CN112485886A - 一种大孔径高低温共焦光学镜头 - Google Patents

一种大孔径高低温共焦光学镜头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大孔径高低温共焦光学镜头，本装置包括沿光线入射方向依次设置的凸凹正光焦度的第一玻璃球面透镜L1、凸凹负光焦度的第二球面透镜L2、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L3、平凸正光焦度的第四玻璃球面透镜L4、平凸正光焦度的第五球面透镜L5、双凸正光焦度的第六球面透镜L6、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L7、双凸正光焦度的第六球面透镜L8、双凹正光焦度的第六球面透镜L9；其中，透镜L7与透镜L8胶合在一起成为胶合透镜。该镜头采用9G结构，通过合理的光焦度分配，材质分配，降低了镜头的公差敏感度；同时使得装置在‑40℃～+70℃的环境条件下不离焦。

Description

一种大孔径高低温共焦光学镜头
技术领域
本发明主要针对安防监控并保证在-40℃～70℃不离焦的大孔径光学镜头。
背景技术
目前国内的安防监控都在朝小型化，多功能，环境适应能力强的方向发展，而且国内竞争非常激烈的形式下，定焦镜头已经不能满足不同地域客户的需求，例如我国东北的市场就要求设计出的置于室外并一年四季都不离焦的监控装置，我国东北在冬天温度经常在零下 30℃，而到夏天最高也会达到31℃左右。如再考虑监控摄像机的电路发热因素，设计一个大孔径且能在-40℃～+70℃内焦面不偏移的光学成像装置变得十分必要。
发明内容
本发明主要提供了一种安防监控在-40℃～+70℃不离焦的大孔径光学镜头。
为达到以上设计要求，本发明提供的技术方案如下：
一种焦距为11.6mm的9G全玻结构高低温共焦的光学装置，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹正光焦度的第一玻璃球面透镜L1、凸凹负光焦度的第二球面透镜L2、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L3、平凸正光焦度的第四玻璃球面透镜L4、平凸正光焦度的第五球面透镜L5、双凸正光焦度的第六球面透镜L6、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L7、双凸正光焦度的第六球面透镜L8、双凹正光焦度的第六球面透镜L9；该装置的九片透镜的焦距、折射率、表面半径分别满足以下表1的条件：
f<sub>1</sub>＝-33.91±5％ n<sub>1</sub>＝1.91±5％ R<sub>11</sub>＝12.667±5％ R<sub>12</sub>＝17.992±5％
f<sub>2</sub>＝-15.11±5％ n<sub>2</sub>＝1.60±5％ R<sub>21</sub>＝43.321±5％ R<sub>22</sub>＝7.534±5％
f<sub>3</sub>＝-10.061±5％ n<sub>3</sub>＝1.76±5％ R<sub>31</sub>＝-9.960±5％ R<sub>32</sub>＝35.767±5％
f<sub>4</sub>＝16.97±5％ n<sub>4</sub>＝1.88±5％ R<sub>41</sub>＝Infinity R<sub>42</sub>＝-15.075±5％
f<sub>5</sub>＝-29.69±5％ n<sub>5</sub>＝1.81±5％ R<sub>51</sub>＝24.245±5％ R<sub>52</sub>＝Infinity
f<sub>6</sub>＝23.26±5％ n<sub>6</sub>＝1.50±5％ R<sub>61</sub>＝15.862±5％ R<sub>62</sub>＝-38.867±5％
f<sub>7</sub>＝-9.44±5％ n<sub>4</sub>＝1.72±5％ R<sub>71</sub>＝-36.493±5％ R<sub>72</sub>＝8.481±5％
f<sub>8</sub>＝12.80±5％ n<sub>4</sub>＝1.46±5％ R<sub>81</sub>＝8.481±5％ R<sub>82</sub>＝-15.610±5％
f<sub>9</sub>＝28.49±5％ n<sub>4</sub>＝1.59±5％ R<sub>91</sub>＝13.067±5％ R<sub>92</sub>＝45.721±5％
表1
上表中：f1-f9分别依次对应所述第一玻璃球面透镜L1-第九玻璃球面透镜9的焦距；所述n1-n9分别依次对应所述第一玻璃球面透镜L1-第九玻璃球面透镜L9的折射率；所述R11和R12对应所述第一玻璃球面透镜L1的曲率半径，所述R21和R22对应第三玻璃球面透镜L2的曲率半径，所述R31和R32对应第四玻璃球球面透镜L4的曲率半径，所述R51和R52对应第三玻璃球面透镜L5的曲率半径，所述R61和R62对应第四玻璃球球面透镜L6的曲率半径，所述R71和R72对应第三玻璃球面透镜L7的曲率半径，所述R81和R82对应第四玻璃球球面透镜 L8，所述R91和R92对应第三玻璃球面透镜L9的曲率半径，其中，“-”表示方向为负方向。
本发明FNO.的值满足条件公式：
Figure RE-GDA0002271890650000031
其中，f为系统焦距，D为入瞳直径。
本发明的视场角度FOV满足条件公式：
40°≤FOV≤60°。
本发明的光学总长TTL与镜头焦距值EFL满足条件公式:
Figure RE-GDA0002271890650000032
本发明提供的光学镜头有效的保证本发明能在-40℃～70℃的温度变化内不离焦；大孔径使镜头在弱光下也可成清晰地像。
附图说明
图1为本发明实施例一的透镜组装图。
图2为本发明实施例一的光通路示意图；
图3为本发明在低温20℃环境下的MTF图；
图4为本发明在常温-40℃环境下的MTF图；
图5为本发明在高温70℃环境下的MTF图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
请参见图1和图2，本发明包括沿光线入射方向依次设置的的凸凹正光焦度的第一玻璃球面透镜L1、凸凹负光焦度的第二球面透镜 L2、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L3、平凸正光焦度的第四玻璃球面透镜L4、平凸正光焦度的第五球面透镜L5、双凸正光焦度的第六球面透镜L6、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L7、双凸正光焦度的第六球面透镜L8、双凹正光焦度的第六球面透镜L9；其中，所述透镜L1包含相对的R11面和R12面，所述透镜L2包含相对的R21面和R22面，所述透镜L3包含相对的R31面和R32面，所述透镜L4包含相对的R41面和R42面，所述透镜L5包含相对的R51面和R52面，所述透镜L6包含相对的R61面和R62面，所述透镜L7包含相对的R71面和 R72面，所述透镜L8包含相对的R81面和R82面，所述透镜L9包含相对的R91面和R92面。
当该发明的九片透镜的焦距、折射率、表面半径分别满足以下表 1条件：
Figure RE-GDA0002271890650000041
Figure RE-GDA0002271890650000051
表1
当该发明的九片透镜的焦距、折射率、表面半径分别满足上述表 1条件时，由图4、图5可以看出本设在20摄氏度常温、零下40℃低温、零上70℃高温等极限条件下MTF曲线都没有出现严重的离焦现象。
以上仅为本发明的较佳实施例，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 (5)

