CN208888455U - 监控用定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
一种监控用定焦镜头，从物侧到像侧依次包括：前镜片群、光阑、后镜片群和成像面，其中：前镜片群包括：至少一枚具有正光焦度的透镜和至少两枚具有负光焦度的透镜；后镜片群包括：至少三枚具有正光焦度的透镜和至少一枚具有负光焦度的透镜，该具有负光焦度的透镜与后镜片群中一枚具有正光焦度的透镜组成胶合镜片。本实用新型结构简单，通过合理的光焦度的分配，使得镜头解像力优异，畸变小，解析可达500万像素以上，不仅可在可见光成像清晰，而且在夜晚红外光下无需调焦也可以实现清晰明亮的监控画面，实现日夜共焦；可在‑30℃～80℃使用，增加了镜头的使用环境条件的范围；光路总长较短，体积较小，后焦较大，可与多种接口适配。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种光学器件领域的技术，具体是一种监控用定焦镜头。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展和人们安全意识的逐步提高，人们对安防有了更高的追求，各类监控镜头随着市场的需求应运而生，一个标准化、稳定性高，并且能够与摄像机配套使用的镜头是获取信息最为直接也是最为重要的方式。镜头的性能是获取信息量的关键，现有技术中的定焦监控镜头主要针对白天可见光条件下使用，夜晚在不可视的红外光下，图像暗且模糊，无法满足夜间监控的需求。随着监控范围越来越广泛，对于镜头的稳定性要求也越来越高，不仅需要日夜监控，还要求镜头在各种环境条件变化下仍然可达到画面清晰的要求，现有技术的监控镜头追求轻质和小型化，使用大量塑料材质的非球面透镜，塑料的膨胀系数大，在高低温环境下容易造成焦点漂移，引起画面模糊。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种监控用定焦镜头，能够达到高清、日夜两用、大光圈畸变小的要求。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型从物侧到像侧依次包括：前镜片群、光阑、后镜片群和成像面。
所述的前镜片群包括：至少一枚具有正光焦度的透镜和至少两枚具有负光焦度的透镜。
所述的后镜片群包括：至少三枚具有正光焦度的透镜和至少一枚具有负光焦度的透镜。
所述的前镜片群中第一透镜的焦距与第二透镜的焦距的比值为(-6.2,-4.07)；所述的前镜片群中第一透镜和第二透镜的焦距与镜头整体的焦距的比值分别为(5.7,6.8)，(-1.7,-0.9)。
所述的前镜片群中的第三透镜优选采用弯月形塑料非球面透镜，塑料非球面的使用可减少系统镜片数量，使得系统更小型化轻型化，明显改善系统的色差和场曲，使得在夜晚监控的画面更清晰。
所述的前镜片群中优选进一步设有胶合镜片或具有正光焦度的单透镜。
所述的后镜片群中具有负光焦度的透镜与后镜片群中一枚具有正光焦度的透镜组成胶合镜片，通过色散匹配以减小色差，并选择折射率差值大的两种材料，易于实现相差的补偿校正，使得夜视效果进一步提升。
所述的镜头整体的长度与镜头整体的焦距的比值为(0.16,0.20)。
技术效果
与现有技术相比，本实用新型结构简单，通过合理的光焦度的分配，使得镜头解像力优异，畸变小，解析可达500万像素以上，不仅可在可见光成像清晰，而且在夜晚红外光下无需调焦也可以实现清晰明亮的监控画面，实现日夜共焦；可在-30℃～80℃使用，增加了镜头的使用环境条件的范围；光路总长较短，体积较小，后焦较大，可与多种接口适配。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1的色差特性曲线图；
图3为实施例1的像散场曲图；
图4为实施例1的畸变曲线图；
图5为实施例1在-30℃的低温条件下的MTF特性曲线图；
图6为实施例1在80℃的高温条件下的MTF特性曲线图；
图7为实施例2的结构示意图；
图8为实施例2的色差特性曲线图；
图9为实施例2的像散场曲图；
图10为实施例2的畸变曲线图；
图11为实施例2在-30℃的低温条件下的MTF特性曲线图；
图12为实施例2在80℃的高温条件下的MTF特性曲线图；
图13为实施例3的结构示意图；
图14为实施例3的色差特性曲线图；
图15为实施例3的像散场曲图；
图16为实施例3的畸变曲线图；
