安防监控镜头以及安防监控镜头模组的制作方法

1.本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种安防监控镜头以及安防监控镜头模组。


背景技术：

2.近年来，随着数码成像技术的日益进步，镜头被广泛应用于案例监控领域。随着监控镜头需求越来越大，对监控镜头的成像质量和生产良率的要求越来越高。目前对于广角的安防监控镜头，其尺寸较大，而且成像质量不高，两者难以同时满足，因此有必要设计一种同时满足上述需求的安防监控镜头。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种安防监控镜头以及安防监控镜头模组，满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
4.第一方面，一种安防监控镜头，包括沿着光轴由物侧至像侧依序排列的：
5.具有负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
6.具有正光焦度的第二透镜，其物侧面在靠近光轴处为凹面；
7.具有正光焦度的第三透镜，其像侧面在靠近光轴处为凸面；
8.具有负光焦度的第四透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；
9.具有正光焦度的第五透镜，其物侧面在靠近光轴处为凸面；
10.所述安防监控镜头满足以下条件式：
11.11.80《(ttl/f)
×
tan(semi-fov)《14.20；
[0012]-17.99《f34/f12《-13.99；
[0013]
其中，ttl为第一透镜的物侧面至安防监控镜头的成像面在光轴上的距离；f为所述安防监控镜头的总有效焦距；semi-fov为所述安防监控镜头最大视场角的一半；f34为所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距；f12为所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距。
[0014]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0015]
0.78《f/ct3《1.08；
[0016]
其中，f为所述安防监控镜头的总有效焦距；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度。
[0017]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0018]
3.59《(t12+ct2)/(t45+ct4)《9.29；
[0019]
其中，t12为所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔距离；ct2为所述第二透镜在光轴上的中心厚度；ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度；t45为所述第四透镜和所述第五透镜在所述光轴上的空气间隔距离。
[0020]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0021]
1.20《epd/ct1《2.68；
[0022]
其中，epd为所述安防监控镜头的入瞳直径；ct1为所述第一透镜在光轴上的中心厚度。
[0023]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0024]
0.85《et3/ct3《0.89；
[0025]
其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度。
[0026]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0027]
61.98《|r42
×
f4|/ct4《168.00；
[0028]
其中，r42为所述第四透镜像侧面的曲率半径；f4为所述第四透镜的有效焦距，ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。
[0029]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0030]
1.47《ct4/(sag42-sag41)《3.81；
[0031]
其中，ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度；sag42为所述第四透镜的像侧面和光轴的交点至所述第四透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，sag41为所述第四透镜的物侧面和光轴的交点至所述第四透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离。
[0032]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0033]
1.54《et3/et4《3.75；
[0034]
其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；et4为所述第四透镜的边缘厚度。
[0035]
可选地，所述安防监控镜头满足以下条件式：
[0036]
1.71《ct3/et3+ct4/et4《1.93
[0037]
其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度；et4为所述第四透镜的边缘厚度；ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。
[0038]
第二方面，提供一种安防监控镜头模组，包括第一方面中任一种可能的实现方式中的安防监控镜头。
[0039]
发明的有益效果为：
[0040]
约束ttl/f在合理范围内，有利于将安防监控镜头的长度控制在合理范围内；此外，ttl/f比值过小，会导致镜头长度过小，镜头内部空间过小，不好调整光学系统的像差和敏感度，造成成像质量不高，而本技术的安防监控镜头将ttl/f约束在一个较大的范围，有利于避免上述缺陷，保障安防监控镜头成像的高质量；在此基础上约束fov在合理的范围，有利于在满足较短尺寸特性和成像质量的基础上，兼顾广角特性；综上，约束11.8《(ttl/f)
×
tan(semi-fov)《14.2，在满足较短尺寸、高成像质量的基础上，兼顾广角特性；
