一种红外成像光学系统
阅读：399发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种红外成像光学系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和滤光片；所述第一透镜和所述第二透镜中任意一片的材质为可过滤可见光材质；所述第二透镜的物侧表面为凹面，所述第三透镜的像侧表面为凸面；所述第二透镜的像侧表面的 曲率 半径为R22；所述第二透镜的焦距为f2；0 感知 功能，该红外光学成像装置具有成像 质量 较好，生产成本较低；成像清晰度更高；使红外成像更清晰，更少受到可见光干扰。，下面是一种红外成像光学系统专利的具体信息内容。
1.一种红外成像光学系统，其特征在于：在光轴上由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和滤光片；所述第一透镜和所述第二透镜中任意一片的材质为可过滤可见光材质；所述第二透镜的物侧表面为凹面，所述第三透镜的像侧表面为凸面；所述第二透镜的像侧表面的曲率半径为R22；所述第二透镜的焦距为f2；0
3.如权利要求1所述的红外成像光学系统，其特征在于：所述第二透镜的物侧面的曲率半径为R21，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R42,0
6.如权利要求2所述的红外成像光学系统，其特征在于：所述四个透镜的入瞳直径(EPD)满足：f/EPD<1.41。
7.如权利要求1所述的红外成像光学系统，其特征在于：所述第三透镜的物侧面的曲率半径为R31,焦距为f3,-5＜R31/f3＜0。
8.如权利要求1所述的红外成像光学系统，其特征在于：所述第二透镜的像侧面的曲率半径为R22，所述四个透镜的光学总长为TTL,5
10.如权利要求9所述的红外成像光学系统，其特征在于：所述每相邻两透镜之间均相隔空气间隙；所述第四透镜和所述滤光片之间相隔空气间隙。
一种红外成像光学系统
技术领域
背景技术
[0002] 红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线，又称红外辐射。是指波长为0.78—1000微米的电磁波，其中波长为0.78—2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0—1000微米的部分称为热红外线。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。目前，在图像拍摄领域，夜间通过现有的摄像装置拍摄出的照片，即使开启夜间模式，拍摄出来的照片也不具备深度感知的特点。
发明内容
[0003] 本发明公布了一种红外成像光学系统，其目的在于解决摄像设备无法拍摄出具有深度感知和成像清晰度不高的照片的问题。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] 一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和滤光片；所述第一透镜和所述第二透镜中任意一片的材质为可过滤可见光材质；所述第二透镜的物侧表面为凹面，所述第三透镜的像侧表面为凸面；所述第二透镜的像侧表面的曲率半径为R22；所述第二透镜的焦距为f2；0
[0006] 进一步地：所述第一透镜的焦距为f1,所述第四透镜的焦距为f4；所述四个透镜的总焦距为f,0.5<|f/f1|+|f/f4|<1.0。
[0007] 进一步地，所述第二透镜的物侧面的曲率半径为R21，所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R42,0
[0008] 进一步地：所述第四透镜的像侧面的曲率半径为R42,0
[0009] 进一步地：所述四个透镜的折射率之和Σnd≥6.58。
[0010] 进一步地：所述四个透镜的入瞳直径(EPD)满足：f/EPD<1.41。
[0011] 进一步地：所述第三透镜的物侧面的曲率半径为R31,焦距为f3,-5＜R31/f3＜0。
[0012] 进一步地：所述第二透镜的像侧面的曲率半径为R22，所述四个透镜的光学总长为TTL,5
[0013] 进一步地，在所述第一透镜上设置有光阑STO，以调节进光量。
[0014] 进一步地：所述每相邻两透镜之间均相隔空气间隙；所述第四透镜和所述滤光片相隔空气间隙。
[0015] 本发明的优点：本发明所公布的红外光学成像装置，通过在光路上依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜和滤光片，具备如下优点：(1)、在保证结构紧凑的情况下，即只需要四个透镜及滤光片，实现红外成像以及深度感知功能，该红外光学成像装置具有成像质量较好，生产成本较低。(2)、第二透镜的物侧表面为凹面，第三透镜的像侧表面为凸面，搭配更多高折射率镜片，进一步提升成像清晰度。(3)、第一透镜、第二透镜任意一片使用过滤可见光材质镜片，镜片本身就可以过滤大部分可见光，使红外成像更清晰，更少受到可见光干扰。
[0017] 图1为实施例1的结构示意图；
[0018] 图2为实施例1的球差曲线图；
[0019] 图3为实施例1的像散和畸变曲线图；
[0020] 图4为实施例1的倍率色差曲线图；
[0021] 图5为实施例2的结构示意图；
[0022] 图6为实施例2的球差曲线图；
[0023] 图7为实施例2的像散和畸变曲线图；
[0024] 图8为实施例2的倍率色差曲线图；
[0025] 图9为实施例3的结构示意图；
[0026] 图10为实施例3的球差曲线图；
[0027] 图11为实施例3的像散和畸变曲线图；
[0028] 图12为实施例3的倍率色差曲线图；
[0029] 图13为实施例4的结构示意图；
[0030] 图14为实施例4的球差曲线图；
[0031] 图15为实施例4的像散和畸变曲线图；
[0032] 图16为实施例4的倍率色差曲线图；
