大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前大孔徑高質(zhì)量監(jiān)控鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)大多采用7片或者8片玻璃鏡片甚至包含 了玻璃非球面的鏡片，這種光學(xué)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是玻璃片數(shù)較多而且成本較高，而且加工難度 高，光學(xué)系統(tǒng)的裝配比較困難，不適合量產(chǎn)。因此，目前亟需一種采用普通玻璃鏡片的經(jīng)濟(jì) 型大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，能夠使監(jiān)控鏡頭具有較大的相 對(duì)孔徑且結(jié)構(gòu)更加緊湊、加工和裝配成本更低、易于量產(chǎn)。
[0004] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，包括從物面?zhèn)戎料衩鎮(zhèn)?順次配置的第一至第七透鏡和孔徑光闌，其中，
[0005] 所述第一透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕酝姑娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡；
[0006] 所述第二透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡或?yàn)樵谒鑫锩鎮(zhèn)刃纬陕酝姑娌?具有正的折射能力的彎月透鏡；
[0007] 所述第三透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂姓恼凵淠芰Φ膹澰峦哥R；
[0008] 所述第四透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡；
[0009] 所述孔徑光闌設(shè)置于所述第三透鏡和第四透鏡之間；
[0010] 所述第五透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡；
[0011] 所述第六透鏡為平行透鏡，用于模擬濾光片；
[0012] 所述第七透鏡為平行透鏡，用于模擬芯片的保護(hù)玻璃。
[0013] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述第一透鏡至第五透鏡的透鏡口徑逐漸 減小。
[0014] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述孔徑光闌的半徑D與大相對(duì)孔徑監(jiān)控 鏡頭形成的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距f滿足下列條件：
[0015] f/D ^ 1. 78 ；
[0016] 所述孔徑光闌的光圈值FN0滿足下列條件：
[0017] FN0 彡 1.5。
[0018] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述第三透鏡在所述物面?zhèn)鹊陌济娴那?半徑為R1與所述第三透鏡在所述像面?zhèn)鹊陌济娴那拾霃絉2滿足下列條件 ：
[0019] 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
[0020] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述第三透鏡的折射率Nd滿足下列條件：
[0021] 1. 75 < Nd < 1. 82。
[0022] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述第四透鏡的阿貝數(shù)Vdl和第五透鏡的 阿貝數(shù)Vd2分別滿足下列條件：
[0023] 50 < Vdl < 58, 22 < Vd2 < 25。
[0024] 進(jìn)一步的，在大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭中，所述第四透鏡的凹面與第五透鏡的凹面相 膠合。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)從物面?zhèn)戎料衩鎮(zhèn)软槾闻渲玫牡谝恢恋谄咄哥R和孔 徑光闌，能夠使監(jiān)控鏡頭具有較大的相對(duì)孔徑，F(xiàn)N0可達(dá)到1.49,透鏡組只采用了五片普通 球面的透鏡構(gòu)成，使得監(jiān)控鏡頭結(jié)構(gòu)更加緊湊、加工和裝配成本更低且易于量產(chǎn)，像面大小 達(dá)到6. 18,具有較大的視場(chǎng)角并能夠兼容目前主流感光芯片，有效節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)監(jiān)控 鏡頭總長(zhǎng)小于26_，可以十分方便的裝入小型監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明監(jiān)控鏡頭的系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明監(jiān)控鏡頭的系統(tǒng)的軸向色差圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明監(jiān)控鏡頭的系統(tǒng)的垂軸色差。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031] 如圖1所示，靠近物面10的一側(cè)為物面?zhèn)?，靠近像?的一側(cè)為像面?zhèn)龋景l(fā)明提 供一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，包括從物面?zhèn)戎料衩鎮(zhèn)软槾闻渲玫牡谝煌哥R1、第二透鏡2、 第三透鏡3、第四透鏡5、第五透鏡6、第六透鏡7和第七透鏡8和孔徑光闌4。具體的，對(duì)軸 上物點(diǎn)光束的口徑限制得最多的光闌稱為孔徑光闌4，
[0032] 所述第一透鏡1為在所述物面?zhèn)刃纬陕酝姑?1并具有負(fù)的折射能力的彎月透 鏡；
[0033] 所述第二透鏡2為具有正的折射能力的凸凹透鏡或?yàn)樵谒鑫锩鎮(zhèn)刃纬陕酝姑?21并具有正的折射能力的彎月透鏡；具體的，所述第二透鏡2可為在物面形成凸面21、凹面 22并具有正的折射能力的凸凹透鏡，所述第二透鏡2也可為在所述物面?zhèn)刃纬陕酝姑?1并 具有正的折射能力的彎月透鏡。
[0034] 所述第三透鏡3為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济?1并具有正的折射能力的彎月透 鏡；
[0035] 所述第四透鏡5為具有正的折射能力的凸凹透鏡；具體的，所述第四透鏡5為在物 面?zhèn)刃纬赏姑娌⒕哂姓恼凵淠芰Φ耐拱纪哥R；
[0036] 所述孔徑光闌4設(shè)置于所述第三透鏡3和第四透鏡5之間；
[0037] 所述第五透鏡6為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济?1并具有負(fù)的折射能力的彎月透 鏡；
[0038] 所述第六透鏡7為平行透鏡，用于模擬濾光片；
[0039] 所述第七透鏡8為平行透鏡，用于模擬芯片的保護(hù)玻璃。具體的，本實(shí)施例的大相 對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭形成的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)可要求±56°視場(chǎng)，具有較大相對(duì)孔徑，鏡頭總長(zhǎng)小 于26mm，在0. 458 li m-〇. 6563 li m波段光學(xué)成像。第六和第七透鏡為平行透鏡，模擬濾光片 和芯片保護(hù)玻璃對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響。
