CN109116519B - 一种大光圈广角监控成像系统 - Google Patents

一种大光圈广角监控成像系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大光圈广角监控成像系统，从物侧至像侧依次设置有：第一透镜，光焦度为负，第一透镜朝向物侧一面为凸面，另一面为凹面；第二透镜，光焦度为正，第二透镜朝向物侧一面为凹面，另一面为凸面；第三透镜，光焦度为负，第三透镜朝向物侧一面为凹面，另一面为凸面；光阑；第四透镜，光焦度为正，第四透镜朝向物侧和朝向像侧的一面均为凸面；第五透镜，光焦度为负，第五透镜朝向物侧的一面为凹面，另一面为凸面；第六透镜，光焦度为正，第六透镜朝向物侧一面为凹面，另一面为凸面；滤光片；保护玻璃；感光片。本发明可实现大光圈情况下白昼夜间都能高清晰成像；该光学系统的入瞳为ENPD,焦距为f,满足1.4<f/ENPD<1.65，可实现夜视微光功能。

Description

一种大光圈广角监控成像系统
【技术领域】
本发明涉及镜头，尤其是一种大光圈广角监控成像系统。
【背景技术】
近几年来，市场对监控图像的要求不断提升，百万高清监控市场迎来爆发式增长。相比普通的监控镜头，高清镜头能做到真正的高清晰度，不仅白昼，即使是傍晚日落时期、夜间都要求无偏焦清晰的成像。市场对监控镜头提出进一步要求，希望夜视微光环境下也能满足高清成像。
因此，本发明正是基于以上的不足而产生的。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大光圈广角监控成像系统，该大光圈广角成像系统实现了4K高清成像，微光夜视功能。
为解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，从物侧至像侧依次设置有：
第一透镜，所述第一透镜的光焦度为负，且第一透镜朝向物侧的一面为凸面，朝向像侧的一面为凹面；
第二透镜，所述第二透镜的光焦度为正，且第二透镜朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第三透镜，所述第三透镜的光焦度为负，且第三透镜朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
光阑；
第四透镜，所述第四透镜的光焦度为正，且第四透镜朝向物侧和朝向像侧的一面均为凸面；
第五透镜，所述第五透镜的光焦度为负，且第五透镜朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第六透镜，所述第六透镜的光焦度为正，且第六透镜朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
滤光片；
保护玻璃；
感光片。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述成像系统的入瞳为ENPD，成像系统的焦距为f，满足1.4<f/ENPD<1.65。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述感光片的高度为IMC,成像系统的焦距为f，满足：0.35<f/IMC<1。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第一透镜的口径大小为D1，第一透镜与感光片的间距为TL,成像系统的焦距为f，满足：D1<10MM,0.1<f/TL<0.3,0.35<D1/TL<0.5。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率系数为N1，满足：N1>1.5。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距为f1，成像系统的焦距为f，满足：2≤f1/f≤3。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第四透镜、第五透镜和第六透镜的组合焦距为f2，成像系统的焦距为f，满足：1.5≤f2/f≤3。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述的第四透镜为玻璃透镜，所述的第二透镜、第五透镜、第六透镜均为塑胶非球面透镜。
如上所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述塑胶非球面透镜的非球面表面形状满足方程式：
上述方程式中参数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，α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形。
与现有技术相比，本发明的一种大光圈广角监控成像系统，达到了如下效果：
1、本发明采用了6片透镜，光阑位于第三透镜与第四透镜中间，其中第四透镜为玻璃球面透镜，其余的透镜为塑胶非球面透镜，实现大光圈情况下白昼夜间都可高清晰成像；该光学系统的入瞳为ENPD,焦距为f,满足1.4<f/ENPD<1.65，可实现夜视微光功能。
2、第一透镜的折射率系数为N1,其中N1,满足：N1>1.5；折射率越大，越有利于压缩光学入射口径，控制外围尺寸在一定的范围内，并压缩光学总长。
3、本发明的画面均匀的成像效果,周边相对照度满足>50％，确保像面周边亮度。
4、本发明的第四透镜为玻璃透镜，其他透镜为塑胶透镜，保证多塑胶透镜系统高低温性能，确保改光学系统在低温-40°、高温85°及高温高湿严格的工作环境条件下可正常工作。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的示意图；
附图说明：1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、光阑；8、滤光片；9、保护玻璃；10、感光片。
【具体实施方式】
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。
如图1所示，一种大光圈广角监控成像系统，从物侧至像侧依次设置有：
第一透镜1，所述第一透镜1的光焦度为负，且第一透镜1朝向物侧的一面为凸面，朝向像侧的一面为凹面；
第二透镜2，所述第二透镜2的光焦度为正，且第二透镜2朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第三透镜3，所述第三透镜3的光焦度为负，且第三透镜3朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
光阑7；
第四透镜4，所述第四透镜4的光焦度为正，且第四透镜4朝向物侧和朝向像侧的一面均为凸面；
第五透镜5，所述第五透镜5的光焦度为负，且第五透镜5朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第六透镜6，所述第六透镜6的光焦度为正，且第六透镜6朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
滤光片8；
保护玻璃9；
感光片10。
如图1所示，在本实施例中，所述成像系统的入瞳为ENPD，焦距为f，满足1.4<f/ENPD<1.65，可实现夜视微光功能。
如图1所示，在本实施例中，所述感光片10的高度为IMC,成像系统的焦距为f，满足：0.35<f/IMC<1。
如图1所示，在本实施例中，所述第一透镜1的口径大小为D1，第一透镜1与感光片10的间距为TL,成像系统的焦距为f，满足：D1<10MM,0.1<f/TL<0.3,0.35<D1/TL<0.5。
如图1所示，在本实施例中，所述第一透镜1的折射率系数为N1，满足：N1>1.5，折射率越大，越有利于压缩光学入射口径，控制外围尺寸在一定的范围内，并压缩光学总长。
如图1所示，在本实施例中，所述第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的组合焦距为f1，成像系统的焦距为f，满足：2≤f1/f≤3；
如图1所示，在本实施例中，所述第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6的组合焦距为f2，成像系统的焦距为f，满足：1.5≤f2/f≤3；
如图1所示，在本实施例中，所述的第四透镜4为玻璃透镜，所述的第二透镜2、第五透镜5、第六透镜6均为塑胶非球面透镜，有利于性能优化，实现高清晰成像功能。保证多塑胶透镜系统高低温性能，确保该成像系统在低温-40°、高温85°及高温高湿严格的工作环境条件下可正常工作。
如图1所示，在本实施例中，所述塑胶非球面透镜的非球面表面形状满足方程式：
上述方程式中参数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，α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形。
具体实施数据如下：

