CN205049804U - 一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头 - Google Patents

一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，4片透镜均采用塑胶材质的非球面透镜，减少使用透镜数量，有效降低镜头重量及制造成本，提高了产品竞争力；并通过优化配置各个透镜的正负焦距，使镜头像差得到有效地校正，同时克服了镜头因环境温度而产生焦点漂移及高低温解析不良的问题，增加了镜头的使用场合及环境条件范围，使得本实用新型镜头满足日夜两用及广角定焦的功能。

Description

一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头
【技术领域】
本实用新型涉及光学镜头，尤其是一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头。
【背景技术】
目前监控镜头类型繁多，其中M12螺纹接口镜头在市场上占有很大份额，现有技术中，带M12螺纹接口的日夜两用广角监控镜头中，一般多使用6片或6片以上的透镜，如专利文献CN104459947(A)公开了一种采用6片透镜组合而成的监控镜头；尽管专利文献CN201984201U，CN102778746(A)及CN104090351(A)公开了采用4片玻璃透镜的监控镜头，但考虑现今玻璃透镜加工成本及硝材价格，且每片玻璃透镜的价格至少是塑胶透镜价格的5倍以上，所以使用过多的玻璃透镜，其制造成本高，致使在价格竞争上处于劣势，同时也会致使镜头的总体重量较大，不利于镜头产品轻型化发展。
本实用新型即针对现有技术的不足而研究提出。
【实用新型内容】
本实用新型要解决的技术问题是提供一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，包括4片采用塑胶材质的非球面透镜，减少使用透镜数量，有效降低镜头重量及制造成本，提高了产品竞争力；并通过优化配置各个透镜的正负焦距，使镜头像差得到有效地校正，同时克服了镜头因环境温度而产生焦点漂移及高低温解析不良的问题，增加了镜头的使用场合及环境条件范围，使得本实用新型镜头满足日夜两用及广角定焦的功能。
为解决上述技术问题，本实用新型一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，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、滤光片和感光片。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均为塑胶非球面透镜。
所述第一透镜为负焦距新月型透镜。
所述第二透镜和第四透镜为正焦距。
所述第三透镜为负焦距双凹透镜。
所述第一透镜、第三透镜焦距分别为f1、f3满足：
3.3<f1/f3<3.92。
所述第二透镜2和第四透镜4为双凸透镜，所述第二透镜2和
第四透镜4焦距分别为f2、f4,镜头光学后焦距为BFL，镜头
光学总长为TTL，满足：
f1-0.7<f2/f1<-0.6，1.72<f2/f4<1.77，0.22<BFL/TTL<0.24。
本实用新型还包括一保护镜片，所述保护镜片设在镜头前端。
所述保护镜片为平板玻璃。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的非球面半径所对应的曲率为c，透镜表面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数分别为A、B、C、D、E、F、G，非球面透镜表面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：
z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + Ar 4 + Br 6 + Cr 8 + Dr 10 + Er 12 + Fr 14 + Gr 16 .
本实用新型镜头的通光口径为F#，视场为FOV，满足：
F#＝2.5mm，FOV＝83°。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均采用塑胶非球面透镜，减少透镜数量，使镜头成本得以降低，提高了产品竞争力。
2、本实用新型镜头采用4片透镜，通过优化配置各个透镜的正负焦距，使镜头像差得到有效地校正，克服了镜头因环境温度而产生焦点漂移及高低温解析不良的问题，增加了镜头的使用场合及环境条件范围。
3、在本实用新型镜头前端设有采用平板玻璃的保护镜片，有效避免了第一透镜被刮伤。
4、本实用新型镜头通光口径F#＝2.5mm，视场FOV＝83°，使得本实用新型镜头满足日夜两用及广角定焦的功能。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本实用新型镜头中各个透镜分布示意图。
图2为本实用新型第一种实施方式的解析图。
图3为本实用新型第一种实施方式的光斑图。
图4为本实用新型第一种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。
图5为本实用新型第一种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。
图6为本实用新型第二种实施方式的解析图。
图7为本实用新型第二种实施方式的光斑图。
图8为本实用新型第二种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。
图9为本实用新型第二种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。
图10为本实用新型第三种实施方式的解析图。
图11为本实用新型第三种实施方式的光斑图。
图12为本实用新型第三种实施方式在-20℃的低温条件下的MTF曲线图。
图13为本实用新型第三种实施方式在60℃的高温条件下的MTF曲线图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
如图1所示，本实用新型一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，从物面到像面依次设置有保护镜片7、第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、滤光片5和感光片6，所述保护镜片7设在镜头前端，所述保护镜片7为平板玻璃，以有效避免了第一透镜1被刮伤而影响镜头拍摄的画面质量。
所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均为塑胶非球面透镜，减少透镜数量，使镜头成本得以降低，提高了产品竞争力。
经过优化配置，所述第一透镜1为负焦距新月型透镜，所述第二透镜2和第四透镜4为正焦距双凸透镜，所述第三透镜3为负焦距双凹透镜。
所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4焦距分别为f1、f2、f3和f4，镜头光学后焦距为BFL，镜头光学总长为TTL，满足：
f1-0.7<f2/f1<-0.6，3.3<f1/f3<3.92，1.72<f2/f4<1.77，0.22<BFL/TTL<0.24。
通过优化配置各个透镜的正负焦距，使镜头像差得到有效地校正，克服了镜头因环境温度而产生焦点漂移及高低温解析不良的问题，增加了镜头的使用场合及环境条件范围。
