CN112083552B - 一种2.8mm、广角日夜共焦镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种2.8mm、广角日夜共焦镜头，镜头的光学系统中沿光线从左到右入射方向依次由负屈光力的前组、光阑、正屈光力的后组组成，所述前组从物侧到像侧依次由具有负光焦度的第一弯月透镜、具有正光焦度的第二弯月透镜、具有负光焦度的双凹透镜组成，所述后组从物侧到像侧依次由具有正光焦度的第一双凸透镜、具有正光焦度的第二双凸透镜和具有负光焦度的第三弯月透镜密接的胶合组组成。实现结构简单、视场角大、高分辨率、零温漂，能与300万及以下的CCD或者CMOS适配。

Description

一种2.8mm、广角日夜共焦镜头
技术领域
本发明涉及一种2.8mm、广角日夜共焦镜头。
背景技术
现代社会对安全防范的要求越来越高，安防光学镜头也由标清向高清发展，由单一可见光成像向可见光与红外共焦成像发展，百万像素、日夜两用的变焦安防镜头将成为未来市场的主体要求。常见的日夜两用镜头通过切换厚度不同的滤光片以达到共焦目的。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种结构简单的2.8mm、广角日夜共焦镜头。
本发明的技术方案是，一种2.8mm、广角日夜共焦镜头，镜头的光学系统中沿光线从左到右入射方向依次由负屈光力的前组、光阑、正屈光力的后组组成，所述前组从物侧到像侧依次由具有负光焦度的第一弯月透镜、具有正光焦度的第二弯月透镜、具有负光焦度的双凹透镜组成，所述后组从物侧到像侧依次由具有正光焦度的第一双凸透镜、具有正光焦度的第二双凸透镜和具有负光焦度的第三弯月透镜密接的胶合组组成；该镜头的成像圆直径φ≥3.6mm。
进一步的，所述第一弯月透镜与第二弯月透镜之间的空气间隔为3-4mm；所述第二弯月透镜与双凹透镜之间的空气间隔为0-1mm；所述第一双凸透镜与第二双凸透镜之间的空气间隔为0-1mm；所述第三弯月透镜与平行平板玻璃之间的空气间隔为5mm。
进一步的，设定焦距为f，第一弯月透镜、第二弯月透镜、双凹透镜、第一双凸透镜和密接胶合组依次为f1-f5，它们与f满足以下比例：-2.8<f1/f<-2.2；8<f2/f<9；-2.4<f3/f<-2；1.7<f4/f<2.2；6<f5/f<8。
进一步的，第一弯月透镜满足关系式：Nd≥1.6，Vd≥40；第二弯月透镜满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤35；双凹透镜满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥45；第一双凸透镜满足关系式：Nd≥1.7，Vd≥40；第二双凸透镜满足关系式：Nd≤1.6，Vd≥50；第三弯月透镜满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30。
进一步的，第二双凸透镜与第三弯月透镜组成密接胶合组后侧设有一平行平板玻璃作为滤光片。
进一步的，所有透镜均为玻璃全球面。
进一步的，设定焦距为f，所述前组的焦距为fa，满足-1.9＜fa/f＜-0.5。
进一步的，设定焦距为f，所述后组的焦距为fb，满足1.6＜fb/f＜2.2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用6片式结构，全玻璃材料，在高温和低温环境下焦点无偏移，稳定性高。
2、通过合理的玻璃材料搭配以及光焦度分配，在可见光和近红外波段均有良好像质，具有日夜共焦的特点，适合在用于安防领域。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例的光学系统示意图。
图2为可见光下MTF曲线图。
图3为850mm近红外光下MTF图。
图4为可见光下MTF离焦曲线图。
图5为850mm近红外光离焦曲线图。
图6为-30℃低温下MTF图。
图7为70℃高温下MTF图。
图中：A-前组、C-光阑、B-后组、D-平行平板玻璃、A1-第一弯月透镜、A2-第二弯月透镜、A3-双凹透镜，B1-第一双凸透镜、B2-第二双凸透镜、B3-第三弯月透镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1～7所示，一种2.8mm、广角日夜共焦镜头，镜头的光学系统中沿光线从左到右入射方向依次设置有负屈光力的前组A、光阑C、正屈光力的后组B，所述前组A从物侧到像侧依次包括具有负光焦度的第一弯月透镜A1、具有正光焦度的第二弯月透镜A2、具有负光焦度的双凹透镜A3，所述后组B从物侧到像侧依次包括具有正光焦度的第一双凸透镜B1、具有正光焦度的第二双凸透镜B2和具有负光焦度的第三弯月透镜B3组成密接胶合组。
在本实施例中，所述第一弯月透镜A1与第二弯月透镜A2之间的空气间隔为3-4mm；所述第二弯月透镜A2与双凹透镜A3之间的空气间隔为0-1mm；所述第一双凸透镜B1与第二双凸透镜B2之间的空气间隔为0-1mm；所述第三弯月透镜B3与平行平板玻璃D之间的空气间隔为5mm。
