CN105629438A

CN105629438A - 一种高像素监控镜头

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Publication number: CN105629438A
Application number: CN201610034048.3A
Authority: CN
Inventors: 白兴安; 柳晓娜; 付湘发; 梁伟朝; 高屹东
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2036-01-19
Also published as: CN105629438B

Abstract

一种高像素监控镜头，包括六片透镜：从物面到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，六片透镜中至少有两片为塑胶非球面透镜，其中，第一透镜至第六透镜的光焦度为负、负、正、正、负、正或负、负、正、正、正、负。所述第一透镜与第三透镜满足关系式：-1.08<f1/f3<-0.67，其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。所述第五透镜与第六透镜满足关系式：-0.78<f5/f6<-0.69，其中，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。本发明在保证百万像素解析的基础上，解决了热漂移问题实现了消热差设计，提升了镜头市场竞争力，具有成本低的特点。

Description

一种高像素监控镜头

技术领域

本发明涉及一种高像素监控镜头。

背景技术

较早的监控镜头的镜头最大主光线角度CRA多大于15度，而且多使用全玻透镜，如中国专利文献号CN202433590U于2012年09月12日公开了一种日夜两用型高分辨率监视镜头，该监视镜头使用了6片玻璃透镜，导致镜头成本相对较高，主光线角度也较大。随着科技的发展，模具厂商的技术突破，再加上塑胶透镜价格相对较低，光学厂商陆续开始使用塑胶非球面透镜代替玻璃透镜，以提高镜头的竞争力，但使用塑胶非球面透镜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。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、成本低的高像素监控镜头，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种高像素监控镜头，包括六片透镜：从物面到像面依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其结构特征是所述六片透镜中至少有两片为塑胶非球面透镜，其中，第一透镜至第六透镜的光焦度为负、负、正、正、负、正或负、负、正、正、正、负。

所述第一透镜与第三透镜满足关系式：-1.08<f1/f3<-0.67，其中，f1为第一透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距。

所述第五透镜与第六透镜满足关系式：-0.78<f5/f6<-0.69，其中，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距。

所述第一透镜朝向物面的面为第一表面，第一透镜的第一表面弯向物面或弯向像面，第一透镜的第二表面弯向像面；第二透镜朝向物面的面为第一表面，第二透镜的第一表面弯向物面或弯向像面，第二透镜的第二表面弯向物面或弯向像面；第三透镜为双凸透镜。

所述第四透镜为双面都弯向物面的透镜；第六透镜为双凸透镜或双面弯向物面的弯月形透镜。

所述第四透镜与第五透镜为正片在前负片在后的胶合透镜；或者，第五透镜与第六透镜为正片在前负片在后的胶合透镜。

所述监控镜头像方主光线角度小于等于12度。

本发明中的六片透镜中至少有两片为塑胶非球面透镜，由于使用了塑胶非球面透镜，使镜头成本得以降低，提高了产品竞争力；且使镜头解析能达到一千两百万像素。

本发明采用玻塑透镜混合的结构，能够搭配1/2.3英寸的监控镜头，使用六片透镜，镜头最大主光线角能够控制在12度以下，可以有效解决镜头边缘偏色暗角的问题。

因塑胶透镜温度膨胀系数较大，在高低温环境下容易造成焦点漂移而导致解析模糊的问题。本发明通过合理分配玻璃透镜和塑胶透镜的正负焦距，解决了高低温焦点漂移的问题，使应用环境范围得以扩大，提升了市场竞争力。

本发明在保证百万像素解析的基础上，解决了热漂移问题实现了消热差设计，提升了镜头市场竞争力，具有结构简单合理、成本低的特点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图。

图2为第一实施例的可见光解析图。

图3为第一实施例的场曲畸变图。

图4为第一实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图5为第一实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图6为本发明第二实施例的结构示意图。

图7为第二实施例的可见光解析图。

图8为第二实施例的场曲畸变图。

图9为第二实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图10为第二实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图11为本发明第三实施例的结构示意图。

图12为第三实施例的可见光解析图。

图13为第三实施例的场曲畸变图。

图14为第三实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图15为第三实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图16为本发明第四实施例的结构示意图。

图17为第四实施例的可见光解析图。

图18为第四实施例的场曲畸变图。

图19为第四实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图20为第四实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图21为本发明第五实施例的结构示意图。

图22为第五实施例的可见光解析图。

图23为第五实施例的场曲畸变图。

图24为第五实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图25为第五实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图26为本发明第六实施例的结构示意图。

图27为第六实施例的可见光解析图。

图28为第六实施例的场曲畸变图。

图29为第六实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图30为第六实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图31为本发明第七实施例的结构示意图。

图32为第七实施例的可见光解析图。

图33为第七实施例的场曲畸变图。

图34为第七实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图35为第七实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图36为本发明第八实施例的结构示意图。

