CN206387954U - 高分辨率日夜共焦广角监控镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高分辨率日夜共焦广角监控镜头，包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的弯月形透镜WA、负光焦度的双凹透镜A、正光焦度的双凸透镜TA、正光焦度的双凸透镜TB、负光焦度的双凹透镜B、负光焦度的弯月形透镜WB、正光焦度的双凸透镜TC、正光焦度的双凸透镜TD和光阑D，其中，所述弯月形透镜WB和双凸透镜TC为胶合组件。本实用新型镜头的对角线视场角约达104°，相对孔径达到F2.0，可见光分辨率达到八百万像素，红外离焦值小于0.01mm，能够实现白天可见光和夜晚850nm红外光照明情况下高清监控。

Description

高分辨率日夜共焦广角监控镜头

技术领域

本实用新型涉及镜头技术领域，具体涉及一种高分辨率日夜共焦广角监控镜头。

背景技术

近年来，随着安防设备行业的快速发展，两百万像素(1080P)分辨率的监控摄像机以及对应的监控镜头已大范围普及，并能起到较好的监控取证效果。但是，在需要监控如车牌、人脸细节等重要监控领域，或是拍摄较大范围场景时，两百万像素的镜头仍然不能满足要求。

目前，五百万像素、八百万像素的传感器芯片已经逐步得到推广应用，但市面上的大部分监控镜头只能达到三百万的分辨率，且存在夜视红外分辨率不高、高低温环境下出现焦点偏移、画面模糊等不足。因此，急需开发八百万像素的日夜共焦监控镜头来满足高端市场的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种在白天可见光和夜晚850nm红外光照明情况下均能高清监控的高分辨率日夜共焦广角监控镜头。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的弯月形透镜WA、负光焦度的双凹透镜A、正光焦度的双凸透镜TA、正光焦度的双凸透镜TB、负光焦度的双凹透镜B、负光焦度的弯月形透镜WB、正光焦度的双凸透镜TC、正光焦度的双凸透镜TD和光阑D，其中，所述弯月形透镜WB和双凸透镜TC为胶合组件。

进一步的，所述弯月形透镜WA和双凹透镜A均采用负光焦度透镜，其作用是逐一降低轴外大视场光线与光轴的夹角，从而降低光线在后方几片镜片的入射角，降低轴外像差，并且，弯月形透镜WA和双凹透镜A是由一片负透镜拆分而来，目的是降低光线在镜片表面的偏折角度，分担光焦度；双凸透镜TA将物方入射的光线会聚，其采用高折射率玻璃材料，在承担同样光焦度的情况下降低曲率半径，减小高级像差，同时其产生的负球差可以抵消弯月形透镜WA和双凹透镜A产生的正球差；双凸透镜TB采用阿贝系数高于60的超低色散玻璃，降低了***的色差，且采用双凸的厚透镜结构，用于减小场曲；双凸透镜TC也采用了一片超低色散玻璃，并与弯月形透镜WB胶合，有效降低了***的轴向色差，使可见光和850nm红外光的焦点会聚在相近的焦面上，实现日夜共焦。

进一步的，为了使各种像差在各镜片间较均匀地分布,合理的分配了各透镜间的光焦度，防止因个别镜片承担较大光焦度而引起的装配公差敏感，有效提升生产良率。

所述镜头满足以下条件：

-2.04<f1/f<-1.6；

-2.63<f2/f<-2.1；

1.84<f3/f<2.4；

1.58<f4/f<2.1；

-1.63<f5/f<-1.16；

-2.37<f6/f<-1.86；

1.13<f7/f<1.62；

1.89<f8/f<2.43；

其中，f为所述镜头的总焦距，f1为弯月形透镜WA的焦距，f2为双凹透镜A的焦距，f3为双凸透镜TA的焦距，f4为双凸透镜TB的焦距，f5为双凹透镜B的焦距，f6为弯月形透镜WB的焦距，f7为双凸透镜TC的焦距，f8为双凸透镜TD的焦距。

所述镜头满足以下条件：

1.53<n1<1.72，40.6<v1<51.8；

1.46<n2<1.63，56.6<v2<70.5；

1.71<n3<1.90，37.1<v3<49.7；

1.48<n4<1.63，63.3<v4<75.7；

1.56<n5<1.70，29.9<v5<42.9；

1.77<n6<1.95，17.9<v6<26.8；

1.47<n7<1.63，63.3<v7<81.7；

1.73<n8<1.89，37.2<v8<52.4；

其中，n1、v1分别为弯月形透镜WA的折射率、阿贝系数，n2、v2分别为双凹透镜A的折射率、阿贝系数，n3、v3分别为双凸透镜TA的折射率、阿贝系数，n4、v4分别为双凸透镜TB的折射率、阿贝系数，n5、v5分别为双凹透镜B的折射率、阿贝系数，n6、v6分别为弯月形透镜WB的折射率、阿贝系数，n7、v7分别为双凸透镜TC的折射率、阿贝系数，n8、v8分别为双凸透镜TD的折射率、阿贝系数。

