專利名稱：一種大光圈監控鏡頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于監控影像攝取裝置的變倍鏡頭。
背景技術：
經濟的突飛猛進使監控系統廣泛應用在多個行業。而隨著“國家應急體系”、“平安 城市”、“平安建設”、“科技強警”等重大項目工程在全國范圍內的展開，監控系統的夜間應 用也越來越頻繁。如何根據被監視現場的環境正確選用鏡頭非常重要，因為鏡頭決定了攝 像質量，從而也直接影響到監控的效果。目前國內應用于監控系統的鏡頭大多采用全玻璃 球面透鏡組成，光圈值FNo.為1. 4或1. 2，這種鏡頭在日間光線較好時能得到較好的攝像效 果；但在夜間或暗場辨別時由于外界亮度低，識別存在一定的局限性。如果采用大光圈值， 這種鏡頭的像差明顯、清晰度不足，而且體積很大。一些國外廠家曾嘗試加入玻璃非球面鏡 片，但玻璃非球面鏡片的生產精度高，生產成本高，使得整個鏡頭的價格昂貴，這種昂貴的 高端監控鏡頭讓國內的很多用戶望而卻步。而且由于技術等原因，國內的鏡片生產廠家很 難生產出精度高的玻璃非球面鏡片，這類玻璃非球面透鏡多依靠進口，于是高端監控鏡頭 的市場決大部分份額被國外鏡頭廠家所占據。因此，設計并生產一款大光圈、白天與夜晚的 成像效果差異小，同時價格較低的監控鏡頭，彌補國內此類產品的空缺成了當務之急。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種通光量大，成像效果好，價格低的監控
fe頭。本發明是通過以下的技術方案實現的一種大光圈監控鏡頭，沿光軸從物方起包 括具有負焦距的第一透鏡組、自動光圈和具有正焦距的第二透鏡組；第二透鏡組包括至少 三塊透鏡片，其中第一片透鏡片和最后一片透鏡片均為塑料非球面透鏡，第一片透鏡片具 有正焦距，最后一片透鏡片具有負焦距；第一片透鏡片和最后一片透鏡片的焦距之間滿足 以下條件2. 0 < I fa/fb | < 4. 0 ；其中fa為第二透鏡組的第一片透鏡片的焦距，fb為第二透鏡組的最后一片透鏡 片的焦距。本發明與現有技術相比，有以下的優點鏡頭采用了兩片互補型的非球面鏡片，正 負鏡片間進行環境問題變化補償作用，防止外界環境引起系統內部的不穩定性，保證在大 通光量的情況下，成像像質不受到影響，像差得到很好的校正效果。同時采用塑料代替玻 璃，能減少整個系統的重量和機構總長，有效降低了成本。因塑料鏡片本身的物理及化學特 性，折射率隨環境溫度變化而有較明顯變化，經設計驗證兩互補型塑料鏡片間的焦距比至 少大于2，才能有效防止溫差引起的變化，小于4才能有效校正像差，達到原始設計要求。上述所述的自動光圈的光圈值FNo.滿足條件FNo. ( 1. 2。在保證成像質量的前提下為控制成本，上述第二透鏡組L2的第一片透鏡片Qa和最后一片透鏡片Qb的折射率N均滿足條件1. 52 < N < 1. 6。為了保證廣闊的視角及準確的變倍比以及超高的明亮度，兩個透鏡組必須保證合 理的光焦度分配。上述所述的第一透鏡組Ll的焦距fu與第二透鏡組L2的焦距L之間滿 足以下條件0. 7 < I fL1/fL21 < 0.9ο
/上述所述的鏡頭還滿足條件2·5<"^<3·5其中，fw為鏡頭在廣角位置時焦距，
