一种日夜两用监控镜头以及监控装置的制作方法

本发明涉及光学成像
技术领域：
,具体为一种日夜两用监控镜头以及监控装置。
背景技术：
：随着科技技术的迅猛发展，人们对安防监控镜头有了更高的技术要求。目前市场上流行的大部分的定焦监控镜头存在分辨率偏低、光圈较小、日夜共焦性较差、所用镜片数较多等一系列问题，所以对于高像素、大光圈、日夜共焦性好、所用镜片数少的监控镜头的需求也越来越迫切。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种日夜两用监控镜头以及采用该日夜两用监控镜头的监控装置，其结构简单，具有易于加工，具有高像素、大光圈、日夜共焦性好、所用镜片数少的优点。其技术方案是这样的：一种日夜两用监控镜头，沿着光轴由物侧至像侧依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其特征在于：所述第一透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜具有正光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜具有负光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第四透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第五透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第六透镜具有负光焦度，其物侧面为凹面，像侧面为凹面。其中，日夜两用监控镜头光学镜头的光圈数f#满足：1.4≤f#≤2。进一步的，还包括光阑、滤色片、保护玻璃，所述光阑设置于所述第二透镜与所述第三透镜之间，所述滤色片设置于所述第六透镜的像面侧，所述保护玻璃设置于所述滤色片的像面侧。进一步的，所述第一透镜和所述第四透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第三透镜、第五透镜和第六透镜均为塑胶非球面透镜。进一步的，所述第五透镜和所述第六透镜相互胶合形成一组胶合透镜。进一步的，所述第五透镜和所述第六透镜分别为分离透镜。进一步的，所述日夜两用监控镜头的至少两片相邻的透镜的阿贝数v1和v2的差值满足：10＜|v1-v2|＜25，其中v1其中一片透镜的阿贝数，v2为其中另一片透镜的阿贝数。进一步的，所述日夜两用监控镜头满足条件：0.12≤bfl/ttl≤0.32其中，bfl为所述日夜两用监控镜头的第六透镜像侧面中心至所述日夜两用监控镜头的成像面在光轴上的距离；ttl为所述第一透镜的物侧面的中心至所述日夜两用监控镜头的成像面在光轴上的距离。进一步的，所述日夜两用监控镜头满足条件：d/h/fov≤0.03其中，fov为所述日夜两用监控镜头的最大视场角；d为所述日夜两用监控镜头最大视场角所对应的所述第一透镜物侧面的最大通光口径；h为所述日夜两用监控镜头最大视场角所对应的像高。进一步的，所述日夜两用监控镜头满足：ttl/f≤4.0(fov×f)/h≥50其中，ttl为所述第一透镜的物侧面中心至所述光学镜头的成像面在所述光轴上的距离，f为所述日夜两用监控镜头的总焦距值，fov为所述日夜两用监控镜头的最大视场角度，h为最大视场角所对应的像高。进一步的，所述第一透镜还满足以下条件：1.4＜nd1＜1.6，60＜vd1＜70；其中，所述nd1为第一透镜的光折射率，所述vd1为第一透镜的阿贝常数；所述第二透镜还满足以下条件：1.5＜nd2＜1.7，50＜vd2＜70；其中，所述nd2为第二透镜的光折射率，所述vd2为第二透镜的阿贝常数；所述第三透镜还满足以下条件：1.5＜nd3＜1.7，50＜vd3＜70；其中，所述nd3为第三透镜的光折射率，所述vd3为第三透镜的阿贝常数；所述第四透镜还满足以下条件：1.4＜nd4＜1.6，60＜vd4＜80；其中，所述nd4为第四透镜的光折射率，所述vd4为第四透镜的阿贝常数；所述第五透镜还满足以下条件：1.5＜nd5＜1.7，50＜vd5＜70；其中，所述nd5为第五透镜的光折射率，所述vd5为第五透镜的阿贝常数；所述第六透镜还满足以下条件：1.6＜nd6＜1.8，20＜vd6＜60；其中，所述nd6为第六透镜的光折射率，所述vd6为第六透镜的阿贝常数。一种监控装置，其特征在于：采用上述的任一项所述的日夜两用监控镜头。本申请的日夜两用监控镜头仅仅使用六片透镜，结构紧凑，所用镜片数少，有效减小了镜头的整体体积，通过合理设计各透镜的结构以及对其正负光焦度分布、胶合状态、折射率、阿贝系数等参数的优选，使得本申请的日夜两用监控镜头的光圈达到f1.4，优于市面上多数为f2.0的产品，在夜间等低照度环境下能有更好的成像表现，同时通过降低系统的轴向色差，实现可见光和红外光的日夜共焦功能，此外还具有实现了高像素、成像质量高的优点。