进一步的，所述光阑D设置于双凸透镜TA与双凸透镜TB之间。

进一步的，所述光阑D设置于双凸透镜TB和双凹透镜B之间。

进一步的，所述光阑D设置于双凹透镜B和弯月形透镜WB之间。

较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过复杂化结构以及对高折射率玻璃、超低色散玻璃的应用，产品在可见光波段达到了八百万像素的分辨率，并实现了可见光和近红外光的共焦，使产品可以匹配目前应用于高端监控场合的高像素传感器；

(2)本实用新型镜头实现了对焦点的温漂补偿，通过对不同材质的光学玻璃的优化选择，在-30°至70°范围内，***的焦点不会随温度变化发生偏移，可以应用于温度范围变化大的环境；

(3)本实用新型***的光学总长小于24mm，外形尺寸与目前市面上的三百万、五百万镜头无异，结构紧凑。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：

1-弯月形透镜WA；2-双凹透镜A；3-双凸透镜TA；4-双凸透镜TB；5-双凹透镜B；6-弯月形透镜WB；7-双凸透镜TC；8-双凸透镜TD；9-光阑D；10-平面玻璃P。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1所示，一种高分辨率日夜共焦广角监控镜头，包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的弯月形透镜WA 1、负光焦度的双凹透镜A 2、正光焦度的双凸透镜TA 3、正光焦度的双凸透镜TB 4、负光焦度的双凹透镜B 5、负光焦度的弯月形透镜WB 6、正光焦度的双凸透镜TC 7、正光焦度的双凸透镜TD 8和光阑D 9，其中，所述弯月形透镜WB 6和双凸透镜TC 7为胶合组件。

所述弯月形透镜WA 1和双凹透镜A 2均采用负光焦度透镜，其作用是逐一降低轴外大视场光线与光轴的夹角，从而降低光线在后方几片镜片的入射角，降低轴外像差，并且，弯月形透镜WA 1和双凹透镜A 2是由一片负透镜拆分而来，目的是降低光线在镜片表面的偏折角度，分担光焦度；双凸透镜TA 3将物方入射的光线会聚，其采用高折射率玻璃材料，在承担同样光焦度的情况下降低曲率半径，减小高级像差，同时其产生的负球差可以抵消弯月形透镜WA 1和双凹透镜A 2产生的正球差；双凸透镜TB 4采用阿贝系数高于60的超低色散玻璃，降低了***的色差，且采用双凸的厚透镜结构，用于减小场曲；双凸透镜TC 7也采用了一片超低色散玻璃，并与弯月形透镜WB 6胶合，有效降低了***的轴向色差，使可见光和850nm红外光的焦点会聚在相近的焦面上，实现日夜共焦。

所述弯月形透镜WA 1和双凹透镜A 2直接紧靠装配，双凹透镜A 2和双凸透镜TA 3通过隔圈紧靠装配，双凸透镜TA 3和双凸透镜TB 4通过隔圈紧靠装配，双凸透镜TB 4和双凹透镜B 5通过隔圈紧靠装配，双凹透镜B 5和弯月形透镜WB 6直接紧靠装配，双凸透镜TC7和双凸透镜TD 8通过隔圈紧靠装配。

为了使各种像差在各镜片间较均匀地分布，合理的分配了各透镜间的光焦度，防止因个别镜片承担较大光焦度而引起的装配公差敏感，有效提升生产良率。

所述镜头满足以下条件：

-2.04<f1/f<-1.6；

-2.63<f2/f<-2.1；

1.84<f3/f<2.4；

1.58<f4/f<2.1；

-1.63<f5/f<-1.16；

-2.37<f6/f<-1.86；

1.13<f7/f<1.62；

1.89<f8/f<2.43；

其中，f为所述镜头的总焦距，f1为弯月形透镜WA 1的焦距，f2为双凹透镜A 2的焦距，f3为双凸透镜TA 3的焦距，f4为双凸透镜TB 4的焦距，f5为双凹透镜B 5的焦距，f6为弯月形透镜WB 6的焦距，f7为双凸透镜TC 7的焦距，f8为双凸透镜TD 8的焦距。

所述镜头满足以下条件：

1.53<n1<1.72，40.6<v1<51.8；

1.46<n2<1.63，56.6<v2<70.5；

1.71<n3<1.90，37.1<v3<49.7；

1.48<n4<1.63，63.3<v4<75.7；

1.56<n5<1.70，29.9<v5<42.9；

1.77<n6<1.95，17.9<v6<26.8；

1.47<n7<1.63，63.3<v7<81.7；

1.73<n8<1.89，37.2<v8<52.4；

其中，n1、v1分别为弯月形透镜WA 1的折射率、阿贝系数，n2、v2分别为双凹透镜A2的折射率、阿贝系数，n3、v3分别为双凸透镜TA 3的折射率、阿贝系数，n4、v4分别为双凸透镜TB 4的折射率、阿贝系数，n5、v5分别为双凹透镜B 5的折射率、阿贝系数，n6、v6分别为弯月形透镜WB 6的折射率、阿贝系数，n7、v7分别为双凸透镜TC 7的折射率、阿贝系数，n8、v8分别为双凸透镜TD 8的折射率、阿贝系数。