所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的非球面半径所对应的曲率为c，透镜表面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数分别为A、B、C、D、E、F、G，非球面透镜表面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：
z = cr 2 1 + 1 - ( 1 + k ) c 2 r 2 + Ar 4 + Br 6 + Cr 8 + Dr 10 + Er 12 + Fr 14 + Gr 16 .
本实用新型镜头的通光口径为F#，视场为FOV，满足：F#＝2.5mm，FOV＝83°，使得本实用新型镜头满足日夜两用及广角定焦的功能。
以下为本实用新型镜头的3个实施例的参数，其中f为本实用新型镜头的焦距；从物面到像面，S1为保护镜片7的第一个表面，S2为保护镜片7的第二个表面，S3为第一透镜1的第一个表面，S4为第一透镜1的第二个表面，S5为第二透镜2的第一个表面，S6为第二透镜2的第二个表面，S7为光阑面，S8为第三透镜3的第一个表面，S9为第三透镜3的第二个表面，S10为第四透镜4的第一个表面，S11为第四透镜4的第二个表面，S12为滤光片5的第一个表面，S13为滤光片5的第二个表面。
实施方式一
如图2至图5所示，第一种实施方式中f＝2.7mm，F#＝2.5，FOV＝95°，BFL＝5.8,TTL＝24.4，各个透镜的焦距如下所示：
f1 f2 f3 f4 f2/f1 f1/f3 f2/f4 BFL/TTL
-6.53 4.17 1.78 2.36 -0.639 3.6685 1.76695 0.2377
第一种实施方式中各个透镜表面的R值、厚度及其材料如下所示：
R值 厚度 材料
S1 infinity 1 1.52，64.2
S2 infinity 1
S3 9.5516 1.8 1.54，56
S4 2.427 8.5558
S5 6.4459 4 1.63，23.9
S6 -3.47 0.1
S7 infinity 0.3279
S8 -2.6133 0.534 1.64，22.4
S9 2.245 0.1
S10 2.5102 1.178 1.54，55.8
S11 -2.1462 1
S12 infinity 0.8 1.52，64.2
S13 infinity 4.0034
第一种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：
K A B C D E
S3 0 -3.88E-03 1.18E-04 -1.09E-06 -2.41E-08 4.56E-10
S4 -0.846 -7.30E-03 -3.64E-05 2.34E-05 -7.85E-07
S5 -0.2168 -2.87E-03 -3.41E-05 1.51E-04 -2.20E-05
S6 -0.4062 1.15E-02 7.05E-04 -3.30E-03 1.28E-03
S8 0.5535 1.62E-02 1.70E-03 -1.23E-02 6.31E-03
S9 0.0605 -0.0388 4.80E-03 -1.03E-02 4.78E-03
S10 1.8677 -5.17E-02 1.36E-03 -6.75E-03 6.48E-04
S11 -0.01 8.05E-03 -1.53E-03 1.77E-03 -6.51E-04
实施方式二
如图6至图9所示，第二种实施方式中f＝2.45mm，F#＝2.4，FOV＝83°，BFL＝5.72，TTL＝24.78，各个透镜的焦距如下表所示：
f1 f2 f3 f4 f2/f1 f1/f3 f2/f4 BFL/TTL
-5.95 4.131 -1.8 2.3899 -0.694 3.3077 1.72865 0.23
第二种实施方式中各个透镜的厚度、材料及其表面R值如下表所示：
R值 厚度 材料
S1 infinity 1 1.52，64.2
S2 infinity 1
S3 15.9926 1.8 1.54，56
S4 2.5979 9.023
S5 6.268 4 1.63，23.9
S6 -3.448 0.1
S7 infinity 0.3279
S8 -2.635 0.534 1.64，22.4
S9 2.265 0.1
S10 2.5078 1.178 1.54，55.8
S11 -2.2 1
S12 infinity 0.8 1.52，64.2
S13 infinity 3.92
第二种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：
K A B C D E
S3 0 -3.85E-03 1.20E-04 -1.07E-06 -2.47E-08 4.56E-10
S4 -0.846 -7.50E-03 -4.84E-05 2.32E-05 -7.83E-07
S5 -0.2168 -2.87E-03 -3.41E-05 1.51E-04 -2.20E-05
S6 -0.4062 1.15E-02 7.05E-04 -3.30E-03 1.28E-03
S8 0.5535 1.55E-02 1.63E-03 -1.18E-02 6.62E-03
S9 0.0605 -0.392 4.58E-03 -1.00E-02 5.12E-03
S10 1.8677 -5.17E-02 1.36E-03 -6.75E-03 6.48E-04
S11 -0.01 8.05E-03 -1.53E-03 1.77E-03 -6.51E-04
实施方式三
如图10至图13所示，第三种实施方式中，f＝2.67，F#＝2.46FOV＝90°，BFL＝5.7，TTL＝24.96，各个透镜的焦距如下表所示：
f1 f2 f3 f4 f2/f1 f1/f3 f2/f4 BFL/TTL
-6.88 4.16 -1.764 2.36 -0.605 3.9002 1.76271 0.2284
第三种实施方式中各个透镜的厚度、材料及其表面R值如下表所示：
R值 厚度 材料
S1 infinity 1 1.52，64.2
S2 infinity 1
S3 12.4335 1.8 1.54，56
S4 2.7415 9.227
S5 6.2626 4 1.63，23.9
S6 -3.4964 0.1
S7 infinity 0.3279
S8 -2.5955 0.534 1.64，22.4
S9 2.2155 0.1
S10 2.5102 1.178 1.54，55.8
S11 -2.1462 1
S12 infinity 0.8 1.52，64.2
S13 infinity 3.9
第三种实施方式中各个透镜表面参数如下所示：
K A B C D E
S3 0 -3.88E-03 1.20E-04 -1.06E-06 -2.48E-08 4.22E-10
S4 -0.846 -7.09E-03 -1.90E-05 2.24E-05 -8.14E-07
S5 -0.2168 -2.87E-03 -3.41E-05 1.51E-04 -2.20E-05
S6 -0.4062 1.15E-02 7.05E-04 -3.30E-03 1.28E-03
S8 0.5535 1.58E-02 1.56E-03 -1.10E-02 5.85E-03
S9 0.0605 -0.0481 7.28E-03 -1.19E-02 5.30E-03
S10 1.8677 -5.17E-02 1.36E-03 -6.75E-03 6.48E-04
S11 -0.01 8.05E-03 -1.53E-03 1.77E-03 -6.51E-04

