CN113219638A - 一种超广角高清监控镜头装置、监控系统及校正算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超广角高清监控镜头、监控系统及校正算法，其中的超广角高清监控镜头包括主镜筒、第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片；由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜沿光线入射方向依次排列组成第一透镜组；由第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜沿光线入射方向依次排列组成第二透镜组；第二透镜、第三透镜、第七透镜、第八透镜为非球面透镜；第四透镜、第五透镜组成胶合透镜；第九透镜和第十透镜组成胶合透镜；十块透镜的制作材料都是玻璃；本发明采用十枚镜片，在控制了生产成本的基础上，实现了190°超大视角、分辨率高、成像质量好的光学镜头，监控范围大，拍摄过程中不容易出现拍摄死角。

Description

一种超广角高清监控镜头装置、监控系统及校正算法

技术领域

本发明属于光学成像技术领域和自动控制领域交叉领域，具体涉及一种超广角高清监控光学镜头以及摄像模组，以及用于这种系统的自动控制装置。

背景技术

近些年来，光学成像镜头正处于迅速发展的阶段，各个领域都对光学成像镜头进行了应用，如手机、笔记本、电脑、无人机航拍等各方面，因此，行业内对于光学成像镜头的设计也提出来更高的需求与标准。

目前市场上用于监控安防的镜头种类有限，并且有着许多缺点、不足，如传统的监控镜头光学总长较长，生产成本较高，重量较大，并且视场角不够大，像素较低，存在拍摄死角。

发明内容

为解决上述背景技术中所存在的问题，本发明设计了一种能实现190°超大视角、分辨率高、成像质量好的光学镜头，本发明监控范围大，拍摄过程中不容易出现拍摄死角。

本发明采用的技术方案为:一种超广角高清监控镜头装置，该镜头装置包括主镜筒、第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片，沿入射光方向从前至后依次设置第一透镜组、光阑、第二透镜组、滤光片。其中，第一透镜组包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜，沿光线入射方向依次排列；第二透镜组包括：第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜沿光线入射方向依次排列。其中，第四透镜和第五透镜组成胶合透镜；第九透镜和第十透镜组成胶合透镜。

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜的制作材料都是玻璃。

所述第一透镜为具有负光焦度的弯月形透镜；

所述第二透镜为具有负光焦度的弯月形透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面；

所述第三透镜为具有正光焦度的弯月形透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面；

所述第四透镜为具有负光焦度的弯月形透镜；

所述第五透镜为具有正光焦度的弯月形透镜；

所述第六透镜为具有正屈光率的双凸透镜；

所述第七透镜为具有负屈光率的双凹透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面；

所述第八透镜为具有正屈光率的双凸透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面；

所述第九透镜为具有正屈光率的双凸透镜；

所述第十透镜为具有正屈光率的弯月形透镜。

所述第一透镜的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.9，色散系数Vd的范围为50＜Vd＜60；

所述第二透镜的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第三透镜的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.8，色散系数Vd的范围为25＜Vd＜40；

所述第四透镜的折射率Nd的范围为1.8＜Nd＜2.0，色散系数Vd的范围为15＜Vd＜25；

所述第五透镜的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第六透镜的折射率Nd的范围为1.75＜Nd＜1.85，色散系数Vd的范围为35＜Vd＜55；

所述第七透镜的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.8，色散系数Vd的范围为25＜Vd＜40；

所述第八透镜的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.9，色散系数Vd的范围为50＜Vd＜60；

所述第九透镜的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第十透镜的折射率Nd的范围为1.8＜Nd＜2.0，色散系数Vd的范围为15＜Vd＜25。