[0033] 图17为实施例5的结构示意图；
[0034] 图18为实施例5的球差曲线图；
[0035] 图19为实施例5的像散和畸变曲线图；
[0036] 图20为实施例5的倍率色差曲线图；
[0037] 图21为实施例6的结构示意图；
[0038] 图22为实施例6的球差曲线图；
[0039] 图23为实施例6的像散和畸变曲线图；
[0040] 图24为实施例6的倍率色差曲线图；
[0041] 图25为实施例7的结构示意图；
[0042] 图26为实施例7的球差曲线图；
[0043] 图27为实施例7的像散和畸变曲线图；
[0044] 图28为实施例7的倍率色差曲线图；
具体实施方式
[0045] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0046] 实施例1
[0047] 参考图1，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,滤光片L5具有两平面S9和S10,其中，S9和像侧面S8相邻。
[0049] 表1、表2显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角,TTL表示光学总长,FnO表示光圈。
[0050]
[0051] 表1
[0052] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -6.0824127E-03 -5.0312273E-03 -8.1178362E-03 7.7686479E-03 -3.9544956E-03S2 -9.0871303E-03 -4.8235139E-02 4.2610648E-02 -3.1413387E-02 6.3875537E-03S3 -4.5417362E-02 -1.0039516E-01 9.4055924E-02 -7.6175595E-02 2.4147501E-02S4 -2.7806379E-02 -4.9610828E-02 1.9675641E-03 -2.1494391E-04 9.2242487E-04S5 5.7774218E-02 -9.5434776E-02 6.4315529E-02 -3.9668911E-02 7.3454851E-03S6 -4.5068286E-02 -1.1178716E-02 1.9851345E-02 -1.2297235E-02 2.5741914E-03S7 -1.3362808E-01 3.4521479E-02 -4.6065378E-03 3.2102792E-04 -1.2828612E-05S8 -4.4990279E-02 1.1491914E-02 -2.0021350E-03 2.0014568E-04 -9.8002631E-06[0053] 表2
[0054] 在实施例1中，定义第二透镜L2的焦距为f2，四个透镜：第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的总焦距为f，第二透镜L2的焦距为f2，第四透镜L4的焦距为f4，第二透镜的物侧面的曲率半径为R21，第四透镜的像侧面的曲率半径为R42，第二透镜的像侧面的曲率半径为R22，第四透镜的物侧面的曲率半径为R41，第四透镜L4在光轴上的中心厚度为CT4，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4在中心厚度之和为∑CT，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的折射率之和为∑nd，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的入瞳直径EPD。第三透镜L3的物侧面的曲率半径为R31，焦距为f3。
[0055] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为0.092，|f/f1|+|f/f4|为0.629；R42/R21为0.015；R41/R22为0.034；∑nd为6.580；f/EPD为1.402；R31/f3为-1.488；R22/TTL为
15.0000。
15.0000。
[0056] 图2显示了实施例1中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0057] 图3显示了实施例1中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图3还显示了实施例1中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图4显示了实施例1中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图2到图4可以知道，实施例1中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0058] 实施例2
[0059] 参考图5，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,滤光片L5具有两平面S9和S10,其中，S9和像侧面S8相邻。
[0060] 在第一透镜L1上，设置有光阑STO，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0061] 表3、表4显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角,TTL表示光学总长,FnO表示光圈。
[0062] 参考表15，在本实施例中，在本实施例中，R22/f2为1.109，|f/f1|+|f/f4|为0.658；R42/R21为0.102；R41/R22为0.101；Σnd为6.580；f/EPD为1.405；R31/f3为-0.915；
R22/TTL为6.167。
