CN105204145B - 一种日夜两用广角监控镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种日夜两用广角监控镜头，从朝向物的一侧开始起依次设有：具有负焦距的第一镜片；具有负焦距的第二镜片；具有正焦距的第三镜片；在所述第三镜片后面设有光阑元件；具有正焦距的第四镜片；具有负焦距的第五镜片；具有正焦距的第六镜片；其特征在于：‑0.672<f2/f3≤‑0.501；‑1≤f4/f5<‑0.91；0.81<f4/f6<0.93；其中f2为第二镜片的焦距，f3为第三镜片的焦距，f4为第四镜片的焦距，f5为第五镜片的焦距，f6为第六镜片的焦距。本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能有效保证日夜两用百万像素解析的基础上，解决了热漂移问题，从而有效降低生产成本的日夜两用广角监控镜头。

Description

一种日夜两用广角监控镜头
技术领域
本发明涉及一种日夜两用广角监控镜头。
背景技术
广角监控镜头，多使用全玻璃镜片，如专利CN202433590U以及CN102778745B就使用了6片玻璃镜片，镜头成本相对较高，随着科技的发展，模具厂商的技术突破，再加上塑胶镜片价格相对较低，光学厂商陆续开始使用塑胶非球面镜片代替玻璃镜片，以提高镜头的竞争力，但使用塑胶非球面镜片容易带来的副作用就是热膨胀系数较大带来的焦点漂移问题，现有使用塑胶镜片的广角监控镜头不能很好的保证日夜两用百万像素解析的基础上，解决了热漂移问题，故此现有的广角监控镜头有待于进一步完善。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能有效保证日夜两用百万像素解析的基础上，解决了热漂移问题，从而有效降低生产成本的日夜两用广角监控镜头。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种日夜两用广角监控镜头，从朝向物的一侧开始起依次设有：
具有负焦距的第一镜片；
具有负焦距的第二镜片；
具有正焦距的第三镜片；
在所述第三镜片后面设有光阑元件；
具有正焦距的第四镜片；
具有负焦距的第五镜片；
具有正焦距的第六镜片；
其特征在于：-0.672<f2/f3≤-0.501；-1≤f4/f5<-0.91；0.81<f4/f6<0.93；其中f2为第二镜片的焦距，f3为第三镜片的焦距，f4为第四镜片的焦距，f5为第五镜片的焦距，f6为第六镜片的焦距。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第一镜片为凸向物方的弯月型球面镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第二镜片为弯月型非球面镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第三镜片为弯月型非球面镜片，所述第三镜片的物侧面为凹面。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第四镜片为双凸非球面镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第五镜片为双凹的非球面镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第六镜片为双凸的球面镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述的第一镜片和第六镜片分别为玻璃镜片，所述第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片分别为塑胶镜片。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述的第一镜片满足下面的条件公式：1.6<Nd1<1.63,其中Nd1为第一镜片的折射率。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第一镜片的口径在11mm以下。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述的-0.671≤f2/f3≤-0.606；-1≤f4/f5≤-0.9667；0.814≤f4/f6≤0.8492。
如上所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述的-0.606≤f2/f3≤-0.501；-0.9667≤f4/f5≤-0.9134；0.8492≤f4/f6≤0.928。