[0041]
满足-18《f34/f12《-14，合理分配第一透镜、第二透镜的组合焦距和第四透镜、第四透镜的组合焦距，有利于降低安防监控镜头的球面像差，进一步提高安防监控镜头的成像质量，还有利于降低安防监控镜头生产工艺的敏感性，提高安防监控镜头生产的良率；
[0042]
将第一透镜、第二透镜的组合焦距，以及第三透镜和第四透镜的组合焦距控制在合理范围，还有利于校正高低温解析变化量，满足不同温度条件下安防监控镜头性能的可靠性和稳定性。
附图说明
[0043]
图1是本技术实施例一的安防监控镜头的示意性结构图；
[0044]
图2至图5依次是本技术实施例一安防监控镜头的球差曲线图、像散曲线图、畸变图和倍率色差图；
[0045]
图6是本技术实施例二的安防监控镜头的示意性结构图；
[0046]
图7至图10依次是本技术实施例二安防监控镜头的球差曲线图、像散曲线图、畸变图和倍率色差图；
[0047]
图11是本技术实施例三的安防监控镜头的示意性结构图；
[0048]
图12至图15依次是本技术实施例三安防监控镜头的球差曲线图、像散曲线图、畸变图和倍率色差图；
[0049]
图16是本技术实施例四的安防监控镜头的示意性结构图；
[0050]
图17至图20依次是本技术实施例四安防监控镜头的球差曲线图、像散曲线图、畸变图和倍率色差图；
[0051]
图21是本技术实施例五的安防监控镜头的示意性结构图；
[0052]
图22至图25依次是本技术实施例五安防监控镜头的球差曲线图、像散曲线图、畸变图和倍率色差图。
[0053][0054][0055]
图中：100、安防监控镜头；11、第一透镜；12、第二透镜；13、第三透镜；14、第四透镜；15、第五透镜；16、滤光片；17、图像传感器。
具体实施方式
[0056]
下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
[0057]
需要说明的是，为方便理解和描述，本技术实施例对安防监控镜头的相关参数的表示形式进行了定义，例如用ttl表示第一透镜的物侧面至安防监控镜头的成像面在光轴上的距离；imgh表示安防监控镜头的最大像高，类似定义的字母表示仅仅是示意性的，当然也可以用其他形式表示，本技术不做任何限定。
[0058]
还需要说明的是，以下关系式中涉及比值的参数的单位保持一致，例如，分子的单位为毫米(mm)，分母的单位也是毫米(mm)。
[0059]
还需要说明的是，曲率半径的正负表示光学面向物侧凸或向像侧凸，光学面(包括物侧面或像侧面)向物侧凸时，该光学面的曲率半径为正值；光学面(包括物侧面或像侧面)向像侧凸时，相当于光学面向物侧面凹，该光学面的曲率半径为负值。
[0060]
还需要说明的是，附图中透镜的形状、物侧面与像侧面的凹凸程度仅仅示意性的，对本技术实施例不造成任何限定。本技术中，透镜的材料可以是树脂(resin)、塑料(plastic)、玻璃(glass)。透镜包括球面镜片和非球面镜片。镜头可以为固定焦距镜头，或变焦镜头，也可以是标准镜头、短焦镜头或长焦镜头。
[0061]
如图1所示，本技术实施例的安防监控镜头100包含5片透镜。为描述方便，定义安防监控镜头100左侧为景物侧(以下也可称为物侧)，透镜的朝向物侧的表面可以称为物侧面，物侧面也可以理解为透镜靠近物侧的表面，安防监控镜头100右侧为图像侧(以下也可称为像侧)，透镜的朝向像侧的表面可以称为像侧面，像侧面也可以理解为透镜靠近像侧的表面。从物侧到像侧，本技术实施例的安防监控镜头100由物侧至像侧依次包括：第一透镜
11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15；临近第三透镜13的物侧面处还可以设置光阑。在第五透镜15后还可以设置图像传感器17例如ccd、cmos等。在第五透镜15与图像传感器17之间还可以设置滤光片16，例如平板红外截止滤光片等。下面对安防监控镜头100进行详细描述。
[0062]
参考图1，图1中虚线用于表示透镜的光轴。
[0063]
本技术实施例的安防监控镜头100，从物侧至像侧依序包括：
[0064]
第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15。
[0065]
应理解，上述“安防监控镜头的各个透镜”指的是组成安防监控镜头的透镜，本技术实施例中为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、以及第五透镜。
[0066]
可选的，在本技术实施例中，
[0067]
第一透镜11可以具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；
[0068]
第二透镜12可以具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；
[0069]
第三透镜13可以具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；
[0070]
第四透镜14可以具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；
[0071]
第五透镜15可以具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0072]
所述安防监控镜头100满足下列关系式：
[0073]
11.80《(ttl/f)
×
tan(semi-fov)《14.20；
[0074]-17.99《f34/f12《-13.99。
[0075]
(ttl/f)
×
tan(semi-fov)可以是11.852、12.879、11.807、12.841、14.202；约束ttl/f在合理范围内，有利于将安防监控镜头的长度控制在合理范围内；此外，ttl/f比值过小，会导致镜头长度过小，镜头内部空间过小，不好调整光学系统的像差和敏感度，造成成像质量不高，而本技术的安防监控镜头将ttl/f约束在一个较大的范围，有利于避免上述缺陷，保障安防监控镜头成像的高质量；在此基础上约束fov在合理的范围，有利于在满足较短尺寸特性和成像质量的基础上，兼顾广角特性；综上，约束11.8《(ttl/f)
×
tan(semi-fov)《14.2，在满足较短尺寸、高成像质量的基础上，兼顾广角特性。
[0076]
