CN112285877A - 一种大光圈镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大光圈成像镜头,包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负光焦度的第一透镜、凹凸正光焦度的第二透镜、凸凹负光焦度的第三透镜、双凸正光焦度的第四透镜,凹凸负光焦度的第五透镜,凹凸正光焦度的第六透镜;该镜头采用负,正,负,正,负,正,5组6片式结构,实现F1.4的大光圈,及1/2.7"的大靶面,通过合理分配光焦度,最大程度降低了公差敏感度,使得镜片以及相关结构件的加工比较容易;通过多片塑料镜片的使用,使得制造成本大幅度降低,即使在夜晚低照度下也能实现清晰明亮的画面;同时在‑30℃~70℃的高低温环境下,镜头不离焦,并且成像质量依然优良。
Description
技术领域
本发明属于监控镜头技术领域,尤其涉及一种大光圈镜头。
背景技术
21世纪以来,科技不断进步,安防行业领域不断扩大,视频监控、出入口控制、入侵报警、防爆安检等十几个大类不断涌现。其中视频监控发展迅猛,为中国的安防做出了巨大的贡献。
定焦镜头作为安防镜头的主力军,要求也越来越严格。市场上可见的6mm定焦镜头,基本都是两个玻璃镜片加三个塑胶镜片的结构形式,效果最终呈现两三百万的像质,且光圈最大F2.0。本发明使用4片塑胶镜片和一个双胶合透镜,成像效果大幅提升,镜头光圈也大幅提高,达到F1.4水平,并且在夜晚低照度下依然呈现清晰明亮的画面,同时在-30℃~70℃的高低温环境下,镜头不离焦,且成像质量依然良好。
发明内容
本发明的目的是提供一种大光圈的监控镜头,低照度时也能清晰成像。
一种大光圈的监控镜头,包含沿光线入射方向的凸凹负光焦度的第一透镜L1、凹凸正光焦度的第二透镜L2、凸凹负光焦度的第三透镜L3、双凸正光焦度的第四透镜L4,凹凸负光焦度的第五透镜L5,凹凸正光焦度的第六透镜L6。透镜的焦距、折射率和阿贝数满足以下条件:
-15≤f1≤-11;1.5≤n1≤1.7;
50≤f2≤60;1.5≤n2≤1.7;
-100≤f3≤-90;1.5≤n3≤1.7;
3≤f4≤6;1.5≤n4≤1.7;4≤R7≤6;-4≤R8≤-6
-8≤f5≤-6;1.6≤n5≤1.8;-17≤R9≤-13
15≤f6≤18;1.5≤n6≤1.7;
其中,“f”是焦距,“n”是折射率,“R”是曲率半径,“-”号表示方向为负,下标代表透镜的序号。
如上所述的一种低成本大孔径的成像镜头,第四透镜第一面充当光阑。
如上所述的一种低成本大孔径的成像镜头,最后一片和像面之间有一个滤光片C,像面即是CCD面或者CMOS面,滤光片C是一个低通和IR截止滤光片。但即使不用滤光片镜头也是能工作的。
如上所述的一种低成本大孔径的成像镜头,满足如下关系:
0.33<|tanθf|<0.35
其中θ是所述镜头的物方视场角,f是所述镜头的焦距。
上述条件表示视场角与焦距的比值。如果|tanθf|小于等于上述条件的下限,那么像差就易矫正,但是视场角就会变小。如果|tanθ/f|超过上述条件的上限,视场角会变大,但是像差就难矫正了。即就是说当比值符合上述条件时,镜头有大视场角并且像差易矫正。
如上所述的一种低成本大孔径成像镜头,满足如下关系:
3.2<TTL/f<4
其中TTL是所述镜头的光学总长。
上述条件表示光学总长与焦距的比值。如果比值超过上述条件的上限,球差和慧差易矫正,但是很难实现大视场角和小尺寸。同样的,如果比值低于上述条件的下限,大视场角和小尺寸较易实现,但是球差和慧差难矫正。
如上所述的一种低成本大孔径成像镜头,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第六透镜L6分别为塑胶非球面镜片。其非球面形状均满足方程:
上式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数。当k<-1时面形曲线为双曲线,等于k=-1时为抛物线,-1<k<0时为椭圆,k=0时k>0为圆形,时为扁圆形。α4至α12分别表示各径向坐标所对应的系数,通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的面型尺寸。其非球面相关参数列于下表:
如上所述的大光圈监控镜头,通过使用4片塑胶镜片和一个双胶合透镜,成像效果大幅提升,镜头光圈也大幅提高,达到F1.4水平,并且在夜晚低照度下依然呈现清晰明亮的画面,同时在-30℃~70℃的高低温环境下,镜头不离焦,且成像质量依然良好。
附图说明
图1a和图1b为本发明的光学***图;
图2为本发明的离焦曲线图;
图3为本发明在低温-30℃环境下的MTF图;
图4为本发明在常温20℃环境下的MTF图;
图5为本发明在高温70℃环境下的MTF图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
如图1a、图1b和图2所示,本发明提供了一种大光圈的监控镜头,包含沿光线入射方向的凸凹负光焦度的第一透镜L1、凹凸正光焦度的第二透镜L2、凸凹负光焦度的第三透镜L3、双凸正光焦度的第四透镜L4,凹凸负光焦度的第五透镜L5,凹凸正光焦度的第六透镜L6。透镜的焦距、折射率和阿贝数满足以下条件:
-15≤f1≤-11;1.5≤n1≤1.7;
50≤f2≤60;1.5≤n2≤1.7;
-100≤f3≤-90;1.5≤n3≤1.7;
3≤f4≤6;1.5≤n4≤1.7;4≤R7≤6;-4≤R8≤-6