光阑D 9设置于双凸透镜TA 3与双凸透镜TB 4之间，作为本镜头的改进，光阑D 9可以位于双凸透镜TB 4和双凹透镜B 5之间，或者位于双凹透镜B 5和弯月形透镜WB 6之间。

所述镜头的后端设置有保护玻璃P 10。

以下为本实用新型的一个具体实施例，所述镜头的光学指标为总焦距f＝4mm，相对孔径F＝2.0，视场角2ω＝103.5°,如图1所示，其中，R表示对应镜面的曲率半径，d表示对应镜片的中心厚度或空气间隔，n表示对应镜片的折射率，第17和18面为镜头后方的平板保护玻璃P 10,所述镜头各镜片的具体光学数据如下:

在本实施例中，本实用新型通过对各透镜所用的光学玻璃材料进行优化组合，利用材料间不同的物理特性，将各个透镜在温度变化后产生的焦点偏移值进行相互补偿，使镜头在-30°至70°范围内焦点不发生变化，确保图像清晰。

在本实施例中，本镜头匹配于1/2.5英寸传感器，对角线视场角超过103°，分辨率达到八百万像素，满足广角高清监控需求，并且通过对高折射率玻璃、超低色散玻璃的组合设计，使镜头红外波段离焦值小于0.01mm，在-30°至70°温度范围内焦点不发生偏移，能广泛应用于各种监控环境。

在本实施例中，所述镜头的后截距大于5.7mm，在镜头后方与图像传感器之间留有足够空间，便于***双滤光片切换机构。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的弯月形透镜WA(1)、负光焦度的双凹透镜A(2)、正光焦度的双凸透镜TA(3)、正光焦度的双凸透镜TB(4)、负光焦度的双凹透镜B(5)、负光焦度的弯月形透镜WB(6)、正光焦度的双凸透镜TC(7)、正光焦度的双凸透镜TD(8)和光阑D(9)，其中，所述弯月形透镜WB(6)和双凸透镜TC(7)为胶合组件。

2.根据权利要求1所述的高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：所述镜头满足以下条件：

-2.04<f1/f<-1.6；

-2.63<f2/f<-2.1；

1.84<f3/f<2.4；

1.58<f4/f<2.1；

-1.63<f5/f<-1.16；

-2.37<f6/f<-1.86；

1.13<f7/f<1.62；

1.89<f8/f<2.43；

其中，f为所述镜头的总焦距，f1为弯月形透镜WA(1)的焦距，f2为双凹透镜A(2)的焦距，f3为双凸透镜TA(3)的焦距，f4为双凸透镜TB(4)的焦距，f5为双凹透镜B(5)的焦距，f6为弯月形透镜WB(6)的焦距，f7为双凸透镜TC(7)的焦距，f8为双凸透镜TD(8)的焦距。

3.根据权利要求1所述的高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：所述镜头满足以下条件：

1.53<n1<1.72，40.6<v1<51.8；

1.46<n2<1.63，56.6<v2<70.5；

1.71<n3<1.90，37.1<v3<49.7；

1.48<n4<1.63，63.3<v4<75.7；

1.56<n5<1.70，29.9<v5<42.9；

1.77<n6<1.95，17.9<v6<26.8；

1.47<n7<1.63，63.3<v7<81.7；

1.73<n8<1.89，37.2<v8<52.4；

其中，n1、v1分别为弯月形透镜WA(1)的折射率、阿贝系数，n2、v2分别为双凹透镜A(2)的折射率、阿贝系数，n3、v3分别为双凸透镜TA(3)的折射率、阿贝系数，n4、v4分别为双凸透镜TB(4)的折射率、阿贝系数，n5、v5分别为双凹透镜B(5)的折射率、阿贝系数，n6、v6分别为弯月形透镜WB(6)的折射率、阿贝系数，n7、v7分别为双凸透镜TC(7)的折射率、阿贝系数，n8、v8分别为双凸透镜TD(8)的折射率、阿贝系数。

4.根据权利要求1所述的高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：所述光阑D(9)设置于双凸透镜TA(3)与双凸透镜TB(4)之间。

5.根据权利要求1所述的高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：所述光阑D(9)设置于双凸透镜TB(4)和双凹透镜B(5)之间。

6.根据权利要求1所述的高分辨率日夜共焦广角监控镜头，其特征在于：所述光阑D(9)设置于双凹透镜B(5)和弯月形透镜WB(6)之间。