R22/TTL为6.167。
[0063]
[0064] 表3
[0065] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -7.1023900E-03 -1.6588252E-03 -1.3441647E-02 1.4654246E-02 -7.0089834E-03S2 -2.2945733E-02 -5.4411403E-02 4.3337683E-02 -3.3193032E-02 7.5768351E-03S3 -3.5419602E-02 -1.0053230E-01 9.5101641E-02 -8.4320547E-02 2.6348493E-02S4 -8.0282299E-03 -3.5659745E-02 -4.3424863E-03 -2.4487185E-04 1.1288310E-03S5 6.2772310E-02 -1.0245618E-01 8.0518656E-02 -4.0589932E-02 6.8102342E-03S6 -4.3436562E-02 -1.0324499E-03 2.1341355E-02 -1.2159384E-02 2.4760107E-03S7 -1.4629879E-01 3.8837996E-02 -5.2056869E-03 -3.4364090E-05 5.8693850E-05S8 -4.8827499E-02 1.2878318E-02 -2.3765697E-03 2.0139625E-04 -7.9138387E-06[0066] 表4
[0067] 图6显示了实施例2中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0068] 图7显示了实施例2中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图7还显示了实施例2中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图8显示了实施例2中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图6到图8可以知道，实施例2中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0069] 实施例3
[0070] 参考图9，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,滤光片L5具有两平面S9和S10,其中，S9和像侧面S8相邻。
[0071] 在第一透镜L1上，设置有光阑STO，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经面S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0072] 表5、表6显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角,TTL表示光学总长,FnO表示光圈。
[0073] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为2.914，|f/f1|+|f/f4|为0.535；R42/R21为0.057；R41/R22为0.029；Σnd为6.580；f/EPD为1.399；R31/f3为-1.684；R22/TTL为20.000。
[0074]
[0075] 表5
[0076] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -5.9331733E-03 8.2334034E-04 -1.2925367E-02 9.3410118E-03 -3.9611507E-03S2 -1.4632084E-02 -5.0106491E-02 4.2192118E-02 -3.2376473E-02 7.0104727E-03S3 -3.2263234E-02 -9.6096404E-02 9.6033862E-02 -8.1472769E-02 2.5711127E-02S4 -1.9853376E-02 -4.1423581E-02 -4.9118896E-04 -2.9775289E-04 7.2150343E-04S5 5.0925000E-02 -9.2187574E-02 6.3997504E-02 -3.8165359E-02 7.0093151E-03S6 -4.6851420E-02 -1.2709863E-02 2.0482380E-02 -1.1982595E-02 2.4054269E-03S7 -1.3254463E-01 3.5530950E-02 -4.1963991E-03 1.9773932E-04 -6.6923036E-06S8 -4.7035216E-02 1.2487301E-02 -2.1205851E-03 1.9576596E-04 -9.1831492E-06[0077] 表6
[0078] 图10显示了实施例3中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0079] 图11显示了实施例3中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图11还显示了实施例3中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图12显示了实施例3中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图10到图12可以知道，实施例3中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0080] 实施例4
