一种大光圈高低温共焦光学装置的制作方法

本实用新型主要针对安防监控并保证在-40℃～85℃不离焦的大光圈光学装置。
背景技术：
：目前国内的闭路监控行业(cctv)都在朝小型化，多功能，环境适应能力强的方向发展，而且国内竞争非常激烈的形式下，定焦镜头已经不能满足不同地域客户的需求，例如我国东北的市场就要求设计出的置于室外并一年四季都不离焦的监控装置，我国东北在冬天温度经常在零下30℃，而到夏天最高也会达到31℃左右。如再考虑监控摄像机的电路发热因素，设计一个大光圈且能在-40℃～85℃内焦面不偏移的光学成像装置变得十分必要。据公安机关权威统计的数据统计：接近70％的犯罪都是在夜间或光线较暗地域发生，黑暗成了罪犯的天然保护伞,鉴于现有摄像机红外补光下色彩缺失、细节不清晰和亮度不足，不难发现当下的前端摄像机弱光线下成像质量已然成为安防大数据发展的短板，为此推出在低照度下可以实现画面“亮、净、彩”的大光圈摄像机十分必要。技术实现要素：本实用新型主要提供了一种安防监控在-40℃～85℃不离焦的大光圈光学装置。为达到以上设计要求，本实用新型提供的技术方案如下：一种大光圈高低温共焦光学装置，从物侧开始起顺序包括有：具有正光焦度的第一透镜(l1)，所述的第一透镜(l1)为弯月型凸透镜，凸面朝向物方，凹面朝向像方；具有负光焦度的第二透镜(l2)，所述的第二透镜(l2)为双凹透镜；具有正光焦度的第三透镜(l3)，所述的第三透镜(l3)为双凸透镜；第四透镜(l4)，第五透镜(l5)，所述的第四透镜(l4)为凸透镜，所述的第五透镜(l5)为凹透镜，所述的第四透镜(l4)与所述的第五透镜(l5)胶合形成的正光焦度的第一胶合镜片(j1)，所述的第一胶合镜片(j1)的凹面朝向物方，凸面朝向像方；第六透镜(l6)，第七透镜(l7)，所述的第六透镜(l6)为凹透镜，所述的第七透镜(l7)为凸透镜，所述的第六透镜(l6)与所述的第七透镜(l7)胶合形成的正光焦度的第二胶合镜片(j2)，所述的第二胶合镜片(j2)为双凸镜片；第八透镜(l8)，第九透镜(l9)，所述的第八透镜(l8)为凸透镜，所述的第九透镜(l9)为凹透镜，所述的第八透镜(l8)与所述的第九透镜(l9)胶合形成的正光焦度的第三胶合镜片(j3)，所述的第三胶合镜片(j3)的凸面朝向物方，凹面朝向像方；可选地，所述的第一透镜(l1)满足下面的条件：1.96≥nd≥1.8，45≥vd≥35,其中nd表示第一透镜(l1)材料的d光折射率，vd表示第一透镜(l1)材料的d光的阿贝数。可选地所述的第二透镜(l2)满足下面的条件：1.75≥nd≥1.6，40≥vd≥30,其中nd表示第二透镜(l2)材料的d光折射率，vd表示第二透镜(l2)材料的d光的阿贝数。可选地所述的第三透镜(l3)满足下面的条件：2.0≥nd≥1.8，42≥vd≥32,其中nd表示第三透镜(l3)材料的d光折射率，vd表示第三透镜(l3)材料的d光的阿贝数。可选地所述的第四透镜(l4)焦距f4与所述的第五透镜(l5)焦距f5之间满足：-1.2≥f4/f5≥-0.4。可选地所述的第六透镜(l6)焦距f6与所述的第七透镜(l7)焦距f7之间满足：-1.0≥f7/f6≥-0.2。可选地所述的第八透镜(l8)焦距f8与所述的第九透镜(l9)焦距f9之间满足：-1.2≥f8/f9≥-0.4。可选地，所述的第一透镜(l1)焦距f1，第二透镜(l2)焦距f2，第三透镜(l3)焦距f3，第四透镜(l4)焦距f4，第五透镜(l5)焦距f5，第六透镜(l6)焦距f6，第七透镜(l7)焦距f7，第八透镜(l8)焦距f8，第九透镜(l9)焦距f9，满足下面的条件：可选地，还满足:fno.的值在如下范围其中，f为系统焦距，d为入瞳直径。与现有技术相比，本实用新型有如下优点：1.本实用新型通过第一透镜至第九透镜的配置，能够在-40℃～85℃的温度范围内校正球差，彗差，像散，场曲和畸变，并能够校正与补偿镜头中金属隔圈由于温度变化而引起的空气间隔变化，从而实现后焦零位移，在较大温度范围(-40℃～85℃)内保持像质的稳定，使镜头在-40℃～85℃的温度范围内保持清晰成像，并且像质稳定。2.本实用新型大光圈高低温共焦光学装置为全玻全金属结构，可靠性高，使用寿命长。3.本实用新型为大光圈装置，可以在光线不充足的情况下清晰成像，避免在夜晚或昏暗处，由于外界进光量不足导致成像不清晰。附图说明图1为本实用新型的结构示意图(物侧位于系统左侧)；图2为本实用新型在20℃时mtf(调制传递函数)曲线图；图3为本实用新型在20℃时离焦曲线图；图4为本实用新型在-40℃时离焦曲线图；图5为本实用新型在85℃时离焦曲线图；图6为本实用新型的场曲曲线图；图7为本实用新型在畸变曲线图。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实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。