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ft為鏡頭在攝遠位置時焦距。上述條件限定了鏡頭的變倍比。上述所述的第一透鏡組包括第一負透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡和第四負透鏡， 其中第三透鏡和第四透鏡粘合。所述的第一負透鏡朝向物面為凸面、朝向像面為凹面，第二 負透鏡是雙凹透鏡，第三正透鏡朝向物面為凸面、朝向像面為凹面，第四負透鏡朝向物面為 凸面、朝向像面為凹面。上述所述的第二透鏡組包括第五正透鏡、第六正透鏡、第七負透鏡、第八正透鏡和 第九負透鏡；第五正透鏡與第九負透鏡為塑料非球面透鏡，第七負透鏡與第八正透鏡粘合 后具有正焦距。所述的第五正透鏡朝向物面為凸面、朝向像面為凹面，第六正透鏡是雙凸透 鏡，第七負透鏡朝向物面為凸面、朝向像面為凹面，第八正透鏡是雙凸透鏡，第九負透鏡是 雙凹透鏡。上述所述的自動光圈(ST)的光圈值FNo. = 1.0。
下面結合附圖對本發明作詳細的說明圖IA為本發明在廣角位置時的結構示意圖；圖IB為本發明在攝遠位置時的結構示意圖；圖2A為本發明在廣角位置時的球差圖；圖2B為本發明在攝遠位置時的球差圖；圖3A為本發明在廣角位置時的場曲圖；圖3B為本發明在攝遠位置時的場曲圖；圖4A為本發明在廣角位置時的畸變圖；圖4B為本發明在攝遠位置時的畸變圖。
具體實施例方式本發明主要應用于監控影像攝取裝置，監控鏡頭將目標物成像于影像感測組件 上，所述的影像感測組件可以是電荷耦合器件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)。本發明沿光軸從物方起包括具有負焦距的第一透鏡組Li、自動光圈ST和具有正 焦距的第二透鏡組L2，自動光圈ST位置固定不變，鏡頭通過改變第一透鏡組Ll和第二透鏡 組L2之間距離來調節變倍比；第二透鏡組L2包括至少三塊透鏡片，其中第一片透鏡片Qa 和最后一片透鏡片Qb均為塑料非球面透鏡，第一片透鏡片Qa具有正焦距，最后一片透鏡片 Qb具有負焦距；第一片透鏡片Qa和最后一片透鏡片Qb的焦距之間滿足以下條件2. 0 < I fa/fb | < 4. 0 ；其中fa為第二透鏡組L2的第一片透鏡片Qa的焦距，
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fb為第二透鏡組L2的最后一片透鏡片Qb的焦距。上述所述的自動光圈ST的光圈值FNo.滿足條件FNo.彡1. 2。本發明采用了兩片互補型的非球面鏡片Qa和Qb，正負鏡片間進行環境問題變化 補償作用，防止外界環境引起系統內部的不穩定性，保證在大通光量的情況下，鏡頭成像的 像質不受到影響，像差得到很好的校正效果。同時采用塑料代替玻璃，能減少整個系統的重 量和機構總長，有效降低了成本。因塑料鏡片本身的物理及化學特性，折射率隨環境溫度變 化而有較明顯變化。經設計驗證兩互補型塑料鏡片間的焦距比至少大于2，才能有效防止溫 差引起的變化，小于4才能有效校正像差，達到原始設計要求。在保證成像質量的前提下為控制成本，所述的第二透鏡組L2的第一片透鏡片Qa 和最后一片透鏡片Qb的折射率N均滿足條件1. 52 < N < 1. 6。所述的第一透鏡組Ll的焦距fu與第二透鏡組L2的焦距&之間滿足以下條件 0.7 < fL1/fL2 <0.9。
f 上述所述的鏡頭還滿足條件2·5 < f < 3·5其中，fw為鏡頭在廣角位置時焦距，
權利要求
一種大光圈監控鏡頭，其特征在于沿光軸從物方起包括具有負焦距的第一透鏡組(L1)、自動光圈(ST)和具有正焦距的第二透鏡組(L2)；第二透鏡組(L2)包括至少三塊透鏡片，其中第一片透鏡片(Qa)和最后一片透鏡片(Qb)均為塑料非球面透鏡，第一片透鏡片(Qa)具有正焦距，最后一片透鏡片(Qb)具有負焦距；第一片透鏡片(Qa)和最后一片透鏡片(Qb)的焦距之間滿足以下條件2.0＜|fa/fb|＜4.0；其中，fa為第二透鏡組(L2)的第一片透鏡片(Qa)的焦距，fb為第二透鏡組(L2)的最后一片透鏡片(Qb)的焦距。
