与第三透镜4光连接的一面r7为凹面镜；所述第四透镜5与滤色片6光连接的一面r8为凹面镜，由于第四透镜5为非球面，高阶项系数变量多，让残余像差的校正得更加完善。其中，所述第四透镜5的折射率nd＞1.63，阿贝数vd＞24。第二透镜3和第四透镜5进行合理的镜片分配，保证产品能达到较好的性能，合理的温度补偿技术，保证镜头在高低温(-30℃到70℃)环境下都能具备优良的性能。所述光阑元件2的光圈值大于F1.6，实现大光圈高速捕捉成像信息。镜头以光阑元件2为界把镜头划分成前后两组，其中前组镜片(即第一透镜1)的组合焦距用ff表示,后组镜片(即第二透镜3、第三透镜4以及第四透镜5)的组合焦距用fb表示，满足条件：-1.8≤ff/fb≤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现温度补偿的光学镜头，其特征在于：包括有镜头外壳，所述镜头外壳内从物方到像方设有由光学玻璃和/或光学树脂制成的透镜，依次包括：第一透镜(1)，其具有负光焦度的草帽型透镜；第二透镜(3)，其具有正光焦度的双凸型透镜；第三透镜(4)，其具有正光焦度的双凸型透镜；第四透镜(5)，其具有负光焦度的双凹型透镜；所述第一透镜(1)与第二透镜(3)之间设有光阑元件(2)，所述第四透镜(5)光连接有滤色片(6)，所述镜头导入的可见光波段与近红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。

【技术特征摘要】
1.一种实现温度补偿的光学镜头，其特征在于：包括有镜头外壳，所述镜头外壳内从物方到像方设有由光学玻璃和/或光学树脂制成的透镜，依次包括：第一透镜(1)，其具有负光焦度且物方端为凸型、像方端为凹型的透镜；第二透镜(3)，其具有正光焦度的双凸型透镜；第三透镜(4)，其具有正光焦度的双凸型透镜；第四透镜(5)，其具有负光焦度的双凹型透镜；所述第一透镜(1)与第二透镜(3)之间设有光阑元件(2)，所述第四透镜(5)光连接有滤色片(6)，所述镜头导入的可见光波段与近红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，所述第一透镜(1)焦距ff与第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)组合焦距fb的比值范围为-1.8≤ff/fb≤-1.4。2.根据权利要求1所述的一种实现温度补偿的光学镜头，其特征在于：所述镜头至少包含两个高次非球面树脂透镜。3.根据权利要求2所述的一种实现温度补偿的光学镜头，其特征在于：所述高次非球面树脂透镜的非球面次数为16次。4.根据权利要求1所述的一种实现温度补偿的光学镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)为玻璃透镜，所述第一透镜(1)的折射率nd＜1.5，阿贝数vd＜70，所述第一透...

【专利技术属性】
技术研发人员：高屹东，白兴安，梁伟朝，范家永，陈鹏，翟林燕，赵会堂，吴正香，付湘发，蔡维展，靳明生，吴振，
申请(专利权)人：舜宇光学中山有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44