CN104849839B - 一种针孔监控光学系统及其应用的镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种针孔监控光学系统，至少包括：第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜，所述第四透镜为非球面透镜；光学系统满足如下条件：(1)‑0.077<f/f23<‑0.053；(2)0.41<f/f4<0.67；(3)0.17<f/f56<0.23。另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。本发明实施例，具有较广视场角；同时，缩短了光学系统或镜头的光学总长，提高了镜头的成像效果，并使光学系统或镜头实现小型化；另外，具提供高像素清晰图像的优良性能，并有较大的景深范围，近摄时可看清0.6m到1.8m的物体，远摄时可实现1m到无穷远的物体拍摄。

Description

一种针孔监控光学系统及其应用的镜头
技术领域：
本发明涉及一种针孔监控光学系统及其应用的镜头。
背景技术：
现有的监控光学系统或镜头，存在体积过大、视场范围偏窄、成像不够清晰的问题。
发明内容：
为克服现有技术中光学系统或镜头体积过大、视场范围偏窄、成像不够清晰的问题，本发明实施例一方面提供了一种针孔监控光学系统。
一种针孔监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜，所述第二透镜和第三透镜相互粘合形成第一胶合透镜，所述第五透镜和第六透镜相互粘合形成第二胶合透镜，所述第四透镜为非球面透镜；光学系统满足如下条件：
(1)-0.077<f/f23<-0.053；
(2)0.41<f/f4<0.67；
(3)0.17<f/f56<0.23；
其中，f为整个光学系统的有效焦距，f23为第二透镜和第三透镜的组合焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距。
另一方面，本发明实施例还提供了一种镜头。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的针孔监控光学系统。
本发明实施例，具有较广视场角；同时，第四透镜为非球面透镜，可以良好地校正慧差、象散、场曲和横向色差等像差，缩短了光学系统或镜头的光学总长，提高了镜头的成像效果，并使光学系统或镜头实现小型化；另外，本光学系统或镜头满足的光学条件，使其具提供高像素清晰图像的优良性能，并有较大的景深范围，近摄时可看清0.6m到1.8m的物体，远摄时可实现1m到无穷远的物体拍摄；再者，本发明结构简单，镜片枚数合理。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光学系统或镜头的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或镜头的20摄氏度条件下的离焦图；
图3为本发明的光学系统或镜头的场曲和畸变曲线图；
图4为本发明的光学系统或镜头在175lp/mm的MTF图。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种针孔监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次至少包括：第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜，所述第二透镜和第三透镜相互粘合形成第一胶合透镜，所述第五透镜和第六透镜相互粘合形成第二胶合透镜，所述第四透镜为非球面透镜；光学系统满足如下条件：
(1)-0.077<f/f23<-0.053；
(2)0.41<f/f4<0.67；
(3)0.17<f/f56<0.23；
其中，f为整个光学系统的有效焦距，f23为第二透镜和第三透镜的组合焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距。
进一步地，所述第二透镜和第三透镜采用重镧火石玻璃制成，所述第二透镜和第三透镜相互粘合形成的第一胶合透镜，其光焦度为负，其组合焦距f23满足：-78.30mm<f23<-53.90mm。
再进一步地，所述第五透镜采用重镧火石玻璃制成，第六透镜采用重火石玻璃制成，所述第五透镜和第六透镜相互粘合形成的第二胶合透镜，其光焦度为正，其组合焦距f56满足：18.04mm<f56<24.41mm。
又进一步地，所述第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，具有正的光焦度，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：6.19mm<f4<10.12mm，1.62<Nd4<1.74,46<Vd4<60。
更进一步地，所述第四透镜，其非球面的表面形状满足以下方程式：
式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数，当k系数小于-1时，面型曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的形状尺寸。
再进一步地，沿光轴从物面到所述第二透镜之间还设有第一透镜，该第一透镜为平面镜。起保护作用。
又进一步的，光学系统的光学总长TTL满足：9.8mm<TTL<12mm。
更进一步地，所述第六透镜6至像面8之间还设有保护玻璃7。