[0081] 参考图13，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8，滤光片L5具有两平面S9和S10，其中，S9和像侧面S8相邻。
[0082] 在第一透镜L1上，设置有光阑ST0，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经面S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0083] 表7、表8显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角，TTL表示光学总长，FnO表示光圈。
[0084] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为0.001，|f/f1|+|f/f4|为0.794；R42/R21为0.013；R41/R22为0.026；∑nd为6.580；f/EPD为1.401；R31/f3为-1.039；R22/TTL为14.997。
[0085]
[0086] 表7
[0087] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -5.8913825E-03 -4.2468136E-04 -1.1964400E-02 1.0045325E-02 -4.5162049E-03S2 -1.6324270E-02 -4.6607381E-02 4.1116643E-02 -3.1583957E-02 6.6763089E-03S3 -4.6941047E-02 -1.0634742E-01 9.8348940E-02 -7.7529995E-02 2.4174319E-02S4 -2.5298125E-02 -4.9692523E-02 3.8211206E-03 3.4136276E-04 4.2591261E-04S5 6.5188654E-02 -1.1146679E-01 7.0974421E-02 -3.9545803E-02 7.5398249E-03S6 -4.0256853E-02 -1.2264203E-02 2.0342138E-02 -1.2765637E-02 2.6964624E-03S7 -1.4105849E-01 3.4089381E-02 -4.6634403E-03 2.6137052E-04 -4.5485985E-06S8 -4.2814383E-02 9.0203137E-03 -1.0736693E-03 4.8190425E-05 -1.1765836E-06[0088] 表8
[0089] 图14显示了实施例4中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0090] 图15显示了实施例4中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图15还显示了实施例4中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图16显示了实施例4中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图14到图16可以知道，实施例4中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0091] 实施例5
[0092] 参考图17，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,滤光片L5具有两平面S9和S10,其中，S9和像侧面S8相邻。
[0093] 在第一透镜L1上，设置有光阑STO，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经面S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0094] 表9、表10显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角,TTL表示光学总长,FnO表示光圈。
[0095] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为0.020，|f/f1|+|f/f4|为0.512；R42/R21为0.021；R41/R22为-0.148；Σnd为6.600；f/EPD为1.408；R31/f3为-1.994；R22/TTL为
15.000。
15.000。
[0096]
[0097] 表9
[0098] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -7.0585633E-03 2.2705145E-03 -1.3938629E-02 9.6082754E-03 -2.8081695E-03S2 5.7671524E-03 -4.7225890E-02 4.7313502E-02 -2.8635116E-02 5.2460249E-03S3 -5.1349455E-02 -9.2447224E-02 9.7340193E-02 -7.6189115E-02 2.4397965E-02S4 -3.2367128E-02 -4.8563547E-02 -4.8150319E-03 -1.6581078E-03 4.1670408E-03S5 4.4575252E-02 -7.6527200E-02 4.8891749E-02 -4.3669137E-02 9.4629196E-03S6 -1.0321336E-02 -1.5618248E-02 1.7464678E-02 -1.0710700E-02 2.2888864E-03S7 -9.8646942E-02 3.9063704E-02 -5.7132579E-03 -9.1490086E-05 7.8752673E-05S8 -4.4380997E-02 1.3152799E-02 -2.6683683E-03 2.5607837E-04 -1.1760634E-05[0099] 表10
