CN102207601B - 强光力500万像素摄像镜头 - Google Patents
强光力500万像素摄像镜头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种强光力500万像素摄像镜头，包括主镜筒，其特征在于：所述主镜筒内沿光路入射方向分别设置光焦度为负的前镜组A、可变光栏C和光焦度为正的后镜组B，所述前镜组A由正月牙型透镜A-1、平凸透镜A-2和负月牙形透镜A-3构成，所述后镜组B由双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组、双凸透镜B-3、双凸透镜B-4、负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组构成。本发明具有高分辨率、大相对孔径、长后截距的特点；在光路中便于设置手动光栏或自动光栏等调光装置；适配性强，尤其可为高清晰度网络摄像系统提供优于500万像素的全界面清晰图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种强光力500万像素摄像镜头，属于光电技术领域，涉及高清晰度视频摄像镜头装置。
背景技术
如图3结构型式的焦距f=16mm的摄像镜头。在视频摄像领域已经应用了15-20年了，它的性能指标低：相对孔径D/f′=1/2、视场角小于30°、后截距较短、镜头中无法设置自动光栏、与摄像机的兼容性较差。尤其是图像的清晰度不高，只能与20-30万像素的一般的CCD或cmos摄像机适配。仅能适应监控领域一般观看的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强光力500万像素摄像镜头，有利于提升镜头的分辨率和与光电传感器的适配性，从而满足光电监控领域、高清晰画质的摄像要求。
本发明的特征在于：一种强光力500万像素摄像镜头，包括主镜筒，其特征在于：所述主镜筒内沿光路入射方向分别设置光焦度为负的前镜组A、可变光栏C和光焦度为正的后镜组B，所述前镜组A由正月牙型透镜A-1、平凸透镜A-2和负月牙形透镜A-3构成， 所述后镜组B由双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组、双凸透镜B-3、双凸透镜B-4、负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组构成；所述前镜组A与可变光栏C之间的间隔为3.57mm，所述可变光栏C与后镜组B之间的间隔为2.08mm；所述前镜组A中正月牙型透镜A-1与平凸透镜A-2之间的空气间隔为0.53mm，所述平凸透镜A-2与负月牙形透镜A-3之间的空气间隔是1.16mm；所述后镜组B中双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是0.15mm，所述双凸透镜B-3与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.69mm，所述双凸透镜B-4和负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组之间的空气间隔是0.51mm。
所述主镜筒上设有调焦机构和调光机构，所述主镜筒内圈前部螺纹连接有用以安置前镜组A的前镜座，后部法兰连接有用以安置后镜组B的后镜座；所述调焦机构包括与主镜筒外圈正螺牙连接调焦座，所述调焦座外圈还设有反螺牙连接的调焦连接座，所述调焦座还通过锁紧钉与设于其外圈的调焦调节环连接，所述调焦连接座内圈上开设有直线导槽，所述直线导槽内安放有端部连接在主镜筒上的导钉；所述调光机构包括设于后镜座外圈上的光栏动环，所述光栏动环一端与卡接在主镜筒内圈上的光栏动环卡环连接，另一端经贯穿调焦连接座和主镜筒的光栏动环挡钉连接，所述光栏动环挡钉由设于调节联接座外圈的光栏调节环驱动。
本发明的优点：本发明设置手动调焦，调焦机构采用不同导程的正反螺牙研磨配合进行调焦，调焦动作精确、可靠、无卡滞；调焦调节范围0.5mm;设置手动调节光栏，采用10片光栏叶片，其中设置8个缺口光栏叶片和2个圆光栏叶片，保证调光过程中光栏变化稳定，均匀，最小光栏全关闭；设置调焦机构前置，光栏调节机构后置，设计调焦调节环与光栏调节环整体比例一致；调焦调节环与光栏调节环外圈设置橡胶圈，增强镜身美观性并提高手感舒适度，加长镜头前端镜身长度，起到类似遮光罩的作用，保证镜头整体比例协调，外形美观大方；调焦调节环、光栏调节环、主镜筒外露部分预留足够的刻字部分，便于设置镜头LOGO；机械隔圈尺寸公差控制小于0.02mm，同心度控制小于0.02mm，螺纹付配合公差国标（H7/g6）,镜筒配合公差国标（H8/f7）；调焦、调光动作精确、顺畅、无卡滞；镜身采用纯金属结构设计，保证使用强度；镜头联接座镀铬处理，提升产品档次。联接座与镜身联接采用法兰联接，稳定可靠。
附图说明
图1为本发明实施例光路结构示意图。
图2为本发明实施例结构示意图。
图3当前该类型镜头的光路结构示意图。