附图说明图1为本发明的日夜两用监控镜头的结构组合图；图2为实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)的mtf曲线图；图3为实施例中的日夜两用监控镜头在红外波段(940nm)的mtf曲线图；图4是实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，20℃下的离焦曲线图；图5是实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，70℃下的离焦曲线图；图6是实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，-20℃下的离焦曲线图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种日夜两用监控镜头，沿着光轴由物侧至像侧依次包括：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和第六透镜6，在图1中，物侧位于图中的左侧，像侧位于图中的右侧，从图中的左侧到右侧即为从物侧至像侧，具体的：第一透镜1具有负光焦度，其物侧面s1为凸面，像侧面s2为凹面；第二透镜2具有正光焦度，其物侧面s3为凹面，像侧面s4为凸面；第三透镜3具有负光焦度，其物侧面s6为凸面，像侧面s7为凹面；第四透镜4具有正光焦度，其物侧面s8为凸面，像侧面s9为凸面；第五透镜5具有正光焦度，其物侧面s10为凸面，像侧面s11为凸面；第六透镜6具有负光焦度，其物侧面s12为凹面，像侧面s13为凹面。在本实施例中，日夜两用监控镜头的光圈达到f1.4，优于市面上多数为f2.0的产品，在夜间等低照度环境下能有更好的成像表现。为了进一步优化光学镜头的性能，本实施方式的日夜两用监控镜头还包括光阑7、滤色片8、保护玻璃9，光阑7设置于第二透镜2与第三透镜3之间，滤色片8设置于第六透镜6的像面侧，滤波片8的主要作用是过滤红外波段对成像的干扰，保护玻璃9设置于滤色片8的像面侧，保护玻璃9的主要作用是用于保护影像传感器。在本实施例中，第一透镜1和第四透镜4均为玻璃球面透镜，第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5和第六透镜6均为塑胶非球面透镜，由于塑胶非球面透镜的可优化空间较大，因此相较于现有技术中的全玻架构，能够使镜头结构更紧凑，通过采用非球面的镜片设计，从而有效地修正了成型影像，解决视界歪曲等问题，同时，使镜片更轻、更薄、更平，另外，非球面镜片具有优异的抗冲击性能，确保其使用寿命，采用不同的材料，提高了镜头的综合性能并节约了成本。在本实施例中，第五透镜5和第六透镜6相互胶合形成一组胶合透镜，可以降低系统色差；当然，在本发明的其他实施例中，第五透镜5和第六透镜6也可以分别为分离透镜。在本实施例中，日夜两用监控镜头的至少两片相邻的透镜的阿贝数v1和v2的差值满足：10＜|v1-v2|＜25，其中v1其中一片透镜的阿贝数，v2为其中另一片透镜的阿贝数，具体的：第一透镜1还满足以下条件：1.4＜nd1＜1.6，60＜vd1＜70；其中，nd1为第一透镜的光折射率，vd1为第一透镜的阿贝常数；第二透镜2还满足以下条件：1.5＜nd2＜1.7，50＜vd2＜70；其中，nd2为第二透镜的光折射率，vd2为第二透镜的阿贝常数；第三透镜3还满足以下条件：1.5＜nd3＜1.7，50＜vd3＜70；其中，nd3为第三透镜的光折射率，vd3为第三透镜的阿贝常数；第四透镜4还满足以下条件：1.4＜nd4＜1.6，60＜vd4＜80；其中，nd4为第四透镜的光折射率，vd4为第四透镜的阿贝常数；第五透镜5还满足以下条件：1.5＜nd5＜1.7，50＜vd5＜70；其中，nd5为第五透镜的光折射率，vd5为第五透镜的阿贝常数；第六透镜6还满足以下条件：1.6＜nd6＜1.8，20＜vd6＜60；其中，nd6为第六透镜的光折射率，vd6为第六透镜的阿贝常数。通过透镜的合理搭配，采用高阿贝数的透镜，能够实现色差矫正、温漂矫正和红外矫正等功能，利用塑胶透镜和玻璃透镜不同的温度特性进行补偿设计实现了大温度范围下的焦点温漂校正，使镜头可适应复杂的温度环境，能在不同环境条件下使用，具有广阔市场价值。另外具体在本实施中，日夜两用监控镜头满足条件：0.12≤bfl/ttl≤0.32其中，bfl为日夜两用监控镜头的第六透镜像侧面中心至日夜两用监控镜头的成像面在光轴上的距离；ttl为第一透镜的物侧面的中心至日夜两用监控镜头的成像面在光轴上的距离。具体在本实施中，日夜两用监控镜头满足条件：d/h/fov≤0.03其中，fov为日夜两用监控镜头的最大视场角；d为日夜两用监控镜头最大视场角所对应的第一透镜物侧面的最大通光口径；h为日夜两用监控镜头最大视场角所对应的像高。具体在本实施中，日夜两用监控镜头满足：ttl/f≤4.0(fov×f)/h≥50其中，ttl为第一透镜的物侧面中心至光学镜头的成像面在光轴上的距离，f为日夜两用监控镜头的总焦距值，fov为日夜两用监控镜头的最大视场角度，h为最大视场角所对应的像高。如此一来，通过控制光学镜头的焦距以及最大视场角度等参数，使其在成像过程中具有相对较小的光学畸变以及图像变形，确保成像品质，利于后续对其成像细节的识别与判定，为安防监控提供良好采像辅助。