f34/f12可以是-16.601、-16.779、-13.997、-17.991、-17.947。满足-18《f34/f12《-14，合理分配第一透镜、第二透镜的组合焦距和第四透镜、第四透镜的组合焦距，有利于降低安防监控镜头的球面像差，进一步提高安防监控镜头的成像质量，还有利于降低安防监控镜头生产工艺的敏感性，提高安防监控镜头生产的良率；将第一透镜、第二透镜的组合焦距，以及第三透镜和第四透镜的组合焦距控制在合理范围，还有利于校正高低温解析变化量，满足不同温度条件下安防监控镜头性能的可靠性和稳定性。
[0077]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：0.78《f/ct3《1.08；f/ct3可以是0.905、0.937、1.076、0.974、0.788；焦距一定时，将第三透镜的中心厚度约束在合理范围内，有利于第三透镜的光焦度在空间上的合理分布，有利于减小安防监控镜头组的像
差，还有利于改善安防监控镜头的垂轴色差，提高安防监控镜头的解析能力，从而提高安防监控镜头的成像质量。
[0078]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：3.59《(t12+ct2)/(t45+ct4)《9.29；(t12+ct2)/(t45+ct4)可以是7.912、8.885、8.558、3.592、9.285；合理控制第一透镜和第二透镜之间的间距，第四透镜和第五透镜之间的间距，以及第二透镜和第四透镜的中心厚度，有利于校正系统像差，提高成像解析力，从而提高安防监控镜头的成像质量；此外，还可以使安防监控镜头的第一透镜和第二透镜之间，第四透镜和第五透镜之间间距布置更加合理，提高安防监控镜头组装时的方便性。
[0079]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：1.20《epd/ct1《2.68；epd/ct1可以是2.675、1.208、1.383、1.328、1.552；满足上述关系式时，有利于增大安防监控镜头的入瞳直径，增加进入安防监控镜头的光线，提高照度，从而提高安防监控镜头的成像质量；有利于实现广角特性；此外，还有利于避免第一透镜内部发生全反射产生杂光，减少杂光产生的可能性；还有利于提高第一透镜的加工性能。
[0080]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：0.85《et3/ct3《0.89；et3/ct3可以是0.878、0.877、0.857、0.873、0.892；满足上述关系式时，控制第三透镜的中心厚度和边缘厚度在合理范围内，有利于提高第三透镜的加工性能；此外，可以避免第三透镜内部发生全反射产生杂光，减少杂光产生的可能性，提高安防监控镜头的成像质量。
[0081]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：61.98《|r42
×
f4|/ct4《168.00；|r42
×
f4|/ct4可以是159.693、168.00、167.547、61.983、168.004；满足上述关系式时，约束|r42
×
f4|在合理范围内，使第四透镜像侧面的光更有效地进入第五透镜的物侧面，有利于控制第四透镜的球差和像散，提高安防监控镜头的成像质量；约束|r42
×
f4|/ct4在合理范围内，在保障成像质量的前提下，使第四透镜的中心厚度在合理范围内，提高第四透镜的加工性能和组装便利性，提高安防监控镜头的生产效率。
[0082]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：1.47《ct4/(sag42-sag41)《3.81；ct4/(sag42-sag41)可以是1.649、1.560、1.576、3.811、1.472；约束第四透镜物侧和像侧的曲率半径，以及第四透镜的中心厚度在合理范围内，有利于改善光线在第四透镜和第五透镜之间反射产生的鬼影。
[0083]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：1.54《et3/et4《3.75；et3/et4可以是3.038、3.182、2.709、1.541、3.746；满足上述关系式时，可合理分配第三透镜和第四透镜的边缘厚度，使得这两个透镜易于注塑成型；此外，可控制安防监控镜头的各视场的畸变贡献量在合理的范围内，有利于保证较好的成像质量。
[0084]
在第一方面的某些实现方式中，所述安防监控镜头满足：1.71《ct3/et3+ct4/et4《1.93；ct3/et3+ct4/et4可以是1.761、1.749、1.779、1.937、1.716；满足上述关系式时，可以提高第三透镜和第四透镜加工和组装的工艺性能，避免了第三透镜和第四透镜的中心和边缘过薄导致的加工和组装过程中容易变形，以及由此而造成的透镜组的成像质量低和生产良率低的问题。
[0085]
第二方面，提供一种安防监控镜头模组，包括第一方面中任一种可能的实现方式中的安防监控镜头，还可以包括图像传感器、模数转换器、图像处理器和存储器等，实现监控镜头的摄像功能。
[0086]
下面将结合图1至图25更加详细地描述本技术实施例的一些具体的而非限制性的例子。
[0087]
需要说明的是，本技术实施例对安防监控镜头100的各个透镜的材质不做具体限定。
[0088]
实施例一
[0089]
本技术一个实施例的安防监控镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15，如图1所示。
[0090]
为描述方便，以下实施例中sto表示光阑的表面，s1表示第一透镜11的物侧面，s2表示第一透镜11的像侧面，s3表示第二透镜12的物侧面，s4表示第二透镜12的像侧面，s5表示第三透镜13的物侧面，s6表示第三透镜13的像侧面，s7表示第四透镜14的物侧面，s8表示第四透镜14的像侧面，s9表示第五透镜15的物侧面，s10表示第五透镜15的像侧面，s11表示滤光片的物侧面，s12表示滤光片的像侧面，s13表示成像面。第一透镜11具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；第二透镜12具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；第三透镜13具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；第四透镜14具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；第五透镜15具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0091]
