近红外大光圈镜头制造技术

本发明专利技术涉及一种近红外大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第一透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为负光焦度透镜；所述第二透镜、所述第三透镜、所述第六透镜和所述第七透镜为正光焦度透镜；沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜为凸‑凹透镜；所述第五透镜为凹‑凸透镜；所述第六透镜为双凸透镜；所述第七透镜为凸‑凹透镜。本发明专利技术的近红外大光圈镜头具有大视场角、低畸变和体积小的特点。

Near infrared large aperture lens

The present invention relates to a near infrared large aperture lens, which comprises: first lens, second lens, third lens, aperture, fourth lens, fifth lens, sixth lens and seventh lens arranged sequentially along the optical axis from the object side to the image side; the first lens, the fourth lens and the fifth lens are negative focal lenses; The second lens, the third lens, the sixth lens and the seventh lens are positive focal lenses; the first lens is a convex concave lens along the direction from the object side to the image side; the fifth lens is a concave convex lens; the sixth lens is a biconvex lens; and the seventh lens is a convex concave lens. The near-infrared large aperture lens of the invention has the characteristics of large field angle, low distortion and small volume.

【技术实现步骤摘要】
近红外大光圈镜头
本专利技术涉及光学探测系统设计
，尤其涉及一种近红外大光圈镜头。
技术介绍
红外探测镜头广泛应用于军工装备、安防监控、三维空间测量等。随着向高精尖领域应用的扩大，对红外探测镜头提出了新的更高的要求。红外探测镜头最重要的性能指标是对接收通光量的要求，要求其在光线微弱的环境中，仍能最大程度地收集到由物体反射回来的红外光线，以充分获取目标物体的信息；并且保证像面边缘有较高的亮度，以提高对边缘视场的探测能力。同时，红外探测镜头也需要满足大角度和低畸变以及小型化的要求，以提高对三维空间的测量精度。目前常见的大光圈近红外镜头一般是由6—10片透镜组成，在光线极弱的应用环境中，难以满足大通光量的要求，收集不到足够的反射红外光线且成像面边缘的亮度较暗，使得对三维空间的测量精度降低。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于解决上述问题，提供一种大视场角、低畸变以及体积小的超大光圈近红外大光圈镜头。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种近红外大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜；所述第一透镜、所述第四透镜和所述第五透镜为负光焦度透镜；所述第二透镜、所述第三透镜、所述第六透镜和所述第七透镜为正光焦度透镜；沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜为凸-凹透镜；所述第五透镜为凹-凸透镜；所述第六透镜为双凸透镜；所述第七透镜为凸-凹透镜。根据本专利技术的一个方面，所述镜头的有效焦距f与所述镜头的入瞳直径D满足关系式：f/D＜1.1。根据本专利技术的一个方面，所述镜头的轴外视场的有效光圈值Foff与所述镜头的轴上视场的有效光圈值Fon满足关系式：Foff/Fon＜1.35。根据本专利技术的一个方面，所述镜头的半像高IH与所述镜头的视场角FOV满足关系式：3.75＜IH/tan(FOV/2)＜4.0。根据本专利技术的一个方面，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜至所述第七透镜的朝向物侧的面为第一光学面，朝向像侧的面为第二光学面，所述第一透镜的第二光学面的光学有效口径D1-2与所述第一透镜的第二光学面的曲率半径R1-2满足关系式：1.35＜D1-2/R1-2＜1.9。根据本专利技术的一个方面，所述第五透镜的第一光学面的曲率半径R5-1满足：-15.00＜R5-1＜-7.50；所述第五透镜的第二光学面的曲率半径R5-2满足：-31.00＜R5-2＜-9.00；所述第五透镜的第一光学面的曲率半径R5-1与所述第五透镜的第二光学面的曲率半径R5-2满足关系式：1.10＜R5-2/R5-1＜2.1。根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的有效焦距f1与所述镜头的有效焦距f满足关系式：-3.00＜f1/f＜-1.90；所述第二透镜的有效焦距f2与所述镜头的有效焦距f满足关系式：4.00＜f2/f＜7.50。根据本专利技术的一个方面，所述第三透镜的有效焦距f3与所述镜头的有效焦距f满足关系式：2.00＜f3/f＜4.00；所述第四透镜的有效焦距f4与所述镜头的有效焦距f满足关系式：-30.00＜f4/f＜-12.00。根据本专利技术的一个方面，所述第五透镜的有效焦距f5与所述镜头的有效焦距f满足关系式：-24.00＜f5/f＜-6.0；所述第六透镜的有效焦距f6与所述镜头的有效焦距f满足关系式：1.60＜f6/f＜2.30；所述第七透镜的有效焦距f7与所述镜头的有效焦距f满足关系式：4.00＜f7/f＜5.50。根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜材料的折射率为nd1,阿贝数为vd1，分别满足：1.80＜nd1＜2.10，17<vd1＜35；所述第四透镜材料的折射率为nd4，阿贝数为vd4，分别满足：1.60＜nd4＜1.9，25<vd4＜64。根据本专利技术的一个方面，所述第七透镜为玻璃非球面透镜，所述第七透镜材料的折射率为nd7，满足:nd7＞1.75。根据本专利技术的一个方面，所述第七透镜的矢高满足以下关系式：1.00＜SAG1_1.0h/SAG1_0.8h＜1.501.60＜SAG1_0.8h/SAG1_0.6h＜1.802.0＜SAG1_0.6h/SAG1_0.4h＜2.503.00＜SAG1_0.4h/SAG1_0.2h＜4.00其中，SAG1_1.0h为所述第七透镜的第一光学面上最大光学有效径处的矢高，SAG1_0.8h为所述第七透镜的第一光学面上0.8倍最大光学有效径处的矢高，SAG1_0.6h为所述第七透镜的第一光学面上0.6倍最大光学有效径处的矢高，SAG1_0.4h为所述第七透镜的第一光学面上0.4倍最大光学有效径处的矢高，SAG1_0.2h为所述第七透镜的第一光学面上0.2倍最大光学有效径处的矢高。根据本专利技术的一个方面，所述第七透镜的第一光学面的曲率半径R7-1与所述第七透镜的中心厚度CT满足关系式：2.50＜R7-1/CT＜3.10；所述第七透镜的第二光学面的曲率半径R7-2与所述第七透镜的中心厚度CT满足关系式：3.10＜R7-2/CT＜5.20。根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜均采用光学玻璃材料制成。根据本专利技术的一个方案，在镜头特定的位置设置特定光焦度的透镜，实现正光焦度透镜和负光焦度透镜的合理搭配，使大角度入射的光线能渐次以较小的角度通过每一片透镜，有利于校正系统像差，降低系统的公差敏感度。光阑设置在第三透镜和第四透镜之间，将系统的七片透镜合理分开，光阑前由第一透镜、第二透镜和第三透镜组成前组；光阑后由第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜组成后组。前组主要将入射光线的角度收小，使得光线能以较小的角度通过光阑，有利于后组控制畸变和校正像差。根据本专利技术的一个方案，第一透镜为凸-凹透镜，第五透镜为凹-凸透镜，第六透镜为双凸透镜，第七透镜为凸-凹透镜。如此设置，使得主光线能以较小的角度入射到其表面上，有效降低系统的公差敏感性，更有利于加工生产。并且第六透镜为双凸时，有利于光线平缓地由前面的第五透镜过渡到最后的第七透镜，校正像差，控制畸变，提高相对照度。根据本专利技术的一个方案，镜头的有效焦距f与镜头的入瞳直径D满足关系式：f/D＜1.1。如此设置，使得镜头的大光圈保证了在光线微弱的环境中，镜头仍能最大程度地收集到由物体反射回来的近红外光线，使像面有足够的亮度，能够充分获取所探测目标的信息，提高对三维空间探测的精度。根据本专利技术的一个方案，镜头的轴外视场的有效光圈值Foff与镜头的轴上视场的有效光圈值Fon满足关系式：Foff/Fon＜1.35。满足此关系，可在最大程度收集物体反射回来的近红外光线的同时，保证像面边缘有足够的亮度，进而使画面的整体亮度从中心到边缘均匀过度，提高镜头对三维空间的探测精度。根据本专利技术的一个方案，镜头的半像高IH与镜头的视场角FOV满足关系式：3.75＜IH/tan(FOV/2)＜4.0。如此设置，使得在保证系统满足一定视场角度和像高的前提下，有效控制光学系统的畸变量，最大程度降低因畸变而导致的对三维空间的探测误差。根据本专利技术的一个方案，使第一透镜向着光阑弯曲，形成类似弯月的形状，减小主光线的入射高度，有利于校正轴外视场的像差。同时保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、光阑(S)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第七透镜(7)；其特征在于，所述第一透镜(1)、所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)为负光焦度透镜；所述第二透镜(2)、所述第三透镜(3)、所述第六透镜(6)和所述第七透镜(7)为正光焦度透镜；沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜(1)为凸‑凹透镜；所述第五透镜(5)为凹‑凸透镜；所述第六透镜(6)为双凸透镜；所述第七透镜(7)为凸‑凹透镜。

