CN102323657A

CN102323657A - 监视镜头

Info

Publication number: CN102323657A
Application number: CN201110307280A
Authority: CN
Inventors: 白兴安; 付湘发
Original assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Current assignee: Sunny Optics Zhongshan Co Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明涉及的是监视镜头，包括有从朝向物的一侧开始起依次设有：具有负的光焦度并凸朝向物方的呈弯月形的第一透镜元件；具有负的光焦度的呈双凹或弯月形的第二透镜元件；具有正的光焦度的呈双凸形的第三透镜元件；在第三透镜元件后面设有光阑；具有正的光焦度的呈双凸形的第四透镜元件；由第五透镜元件和第六透镜元件接合组成的具有正光焦度的透镜组件，其中具有正光焦度的第五透镜元件靠近第四透镜元件，具有负光焦度的第六透镜元件在第五透镜元件后面。本发明克服了现有技术中的不足而提供一种结构紧凑、视场角大、成像品质高、可见光和近红外光不焦面漂移、生产工艺要求低的日夜两用型高分辨率监视镜头。

Description

监视镜头

【技术领域】

本发明涉及一种日夜两用型高清安防监控镜头***，尤其适合于对夜晚低照度下对目标体监视的安防监控相机及行车记录器影像***。

【背景技术】

随着今年安防监控市场的迅速崛起、数码处理及网络传输速度的优化提升，对安防监控镜头的品质要求大大提高，从普通的监视需求到高清的鉴别。在低照度的暗场环境下采用近红外辅助照明同样要求画面的清晰明锐。

目前安防监控镜头一般采用4片至8片镜片组成，但是这种广角安防监控镜头尺寸较大，分辨率不能满足百万像素以上CCD的需要，低照度环境下成像品质更是模糊不清不能满足客户要求小尺寸和高性能的要求。因此，采用塑料非球面技术，以减轻重量、成本和减小变形量，但其通光性能较弱，模具技术要求严格，受外界环境温度影响大，无法满足保持较完美的成像清晰度。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有技术中的不足而提供一种结构紧凑、视场角大、成像品质高、可见光和近红外光不焦面漂移、生产工艺要求低的日夜两用型高分辨率监视镜头。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下列技术方案：

监视镜头，其特征在于从朝向物的一侧开始起依次设有：

具有负的光焦度并凸朝向物方的呈弯月形的第一透镜元件1；

具有负的光焦度的呈双凹或弯月形的第二透镜元件2；

具有正的光焦度的呈双凸形的第三透镜元件3；

在第三透镜元件3后面设有光阑元件4；

具有正的光焦度的呈双凸形的第四透镜元件5；

由第五透镜元件6和第六透镜元件7接合组成的具有正光焦度的透镜组件，其中具有正光焦度的第五透镜元件6靠近第四透镜元件5，具有负光焦度的第六透镜元件7在第五透镜元件6后面。

如上所述的监视镜头，其特征在于以光阑元件为界把镜头划分成前、后两组，其中前组镜片组合焦距用f_f表示，后组镜片组合焦距用f_b表示，则两组组合焦距比值满足以下条件：-2≤f_f/f_b≤-0.6。

如上所述的监视镜头，其特征在于前组镜片组合焦距f_r和该镜头有效焦距f满足以下条件：-3≤f_f/f≤-1.8。

如上所述的监视镜头，其特征在于前组镜片组合焦距f_b和该镜头有效焦距f满足以下条件：1≤f_b/f≤2.6。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述镜头的后工作距离d和镜头有效焦距f满足以下条件：1.8≤d/f ≤3，其中d为BFL，BFL为所述广角安防监控镜头的第五透镜元件像方侧最外点至成像面的距离。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述光阑元件4位于第三透镜元件3和第四透镜元件5之间且光阑元件4靠近第四透镜元件5一侧。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述第三透镜色散系数Vd小于24，所述第四透镜折射率Nd大于1.8。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述第三透镜元件3和第四透镜元件4为厚透镜且镜片中心厚度t和镜头焦距f满足以下关系条件：1≤t/f≤2。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述透镜组件的光焦度为正光焦度，该透镜组件接合面的凸面朝向像方侧；该镜头结构光圈值F#≤2.0，该镜头结构视场角FOV≥120°，第一透镜元件1面向物面的r1面为用于控制***畸变大小的凸面。

如上所述的监视镜头，其特征在于所述第一、二、三、四、五、六透镜元件的光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱均有优良的透过性；光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱都进行像差校正，实现可见光和近红外光波段在同一焦面上聚焦，其中F的光波长为486nm的可见光，d的光波长为588nm的可见光，C的光波长为685nm的可见光；而近红外光的光波长为830nm或850nm或870nm。