综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：
一、本发明中第一镜片和第六镜片分别为玻璃镜片，第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片分别为塑胶镜片；通过合理分配玻璃镜片和塑胶镜片的正负焦距，解决了现有技术中使用塑胶非球面镜片而导致的高低温解析不良，致使焦点漂移的问题，增加了产品的使用场合及环境条件范围。
二、本发明使用了塑胶非球面镜片，使镜头成本得以降低，提高了产品竞争力；
三、本发明产品保证百万像素画质的前提下使得视场角达到150度以上，且在近红外波段仍有很好的解析品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置。
图2为实施例1的解析图；
图3为实施例1的场曲畸变图；
图4为实施例1在低温零下20摄氏度时的解析图；
图5为实施例1在高温60摄氏度时的解析图；
图6为实施例2的解析图；
图7为实施例2的场曲畸变图；
图8为实施例2在低温零下20摄氏度时的解析图；
图9为实施例2在高温60摄氏度时的解析图；
图10为实施例3的解析图；
图11为实施例3的场曲畸变图；
图12为实施例3在低温零下20摄氏度时的解析图；
图13为实施例3在高温60摄氏度时的解析图。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1所示的一种日夜两用广角监控镜头，从朝向物的一侧开始起依次设有：
具有负焦距并凸向物方的弯月型球面的第一镜片1；
具有负焦距的弯月型非球面的第二镜片2；
具有正焦距物侧面为凹面的弯月型非球面的第三镜片3；
在所述第三镜片3后面设有光阑元件4；
具有正焦距的双凸非球面的第四镜片5；
具有负焦距双凹的非球面的第五镜片6；
具有正焦距双凸的球面的第六镜片7；
所述的第一镜片1和第六镜片7分别为玻璃镜片，所述第二镜片2、第三镜片3、第四镜片5和第五镜片6分别为塑胶镜片；
-0.672<f2/f3≤-0.501；-1≤f4/f5<-0.91；0.81<f4/f6<0.93；其中f2为第二镜片2的焦距，f3为第三镜片3的焦距，f4为第四镜片5的焦距，f5为第五镜片6的焦距，f6为第六镜片7的焦距。本发明中通过正负镜片焦距合理分配，能使像差得到较好的校正，并解决环境温度造成的焦点漂移问题。
本发明中所述的第一镜片1满足下面的条件公式：1.6<Nd1<1.63,其中Nd1为第一镜片1的折射率。本发明中未使用高折射率材料，仍可收纳超过150度的光线。
本发明中所述第一镜片1的口径在11mm以下。
本发明中第一镜片1具有负焦距并凸向物方的弯月型球面的玻璃镜片，有效保护广角镜头的内部免于各种故障，并且允许镜头对于各种类型的环境有抵抗力。
实施例1
本发明镜头的六片透镜镜片共十二个面的曲率半径、镜片厚度，以及各镜片的焦距分别满足以下条件时，f＝1.1mm，F#＝2.2，FOV＝155°。
表1
f2 F3 f4 f5 f6 f2/f3 f4/f5 f4/f6
-4.32 7.13 2.32 -2.4 2.732 -0.606 -0.9667 0.8492
表2
R值 厚度 材料
S1 13.175 0.3 1.62，60.3
S2 1.67 0.508
S3 4.69 0.3 1.53，55.7
S4 1.51 0.9582
S5 -10.31 1.669 1.64，22.4
S6 -3.39 1
ST infinity 0.295
S7 2.22 0.839 1.53，55.7
S8 -2.48 0.05
S9 -8.57 0.3 1.64，22.4
S10 1.93 0.114
S11 3.11 1.03 1.49，81.6
S12 -2.15 1.6
S13 infinity 0.4 1.52，64.2
S14 infinity 0.5
表3
K A B C D E
S3 6.829 8.60E-02 -2.70E-02 6.69E-03 -3.41E-04 0
S4 -0.598 1.10E-01 9.41E-03 -2.08E-02 1.27E-02 0
S5 1.578 -2.08E-02 -2.53E-04 -1.14E-03 6.05E-04 0
S6 1.178 2.73E-04 -9.69E-04 1.62E-03 -2.38E-04 0
S7 -2.374 5.06E-02 1.98E-02 1.35E-02 1.10E-02 0
S8 0.74 0.11 -2.31E-02 2.46E-02 5.68E-02 0
S9 11.23 -3.00E-02 -1.50E-02 9.87E-03 4.37E-03 0
S10 -0.14 -5.99E-02 3.70E-02 -2.42E-02 5.46E-03 0
