[发明专利]一种宽照度范围日夜两用无热化镜头

说明书

本发明涉及一种宽照度范围日夜两用无热化镜头，属于光学技术领域。所述镜头的光学系统沿光入射方向依次同轴设置有前组[1]、可变光阑[2]、后组[3]、平行平板[4]和像面[5]；所述前组[1]包括沿光入射方向依次设置的第一胶合组[11]、第一单透镜[12]、第二单透镜[13]和第二第二胶合组[14]；所述后组[3]包括沿光入射方向依次设置的第三胶合组[31]和第四胶合组[32]。所述镜头光学系统均使用普通光学玻璃，通过优化光学系统材料和使用双胶合透镜达到消色差的目的，引入两个高次非球面实现大相对孔径和大像面像差校正；本发明具有结构紧凑、大光圈、无热化、日夜两用的特点。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种宽照度范围日夜两用无热化镜头。

背景技术

近几年中，随着摄像镜头的应用范围越来越广泛，人们对镜头适用照度范围日夜两用的要求越来越高，但现有的镜头普遍存在这样的缺点：1适应的光谱范围较窄，只能在白昼光线条件下使用，在夜间低照度环境下，需要通过红外补光才能清晰成像；2孔径小，在低照度下无法满足CCD芯片的最低成像照度要求而无法清晰成像，日夜两用效果不佳。

通常人眼只对可见光波段敏感，在夜晚等暗环境下，夜晚辐射除可见光外，还包含有近红外辐射，摄像镜头与夜天辐射光谱和CCD响应波段相匹配，需要在较宽光谱范围内校正色差。另外根据像面照度公式可知，镜头的像面中心照度正比于镜头相对孔径的平方，为了获取足够的像面照度，镜头应具有尽可能大的相对孔径，镜头相对孔径越大，聚光能力越强，可手机到更多的夜天辐射，镜头适用的光照范围也越大。

普通光学镜头的使用容易受周围环境尤其是温度的影响，当温度等环境因素发生变化时，光学系统的很多参数如面型、间隔、厚度、材料折射率等都会随着改变，进而导致光学系统离焦，成像模糊，因而限制了镜头在极端环境中的应用。针对这些特殊应用领域的光学系统必须进行无热设计，在设计的时候考虑温度变化对系统成像质量的影响，使得光学系统在一个较大的温度范围内均具有良好的成像质量。

专利CN103399391B公布了一种低成本无热化日夜两用镜头及其工作方法，光学系统工作波段为430-850nm，F/#为1.6；专利CN103399391B公布了千万像素大靶面日夜两用微型摄像镜头，光学系统工作波段为480-850nm，F/#为1.5；专利CN111025601A公布了一种广角大光圈无热化日夜两用镜头及其使用方法，光学系统工作波段为430-850nm，最终F/#为1.4；专利CN209070172U公布了一种宽光谱低畸变光学无热化镜头，镜头校正了450nm-950nm宽波段的色差，光学系统F/#最终达到1.2。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种宽照度范围日夜两用无热化镜头，镜头可应用于400-1000nm宽波段光学系统，同时具有光学无热化效果，可变光阑2可实现光学系统F/#从1至16连续可调，适应宽照度范围为10^-3lx至10⁵lx。镜头的光学系统沿光入射方向依次同轴设置有前组1、可变光阑2、后组3、平行平板4和像面5；所述前组1包括沿光入射方向依次设置的第一胶合组11、第一单透镜12、第二单透镜13和第二第二胶合组14；所述后组3包括沿光入射方向依次设置的第三胶合组31和第四胶合组32。所述镜头光学系统均使用普通光学玻璃，通过优化光学系统材料和使用双胶合透镜达到消色差的目的，引入两个高次非球面实现大相对孔径和大像面像差校正；本发明具有结构紧凑、大光圈、无热化、日夜两用的特点。

技术方案