CN219842588U - 一种广角大光圈定焦监控镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种广角大光圈定焦监控镜头，包括从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光圈，所述第一透镜和所述所述第四透镜均为负光焦度的透镜，所述第二透镜和所述第三透镜均为正光焦度的透镜；所述第一透镜靠近所述物侧的一面为凸面，所述第一透镜的另一面为凹面，所述第二透镜的两面均为凸面，所述第三透镜的两面均为凸面，所述第四透镜的两面均为凹面。本申请通过四组透镜组成，可满足镜头成像质量，保证高低温‑40～80°，并有效控制了镜头成本。

Description

一种广角大光圈定焦监控镜头

技术领域

本实用新型涉及监控镜头技术领域，特别是涉及一种广角大光圈定焦监控镜头。

背景技术

近年来，随着安防监控设施的日益普及，监控镜头需求一直在增加，尤其是广角，高低温、大光圈的定焦监控镜头需求量更大。目前市面上镜头为保证高低温和大光圈要求，通常采用多片玻璃镜片，镜头成本难以有效控制。如何研究出一种成本较低，又能满足性能要求的产品，显得非常有必要。因此，本实用新型针对上述问题，提出了一种广角大光圈定焦监控镜头。

实用新型内容

针对目前市面上镜头为保证高低温和大光圈要求，通常采用多片玻璃镜片，镜头成本难以有效控制的技术问题，为了解决上述问题而提供一种广角大光圈定焦监控镜头，满足镜头成像质量，保证高低温-40～80℃，并有效的控制了镜头成本。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本申请公开了一种广角大光圈定焦监控镜头，包括从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光圈，所述第一透镜和所述第四透镜均为负光焦度的透镜，所述第二透镜和所述第三透镜均为正光焦度的透镜；所述第一透镜靠近所述物侧的一面为凸面，所述第一透镜的另一面为凹面，所述第二透镜的两面均为凸面，所述第三透镜的两面均为凸面，所述第四透镜的两面均为凹面。

优选地，所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑胶非球面透镜，所述第二透镜为玻璃球面透镜。

优选地，所述光圈Fno.＜1.6。

优选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的焦距分别满足以下条件：

0.5＜∣f1/f12∣＜1；

0.8＜∣f2/f12∣＜1.2；

0.2＜∣f3/f34∣＜0.5；

0.3＜∣f4/f34∣＜0.6；

其中，f1为第一透镜L1焦距，f2为第二透镜L2焦距，f3为第三透镜L3焦距，f4为第四透镜L4焦距，f12为第一透镜L1和第二透镜L2组合焦距，f34为第三透镜L3和第四透镜L4组合焦距。

优选地，所述第二透镜的焦距满足以下条件：

2＜∣f2/f∣＜3；

其中，f2为第二透镜L2焦距，f为镜头光学系统焦距。

优选地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜色散系数满足以下条件：

∣Vd1∣>50；

50＜∣Vd2∣＜65；

30＜∣Vd3-Vd4∣＜40；

其中，Vd1:第一透镜L1色散系数，Vd2:第二透镜L2色散系数，Vd3:第三透镜L3色散系数，Vd4:第四透镜L4色散系数。

优选地，所述第三透镜和所述第四透镜的折射率满足以下条件：

0.08＜∣Nd3-Nd4∣＜0.2；

其中，Nd3:第三透镜L3折射率，Nd4:第四透镜L4折射率。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本申请采用四片透镜结构，第一透镜、第三透镜、第四透镜均为塑胶非球面透镜，第二透镜为玻璃球面透镜，得到的定焦监控镜头具有广角、大光圈、结构紧凑、高低温-40～80℃的优点，可有效校正光学系统中的像差，同时，还比现有技术的定焦镜头成本更低，可适用于安防监控设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中定焦监控镜头的结构示意图。

