CN103389562A - 500万像素大靶面微型摄像镜头 - Google Patents

500万像素大靶面微型摄像镜头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种500万像素大靶面微型摄像镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组以及双凸透镜A-5，所述后组B依次设有由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组。该镜头具有超广角、强光力、高分辨率、宽光谱共焦的性能，可为高清网络摄像系统提供优于500万像素的全界面清晰图像。

Description

500万像素大靶面微型摄像镜头
技术领域
本发明涉及一种视频摄像镜头装置，特别是一种500万像素大靶面微型摄像镜头，属于光电技术领域。
背景技术
现有结构型式的超广角摄像镜头在视频摄像领域已应用了10多年了，它的性能指标不高，尤其是在图像清晰度方面它只能与20~30万像素的标清CCD或CMOS摄像机适配，而且适应的光谱范围窄，局限在480nm~650nm的白昼光照条件下使用。
随着百万级像素高分辨率CCD、CMOS图像传感器的不断出现，光电视频监控已步入网络化时代；视频摄像系统的性能已由以往对外界景物纯粹的“观看”到现今的“识别和认知”；从以往只能对白昼光照条件下的监控到24小时不间断的连续监控；且在日夜切换时不偏焦，无需现场调焦。为适应上述的发展趋势，提升图像信息采集工具——摄像镜头的性能是至关重要的。
发明内容
为了克服现有广角摄像镜头的缺陷，实现上述的目标是本发明的目的，即本发明要解决的技术问题是提供一种500万像素大靶面微型摄像镜头。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种500万像素大靶面微型摄像镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组以及双凸透镜A-5，所述后组B依次设有由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组。
在进一步的技术方案中，所述前组A和后组B之间的空气间隔是2.430mm。
在进一步的技术方案中，所述前组A中的负月牙透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔是3.625mm，所述双凹透镜A-2和第一胶合组之间的空气间隔是1.039mm，所述第一胶合组和双凸透镜A-5之间的空气间隔是0.480mm。
在进一步的技术方案中，所述双凸透镜A-5和光阑C之间的空气间隔是2.000mm，所述光阑C和第二胶合组之间的空气间隔是0.430mm。
在进一步的技术方案中，所述后组B中的第二胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是2.443mm，所述双凸透镜B-3和第三胶合组之间的空气间隔是0.106mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）在反远距型的光学结构中合理分配前组A和后组B的光焦度；在后组B中，把三片式柯克型结构的第三片透镜改为双胶合透镜组，使镜头达到大相对孔径、超广角、结构长度短的性能指标。（2）通过合理选配前、后两组十片七组的光学玻璃材料，尽量选用高折射率、低色散的光学玻璃材料；通过计算机辅助光学设计和优化，完善地校正了光学镜头的各种象差，使镜头的分辨率高，能适应500万像素高清晰度视频摄像的要求。（3）在光学设计时对480nm~850nm的宽光谱范围进行像差校正和平衡，使镜头在宽光谱范围都有优良的像质，实现了宽光谱共焦；该镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度或零照度的环境下通过红外补光也能清晰成像，实现了24小时连续监控，且在日夜切换时不偏焦，无需现场调焦。（4）在机械结构设计时，采用两头组装的方式，既保证镜头的同心度、精度和轴向位置的准确，又尽量使镜头的结构紧凑；同时为了消除镜头的杂散光，在第三隔圈的内壁做了消光纹，从而消除了光晕问题。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的光学系统示意图。
图2为本发明实施例的机械结构示意图。
图中：1-负月牙透镜A-1，2-密封圈，3-主镜筒，4-双凹透镜A-2，5-第一胶合组，6-双凸透镜A-5，7-第二胶合组，8-双凸透镜B-3，9-第三胶合组，10-后压圈，11-第三隔圈，12-第二隔圈，13-第一隔圈，14-前压圈；A-前组，A-1-负月牙透镜，A-2-双凹透镜，A-3-正月牙透镜，A-4-双凹透镜，A-5-双凸透镜，B-后组，B-1-平凸透镜，B-2-正月牙透镜，B-3-双凸透镜，B-4-双凸透镜，B-5-正月牙透镜，C-光阑。
具体实施方式
如图1所示，一种500万像素大靶面微型摄像镜头，所述镜头的光路为反远距型的光学结构，其光学系统中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组以及双凸透镜A-5，所述后组B依次设有由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组。
在本实施例中，所述第二胶合组和第三胶合组分担了后组B的光焦度，提高了镜头的相对孔径，利用胶合组正负镜片的折射率和色散的差异校正镜头的像差和宽光谱色差。另外，所述负月牙透镜A-1凸面表面镀有金刚膜，具有很好的防刮效果。为了提高光学性能，该镜头的所有镜片均采用高折射、低色散的光学材料，例如H-FK61光学材料等。该镜头具有超广角、强光力、高分辨率、宽光谱共焦的性能，可为高清网络摄像系统提供优于500万像素的全界面清晰图像。
