1.一种超广角高清监控镜头,其特征在于,它包括主镜筒(13)、第一透镜组、光阑(12)、第二透镜组、滤光片(11);
所述光阑设置于第一透镜组和第二透镜组之间;所述滤光片(11)设置于第二透镜组与像面之间;所述第一透镜组具有负光焦度,由第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)沿光线入射方向依次排列组成;所诉第二透镜组具有正光焦度,由第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)、第十透镜(10)沿光线入射方向依次排列组成;其中,第四透镜(4)、第五透镜(5)组成胶合透镜;第九透镜(9)和第十透镜(10)组成胶合透镜;
所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、光阑(12)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)、第十透镜(10)、滤光片(11)沿光线入射方向依次固定安装于主镜筒(13)内。
2.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头,其特征在于,所述第一透镜(1)为具有负光焦度的弯月形透镜;所述第二透镜(2)为具有负光焦度的弯月形透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面;所述第三透镜(3)为具有正光焦度的弯月形透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面;所述第四透镜(4)为具有负光焦度的弯月形透镜;所述第五透镜(5)为具有正光焦度的弯月形透镜;所述第六透镜(6)为具有正屈光率的双凸透镜;所述第七透镜(7)为具有负屈光率的双凹透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面;所述第八透镜(8)为具有正屈光率的双凸透镜,并且两侧透镜镜面类型均为非球面;所述第九透镜(9)为具有正屈光率的双凸透镜;所述第十透镜(10)为具有正屈光率的弯月形透镜。
3.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于,所述第一透镜(1)的折射率Nd的范围为1.7<Nd<1.9,色散系数Vd的范围为50<Vd<
60;
所述第二透镜(2)的折射率Nd的范围为1.6<Nd<1.7,色散系数Vd的范围为55<Vd<
70;
所述第三透镜(3)的折射率Nd的范围为1.7<Nd<1.8,色散系数Vd的范围为25<Vd<
40;
所述第四透镜(4)的折射率Nd的范围为1.8<Nd<2.0,色散系数Vd的范围为15<Vd<
25;
所述第五透镜(5)的折射率Nd的范围为1.6<Nd<1.7,色散系数Vd的范围为55<Vd<
70;
所述第六透镜(6)的折射率Nd的范围为1.75<Nd<1.85,色散系数Vd的范围为35<Vd<55;
所述第七透镜(7)的折射率Nd的范围为1.7<Nd<1.8,色散系数Vd的范围为25<Vd<
40;
所述第八透镜(8)的折射率Nd的范围为1.7<Nd<1.9,色散系数Vd的范围为50<Vd<
60;
所述第九透镜(9)的折射率Nd的范围为1.6<Nd<1.7,色散系数Vd的范围为55<Vd<
70;
所述第十透镜(10)的折射率Nd的范围为1.8<Nd<2.0,色散系数Vd的范围为15<Vd<
25。
4.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于,该超广角高清监控镜头满足以下条件:3≤|fa/f|≤5、2.5≤|fb/f|≤4.5、8≤|f1/f|≤15、18≤|f2/f|≤26、100≤|f3/f|≤300、8≤|f4~5/f|≤12、7≤|f6/f|≤9、3≤|f7/f|≤6、3≤|f8/f|≤5、3.5≤|f9~10/f|≤6.5。其中,f为该超广角高清监控镜头的总焦距;