具体地，在本实施例中，本光学系统的有效焦距f为4.15mm，光阑指数FNo.为2.8，视场角2ω＝104°，光学总长ttl＝11.1mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
表面 曲率半径(mm) 间隔(mm) 折射率 色散值
S1 0.0000 0.4000 1.51680 64.2
S2 0.0000 0.2700
S3 -2.4670 1.2600 1.80400 46.6
S4 -1.9760 0.5000 1.80610 33.3
S5 -3.3970 0.0500
S6 -56.8000 1.8000 1.68983 52.9
S7 -5.0650 0.0500
S8 7.3300 2.6000 1.80400 46.6
S9 -3.6570 0.5000 1.78472 25.7
S10 9.9750 1.0000
S11 0.0000 0.7600 1.51680 64.2
S12 0.0000
上表中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S4、S5对应为第三透镜3的两个表面；S6、S7对应为第四透镜4的两个表面；S8、S9对应为第五透镜5的两个表面；S9、S10对应为第六透镜6的两个表面；S11、S12对应为保护玻璃7的两个表面。
更具体地，所述第四透镜4的面S6和面S7的非球面相关数值如下表所示：
S6 S7
K 0 0.11492315D+01
a1 0 0
a2 -0.59727597D-02 -0.12180181D-02
a3 -0.33479794D-03 -0.58101648D-03
a4 -0.92640696D-04 0.18488917D-04
a5 -0.35038079D-04 -0.88505301D-05
从图2至图4中可以看出，本光学系统具有良好的光学性能，具有较广视场角；同时，第四透镜为非球面透镜，可以良好地校正慧差、象散、场曲和横向色差等像差，缩短了光学系统或镜头的光学总长，提高了镜头的成像效果，并使光学系统或镜头实现小型化；另外，本光学系统或镜头满足的光学条件，使其具提供高像素清晰图像的优良性能，并有较大的景深范围，近摄时可看清0.6m到1.8m的物体，远摄时可实现1m到无穷远的物体拍摄；再者，本发明结构简单，镜片枚数合理。
一种镜头，镜头内安装有上述所述的针孔监控光学系统。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种针孔监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜，其特征在于，所述第二透镜和第三透镜相互粘合形成第一胶合透镜，所述第五透镜和第六透镜相互粘合形成第二胶合透镜，所述第四透镜为非球面透镜；光学系统满足如下条件：
(1)-0.077<f/f23<-0.053；
(2)0.41<f/f4<0.67；
(3)0.17<f/f56<0.23；
其中，f为整个光学系统的有效焦距，f23为第二透镜和第三透镜的组合焦距，f4为第四透镜的焦距，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距；
第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面；
第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面；
第五透镜为双凸面透镜；
第六透镜为双凹透镜。
2.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，所述第二透镜和第三透镜相互粘合形成的第一胶合透镜，其组合焦距f23满足：-78.30mm<f23<-53.90mm。
3.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，所述第五透镜和第六透镜相互粘合形成的第二胶合透镜，其组合焦距f56满足：18.04mm<f56<24.41mm。
4.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，第四透镜的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：6.19mm<f4<10.12mm，1.62<Nd4<1.74,46<Vd4<60。
5.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，所述第四透镜，其非球面的表面形状满足以下方程式：
式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，k为圆锥二次曲线系数，当k系数小于-1时，面型曲线为双曲线，等于-1时为抛物线，介于-1到0之间时为椭圆，等于0时为圆形；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数。
6.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，沿光轴从物面到所述第二透镜之间还设有第一透镜，该第一透镜为平面镜。
7.根据权利要求1所述的针孔监控光学系统，其特征在于，光学系统的光学总长TTL满足：9.8mm<TTL<12mm。
8.一种镜头，其特征在于，镜头内安装有权利要求1-7任一项所述的针孔监控光学系统。
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