进一步的，该超广角高清监控镜头还满足以下条件：3≤|fa/f|≤5、2.5≤|fb/f|≤4.5、8≤|f1/f|≤15、18≤|f2/f|≤26、100≤|f3/f|≤300、8≤|f4～5/f|≤12、7≤|f6/f|≤9、3≤|f7/f|≤6、3≤|f8/f|≤5、3.5≤|f9～10/f|≤6.5。其中，f为该超广角高清监控镜头的总焦距；fa、fb分别为第一透镜组、第二透镜组的组合焦距；f1、f2、f3、f6、f7、f8分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜的焦距；f4～5为第四透镜、第五透镜所组成的胶合透镜的焦距；f9～10为第九透镜和第十透镜所组成的胶合透镜的焦距。

进一步地，该超广角高清监控镜头满足以下条件：0.25≤D11/R11≤0.45、0.5≤D12/R12≤1、1.5≤R21/R22≤2.5、3≤R31/R32≤4、0.8≤R41/R42≤1.2、0≤R51/R52≤0.5、0≤D61/R61≤0.1、-0.25≤D62/R62≤0、-1.2≤R71/R72≤0、-2≤R81/R82≤-1、-2.5≤R91/R92≤-1、0≤R101/R102≤1；其中，D11、D61分别为超广角高清监控镜头的第一透镜与第六透镜物侧曲面的半孔径；D12、D62分别为第一透镜与第六透镜像侧曲面的半孔径；R11、R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81、R91、R101分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜物侧曲面的曲率半径；R12、R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82、R92、R10 2分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜像侧曲面的曲率半径。

进一步地，所述超广角高清监控镜头光学总长TTL满足条件：0≤BFL/TTL≤0.4；其中BFL为所述第十透镜像侧曲面的顶点到像面的距离。

进一步的，所述的超广角高清监控镜头还包括安装于主镜筒上的前压环、第一隔圈、第二隔圈、第三隔圈、第四隔圈、第五隔圈；

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、滤光片沿光线入射方向依次固定安装于主镜筒内；

所述前压环安装于主镜筒的前端口，对第一透镜的位置起固定作用；所述第一隔圈位于第一透镜和第二透镜之间以限定两者的空气间隔；所述第二隔圈位于第三透镜和第四透镜之间以限定两者的空气间隔，所述第三隔圈位于第五透镜和第六透镜之间以限定两者的空气间隔，并且起到固定光阑的作用；所述第四隔圈位于第六透镜和第七透镜之间以限定两者的空气间隔；所述第五隔圈位于第七透镜和第八透镜之间以限定两者的空气间隔。

本发明还提供了一种监控系统，所述监控系统包括：上述超广角高清监控镜头装置、信号处理模块、控制模块、监控端，所述信号处理模块与所述监控镜头对应放置，并与所述监控端连接；所述控制模块分别与所述监控镜头、所述监控端连接。

本发明的有益效果：

(1)本发明在降低生产成本的基础上，设计的镜头分辨率高，成像质量好；镜头拥有190°的超大视场角，监控范围大，不易出现监控死角；

(2)部分透镜为非球面透镜，具有更佳的曲率半径，有效降低了镜头的光学总长，实现镜头的小型化设计，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是实施例光学系统的光路图；

图2是实施例光学系统的结构示意图；

图2中附图标记：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-第七透镜，8-第八透镜，9-第九透镜，10-第十透镜，11-滤光片，12-光阑，13-主镜筒，14-前压环，15-第一隔圈，16-第二隔圈，17-第三隔圈，18-第四隔圈，19-第五隔圈。

图3是实施例光学系统的光学传递函数曲线图；

图4是实施例光学系统的色差曲线图；

图5是实施例光学系统的场曲曲线图；

图6是实施例光学系统的点列图

图7是实施例的监控系统的框架示意图；

具体实施方式

下面结合透镜配置示意图和实施例，对本发明进行更加细致的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中出现的“物侧”代表透镜朝向拍摄物体方向的一侧，也就是入射光线的那一侧。“像侧”代表透镜朝向像面的一侧，也就是出射光线的那一侧。光学系统的光焦度等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力强弱。正光焦度的光学系统可以使通过该光学系统的光线汇聚。负光焦度的光学系统可以使通过该光学系统的光线发散。