[0100] 图18显示了实施例5中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0101] 图19显示了实施例5中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图19还显示了实施例5中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图20显示了实施例5中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图18到图20可以知道，实施例5中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0102] 实施例6
[0103] 参考图21，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8,滤光片L5具有两平面S9和S10,其中，S9和像侧面S8相邻。
[0104] 在第一透镜L1上，设置有光阑STO，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经面S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0105] 表11、表12显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角,TTL表示光学总长,FnO表示光圈。
[0106] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为2.011，|f/f1|+|f/f4|为1.603；R42/R21为0.829；R41/R22为5.000；Σnd为6.580；f/EPD为1.402；R31/f3为-1.091；R22/TTL为4.947。
[0107]
[0108] 表11
[0109] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -5.8781441E-03 1.6814327E-03 -1.5990472E-03 4.4154207E-04 -5.9878284E-05S2 -2.1036813E-03 -5.6426531E-03 3.0737501E-03 -9.5082631E-04 9.4632513E-05S3 1.2087811E-02 -2.2404888E-02 1.0073677E-02 -2.9510626E-03 3.6318163E-04S4 -2.1259917E-02 -1.7240742E-03 -1.0517738E-04 -3.6934790E-05 2.4828779E-05S5 -2.4101857E-02 -2.5004049E-02 4.8511282E-03 -4.7330920E-04 -7.1725166E-04S6 1.4635559E-02 -2.2333139E-02 6.8060632E-03 -1.0862206E-03 7.5456357E-05S7 -1.6804132E-02 -5.3778919E-03 4.2425267E-03 -7.9501293E-04 4.9122691E-05S8 -3.3209363E-02 -1.6489085E-03 7.5587502E-04 2.0985691E-07 -8.7195039E-06[0110] 表12
[0111] 图22显示了实施例6中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0112] 图23显示了实施例6中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图23还显示了实施例6中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图24显示了实施例6中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图22到图24可以知道，实施例6中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0113] 实施例7
[0114] 参考图25，本发明公布了一种红外成像光学系统，在光轴上由物侧到像侧依次包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4和滤光片L5。第一透镜L1具有物侧面S1和像侧面S2，第二透镜L2具有物侧面S3和像侧面S4，第三透镜L3具有物侧面S5和像侧面S6，第四透镜L4具有物侧面S7和像侧面S8，滤光片L5具有两平面S9和S10，其中，S9和像侧面S8相邻。
[0115] 在第一透镜L1上，设置有光阑STO，以调节进光量。来自物体的发光光源依次经面S1-S10，最终成像在成像面S11上。
[0116] 表13、表14显示了本实施例中第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4、滤光片L5和像平面S11中的面S1-S11的各面的表面类型，曲率半径，厚度，材料折射率以及圆锥系数的具体参数。其中，EFL表示第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的有效焦距，FOV表示全视场角，TTL表示光学总长，FnO表示光圈。
[0117] 参考表15，在本实施例中，R22/f2为0.001，|f/f1|+|f/f4|为0.451；R42/R21为0.075；R41/R22为0.260；∑nd为6.580；f/EPD为1.397；R31/f3为-4.940；R22/TTL为2.547。
