专利名称：一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统的制作方法
技术领域：
一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统
技术领域：
本实用新型涉及一种成像光学系统，尤其涉及一种应用于车载、监控、视讯会议系统的小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统。
背景技术：
目前车载、安防、视讯会议用的大视场或中等视场镜头普遍存在外形尺寸较大、分辨率低、夜视效果差等缺点。红外共焦，是当前车载、监控系统的需要而提出的技术课题。它要求在可见光成像对焦清晰后，切换至红外波段工作时，无需调整像面位置，即可实现红外清晰成像的效果。目前市场上的镜头为了提升某一方面的效果，却牺牲了其他方面。比如为了实现可见、红外光共焦，就要牺牲可见光波段的解像力；再如，为了增大画角，往往镜头体积就会变大，或提闻了成本。平衡上述缺点的镜头，是一个系统协调的过程，也是光学系统设计的重要任务。现在市场上流行的车载、安防、视讯会议用的中等视场或大视场镜头，改善了分辨率却提高了成本，且体积大。这在使用中造成了很大的不方便，不能满足消费者对镜头的小体积、物美价廉的需求。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统。为了解决上述存在 的技术问题，本实用新型采用了下列技术方案:一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于包括从物方到像方依次设置的第一枚透镜1、第二枚透镜2、第三枚透镜3、第四枚透镜4、第五枚透镜5和感光芯片6，在第二枚透镜2和第三枚透镜3之间设有光阑7，所述的第四枚透镜和第五枚透镜为胶合透镜，所述的第一枚透镜至第五枚透镜的所有透镜均为球面透镜。如上所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于所述第一枚透镜I和第五枚透镜5的焦距为负，且第一枚透镜为弯月型透镜，其凹面朝向像方；所述第二枚透镜2、第三枚透镜3和第四枚透镜4的焦距为正。如上所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于所述第四枚透镜4和第五枚透镜5所构成的胶合透镜的整体焦距为正。如上所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于第一枚镜采用高折射率、低色散的材料，第二枚透镜采用高折射率、高色散的材料。如上所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于在第五枚透镜与感光芯片之间设有滤光片8。本实用新型与现有技术相比具有如下的优点:1、现有大视场或中等视场镜头的体积普遍较大，本实用新型的镜头体积小。[0015]2、现有大视场或中等视场镜头的周边分辨率低，本实用新型的镜头在整个画面都能清晰成像，可见光波段的分辨率达到了 2M静态照片，且画角达到100度以上。3、现有的车载、安防镜头，为了提升红外效果，或牺牲可见光波段的像质，或者提高了成本，本实用新型在控制成本的情况下，实现了红外共焦清晰成像，达到日夜两用的功倉泛。4、本系统采用全球面玻璃透镜，光学性能稳定性高、工艺简单、成本低。
图1是本实用新型的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述:如图1所不,一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统,本光学系统由5枚以内的全球面玻璃透镜构成，本实施例·中，由5枚全球面透镜构成。本光学系统包括有从物方到像方依次设置的第一枚透镜1、第二枚透镜2、第三枚透镜3、第四枚透镜4、第五枚透镜5以及感光芯片6。在第二枚透镜和第三枚透镜之间设有光阑7。所述的第四枚透镜4和第五枚透镜5采用胶合工艺构成的胶合透镜。所述五枚透镜均为球面透镜，所述五枚透镜的材质均为玻璃。所述第一枚透镜I和第五枚透镜5的焦距为负，且第一枚透镜为弯向像面的弯月负透镜。所述第二枚透镜2、第三枚透镜3和第四枚透镜4的焦距为正。所述由第四枚透镜4和第五枚透镜5胶合而成的胶合透镜的整体焦距为正。采用上述结构后，本实用新型在可见光波段内，分辨率达到了 200万像素；同时，在由可见波段切换至红外波段工作时，即在峰值波长为850nm的800nm-900nm红外波段内，不需要调整像面位置，在全视场内可以清晰成像，实现了日夜两用的功能。具体来说，小体积主要通过以下方法实现:首先，第一枚透镜采用弯向像面的弯月形负透镜，起到了扭转大画角光线的作用，从第一枚透镜出射的光线，进入第二枚透镜的入射角大幅减小。同时，把光阑设置于第二枚透镜2与第三枚透镜3之间的靠近镜头的中间位置，有效缩小了镜头的整体外形尺寸，使其适用于目前市场上主流的M12标准接口。其高分辨率主要通过以下途径实现:1、高效率的材料搭配，依据各个透镜的正负，合理地分配折射率Nd、阿贝数Vd值，再依此选择合适的材料。2、设计时，重点提升中心分辨率的同时，充分重视周边视场的像差校正，且设计的理论解像力适当高于理论需要值。3、采用宽光谱设计，从而保证了图像锐利度和色彩还原性。红外共焦主要通过以下方法实现:1、设计阶段，加入红外波段，重视红外光的像差校正；2、合理有效的选配透镜的材料，第一枚透镜I采用高折射率、低色散的材料，第二枚透镜2采用高折射率、高色散的材料；3、可见波段、红外波段平衡考虑的原则进行设计，真正实现了可见、红外光使用同一个像面的共焦效果。在第五枚透镜5后面设置有感光芯片6。同时,在第五枚透镜5与感光芯片6之间插入滤光片8，以滤掉设计波段外的杂光，并在设计时，考虑了滤光片8的衬底材料引入的色差，加以校正，实现最佳的成像效果。[0027]下面举一个光学长度为20mm、200万像素、红外共焦的实际设计案例:
权利要求1.一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于包括从物方到像方依次设置的第一枚透镜(I)、第二枚透镜(2)、第三枚透镜(3)、第四枚透镜(4)、第五枚透镜(5)和感光芯片(6)，在第二枚透镜(2)和第三枚透镜(3)之间设有光阑(7)，所述的第四枚透镜和第五枚透镜为胶合透镜，所述的第一枚透镜至第五枚透镜的所有透镜均为球面透镜。
2.根据权利要求1所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于所述第一枚透镜(I)和第五枚透镜(5)的焦距为负，且第一枚透镜为弯月型透镜，其凹面朝向像方；所述第二枚透镜(2)、第三枚透镜(3)和第四枚透镜(4)的焦距为正。
3.根据权利要求1或2所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于所述第四枚透镜(4)和第五枚透镜(5)所构成的胶合透镜的整体焦距为正。
4.根据权利要求1或2所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于第一枚镜采用高折射率、低色散的材料，第二枚透镜采用高折射率、高色散的材料。
5.根据权利要求1或2所述的一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，其特征在于在第五枚透 镜与感光芯片之间设有滤光片(8)。
专利摘要本实用新型涉及一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统，包括从物方到像方依次设置的第一枚透镜、第二枚透镜、第三枚透镜、第四枚透镜、第五枚透镜和感光芯片，在第二枚透镜和第三枚透镜之间设有光阑，所述的第四枚透镜和第五枚透镜为胶合透镜，所述的第一枚透镜至第五枚透镜的所有透镜均为球面透镜。本实用新型克服了现有技术的不足，从而提供了一种小体积、高分辨率、红外共焦的光学系统。
文档编号G02B13/00GK202916485SQ20122058762
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者林合山, 邹文镔, 王晓, 龚俊强 申请人:中山联合光电科技有限公司