以ttl表示安防监控镜头100的光学总长，以imgh表示安防监控镜头100的最大像高，efl表示安防监控镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以k表示锥面系数。
[0092]
依据上文的关系式，表1示出了实施例一中的安防监控镜头100的有效焦距efl、最大视场角fov、光学总长ttl、光圈f值f.no、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表1所示：
[0093]
表1
[0094][0095]
表2示出了本技术实施例一的安防监控镜头100的非球面系数，如表2所示：
[0096]
表2
[0097]
面号a4a6a8a10a12a14a16s1-5.296e-032.322e-041.847e-06-4.790e-071.001e-083.134e-10-1.099e-11s2-1.005e-026.240e-04-1.904e-042.879e-05-5.218e-065.467e-07-4.171e-08s39.925e-04-2.958e-045.306e-06-7.141e-07-6.002e-08-4.703e-08-1.924e-10s44.765e-041.371e-04-9.105e-051.413e-055.322e-08-1.794e-079.154e-09s50.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s60.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s7-1.614e-035.212e-06-3.764e-044.001e-055.658e-06-1.480e-063.696e-08s81.383e-03-6.421e-05-5.219e-05-2.718e-051.270e-05-1.616e-063.000e-08s9-1.337e-043.525e-042.907e-051.397e-05-6.339e-07-1.752e-071.307e-08s10-1.502e-022.586e-03-3.389e-041.471e-057.524e-06-1.179e-068.870e-08
[0098]
其中，摄像光学镜100的各个透镜的非曲面满足：
[0099][0100]
其中，x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为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表1中已给出)；ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16，如表2所示。
[0101]
应理解，安防监控镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本技术不做限定。
[0102]
上述给出本技术实施例一的安防监控镜头100的设计数据，有效焦距efl为3.183mm、最大视场角fov为121.175度、光学总长ttl为21.641mm、光圈f值f.no为2.065。
[0103]
在本技术提供的一个实施例中，(ttl/f)
×
tan(semi-fov)＝11.852。
[0104]
在本技术提供的一个实施例中，f34/f12＝-16.601。
[0105]
在本技术提供的一个实施例中，f/ct3＝0.905。
[0106]
在本技术提供的一个实施例中，(t12+ct2)/(t45+ct4)＝7.912。
[0107]
在本技术提供的一个实施例中，epd/ct1＝2.675。
[0108]
在本技术提供的一个实施例中，et3/ct3＝0.878。
[0109]
在本技术提供的一个实施例中，|r42
×
f4|/ct4＝159.693。
[0110]
在本技术提供的一个实施例中，ct4/(sag42-sag41)＝1.649。
[0111]
在本技术提供的一个实施例中，et3/et4＝3.038。
[0112]
在本技术提供的一个实施例中，ct3/et3+ct4/et4＝1.761。
[0113]
图2至图5描述了以实施例一这种透镜组合方式设计的安防监控镜头100的光学性能。
[0114]
在实施例一中，安防监控镜头满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
[0115]
实施例二
[0116]
本技术一个实施例的安防监控镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15，如图6所示。
[0117]
为描述方便，以下实施例中sto表示光阑的表面，s1表示第一透镜11的物侧面，s2表示第一透镜11的像侧面，s3表示第二透镜12的物侧面，s4表示第二透镜12的像侧面，s5表示第三透镜13的物侧面，s6表示第三透镜13的像侧面，s7表示第四透镜14的物侧面，s8表示第四透镜14的像侧面，s9表示第五透镜15的物侧面，s10表示第五透镜15的像侧面，s11表示滤光片的物侧面，s12表示滤光片的像侧面，s13表示成像面。第一透镜11具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；第二透镜12具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；第三透镜13具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；第四透镜14具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；第五透镜15具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0118]
以ttl表示安防监控镜头100的光学总长，以imgh表示安防监控镜头100的最大像高，efl表示安防监控镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以k表示锥面系数。
[0119]
依据上文的关系式，表3示出了实施例二中的安防监控镜头100的有效焦距efl、最大视场角fov、光学总长ttl、光圈f值f.no、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表3所示：
[0120]
