一种大光圈近红外镜头制造技术

本实用新型专利技术公开一种大光圈近红外镜头。包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜、所述光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和所述带通滤光片；所述第一透镜、所述第三透镜和所述第五透镜采用非球面透镜；所述第二透镜采用双凸形透镜；所述第四透镜采用平凸形透镜。本实用新型专利技术通过采用3片塑料非球面镜片加2片玻璃球面镜片组成2G3P玻塑混合光学结构，解决了视场角偏小、非球面镜片数偏多、光学总长TTL偏大等技术难题。

A Large Aperture Near Infrared Lens

【技术实现步骤摘要】
一种大光圈近红外镜头
本技术涉及红外镜头领域，特别是涉及一种大光圈近红外镜头。
技术介绍
近年来，机器人、智能安防、AR/VR、无人机等行业对深度摄像头的需求越来越突出。这类成像镜头工作在近红外波段，中心波长850nm，或者940nm，要求光圈大(F/#通常在1.0左右)、视场角大且畸变小、尺寸小。目前与这类成像镜头搭配的飞行时间(ToF，TimeOfFlight)传感器其像素数不高，像素间距较大，比如TI的OPT8241其像素数为320×240，不超过30万像素，像素间距15μm，因此分辨率要求不高，像方50lp/mm清晰可辨即可满足需求。专利号CN101950066A所公开的镜头，采用1G5P架构，非球面镜片数偏多，成本偏高；专利号CN105093487A所公开的镜头，采用8枚玻璃球面镜片，光学总长TTL大于15mm；专利号CN105911677A所公开的镜头，采用7枚玻璃球面镜片，对角线方向视场角DFOV难以达到90°。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种大光圈近红外镜头，解决了视场角偏小、非球面镜片数偏多、光学总长TTL偏大等技术难题。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种大光圈近红外镜头，包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜、所述光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和所述带通滤光片；所述第一透镜、所述第三透镜和所述第五透镜采用非球面透镜；所述第二透镜采用双凸形透镜；所述第四透镜采用平凸形透镜。可选的，所述第一透镜采用负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第一透镜朝向物方的一面为凸面，所述第一透镜朝向像方的一面为凹面。可选的，所述第二透镜采用具有正光焦度的双凸形玻璃透镜；所述第二透镜朝向物方的一面为凸面，所述第二透镜朝向像方的一面也为凸面，所述第二透镜的折射率nd2≥1.80，阿贝数Vd2≤50。可选的，所述第三透镜采用具有负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第三透镜朝向物方的一面为凹面，所述第三透镜朝向像方的一面为凸面。可选的，所述第四透镜采用具有正光焦度的平凸形玻璃透镜；所述第四透镜朝向物方的一面为凸面，所述第四透镜朝向像方的一面为平面，所述第四透镜的折射率nd4≥1.85，阿贝数Vd4≤40。可选的，所述第五透镜采用具有正光焦度的塑料非球面透镜。可选的，所述非球面透镜满足：其中，z表示沿着光轴方向的矢高，r表示光学表面上一点到光轴的距离，c表示该表面的曲率，k表示该表面的二次曲面常数，α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8分别为2阶、4阶、6阶、8阶、10阶、12阶、14阶、16阶的非球面系数。可选的，所述镜头以所述光阑为界把镜头划分成前后两组，其中所述第一透镜组成前组，所述前组的组合焦距记为ff，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜组成后组，所述后组的组合焦距记为fb，两者的比值-2<fb/ff<0。可选的，所述滤光片为近红外带通滤光片，所述滤光片对近红外波段830-870nm或者920-960nm的光谱透过率高，其余波段截止。可选的，所述镜头导入830nm-870nm或920nm-960nm近红外波段。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供一种大光圈近红外镜头，包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜、所述光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和所述带通滤光片；所述第一透镜、所述第三透镜和所述第五透镜采用非球面透镜；所述第二透镜采用双凸形透镜；所述第四透镜采用平凸形透镜。本技术通过采用3片塑料非球面镜片加2片玻璃球面镜片组成2G3P玻塑混合光学结构，解决了视场角偏小、非球面镜片数偏多、光学总长TTL偏大等技术难题，实现了大光圈(F/#＝1.1)、大视场角(对角线方向视场角DFOV≥90°)、结构紧凑(TTL≤15mm)、像平面主光线入射角CRA小(＜15°)等优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术大光圈近红外镜头组成图；图2为本技术光路示意图；图3为本技术近红外光830-870nm下的点列图；图4为本技术近红外光830-870nm下的MTF曲线图；图5为本技术近红外光830-870nm下的场曲和畸变图；图6为本技术近红外光830-870nm下的相对照度曲线图；图7为本技术近红外光830-870nm下的离焦MTF曲线图；图8为本技术近红外光830-870nm下的倍率色差曲线图；图9为本技术近红外光920-960nm下的MTF曲线图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种大光圈近红外镜头，解决了视场角偏小、非球面镜片数偏多、光学总长TTL偏大等技术难题。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术大光圈近红外镜头组成图。图2为本技术光路示意图。如图1和图2所示，一种大光圈近红外镜头，包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜1、所述光阑2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6和所述带通滤光片7；所述第一透镜1、所述第三透镜4和所述第五透镜6采用非球面透镜；所述第二透镜3采用双凸形透镜；所述第四透镜5采用平凸形透镜。所述镜头导入830nm～870nm或920nm～960nm近红外波段，应用于基于飞行时间(ToF，TimeOfFlight)传感器的深度成像，在对应芯片尺寸为1/3”时，具有大光圈(F/#＝1.1)、大视场角(对角线方向视场角DFOV≥90°)、结构紧凑(TTL≤15mm)、像平面主光线入射角CRA小(＜15°)等特点。所述第一透镜1采用负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第一透镜1朝向物方的一面为凸面，所述第一透镜1朝向像方的一面为凹面。所述第二透镜3采用具有正光焦度的双凸形玻璃透镜；所述第二透镜3朝向物方的一面为凸面，所述第二透镜3朝向像方的一面也为凸面，所述第二透镜3的折射率nd2≥1.80，阿贝数Vd2≤50。所述第三透镜4采用具有负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第三透镜4朝向物方的一面为凹面，所述第三透镜4朝向像方的一面为凸面。所述第四透镜5采用具有正光焦度的平凸形玻璃透镜；所述第四透镜5朝向物方的一面为凸面，所述第四透镜5朝向像方的一面为平面，所述第四透镜5的折射率nd4≥1.85，阿贝数Vd4≤40。所述第五透镜6采用具有正光焦度的塑料非球面透镜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大光圈近红外镜头，其特征在于，包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜、所述光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和所述带通滤光片；所述第一透镜、所述第三透镜和所述第五透镜采用非球面透镜；所述第二透镜采用双凸形透镜；所述第四透镜采用平凸形透镜。