图2是本实用新型中定焦监控镜头的常温下球差示意图。

图3是本实用新型中定焦监控镜头的常温下像散示意图。

图4是本实用新型中定焦监控镜头的常温下畸变示意图。

图5是本实用新型中定焦监控镜头的常温下Rayfan示意图。

图6是本实用新型中定焦监控镜头在80度时球差示意图。

图7是本实用新型中定焦监控镜头在80度时像散示意图。

图8是本实用新型中定焦监控镜头在80度时畸变示意图。

图9是本实用新型中定焦监控镜头在80度时Rayfan示意图。

附图标记说明如下：

1为第一透镜，2为光圈，3为第二透镜，4为第三透镜，5为第四透镜，6为滤光片，7为保护玻璃。

具体实施方式

以下结合附图1-9，对本实用新型的技术方案作进一步阐释：

如图1-图9所示，本申请公开了一种广角大光圈定焦监控镜头，包括从物侧至像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜3、第三透镜4以及第四透镜5，所述第一透镜1和所述第二透镜3之间设置有光圈2，所述第一透镜1和所述第四透镜5均为负光焦度的透镜，所述第二透镜3和所述第三透镜4均为正光焦度的透镜；所述第一透镜1靠近所述物侧的一面为凸面，所述第一透镜1的另一面为凹面，所述第二透镜3的两面均为凸面，所述第三透镜4的两面均为凸面，所述第四透镜5的两面均为凹面。也就是说，本申请大光圈定焦监控镜头由4片镜片组成，第一透镜和第二透镜之间设置光圈，并且第一和第四透镜均为负光焦度镜片，第二和第三透镜均为正光焦度镜片，第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4均为塑胶非球面透镜，第二透镜L2为玻璃球面透镜，得到的定焦监控镜头具有广角、大光圈、结构紧凑、高低温-40～80℃的优点，可有效校正光学系统中的像差。需要注意的是，所述光圈Fno.＜1.6满足星光镜头要求，Fno.为光圈系数。

滤光片6位于第四透镜5与图像探测器之间，在滤光片6的后侧布置有保护玻璃7，主要用于滤除不需要的光线。当白天可见光较足时，滤光片透过400～700nm范围的可见光，而滤掉700nm以外的红外光线。当晚上可见光不足时，滤光片切换到另一种滤光片，让400～1000nm范围的光线均可以透过镜头成像。实际使用时，因可见光亮度不足，需增加近红外光光源，例如使用850nm的近红外光照明光源。为节约成本，同时保证光学性能不变。本发明白天和晚上所用滤光片厚度根据使用者的需要可以做调整，采用日夜滤波片切换ICR。具体实现方式为：以近红外850nm为例，要光学设计做到587nm到850nm的色差为0需要使用许多特殊的材料，这必然导致成本的增加。如果在设计时让此像差控制在一定范围，就可以通过使用不同滤光片的厚度补偿此像差带来的影响。从而得到较好的光学性能。

在一些实施例中，所述第一透镜1、所述第二透镜3、所述第三透镜4以及所述第四透镜5的焦距分别满足以下条件：

0.5＜∣f1/f12∣＜1；

0.8＜∣f2/f12∣＜1.2；

0.2＜∣f3/f34∣＜0.5；

0.3＜∣f4/f34∣＜0.6；

其中，f1为第一透镜L1焦距，f2为第二透镜L2焦距，f3为第三透镜L3焦距，f4为第四透镜L4焦距，f12为第一透镜L1和第二透镜L2组合焦距，f34为第三透镜L3和第四透镜L4组合焦距。需要注意的是，在本申请实施例中，∣f1/f12∣＝0.65,∣f2/f12∣＝0.93,∣f3/f34∣＝0.33,∣f4/f34∣＝0.39。

在一些实施例中，所述第二透镜3的焦距满足以下条件：

2＜∣f2/f∣＜3；

其中，f2为第二透镜L2焦距，f为镜头光学系统焦距；透镜的焦距由透镜的前、后两个表面的结构决定，透镜的焦距反映了透镜的前、后两个表面组合后的整体情况，为透镜的一个结构参数，满足上述限制条件的镜头，可有效校正高低温解析的变化量。需要注意的是，本实施例中∣f2/f∣＝2.36。

在一些实施例中，所述第一透镜1、所述第二透镜3、所述第三透镜4以及所述第四透镜5色散系数满足以下条件：

∣Vd1∣>50；

50＜∣Vd2∣＜65；

30＜∣Vd3-Vd4∣＜40；

其中，Vd1:第一透镜L1色散系数，Vd2:第二透镜L2色散系数，Vd3:第三透镜L3色散系数，Vd4:第四透镜L4色散系数。需要注意的是，在本申请实施例中，满足上述限制条件的镜头，可有效矫正镜头的色差，Vd1＝55.7,Vd2＝60.4,∣Vd3-Vd4∣＝34.2。

在一些实施例中，所述第三透镜4和所述第四透镜5的折射率满足以下条件：

0.08＜∣Nd3-Nd4∣＜0.2；

其中，Nd3:第三透镜L3折射率，Nd4:第四透镜L4折射率。需要注意的是，为满足上述限制条件的镜头，可有效矫正镜头的色差，本实施例中∣Nd3-Nd4∣＝0.11。

