一種無熱化監(jiān)控鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無熱化監(jiān)控鏡頭，從物側開始起順序包括有：具有正光焦度的第一透鏡；正光焦度的第二透鏡與負光焦度的第三透鏡膠合形成的正光焦度的第一膠合鏡片；光闌元件；負光焦度的第四透鏡，與正光焦度的第五透鏡膠合形成正光焦度的第二膠合鏡片；負光焦度的第六透鏡與正光焦度、折射率與溫度正相關的第七透鏡膠合形成的正光焦度的第三膠合鏡片；具有正光焦度的曲率相同的、折射率與溫度正相關的第八透鏡。本發(fā)明通過第一透鏡至第八透鏡及光闌的配置，能夠在-45℃～+85℃的溫度范圍內校正球差、像散、彗差、色差，保持清晰成像，并且保證像質穩(wěn)定。
【專利說明】一種無熱化監(jiān)控鏡頭
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控鏡頭，更具體地說是一種應用于工作環(huán)境溫度變化較大的無熱化監(jiān)控鏡頭。
【【背景技術】】
[0002]隨著安防監(jiān)控鏡頭應用領域的不斷拓展與延伸，越來越多的鏡頭用于各種場合，各種工作環(huán)鏡，因而對鏡頭的工作環(huán)鏡溫度、像素分辨率等方面也提出了越來越嚴格的要求。作為安防監(jiān)控領域的一個重要分支——道路監(jiān)控，其對鏡頭的要求異常嚴格，要求鏡頭在-45°C~+85°C的溫度范圍內保證無離焦(即成像清晰)。但是傳統(tǒng)的安防監(jiān)控鏡頭在-45°C~+85°C的溫度范圍內卻無法保持清晰的成像，畫質不穩(wěn)定，不能滿足用戶的需求。
[0003]因此，本發(fā)明正是基于傳統(tǒng)的監(jiān)控鏡頭以上的不足而產(chǎn)生的。
【
【發(fā)明內容】
】
[0004]本發(fā)明目的是克服了現(xiàn)有技術的不足，提供一種重量輕、結構緊湊、成像清晰、具有寬的工作溫度范圍的廣角安防監(jiān)控無熱化鏡頭。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:從物側開始起順序包括有:
[0007]具有正的光焦度的第一透鏡，所述的第一透鏡為彎月型凸透鏡，凸面朝向物方，凹面朝向像方；
[0008]第二透鏡、第三透鏡，所述的第二透鏡為正光焦度的凸透鏡，所述的第三透鏡為負光焦度的凹透鏡，所述的第二透鏡與所述的第三透鏡膠合形成正光焦度的第一膠合鏡片，所述的第一膠合鏡片的凸面朝向物方，凹面朝向像方；
[0009]光闌元件；
[0010]第四透鏡、第五透鏡，所述的第四透鏡為負光焦度的雙凹面透鏡，所述的第五透鏡為正光焦度的雙凸面透鏡，所述的第四透鏡與所述的第五透鏡膠合形成正光焦度的第二膠合鏡片，所述的第二膠合鏡片的凹面朝向物方，凸面朝向像方；
[0011]第六透鏡、第七透鏡，所述的第六透鏡為負光焦度的凹透鏡，所述的第七透鏡為正光焦度、折射率與溫度正相關的玻璃凸透鏡，所述的第六透鏡與所述的第七透鏡膠合形成正光焦度的第三膠合鏡片，所述的第三膠合鏡片的凹面朝向物方，凸面朝向像方；
[0012]具有正光焦度的曲率相同的第八透鏡，所述的第八透鏡為折射率與溫度正相關的玻璃雙凸面透鏡；
[0013]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡滿足下面的條件:1.85≥ Nd ≥ 1.7,35≥Vd≥23.5，其中Nd表示第一透鏡材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0014]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡焦距fu與所述的無熱化鏡頭總焦距ff0之間滿足:0.8ff0≥fL11.2ff0。
[0015]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第二透鏡滿足下面的條件:1.7≥Nd≥1.6，64 ^ Vd ^ 50，其中Nd表示第二透鏡材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0016]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第三透鏡滿足下面的條件:
1.85^Nd ^ 1.6,35≥Vd≥23.5，其中Nd表示第三透鏡材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0017]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第四透鏡焦距與所述的第五透鏡焦距fL5之間滿足:-1.2fL4/fL5≥-0.4。