表3
[0121][0122]
表4示出了本技术实施例二的安防监控镜头100的非球面系数，如表4所示：
[0123]
表4
[0124]
面号a4a6a8a10a12a14a16s1-5.212e-032.295e-041.782e-06-4.806e-071.001e-083.133e-10-1.129e-11s2-1.020e-021.846e-04-1.545e-043.360e-05-4.598e-065.847e-07-4.037e-08s39.755e-04-3.093e-043.775e-06-2.165e-071.016e-07-2.432e-082.691e-09s44.826e-041.433e-04-9.195e-051.329e-05-3.506e-08-1.790e-071.472e-08s50.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s60.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s7-1.625e-037.149e-06-3.756e-044.038e-056.414e-06-1.375e-06-1.494e-07s81.388e-03-6.219e-05-5.215e-05-2.776e-051.228e-05-1.714e-063.009e-08s9-1.407e-043.513e-042.991e-051.427e-05-4.451e-07-1.992e-07-1.386e-09s10-1.501e-022.585e-03-3.382e-041.443e-057.569e-06-1.164e-068.734e-08
[0125]
其中，摄像光学镜100的各个透镜的非曲面满足：
[0126][0127]
其中，x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为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表3中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表3中已给出)；ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16，如表4所示。
[0128]
应理解，安防监控镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本技术不做限定。
[0129]
上述给出本技术实施例二的安防监控镜头100的设计数据，有效焦距efl为3.330mm、最大视场角fov为125.554度、光学总长ttl为22.432mm、光圈f值f.no为2.051。
[0130]
在本技术提供的一个实施例中，(ttl/f)
×
tan(semi-fov)＝12.879。
[0131]
在本技术提供的一个实施例中，f34/f12＝-16.779。
[0132]
在本技术提供的一个实施例中，f/ct3＝0.937。
[0133]
在本技术提供的一个实施例中，(t12+ct2)/(t45+ct4)＝8.885。
[0134]
在本技术提供的一个实施例中，epd/ct1＝1.208。
[0135]
在本技术提供的一个实施例中，et3/ct3＝0.877。
[0136]
在本技术提供的一个实施例中，|r42
×
f4|/ct4＝168.00。
[0137]
在本技术提供的一个实施例中，ct4/(sag42-sag41)＝1.560。
[0138]
在本技术提供的一个实施例中，et3/et4＝3.182。
[0139]
在本技术提供的一个实施例中，ct3/et3+ct4/et4＝1.749。
[0140]
图7至图10描述了以实施例二这种透镜组合方式设计的安防监控镜头100的光学性能。
[0141]
在实施例二中，安防监控镜头满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
[0142]
实施例三
[0143]
本技术一个实施例的安防监控镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15，如图11所示。
[0144]
为描述方便，以下实施例中sto表示光阑的表面，s1表示第一透镜11的物侧面，s2表示第一透镜11的像侧面，s3表示第二透镜12的物侧面，s4表示第二透镜12的像侧面，s5表示第三透镜13的物侧面，s6表示第三透镜13的像侧面，s7表示第四透镜14的物侧面，s8表示第四透镜14的像侧面，s9表示第五透镜15的物侧面，s10表示第五透镜15的像侧面，s11表示滤光片的物侧面，s12表示滤光片的像侧面，s13表示成像面。第一透镜11具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；第二透镜12具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；第三透镜13具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；第四透镜14具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；第五透镜15具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0145]
以ttl表示安防监控镜头100的光学总长，以imgh表示安防监控镜头100的最大像高，efl表示安防监控镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以k表示锥面系数。
[0146]
依据上文的关系式，表5示出了实施例三中的安防监控镜头100的有效焦距efl、最大视场角fov、光学总长ttl、光圈f值f.no、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表5所示：
[0147]
表5
[0148][0149]
表6示出了本技术实施例三的安防监控镜头100的非球面系数，如表6所示：
[0150]
表6
[0151]
