具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 8.0mm定焦鏡頭在安防監(jiān)控鏡頭行業(yè)屬于比較常用的鏡頭。目前常見的高清8mm定 焦鏡頭通常具備6枚玻璃鏡片F(xiàn)2.0的相對孔徑，但可見光與紅外光共焦成像性能不能盡都 如人意，往往可見光可W達(dá)到二百萬像素甚至Ξ百萬像素 W上但紅外成像分辨率只能達(dá)到 百萬像素。由于焦距相對較長所W在設(shè)計上可見光與近紅外共焦成像較難達(dá)成，通常使用 全玻璃鏡片設(shè)計的8.0mm定焦鏡頭想要達(dá)成可見光與近紅外光共焦成像的指標(biāo)需采用如下 幾種手段：
[0003] 第一，采用特殊玻璃；
[0004] 第二，增加鏡片數(shù)量；
[000引第Ξ，縮小通光孔徑；
[0006] 第四，降低可見光成像指標(biāo)。
[0007] 采用特殊玻璃、增加鏡片數(shù)量等手段固然會提升鏡頭的性能，但隨之而來的是成 本的增加。采用縮小通光孔徑、降低可見光成像指標(biāo)等措施雖然可W使成本降低，但是會導(dǎo) 致鏡頭成像質(zhì)量下降。由此可見采用全玻璃鏡片設(shè)計時，可見光與紅外光共焦成像鏡頭無 法在成本與性能上直接取得平衡。
[0008] 而且對于8.0mm定焦鏡頭而言，尚需要解決W下技術(shù)難題：
[0009] 第一，可見光與紅外光焦距相同。
[0010] 監(jiān)控鏡頭在白天和夜晚均處于工作狀態(tài)，白天的照明采用的主要是自然光，因此 白天被攝物所發(fā)出的光線主要是可見光，而夜晚則需要使用紅外光輔助照明，因此夜晚被 攝物發(fā)出的光線主要是紅外光或者由紅外光和可見光組成的混合光線。而由于可見光(波 長W550nm為例）與紅外光(波長W85化m為例)在同一種光學(xué)玻璃、光學(xué)塑膠中的折射率不 一樣，運(yùn)往往會導(dǎo)致可見光的焦點(diǎn)位置與紅外光的焦點(diǎn)位置不一樣，也就是說通過鏡頭成 像之后可見光成像清晰的位置與紅外光成像清晰的位置不一樣。運(yùn)樣就導(dǎo)致了市面上的普 通監(jiān)控鏡頭很難兼顧白天和夜晚的成像清晰。
[0011] 第二，當(dāng)環(huán)境溫度變化的時候鏡頭不需要重新調(diào)焦就能保證成像清晰。
[0012] 監(jiān)控鏡頭廣泛用于室內(nèi)、室外，一年365天每天24小時處于工作狀態(tài)，鏡頭所處的 環(huán)境溫度變化巨大。監(jiān)控鏡頭典型的工作溫度要求是-30°C~80°C，鏡頭必須保證在運(yùn)溫 差達(dá)到120多攝氏度的范圍內(nèi)、在不進(jìn)行重新調(diào)焦的情況下成像仍然跟20°C(常溫)一樣清 晰。
[0013] 由于鏡片材質(zhì)的折射率會受溫度影響而發(fā)生變化，鏡片尺寸、鏡筒材質(zhì)、鏡座材質(zhì) 會隨著溫度的變化而熱脹冷縮，運(yùn)些因素導(dǎo)致普通監(jiān)控鏡頭在高低溫環(huán)境下會出現(xiàn)不同的 成像后焦(后截距），稱作鏡頭成像的溫度漂移。
[0014] 有鑒于此，確有必要提供一種具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭，其通過合理組合玻 璃透鏡和塑膠透鏡可實(shí)現(xiàn)大孔徑(FI.8)，成像質(zhì)量良好，并使得紅外在不重新聚焦的前提 下亦能達(dá)到Ξ百萬像素，即使在夜晚低照度下也能實(shí)現(xiàn)清晰明亮的監(jiān)控畫面，同時具有溫 度補(bǔ)償功能，在-30°C~80°C的環(huán)境下使用也不會跑焦。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0015] 本實(shí)用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的 定焦鏡頭，其通過合理組合玻璃透鏡和塑膠透鏡可實(shí)現(xiàn)大孔徑(F1.8)，成像質(zhì)量良好，并使 得紅外在不重新聚焦的前提下亦能達(dá)到Ξ百萬像素，即使在夜晚低照度下也能實(shí)現(xiàn)清晰明 亮的監(jiān)控畫面，同時具有溫度補(bǔ)償功能，在-30°C~80°C的環(huán)境下使用也不會跑焦。
[0016] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0017] -種具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭(8.0mm定焦鏡頭），包括從物方到像方依次排 列的第一透鏡、第二透鏡、第Ξ透鏡、第四透鏡和第五透鏡，所述第二透鏡、所述第Ξ透鏡和 所述第四透鏡均采用塑膠非球面鏡片，所述第一透鏡和所述第五透鏡為玻璃球面透鏡；
[0018] 所述第一透鏡為凸凹負(fù)光焦度透鏡，所述第二透鏡為凹凸正光焦度透鏡，所述第 Ξ透鏡為雙凸正光焦度透鏡，所述第四透鏡為雙凹負(fù)光焦度透鏡，所述第五透鏡為雙凸正 光焦度透鏡；
[0019] 所述第二透鏡、所述第Ξ透鏡和所述第四透鏡的焦距與整個鏡頭的焦距的比值滿 足W下條件：
[0020] 4.7<怕處|<5.3;
[0021 ] 0.85<|f3/f|<1.25；
[0022] 0.40<|f4/f|<0.51；