【技术特征摘要】
1.一种近红外大光圈镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、光阑(S)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)和第七透镜(7)；其特征在于，所述第一透镜(1)、所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)为负光焦度透镜；所述第二透镜(2)、所述第三透镜(3)、所述第六透镜(6)和所述第七透镜(7)为正光焦度透镜；沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜(1)为凸-凹透镜；所述第五透镜(5)为凹-凸透镜；所述第六透镜(6)为双凸透镜；所述第七透镜(7)为凸-凹透镜。2.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述镜头的有效焦距f与所述镜头的入瞳直径D满足关系式：f/D＜1.1。3.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述镜头的轴外视场的有效光圈值Foff与所述镜头的轴上视场的有效光圈值Fon满足关系式：Foff/Fon＜1.35。4.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述镜头的半像高IH与所述镜头的视场角FOV满足关系式：3.75＜IH/tan(FOV/2)＜4.0。5.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，沿着物侧至像侧的方向，所述第一透镜(1)至所述第七透镜(7)的朝向物侧的面为第一光学面，朝向像侧的面为第二光学面，所述第一透镜(1)的第二光学面的光学有效口径D1-2与所述第一透镜的第二光学面的曲率半径R1-2满足关系式：1.35＜D1-2/R1-2＜1.9。6.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第五透镜(5)的第一光学面的曲率半径R5-1满足：-15.00＜R5-1＜-7.50；所述第五透镜(5)的第二光学面的曲率半径R5-2满足：-31.00＜R5-2＜-9.00；所述第五透镜(5)的第一光学面的曲率半径R5-1与所述第五透镜(5)的第二光学面的曲率半径R5-2满足关系式：1.10＜R5-2/R5-1＜2.10。7.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的有效焦距f1与所述镜头的有效焦距f满足关系式：-3.00＜f1/f＜-1.90；所述第二透镜(2)的有效焦距f2与所述镜头的有效焦距f满足关系式：4.00＜f2/f＜7.50。8.根据权利要求1所述的近红外大光圈镜头，其特征在于，所述第三透镜(3)的有效焦距f3与所述镜头的有效焦距f满足关系式：2.00＜f3/f＜4.00；所述第四透镜(4)的有效焦距f4与所述镜头的有效焦距f满足关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦晓鹏，
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