[0118]
[0119] 表13
[0120] 面号 A4 A6 A8 A10 A12S1 -5.6091426E-03 -1.5789323E-03 -1.1891148E-02 1.0913852E-02 -4.7061977E-03S2 -2.1569428E-02 -5.1329822E-02 4.4766112E-02 -3.1960730E-02 6.6364558E-03S3 -3.8124959E-02 -9.8399197E-02 1.0459763E-01 -7.6312957E-02 2.1279297E-02S4 -1.3637549E-02 -4.2434262E-02 3.9661653E-03 -7.9408560E-04 5.2963816E-04S5 5.6786443E-02 -9.8247478E-02 6.8540755E-02 -4.0567169E-02 8.0496328E-03S6 -3.6343218E-02 -1.0510529E-02 1.7494114E-02 -1.0186748E-02 1.9863474E-03S7 -1.4364980E-01 3.1869699E-02 -3.2324077E-03 2.1881809E-04 -1.0730828E-05S8 -5.7542706E-02 1.7184143E-02 -3.3302166E-03 3.3298689E-04 -1.3711460E-05[0121] 表14
[0122] 实施例/公式 1 2 3 4 5 6 7R22/f2 0.092 1.019 2.914 0.001 0.020 2.011 0.001
|f/f1|+|f/f4 0.629 0.658 0.535 0.794 0.512 1.603 0.451
R42/R21 0.015 0.102 0.057 0.013 0.021 0.829 0.075
R41/R22 0.034 0.101 0.029 0.026 -0.148 5.000 0.260
∑nd 6.580 6.580 6.580 6.580 6.600 6.580 6.580
f/EPD 1.402 1.405 1.399 1.401 1.408 1.402 1.397
R31/f3 -1.488 -0.915 -1.684 -1.039 -1.994 -1.091 -4.940
R22/TTL 15.000 6.167 20.000 14.997 15.000 4.947 2.547
|f/f1|+|f/f4 0.629 0.658 0.535 0.794 0.512 1.603 0.451
R42/R21 0.015 0.102 0.057 0.013 0.021 0.829 0.075
R41/R22 0.034 0.101 0.029 0.026 -0.148 5.000 0.260
∑nd 6.580 6.580 6.580 6.580 6.600 6.580 6.580
f/EPD 1.402 1.405 1.399 1.401 1.408 1.402 1.397
R31/f3 -1.488 -0.915 -1.684 -1.039 -1.994 -1.091 -4.940
R22/TTL 15.000 6.167 20.000 14.997 15.000 4.947 2.547
[0123] 表15
[0124] 图26显示了实施例7中的红外成像系统的四个透镜的球差曲线，其表示不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏移。
[0125] 图27显示了实施例7中的红外成像系统的四个透镜像散曲线，表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图27还显示了实施例7中的红外成像系统的四个透镜的畸变曲线，表示不同视角下的畸变大小值。图28显示了实施例7中的红外成像系统的四个透镜的倍率色差曲线，其显示了光线经红外成像系统的四个透镜成像后在成像面S11上不同像高的偏差。根据图26到图28可以知道，实施例7中的四个成像透镜能够实现良好的成像品质。
[0126] 综合上述7个实施例可以合理归纳如下：0＜R22/f2＜3；0.5＜|f/f1|+|f/f4|＜1.0；0＜R42/R21＜1；0＜R41/R22＜5；∑nd≥6.58；f/EPD＜1.41；-5＜R31/f3＜0；5＜R22/TTL＜15。
[0127] 另外，从图1，图5，图9，图13，图17，图21，图25可以看出，在第一透镜L1上设置有光阑STO，以调节进光量。
[0128] 另外，从图1，图5，图9，图13，图17，图21，图25可以看出，第一透镜L1于第二透镜L2之间、第二透镜L2与第三透镜L3之间，第三透镜L3与第四透镜L4之间以及第四透镜L4与滤光片L5之间均间隔有一定间隙，这些间隙均是由于这四个透镜的物面和像面均是由不规则曲面构成所致。
[0129] 本发明的优点：本发明所公布的红外光学成像装置，通过在光路上依次设置第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜和滤光片，具备如下优点：(1)、在保证结构紧凑的情况下，即只需要四个透镜及滤光片，实现红外成像以及深度感知功能，该红外光学成像装置具有成像质量较好，生产成本较低。(2)、第二透镜的物侧表面为凹面，第三透镜的像侧表面为凸面，搭配更多高折射率镜片，进一步提升成像清晰度。(3)、第一透镜、第二透镜任意一片使用过滤可见光材质镜片，镜片本身就可以过滤大部分可见光，使红外成像更清晰，更少受到可见光干扰。本发明所使用的光学成像装置，不但可以使用在手机上用于拍摄照片，还可以使用在其他娱乐设备，比如说电视机、游戏机以及电脑上。
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