图17为实施例3在-30℃的低温条件下的MTF特性曲线图；
图18为实施例3在80℃的高温条件下的MTF特性曲线图；
图中：前镜片群G1、光阑STP、后镜片群G2、成像面IMG、保护玻璃CG、第一至第七透镜L1～L7、第一前透镜L41、第一后透镜L42、第二前透镜L61、第二后透镜L62。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，本实施例从物侧到像侧依次包括：前镜片群G1、光阑STP、后镜片群G2和成像面IMG。
所述的前镜片群G1依次包括：具有正光焦度的第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3和正光焦度的第四透镜L4。
所述的第四透镜L4为胶合镜片，包括：具有正光焦度的第一前透镜L41和具有负光焦度的第一后透镜L42。
所述的后镜片群G2依次包括：具有正光焦度的第五透镜L5、第六透镜L6和具有正光焦度的第七透镜L7。
所述的第六透镜L6为胶合镜片，包括：具有负光焦度的第二前透镜L61和具有正光焦度的第二后透镜L62。
所述的后镜片群G2和成像面IMG之间设有保护玻璃CG。
所述的第一前透镜L41、第一后透镜L42的折射率和阿贝数分别满足：Nd41(1.8,1.9)，Vd41(22,23)，Nd42(1.8,1.9)，Vd42(15,16)。
本实施例中前镜片群G1后镜片群G2中的透镜均采用球面玻璃透镜。
本实施例中镜头的焦距F＝3.56mm；数值孔径FNO＝2.03mm；镜头整体长度TTL＝22mm。
表1本实施例镜头结构参数
本实施例镜头整体的焦距与镜头整体的长度的比值为EFL/TTL＝0.16。
本实施例的第一至第七透镜L1～L7的焦距与镜头整体的焦距的比值为：f1/EFL＝6.75，f2/EFL＝-1.66，f3/EFL＝-1.97，f41/EFL＝0.71，f42/EFL＝-1.0，f5/EFL＝2.25，f61/EFL＝1.83，f62/EFL＝1.87，f7/EFL＝2.75。通过合理的光焦度的分配，使得每枚镜片的光焦度都在合理的区间，最大程度降低了公差敏感性。
本实施例的第一透镜L1的焦距与第二透镜L2的焦距的比值为f1/f2＝-4.07。
如图2至图4所示，球面相差控制在正负0.05mm以内，可见光与红外光的红外离焦量控制在0.05mm以内，该镜头满足日夜监控的需求，在夜晚红外光下也可清晰成像。
如图5和图6所示，在低温和高温环境中镜头无焦点漂移的现象，仍然具有优良的解像力，增加了镜头的使用场合，提升了镜头的竞争力。
实施例2
如图7所示，与实施例1相比，本实施例中前镜片群G1的第四透镜L4为具有正光焦度的玻璃球面单透镜。
本实施例中前镜片群G1后镜片群G2中的透镜均采用玻璃透镜。
所述的第四透镜L4的焦距f满足(5,6)，折射率Nd满足(1.85,1.95)，阿贝数满足(17,18)。
本实施例中的第二前透镜L61的折射率为1.9459，其阿贝数为17.98。
本实施例中的第二后透镜L62的折射率为1.4969，其阿贝数为81.61。
本实施例中镜头的焦距F＝3.56mm；数值孔径FNO＝2.23mm；镜头整体长度TTL＝21mm。
表2本实施例镜头结构参数
本实施例镜头整体的焦距与镜头整体的长度的比值为EFL/TTL＝0.17。
本实施例的第一至第七透镜L1～L7的焦距与镜头整体的焦距的比值为：f1/EFL＝6.0，f2/EFL＝-1.32，f3/EFL＝-2.16，f4/EFL＝1.72，f5/EFL＝2.95，f61/EFL＝-1.75，f62/EFL＝1.64，f7/EFL＝3.6。
本实施例的第一透镜L1的焦距与第二透镜L2的焦距的比值为f1/f2＝-4.56。
如图8至图10所示，球面相差控制在正负0.05mm以内，可见光与红外光的红外离焦量控制在0.025mm以内，该系统的畸变控制在10％以内。该镜头满足日夜监控的需求，在夜晚红外光下也可清晰成像。
如图11和图12所示，在低温和高温环境中镜头无焦点漂移的现象，仍然具有优良的解像力，增加了镜头的使用场合，提升了镜头的竞争力。
实施例3
如图13所示，与实施例2相比，本实施例中的前镜片群G1包括第一至第三透镜L1～L3；
与实施例1和实施例2相比，本实施例中的第三透镜L3采用弯月形塑料非球面透镜,该塑料非球面的折射率满足(1.6,1.7)，阿贝数满足(20,22)。