【技术特征摘要】
1.一种大光圈近红外镜头，其特征在于，包括：镜筒、透镜、光阑和带通滤光片，所述镜筒内从物方到像方依次排列的光学透镜包括：第一透镜、所述光阑、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和所述带通滤光片；所述第一透镜、所述第三透镜和所述第五透镜采用非球面透镜；所述第二透镜采用双凸形透镜；所述第四透镜采用平凸形透镜。2.根据权利要求1所述的大光圈近红外镜头，其特征在于，所述第一透镜采用负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第一透镜朝向物方的一面为凸面，所述第一透镜朝向像方的一面为凹面。3.根据权利要求1所述的大光圈近红外镜头，其特征在于，所述第二透镜采用具有正光焦度的双凸形玻璃透镜；所述第二透镜朝向物方的一面为凸面，所述第二透镜朝向像方的一面也为凸面，所述第二透镜的折射率nd2≥1.80，阿贝数Vd2≤50。4.根据权利要求1所述的大光圈近红外镜头，其特征在于，所述第三透镜采用具有负光焦度的弯月形塑料非球面透镜；所述第三透镜朝向物方的一面为凹面，所述第三透镜朝向像方的一面为凸面。5.根据权利要求1所述的大光圈近红外镜头，其特征在于，所述第四透镜采用具有正光焦度的平凸形玻璃透镜；所述第四透镜朝向物方的一面为凸面，所述第四透镜朝向像方的一面为平面，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶孙华，李建军，傅志森，林必强，
申请(专利权)人：厦门爱劳德光电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35