-8≤f5≤-6;1.6≤n5≤1.8;-17≤R9≤-13
15≤f6≤18;1.5≤n6≤1.7;
其中,“f”是焦距,“n”是折射率,“R”是曲率半径,“-”号表示方向为负,下标代表透镜的序号,其中,S1和S2指第一透镜L1的前后表面,S3和S4指第二透镜L2的前后表面,S5和S6指第三透镜L3的前后表面,S7和S8指第四透镜L4的前后表面,S8和S9指第五透镜L5的前后表面,(其中S8为双胶合面),S10和S11指第六透镜L6的前后表面。
如上所述的成像镜头,所述第一透镜至所述第二透镜的轴向距离为3.21mm,所述第二透镜至所述第三透镜的轴向距离为0.10mm,所述第三透镜至所述第四透镜即光阑的轴向距离为0.15mm,所述第五透镜至所述第六透镜的轴向距离为0.10mm。
如上所述的一种低成本大孔径的成像镜头,最后一片和像面之间有一个滤光片C,像面即是CCD面或者CMOS面,滤光片C是一个低通和IR截止滤光片。但即使不用滤光片镜头也是能工作的。
如上所述的一种低成本大孔径的成像镜头,满足如下关系:
0.39<|tanθf|<0.4
其中θ是所述镜头的物方视场角,f是所述镜头的焦距。
上述条件表示视场角与焦距的比值。如果|tanθ/f|小于等于上述条件的下限,那么像差就易矫正,但是视场角就会变小。如果|tanθ/f|超过上述条件的上限,视场角会变大,但是像差就难矫正了。即就是说当比值符合上述条件时,镜头有大视场角并且像差易矫正。
如上所述的一种低成本大孔径成像镜头,满足如下关系:
3.2<TTL/f<4.2
其中TTL是所述镜头的光学总长。
上述条件表示光学总长与焦距的比值。如果比值超过上述条件的上限,球差和慧差易矫正,但是很难实现大视场角和小尺寸。同样的,如果比值低于上述条件的下限,大视场角和小尺寸较易实现,但是球差和慧差难矫正。
如上所述的一种低成本大孔径成像镜头,第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第六透镜L6分别为塑胶非球面镜片。其非球面形状均满足方程:
上式中,参数c为半径所对应的曲率,y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同),k为圆锥二次曲线系数。当k<-1时面形曲线为双曲线,等于k=-1时为抛物线,-1<k<0时为椭圆,k=0时k>0为圆形,时为扁圆形。α4至α12分别表示各径向坐标所对应的系数,通过以上参数可以精确设定透镜前后两面非球面的面型尺寸。其非球面相关参数列于下表:
如上所述的一种大光圈监控镜头,通过使用4片塑胶镜片和一个双胶合透镜,成像效果大幅提升,镜头光圈也大幅提高,达到F1.4水平,并且在夜晚低照度下依然呈现清晰明亮的画面,如图3至图5所示,本发明在-30℃~70℃的高低温环境下,镜头不离焦,并且成像质量依然良好。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大光圈监控镜头,其特征在于:所述监控镜头包含沿光线入射方向的凸凹负光焦度的第一透镜、凹凸正光焦度的第二透镜、凸凹负光焦度的第三透镜、双凸正光焦度的第四透镜,凹凸负光焦度的第五透镜,凹凸正光焦度的第六透镜,其中,
所述各个透镜的焦距、折射率和阿贝数满足以下条件:
-15≤f1≤-11;1.5≤n1≤1.7;
50≤f2≤60;1.5≤n2≤1.7;
-100≤f3≤-90;1.5≤n3≤1.7;
3≤f4≤6;1.5≤n4≤1.7;4≤R7≤6;-4≤R8≤-6;
-8≤f5≤-6;1.6≤n5≤1.8;-17≤R9≤-13;
15≤f6≤18;1.5≤n6≤1.7;
其中,“f”是焦距,“n”是折射率,“R”是曲率半径,“-”号表示方向为负,下标代表透镜的序号。
2.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头满足如下关系:
0.33<|tanθ/f|<0.35
其中θ是所述镜头的物方视场角,f是所述镜头的焦距。
3.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头满足如下关系:
3.2<TTL/f<4
其中TTL是所述镜头的光学总长。
4.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头至少有一个非球面镜片。
5.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头第一透镜是非球面镜片。
6.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头第一透镜、第二透镜、第三透镜、第六透镜分别为塑胶非球面镜片。
7.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头第四透镜的第一面是光阑。
8.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头有一个双胶合透镜。
9.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头的第四透镜和第五透镜是双胶合透镜。
10.如权利要求1所述的监控镜头,其特征在于:所述监控镜头的第二透镜和第三透镜是弯月形透镜。
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