1.一种大孔径高低温共焦光学镜头，其特征在于，所述光学装置包括沿光线入射方向依次设置的凸凹正光焦度的第一玻璃球面透镜L1、凸凹负光焦度的第二球面透镜L2、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L3、平凸正光焦度的第四玻璃球面透镜L4、平凸正光焦度的第五球面透镜L5、双凸正光焦度的第六球面透镜L6、双凹负光焦度的第三玻璃球面透镜L7、双凸正光焦度的第六球面透镜L8、双凹正光焦度的第六球面透镜L9。
2.如权利要求1所述的大孔径高低温共焦光学镜头，其特征在于：所述九片球面透镜的焦距、折射率、表面半径分别满足以下条件：
f<sub>1</sub>＝-33.91±5％ n<sub>1</sub>＝1.91±5％ R<sub>11</sub>＝12.667±5％ R<sub>12</sub>＝17.992±5％ f<sub>2</sub>＝-15.11±5％ n<sub>2</sub>＝1.60±5％ R<sub>21</sub>＝43.321±5％ R<sub>22</sub>＝7.534±5％ f<sub>3</sub>＝-10.061±5％ n<sub>3</sub>＝1.76±5％ R<sub>31</sub>＝-9.960±5％ R<sub>32</sub>＝35.767±5％ f<sub>4</sub>＝16.97±5％ n<sub>4</sub>＝1.88±5％ R<sub>41</sub>＝Infinity R<sub>42</sub>＝-15.075±5％ f<sub>5</sub>＝-29.69±5％ n<sub>5</sub>＝1.81±5％ R<sub>51</sub>＝24.245±5％ R<sub>52</sub>＝Infinity f<sub>6</sub>＝23.26±5％ n<sub>6</sub>＝1.50±5％ R<sub>61</sub>＝15.862±5％ R<sub>62</sub>＝-38.867±5％ f<sub>7</sub>＝-9.44±5％ n<sub>4</sub>＝1.72±5％ R<sub>71</sub>＝-36.493±5％ R<sub>72</sub>＝8.481±5％ f<sub>8</sub>＝12.80±5％ n<sub>4</sub>＝1.46±5％ R<sub>81</sub>＝8.481±5％ R<sub>82</sub>＝-15.610±5％ f<sub>9</sub>＝28.49±5％ n<sub>4</sub>＝1.59±5％ R<sub>91</sub>＝13.067±5％ R<sub>92</sub>＝45.721±5％
上表中：f1-f9分别依次对应所述第一玻璃球面透镜L1-第九玻璃球面透镜9的焦距；所述n1-n9分别依次对应所述第一玻璃球面透镜L1-第九玻璃球面透镜L9的折射率；所述R11和R12对应所述第一玻璃球面透镜L1的曲率半径，所述R21和R22对应第三玻璃球面透镜L2的曲率半径，所述R31和R32对应第四玻璃球球面透镜L4的曲率半径，所述R51和R52对应第三玻璃球面透镜L5的曲率半径，所述R61和R62对应第四玻璃球球面透镜L6的曲率半径，所述R71和R72对应第三玻璃球面透镜L7的曲率半径，所述R81和R82对应第四玻璃球球面透镜L8，所述R91和R92对应第三玻璃球面透镜L9的曲率半径，其中，“-”表示方向为负方向。
3.如权利要求1所述的一种大孔径高低温共焦光学镜头，其特征在于：所述光学镜头的光圈FNO.的值满足条件公式：
Figure FDA0002201608240000021
其中，f为系统焦距，D为入瞳直径。
4.如权利要求1所述的一种大孔径高低温共焦光学镜头，其特征在于:所述光学镜头的视场角度FOV满足条件公式：
40°≤FOV≤60°。
5.如权利要求1所述的一种大孔径高低温共焦光学镜头，其特征在于:所述光学镜头的光学总长TTL与镜头焦距值EFL满足条件公式:
Figure FDA0002201608240000022
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