一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 8. 0_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8_ 定焦鏡頭通常具備6枚玻璃鏡片F(xiàn)2. 0的相對(duì)孔徑，但可見光與紅外光共焦成像性能不能盡 都如人意，往往可見光可以達(dá)到二百萬像素甚至三百萬像素以上但紅外成像分辨率只能達(dá) 到百萬像素。由于焦距相對(duì)較長(zhǎng)所以在設(shè)計(jì)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(jì)的8. 0_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： 第一，采用特殊玻璃； 第二，增加鏡片數(shù)量； 第三，縮小通光孔徑； 第四，降低可見光成像指標(biāo)。
[0003]采用特殊玻璃、增加鏡片數(shù)量等手段固然會(huì)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)等措施雖然可以使成本降低，但是會(huì)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(jì)時(shí)，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。
[0004] 而且對(duì)于8. 0mm定焦鏡頭而言，尚需要解決以下技術(shù)難題： 第一，可見光與紅外光焦距相同。
[0005]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(zhǎng)以550nm為例）與紅外光(波長(zhǎng)以850nm為例）在同一種光學(xué)玻璃、光學(xué)塑膠中的折射率 不一樣，這往往會(huì)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。這樣就導(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。
[0006]第二，當(dāng)環(huán)境溫度變化的時(shí)候鏡頭不需要重新調(diào)焦就能保證成像清晰。
[0007]監(jiān)控鏡頭廣泛用于室內(nèi)、室外，一年365天每天24小時(shí)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，鏡頭必須保證在這溫 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。
[0008]由于鏡片材質(zhì)的折射率會(huì)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(huì)隨著溫度的變化而熱脹冷縮，這些因素導(dǎo)致普通監(jiān)控鏡頭在高低溫環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)不同的 成像后焦(后截距)，稱作鏡頭成像的溫度漂移。
[0009]有鑒于此，確有必要提供一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭，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)到三百萬像素，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(shí)具有溫度 補(bǔ)償功能，在_30°C~80°C的環(huán)境下使用也不會(huì)跑焦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡 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)到三百萬像素，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(shí)具有溫度補(bǔ)償功能，在-30°C~80°C的環(huán)境下使用也不會(huì)跑焦。
[0011] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭，包括從物方到像方依次排列的第一透鏡、第二透鏡、 第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡，所述第二透鏡、所述第三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； 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，所述第三透 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； 所述第二透鏡、所述第三透鏡和所述第四透鏡的焦距與整個(gè)鏡頭的焦距的比值滿足以 下條件： 4. 5<|f2/f|<5, 5 ； 0.95<|f3/f|<1, 15 ； 0.46<|f4/f|<0, 56 ； 其中，f是整個(gè)鏡頭的焦距；f2是所述第二透鏡的焦距；f3是所述第三透鏡的焦距；f4 是所述第四透鏡的焦距。
[0012] 塑膠鏡片的成本遠(yuǎn)低于玻璃球面鏡片，故而降低了成本；又由于本發(fā)明的第二透 鏡、第三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，本發(fā)明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。
[0013] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使用兩片玻璃球面透鏡和三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(shí)達(dá)到三百萬像素的分辨率、F1. 8的相對(duì)孔徑以 及光學(xué)總長(zhǎng)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 三百萬像素的分辨率，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(huì)跑焦，也就是說，本發(fā)明具備日夜同焦功 能，即在可見光成清晰像的情況下無需調(diào)焦即可對(duì)紅外光清晰成像。而且本發(fā)明成本低，從 而可以在成本和性能上取得平衡，市場(chǎng)前景廣泛。
[0014] 作為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的一種改進(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以下條件：
上表中，"f"為焦距，"η"為折射率，"R"為曲率半徑，號(hào)表示方向?yàn)樨?fù)； 其中，Π至f5分別對(duì)應(yīng)于第一透鏡至第五透鏡的焦距；nl至n5分別對(duì)應(yīng)于第一透鏡 至第五透鏡的折射率；Rl、R3、R5、R7、R9分別對(duì)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，R2、R4、R6、R8、R10分別對(duì)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。
[0015] 作為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的一種改進(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三透鏡通過第一隔圈緊配。
[0016] 作為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的一種改進(jìn)，所述第三透鏡和所述第四透 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三隔圈緊配。
[0017] 作為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的一種改進(jìn)，所述第三透鏡和所述第四透 鏡之間設(shè)置有光闌。
[0018] 作為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭的一種改進(jìn)，根據(jù)非球面方程式：
所述第四透鏡滿足如下關(guān)系：
總之，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 第一，本發(fā)明做到了可見光與紅外光共焦，在按照本發(fā)明所提出的透鏡組合、材料組合 的前提下，本發(fā)明的鏡頭對(duì)可見光（400nm~650nm)成像的位置與紅外光（850nm)的成像的 位置達(dá)到重合。
[0019] 第二，本發(fā)明具有溫度補(bǔ)償功能，在按照本發(fā)明所提出的透鏡組合、材料組合的前 提下，本發(fā)明的鏡頭保證了 _30°C~80°C溫度范圍內(nèi)鏡頭的最佳分辨率成像位置不變。
[0020] 第三，本發(fā)明采用了塑膠鏡片，做到了低成本和高性能，本發(fā)明的第二透鏡、第三 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；又由于本發(fā)明的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡均采用了非球面鏡片，相比傳統(tǒng)的球 面鏡片提尚了性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明的光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是，本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】并不局限于此。
[0024] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種帶溫度補(bǔ)償功能的成像鏡頭，包括從物方到 像方依次排列的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4和第五透鏡5,第二透鏡2、 第三透鏡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