本发明提供了一种超广角高清监控镜头，如图1所示，它包括沿入射光方向从前至后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜与滤光片。

进一步地，由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜沿光线入射方向依次排列，组成了第一透镜组。第一透镜组具有负光焦度，能够接收并汇聚190°视场角的宽视场入射光线，第一透镜组的焦距fa应满足3≤|fa/f|≤5。其中f代表光学系统总焦距。在此范围内，可以增加第一透镜组的入射角大小，加强像面边缘照度。使得像面整体照度均匀性较好，有助于提高成像质量。

进一步地，所述第一透镜为具有负光焦度的弯月形透镜，第一透镜应该满足以下条件：8≤|f1/f|≤15、0.25≤D11/R11≤0.45、0.5≤D12/R12≤1、；在本发明设计的范围内，能够提高系统的视场角，增强其对大视场光线的收集能力，并且有助于提高第一透镜组的紧凑性。其中，f1为第一透镜的焦距，D11、D12分别为第一透镜物侧面和像侧面的半孔径，R11、R12分别为第一透镜物侧面和像侧面的曲率半径。

进一步地，所述第二透镜为具有负光焦度的弯月形透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的弯月形透镜。第二透镜和第三透镜两侧的曲面均采用非球面，在接收来自第一透镜的光线的同时，利用非球面结构矫正其中的高级像差。第二透镜与第三透镜应满足以下条件：18≤|f2/f|≤26、100≤|f3/f|≤300；在此范围内，能够更加合理的分配光焦度，从而使光学系统拥有更好的光学性能。同时，为了合理地控制透镜的曲率半径，提升透镜的工艺性，控制透镜的光焦度，第二透镜与第三透镜应满足以下条件：1.5≤R21/R22≤2.5、3≤R31/R32≤4。其中f2、f3分别是第二透镜和第三透镜的焦距；R21、R22分别是第二透镜物侧面和像侧面的曲率半径；R31、R32分别是第三透镜物侧面和像侧面的曲率半径。

进一步地，所述第四透镜为具有负光焦度的弯月形透镜；所述第五透镜为具有正光焦度的弯月形透镜。第四透镜与第五透镜相互胶合，组成胶合透镜。胶合透镜可用于最大限度地减少色差或消除色差，使得超广角镜头的各种像差可得到充分校正，在结构紧凑的前提下，可提高分辨率，优化畸变、CRA等光学性能；并可减少镜片间反射引起光量损失，提升照度，从而改善像质、提升镜头成像的清晰度。另外，胶合透镜的使用还可减少两个镜片之间的组立部件，简化镜头制造过程中的装配程序，降低成本，并降低镜片单元因在组立过程中产生的倾斜/偏芯等公差敏感度问题。

进一步地，第四透镜和第五透镜应满足以下条件：0.8≤R41/R42≤1.2、0≤R51/R52≤0.5；在以上范围内，能够将第四透镜与第五透镜的光焦度控制在合理的范围内，有助于发挥胶合透镜减小像差、色差的优势，提高成像质量。同时，应使得第四透镜与第五透镜所组成的胶合透镜满足以下条件：8≤|f4～5/f|≤12；控制该条件位于合理范围内，有利于合理分配光焦度，保证光束通过光阑，传输到下一个透镜上。其中，R41、R42分别是第四透镜物侧面和像侧面的曲率半径；R51、R52分别是第五透镜物侧面和像侧面的曲率半径。f4～5是第四透镜与第五透镜所组成的胶合透镜的焦距。

进一步地，由第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜沿光线入射方向依次排列，组成的第二透镜组。第二透镜组具有正光焦度，接收来自第一透镜组的光束，消除其中的各种像差，并将其汇聚到成像面上。第二透镜组的焦距fb应满足条件：2.5≤|fb/f|≤4.5。在此范围内，第二透镜组合理分配光焦度，增强入射角大小的均衡性，降低镜头的敏感性，有助于提高系统的成像质量。