[0018]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第六透鏡焦距?^6與所述的第七透鏡焦距fL7之間滿足:-1.4 ^ fL6/fL7 ^ -0.5。
[0019]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第八透鏡滿足下面的條件:
1.93 ^ Nd ^ 1.85，45 ^ Vd ^ 25，其中Nd表示第八透鏡材料的d光折射率，Vd表示第八透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0020]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第二透鏡與所述的第三透鏡、所述的第四透鏡與所述的第五透鏡、所述的第六透鏡與所述的第七透鏡之間的膠合面為平面。
[0021]如上所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡組成的透鏡組的焦距fm3與第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡組成
的透鏡組的焦距 f"L4L5L6L7L8
滿足以下公式:2<



fuL2L3/fL4L5L6L7L8 < 2.5。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點:
[0023]1、本發(fā)明通過第一透鏡至第八透鏡及光闌的配置，能夠在_45°C~+85°C的溫度范圍內校正球差、像散、彗差、色差，并能夠校正與補償鏡頭中金屬隔圈由于溫度變化而引起的的空氣間隔變化，從而實現(xiàn)后焦零位移，在較大溫度范圍(_45°C~+85°C)內保持像質的穩(wěn)定，使鏡頭在_45°C~+85°C的溫度范圍內保持清晰成像，并且保證像質穩(wěn)定。
[0024]2、本發(fā)明無熱化監(jiān)控鏡頭可靠性高，結構緊湊，重量輕。
[0025]3、本發(fā)明無熱化監(jiān)控鏡頭手動調焦，無需供電，節(jié)約成本。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0026]圖1是本發(fā)明的結構示意圖(物側位于鏡頭左側)；
[0027]圖2是本發(fā)明在25°C時MTF (調制傳遞函數(shù))曲線圖；
[0028]圖3是本發(fā)明在25°C時離焦曲線圖；
[0029]圖4是本發(fā)明在_45°C時離焦曲線圖；
[0030]圖5是本發(fā)明在85°C時離焦曲線圖；
[0031]圖6是本發(fā)明的場曲曲線圖；
[0032]圖7是本發(fā)明的畸變曲線圖。
【【具體實施方式】】
[0033]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述:[0034]本發(fā)明的實施案例如圖1所示，使用于戶外道路監(jiān)控。該鏡頭從物側起依次包括有:第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、光闌元件r8、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8、濾光片IR-⑶T、成像面IMA。
[0035]第一透鏡LI是具有正光焦度的彎月型凸透鏡，凸面朝向物方，凹面朝向像方，能夠校正球差與像散。
[0036]第二透鏡L2為正光焦度的凸透鏡，第三透鏡L3為負光焦度的凹透鏡，第二透鏡L2與第三透鏡L3膠合形成正的光焦度的第一膠合鏡片J1，第一膠合鏡片Jl的凸面朝向物方，凹面朝向像方。第一膠合鏡片Jl能夠校正第一透鏡LI產(chǎn)生的色差。
[0037]第四透鏡L4為負光焦度的雙凹面透鏡，第五透鏡L5為正光焦度的雙凸面透鏡，第四透鏡L4與第五透鏡L5膠合形成正的光焦度的第二膠合鏡片J2，第二膠合鏡片J2的凹面朝向物方，凸面朝向像方。第二膠合鏡片J2能夠校正彗差與像散。
[0038]第六透鏡L6為負光焦度的凹透鏡，第七透鏡L7為正光焦度、折射率與溫度正相關的凸透鏡，第六透鏡L6與第七透鏡L7膠合形成正的光焦度的第三膠合鏡片J3，第三膠合鏡片J3的凹面朝向物方，凸面朝向像方。第三膠合鏡片J3能夠校正系統(tǒng)色差。
[0039]第八透鏡L8為具有正光焦度、折射率與溫度正相關、曲率相同的玻璃雙凸面透鏡，能夠校正球差、像散與場曲。第八透鏡L8具有相同曲率半徑，加工制造簡單，能夠降低生產(chǎn)成本。