基于以上阐述，本发明提供一种高像素能达到200万像素以上、大光圈能达到fno1.4、日夜共焦性好达到430nm-940nm、所用镜片数少2g4p的监控镜头，通过玻璃透镜和塑胶透镜的组合以及各透镜材质的匹配，采用2g4p的结构形式有效解决了镜头日夜共焦解像力不一致的问题，实现日夜共焦在保证高分辨率的前提下，该镜头仅使用了两片玻璃透镜和四片塑胶非球面，所以该镜头具有明显精简结构，减小镜头的重量，降低生产成本的优势。本实施例的日夜两用监控镜头的光学参数如表1：表1表1中光阑、ir滤光片和保护玻璃表面的曲率半径为infinity时，表示此表面为平面。本实施例的日夜两用监控镜头的光学性能参数如表2：参数bflttl(mm)fov(°)d(mm)h(mm)f(mm)数值4.96822.21109.106.63.62表2在本实施例中，日夜两用监控镜头的最大视场角度fov、光学镜头最大视场角所对应的第一透镜1的物侧面s1的最大通光口径d以及光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满足d/h/fov＝0.0125；光学镜头的光学后焦bfl与光学镜头的光学总长度ttl之间满足bfl/ttl＝0.224；以及光学镜头的光学总长度ttl、光学镜头的最大视场角度fov与光学镜头最大视场角所对应的像高h之间满足：ttl/h/fov＝0.031。在本实施例中，第二透镜2、第三透镜3、第五透镜5和第六透镜6均为非球面透镜，各非球面面型描述如下：其中，z(h)为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c＝1/r，r表示非球面镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，a、b、c、d、e为非球面高次项系数。非球面系数具体见下表3：面序号kabcdes300-2.161e-46.739e-53.774e-7-5.369e-9s4002.217e-31.235e-53.208e-63.983e-8s6002.774e-3-3.149e-5-5.069e-61.371e-7s7001.59e-35.494e-5-7.272e-71.522e-7s1000-4.204e-4-5.374e-5-9.046e-6-3.767e-7s11006.786e-42.977e-4-5.836e-56.155e-7s12008.476e-3-7.88e-43.045e-5-3.157e-7s13009.56e-3-6.614e-46.111e-5-1.535e-6表3对上述实施例中的日夜两用监控镜头进行光学测试，图2为上述实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)的mtf曲线图，图3为上述实施例中的日夜两用监控镜头在红外波段(940nm)的mtf曲线图，图2、3中横坐标为空间频率，纵坐标为对比度；tsdiff.limit为子午和弧矢方向的衍射极限，ts0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线；mtf是目前使用比较普遍的一种像质评价指标，称为调制传递函数。调制传递函数mtf：一定空间频率下像的对比度与物的对比度之比。能反映不同空间频率、不同对比度的传递能力。调制传递函数mtf可用于表示光学系统的特征，mtf越大，表示系统的成像质量越好，由图2、3可见，本实施例中的日夜两用监控镜头的具有小畸变特性，足以满足图像清晰度要求，且具有良好的成像稳定性。图4是本发明实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，20℃离焦曲线图；其中，横坐标为离焦量，以毫米为单位，纵坐标为对比度；ts0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线。图5是本发明实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，70℃离焦曲线图；其中，横坐标为离焦量，以毫米为单位，纵坐标为对比度；ts0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线。图6是本发明实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段(435nm-656nm)，-20℃下的离焦曲线图；其中，横坐标为离焦量，以毫米为单位，纵坐标为对比度；ts0.00(deg)表示在像面0.00视场上子午和弧矢方向的衍射曲线。由图4、图5、图6可知，本发明实施例中的日夜两用监控镜头在可见光波段，离焦曲线集中，可知其共焦程度较好，意味着该镜头具有良好的解像能力，具有温度补偿功能，保证了-20℃～+70℃温度范围内镜头的高清像质不变。作为上述光学镜头的应用，本发明还公开了一种监控装置，具有上述任一实施例所述的日夜两用监控镜头，该监控装置在保持镜头小视场较高细节分辨能力以及镜头短小、轻量化的前提下，生产成本较低，且对监控事实的还原度高、抗环境干扰能力强。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。当前第1页12