其中，所述第六透镜为具有正屈光率的双凸透镜。第六透镜负责接收来自第一透镜组的光线，该透镜应满足以下条件：7≤|f6/f|≤9、0≤D61/R61≤0.1、-0.25≤D62/R62≤0；在此范围内，能够使透镜具有合适大小的接收面，更好的接收来自第一透镜组的光线，保证有足够的光通量，并且能够增强系统的紧凑性，控制各元件之间排布的合理性，同时也能提升该透镜的工艺性。其中，f6为第六透镜的焦距；D61、D62分别为第六透镜物侧面和像侧面的半孔径。

进一步地，所述第七透镜为具有负屈光率的双凹透镜；所述第八透镜为具有正屈光率的双凸透镜。第七透镜和第八透镜两侧的曲面均采用非球面，在接收来自第六透镜的光线的同时，利用非球面结构矫正其中的高级像差。第七透镜与第八透镜应满足以下条件：3≤|f7/f|≤6、3≤|f8/f|≤5；在此范围内，能够更加合理的分配光焦度，从而使光学系统拥有更好的光学性能。同时，为了合理地控制透镜的曲率半径，提升透镜的工艺性，控制透镜的光焦度，第七透镜与第八透镜应满足以下条件：-1.2≤R71/R72≤0、-2≤R81/R82≤-1。其中f7、f8分别是第七透镜和第八透镜的焦距；R71、R72分别是第七透镜物侧面和像侧面的曲率半径；R81、R82分别是第八透镜物侧面和像侧面的曲率半径。

进一步地，所述第九透镜为具有正屈光率的双凸透镜；所述第十透镜为具有负屈光率的双凹透镜。第九透镜和第十透镜组成胶合透镜。第九透镜和第十透镜应满足以下条件：-2.5≤R91/R92≤-1、0≤R101/R102≤1；在以上范围内，能够将第九透镜与第十透镜的光焦度控制在合理的范围内，有助于发挥胶合透镜减小像差、色差的优势，提高成像质量。同时，应使得胶合透镜满足以下条件：3.5≤|f9～10/f|≤6.5；控制该条件位于合理范围内，有利于合理分配光焦度，控制第二透镜组的焦距，保证光束顺利汇聚到像面上。其中，R91、R92分别是第九透镜物侧面和像侧面的曲率半径，R101、R102分别是第十透镜物侧面和像侧面的曲率半径。F9～10为第九透镜与第十透镜所组成的胶合透镜的焦距。

进一步地，在第五透镜和第六透镜之间设置有光阑。光阑是光学系统中的一种重要光学元件。根据光阑的作用可分两方面：限制光束或限制视场(成像范围)大小。光学系统中限制光束最多的光阑，称为孔径光阑。它的位置及通光孔的大小对光学系统所成像的明亮程度、清晰度和某些像差的大小有直接关系。该光阑的通光孔越小，球差越小，像越清晰，景深越大；但像的明亮程度越弱。通光孔越大，像的明亮程度越强；但球差越大，像的清晰程度越差，景深越小。在本实施例中，孔径光阑还用于降低光学成像镜头公差敏感度。

进一步的，在第十透镜与像面之间设置有滤光片，滤光片能够过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头的成像品质；其具有易加工、稳定的聚焦特性以和热补偿特性，使得杂光、鬼影得到有效控制，适用于摄像系统领域，提高镜头的综合性能。

进一步地，所述超广角高清监控镜头光学总长满足条件：0≤BFL/TTL≤0.4；其中BFL为所述第十透镜像侧曲面的顶点到像面的距离。通过合理设置广角镜头的后焦与广角镜头的总长之间的关系，可以保证整个广角镜头结构紧凑，广角镜头集成度高。