本发明与现有技术相比有如下优点：

本发明解决了上述问题，它包括六个透镜元件及光阑，由物侧至像侧为：具有负光焦度且凸面朝向物方的第一透镜元件、具有负光焦度的第二透镜元件、具有正光焦度的第三透镜元件、具有正光焦度的第三透镜元件、以及具有正光焦度的透镜组件组成。光阑元件位于第三透镜元件和第四透镜元件之间且靠近第四透镜元件一侧。

通过此配置，便能够用最小的镜片数量达到令人满意的光学特性、较宽视场角、较大的光圈值和较小的画像畸变，实现了对可见光和近红外同时校正像差，实现百万像素高清画质成像要求。

【附图说明】

图1为本发明的结构示意图，(物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置)。

图2为本发明可见光部分的轴向色差曲线图。

图3为本发明红外光部分的轴向色差曲线图。

图4为本发明可见光部分的垂轴色差曲线图。

图5为本发明红外光部分的垂轴色差曲线图。

图6为本发明可见光部分的像散和畸变曲线图。

图7为本发明红外光部分的像散和畸变曲线图。

图8为本发明可见光部分的MTF曲线图。

图9为本发明红外光部分的MTF曲线图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明进行详细描述：

如图所示，监视镜头，从朝向物的一侧开始起依次设有：

具有负的光焦度并凸朝向物方的呈弯月形的第一透镜元件1。具有负的光焦度的呈双凹或弯月形的第二透镜元件2。具有正的光焦度的呈双凸形的第三透镜元件3。在第三透镜元件3后面设有光阑元件4。具有正的光焦度的呈双凸形的第四透镜元件5。

由第五透镜元件6和第六透镜元件7接合组成的具有正光焦度的透镜组件，其中具有正光焦度的第五透镜元件6靠近第四透镜元件5，具有负光焦度的第六透镜元件7在第五透镜元件6后面。此外，还包括有透红外滤光片8和成像面9。

具体来说，第一透镜元件1，它具有负的光焦度，是两面都是球面，且朝向物面r1面为凸面，朝向像面r2面为凹面的玻璃透镜元件。

第二透镜元件2，它具有负的光焦度，是两面都是凹面球面，且朝向物面r3面为凹面，朝向像面r4面为凹面的玻璃透镜元件。

第三透镜元件3，它具有正的光焦度，是两面都是凸面球面，且朝向物面r5面为凸面，朝向像面r6面为凸面的玻璃透镜元件。

第四透镜元件5，它具有正的光焦度，是两面都是凸面，且朝向物面r8面为凸面，朝向像面r9面为凸面的玻璃透镜元件。

第五透镜元件6，它具有正的光焦度，是两面凸面，且朝向物面r10面为凸面，朝向像面r11面为凹面的球面透镜元件。

第六透镜元件7，它具有负的光焦度，是两面都是弯月形球面，且朝向物面r11面为凹面，朝向像面r12面为凸面的玻璃透镜元件，且第五透镜元件和第六透元件通过凸面朝向像方侧的接面合进行粘接组成有正光焦度的接合透镜组。

以光阑元件4为界把镜头划分成前、后两组，即靠近物的一侧为前组镜片，靠近像的一侧为后组镜片。其中前组镜片组合焦距用f_f表示，后组镜片组合焦距用f_b表示，则两组组合焦距比值满足以下条件：-2≤f_f/f_b≤-0.6。

另外，前组镜片组合焦距f_f和该镜头有效焦距f满足以下条件：-3≤f_f/f≤-1.8。

另外，前组镜片组合焦距f_b和该镜头有效焦距f满足以下条件：1≤f_b/f≤2.6。

所述镜头的后工作距离d和镜头有效焦距f满足以下条件：1.8≤d/f≤3，其中d为BFL，BFL为所述广角安防监控镜头的第五透镜元件像方侧最外点至成像面的距离。

所述光阑元件4位于第三透镜元件3和第四透镜元件5之间，且光阑元件4靠近第四透镜元件5一侧。所述第三透镜色散系数Vd小于24，所述第四透镜折射率Nd大于1.8。

所述第三透镜元件3和第四透镜元件4为厚透镜且镜片中心厚度t和镜头焦距f满足以下关系条件：1≤t/f≤2。

所述透镜组件的光焦度为正光焦度，该透镜组件接合面的凸面朝向像方侧；该镜头结构光圈值F#≤2.0，该镜头结构视场角FOV≥120°，第一透镜元件1面向物面的r1面为用于控制***畸变大小的凸面。

所述第一、二、三、四、五、六透镜元件的光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱均有优良的透过性。光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱都进行像差校正，实现可见光和近红外光波段在同一焦面上聚焦。其中F的光波长为486nm的可见光，d的光波长为588nm的可见光，C的光波长为685nm的可见光；而近红外光的光波长为830nm或850nm或870nm。