[0023] 其中，f是整個鏡頭的焦距;f2是所述第二透鏡的焦距;f3是所述第Ξ透鏡的焦距； f4是所述第四透鏡的焦距。
[0024] 塑膠鏡片的成本遠(yuǎn)低于玻璃球面鏡片，故而降低了成本;又由于本實(shí)用新型的第 二透鏡、第Ξ透鏡和第四透鏡均采用了非球面鏡片，相比傳統(tǒng)的球面鏡片提高了性能;更重 要的是，本實(shí)用新型在采用了塑膠非球面鏡片的情況下，確保了鏡頭最佳分辨率成像位置 的極低溫度漂移。
[0025] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型使用兩片玻璃球面透鏡和Ξ片塑膠非球面透鏡的五 片式光學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)可見光和紅外光同時達(dá)到Ξ百萬像素的分辨率、F1.8的相對孔徑 W及光學(xué)總長小于21mm等指標(biāo)，成像質(zhì)量好，并使得紅外在不重新聚焦的前提下亦能達(dá)到 Ξ百萬像素的分辨率，即使在夜晚低照度下也能實(shí)現(xiàn)清晰明亮的監(jiān)控畫面，而且具備溫度 補(bǔ)償功能，在-30°C~80°C的環(huán)境下使用也不會跑焦，也就是說，本實(shí)用新型具備日夜同焦 功能，即在可見光成清晰像的情況下無需調(diào)焦即可對紅外光清晰成像。而且本實(shí)用新型成 本低，從而可W在成本和性能上取得平衡，市場前景廣泛。
[0026] 作為本實(shí)用新型具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第一透鏡至所述 第五透鏡的焦距、折射率和曲率半徑滿足W下條件：
[0027]
[0028] 上表中，吁"為焦距，V'為折射率，"R"為曲率半徑，號表示方向?yàn)樨?fù)；
[0029] 其中，fl至巧分別對應(yīng)于第一透鏡至第五透鏡的焦距;nl至n5分別對應(yīng)于第一透 鏡至第五透鏡的折射率;31、33、1?5、1?7、1?9分別對應(yīng)于第一透鏡至第五透鏡的靠近物方的一 面的曲率半徑，32、1?4、1?6、1?8、1?10分別對應(yīng)于第一透鏡至第五透鏡的遠(yuǎn)離物方的一面的曲 率半徑。
[0030] 作為本實(shí)用新型具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第一透鏡和所述 第二透鏡緊靠裝配，所述第二透鏡和所述第Ξ透鏡通過第一隔圈緊配。
[0031] 作為本實(shí)用新型具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第Ξ透鏡和所述 第四透鏡通過第二隔圈緊配，所述第四透鏡和所述第五透鏡通過第Ξ隔圈緊配。
[0032] 作為本實(shí)用新型具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的一種改進(jìn)，所述第Ξ透鏡和所述 第四透鏡之間設(shè)置有光闊。
[0033] 作為本實(shí)用新型具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的定焦鏡頭的一種改進(jìn)，根據(jù)非球面方程式：
[0034]
[0035] 所述第四透鏡滿足如下關(guān)系：
[0036]
[0037] 總之，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
[0038] 第一，本實(shí)用新型做到了可見光與紅外光共焦，在按照本實(shí)用新型所提出的透鏡 組合、材料組合的前提下，本實(shí)用新型的鏡頭對可見光UOOnm~65化m)成像的位置與紅外 光(850nm)的成像的位置達(dá)到重合。
[0039] 第二，本實(shí)用新型具有溫度補(bǔ)償功能，在按照本實(shí)用新型所提出的透鏡組合、材料 組合的前提下，本實(shí)用新型的鏡頭保證了-30°C~80°C溫度范圍內(nèi)鏡頭的最佳分辨率成像 位置不變。
[0040] 第Ξ，本實(shí)用新型采用了塑膠鏡片，做到了低成本和高性能，本實(shí)用新型的第二透 鏡、第Ξ透鏡、第四透鏡采用了塑膠非球面鏡片，塑膠鏡片的成本遠(yuǎn)低于玻璃球面鏡片，故 而降低了成本;又由于本實(shí)用新型的第二透鏡、第Ξ透鏡、第四透鏡均采用了非球面鏡片， 相比傳統(tǒng)的球面鏡片提高了性能。
【附圖說明】
[0041 ]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖2為本實(shí)用新型的光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] W下將結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是， 本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】并不局限于此。
[0044] 如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種具有玻塑混合結(jié)構(gòu)的8.0mm定焦鏡頭，包 括從物方到像方依次排列的第一透鏡1、第二透鏡2、第Ξ透鏡3、第四透鏡4和第五透鏡5,第 二透鏡2、第Ξ透鏡3和第四透鏡4均采用塑膠非球面鏡片，第一透鏡1和第五透鏡5為玻璃球 面透鏡；