Claims (4)

1.一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，从物侧至像侧依次设置有：
第一透镜(1)，所述第一透镜(1)的光焦度为负，且第一透镜(1)朝向物侧的一面为凸面，朝向像侧的一面为凹面；
第二透镜(2)，所述第二透镜(2)的光焦度为正，且第二透镜(2)朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第三透镜(3)，所述第三透镜(3)的光焦度为负，且第三透镜(3)朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
光阑(7)；
第四透镜(4)，所述第四透镜(4)的光焦度为正，且第四透镜(4)朝向物侧和朝向像侧的一面均为凸面；
第五透镜(5)，所述第五透镜(5)的光焦度为负，且第五透镜(5)朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
第六透镜(6)，所述第六透镜(6)的光焦度为正，且第六透镜(6)朝向物侧的一面为凹面，朝向像侧的一面为凸面；
滤光片(8)；
保护玻璃(9)；
感光片(10)；
所述成像系统的入瞳为ENPD，成像系统的焦距为f，满足1.4<f/ENPD<1.65；
所述感光片(10)的高度为IMC,成像系统的焦距为f，满足：0.35<f/IMC<1；
所述第一透镜(1)的口径大小为D1，第一透镜(1)与感光片(10)的间距为TL,成像系统的焦距为f，满足：D1<10mm,0.1<f/TL<0.3,0.35<D1/TL<0.5；
具有光焦度的光学元件由所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)以及第六透镜(6)组成。
2.根据权利要求1所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第一透镜(1)的折射率系数为N1，满足：N1>1.5。
3.根据权利要求1所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述第四透镜(4)、第五透镜(5)和第六透镜(6)的组合焦距为f2，成像系统的焦距为f，满足：1.5≤f2/f≤3。
4.根据权利要求1所述的一种大光圈广角监控成像系统，其特征在于，所述的第四透镜(4)为玻璃透镜，所述的第二透镜(2)、第五透镜(5)、第六透镜(6)均为塑胶非球面透镜。
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