图37为第八实施例的可见光解析图。

图38为第八实施例的场曲畸变图。

图39为第八实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图40为第八实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图41为本发明第九实施例的结构示意图。

图42为第九实施例的可见光解析图。

图43为第九实施例的场曲畸变图。

图44为第九实施例在低温：-20摄氏度时的解析图。

图45为第九实施例在高温：60摄氏度时的解析图。

图中：L1为第一透镜，L2为第二透镜，L3为第三透镜，L4为第四透镜，L5为第五透镜，L6为第六透镜，

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图5，本高像素监控镜头，包括六片透镜：从物面到像面依次设置有第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5和第六透镜L6，所述六片透镜中至少有两片为塑胶非球面透镜，其中，第一透镜L1至第六透镜L6的光焦度为负、负、正、正、负、正或负、负、正、正、正、负。

在本实施例中，所述第一透镜L1与第三透镜L3满足关系式：-1.08<f1/f3<-0.67，其中，f1为第一透镜L1的焦距，f3为第三透镜L3的焦距。

所述第五透镜L5与第六透镜L6满足关系式：-0.78<f5/f6<-0.69，其中，f5为第五透镜L5的焦距，f6为第六透镜L6的焦距。

所述第一透镜L1朝向物面的面为第一表面，第一透镜L1的第一表面弯向物面或弯向像面，第一透镜L1的第二表面弯向像面。

第二透镜L2朝向物面的面为第一表面，第二透镜L2的第一表面弯向物面或弯向像面，第二透镜L2的第二表面弯向物面或弯向像面；第三透镜L3为双凸透镜。

第四透镜L4为双面都弯向物面的透镜；第六透镜L6为双凸透镜或双面弯向物面的弯月形透镜。

第四透镜L4与第五透镜L5为正片在前负片在后的胶合透镜；或者，第五透镜L5与第六透镜L6为正片在前负片在后的胶合透镜。

在本实施例中，第五透镜L5与第六透镜L6为正片在前负片在后的胶合透镜。

所述监控镜头像方主光线角度小于等于12度。

当监控镜头的焦距f＝3.7mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝126°，主光线角度CRA＝10.5°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f63 -->
								-6.28	-12	5.79	14.19	6.59	-9.38	-1.0846	-0.7026

K

A

B

C

D

E

F

S3

-3.7

1.67E-03

-5.17E-04

3.10E-05

-1.49E-06

0.00E+00

S4

-0.1011

1.35E-03

-6.43E-04

-7.01E-06

3.32E-06

0.00E+00

S8

-0.6957

-4.50E-03

-1.79E-04

-4.94E-05

8.56E-06

0.00E+00

S9

-0.083

3.74E-04

4.17E-05

-7.33E-06

8.56E-07

0.00E+00

其中，S1为第一透镜L1的第一表面，S2为第一透镜L1的第二表面，S3为第二透镜L2的第一表面，S4为第二透镜L2的第二表面，S5为第三透镜L3的第一表面，S6为第三透镜L3的第二表面，S7为光阑的表面，S8为第四透镜L4的第一表面，S9为第四透镜L4的第二表面，S10为第五透镜第一表面，S11为第五透镜第二表面和第六透镜的第一表面，S12为第六透镜的第二表面，S13为滤镜IRcut的第一表面，S14为滤镜IRcut的第二表面，S15为像面imagePlane的前表面。

其中所使用的非球面系数采用如下计算公式：

z = \frac{{cr}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + {Ar}^{4} + {Br}^{6} + {Cr}^{8} + {Dr}^{10} + {Er}^{12} + {Fr}^{14} + {Gr}^{16},

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。

上述的技术方案有效的解决了因使用塑胶非球面透镜而导致的高低温解析不良的问题，增加了产品的使用场合及环境条件范围。

第二实施例

参见图6-图10，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.39mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝124°，主光线角度CRA＝6°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-5.03	-12.1	7.48	4.57	-4.97	6.9	-0.6718	-0.7203

K

A

B

C

D

E

F

S1

-3.19

-1.27E-03

3.62E-05

-2.79E-07

6.58E-09

2.06E-10

0.00E+00

S2

-0.554

-2.34E-03

-5.53E-04

4.19E-05

-1.16E-05

1.24E-07

0.00E+00

S3

-0.17

9.72E-03

-2.78E-04

3.26E-05

7.42E-06

-1.59E-07

0.00E+00

S4

-1.587

4.42E-03

-2.90E-04

3.12E-05

2.52E-06

-1.56E-17

0.00E+00

S11

0.5727

-1.39E-03

5.34E-05

-6.60E-06

2.80E-07

-2.34E-09

0.00E+00

S12

-0.2772

1.70E-03

-4.59E-05

1.56E-06

-1.82E-07

6.73E-09

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第三实施例

参见图11-图15，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.41mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝124°，主光线角度CRA＝6°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-5.16	-30.18	7.56	16.54	7.06	-9.05	-0.6825	-0.7801