在本实施例中，设定焦距为f，第一弯月透镜A1、第二弯月透镜A2、双凹透镜A3、第一双凸透镜B1和密接胶合组依次为f1-f5，它们与f满足以下比例：-2.8<f1/f<-2.2；8<f2/f<9；-2.4<f3/f<-2；1.7<f4/f<2.2；6<f5/f<8。通过对镜头光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对于系统焦距f成一定比例，使镜头在420~700mm波长范围的像差得到合理的校正和平衡。
在本实施例中，第一弯月透镜A1满足关系式：Nd≥1.6，Vd≥40；第二弯月透镜A2满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤35；双凹透镜A3满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥45；第一双凸透镜B1满足关系式：Nd≥1.7，Vd≥40；第二双凸透镜B2满足关系式：Nd≤1.6，Vd≥50；第三弯月透镜B3满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30。
在本实施例中，第二双凸透镜B2与第三弯月透镜B3组成密接胶合组后侧设有一平行平板玻璃D作为滤光片。
在本实施例中，所有透镜均为玻璃全球面。
在本实施例中，设定焦距为f，所述前组A的焦距为fa，满足-1.9＜fa/f＜-0.5。
在本实施例中，设定焦距为f，所述后组B的焦距为fb，满足1.6＜fb/f＜2.2。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：
焦距：f=2.8mm；
光圈：F=1.8；
成像圆直径：φ≥3.6mm；
分辨率：可与300万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；
光学总长：TTL≤30mm；
光学后截距：L’≥5mm；
适用谱线范围：420nm~700nm。
在本实施例中，各透镜的参数如下表所示：
Figure 507885DEST_PATH_IMAGE002
在本实施例中，采用反远摄结构，前组负光焦度校正后组正光焦度像差。整个镜头保证前后组镜片的入射角大小的均匀性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。选择了合理的镜片，使其在高温和低温环境下焦点无偏移。通过以上镜片组成的光学系统总长较短，镜头体积小。
由图2和3可以看出，该光学系统在可见光和近红外波段的MTF表现良好，边缘视场在空间频率120lp/mm处，其MTF值大于0.4，中心视场在空间频率120lp/mm处，其MTF值大于0.6，可以达到三百万高清的解像力需求。图4和图5为该光学系统的离焦曲线图，可以看出可见光与近红外波段的离焦量小于0.015mm。图6和图7为该光学系统在高温与低温下的MTF图，可看出MTF值无明显降低，说明其在恶劣环境下也有良好的成像质量。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种2.8mm、广角日夜共焦镜头，其特征在于：镜头的光学系统中沿光线从左到右入射方向依次由负屈光力的前组（A）、光阑（C）、正屈光力的后组（B）组成，所述前组（A）从物侧到像侧依次由具有负光焦度的第一弯月透镜（A1）、具有正光焦度的第二弯月透镜（A2）、具有负光焦度的双凹透镜（A3）组成，所述后组（B）从物侧到像侧依次由具有正光焦度的第一双凸透镜（B1）、具有正光焦度的第二双凸透镜（B2）和具有负光焦度的第三弯月透镜（B3）密接的胶合组组成；该镜头的成像圆直径φ≥3.6mm；设定焦距为f，第一弯月透镜（A1）、第二弯月透镜（A2）、双凹透镜（A3）、第一双凸透镜（B1）和密接胶合组依次为f1-f5，它们与f满足以下比例：-2.8<f1/f<-2.2；8<f2/f<9；-2.4<f3/f<-2；1.7<f4/f<2.2；6<f5/f<8；第一弯月透镜（A1）满足关系式：Nd≥1.6，Vd≥40；第二弯月透镜（A2）满足关系式：Nd≥1.6，Vd≤35；双凹透镜（A3）满足关系式：Nd≤1.5，Vd≥45；第一双凸透镜（B1）满足关系式：Nd≥1.7，Vd≥40；第二双凸透镜（B2）满足关系式：Nd≤1.6，Vd≥50；第三弯月透镜（B3）满足关系式：Nd≥1.7，Vd≤30；设定焦距为f，所述前组（A）的焦距为fa，满足-1.9＜fa/f＜-0.5；设定焦距为f，所述后组（B）的焦距为fb，满足1.6＜fb/f＜2.2。
2.根据权利要求1所述的2.8mm、广角日夜共焦镜头，其特征在于：所述第一弯月透镜（A1）与第二弯月透镜（A2）之间的空气间隔为3-4mm；所述第二弯月透镜（A2）与双凹透镜（A3）之间的空气间隔为0-1mm；所述第一双凸透镜（B1）与第二双凸透镜（B2）之间的空气间隔为0-1mm；所述第三弯月透镜（B3）与平行平板玻璃（D）之间的空气间隔为5mm。
3.根据权利要求1所述的2.8mm、广角日夜共焦镜头，其特征在于：第二双凸透镜（B2）与第三弯月透镜（B3）组成密接胶合组后侧设有一平行平板玻璃（D）作为滤光片。
4.根据权利要求1所述的2.8mm、广角日夜共焦镜头，其特征在于：所有透镜均为玻璃全球面。
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