[0040] 優(yōu)選的，所述第一透鏡至第五透鏡1、2、3、5、6的透鏡口徑逐漸減小。具體的，所述 第一至第五透鏡分級(jí)的減小透鏡口徑。
[0041] 優(yōu)選的，所述孔徑光闌4的半徑D與大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭形成的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的 焦距f滿足下列條件 ：
[0042] f/D ^ 1. 78 ；
[0043] 所述孔徑光闌4的光圈值FN0滿足下列條件：
[0044] FN0彡1. 5。具體的，光圈值FN0為鏡頭焦距與入瞳的比值，代表鏡頭的通光能力。 相對(duì)孔徑為FN0的倒數(shù)，即入瞳與鏡頭焦距的比值，代表鏡頭的通光能力。f/D < 1. 78和 FN0 < 1. 5條件規(guī)定了第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的折射能力，及孔徑光闌的位 置，通過(guò)滿足該條件，能夠在不增加光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)度的同時(shí)增大光學(xué)系統(tǒng)的通過(guò)孔徑。
[0045] 優(yōu)選的，所述第三透鏡3在所述物面?zhèn)鹊陌济?1的曲率半徑為R1與所述第三透 鏡3在所述像面?zhèn)鹊陌济?2的曲率半徑R2滿足下列條件 ：
[0046] 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
[0047] 所述第三透鏡3的折射率Nd滿足下列條件：
[0048] 1. 75 < Nd < 1. 82。具體的，本發(fā)明的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭形成的大孔徑光學(xué)系統(tǒng) 會(huì)產(chǎn)生較大的軸上球差和慧差，為了矯正軸上球差和慧差，將所述第三透鏡3在物體10側(cè) 形成略大的凹面31，在像面?zhèn)刃纬陕孕〉陌济?2,并形成為彎月形的具有負(fù)的折射能力的 彎月透鏡。其中，第三透鏡3在所述物面?zhèn)鹊陌济?1的曲率半徑為R1，其在所述像面?zhèn)鹊?凸面32的曲率半徑為R2,需滿足下列條件：即1. 35 < R1/R2 < 1. 45，1. 75 < Nd < 1. 82 ; 如R1/R2 < 1. 35,則在光學(xué)加工時(shí)很難實(shí)現(xiàn)，如R1/R2 > 1. 45,則很難矯正軸上球差和慧 差。表1列出的是所有透鏡的相關(guān)型、透鏡面的曲率半徑和直徑，還有各透鏡的中心厚度、 空氣間隔、從物方到像方依次順序的光學(xué)玻璃采用的材料，由表1可以看出本實(shí)施例滿足 上述條件。
[0049]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，包括從物面?zhèn)戎料衩鎮(zhèn)软槾闻渲玫牡谝恢?第七透鏡和孔徑光闌，其中， 所述第一透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕酝姑娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡； 所述第二透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡或?yàn)樵谒鑫锩鎮(zhèn)刃纬陕酝姑娌⒕哂?正的折射能力的彎月透鏡； 所述第三透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂姓恼凵淠芰Φ膹澰峦哥R； 所述第四透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡； 所述孔徑光闌設(shè)置于所述第三透鏡和第四透鏡之間； 所述第五透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡； 所述第六透鏡為平行透鏡，用于模擬濾光片； 所述第七透鏡為平行透鏡，用于模擬芯片的保護(hù)玻璃。
2. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡至第五透鏡 的透鏡口徑逐漸減小。
3. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述孔徑光闌的半徑D與大 相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭形成的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距f滿足下列條件： f/D ^ 1. 78； 所述孔徑光闌的光圈值FNO滿足下列條件： FNO ^ 1. 5〇
4. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡在所述物面 側(cè)的凹面的曲率半徑為Rl與所述第三透鏡在所述像面?zhèn)鹊陌济娴那拾霃絉2滿足下列條 件： 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
5. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡的折射率Nd 滿足下列條件： 1. 75 < Nd < 1. 82。
6. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡的阿貝數(shù)Vdl 和第五透鏡的阿貝數(shù)Vd2分別滿足下列條件： 50. Vdl < 58,22 < Vd2 < 25。
7. 如權(quán)利要求1所述的大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡的凹面與第 五透鏡的凹面相膠合。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大相對(duì)孔徑監(jiān)控鏡頭，包括從物面?zhèn)戎料衩鎮(zhèn)软槾闻渲玫牡谝恢恋谄咄哥R和孔徑光闌，其中，第一透鏡為在所述物面?zhèn)刃纬陕酝姑娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡；第二透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡或?yàn)樵谖锩鎮(zhèn)刃纬陕酝姑娌⒕哂姓恼凵淠芰Φ膹澰峦哥R；第三透鏡為在物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂姓恼凵淠芰Φ膹澰峦哥R；孔徑光闌設(shè)置于第三透鏡和第四透鏡之間；第四透鏡為具有正的折射能力的凸凹透鏡；第五透鏡為在物面?zhèn)刃纬陕园济娌⒕哂胸?fù)的折射能力的彎月透鏡，第四透鏡和第五透鏡為膠合鏡片；第六透鏡為平行透鏡；第七透鏡為平行透鏡。本發(fā)明能夠使監(jiān)控鏡頭具有較大的相對(duì)孔徑且結(jié)構(gòu)更加緊湊、加工和裝配成本更低、易于量產(chǎn)。
【IPC分類】G02B13-00
【公開號(hào)】CN104749743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310751768
【發(fā)明人】蔡宏, 楊坤, 王威, 何品將, 劉超
【申請(qǐng)人】杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日