fa、fb分别为第一透镜组、第二透镜组的组合焦距;f1、f2、f3、f6、f7、f8分别为所述第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)的焦距;f4~5为第四透镜(4)、第五透镜(5)所组成的胶合透镜的焦距;f9~10为第九透镜(9)和第十透镜(10)所组成的胶合透镜的焦距。
5.根据权利要求2所述的超广角高清监控镜头﹐其特征在于,该超广角高清监控镜头满足以下条件:0.25≤D11/R11≤0.45、0.5≤D12/R12≤1、1.5≤R21/R22≤2.5、3≤R31/R32≤4、0.8≤R41/R42≤1.2、0≤R51/R52≤0.5、0≤D61/R61≤
0.1、‑0.25≤D62/R62≤0、‑1.2≤R71/R72≤0、‑2≤R81/R82≤‑1、‑2.5≤R91/R92≤‑1、0≤R101/R102≤1;
其中,D11、D61分别为第一透镜(1)与第六透镜(6)物侧曲面的半孔径,D12、D62分别为第一透镜(1)与第六透镜(6)像侧曲面的半孔径;R11、R21、R31、R41、R51、R61、R71、R81、R91、R101分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8、第九透镜(9)和第十透镜(10)物侧曲面的曲率半径;R12、R22、R32、R42、R52、R62、R72、R82、R92、R102分别为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)、第八透镜(8)、第九透镜(9)和第十透镜(10)像侧曲面的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头,其特征在于,所述超广角高清监控镜头光学总长TTL满足条件:0≤BFL/TTL≤0.4;其中BFL为所述第十透镜(10)像侧曲面的顶点到像面的距离。
7.根据权利要求1所述的超广角高清监控镜头,其特征在于,所述的超广角高清监控镜头还包括安装于主镜筒(13)上的前压环(14)、第一隔圈(15)、第二隔圈(16)、第三隔圈(17)、第四隔圈(18)、第五隔圈(19);
所述前压环(14)安装于主镜筒(13)的前端口,对第一透镜(1)的位置起固定作用;所述第一隔圈(15)位于第一透镜(1)和第二透镜(2)之间以限定两者的空气间隔;所述第二隔圈(16)位于第三透镜(3)和第四透镜(4)之间以限定两者的空气间隔,所述第三隔圈位于第五透镜(5)和第六透镜(6)之间以限定两者的空气间隔,并且起到固定光阑(12)的作用;所述第四隔圈(18)位于第六透镜(6)和第七透镜(7)之间以限定两者的空气间隔;所述第五隔圈(19)位于第七透镜(7)和第八透镜(8)之间以限定两者的空气间隔。
8.一种超广角高清监控系统,其特征在于,所述监控系统包括监控镜头、信号处理模块、控制模块、监控端,所述信号处理模块与所述监控镜头相连接,并与所述监控端连接;所述控制模块分别与所述监控镜头、所述监控端连接;
所述监控镜头收集外界图像信息(即入射光线),信号处理模块接收光信号,并将其转换为数字信号,再通过校正算法对信号进行处理、校正图像的畸变;信号处理模块将处理过的数字信号输入到监控端,由监控端显示实时的监控视频,以及监控录像的回放、暂停、保存等;所述监控端能够发送控制指令给控制模块,控制模块收到控制指令后,控制监控镜头的水平或垂直的移动,以调整拍摄的角度。
9.根据权利要求8所述的一种超广角高清监控系统,其特征在于,所述监控镜头为权利要求1‑7中任意一项所述的超广角高清监控镜头。
10.根据权利要求8所述的超广角高清监控系统的校正算法,其特征在于,该算法具体设计如下:
将经度设置成纵坐标,其坐标区间为0到π,将纬度设置成横坐标,拉伸后其坐标区间为
0到2π;将目标图像上任意一点(i,j)转换为坐标原点在图像中心的单位化坐标,设其坐标为(u,v),则该点到坐标原点的距离为r,与U轴的夹角为 计算r和 公式如下:因为坐标被单位化,故球面半径为1,此时有图像平面到空间半球投影的三维坐标(x,y,z)为:
其中,
将物点线性投影向量与Y轴的夹角设为θ′,将其与X轴夹角设为 进行投影转换,重新建立坐标;在新的坐标系下,其球面极坐标 与原坐标(x,y,z)变换关系式为:根据上述公式可以知道所得畸变图像像素坐标点和校正后各个像素坐标点的关系,随后,对所得图像进行坐标处理,即可实现对畸变图像的校正。