进一步地，如图2所示，超广角高清监控镜头装置还包括主镜筒、前压环、第一隔圈、第二隔圈、第三隔圈、第四隔圈、第五隔圈。所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、光阑、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、滤光片，沿光线入射方向依次固定安装于主镜筒内。

进一步地，所述前压环安装于主镜筒的前端口，对第一透镜的位置起固定作用；所述第一隔圈位于第一透镜和第二透镜之间以限定两者的空气间隔；所述第二隔圈位于第三透镜和第四透镜之间以限定两者的空气间隔，所述第三隔圈位于第五透镜和第六透镜之间以限定两者的空气间隔，并且起到固定光阑的作用；所述第四隔圈位于第六透镜和第七透镜之间以限定两者的空气间隔；所述第五隔圈位于第七透镜和第八透镜之间以限定两者的空气间隔。

本实施例具有190°的超大视场,将其应用于视频监控系统中可以实现全方位无死角监控,这让其有了普通镜头无法比拟的优势。针对超大视场角镜头所拍摄的图像具有严重的桶形畸变这一问题,本发明将拍摄图像矫正成人们能够接受的四方图像，才能更好的获取所得的图像信息。本发明对图像进行校正处理的具体过程如下。

将经度设置成纵坐标,其坐标区间为0到π,将纬度设置成横坐标,拉伸后其坐标区间为0到2π。将目标图像上任意一点(i,j)转换为坐标原点在图像中心的单位化坐标，设其坐标为(u,v)，则该点到坐标原点的距离为r，与U轴的夹角为

计算r和

公式如下：

因为坐标被单位化，故球面半径为1，此时有图像平面到空间半球投影的三维坐标(x，y，z)为：

其中，

将物点线性投影向量与Y轴的夹角设为θ^′,将其与X轴夹角设为

进行投影的转换,重新建立坐标。那么在新的坐标系下，其球面极坐标

与原坐标(x，y，z)变换关系式为：

根据上述公式可以知道所得畸变图像像素坐标点和校正后各个像素坐标点的关系。随后，通过计算机对所得图像进行坐标处理，即可实现对畸变图像的校正。

下面，利用实施实例来对本发明进行更加具体的说明，详细光学数据如表1所示。

表1实施的详细光学数据

本具体实施例中，第3、4、5、6、13、14、15、16表面为非球面，依下列非球面曲线公式定义：

其中：

z：非球面曲线的深度；

c：非球面顶点的曲率；

K：二次曲面系数；

径向距离；

r_n：归一化半径；

u＝r/r_n；

a_m:第m阶Q^con系数；

第m阶Q^con多项式；

各个非球面的参数详细数据请参考表2：

表2

本具体实施例中，以上光学系统有如下数据：组合镜头的总焦距f＝0.39mm；F数＝2.25；视场角FOV＝190°；光学总长TTL＝11mm。

图3为本实施例的光学传递函数(MTF)曲线图。从图3可以看出在200lp/mm时本实施例的全视场的MTF值在0.4以上，曲线变化平缓且发布较为集中，满足高清使用要求，表明该镜头成像质量很好。

图4是实施例光学系统的色差曲线图，可以看出本实施例的色差小，色彩还原性高。图5是实施例光学系统的场曲曲线图，可以看出本实施例在各视场的场曲都十分小，也说明了本实施例的场曲被有效矫正，成像质量良好。

图6是本实施例光学系统的点列图，如图6所示，不同波长的可见光线在各个视场下的弥散图形比较集中，分布也比较均匀，没有出现某个视场下的弥散图形随波长而上下分离得很开的现象，说明无明显紫边，能够实现高分辨率的成像。

