一种2G4P安防镜头的制作方法

本实用新型设计一种安防镜头，特别是一种6片式玻塑混合的镜头。

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。在国内竞争非常激烈的形式下，镜头的种类也随着安防市场的不断扩大而日益丰富。定焦镜头利用其画质清新、成像质量稳定、体积小重量轻、价格便宜等诸多优点一直占据安防市场前列。随着市场的不断发展，对安防镜头镜头提出了更高的要求，特别是针对光线不足(傍晚、阴天等)，2.0或2.0以上光圈数的镜头已无法满足多变的成像环境，由于焦距4mm、6mm两种规格的镜头已经很普遍了，所以本设计选取焦距3.13mm、f数1.62的规格来填补这个焦距端的空白，并且较低的f数能让镜头进入较多的光线，以适应低照度的环境。同时考虑监控摄像机的电路发热因素、低温使用环境，设计一个能在-30℃～70℃内焦面不偏移的光学成像镜头变得十分必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种重量轻、尺寸小、解像好、高低温不离焦的6片式玻塑混合安防镜头。

为达到以上设计要求，本实用新型提供的技术方案如下：

一种焦距为3.13mm的2g4p安防监控镜头，包括第一透镜为凸凹的玻璃球面，第二透镜为凸凹的塑胶非球面，第三透镜为凹凸塑胶非球面，第四透镜为双凸玻璃球面，第五透镜为双凹塑胶非球面，第六透镜为双凸塑胶非球面，光阑置于第三透镜与第四透镜之间。该镜头六片透镜的焦距、折射率及两枚玻璃透镜的曲率半径分别满足下表条件：

其中，f1～f6分别依次对应所述第一玻璃球面透镜l1到第六塑胶非球面透镜l6的焦距；所述n1～n7分别依次对应所述第一玻璃球面透镜l1到第六塑胶非球面透镜l6的折射率；r1和r2对应所述第一玻璃球面透镜l1的曲率半径，r7和r8对应第四玻璃球球面透镜l4的曲率半径，其中，“-”表示方向为负方向。通过选配如上的焦距、折射率参数、以及球面半径，能让系统很好的矫正像差，控制畸变，达到较好的成像效果。

进一步地，所述第三透镜和第四透镜之间置一光阑sto，用来限制轴上光束通光孔径并对轴外光束产生渐晕。

进一步地，所述凸凹负光焦度的第二塑胶非球面透镜l2、凹凸正光焦度的第三塑胶非球面透镜l3、双凹负光焦度的第五塑胶非球面透镜l5、双凸正光焦度的第六塑胶非球面透镜l6均满足方程：

上式中，参数c为曲率半径，y为径向坐标，k为圆锥二次曲线系数，α4～α12分别表示各径向坐标所对应的系数。由于本实用新型所述的镜头的非球面系数中α2、α14、α16为零，于是上述方程是简化了的非球面面型方程。

更进一步地，根据所述方程精确设定透镜前后两非球面面型，其相关参数如下表：

上表中，r3和r4对应所述第二透镜的两侧曲面，r5和r6对应所述第三透镜的两侧曲面，r9和r10对应所述第五透镜的两侧曲面，r11和r12对应所述第六透镜的两侧曲面。本实用新型采用的四片塑胶非球面，由于塑胶镜片的热膨胀系数大，在高低温时容易离焦，需要合理选配透镜材料，通过材料的相对折射率温度系数来补偿高低温下的离焦。再通过精确地确定它们的非球面参数，能够比球面镜片更有效的达到要求的成像质量，即能以较少的镜片达到所要求的成像效果，具备更轻便、体积更小、价格更低的优点。再进一步地，所述4枚塑胶非球面透镜的光焦度相加的值满足如下范围：

让每片镜片分担一定的光焦度，并且正负镜片的光焦度总和不至过大，减小光线入射每片镜面的入射角，能增加系统稳定性，并且能调节高级像差的分布。

本实用新型所述的镜头使用了四片非球面镜片，其特点为：(1)有更多的参变量，因而一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果，可减少镜片的数量并因此减小镜头的质量和体积；(2)通过调节镜片表面的曲率来补偿多种像差，非球面比球面在矫正象差提高象质方面更加出色。本设计采用2g4p的组合，合理的采用塑胶非球面提升边缘画质，以较低的成本达到较好的成像效果。(3)通过控制非球面镜片正负焦距的比值在0.98～1.01之间，有效保证了本实用新型的镜头能在-30℃～70℃的温度变化内不离焦，且红外共焦。

附图说明

图1是本实用新型的透镜组装图；

图2是本实用新型的不同视场下光路示意图；

图3是本实用新型的光线扇形图；

图4是本实用新型的离焦曲线图；

图5是本实用新型在常温20℃环境下的mtf曲线图；

图6是本实用新型在低温-30℃环境下的mtf曲线图；

图7是本实用新型在高温70℃环境下的mtf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。

参见图1和图2，本实用新型包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的第一玻璃球面透镜l1、凸凹负光焦度的第二塑胶非球面透镜l2、凹凸正光焦度的第三塑胶非球面透镜l3、双凸正光焦度的第四玻璃球面透镜l4、双凹负光焦度的第五塑胶非球面透镜l5、双凸正光焦度的第六塑胶非球面透镜l6、光阑sto置于第三透镜l3和第四透镜l4之间。其中，所述透镜l1～l6都分别包含两个表面，分别对应r1～r12。本实用新型使用多片塑胶非球面，它们对象差的控制优于球面镜，尤其是球差的控制，通过调节镜片表面不同处的曲率来消除由于孔径的增加而带来的球差。由图3的光线扇形图可以看出，低阶的球差已经被矫正的很好，高阶球差也较小。

由图4的离焦曲线可以看出不同视场下的曲线很集中，无离焦现象。

本实用新型最终的成像效果通过图5的mtf图来评价，各视场下的mtf曲线都平缓下降，并且在200lp/mm下中心视场的mtf值达到了0.46，边缘视场的mtf值能达到0.18，代表了该镜头在140°以内的视场角都具有较好的成像效果与分辨率。再根据图6和图7高低温下的mtf曲线证实了本实用新型的镜头能在-30℃～70℃的温度变化内不离焦，且红外共焦。

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。