在本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔是2.430mm；所述前组A中的负月牙透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔是3.625mm，所述双凹透镜A-2和第一胶合组之间的空气间隔是1.039mm，所述第一胶合组和双凸透镜A-5之间的空气间隔是0.480mm；所述双凸透镜A-5和光阑C之间的空气间隔是2.000mm，所述光阑C和第二胶合组之间的空气间隔是0.430mm；所述后组B中的第二胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是2.443mm，所述双凸透镜B-3和第三胶合组之间的空气间隔是0.106mm。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：（1）焦距：f′=3.2mm；（2）相对孔径D/F=1/2.2；（3）视场角：2ω=116°；（4）适用光谱范围：480nm~850nm；（5）分辨率：与500万像素的高清晰度摄像机适配；（6）光路总长∑≤39.15mm。
由于该镜头的分辨率很高，且边缘视场与中心市场的分辨率不允许有很大的区别，所以在机械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。
如图2所示，本发明的机械结构包括主镜筒3，将十片七组式的负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组、双凸透镜A-5、由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3、由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组放置于主镜筒3内，由于主镜筒3是在同一机台上生产的，确保了整个光路的同轴度，且将镜片分为前后两组组装，保证光轴的一致性；由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3、由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组为后组组装，组装后通过后压圈10紧固于主镜筒3内；负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组、双凸透镜A-5为前组组装，组装后通过前压圈14紧固；使光学镜头的轴外像差达到设计要求 。
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：在第一胶合组和双凸透镜A-5之间设置第一隔圈13来保证空气间隔，在双凸透镜A-5和第二胶合组之间设置第二隔圈12来保证空气间隔，在双凸透镜B-3和第三胶合组之间设置第三隔圈11来保证空气间隔；该些隔圈制作成台阶式，既节省了材料，又能更好地起到拦截杂散光的作用。 为了保证整个镜头的气密性，在主镜筒3的前端面车一个0.5mm厚的凹槽来装密封圈2，使得外壳防护等级达到IP66，防尘、气密性高。
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500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向分别设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙透镜A-1、双凹透镜A-2、由正月牙透镜A-3和双凹透镜A-4密接的第一胶合组以及双凸透镜A-5，所述后组B依次设有由平凸透镜B-1和正月牙透镜B-2密接的第二胶合组、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4和正月牙透镜B-5密接的第三胶合组。
2.根据权利要求1所述的500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔是2.430mm。
3.根据权利要求1或2所述的500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述前组A中的负月牙透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔是3.625mm，所述双凹透镜A-2和第一胶合组之间的空气间隔是1.039mm，所述第一胶合组和双凸透镜A-5之间的空气间隔是0.480mm。
4.根据权利要求1或2所述的500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述双凸透镜A-5和光阑C之间的空气间隔是2.000mm，所述光阑C和第二胶合组之间的空气间隔是0.430mm。
5.根据权利要求1或2所述的500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述后组B中的第二胶合组和双凸透镜B-3之间的空气间隔是2.443mm，所述双凸透镜B-3和第三胶合组之间的空气间隔是0.106mm。
6.根据权利要求1所述的500万像素大靶面微型摄像镜头，其特征在于：所述前组A安装于主镜筒的前端内并由前压圈压紧，所述后组B安装于主镜筒的后端内并由后压圈压紧，所述主镜筒的前端面设置有凹槽，所述凹槽内安装有密封圈，所述第一胶合组和双凸透镜A-5之间设置有第一隔圈，所述双凸透镜A-5和第二胶合组之间设置有第二隔圈，所述双凸透镜B-3和第三胶合组之间设置有第三隔圈。
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