具体实施方式
参考图1和图2，一种强光力500万像素摄像镜头，包括主镜筒1，所述主镜筒1内沿光路入射方向分别设置光焦度为负的前镜组A、可变光栏C和光焦度为正的后镜组B，所述前镜组A由正月牙型透镜A-1、平凸透镜A-2和负月牙形透镜A-3构成，在可变光栏C处可以设置手动光栏或者自动光栏，所述后镜组B由双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组、双凸透镜B-3、双凸透镜B-4、负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组构成。
上述前镜组A与可变光栏C之间的间隔为3.57mm，所述可变光栏C与后镜组B之间的间隔为2.08mm；所述前镜组A中正月牙型透镜A-1与平凸透镜A-2之间的空气间隔为0.53mm，所述平凸透镜A-2与负月牙形透镜A-3之间的空气间隔是1.16mm；所述后镜组B中双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是0.15mm，所述双凸透镜B-3与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.69mm，所述双凸透镜B-4和负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组之间的空气间隔是0.51mm。
上述主镜筒1上设有调焦机构和调光机构，所述主镜筒1内圈前部螺纹连接有用以安置前镜组A的前镜座2，后部法兰连接有用以安置后镜组B的后镜座15；所述调焦机构包括与主镜筒1外圈正螺牙连接调焦座8，所述调焦座8外圈还设有反螺牙连接的调焦连接座9，所述调焦座8还通过锁紧钉7与设于其外圈的调焦调节环6连接，所述调焦连接座9内圈上开设有直线导槽，所述直线导槽内安放有端部连接在主镜筒1上的导钉11；所述调光机构包括设于后镜座15外圈上的光栏动环12，所述光栏动环12一端与卡接在主镜筒1内圈上的光栏动环卡环5连接，另一端经贯穿调焦连接座9和主镜筒1的光栏动环挡钉13连接，所述光栏动环挡钉13由设于调节联接座9外圈的光栏调节环14驱动，在光栏动环12与后镜座15相邻端面之间设有光栏片10。
上述前镜座2的前端部螺纹连接有用以固定前镜组A的压圈A3，所述后镜座15的后段部螺纹连接有用以固定后镜组B的压圈B17，所述正月牙型透镜A-1与平凸透镜A-2之间设有隔圈4，所述双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组和双凸透镜B-3之间设有隔圈18，所述双凸透镜B-3与双凸透镜B-4之间设有隔圈20，所述双凸透镜B-4和负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组之间设有隔圈22。
上述调焦连接座9后端面还连接有调焦机构和调光机构的连接座16。
上述调焦调节环和光栏调节环外圈还设有橡胶圈23。
上述调焦调节环6和光栏调节环14上分别设有用以锁紧调焦调节环6和光栏调节环14的调焦锁紧钉19和光栏锁紧钉21，所述调焦锁紧钉19与光栏锁紧钉21的一端可顶接在调焦连接座9上。
本发明达到的光学指标：焦距：f′=16mm；相对孔径D/f′=1/1.4；视场角2w≥40.7°(像方线视场2η≥φ11mm)；光学结构长度：ΣL≤54.5mm；适用光谱范围：480nm-650nm；镜头分辨率：与500万像素高清晰CCD摄像机或cmos摄像机适配；可在光路中设置手动光栏或自动光栏。
具体实施步骤：本镜头焦距为16mm，像高φ11mm，500万像素高清镜头，镜头的像面尺寸大，要求镜头中心与边缘的像质同时清晰，要抑制像差中的场曲，慧差，对机械结构的同心度、各光学元器件间的间隔严格控制。
本镜头作为高清类的高档产品，要求调焦调节机构前置，光栏调节机构后置。调焦、调光动作稳定、可靠。镜头外形美观大方。
同时还需优化加工工艺、便于镜头的装校。
设计方案如图2所示。
本发明机械结构设计包括：设计主镜筒1、前镜座2、后镜座15。将前镜座3片3组式的镜片31（A-1片）、30(A-2片)、29（A-3）置于前镜座里面；将28（B-1、B-2）、27（B-3）、26（B-4）、25（B-5）、24（B-6）置于后镜座内。前镜座与主镜筒采用螺纹联接固定，后镜座与主镜筒采用法兰联接固定。
为了固定镜片及保证各镜片之间的空气间隔，分别设计了压圈和隔圈：隔圈4主要保证A-2片和A-3之间的空气间隔；隔圈18保证了B-1、B-2胶合组与B-3片之间的空气间隔；隔圈20保证B-3、B-4片之间的空气间隔；隔圈22保证B-4与B-5、B-6之间的空气隙间隔。镜头压圈及隔圈设置消光扣，并在消光扣涂覆无光漆，有效减低一次反射带来的杂散光影响，减低鬼像产生，提升镜头在大光照度情况下适应性。
为满足光栏调节后置，调焦调节前置以及结构外形美观大方的设计要求，由于此光学系统的结构中光栏C位置较靠前，见图1。设计如下方案（见图2）：
1、设计加大镜身径向宽度，便于在镜身内部设置调焦组件（调焦座8、调焦连接座9）、调光组件（光栏动环12、后镜座15）;