图2至图9为本发明应于实施案例的光学性能曲线图，其中：

图2为可见光部分轴向色差曲线图也可叫球差曲线图，由常用的F、d、CF＝0.486um，d＝0.588um，C＝0.656um三色光的波长来表示，单位为毫米mm。

图3为红外光部分轴向色差曲线图也可叫球差曲线图，由常用的近红外光波W1＝0.83um，W2＝0.85um，W3＝0.87um三色光的波长来表示，单位为毫米mm。

图4为可见光部分垂轴色差曲线，由常用的F、d、C三色光的波长来表示，单位为微米um。

图5为红外光垂轴色差曲线，由常用的近红外三色光的波长来表示，单位为微米um。

图6为可见光部分像散和畸变曲线图，由常用的F、d、C三色光的波长来表示，单位为mm，畸变曲线图表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。

图7为红外光部分像散和畸变曲线图，由常用的近红外三色光的波长来表示，单位为mm，畸变曲线图表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。

图8为可见光部分MTF曲线图，代表了一个光学***的综合解像水平。由图可知，该光学镜头已将各种像差校正到一个较好的水平。

图9为红外光部分MTF曲线图，代表了一个光学***的综合解像水平。由图可知，该光学镜头已将各种像差校正到一个较好的水平。

在本发明实施案例中，该光学镜头的整体焦距值为EFL，光圈值为FNO，视场角为FOV，镜头总长TTL，并由物方侧开始，将各个镜面依次编号，第一镜片元件的镜面为r1、r2，第二镜片元件的镜面为r3、r4，第三镜片元件的镜面为r5、r6，光阑面为r7，第四镜片元件的镜面为r8、r9，第五镜片元件的镜面为r10、r11，第六镜片元件的镜面为r11、r12，透红外滤光片8的镜面为r13、r14，且均为球面玻璃结构。

本发明优选参数值表一：

EFL＝1.0mm，FNO＝2.06，FOV＝121°，TTL＝7.86mm

Claims

1.监视镜头，其特征在于从朝向物的一侧开始起依次设有：

具有负的光焦度并凸朝向物方的呈弯月形的第一透镜元件(1)；

具有负的光焦度的呈双凹或弯月形的第二透镜元件(2)；

具有正的光焦度的呈双凸形的第三透镜元件(3)；

在第三透镜元件(3)后面设有光阑元件(4)；

具有正的光焦度的呈双凸形的第四透镜元件(5)；

由第五透镜元件(6)和第六透镜元件(7)接合组成的具有正光焦度的透镜组件，其中具有正光焦度的第五透镜元件(6)靠近第四透镜元件(5)，具有负光焦度的第六透镜元件(7)在第五透镜元件(6)后面。

2.根据权利要求1所述的监视镜头，其特征在于以光阑元件为界把镜头划分成前、后两组，其中前组镜片组合焦距用f_f表示，后组镜片组合焦距用f_b表示，则两组组合焦距比值满足以下条件：-2≤f_f/f_b≤-0.6。

3.根据权利要求2所述的监视镜头，其特征在于前组镜片组合焦距f_f和该镜头有效焦距f满足以下条件：-3≤f_f/f≤-1.8。

4.根据权利要求2所述的监视镜头，其特征在于前组镜片组合焦距f_b和该镜头有效焦距f满足以下条件：1≤f_b/f≤2.6。

5.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述镜头的后工作距离d和镜头有效焦距f满足以下条件：1.8≤d/f≤3，其中d为BFL，BFL为所述广角安防监控镜头的第五透镜元件像方侧最外点至成像面的距离。

6.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述光阑元件(4)位于第三透镜元件(3)和第四透镜元件(5)之间，且光阑元件(4)靠近第四透镜元件(5)一侧。

7.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述第三透镜色散系数Vd小于24，所述第四透镜折射率Nd大于1.8。

8.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述第三透镜元件(3)和第四透镜元件(4)为厚透镜且镜片中心厚度t和镜头焦距f满足以下关系条件：1≤t/f≤2。

9.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述透镜组件的光焦度为正光焦度，该透镜组件接合面的凸面朝向像方侧；该镜头结构光圈值F#≤2.0，该镜头结构视场角FOV≥120°，第一透镜元件(1)面向物面的r1面为用于控制***畸变大小的凸面。

10.根据权利要求2或3或4所述的监视镜头，其特征在于所述第一、二、三、四、五、六透镜元件的光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱均有优良的透过性；光谱透过率对可见光F，d，C和近红外光谱都进行像差校正，实现可见光和近红外光波段在同一焦面上聚焦，其中F的光波长为486nm的可见光，d的光波长为588nm的可见光，C的光波长为685nm的可见光；而近红外光的光波长为830nm或850nm或870nm。