CN104181674A - 高分辨率微调日夜两用定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高分辨率微调日夜两用定焦镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光阑C，所述前组A包括从左向右依次设置的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2；所述后组B包括从左向右依次设置的双凹透镜B-1和双凸透镜B-2密接的胶合组以及双凸透镜B-3。该高分辨率微调日夜两用定焦镜头具有低畸变、大相对孔径、高分辨率的优点，能适应300万像素高清晰度视频摄像的要求，实现宽光谱共焦。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分辨率微调日夜两用定焦镜头，属于视频技术的光学摄像装置领域。
背景技术
小型电视监控摄像机经过20～30年的演化和发展，目前有多种多样规格型号的微型摄像镜头与其配套使用，但是这些镜头的性能指标良莠不齐，大多数属于低档产品，性能指标低，只适配于20～30万像素的普通摄像机，适应的光谱范围窄，只能在480nm～700nm的白昼光线条件下使用，图像畸变量较大，图像畸变与现实景象画面差变大，真实性差。这些都不能满足当前的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种低畸变、大相对孔径、实现宽光谱共焦的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，能满足高清晰度视频摄像的要求。
本发明采用以下方案实现：一种高分辨率微调日夜两用定焦镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光阑C，所述前组A包括从左向右依次设置的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2；所述后组B包括从左向右依次设置的双凹透镜B-1和双凸透镜B-2密接的胶合组以及双凸透镜B-3。
进一步的，所述前组A与后组B之间的空气间隔为6.27mm；所述可变光阑C与后组B之间的空气间隔为1.18mm。
进一步的，所述前组A中正弯月型透镜A-1与负弯月型透镜A-2之间的空气间隔为0.12mm，所述后组B中胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.08mm。
进一步的，所述镜头机械结构包括主镜筒，主镜筒内腔前部安装有镜片组前组A，主镜筒内腔后部安装有镜片组后组B；主镜筒外围套设有连接座。
进一步的，前组A与后组B之间设置有隔套，主镜筒前端设有压紧在正弯月型透镜A-1前侧外缘部的压圈，双凹透镜B-1和双凸透镜B-2密接的胶合组与双凸透镜B-3之间设置有隔圈。
进一步的，所述连接座采用C接口，连接座上旋接有锁紧钉和限位钉。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）在光学设计时，对485～850nm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具有优良的像质，实现了宽光谱共焦。这样镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像；
（2）选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过计算机光学辅助设计和优化完善地校正了光学镜头的各种像差，使镜头的分辨率高，低畸变，能适应300万像素高清晰度视频摄像的要求；
（3）在结构设计时，既保证镜头的同心度、精度和轴向位置的准确, 又使结构设计紧凑小巧（整体尺寸Ф30mm x 20mm），能适用于结构更加紧凑的场合。其中所有结构零件采用数控精密加工工艺，满足光学设计对空气距离的严格要求，使镜头的结构紧凑，体积小，重量轻。
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；
图中标号说明：1-压圈、2-主镜筒、3-锁紧钉、4-连接座、5-正弯月型透镜A-1、6-负弯月型透镜A-2、7-隔套、8-双凹透镜B-1、9-双凸透镜B-2、10-双凸透镜B-3、11-隔圈、12-限位钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
如图1~2所述，一种高分辨率微调日夜两用定焦镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光阑C，所述前组A包括从左向右依次设置的正弯月型透镜A-1（5）和负弯月型透镜A-2（6）；所述后组B包括从左向右依次设置的双凹透镜B-1（8）和双凸透镜B-2（9）密接的胶合组以及双凸透镜B-3（10）。
在本实施例中，所述前组A与后组B之间的空气间隔为6.27mm；所述可变光阑C与后组B之间的空气间隔为1.18mm。