面号a4a6a8a10a12a14a16s1-5.171e-032.308e-041.744e-06-4.840e-071.005e-083.114e-10-1.111e-11s2-9.780e-033.953e-04-1.794e-043.225e-05-4.501e-066.013e-07-3.611e-08s38.756e-04-3.271e-044.533e-061.247e-078.422e-08-2.929e-082.053e-09s44.877e-041.348e-04-9.312e-051.383e-05-6.346e-08-1.727e-071.312e-08s50.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s60.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+000.000e+00s7-1.627e-031.116e-05-3.634e-043.677e-056.960e-06-1.146e-06-8.298e-08s81.392e-03-5.614e-05-5.266e-05-2.818e-051.288e-05-1.487e-06-2.133e-08s9-1.645e-043.464e-043.062e-051.437e-05-4.659e-07-1.965e-079.209e-09s10-1.501e-022.590e-03-3.358e-041.544e-057.508e-06-1.144e-069.387e-08
[0152]
其中，摄像光学镜100的各个透镜的非曲面满足：
[0153][0154]
其中，x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为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表5中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表5中已给出)；ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16，如表6所示。
[0155]
应理解，安防监控镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本技术不做限定。
[0156]
上述给出本技术实施例三的安防监控镜头100的设计数据，有效焦距efl为3.350mm、最大视场角fov为123.440度、光学总长ttl为21.650mm、光圈f值f.no为2.053。
[0157]
在本技术提供的一个实施例中，(ttl/f)
×
tan(semi-fov)＝11.807。
[0158]
在本技术提供的一个实施例中，f34/f12＝-13.997。
[0159]
在本技术提供的一个实施例中，f/ct3＝1.076。
[0160]
在本技术提供的一个实施例中，(t12+ct2)/(t45+ct4)＝8.558。
[0161]
在本技术提供的一个实施例中，epd/ct1＝1.383。
[0162]
在本技术提供的一个实施例中，et3/ct3＝0.857。
[0163]
在本技术提供的一个实施例中，|r42
×
f4|/ct4＝167.547。
[0164]
在本技术提供的一个实施例中，ct4/(sag42-sag41)＝1.576。
[0165]
在本技术提供的一个实施例中，et3/et4＝2.709。
[0166]
在本技术提供的一个实施例中，ct3/et3+ct4/et4＝1.779。
[0167]
图12至图15描述了以实施例三这种透镜组合方式设计的安防监控镜头100的光学性能。
[0168]
在实施例三中，安防监控镜头满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
[0169]
实施例四
[0170]
本技术一个实施例的安防监控镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15，如图16所示。
[0171]
为描述方便，以下实施例中sto表示光阑的表面，s1表示第一透镜11的物侧面，s2表示第一透镜11的像侧面，s3表示第二透镜12的物侧面，s4表示第二透镜12的像侧面，s5表示第三透镜13的物侧面，s6表示第三透镜13的像侧面，s7表示第四透镜14的物侧面，s8表示第四透镜14的像侧面，s9表示第五透镜15的物侧面，s10表示第五透镜15的像侧面，s11表示滤光片的物侧面，s12表示滤光片的像侧面，s13表示成像面。第一透镜11具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；第二透镜12具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；第三透镜13具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；第四透镜14具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；第五透镜15具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0172]
以ttl表示安防监控镜头100的光学总长，以imgh表示安防监控镜头100的最大像高，efl表示安防监控镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以k表示锥面系数。
[0173]
依据上文的关系式，表7示出了实施例四中的安防监控镜头100的有效焦距efl、最大视场角fov、光学总长ttl、光圈f值f.no、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表7所示：
[0174]
表7
[0175][0176]
表8示出了本技术实施例四的安防监控镜头100的非球面系数，如表8所示：
[0177]
表8
[0178][0179][0180]
其中，摄像光学镜100的各个透镜的非曲面满足：
[0181][0182]
其中，x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为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表7中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表7中已给出)；ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16，如表8所示。
[0183]
应理解，安防监控镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本技术不做限定。