2.根據權利要求1所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的自動光圈(ST)的 光圈值FNo.滿足條件FNo. <1.2。
3.根據權利要求2所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的第二透鏡組(L2) 的第一片透鏡片(Qa)和最后一片透鏡片(Qb)的折射率N均滿足條件1.52<N<1.6。
4.根據權利要求2所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的第一透鏡組(Li) 的焦距fu與第二透鏡組(L2)的焦距&之間滿足以下條件0.7 < fL1/fL2 < 0.9。
5.根據權利要求2所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于鏡頭還滿足條件 2.5<左<3.5fW,其中，fw為鏡頭在廣角位置時焦距，ft為鏡頭在攝遠位置時焦距。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的第 一透鏡組(Li)包括第一負透鏡(Ql)、第二負透鏡(Q2)、第三正透鏡(Q3)和第四負透鏡 (Q4)；其中第三透鏡(Q3)和第四透鏡(Q4)粘合。
7.根據權利要求6所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的第一負透鏡(Ql) 朝向物面為凸面、朝向像面為凹面，第二負透鏡(Q2)是雙凹透鏡，第三正透鏡(Q3)朝向物 面為凸面、朝向像面為凹面，第四負透鏡(Q4)朝向物面為凸面、朝向像面為凹面。
8.根據權利要求7所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的第二透鏡組(L2) 包括第五正透鏡(Q5)、第六正透鏡(Q6)、第七負透鏡(Q7)、第八正透鏡(Q8)和第九負透鏡 (Q9)；第五正透鏡(Q5)與第九負透鏡(Q9)為塑料非球面透鏡，第七負透鏡(Q7)與第八正 透鏡(Q8)粘合后具有正焦距。
9.根據權利要求8所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于第五正透鏡(Q5)朝向物 面為凸面、朝向像面為凹面，第六正透鏡(Q6)是雙凸透鏡，第七負透鏡(Q7)朝向物面為凸 面、朝向像面為凹面，第八正透鏡(Q8)是雙凸透鏡，第九負透鏡(Q9)是雙凹透鏡。
10.根據權利要求9所述的一種大光圈監控鏡頭，其特征在于所述的自動光圈(ST) 的光圈值FNo. = 1.0。
全文摘要
本發明公開了一種大光圈監控鏡頭，沿光軸從物方起包括具有負焦距的第一透鏡組、自動光圈和具有正焦距的第二透鏡組；第二透鏡組包括至少三塊透鏡片，其中第一片透鏡片和最后一片透鏡片均為塑料非球面透鏡，第一片透鏡片具有正焦距，最后一片透鏡片具有負焦距；第一片透鏡片和最后一片透鏡片的焦距之間滿足以下條件2.0＜|fa/fb|＜4.0，其中fa為第一片透鏡片的焦距，fb為最后一片透鏡片的焦距。本發明采用了兩片互補型的非球面鏡片，保證在大通光量的情況下，成像像質不受到影響，像差得到很好的校正效果。同時采用塑料代替玻璃，能減少整個系統的重量和機構總長，有效降低了成本。
文檔編號G02B13/18GK101943789SQ20091004099
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優先權日2009年7月9日
發明者席愛平, 李偉娜, 胡長濤, 譚少沛, 譚志勇 申請人:鳳凰光學(廣東)有限公司