本發(fā)明涉及一種小型cctv廣角定焦鏡頭及其成像方法。
背景技術(shù)：
1、作為目前最有效的安防手段，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（cctv?系統(tǒng)）廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)，?cctv?廣角定焦鏡頭由于其具有監(jiān)控范圍大的特點(diǎn)也在?cctv?系統(tǒng)中廣泛使用。隨著鏡頭制造能力和圖像傳感器的發(fā)展，高品質(zhì)的具有高清像質(zhì)的cctv?監(jiān)控系統(tǒng)逐漸取代了原先的?cctv?監(jiān)控系統(tǒng)[3]，如今市場(chǎng)的主流產(chǎn)品也是小體積高清監(jiān)控設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明對(duì)上述問題進(jìn)行了改進(jìn)，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種小型cctv廣角定焦鏡頭及其成像方法，同時(shí)兼顧寬光譜、大相對(duì)孔徑、小型化和高像質(zhì)、日夜共焦監(jiān)控等光學(xué)特性。
2、本發(fā)明是這樣構(gòu)成的，它包括光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)由沿光線入射光路自左向右依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、光闌、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡構(gòu)成；所述第一透鏡為彎月凹負(fù)透鏡，所述第二透鏡為彎月凸正透鏡，所述第三透鏡為雙凸正透鏡，所述第四透鏡為彎月凹負(fù)透鏡，所述第五透鏡為雙凸正透鏡。
3、進(jìn)一步的，所述第一透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面；所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面；所述第三透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；所述第四透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面；所述第五透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面。
4、進(jìn)一步的，光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5與f滿足以下比例：-2.0<f1/f<-1.0，5.0<f2/f<6.0，1.0<f3/f<2.0，-2.0<f4/f<-1.0，1.0<f5/f<2.0。
5、進(jìn)一步的，第一透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第二透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第三透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第四透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第五透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；其中nd為折射率，vd為阿貝常數(shù)。
6、進(jìn)一步的，所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為2.5~3.0mm；第二透鏡與光闌之間的空氣間隔為1.0~1.5mm；光闌與第三透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm；所述第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm；第四透鏡與第五透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm。
7、進(jìn)一步的，所述第一、第二、第四以及第五透鏡均為非球面透鏡，非球面曲線方程表達(dá)式為：
8、；
9、其中，z為非球面沿光軸方向在高度為r的位置時(shí)，距非球面頂點(diǎn)的離矢高；c為非球面的近軸曲率；k為圓錐常數(shù)；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均為高次項(xiàng)系數(shù)。
10、進(jìn)一步的，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長度ttl與光學(xué)系統(tǒng)的焦距f之間滿足：ttl/f≤6.0。
11、進(jìn)一步的，光學(xué)系統(tǒng)的f數(shù)≤1.6。
12、進(jìn)一步的，光學(xué)系統(tǒng)的像高h(yuǎn)與光學(xué)系統(tǒng)的焦距f之間滿足：h/f≤1.0。
13、進(jìn)一步的，所述第五透鏡后方設(shè)有等效玻璃平板和成像面。
14、進(jìn)一步的，小型cctv廣角定焦鏡頭的成像方法，光線依次經(jīng)第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡后進(jìn)行成像。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1、該鏡頭對(duì)物體的成像角度大于110度，同時(shí)具較高的成像清晰度、大的通光口徑、較低的公差敏感度和較好的高低溫穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，能夠更加全面地對(duì)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控；2、通過合理的搭配各光學(xué)透鏡，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊合理，易于裝配，公差敏感度低，更適合大規(guī)模高良率生產(chǎn)；3、采用一塊玻璃鏡片搭配四片塑膠透鏡使用，相較于全玻系統(tǒng)具有更輕的系統(tǒng)質(zhì)量，相對(duì)于全塑系統(tǒng)具有更強(qiáng)的光學(xué)性能穩(wěn)定性，同時(shí)在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)降低了成本；4、能夠在高溫和低溫時(shí)對(duì)焦面位移做出較好的補(bǔ)償，具備復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性；5、校正了各軸向色差、垂軸色差以及高階色差，保證成像系統(tǒng)在大角度時(shí)也能具有較高的成像質(zhì)量。
1.一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，包括光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)由沿光線入射光路自左向右依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、光闌、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡構(gòu)成；所述第一透鏡為彎月凹負(fù)透鏡，所述第二透鏡為彎月凸正透鏡，所述第三透鏡為雙凸正透鏡，所述第四透鏡為彎月凹負(fù)透鏡，所述第五透鏡為雙凸正透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面；所述第二透鏡的物側(cè)面為凹面，像側(cè)面為凸面；所述第三透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面；所述第四透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凹面；所述第五透鏡的物側(cè)面為凸面，像側(cè)面為凸面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距為f，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡的焦距分別為f1、f2、f3、f4、f5，其中f1、f2、f3、f4、f5與f滿足以下比例：-2.0<?f1/f<-1.0，5.0<?f2/f<6.0，1.0<?f3/f<2.0，-2.0<?f4/f<-1.0，1.0<?f5/f<2.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，第一透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第二透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第三透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第四透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第五透鏡滿足關(guān)系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；其中nd為折射率，vd為阿貝常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為2.5~3.0mm；第二透鏡與光闌之間的空氣間隔為1.0~1.5mm；光闌與第三透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm；所述第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm；第四透鏡與第五透鏡之間的空氣間隔為0.1~0.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，第一、第二、第四以及第五透鏡均為非球面透鏡，非球面曲線方程表達(dá)式為：；其中，z為非球面沿光軸方向在高度為r的位置時(shí)，距非球面頂點(diǎn)的離矢高；c為非球面的近軸曲率；k為圓錐常數(shù)；α1?、α2?、α3?、α4?、α5?、α6?、α7?、α8均為高次項(xiàng)系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長度ttl與光學(xué)系統(tǒng)的焦距f之間滿足：ttl/f≤6.0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的f數(shù)≤1.6。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型cctv廣角定焦鏡頭，其特征在于，光學(xué)系統(tǒng)的像高h(yuǎn)與光學(xué)系統(tǒng)的焦距f之間滿足：h/f≤1.0。
10.一種利用如權(quán)利要求1-9任一所述的小型cctv廣角定焦鏡頭的成像方法，其特征在于，光線依次經(jīng)第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡后進(jìn)行成像。