具体地，本实施例的基本透镜数据如表1：

表1﹕

上述表中，面编号将最靠近物体侧的结构要素即第一透镜L1的物面作为第一面，沿着像方向依次排列出来，曲率半径R表示了对应面的曲率半径值，单位为mm，面间隔D表示了对应面的镜片肉厚或镜片之间的间隔数值，单位为mm，上述表中还给出了透镜相对于d光(波长为587.6nm)的折射率Nd和阿贝常数Vd。

所述第一透镜1、所述第三透镜3和所述第四透镜4均为塑胶非球面透镜，所述第二透镜3为玻璃球面透镜。本实施例中第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4均为非球面透镜，非球面透镜的系数是以透镜表面中心为原点，光轴为x轴，透镜表面的非球面面型表达式满足以下公式：

其中，X为非球面透镜的深度，单位为mm，Y为从光轴到透镜面的距离，单位为mm，C为非球面透镜的曲率半径，C＝1/R，k为圆锥常数，b、c、d、e、f、g、h为非球面透镜的系数，系数具体参数如表2所示：

表2﹕

具体地，本实施例的光学系统参数如表3所示：

表3：

f	FNO.	2ω	TTL
				3.83	1.6	109°	22.3

上述表中，近轴焦距f的单位为mm，FNO.为镜头光圈值，视角2ω中的ω表示半视角。光学总长TTL的单位为mm；

将本实施例的定焦监控镜头在常温下进行试验，记录的相差图。图2-图5为常温下的球差图、象散图、畸变图和Rayfan图。

由于环境温度会导致镜片的温度变低或变高，再将本实施例的定焦监控镜头在高温80℃环境下进行试验，记录像差图。图6-图9为高温80℃时广角端的球差图、象散图、畸变图和Rayfan图。由表3和附图2-9可看出，本实施例的定焦监控镜头的各种像差均得到良好的校正，可适用于安防监控设备。

本实用新型提供一种广角大光圈定焦监控镜头，采用了四片透镜结构，第一透镜L1、第三透镜L3、第四透镜L4均为塑胶非球面透镜，第二透镜L2为玻璃球面透镜，得到的定焦监控镜头具有广角、大光圈、结构紧凑、高低温-40～80℃、日夜可用的优点，可有效校正光学系统中的像差，同时，还比现有技术的定焦镜头成本更低，可适用于安防监控设备。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，包括从物侧至像侧依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光圈，所述第一透镜和所述第四透镜均为负光焦度的透镜，所述第二透镜和所述第三透镜均为正光焦度的透镜；所述第一透镜靠近所述物侧的一面为凸面，所述第一透镜的另一面为凹面，所述第二透镜的两面均为凸面，所述第三透镜的两面均为凸面，所述第四透镜的两面均为凹面。

2.如权利要求1所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为塑胶非球面透镜，所述第二透镜为玻璃球面透镜。

3.如权利要求1所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述光圈Fno.＜1.6。

4.如权利要求1所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的焦距分别满足以下条件：

0.5＜∣f1/f12∣＜1；

0.8＜∣f2/f12∣＜1.2；

0.2＜∣f3/f34∣＜0.5；

0.3＜∣f4/f34∣＜0.6；

其中，f1为第一透镜L1焦距，f2为第二透镜L2焦距，f3为第三透镜L3焦距，f4为第四透镜L4焦距，f12为第一透镜L1和第二透镜L2组合焦距，f34为第三透镜L3和第四透镜L4组合焦距。

5.如权利要求4所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述第二透镜的焦距满足以下条件：

2＜∣f2/f∣＜3；

其中，f2为第二透镜L2焦距，f为镜头光学系统焦距。

6.如权利要求1所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜色散系数满足以下条件：

∣Vd1∣>50；

50＜∣Vd2∣＜65；

30＜∣Vd3-Vd4∣＜40；

其中，Vd1:第一透镜L1色散系数，Vd2:第二透镜L2色散系数，Vd3:第三透镜L3色散系数，Vd4:第四透镜L4色散系数。

7.如权利要求1所述的广角大光圈定焦监控镜头，其特征在于，所述第三透镜和所述第四透镜的折射率满足以下条件：

0.08＜∣Nd3-Nd4∣＜0.2；

其中，Nd3:第三透镜L3折射率，Nd4:第四透镜L4折射率。