[0184]
上述给出本技术实施例四的安防监控镜头100的设计数据，有效焦距efl为3.276mm、最大视场角fov为123.474度、光学总长ttl为22.987mm、光圈f值f.no为2.045。
[0185]
在本技术提供的一个实施例中，(ttl/f)
×
tan(semi-fov)＝12.841。
[0186]
在本技术提供的一个实施例中，f34/f12＝-17.991。
[0187]
在本技术提供的一个实施例中，f/ct3＝0.974。
[0188]
在本技术提供的一个实施例中，(t12+ct2)/(t45+ct4)＝3.592。
[0189]
在本技术提供的一个实施例中，epd/ct1＝1.328。
[0190]
在本技术提供的一个实施例中，et3/ct3＝0.873。
[0191]
在本技术提供的一个实施例中，|r42
×
f4|/ct4＝61.983。
[0192]
在本技术提供的一个实施例中，ct4/(sag42-sag41)＝3.811。
[0193]
在本技术提供的一个实施例中，et3/et4＝1.541。
[0194]
在本技术提供的一个实施例中，ct3/et3+ct4/et4＝1.937。
[0195]
图17至图20描述了以实施例四这种透镜组合方式设计的安防监控镜头100的光学性能。
[0196]
在实施例四中，安防监控镜头满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
[0197]
实施例五
[0198]
本技术一个实施例的安防监控镜头100自物侧至像侧依序包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、以及第五透镜15，如图21所示。
[0199]
为描述方便，以下实施例中sto表示光阑的表面，s1表示第一透镜11的物侧面，s2表示第一透镜11的像侧面，s3表示第二透镜12的物侧面，s4表示第二透镜12的像侧面，s5表示第三透镜13的物侧面，s6表示第三透镜13的像侧面，s7表示第四透镜14的物侧面，s8表示第四透镜14的像侧面，s9表示第五透镜15的物侧面，s10表示第五透镜15的像侧面，s11表示滤光片的物侧面，s12表示滤光片的像侧面，s13表示成像面。第一透镜11具有负光焦度，第一透镜11的物侧面s1在靠近光轴处为凸面；第一透镜11的像侧面s2在靠近光轴处为凹面；第二透镜12具有正光焦度，第二透镜12的物侧面s3在靠近光轴处为凹面，第二透镜12的像侧面s4在靠近光轴处可为凸面；第三透镜13具有正光焦度，第三透镜13的物侧面s5在靠近光轴处为凸面，第三透镜13的像侧面s6在靠近光轴处为凸面；第四透镜14具有负光焦度，第四透镜14的物侧面s7在靠近光轴处为凹面，第四透镜14的像侧面s8在靠近光轴处为凹面；第五透镜15具有正光焦度，第五透镜15的物侧面s9在靠近光轴处为凸面，第五透镜15的像侧面s10在靠近光轴处为凸面。
[0200]
以ttl表示安防监控镜头100的光学总长，以imgh表示安防监控镜头100的最大像高，efl表示安防监控镜头100的有效焦距。以αi表示第i阶非球面系数，i＝4、6、8、10、12、14、16，以k表示锥面系数。
[0201]
依据上文的关系式，表9示出了实施例五中的安防监控镜头100的有效焦距efl、最大视场角fov、光学总长ttl、光圈f值f.no、表面类型、曲率半径、厚度、材料折射率及圆锥系数，其中，曲率半径和厚度的单位均为毫米(mm)，如表9所示：
[0202]
表9
[0203][0204]
表10示出了本技术实施例五的安防监控镜头100的非球面系数，如表10所示：
[0205]
表10
[0206][0207][0208]
其中，摄像光学镜100的各个透镜的非曲面满足：
[0209][0210]
其中，x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为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表9中曲率半径r的倒数)；k为圆锥常数(在上表9中已给出)；ai是非球面第i-n阶的修正系数，各镜片面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a10、a12、a14及a16，如表10所示。
[0211]
应理解，安防监控镜头100中的各个透镜的非球面可以使用上述非球面公式所示的非球面，也可以使用其他非球面公式，本技术不做限定。
[0212]
上述给出本技术实施例五的安防监控镜头100的设计数据，有效焦距efl为3.195mm、最大视场角fov为127.205度、光学总长ttl为22.890mm、光圈f值f.no为2.052。
[0213]
在本技术提供的一个实施例中，(ttl/f)
×
tan(semi-fov)＝14.202。
[0214]
在本技术提供的一个实施例中，f34/f12＝-17.947。
[0215]
在本技术提供的一个实施例中，f/ct3＝0.788。
[0216]
在本技术提供的一个实施例中，(t12+ct2)/(t45+ct4)＝9.285。
[0217]
在本技术提供的一个实施例中，epd/ct1＝1.552。
[0218]
在本技术提供的一个实施例中，et3/ct3＝0.892。
[0219]
在本技术提供的一个实施例中，|r42
×
f4|/ct4＝168.004。
[0220]
在本技术提供的一个实施例中，ct4/(sag42-sag41)＝1.472。
[0221]
在本技术提供的一个实施例中，et3/et4＝3.746。
[0222]
在本技术提供的一个实施例中，ct3/et3+ct4/et4＝1.716。
[0223]
图22至图25描述了以实施例五这种透镜组合方式设计的安防监控镜头100的光学性能。
[0224]
在实施例五中，安防监控镜头满足较短尺寸，广角特性，高成像质量的要求。
[0225]
另外，实施例一至实施例五对应的(ttl/f)
×
tan(semi-fov)比值，f34/f12比值，f/ct3比值，(t12+ct2)/(t45+ct4)比值，epd/ct1比值，et3/ct3比值，|r42
×
f4|/ct4比值，ct4/(sag42-sag41)比值，et3/et4比值，以及|r42
×
f4|/ct4比值，如表11所示：
[0226]
表11
[0227]
条件式实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五(ttl/f)