[0040]所述的第七透鏡L7和第八透鏡L8為折射率與溫度正相關的玻璃鏡片，能夠校正與補償鏡頭中金屬隔圈(GQl、GQ2、GQ3、GQ4 )由于溫度變化而引起的的空氣間隔變化，從而實現(xiàn)后焦零位移，在較大溫度范圍(_45°C~+85°C)內保持像質的穩(wěn)定。
[0041]光闌元件r8設于第三透鏡L3與第四透鏡L4之間，第三透鏡L3和第四透鏡L4間的大空氣間隔適合于在其內自由選擇設置自動光闌元件或手動可變光闌元件。
[0042]作為本實施例的優(yōu)選方式:
[0043]第一透鏡LI滿足下面的條件:1.85≥Nd≥1.7，35≥ Vd ≥23.5，其中Nd表示第一透鏡LI材料的d光折射率，Vd表不第一透鏡LI材料的d光阿貝常數(shù)。
[0044]第一透鏡LI焦距fu與無熱化鏡頭總焦距ff(l之間滿足:0.8ff0≥fL1≥1.2ff。。
[0045]第二透鏡L2滿足下面的條件:1.7≥Nd≥1.6，64≥Vd≥50，其中Nd表示第二透鏡L2材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡L2材料的d光阿貝常數(shù)。
[0046]所述的第三透鏡L3滿足下面的條件:1.85≥Nd≥1.6，35 ≥ Vd ≥ 23.5，其中Nd表示第三透鏡L3材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡L3材料的d光阿貝常數(shù)。
[0047]第四透鏡L4焦距與第五透鏡L5焦距匕之間滿足:_1.2≥fL4/fL5≥-0.4。
[0048]第六透鏡L6焦距&與第七透鏡L7焦距之間滿足:_1.4≥fL6/fL7≥-0.5。
[0049]第八透鏡L8滿足下面的條件:1.93≥Nd≥1.85，45 ≥ Vd ≥ 25，其中Nd表示第八透鏡L8材料的d光折射率，Vd表示第八透鏡L8材料的d光阿貝常數(shù)。
[0050]第二透鏡L2與第三透鏡L3、第四透鏡L4與第五透鏡L5、第六透鏡L6與第七透鏡L7的膠合面均為平面，這樣的結構適合鏡片的多片加工，大大降低了生產(chǎn)的成本。
[0051]第一透鏡LI采用高折射、高色散材料制成，高折射有利于大孔徑產(chǎn)生的球差，高色散有利于平衡光闌元件r8前面的透鏡組和后面的透鏡組產(chǎn)生的色差。
[0052]所述的第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3組成的透鏡組的焦距fu_與第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8組成的透鏡組的焦距fg5n8滿足以下公式:2 ≤fuL2L3/fL4L5L6L7L8 ≤ 2.5。
[0053]圖2至圖7為相應于實施例的光學性能曲線圖。圖2是本發(fā)明在25°C時MTF (調制傳遞函數(shù))曲線圖，調制傳遞函數(shù)(MTF)是一定空間頻率下，實際像與理想像之間調制度之比相對空間頻率的函數(shù)。MTF曲線橫坐標是空間頻率lp/mm(每毫米線對),縱坐標是對比度(％)。曲線越高，表明成像質量越好。不同的曲線表示不同的像高，T和S分別表示子午和弧矢方向的MTF。由圖2知，全視場內，解像力達到901p/mm>45%，完全滿足鏡頭800萬像素要求；圖3是本發(fā)明在25°C時離焦曲線圖，離焦曲線表明對設定空間頻率不同視場的子午、弧矢MTF與離焦量的關系，圖中橫坐標是離焦量，縱坐標是對比度，通過此圖可以看出各視場的最佳焦面是否比較一致，MTF是否對離焦比較敏感。由圖3可知各視場最佳焦面基本一致，各視場像質均勻清晰；圖4是本發(fā)明在-45°C時離焦曲線圖，由圖4可知在低溫-45°C時，與25°C離焦曲線相比，無明顯離焦，像質清晰；圖5是本發(fā)明在85°C時離焦曲線圖，由圖5可知在高溫85°C時，與25°C離焦曲線相比，無明顯離焦，像質清晰；圖6是本發(fā)明的場曲曲線圖，由常用的F、d、C (F=0.486um, d=0.588um, C=0.656um)三色光的波長來表示，T和S分別表示子午和弧矢量，縱坐標為視場，單位為角度，橫坐標為場曲，單位為毫米(_);圖7是本發(fā)明的畸變曲線圖，縱坐標為視場，橫坐標為畸變的百分比值?；兦€圖表示不同視場角情況下的畸變大小值，單位為％，由圖7可知系統(tǒng)的光學畸變I TVdistortion I≤5%，屬于小畸變，滿足道路監(jiān)控對畸變的設計要求。所以，由圖2至圖7可知，該光學鏡頭已將各種像差校正到一個較好的水平。
