本发明属于光学系统
技术领域：
，尤其涉及一种紧凑的超广角日夜共焦光学镜头。
背景技术：
：随着科技日新月异的发展，视频监控与智能家居在人们生活中的使用与日俱增。在监控和智能家居中使用的大视场光学镜头中，虽然保证了大视场的前提，却或多或少的存在着体积大、质量重、红外共焦效果不理想或是分辨率低等一些问题。为了使大视场光学镜头更符合市场需求，通常重点改善光学镜头的某些不足，虽然有一些超广角、红外共焦的光学镜头崭露头角，却由于系统中使用的镜片数较多，使得大视场下的分辨率不尽人意。同时，也增加了成本和体积，不能满足市场的期望。公开号为cn104898258a的专利公开了一种高低温、红外共焦、超小畸变、超广角光学系统，其特征在于：包括依次设置的第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)、光阑(4)、第四镜片(5)、第五镜片(6)、第六镜片(7)、第七镜片(8)、滤光片(9)和感光芯片(10)，所述第一镜片(1)、第二镜片(2)、第三镜片(3)、第五镜片(6)、第六镜片(7)、第七镜片(8)为塑料非球面镜片，所述第四镜片(5)为玻璃非球面镜片，该高低温、红外共焦、超小畸变、超广角光学系统成本低，矫正了畸变，在可见光波段有极好的图像锐利度和色彩还原性，实现像质在不同环境的一致性。该光学系统镜片数量多，重量大，不能很好地满足市场需求，清晰度有待进一步提高。公开号为cn106054357a的专利公开了一种超广角小畸变车载镜头光学系统，其中，光学系统是由具有负光焦度的第一透镜l1、负光焦度的第二透镜l2、正光焦度的第三透镜l3、正光焦度的第四透镜l4、正光焦度的第五透镜l5、和红外截止滤光片l6组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列，不同距离被摄物体可通过镜头整体移动实现在像面处清晰成像。第一透镜、第四透镜和第五透镜是玻璃非球面透镜，其余为玻璃透镜，本光学系统视场角大、畸变小、体积小、无tv畸变，在-20℃~85℃范围无温漂离焦现象。该光学系统中所用镜片均采用玻璃球面镜片或玻璃非球面镜片，提高了成本，不能满足消费者低成本的需求。技术实现要素：为了克服超广角、红外共焦光学镜头中存在的上述不足，本发明将提供一种超广角、红外共焦光学镜头，该光学镜头不仅可以克服该种光学镜头中镜片数多、大视场下的分辨率不尽人意等不足，还可以缩小镜头体积，同时又可以降低生产成本。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种紧凑的超广角日夜共焦光学镜头，包括沿光轴从物面到像面依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和感光芯片，所述第三透镜和第四透镜之间设置光阑，所述第一透镜和第五透镜为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜为塑胶非球面透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的焦距分别为负、正、正、负、正。优选地，所述第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面；所述第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面；所述第三透镜为双凸透镜；所述第四透镜为双凹透镜；所述第五透镜为双凸透镜。优选地，所述第一透镜为低色散透镜；所述第二透镜为高色散透镜；所述第三透镜为低色散透镜；所述第四透镜为高色散透镜；所述第五透镜为超低色散透镜。优选地，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜的非球面面型满足方程式：，其中：c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，径向坐标的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，透镜的面形曲线为双曲线；当k=-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当-1＜k＜0时，透镜的面形曲线为椭圆；当k=0时，透镜的面形曲线为圆形；当k＞0时，透镜的面形曲线为扁圆；~分别表示各径向坐标所对应的系数。优选地，所述第五透镜与感光芯片之间依次设置滤光片和感光芯片保护玻璃。优选地，所述感光芯片的尺寸为1/2.5"，分辨率为130万~500万像素。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过上述技术方案，提供了一种超广角、红外共焦光学镜头，该光学镜头不仅可以克服该种光学镜头中镜片数多、大视场下的分辨率不尽人意等不足，还可以缩小镜头体积，同时又可以降低生产成本。