CN105242383B - 一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头 - Google Patents

一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为玻璃负透镜A1、第一塑料非球面负透镜A2、玻璃正透镜A3、光栏B、第二塑料非球面负透镜A4和塑料非球面正透镜A5。与现有技术相比，该一种玻塑混合镜头方案实现低成本、大相对孔径、日夜共焦、分辨率达四百万像素以及高低温不虚焦的高成像质量效果。

Description

一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头
技术领域
本发明属于光学镜头技术领域，具体涉及一种由玻璃透镜和塑料透镜混合构成的大孔径日夜共焦镜头。
背景技术
随着安防市场的快速发展，市场对安防监控镜头的品质要求原来越高，生产规模也越来越大。尤其对于高清监控镜头，为了保证成像质量与降低产品成本，传统设计通常是采用全玻璃镜片来实现。但是对于更高像素成像质量要求的产品，需要采用更多的玻璃镜片来实现，但这样会增加产品成本，不能够实现低成本、大相对孔径、日夜共焦、分辨率四百万像素以及高低温不虚焦的高成像质量效果。
因此，主要实现低成本、大相对孔径、日夜共焦、分辨率达四百万像素以及高低温不虚焦的高成像质量效果，适应安防需要的监控镜头是现有技术人员努力开发的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现低成本、大相对孔径、日夜共焦、分辨率达四百万像素以及高低温不虚焦的高成像质量效果的一种玻塑混合镜头。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：该一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为玻璃负透镜A1、第一塑料非球面负透镜A2、玻璃正透镜A3、光栏B、第二塑料非球面负透镜A4和塑料非球面正透镜A5。
有效焦距f′＝6mm，相对孔径数F数＝1.8，光学系统总长小于22.5mm,分辨率为400万像素的玻塑混合镜头，其中，所述5片透镜的曲率半径R，透镜厚度t，折射率n，以及空气间隙d满足如下要求：
玻璃负透镜A1的半径R1为14～16mm，R2为3.5～4.25mm；厚度t为0.4～1mm；折射率n为1.48～1.54；空气间隔d为2～5mm；
第一塑料非球面负透镜A2的半径R3为-3～-5mm，R4为-4～-5mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.59～1.66；空气间隔d为0.03～0.3mm；
玻璃正透镜A3的半径R5为7～8mm，R6为-17～-19mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.52～1.6；空气间隔d为1～2mm；
第二塑料非球面负透镜A4的半径R7为35～37)mm，R8为3～4.1mm；厚度t为0.5～1.2mm；折射率n为1.59～1.66；空气间隔d为0.03～0.3mm。
塑料非球面正透镜A5的半径R9为-3～-5mm，R10为3.5～4.1mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.49～1.64；
根据非球面方程：
所述塑料非球面负透镜A2满足如下关系：
R K A B C D E
R3 -1.12 -1.2105E-003 -1.8531E-005 4.0492E-006 -1.2989E-007 0
R4 -1.05 -1.4471E-005 -3.2203E-005 7.4437E-007 7.5598E-009 0
所述塑料非球面负透镜A4满足如下关系：
R K A B C D E
R7 1.117 -4.105E-003 3.013E-004 -2.2534E-005 7.2588E-007 0
R8 -1.445 -2.1599E-005 -9.6718E-005 3.9366E-005 -3.4958E-006 0
所述塑料非球面正透镜A5满足如下关系：
R K A B C D E
R9 -1.202 1.1358E-003 -5.2335E-004 6.9858E-005 -3.7498E-006 0
R10 0.1896 8.695E-004 7.5813E-005 -1.0266E-005 1.4734E-006 0
按照上述方案设计成的一种玻塑混合镜头，有效焦距f′＝6mm，相对孔径数F数＝1.8，光学系统总长小于22.5mm,分辨率为400万像素，日夜共焦以及高低温不虚焦。与现有技术相比，该一种玻塑混合镜头方案实现低成本、大相对孔径、日夜共焦、分辨率达四百万像素以及高低温不虚焦的高成像质量效果。
附图说明
图1是本发明的光学系统结构示意图；
图2为光线通过光学系统的光路图。
其中，1、玻璃负透镜；2、第一塑料非球面负透镜；3、玻璃正透镜；4、光栏；5、第二塑料非球面负透镜；6、塑料非球面正透镜。
具体实施方式
本发明的一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组由5组5片透镜排列组成。如图1、2所示，所述光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为玻璃负透镜1、第一塑料非球面负透镜2、玻璃正透镜3，光栏4，第二塑料非球面负透镜5和塑料非球面正透镜6。
本发明的高清监控镜头所要达到的性能参数是：有效焦距f′＝6mm，相对孔径数F数＝1.8，光学系统总长小于22.5mm,分辨率为400万像素，日夜共焦以及高低温不虚焦。
为满足上述性能参数的要求，参照图1所示，所述5片透镜的曲率半径R，透镜厚度t，折射率n，以及空气间隙d满足如下要求：
在图1中，从左到右：玻璃负透镜A1的半径R1范围为(14—16)mm，R2范围为(3.5—4.25)mm；厚度t范围为(0.4—1)mm；折射率n范围为(1.48—1.54)；空气间隔d范围为(2—5)mm。
塑料非球面负透镜A2的半径R3范围为(-3—-5)mm，R4范围为(-4—-5)mm；厚度t范围为(2—3)mm；折射率n范围为(1.59—1.66)；空气间隔d范围为(0.03—0.3)mm。
玻璃正透镜A3的半径R5范围为(7—8)mm，R6范围为(-17—-19)mm；厚度t范围为(2—3)mm；折射率n范围为(1.52—1.6)；空气间隔d范围为(1—2)mm。
光栏B
塑料非球面负透镜A4的半径R7范围为(35—37)mm，R8范围为(3—4.1)mm；厚度t范围为(0.5—1.2)mm；折射率n范围为(1.59—1.66)；空气间隔d范围为(0.03—0.3)mm。
塑料非球面正透镜A5的半径R9范围为(-3—-5)mm，R10范围为(3.5—4.1)mm；厚度t范围为(2—3)mm；折射率n范围为(1.49—1.64)。
根据非球面方程：
所述塑料非球面负透镜A2满足如下关系：
R K A B C D E
R3 -1.12 -1.2105E-003 -1.8531E-005 4.0492E-006 -1.2989E-007 0
R4 -1.05 -1.4471E-005 -3.2203E-005 7.4437E-007 7.5598E-009 0
所述塑料非球面负透镜A4满足如下关系：
R K A B C D E
R7 1.117 -4.105E-003 3.013E-004 -2.2534E-005 7.2588E-007 0
R8 -1.445 -2.1599E-005 -9.6718E-005 3.9366E-005 -3.4958E-006 0
所述塑料非球面正透镜A5满足如下关系：
R K A B C D E
R9 -1.202 1.1358E-003 -5.2335E-004 6.9858E-005 -3.7498E-006 0
R10 0.1896 8.695E-004 7.5813E-005 -1.0266E-005 1.4734E-006 0