本实施例中的第二后透镜L61的折射率为1.9459，其阿贝数为17.98。
本实施例中的第二后透镜L62的折射率为1.6396，其阿贝数为58.17。
本实施例中镜头的焦距F＝3.76mm；数值孔径FNO＝1.98mm；镜头整体长度TTL＝19mm。
表3本实施例镜头结构参数
其中第五表面和第六表面为非球面。
表4为本实施例第三透镜L3的非球面系数
| 表面序号 | K | A4 | B6 | C8 | D10 | E12 | F14 |
| 5 | 98.46303 | 0.003868 | 0.00036 | 1.24E-06 | 5.47E-06 | -7.68E-07 | 1.78E-07 |
| 6 | 30.79509 | 0.006964 | 0.00089 | -0.00023 | 3.80E-05 | 1.13E-05 | 4.76E-14 |
透镜表面的二次曲面系数为K，四阶，六阶，八阶，十阶，十二阶，十四阶的非球面系数分别为A,B,C,D,E,F,非球面透镜表面上一点沿光轴方向的矢高为z，满足：
本实施例镜头整体的焦距与镜头整体的长度的比值为EFL/TTL＝0.20。
本实施例的第一至第七透镜L1～L7，各透镜的焦距与镜头整体的焦距的比值为：
f1/EFL＝5.71，f2/EFL＝-0.92，f3/EFL＝7.68，f5/EFL＝1.39，f61/EFL＝-1.08，f62/EFL＝1.14，
f7/EFL＝7.65。
本实施例的第一透镜L1的焦距与第二透镜L2的焦距的比值为f1/f2＝-6.2。
如图14至图16所示，球面相差控制在正负0.05mm以内，可见光与红外光的红外离焦量控制在0.05mm以内，该系统的畸变控制在5％以内。该镜头满足日夜监控的需求，在夜晚红外光下也可清晰成像。
如图17和图18所示，在低温和高温环境中镜头无焦点漂移的现象，仍然具有优良的解像力，增加了镜头的使用场合，提升了镜头的竞争力。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。
Claims (7)
1.一种监控用定焦镜头，其特征在于，从物侧到像侧依次包括：前镜片群、光阑、后镜片群和成像面，其中：前镜片群包括：至少一枚具有正光焦度的透镜和至少两枚具有负光焦度的透镜；后镜片群包括：至少三枚具有正光焦度的透镜和至少一枚具有负光焦度的透镜，该具有负光焦度的透镜与后镜片群中一枚具有正光焦度的透镜组成胶合镜片。
2.根据权利要求1所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的前镜片群中的第三透镜采用弯月形塑料非球面透镜。
3.根据权利要求1所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的前镜片群中进一步设有胶合镜片或具有正光焦度的单透镜。
4.根据权利要求3所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的前镜片群中的胶合镜片，包括：具有正光焦度的第一前透镜和具有负光焦度的第一后透镜；
所述的前镜片群中具有正光焦度的单透镜为玻璃球面单透镜，其焦距f满足(5,6)，折射率Nd满足(1.85,1.95)，阿贝数满足(17,18)。
5.根据上述任一权利要求所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的前镜片群中第一透镜的焦距与第二透镜的焦距的比值为(-6.2,-4.07)；前镜片群中第一透镜和第二透镜的焦距与镜头整体的焦距的比值分别为(5.7,6.8)，(-1.7,-0.9)。
6.根据权利要求1～4中任一所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的镜头整体的长度与镜头整体的焦距的比值为(0.16,0.20)。
7.根据权利要求2所述的监控用定焦镜头，其特征是，所述的前镜片群中的第三透镜的折射率满足(1.6,1.7)，阿贝数满足(20,22)，非球面透镜表面上一点沿光轴方向的矢高其中：k为二次曲面系数，A～F分别为四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶的非球面系数。
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