在本实施例中，所述前组A中正弯月型透镜A-1与负弯月型透镜A-2之间的空气间隔为0.12mm，所述后组B中胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.08mm，此种镜片组合，具有低畸变、大相对孔径、高分辨率、实现宽光谱共焦等优点，能够能适应300万像素高清晰度视频摄像的要求。
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′=8.0mm；
（2）相对孔径F=2.0；
（3）视场角：2w=50°(像方像视场2η′≥Ф6.7mm)；
（4）畸变：＜-10.45%；
（5）分辨率：可与300万像素高分辨率摄像机适配适配；
（6）光路总长∑≤23.09mm，光学后截距l’≥9.47mm；
（7）适用谱线范围：480nm～850nm。
在光学设计时，对485～850nm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具有优良的像质，实现了宽光谱共焦。这样镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像；同时选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过计算机光学辅助设计和优化完善地校正了光学镜头的各种像差，使镜头的分辨率高，低畸变，能适应300万像素高清晰度视频摄像的要求；
在本实施例中，所述镜头机械结构包括主镜筒2，主镜筒2内腔前部安装有镜片组前组A，主镜筒2内腔后部安装有镜片组后组B；主镜筒2外围套设有连接座4，连接座4与主镜筒2通过螺纹配合，在旋转主镜筒时能够使主镜筒前后移动以实现调焦。
在本实施例中，前组A与后组B之间设置有隔套7，光线通过所述隔套7中部的通光孔进入后组B，保证前组A与后组B之间的空气间隔。主镜筒2前端设有压紧在正弯月型透镜A-1（5）前侧外缘部的压圈1，压圈1通过螺钉锁紧固定于主镜筒前端，压圈1限制产品内部元件自由度，保证镜片装配的固定性和稳定性，同时该压圈1台阶状结构，既节省材料、减轻重量，也能更好的吸收边缘杂散光；双凹透镜B-1（8）和双凸透镜B-2（9）密接的胶合组与双凸透镜B-3（10）之间设置有隔圈（11）。
在本实施例中，为了满足客户摄像机的使用要求，所述连接座4采用C接口，连接座4上旋接有锁紧钉3和限位钉12，其中锁紧钉3能够锁紧连接座4与主镜筒2的轴向位置，防止已经确认的焦距在摄象机移动或者震动过程中动到主镜筒2而造成焦距变化；而限位钉12穿过连接座周壁后伸入主镜筒上限位槽中，能够限定主镜筒2的移动位置，防止过渡移动而脱落。
在结构设计时，保证镜头的同心度、精度和轴向位置的准确, 结构设计紧凑小巧（整体尺寸Ф30mm x 20mm），能适用于结构更加紧凑的场合。其中所有结构零件采用数控精密加工工艺，满足光学设计对空气距离的严格要求，使镜头的结构紧凑，体积小，重量轻。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有光焦度为负的镜片组前组A和光焦度为正的镜片组后组B，所述前组A和后组B之间设置有可变光阑C，所述前组A包括从左向右依次设置的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2；所述后组B包括从左向右依次设置的双凹透镜B-1和双凸透镜B-2密接的胶合组以及双凸透镜B-3。
2.根据权利要求1所述的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：所述前组A与后组B之间的空气间隔为6.27mm；所述可变光阑C与后组B之间的空气间隔为1.18mm。
3.根据权利要求1所述的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：所述前组A中正弯月型透镜A-1与负弯月型透镜A-2之间的空气间隔为0.12mm，所述后组B中胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.08mm。
4.根据权利要求1所述的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：所述镜头机械结构包括主镜筒，主镜筒内腔前部安装有镜片组前组A，主镜筒内腔后部安装有镜片组后组B；主镜筒外围套设有连接座。
5.根据权利要求4所述的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：前组A与后组B之间设置有隔套，主镜筒前端设有压紧在正弯月型透镜A-1前侧外缘部的压圈，双凹透镜B-1和双凸透镜B-2密接的胶合组与双凸透镜B-3之间设置有隔圈。
6.根据权利要求4所述的高分辨率微调日夜两用定焦镜头，其特征在于：所述连接座采用C接口，连接座上旋接有锁紧钉和限位钉。
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