[0054]在本實施案例中，光學系統(tǒng)優(yōu)選參數(shù)值如下表:
[0055]
【權利要求】
1.一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:從物側開始起順序包括有: 具有正的光焦度的第一透鏡(LI)，所述的第一透鏡(LI)為彎月型凸透鏡，凸面朝向物方，凹面朝向像方； 第二透鏡(L2)、第三透鏡(L3)，所述的第二透鏡(L2)為正光焦度的凸透鏡，所述的第三透鏡(L3)為負光焦度的凹透鏡，所述的第二透鏡(L2)與所述的第三透鏡(L3)膠合形成正光焦度的第一膠合鏡片(J1)，所述的第一膠合鏡片(Jl)的凸面朝向物方，凹面朝向像方； 光闌元件(r8)； 第四透鏡(L4)、第五透鏡(L5)，所述的第四透鏡(L4)為負光焦度的雙凹面透鏡，所述的第五透鏡(L5)為正光焦度的雙凸面透鏡，所述的第四透鏡(L4)與所述的第五透鏡(L5)膠合形成正光焦度的第二膠合鏡片(J2)，所述的第二膠合鏡片(J2)的凹面朝向物方，凸面朝向像方； 第六透鏡(L6)、第七透鏡(L7)，所述的第六透鏡(L6)為負光焦度的凹透鏡，所述的第七透鏡(L7)為正光焦度、折射率與溫度正相關的玻璃凸透鏡，所述的第六透鏡(L6)與所述的第七透鏡(L7)膠合形成正光焦度的第三膠合鏡片(J3)，所述的第三膠合鏡片(J3)的凹面朝向物方，凸面朝向像方； 具有正光焦度的曲率相同的第八透鏡(L8)，所述的第八透鏡(L8)為折射率與溫度正相關的玻璃雙凸面透鏡；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡(LI)滿足下面的條件:1.85≥Nd≥1.7，35≥Vd≥23.5，其中Nd表示第一透鏡(LI)材料的d光折射率，Vd表示第一透鏡(LI)材料的d光阿貝常數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡(LI)焦距fu與所述的無熱化鏡頭總焦距ff(l之間滿足:0.8ff0≥fL1≥1.2ffQ。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第二透鏡(L2)滿足下面的條件:1.7≥Nd≥1.6，64≥Vd≥50，其中Nd表示第二透鏡(L2)材料的d光折射率，Vd表示第二透鏡(L2)材料的d光阿貝常數(shù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第三透鏡(L3)滿足下面的條件:1.85 ^ Nd ^ 1.6,35 ^ Vd ^ 23.5，其中Nd表示第三透鏡(L3)材料的d光折射率，Vd表示第三透鏡(L3)材料的d光阿貝常數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第四透鏡(L4)焦距L與所述的第五透鏡(L5)焦距&之間滿足:-1.2≥fL4/fL5≥-0.4。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第六透鏡(L6)焦距L與所述的第七透鏡(L7)焦距之間滿足:-1.4≥fL6/fL7≥-0.5。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第八透鏡(L8)滿足下面的條件:1.93≥Nd≥1.85，45 ^ Vd ^ 25，其中Nd表示第八透鏡(L8)材料的d光折射率，Vd表示第八透鏡(L8)材料的d光阿貝常數(shù)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第二透鏡(L2)與所述的第三透鏡(L3)、所述的第四透鏡(L4)與所述的第五透鏡(L5)、所述的第六透鏡(L6)與所述的第七透鏡(L7)之間的膠合面為平面。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種無熱化監(jiān)控鏡頭，其特征在于:所述的第一透鏡(LI)、第二透鏡(L2)、第三透鏡(L3)組成的透鏡組的焦距f^3與第四透鏡(L4)、第五透鏡(L5)、第六透鏡(L6)、第七透鏡(L7)、第八透鏡(L8)組成的透鏡組的焦距滿足以下公式:2≤fLlL2L3/fL4L5L6L7L8 ≤ 2.5。
【文檔編號】G02B13/00GK103558677SQ201310556392
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權日:2013年11月11日
【發(fā)明者】付湘發(fā), 梁偉朝, 翟林燕, 白興安, 羅敏, 郭小勇 申請人:舜宇光學(中山)有限公司