Claims (1)

1.一种大孔径日夜共焦玻塑混合镜头，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为玻璃负透镜A1、第一塑料非球面负透镜A2、玻璃正透镜A3、光栏B、第二塑料非球面负透镜A4和塑料非球面正透镜A5；该玻塑混合镜头有效焦距f′＝6mm，相对孔径数F数＝1.8，光学系统总长小于22.5mm，分辨率为400万像素时，所述5片透镜的曲率半径R，透镜厚度t，折射率n，以及空气间隙d满足如下要求：
玻璃负透镜A1的半径R1为14～16mm，R2为3.5～4.25mm；厚度t为0.4～1mm；折射率n为1.48～1.54；空气间隔d为2～5mm；
第一塑料非球面负透镜A2的半径R3为-3～-5mm，R4为-4～-5mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.59～1.66；空气间隔d为0.03～0.3mm；
玻璃正透镜A3的半径R5为7～8mm，R6为-17～-19mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.52～1.6；空气间隔d为1～2mm；
第二塑料非球面负透镜A4的半径R7为35～37mm，R8为3～4.1mm；厚度t为0.5～1.2mm；折射率n为1.59～1.66；空气间隔d为0.03～0.3mm；
塑料非球面正透镜A5的半径R9为-3～-5mm，R10为3.5～4.1mm；厚度t为2～3mm；折射率n为1.49～1.64；
根据非球面方程：
所述塑料非球面负透镜A2满足如下关系：
所述塑料非球面负透镜A4满足如下关系：
所述塑料非球面正透镜A5满足如下关系：
。
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