本发明还提供了一种监控系统。本发明需搭配配套的超广角高清监控镜头装置才能正常应用于监控工作中，如图7所示。图7为实施例控制系统的框架示意图，监控镜头收集外界图像的信息即入射光线，信号处理模块接收光信号，并将其转换为数字信号，再通过校正算法对信号进行处理，校正图像的畸变。随后，将处理过的数字信号输入到监控端，由监控端显示实时的监控视频，以及监控录像的回放、暂停、保存等。同时，使用者可以通过监控端下达控制指令，控制模块收到控制信号后，控制监控镜头的水平与垂直的移动，以调整拍摄的角度。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超广角高清监控镜头，其特征在于，它包括主镜筒(13)、第一透镜组、光阑(12)、第二透镜组、滤光片(11)；

所述光阑设置于第一透镜组和第二透镜组之间；所述滤光片(11)设置于第二透镜组与像面之间；所述第一透镜组具有负光焦度，由第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)沿光线入射方向依次排列组成；所诉第二透镜组具有正光焦度，由第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)、第十透镜(10)沿光线入射方向依次排列组成；其中，第四透镜(4)、第五透镜(5)组成胶合透镜；第九透镜(9)和第十透镜(10)组成胶合透镜；

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)、光阑(12)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)、第十透镜(10)、滤光片(11)沿光线入射方向依次固定安装于主镜筒(13)内。

2.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头，其特征在于，

所述第一透镜(1)为具有负光焦度的弯月形透镜；所述第二透镜(2)为具有负光焦度的弯月形透镜，并且两侧透镜镜面类型均为非球面；所述第三透镜(3)为具有正光焦度的弯月形透镜，并且两侧透镜镜面类型均为非球面；所述第四透镜(4)为具有负光焦度的弯月形透镜；所述第五透镜(5)为具有正光焦度的弯月形透镜；所述第六透镜(6)为具有正屈光率的双凸透镜；所述第七透镜(7)为具有负屈光率的双凹透镜，并且两侧透镜镜面类型均为非球面；所述第八透镜(8)为具有正屈光率的双凸透镜，并且两侧透镜镜面类型均为非球面；所述第九透镜(9)为具有正屈光率的双凸透镜；所述第十透镜(10)为具有正屈光率的弯月形透镜。

3.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于，

所述第一透镜(1)的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.9，色散系数Vd的范围为50＜Vd＜60；

所述第二透镜(2)的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第三透镜(3)的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.8，色散系数Vd的范围为25＜Vd＜40；

所述第四透镜(4)的折射率Nd的范围为1.8＜Nd＜2.0，色散系数Vd的范围为15＜Vd＜25；

所述第五透镜(5)的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第六透镜(6)的折射率Nd的范围为1.75＜Nd＜1.85，色散系数Vd的范围为35＜Vd＜55；

所述第七透镜(7)的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.8，色散系数Vd的范围为25＜Vd＜40；

所述第八透镜(8)的折射率Nd的范围为1.7＜Nd＜1.9，色散系数Vd的范围为50＜Vd＜60；

所述第九透镜(9)的折射率Nd的范围为1.6＜Nd＜1.7，色散系数Vd的范围为55＜Vd＜70；

所述第十透镜(10)的折射率Nd的范围为1.8＜Nd＜2.0，色散系数Vd的范围为15＜Vd＜25。

4.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于，

该超广角高清监控镜头满足以下条件：3≤|fa/f|≤5、2.5≤|fb/f|≤4.5、8≤|f1/f|≤15、18≤|f2/f|≤26、100≤|f3/f|≤300、8≤|f4～5/f|≤12、7≤|f6/f|≤9、3≤|f7/f|≤6、3≤|f8/f|≤5、3.5≤|f9～10/f|≤6.5。其中，f为该超广角高清监控镜头的总焦距；fa、fb分别为第一透镜组、第二透镜组的组合焦距；f1、f2、f3、f6、f7、f8分别为所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)的焦距；f4～5为第四透镜(4)、第五透镜(5)所组成的胶合透镜的焦距；f9～10为第九透镜(9)和第十透镜(10)所组成的胶合透镜的焦距。