×
tan(semi-fov)11.85212.87911.80712.84114.202f34/f12-16.601-16.779-13.997-17.991-17.947f/ct30.9050.9371.0760.9740.788(t12+ct2)/(t45+ct4)7.9128.8858.5583.5929.285epd/ct12.6751.2081.3831.3281.552et3/ct30.8780.8770.8570.8730.892|r42
×
f4|/ct4159.693168.000167.54761.983168.004ct4/(sag42-sag41)1.6491.5601.5763.8111.472et3/et43.0383.1822.7091.5413.746ct3/et3+ct4/et41.7611.7491.7791.9371.716
[0228]
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于发明保护的范围。

技术特征：
1.一种安防监控镜头，其特征在于，包括沿着光轴由物侧至像侧依序排列的：具有负光焦度的第一透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面在靠近光轴处为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其像侧面在靠近光轴处为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其像侧面在靠近光轴处为凹面；具有正光焦度的第五透镜，其物侧面在靠近光轴处为凸面；所述安防监控镜头具有光焦度的透镜数量为五；所述安防监控镜头满足以下条件式：11.80<(ttl/f)
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tan(semi-fov)<14.20；-17.99<f34/f12<-13.99；其中，ttl为第一透镜的物侧面至安防监控镜头的成像面在光轴上的距离；f为所述安防监控镜头的总有效焦距；semi-fov为所述安防监控镜头最大视场角的一半；f34为所述第三透镜与所述第四透镜的组合焦距；f12为所述第一透镜与所述第二透镜的组合焦距。2.根据权利要求1所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：0.78<f/ct3<1.08；其中，f为所述安防监控镜头的总有效焦距；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度。3.根据权利要求1或2所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：3.59<(t12+ct2)/(t45+ct4)<9.29；其中，t12为所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的空气间隔距离；ct2为所述第二透镜在光轴上的中心厚度；ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度；t45为所述第四透镜和所述第五透镜在所述光轴上的空气间隔距离。4.根据权利要求3所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：1.20<epd/ct1<2.68；其中，epd为所述安防监控镜头的入瞳直径；ct1为所述第一透镜在光轴上的中心厚度。5.根据权利要求4所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：0.85<et3/ct3<0.89；其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度。6.根据权利要求4或5所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：61.98<|r42
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f4|/ct4<168.00；其中，r42为所述第四透镜像侧面的曲率半径；f4为所述第四透镜的有效焦距，ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。7.根据权利要求6所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：1.47<ct4/(sag42-sag41)<3.81；
其中，ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度；sag42为所述第四透镜的像侧面和光轴的交点至所述第四透镜的像侧面的有效半径顶点在光轴上的距离，sag41为所述第四透镜的物侧面和光轴的交点至所述第四透镜的物侧面的有效半径顶点在光轴上的距离。8.根据权利要求1至7任一项所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：1.54<et3/et4<3.75；其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；et4为所述第四透镜的边缘厚度。9.根据权利要求8所述的安防监控镜头，其特征在于，所述安防监控镜头满足以下条件式：1.71<ct3/et3+ct4/et4<1.93其中，et3为所述第三透镜的边缘厚度；ct3为所述第三透镜在光轴上的中心厚度；et4为所述第四透镜的边缘厚度；ct4为所述第四透镜在光轴上的中心厚度。10.一种安防监控镜头模组，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的安防监控镜头。

技术总结
本发明公开了一种安防监控镜头以及安防监控镜头模组，属于光学成像技术领域，沿着光轴由物侧至像侧依序包括：具有负光焦度的第一透镜，具有正光焦度的第二透镜，具有正光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜，具有正光焦度的第五透镜，安防监控镜头满足以下条件式：11.80<(TTL/f)


技术研发人员：王锋 杨东景 周明明 马庆鸿 马炳佳
受保护的技术使用者：广东省星聚宇光学股份有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/17