其中表1中f2为第二镜片2的焦距，f3为第三镜片3的焦距，f4为第四镜片5的焦距，f5为第五镜片6的焦距，f6为第六镜片7的焦距。表2中S1-S12见图1中各镜片对应的位置。表3中所使用的非球面系数采用如下计算公式：
式中，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，K为该表面的二次曲面常数。A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数
图2至图5为相应于实施案例的光学性能曲线图，其中图2为解析图；
图3为场曲畸变图；图4位低温零下20摄氏度时的解析图；图5为高温60摄氏度时的解析图。由图2-5可知，本实施例中的光学镜头通过正负镜片焦距合理分配，能使像差得到较好的校正，并解决环境温度造成的焦点漂移问题。
实施例2
本发明镜头的六片透镜镜片共十二个面的曲率半径、镜片厚度，以及各镜片的焦距分别满足以下条件时，f＝1.09mm，F#＝2.2，FOV＝155°。
表4
f2 f3 f4 f5 f6 f2/f3 f4/f5 f4/f6
-4.32 8.62 2.32 -2.54 2.85 -0.501 -0.9134 0.814
表5
R值 厚度 材料
S1 13.175 0.3 1.62，60.3
S2 1.67 0.508
S3 4.69 0.3 1.53，55.7
S4 1.51 0.9582
S5 -5.8923 1.669 1.64，22.4
S6 -3.1906 1
ST infinity 0.295
S7 2.22 0.839 1.53，55.7
S8 -2.48 0.05
S9 -10.87 0.3 1.64，22.4
S10 1.97 0.114
S11 3.03 1.03 1.49，81.6
S12 -2.39 1.6
S13 infinity 0.4 1.52，64.2
S14 infinity 0.5
表6
K A B C D E
S3 6.829 8.80E-02 -2.70E-02 6.69E-03 -3.41E-04 0
S4 -0.598 1.10E-01 9.41E-03 -2.08E-02 1.27E-02 0
S5 1.578 -3.20E-02 -8.13E-03 2.10E-03 9.64E-04 0
S6 1.178 -6.48E-03 2.98E-03 3.05E-03 -1.81E-04 0
S7 -2.374 5.06E-02 1.98E-02 1.35E-02 1.10E-02 0
S8 0.74 0.11 -2.31E-02 2.46E-02 5.68E-02 0
S9 11.23 -4.80E-02 -1.00E-03 2.01E-02 -1.78E-02 0
S10 -0.14 -7.18E-02 3.78E-02 -1.39E-02 -2.05E-03 0
其中表4中f2为第二镜片2的焦距，f3为第三镜片3的焦距，f4为第四镜片5的焦距，f5为第五镜片6的焦距，f6为第六镜片7的焦距。表5中S1-S12见图1中各镜片对应的位置。表6中所使用的非球面系数采用如下计算公式：
式中，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，K为该表面的二次曲面常数。A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数
图6至图9为相应于实施案例的光学性能曲线图，其中图2为解析图；图3为场曲畸变图；图4位低温零下20摄氏度时的解析图；图5为高温60摄氏度时的解析图。由图6-9可知，本实施例中的光学镜头通过正负镜片焦距合理分配，能使像差得到较好的校正，并解决环境温度造成的焦点漂移问题。
实施例3
本发明镜头的六片透镜镜片共十二个面的曲率半径、镜片厚度，以及各镜片的焦距分别满足以下条件时，f＝1.02mm，F#＝2.2，FOV＝155°。
表7
f2 f3 f4 f5 f6 f2/f3 f4/f5 f4/f6
-4.32 6.44 2.32 -2.32 2.5 -0.671 -1 0.928
表8
R值 厚度 材料
S1 13.175 0.3 1.62，60.3
S2 1.67 0.508
S3 4.69 0.3 1.53，55.7
S4 1.51 0.9582
S5 -5.8405 1.669 1.64，22.4
S6 -2.7117 1
ST infinity 0.295
S7 2.22 0.839 1.53，55.7
S8 -2.48 0.05
S9 -2.9441 0.3 1.64，22.4
S10 3.22231 0.114
S11 3.0557 0.7103 1.49，81.6
S12 -1.9503 1.5368