本发明光学镜头中，第一透镜是具有负的光焦度的低色散玻璃透镜，不但可以为镜头导入大视场角的光线，还可以有效的控制轴向色差；第二透镜是曲率较小的非球面正透镜，不但可以校正边缘视场所产生的彗差，还可使视场边缘的解像力得到极大的提升；第一透镜和第二透镜配合有效解决了系统的色差等各种像差均衡问题；第三透镜采用两面均为双曲线的非球面，其两面的圆锥二次曲线系数均满足k＜-1，这使得镜头不但能够很好地矫正系统的场曲，还可以提高像面中心和边缘的分辨率；第四透镜采用高色散塑料非球面透镜，且第三透镜和第四透镜之间的间隔较小，紧密配合，起到了胶合镜片矫正色差的效果；第五透镜则采用玻璃球面透镜。本发明通过选择合适的镜片材质，并合理地分配光焦度，同时科学地搭配透镜形状，以此使镜头达到在高温或低温环境下的焦点漂移距离极小的目的，从而有效地解决由于温度变化引起的分辨率下降或者焦点漂移问题。本发明超广角日夜共焦光学镜头的视场角可达到150°以上，同时还可保证高分辨率。本发明超广角日夜共焦光学镜头的可实现日夜共焦，可实现24小时监控。本发明超广角日夜共焦光学镜头的采用温度补偿设计，能够在-40℃~+80℃的环境下工作，不离焦。本发明超广角日夜共焦光学镜头采用玻塑组合的形式，不但保证了光学系统的性能，并且可以降低成本，简化结构，减轻重量，还有利于大批量生产，符合市场需求。本发明超广角日夜共焦光学镜头在使用超低色散材料的同时，还对光阑的位置进行了优化，将光阑设置在第三透镜和第四透镜之间，提高画面像质。附图说明下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。图1：本发明紧凑的超广角日夜共焦光学镜头的结构示意图；其中，1-第一透镜，2-第二透镜，3-第三透镜，4-第四透镜，5-第五透镜，6-感光芯片，7-光阑，8-滤光片，9-感光芯片保护玻璃。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。参阅图1，一种紧凑的超广角日夜共焦光学镜头，由5枚玻璃和塑胶镜片混合构成。本发明紧凑的超广角日夜共焦光学镜头包括有沿光轴从物面到像面依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和感光芯片6，第三透镜和第四透镜之间设置光阑7，第一透镜和第五透镜为球面透镜，材质为玻璃，第二透镜、第三透镜和第四透镜为非球面透镜，材质为塑胶。本发明光学镜头中第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，焦距为负；第二透镜2的物面侧为凹面，像面侧为凸面，焦距为正；第三透镜3为双凸透镜，焦距为正；第四透镜4为双凹透镜，焦距为负；第五透镜5为双凸透镜，焦距为正。本发明光学镜头中第一透镜1为低色散透镜；第二透镜2为高色散透镜；第三透镜3为低色散透镜；第四透镜4为高色散透镜；第五透镜5为超低色散透镜。本发明光学镜头中第二透镜、第三透镜和第四透镜的非球面面型满足方程式：，其中：c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，径向坐标的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，透镜的面形曲线为双曲线；当k=-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当-1＜k＜0时，透镜的面形曲线为椭圆；当k=0时，透镜的面形曲线为圆形；当k＞0时，透镜的面形曲线为扁圆；~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个非球面的形状尺寸。在本光学镜头中，第一透镜1是具有负的光焦度的低色散玻璃透镜，因此，不但可以为镜头导入大视场角的光线，还可以有效的控制轴向色差。同时，由于玻璃镜片相比塑料镜片而言，具有耐高温、耐腐蚀、耐划伤等特点，从而可以很好地保护镜头，是镜头在装配、运输、高温、低温、强光、风沙等因素下，不易损坏，从而达到延长使用寿命的作用。第一透镜1和第二透镜2均采用弯月形透镜，且第二透镜2是曲率较小的非球面正透镜，其中朝向物面的第一面曲率半径为-4~-7mm，朝向像面的第二面曲率半径为-2~-5m。这不但可以校正边缘视场所产生的彗差，还可使视场边缘的解像力得到极大的提升。同时，第二透镜2朝向物面的第一面的圆锥二次曲线系数k＞0，为扁圆形曲面，且向像面凹，而第二透镜2朝向像面的第二面的圆锥二次曲线系数k＜-1，为双曲线形曲面，且向像面凸，这样同样可以提高光学系统的视场角，还可以减小系统的像散。第一透镜1为球面透镜，第二透镜2为非球面透镜，两者配合使用，有效解决了系统的色差等各种像差均衡问题。为了减小光线在各透镜之间折射时的角度变化，减小成像的畸变，因此在结构上尽可能地减小第一透镜1和第二透镜2之间的距离，同时尽可能地增大第二透镜2和第三透镜3之间的距离。