K

A

B

C

D

E

F

S1

0

2.51E-07

1.08E-08

-4.79E-09

-5.74E-10

0.00E+00

S2

0

1.24E-04

8.16E-06

1.95E-06

3.50E-07

0.00E+00

S3

70.9232

3.26E-03

-5.07E-05

3.11E-06

1.75E-07

0.00E+00

S4

-0.1531

3.68E-03

-2.47E-04

3.78E-05

-5.29E-06

0.00E+00

S5

0

8.31E-06

3.06E-06

5.75E-07

6.25E-08

0.00E+00

S6

0

5.66E-05

-1.83E-05

-1.66E-06

1.39E-06

0.00E+00

S8

-3.526

-3.37E-03

-1.67E-04

-2.08E-05

-9.40E-07

0.00E+00

S9

0.0113

-2.44E-04

-3.64E-06

-5.62E-06

1.13E-07

0.00E+00

S10

0

9.21E-05

1.07E-05

5.47E-07

7.41E-08

0.00E+00

S11

0

1.85E-05

6.76E-06

7.09E-07

4.14E-08

0.00E+00

在本实施例中，第四透镜L4与第五透镜L5为正片在前负片在后的胶合透镜。

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第四实施例

参见图16-图20，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.14mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝126°，主光线角度CRA＝9.75°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-6.28	-16.9	9.34	7.99	6.59	-8.62	-0.6724	-0.7645

K

A

B

C

D

E

S3

-3.7

-7.81E-03

-2.67E-04

1.37E-04

-9.77E-06

0.00E+00

S4

-0.1011

-8.16E-03

-5.43E-04

2.99E-04

-2.45E-05

0.00E+00

S8

-0.6957

-1.67E-02

3.36E-03

-2.34E-03

1.30E-04

0.00E+00

S9

-0.083

7.91E-05

-3.91E-04

7.79E-05

-1.32E-05

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第五实施例

参见图21-图25，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.78mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝124°，主光线角度CRA＝2°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-8.11	-8.1	7.48	4.57	-4.97	6.5	-1.0839	-0.7646

K

A

B

C

D

E

F

S1

-3.19

-6.30E-03

2.10E-04

1.60E-06

-2.29E-07

2.54E-09

0.00E+00

S2

-0.554

-1.19E-02

-3.03E-04

1.08E-05

-1.01E-05

2.52E-07

0.00E+00

S3

-0.17

3.21E-02

-4.39E-03

9.83E-04

-6.70E-05

6.61E-06

0.00E+00

S4

-1.587

1.54E-02

-3.64E-03

6.02E-04

6.17E-05

-2.47E-05

0.00E+00

S11

0.5727

-2.96E-03

5.02E-05

-5.15E-06

-3.54E-08

6.66E-09

0.00E+00

S12

-0.2772

-3.08E-05

-1.52E-05

4.48E-07

-6.61E-08

-1.56E-09

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第六实施例

参见图26-图30，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.23mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝126°,主光线角度CRA＝8.37°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-5.16	-5.4	4.76	18.92	6.32	-9.05	-1.084	-0.6983

K

A

B

C

D

E

F

S1

0

2.51E-07

1.08E-08

-4.79E-09

-5.74E-10

0.00E+00

S2

0

1.24E-04

8.16E-06

1.95E-06

3.50E-07

0.00E+00

S3

70.9232

8.41E-04

-6.90E-05

2.38E-06

7.85E-08

0.00E+00

S4

-0.1531

-1.47E-02

-1.48E-03

1.95E-04

-9.59E-06

0.00E+00

S5

0

-1.45E-02

-1.48E-03

1.95E-04

-9.59E-06

0.00E+00

S6

0

2.66E-03

9.63E-04

-4.31E-04

6.69E-05

0.00E+00

S8

-3.526

1.28E-03

7.37E-04

-2.10E-04

1.25E-05

0.00E+00

S9

0.0113

2.72E-03

1.27E-05

-2.49E-05

1.96E-07

0.00E+00

S10

0

1.93E-03

-1.74E-04

8.51E-06

-3.05E-07

0.00E+00

S11

0

7.23E-04

2.07E-05

9.42E-06

-3.65E-07

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第七实施例

参见图31-图35，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.24mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝126°,主光线角度CRA＝8.6°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-6.28	-16.2	7.85	9.6	6.59	-9.153	-0.8	-0.72

