大相对孔径监控镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大相对孔径监控镜头。
【背景技术】
[0002] 目前大孔径高质量监控镜头的光学系统大多采用7片或者8片玻璃镜片甚至包含 了玻璃非球面的镜片，这种光学系统的缺点是玻璃片数较多而且成本较高，而且加工难度 高，光学系统的装配比较困难，不适合量产。因此，目前亟需一种采用普通玻璃镜片的经济 型大孔径物镜光学系统。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种大相对孔径监控镜头，能够使监控镜头具有较大的相 对孔径且结构更加紧凑、加工和装配成本更低、易于量产。
[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种大相对孔径监控镜头，包括从物面侧至像面侧 顺次配置的第一至第七透镜和孔径光阑，其中，
[0005] 所述第一透镜为在所述物面侧形成略凸面并具有负的折射能力的弯月透镜；
[0006] 所述第二透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜或为在所述物面侧形成略凸面并 具有正的折射能力的弯月透镜；
[0007] 所述第三透镜为在所述物面侧形成略凹面并具有正的折射能力的弯月透镜；
[0008] 所述第四透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜；
[0009] 所述孔径光阑设置于所述第三透镜和第四透镜之间；
[0010] 所述第五透镜为在所述物面侧形成略凹面并具有负的折射能力的弯月透镜；
[0011] 所述第六透镜为平行透镜，用于模拟滤光片；
[0012] 所述第七透镜为平行透镜，用于模拟芯片的保护玻璃。
[0013] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述第一透镜至第五透镜的透镜口径逐渐 减小。
[0014] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述孔径光阑的半径D与大相对孔径监控 镜头形成的整个光学系统的焦距f满足下列条件：
[0015] f/D ^ 1. 78 ；
[0016] 所述孔径光阑的光圈值FN0满足下列条件：
[0017] FN0 彡 1.5。
[0018] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述第三透镜在所述物面侧的凹面的曲率 半径为R1与所述第三透镜在所述像面侧的凹面的曲率半径R2满足下列条件 ：
[0019] 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
[0020] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述第三透镜的折射率Nd满足下列条件：
[0021] 1. 75 < Nd < 1. 82。
[0022] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述第四透镜的阿贝数Vdl和第五透镜的 阿贝数Vd2分别满足下列条件：
[0023] 50 < Vdl < 58, 22 < Vd2 < 25。
[0024] 进一步的，在大相对孔径监控镜头中，所述第四透镜的凹面与第五透镜的凹面相 胶合。
[0025] 与现有技术相比，本发明通过从物面侧至像面侧顺次配置的第一至第七透镜和孔 径光阑，能够使监控镜头具有较大的相对孔径，FN0可达到1.49,透镜组只采用了五片普通 球面的透镜构成，使得监控镜头结构更加紧凑、加工和装配成本更低且易于量产，像面大小 达到6. 18,具有较大的视场角并能够兼容目前主流感光芯片，有效节约生产成本，同时监控 镜头总长小于26_，可以十分方便的装入小型监控摄像机中，实现监控设备的小型化。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明一实施例的大相对孔径监控镜头的结构图。
[0027] 图2是本发明监控镜头的系统的调制传递函数图；
[0028] 图3是本发明监控镜头的系统的轴向色差图；
[0029] 图4是本发明监控镜头的系统的垂轴色差。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0031] 如图1所示，靠近物面10的一侧为物面侧，靠近像面9的一侧为像面侧，本发明提 供一种大相对孔径监控镜头，包括从物面侧至像面侧顺次配置的第一透镜1、第二透镜2、 第三透镜3、第四透镜5、第五透镜6、第六透镜7和第七透镜8和孔径光阑4。具体的，对轴 上物点光束的口径限制得最多的光阑称为孔径光阑4，
[0032] 所述第一透镜1为在所述物面侧形成略凸面11并具有负的折射能力的弯月透 镜；
[0033] 所述第二透镜2为具有正的折射能力的凸凹透镜或为在所述物面侧形成略凸面 21并具有正的折射能力的弯月透镜；具体的，所述第二透镜2可为在物面形成凸面21、凹面 22并具有正的折射能力的凸凹透镜，所述第二透镜2也可为在所述物面侧形成略凸面21并 具有正的折射能力的弯月透镜。
[0034] 所述第三透镜3为在所述物面侧形成略凹面31并具有正的折射能力的弯月透 镜；
[0035] 所述第四透镜5为具有正的折射能力的凸凹透镜；具体的，所述第四透镜5为在物 面侧形成凸面并具有正的折射能力的凸凹透镜；
[0036] 所述孔径光阑4设置于所述第三透镜3和第四透镜5之间；
[0037] 所述第五透镜6为在所述物面侧形成略凹面61并具有负的折射能力的弯月透 镜；
[0038] 所述第六透镜7为平行透镜，用于模拟滤光片；