为了实现高分辨率，第三透镜3采用两面均为双曲线的非球面，其两面的圆锥二次曲线系数均满足k＜-1，这使得镜头不但能够很好的矫正系统的场曲，还可以提高像面中心和边缘的分辨率。第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4均为塑料非球面透镜，不但可以进一步减小光学系统在红外条件下与可见光条件下存在的焦点偏移量，提升红外解像力，还可以通过三者面型的搭配，很好地校正系统的像散，提高系统的分辨率。为了实现红外完全共焦，第三透镜3采用低色散塑料非球面透镜，第四透镜4采用高色散塑料非球面透镜，且两镜片之间的间隔较小，紧密配合，起到了胶合镜片矫正色差的效果。另外，高色散材料与低色散材料配合使用，也能很好地矫正由红外光引起的二级光谱，优化轴向色差，使得镜头在白光和红外光条件下，都可以在像面上得到清晰的像，从而满足红外共焦的要求。为了使镜头在高温或低温时，达到低温漂移的要求，在设计时，第一透镜1和第五透镜5采用玻璃球面透镜，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4采用塑料非球面透镜。另外，选择合适的镜片材质，并合理地分配光焦度，同时科学地搭配透镜形状，以此使镜头达到在高温或低温环境下的焦点漂移距离极小的目的，从而有效地解决由于温度变化引起的分辨率下降或者焦点漂移问题。为了实现镜头在高温和低温条件下共焦的要求，第二透镜2使用非球面弯月形正透镜，且光焦度较小。同时，和其它几个透镜的光焦度进行补偿，以此来消除由于高温或低温条件下塑料非球面的膨胀或收缩而引起的焦点偏移，使得镜头在不同温度下，依然可以清晰成像。其中：第一透镜1的焦距为-4~-6mm；第二透镜2的焦距为12~14mm；第三透镜3的焦距为7~9mm；第四透镜4的焦距为-4~-6mm；第五透镜5的焦距为4~6mm。同时，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合焦距为22~24mm。另外，该光学镜头采用宽光谱设计，在400nm~700nm光谱范围内进行色差校正，不但使图像色彩亮丽和锐利，还具有很好的色彩还原性，使成像的效果更接近人眼直接观察的效果。同时，还校正了800nm~940nm的近红外光谱像差，实现红外共焦的效果。由物面到像面，第五透镜5之后设有感光芯片6，该感光芯片的分辨率可以满足130万~500万像素的不同要求。同时，在第五透镜5和感光芯片6之间，还装有滤光片8，用它来滤掉所需波段外的杂光，从而提高像质。此外，在设计时，已充分考虑了感光芯片保护玻璃9所引入的像差，并在设计过程中加以矫正，从而提高镜头的品质。下面，列举一个视场角为150°，分辨率为500万像素，机械总长为22.5mm以内，可在-40℃~+80℃的环境下正常工作的实际设计实施例：表1系统数据面编号面类型半径厚度材料kobj物面infinityinfinity01球面28.360.7h-laf5202球面4.283.10603非球面-5.213.614pc1.1274非球面-3.483.068-1.9195非球面17.881.589f52r-53.7796非球面-4.930.224-1.555sto光阑infinity0.43508非球面-6.290.578pc-20.3179非球面5.740.0336.16310球面6.7182.355h-qk3l011球面-4.1351.5012球面infinity0.85h-k9l013球面infinity4.2230ima像面infinity0表2非球面系数~面编号301.054e-031.520e-04-2.752e-053.424e-06-1.680e-070404.304e-04-1.040e-046.305e-06-3.501e-07-1.396e-090501.100e-022.149e-04-5.057e-052.119e-055.047e-080602.100e-02-1.524e-031.234e-037.450e-053.276e-060801.700e-02-7.796e-031.260e-033.150e-05-1.950e-050902.200e-02-9.860e-031.926e-03-1.575e-04-4.309e-060上述表1和表2中：面编号1和2分别表示的是第一透镜1的第一面和第二面，第一透镜1的材质为h-laf52；面编号3和4分别表示的是第二透镜2的第一面和第二面，第二透镜2的材质为pc；面编号5和6分别表示的是第三透镜3的第一面和第二面，第三透镜3的材质为f52r；面编号8和9分别表示的是第四透镜4的第一面和第二面，第四透镜4的材质为pc；面编号10和11分别表示的是第五透镜5的第一面和第二面，第五透镜5的材质为h-qk3l；面编号12和13分别表示的是滤光片8的第一面和第二面，滤光片8的基底材质为h-k9l。其中，上述第一面指朝向物面侧的面，第二面指朝向像面的面。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12