Claims (6)

1.一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于从物面到像面依次设置有第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、滤光片(5)和感光片(6)；
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4)均为塑胶非球面透镜；
所述第一透镜(1)为负焦距新月型透镜；
所述第二透镜(2)和第四透镜(4)为正焦距；
所述第三透镜(3)为负焦距双凹透镜；
所述第一透镜(1)、第三透镜(3)焦距分别为f1、f3，满足：
3.3<f1/f3<3.92。
2.根据权利要求1所述一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于所述第二透镜(2)和第四透镜(4)为双凸透镜，所述第二透镜(2)和第四透镜(4)焦距分别为f2、f4,镜头光学后焦距为BFL，镜头光学总长为TTL，满足：
f1-0.7<f2/f1<-0.6，1.72<f2/f4<1.77，0.22<BFL/TTL<0.24。
3.根据权利要求1所述一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于还包括一保护镜片(7)，所述保护镜片(7)设在镜头前端。
4.根据权利要求3所述一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于所述保护镜片(7)为平板玻璃。
5.根据权利要求1或2或3所述一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4)的非球面半径所对应的曲率为c，透镜表面上一点到光轴的距离为r，透镜表面的二次曲面常数为K，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)和第四透镜(4)的四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶和十六阶的非球面系数分别为A、B、C、D、E、F、G，非球面透镜表面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：
6.根据权利要求1或2或3所述一种日夜两用广角定焦全塑监控镜头，其特征在于通光口径为F#，视场为FOV，满足：
F#≤2.5mm，FOV≥83°。
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