[0039] 所述第七透镜8为平行透镜，用于模拟芯片的保护玻璃。具体的，本实施例的大相 对孔径监控镜头形成的整个光学系统可要求±56°视场，具有较大相对孔径，镜头总长小 于26mm，在0. 458 li m-〇. 6563 li m波段光学成像。第六和第七透镜为平行透镜，模拟滤光片 和芯片保护玻璃对整个光学系统成像质量的影响。
[0040] 优选的，所述第一透镜至第五透镜1、2、3、5、6的透镜口径逐渐减小。具体的，所述 第一至第五透镜分级的减小透镜口径。
[0041] 优选的，所述孔径光阑4的半径D与大相对孔径监控镜头形成的整个光学系统的 焦距f满足下列条件 ：
[0042] f/D ^ 1. 78 ；
[0043] 所述孔径光阑4的光圈值FN0满足下列条件：
[0044] FN0彡1. 5。具体的，光圈值FN0为镜头焦距与入瞳的比值，代表镜头的通光能力。 相对孔径为FN0的倒数，即入瞳与镜头焦距的比值，代表镜头的通光能力。f/D < 1. 78和 FN0 < 1. 5条件规定了第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3的折射能力，及孔径光阑的位 置，通过满足该条件，能够在不增加光学系统总长度的同时增大光学系统的通过孔径。
[0045] 优选的，所述第三透镜3在所述物面侧的凹面31的曲率半径为R1与所述第三透 镜3在所述像面侧的凹面32的曲率半径R2满足下列条件 ：
[0046] 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
[0047] 所述第三透镜3的折射率Nd满足下列条件：
[0048] 1. 75 < Nd < 1. 82。具体的，本发明的大相对孔径监控镜头形成的大孔径光学系统 会产生较大的轴上球差和慧差，为了矫正轴上球差和慧差，将所述第三透镜3在物体10侧 形成略大的凹面31，在像面侧形成略小的凹面32,并形成为弯月形的具有负的折射能力的 弯月透镜。其中，第三透镜3在所述物面侧的凹面31的曲率半径为R1，其在所述像面侧的 凸面32的曲率半径为R2,需满足下列条件：即1. 35 < R1/R2 < 1. 45，1. 75 < Nd < 1. 82 ; 如R1/R2 < 1. 35,则在光学加工时很难实现，如R1/R2 > 1. 45,则很难矫正轴上球差和慧 差。表1列出的是所有透镜的相关型、透镜面的曲率半径和直径，还有各透镜的中心厚度、 空气间隔、从物方到像方依次顺序的光学玻璃采用的材料，由表1可以看出本实施例满足 上述条件。
[0049]
【主权项】
1. 一种大相对孔径监控镜头，其特征在于，包括从物面侧至像面侧顺次配置的第一至 第七透镜和孔径光阑，其中， 所述第一透镜为在所述物面侧形成略凸面并具有负的折射能力的弯月透镜； 所述第二透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜或为在所述物面侧形成略凸面并具有 正的折射能力的弯月透镜； 所述第三透镜为在所述物面侧形成略凹面并具有正的折射能力的弯月透镜； 所述第四透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜； 所述孔径光阑设置于所述第三透镜和第四透镜之间； 所述第五透镜为在所述物面侧形成略凹面并具有负的折射能力的弯月透镜； 所述第六透镜为平行透镜，用于模拟滤光片； 所述第七透镜为平行透镜，用于模拟芯片的保护玻璃。
2. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述第一透镜至第五透镜 的透镜口径逐渐减小。
3. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述孔径光阑的半径D与大 相对孔径监控镜头形成的整个光学系统的焦距f满足下列条件： f/D ^ 1. 78； 所述孔径光阑的光圈值FNO满足下列条件： FNO ^ 1. 5〇
4. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述第三透镜在所述物面 侧的凹面的曲率半径为Rl与所述第三透镜在所述像面侧的凹面的曲率半径R2满足下列条 件： 1. 35 < R1/R2 < 1. 45。
5. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述第三透镜的折射率Nd 满足下列条件： 1. 75 < Nd < 1. 82。
6. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述第四透镜的阿贝数Vdl 和第五透镜的阿贝数Vd2分别满足下列条件： 50. Vdl < 58,22 < Vd2 < 25。
7. 如权利要求1所述的大相对孔径监控镜头，其特征在于，所述第四透镜的凹面与第 五透镜的凹面相胶合。
【专利摘要】本发明提供了一种大相对孔径监控镜头，包括从物面侧至像面侧顺次配置的第一至第七透镜和孔径光阑，其中，第一透镜为在所述物面侧形成略凸面并具有负的折射能力的弯月透镜；第二透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜或为在物面侧形成略凸面并具有正的折射能力的弯月透镜；第三透镜为在物面侧形成略凹面并具有正的折射能力的弯月透镜；孔径光阑设置于第三透镜和第四透镜之间；第四透镜为具有正的折射能力的凸凹透镜；第五透镜为在物面侧形成略凹面并具有负的折射能力的弯月透镜，第四透镜和第五透镜为胶合镜片；第六透镜为平行透镜；第七透镜为平行透镜。本发明能够使监控镜头具有较大的相对孔径且结构更加紧凑、加工和装配成本更低、易于量产。
【IPC分类】G02B13-00
【公开号】CN104749743
【申请号】CN201310751768
【发明人】蔡宏, 杨坤, 王威, 何品将, 刘超
【申请人】杭州海康威视数字技术股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日