S13 infinity 0.4 1.52，64.2
S14 infinity 0.5
表9
K A B C D E
S3 6.829 8.60E-02 -2.70E-02 6.69E-03 -3.41E-04 0
S4 -0.598 1.10E-01 9.41E-03 -2.08E-02 1.27E-02 0
S5 1.578 -1.65E-02 4.22E-03 -3.65E-03 1.12E-03 0
S6 1.178 2.86E-02 -3.21E-02 3.91E-02 -1.66E-02 0
S7 -2.374 5.06E-02 1.98E-02 1.35E-02 1.10E-02 0
S8 0.74 0.11 -2.31E-02 2.46E-02 5.68E-02 0
S9 11.23 1.52E-01 6.24E-02 -3.23E-01 4.27E-01 0.1068
S10 -0.14 9.28E-02 1.96E-02 -2.45E-01 3.44E-01 -0.1817
其中表7中f2为第二镜片2的焦距，f3为第三镜片3的焦距，f4为第四镜片5的焦距，f5为第五镜片6的焦距，f6为第六镜片7的焦距。表8中S1-S12见图1中各镜片对应的位置。表9中所使用的非球面系数采用如下计算公式：
式中，r为光学表面上一点到光轴的距离，Z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，K为该表面的二次曲面常数。A、B、C、D、E、F、G分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数
图10至图13为相应于实施案例的光学性能曲线图，其中图2为解析图；图3为场曲畸变图；图4位低温零下20摄氏度时的解析图；图5为高温60摄氏度时的解析图。由图6-9可知，本实施例中的光学镜头通过正负镜片焦距合理分配，能使像差得到较好的校正，并解决环境温度造成的焦点漂移问题。
本发明监控镜头无论在零下20摄氏度的低温或是在60摄氏度的高温下使用，其焦点漂移值都非常小，解析度高，有效，增加了产品的使用场合及环境条件范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种日夜两用广角监控镜头，从朝向物的一侧开始起依次设有：
具有负焦距的第一镜片(1)；
具有负焦距的第二镜片(2)；
具有正焦距的第三镜片(3)；
在所述第三镜片(3)后面设有光阑元件(4)；
具有正焦距的第四镜片(5)；
具有负焦距的第五镜片(6)；
具有正焦距的第六镜片(7)；
其特征在于：-0.672<f2/f3≤-0.501；-1≤f4/f5<-0.91；0.81<f4/f6<0.93；其中f2为第二镜片(2)的焦距，f3为第三镜片(3)的焦距，f4为第四镜片(5)的焦距，f5为第五镜片(6)的焦距，f6为第六镜片(7)的焦距；
其中所述的第一镜片和第六镜片分别为玻璃镜片，所述第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片分别为塑胶镜片。
2.根据权利要求1所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第一镜片(1)为凸向物方的弯月型球面镜片。
3.根据权利要求1所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第二镜片(2)为弯月型非球面镜片。
4.根据权利要求1或2所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第三镜片(3)是物侧面为凹面的弯月型非球面塑胶镜片。
5.根据权利要求3所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第四镜片(5)为双凸非球面镜片。
6.根据权利要求4所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第五镜片(6)为双凹的非球面镜片。
7.根据权利要求5所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第六镜片(7)为双凸的球面镜片。
8.根据权利要求1所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述的第一镜片(1)满足下面的条件公式：1.6<Nd1<1.63,其中Nd1为第一镜片(1)的折射率。
9.根据权利要求2所述的一种日夜两用广角监控镜头，其特征在于所述第一镜片(1)的口径在11mm以下。
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