K

A

B

C

D

E

S3

-3.7

-6.82E-03

1.13E-04

9.37E-05

-8.17E-06

0.00E+00

S4

-0.1011

-5.50E-03

9.52E-05

2.08E-04

-1.58E-05

0.00E+00

S8

-0.6957

-1.43E-02

3.63E-03

-2.26E-03

2.24E-04

0.00E+00

S9

-0.083

-5.35E-04

-3.08E-04

4.34E-05

-8.71E-06

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第八实施例

参见图36-图40，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.39mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝124°,主光线角度CRA＝4.2°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-5.66	-10.33	7.48	4.57	-4.97	6.71622	-0.7567	-0.74

K

A

B

C

D

E

F

S1

-3.19

-3.16E-03

7.27E-05

6.29E-07

-1.44E-08

-1.09E-09

0.00E+00

S2

-0.554

-4.73E-03

-8.75E-04

1.19E-05

-8.63E-06

1.73E-07

0.00E+00

S3

-0.17

1.70E-02

-4.38E-04

1.89E-05

3.85E-05

8.58E-07

0.00E+00

S4

-1.587

6.40E-03

-2.95E-04

6.12E-05

-2.21E-05

5.12E-06

0.00E+00

S11

0.5727

-1.95E-03

2.46E-05

-7.69E-06

3.06E-07

-2.42E-03

0.00E+00

512

-0.2772

1.27E-03

-6.75E-05

1.77E-06

-1.38E-07

2.90E-09

0.00E+00

其余未述部分见第一实施例，见第一实施例，不再赘述。

第九实施例

参见图41-图45，在本实施例中，当监控镜头的焦距f＝3.39mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝124°,主光线角度CRA＝4.2°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

当监控镜头的焦距f＝3.17mm，光圈F#＝2.8，视场角FOV＝126°,主光线角度CRA＝11.6°；各透镜的焦距及其相互关系如下表所示：

f1	f2	f3	f4	f5	f6	f1/f3	f5/f6
								-5.16	-14.09	6.07059	20.67	6.6065	-9.05	-0.85	-0.73

K

A

B

C

D

E

F

S1

0

2.51E-07

1.08E-08

-4.79E-09

-5.74E-10

0.00E+00

S22

0

1.24E-04

8.16E-06

1.95E-06

3.50E-07

0.00E+00

S3

17.97

3.86E-04

1.20E-04

-1.16E-05

1.82E-06

0.00E+00

S4

-17.2

2.52E-03

-8.36E-05

3.02E-05

-1.08E-06

0.00E+00

SS5

0

2.46E-04

-2.51E-04

1.04E-05

-1.32E-06

0.00E+00

S6

0

1.27E-03

2.56E-04

-1.22E-04

1.28E-05

0.00E+00

S8

7.6

-2.02E-03

4.08E-04

-1.34E-04

1.63E-05

0.00E+00

S9

-0.61

1.09E-03

-2.85E-04

1.47E-04

-1.11E-05

0.00E+00

S10

0

-8.36E-04

2.14E-04

-3.24E-06

8.76E-07

0.00E+00

S11

0

-1.19E-03

3.76E-05

1.40E-05

-7.97E-08

0.00E+00

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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

1.一种高像素监控镜头，包括六片透镜：从物面到像面依次设置有第一透镜(L1)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)和第六透镜(L6)，其特征是所述六片透镜中至少有两片为塑胶非球面透镜，其中，第一透镜(L1)至第六透镜(L6)的光焦度为负、负、正、正、负、正或负、负、正、正、正、负。

2.根据权利要求1所述的高像素监控镜头，其特征是所述第一透镜(L1)与第三透镜(L3)满足关系式：-1.08<f1/f3<-0.67，其中，f1为第一透镜(L1)的焦距，f3为第三透镜(L3)的焦距。

3.根据权利要求1所述的高像素监控镜头，其特征是所述第五透镜(L5)与第六透镜(L6)满足关系式：-0.78<f5/f6<-0.69，其中，f5为第五透镜(L5)的焦距，f6为第六透镜(L6)的焦距。

4.根据权利要求1所述的高像素监控镜头，其特征是所述第一透镜(L1)朝向物面的面为第一表面，第一透镜(L1)的第一表面弯向物面或弯向像面，第一透镜(L1)的第二表面弯向像面；

第二透镜(L2)朝向物面的面为第一表面，第二透镜(L2)的第一表面弯向物面或弯向像面，第二透镜(L2)的第二表面弯向物面或弯向像面；

第三透镜(L3)为双凸透镜。

5.根据权利要求1所述的高像素监控镜头，其特征是所述第四透镜(L4)为双面都弯向物面的透镜；

第六透镜(L6)为双凸透镜或双面弯向物面的弯月形透镜。

6.根据权利要求1所述的高像素监控镜头，其特征是所述第四透镜(L4)与第五透镜(L5)为正片在前负片在后的胶合透镜；或者，第五透镜(L5)与第六透镜(L6)为正片在前负片在后的胶合透镜。

7.根据权利要求1至6任一所述的高像素监控镜头，其特征是所述监控镜头像方主光线角度CRA≤12度。