5.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于，

该超广角高清监控镜头满足以下条件：0.25≤D11/R11≤0.45、0.5≤D12/R12≤1、1.5≤R21/R22≤2.5、3≤R31/R32≤4、0.8≤R41/R42≤1.2、0≤R51/R52≤0.5、0≤D61/R61≤0.1、-0.25≤D62/R62≤0、-1.2≤R71/R72≤0、-2≤R81/R82≤-1、-2.5≤R91/R92≤-1、0≤R101/R102≤1；

其中，D11、D61分别为第一透镜(1)与第六透镜(6)物侧曲面的半孔径，D12、D62分别为第一透镜(1)与第六透镜(6)像侧曲面的半孔径；R11、R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81、R91、R101分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8、第九透镜(9)和第十透镜(10)物侧曲面的曲率半径；R12、R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82、R92、R102分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)和第十透镜(10)像侧曲面的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头，其特征在于，所述超广角高清监控镜头光学总长TTL满足条件：0≤BFL/TTL≤0.4；其中BFL为所述第十透镜(10)像侧曲面的顶点到像面的距离。

7.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头，其特征在于，所述的超广角高清监控镜头还包括安装于主镜筒(13)上的前压环(14)、第一隔圈(15)、第二隔圈(16)、第三隔圈(17)、第四隔圈(18)、第五隔圈(19)；

所述前压环(14)安装于主镜筒(13)的前端口，对第一透镜(1)的位置起固定作用；所述第一隔圈(15)位于第一透镜(1)和第二透镜(2)之间以限定两者的空气间隔；所述第二隔圈(16)位于第三透镜(3)和第四透镜(4)之间以限定两者的空气间隔，所述第三隔圈位于第五透镜(5)和第六透镜(6)之间以限定两者的空气间隔，并且起到固定光阑(12)的作用；所述第四隔圈(18)位于第六透镜(6)和第七透镜(7)之间以限定两者的空气间隔；所述第五隔圈(19)位于第七透镜(7)和第八透镜(8)之间以限定两者的空气间隔。

8.一种超广角高清监控系统，其特征在于，所述监控系统包括监控镜头、信号处理模块、控制模块、监控端，所述信号处理模块与所述监控镜头相连接，并与所述监控端连接；所述控制模块分别与所述监控镜头、所述监控端连接；

所述监控镜头收集外界图像信息(即入射光线)，信号处理模块接收光信号，并将其转换为数字信号，再通过校正算法对信号进行处理、校正图像的畸变；信号处理模块将处理过的数字信号输入到监控端，由监控端显示实时的监控视频，以及监控录像的回放、暂停、保存等；所述监控端能够发送控制指令给控制模块，控制模块收到控制指令后，控制监控镜头的水平或垂直的移动，以调整拍摄的角度。

9.根据权利要求8所述的一种超广角高清监控系统，其特征在于，所述监控镜头为权利要求1-7中任意一项所述的超广角高清监控镜头。

10.根据权利要求8所述的超广角高清监控系统的校正算法，其特征在于，该算法具体设计如下：

将经度设置成纵坐标，其坐标区间为0到π，将纬度设置成横坐标，拉伸后其坐标区间为0到2π；将目标图像上任意一点(i,j)转换为坐标原点在图像中心的单位化坐标，设其坐标为(u,v)，则该点到坐标原点的距离为r，与U轴的夹角为

计算r和

公式如下：

因为坐标被单位化，故球面半径为1，此时有图像平面到空间半球投影的三维坐标(x，y，z)为：

其中，

将物点线性投影向量与Y轴的夹角设为θ′，将其与X轴夹角设为

进行投影转换，重新建立坐标；在新的坐标系下，其球面极坐标

与原坐标(x，y，z)变换关系式为：

根据上述公式可以知道所得畸变图像像素坐标点和校正后各个像素坐标点的关系，随后，对所得图像进行坐标处理，即可实现对畸变图像的校正。

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