请参见图1，该装置从物侧开始起顺序包括有：第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、第四透镜l4、第五透镜l5、第六透镜l6、第七透镜l7、第八透镜l8与第九透镜l9；第一透镜(l1)为具有正光焦度的弯月型凸透镜，凸面朝向物方，凹面朝向像方，能够校正球差与像散。第二透镜(l2)为具有负光焦度的双凹透镜，能够校正相差，提升解像。第三透镜(l3)为具有正光焦度的双凸透镜，能够校正相差，提升解像。第四透镜(l4)为凸透镜，第五透镜(l5)为凹透镜，第四透镜(l4)与第五透镜(l5)胶合形成的正光焦度的第一胶合镜片(j1)，第一胶合镜片(j1)的凹面朝向物方，凸面朝向像方，能够校正系统色差。第六透镜(l6)为凹透镜，第七透镜(l7)为凸透镜，第六透镜(l6)与第七透镜(l7)胶合形成的正光焦度的第二胶合镜片(j2)，第二胶合镜片(j2)为双凸镜片，能够校正系统色差，且第七透镜为折射率与温度正相关的材料，能够校正与补偿装置中金属隔圈由于温度变化而引起的空气间隔变化，从而实现后焦零位移，在较大温度范围(-40℃～85℃)内保持像质的稳定。第八透镜(l8)为凸透镜，第九透镜(l9)为凹透镜，第八透镜(l8)与第九透镜(l9)胶合形成的正光焦度的第三胶合镜片(j3)，第三胶合镜片(j3)的凸面朝向物方，凹面朝向像方，能够校正系统色差，且第八透镜为折射率与温度正相关的材料，能够校正与补偿装置中金属隔圈由于温度变化而引起的空气间隔变化，从而实现后焦零位移，在较大温度范围(-40℃～85℃)内保持像质的稳定。作为本实施例的优选方式：第一透镜(l1)满足下面的条件：1.96≥nd≥1.8，45≥vd≥35,其中nd表示第一透镜(l1)材料的d光折射率，vd表示第一透镜(l1)材料的d光的阿贝数。第二透镜(l2)满足下面的条件：1.75≥nd≥1.6，40≥vd≥30,其中nd表示第二透镜(l2)材料的d光折射率，vd表示第二透镜(l2)材料的d光的阿贝数。第三透镜(l3)满足下面的条件：2.0≥nd≥1.8，42≥vd≥32,其中nd表示第三透镜(l3)材料的d光折射率，vd表示第三透镜(l3)材料的d光的阿贝数。第四透镜(l4)焦距f4与所述的第五透镜(l5)焦距f5之间满足：-1.2≥f4/f5≥-0.4第六透镜(l6)焦距f6与所述的第七透镜(l7)焦距f7之间满足：-1.0≥f7/f6≥-0.2第八透镜(l8)焦距f8与所述的第九透镜(l9)焦距f9之间满足：-1.2≥f8/f9≥-0.4所述的第一透镜(l1)焦距f1，第二透镜(l2)焦距f2，第三透镜(l3)焦距f3，第四透镜(l4)焦距f4，第五透镜(l5)焦距f5，第六透镜(l6)焦距f6，第七透镜(l7)焦距f7，第八透镜(l8)焦距f8，第九透镜(l9)焦距f9，满足下面的条件：所述的大光圈高低温共焦光学装置，其特征还满足:fno.的值在如下范围其中，f为系统焦距，d为入瞳直径。图2至图7为相应于实施例的光学性能曲线图。图2是本实用新型在20℃时的mtf(调制传递函数)曲线图。mtf是一定空间频率下，实际像与理想像之间调制度之比相对空间频率的函数。mtf曲线横坐标是空间频率lp/mm(每毫米线对)，纵坐标是对比度(％)。曲线越高，表明成像质量越好。不同曲线表示不同的像高，t和s分别表示子午和弧矢方向的mtf.由图2知，全视场内，解像力达到90lp/mm＞45％，完全满足镜头高像素的要求；图3是本实用新型在20℃时的离焦曲线，离焦曲线表明对设定空间频率不同视场的子午、弧矢mtf与离焦量的关系，图中横坐标是离焦量，纵坐标是对比度，通过此图可以看出各视场的最佳焦面是否比较一致，mtf是否对离焦比较敏感。由图3可知各视场最佳焦面基本一致，各视场像质均匀清晰；图4是本实用新型在-40℃时的离焦曲线图，由图4可知在低温-40℃是，与20℃时离焦曲线相比，无明显离焦，像质清晰；图5是本实用新型在-85℃时的离焦曲线图，由图4可知在高温85℃是，与20℃时离焦曲线相比，无明显离焦，像质清晰；图6是本实用新型的场曲曲线图，由常用的f、d、c(f＝0.486um，d＝0.588um，c＝0.656um)三色光的波长表示，t和s分别表示子午和弧量，纵坐标为视场，单位为度，横坐标为场曲，单位为毫米(mm)；图7是本实用新型的畸变曲线图，纵坐标为视场，横坐标为畸变的百分比值。畸变曲线图表示不同视场情况下畸变大小值，单位为％，由图7可知系统的光学畸变|tvdistortion|≤5％，属于小畸变，满足监控系统对畸变的设计要求。所以，有图2至图7可知，该系统已将各种像差校正到一个较好的水平。在本实施例中，光学系统优选参数如下表：有效焦距11.53f/#(光圈)1光学后焦6.01视场角48相对应的各个元件的取值如下表：上表中，曲率半径是指每个表面的曲率半径，间距是指两相邻表面的距离，举例来说，表面1的间距，即表面1与表面2之间的距离。折射率和阿贝数是相对应的元件的折射率和阿贝数，举例来说，第二透镜l2的折射率为1.66、阿贝数为36；第三透镜l3的折射率为1.9、阿贝数为37。以上仅为本实用新型的较佳实施例，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。当前第1页12