[實(shí)用新型]中心波長為近紅外兼顧可見光的寬波段大孔徑光學(xué)鏡頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020560621.2
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN201845121U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田維堅(jiān);張善華;陳慧芳
• 申請（專利權(quán)）人: 青島市光電工程技術(shù)研究院
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/00
• 代理公司: 青島海昊知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)成像鏡頭，具體涉及一種中心波長為近紅外兼顧可見光的寬波段大孔徑光學(xué)鏡頭。

背景技術(shù)

目前，在許多地方都安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，包括金融、保險(xiǎn)、郵電等辦公場所的安保系統(tǒng)、道路的測速抓拍系統(tǒng)以及惡劣工作條件下代替人工監(jiān)視的偵測系統(tǒng)等。這些監(jiān)控系統(tǒng)多采用現(xiàn)成的光學(xué)成像鏡頭，而常用光學(xué)成像鏡頭都采用可見光成像，這些鏡頭在光照充分的情況下成像質(zhì)量尚佳。但是，在黑暗和能見度不佳的情況下成像模糊，監(jiān)控?cái)z像機(jī)的清晰度就會存在很大問題，給圖像識別帶來很大困難，容易造成錯誤判斷。

現(xiàn)有技術(shù)中的紅外鏡頭開發(fā)和研究的不多，而采用的方式是普通光學(xué)鏡頭的改進(jìn)，這樣的設(shè)計(jì)方案是首先是選購一種高級攝像機(jī)，然后在攝像機(jī)鏡頭前端或后端再加一片紅外透鏡，如專利CN00242036.8所公開的內(nèi)容，如此對選用的攝像機(jī)要求很苛刻，既大大提高了成本，又很難實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)鏡頭功能的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種中心波長為近紅外兼顧可見光的寬波段大孔徑光學(xué)鏡頭，以克服現(xiàn)有的監(jiān)控?cái)z像機(jī)在黑暗和能見度不佳的情況成像模糊的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：其特征在于沿光軸從物體側(cè)到成像側(cè)的成像面依序包含第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、孔徑光闌、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡組成的光學(xué)透鏡組，該透鏡組的焦距為27mm，后截距大于6mm，視場角大于18°。

其中，第一、第五透鏡是正屈光率的平凸透鏡，并具有一凸向物體側(cè)的第一面及一呈平面的第二面；第二透鏡是正屈光率的凸凹透鏡，并具有凸向物體側(cè)的第一面及第二面；第三、第六透鏡是負(fù)屈光率的雙凹透鏡；第四透鏡是正屈光率的雙凸透鏡，所有透鏡都采用球面結(jié)構(gòu)。

由于本實(shí)用新型的幾個透鏡的巧妙結(jié)合能夠達(dá)到比較高的像素，特別是由于第二透鏡為正屈光率的透鏡，可以降低第一個透鏡的正屈光率，而使得所述透鏡不會過度彎曲，進(jìn)而能夠縮短整個光學(xué)透鏡組的長度。

因此，本實(shí)用新型成像清晰，工藝結(jié)構(gòu)簡單，全部透鏡都由普通玻璃制成，沒有使用非球面，成本低，可以在各種光照情況尤其適用于黑暗和能見度不佳的環(huán)境中，如夜間對車輛的測速抓拍情況下。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型光學(xué)成像鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型光學(xué)成像鏡頭的球差圖。

其中，1、第一透鏡；2、第二透鏡；3、第三透鏡；4、孔徑光闌；5、第四透鏡；6、第五透鏡；7、第六透鏡；8、成像面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型是沿光軸從物體側(cè)到成像側(cè)的成像面8依序包含有：第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、孔徑光闌4、第四透鏡5、第五透鏡6、第六透鏡7組成的光學(xué)透鏡組；其中，該透鏡組的焦距為27mm，后截距大于6mm，視場角大于18°。

第一透鏡1是正屈光率的平凸透鏡，并具有凸向物體側(cè)的第一面及呈平面的第二面。

第二透鏡2是正屈光率的凸凹透鏡，并具有凸向物體側(cè)的第一面及第二面。

第三透鏡3是負(fù)屈光率的雙凹透鏡。

第四透鏡5是正屈光率的雙凸透鏡。

第五透鏡6是正屈光率的平凸透鏡，并具有凸向物體側(cè)的第一面及呈平面的第二面。

第六透鏡7是負(fù)屈光率的雙凹透鏡。

本實(shí)用新型采用CCD作為光學(xué)鏡頭的成像器件，選取880nm近紅外光為中心波長，同時(shí)兼顧可見光，滿足400nm～950nm的寬波段成像。

本實(shí)用新型的所有透鏡的材質(zhì)皆為普通光學(xué)玻璃制成，作為具體實(shí)施例如下表所示：

本實(shí)用新型通過光學(xué)分析軟件分析，其光學(xué)性能顯示本實(shí)用新型的光學(xué)傳遞函數(shù)(MTF)對各種視場的MTF都高于30％，可知該光學(xué)鏡頭從中心到邊緣視場的成像質(zhì)量都很均勻，即整個圖像都非常清晰。通過分析鏡頭邊緣亮度與中心亮度之間的比值，表明本實(shí)用新型的中心與邊緣的亮度較接近，即圖像的亮度均勻。且光學(xué)鏡頭成像時(shí)實(shí)際像與理想像之間的差異(即像差)小，在不同視場時(shí)彌散斑的面積都較??；另外，本實(shí)用新型的場曲和畸變都較小。

圖2鏡頭的球差圖表明光學(xué)鏡頭的軸線上像差的大小，該四條線從左到右依次表示在486nm、588nm、656nm及880nm四種波長下的球差，可見在典型的四種波長時(shí)球差都較小。

顯然，本實(shí)用新型成像清晰，監(jiān)控?cái)z像機(jī)的清晰度高，且成本低，而廣泛用于包括金融、保險(xiǎn)等辦公場所的監(jiān)控系統(tǒng)中。