2、设计连接座16、调焦组（调焦座8、调焦连接座9）、调焦调节环6、导钉11等组成调焦机构，满足调焦机构前置要求；
3、设计光栏动环12、后镜座15（兼起到光栏座的作用）、光栏调节环14、挡钉13等组成光栏调节机构，满足光栏调节机构后置要求；
4、设计加长镜头前端镜身长度，镜头入射端设计一个斜度（见图2），既使前端起到拦截边缘有害光线、提升镜头适用性的作用，又保证镜头整体比例协调，外形美观大方；
5、设计调焦调节环、光栏调节环、主镜筒外露部分比例均匀一致，预留足够的刻字位置，便于设置镜头LOGO；镜头调焦调节环与光栏调节环外圈设置橡皮圈（见图2）。
所述结构设计中要确保系统各组元的同心度及调焦等动作的精确、平稳和手感好等需求，所述采用以下两个措施：1、设计调焦座8与主镜筒1采用正螺牙联接，设计正螺牙导程1mm。调焦座8与调焦连接座9使用反螺牙联接,设计反螺牙导程0.75mm。通过不成倍数导程的正反螺牙进行研磨，有效消除螺纹付运动过程中产生的螺纹空回运动，保证螺纹之间配合的精度，提高调焦动作的可靠性，有效保证镜头在微调焦过程中的同心度偏差，保证镜头像质。2、通过导钉11使调焦机构的调焦运动由圆周运动转变成轴向运动，杜绝镜头因圆周运动所产生的同心度变化对镜头像质产生影响，保证调焦过程中的像质要求。
所述为满足光学系统调焦距离0.3mm的要求，设计将主镜筒1与调焦连接座9在光栏动环挡钉13的前后留出0.5mm的位置，即在主镜筒1与调焦联接环9上铣出4mm的宽槽，即保证加工方便又保证进行调焦动作时，各机械部件不干涉。光栏动环12与主镜筒1联接采用卡环固定，保证装配方便，调光动作稳定、无卡滞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1. 一种强光力500万像素摄像镜头，包括主镜筒，其特征在于：所述主镜筒内沿光路入射方向分别设置光焦度为负的前镜组A、可变光栏C和光焦度为正的后镜组B，所述前镜组A由正月牙型透镜A-1、平凸透镜A-2和负月牙形透镜A-3构成， 所述后镜组B由双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组、双凸透镜B-3、双凸透镜B-4、负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组构成；所述前镜组A与可变光栏C之间的间隔为3.57mm，所述可变光栏C与后镜组B之间的间隔为2.08mm；所述前镜组A中正月牙型透镜A-1与平凸透镜A-2之间的空气间隔为0.53mm，所述平凸透镜A-2与负月牙形透镜A-3之间的空气间隔是1.16mm；所述后镜组B中双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是0.15mm，所述双凸透镜B-3与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.69mm，所述双凸透镜B-4和负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组之间的空气间隔是0.51mm。
2.根据权利要求1所述的强光力500万像素摄像镜头，其特征在于：所述主镜筒上设有调焦机构和调光机构，所述主镜筒内圈前部螺纹连接有用以安置前镜组A的前镜座，后部法兰连接有用以安置后镜组B的后镜座；所述调焦机构包括与主镜筒外圈正螺牙连接的调焦座，所述调焦座外圈还设有反螺牙连接的调焦连接座，所述调焦座还通过锁紧钉与设于其外圈的调焦调节环连接，所述调焦连接座内圈上开设有直线导槽，所述直线导槽内安放有端部连接在主镜筒上的导钉；所述调光机构包括设于后镜座外圈上的光栏动环，所述光栏动环一端与卡接在主镜筒内圈上的光栏动环卡环连接，另一端经贯穿调焦连接座和主镜筒的光栏动环挡钉连接，所述光栏动环挡钉由设于调焦连接座外圈的光栏调节环驱动。
3.根据权利要求2所述的强光力500万像素摄像镜头，其特征在于：所述前镜座的前端部螺纹连接有用以固定前镜组A的压圈A，所述后镜座的后端部螺纹连接有用以固定后镜组B的压圈B，所述负月牙形透镜A-3与平凸透镜A-2之间设有隔圈，所述双凹透镜B-1与双凸透镜B-2密接的胶合组和双凸透镜B-3之间设有隔圈，所述双凸透镜B-3与双凸透镜B-4之间设有隔圈，所述双凸透镜B-4和负月牙形透镜B-5与双凸透镜B-6密接的胶合组之间设有隔圈。
4.根据权利要求2所述的强光力500万像素摄像镜头，其特征在于：所述调焦连接座后端面还连接有调焦机构和调光机构的连接座。
5.根据权利要求2所述的强光力500万像素摄像镜头，其特征在于：所述调焦调节环和光栏调节环外圈还设有橡胶圈。
6.根据权利要求2所述的强光力500万像素摄像镜头，其特征在于：所述调焦调节环和光栏调节环上分别设有用以锁紧调焦调节环和光栏调节环的调焦锁紧钉和光栏锁紧钉，所述调焦锁紧钉与光栏锁紧钉的一端顶接在调焦连接座上。
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