CN104459947A - 超广角高清日夜两用定焦模具镜头 - Google Patents

超广角高清日夜两用定焦模具镜头 Download PDF

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杨樟洪
肖维军
张世忠
陈华萍
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Abstract

本发明涉及一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头，所述镜头的光学系统沿光线入射方向依次设有前组A、光栏C和后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、负月牙型透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距fA=-9.8mm；所述后组B依次设有双凸透镜B-1以及由双凸透镜B-2与负月牙型透镜B-3密接的胶合组，其焦距fB=5.67mm。该镜头具有超广角、高分辨率、大相对孔径、日夜共焦等优点，在具备出色灵敏度的同时，在小范围的空间保证图像的高清晰度及超广角；同时，即使在光线不足或夜晚的情况下，也能保证图像的高品质，达到百万像素；一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所，是微型监控摄像系统的主流产品。

Description

超广角高清日夜两用定焦模具镜头
技术领域
本发明涉及监控系统的摄像镜头装置，特别是一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展、人们安全意识的逐渐提高，推动着安防市场的不断进步，因此市场对于更高分辨率镜头的追求也就呼之欲出。然而，虽然市场上早有各种各样的定焦镜头应用于监控系统中，但是它们的总体光学性能指标普遍偏低，即使有些能达到高清的要求，可在监控小空间、高清晰广角中仍有许多缺陷，不能同时具有超广角、高分辨率、大相对孔径、日夜共焦等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头，在具备出色灵敏度的同时，在小范围的空间保证图像的高清晰度及超广角；同时，即使在光线不足或夜晚的情况下，也能保证图像的高品质，达到百万像素。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头，所述镜头的光学系统沿光线入射方向依次设有前组A、光栏C和后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、负月牙型透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距fA=-9.8mm；所述后组B依次设有双凸透镜B-1以及由双凸透镜B-2与负月牙型透镜B-3密接的胶合组，其焦距fB=5.67mm。
进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔是1.16mm。
进一步的，所述前组A的负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间的空气间隔是1.84mm，所述负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.79mm。
进一步的，所述后组B的双凸透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.1mm。
进一步的，所述镜头的机械结构包括主镜筒和前压圈，所述前组A和后组B依次安装在主镜筒内并由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1前侧由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间设置有第一隔圈，所述双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间设置有第二隔圈，所述双凸透镜B-1和双凸透镜B-2之间设置有第三隔圈，所述负月牙型透镜B-3后侧由主镜筒内的台阶定位。
进一步的，所述第二隔圈内孔设有阶梯式消光纹。
进一步的，所述第三隔圈采用L型阶梯式结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）采用正负光焦度分离的反远距型结构，前组A的焦距fA=-9.8mm，后组B的焦距fB=5.67mm，两组元组合后，使镜头的后主角前移，镜头的后截距l′≧1.2f′。
（2）前组A的两片负月牙型透镜都选用高折射率的玻璃承担了很大的光焦度，使广角的斜光线，经过前组A后，快速“收敛”，与光轴的倾斜夹角减小，经后组B折射后，主光线与光轴的夹角减小，使镜头实现了优良的像差校正，且使像面的照度均匀。
（3）在镜头的光栏C后面放置鼓形的双凸透镜B-1，有效地利用它来校正镜头的像差，使镜头的分辨率高达300万像素。
（4）镜头具有超广角、高分辨率、大相对孔径、日夜共焦等优点，一般用于电梯轿箱内、大厅等小视距大视角场所，是微型监控摄像系统的主流产品。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的阐述。
附图说明
图1为本发明实施例的光学系统图。
图2为本发明实施例的机械结构图。
图中：A-前组A，A-1-负月牙型透镜A-1，A-2-负月牙型透镜A-2，A-3-双凸透镜A-3，B-后组B，B-1-双凸透镜B-1，B-2-双凸透镜B-2，B-3-负月牙型透镜B-3，C-光栏C；1-主镜筒，2-第一隔圈，3-第二隔圈，4-第三隔圈。
具体实施方式
如图1所示，一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头，所述镜头的光学系统沿光线自左向右入射方向依次设有前组A、光栏C和后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、负月牙型透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距fA=-9.8mm；所述后组B依次设有双凸透镜B-1以及由双凸透镜B-2与负月牙型透镜B-3密接的胶合组，其焦距fB=5.67mm。
在本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔是1.16mm，所述前组A的负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间的空气间隔是1.84mm，所述负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.79mm，所述后组B的双凸透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.1mm。
在本实施例中，该镜头实现的技术指标如下：（1）焦距：f′=2.8mm；（2）相对孔径：F=1.8；（3）视场角：2ω≥114°（像方向视场2η′≥φ6mm）；（4）分辨率：可与300万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；（5）光路总长∑L≤22.46mm，光学后截距l′≥6.05mm；（6）适用谱线范围：480nm～850nm。
光学设计时，在视场角为超广角的前提下，对可视光谱范围为480～850nm进行像差校正和平衡，使镜头在可视光谱范围都具有优良的灵敏度，实现了日夜共焦，即宽光谱共焦。该镜头不仅能在白昼的光照条件下清晰成像，至少能达到三百万像素，还能在夜间照度极低的环境下，采用红外补光，达到清晰的百万像质，也能达到三百万像素。本发明选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过设计和优化校正了光学镜头的各种像差，使镜头实现超广角、高分辨率、大相对孔径、日夜共焦等优点。
如图2所示，所述镜头的机械结构包括主镜筒1和前压圈（图中省略），所述前组A和后组B依次安装在主镜筒1内并由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1前侧由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间设置有第一隔圈2，所述双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间设置有第二隔圈3，所述双凸透镜B-1和双凸透镜B-2之间设置有第三隔圈4，所述负月牙型透镜B-3后侧由主镜筒1内的台阶定位。
在本实施例中，所述主镜筒1由高精模具注塑而成，注塑过程中内壁设计若干均等厚度的逃肉，即可节省材料，亦保证注塑的均匀性，使其与镜片配合紧密度达到镜片安装要求；同时，为了保证同轴度和所有镜片光轴的一致性，在主镜筒1内各阶梯有严格的尺寸及位置要求，且外径要求M12×0.5-4h螺牙管控；而且主镜筒1所采用的特殊材料使得该镜头能经受得起温度从-20℃到60℃变化而不跑焦。
在本实施例中，所述第一隔圈2、第二隔圈3、第三隔圈4均由先进精密机床加工而成，高精度加工使得第一隔圈2与镜片接触的平面有足够精确的垂直度来保证镜片装配的平稳性，第一隔圈2主要用于保证负月牙型透镜A-1与负月牙型透镜A-2之间的空气间隔；第二隔圈3确保了其本身的尺寸要求，使其有足够精确的垂直度来保证镜片装配的准确性，主要用于保证双凸透镜A-3与双凸透镜B-1之间的空气间隔，内孔采用阶梯式消光纹能更好地消除杂散光与光晕，同时还保证了镜片的通光与光轴装配；所述第三隔圈4采用L型阶梯式结构，保证了双凸透镜B-1与双凸透镜B-2的通光和镜片之间的空气距离以及光轴装配。
在结构设计时，既保证镜片间的同心度、精度和轴向位置的准确性，又使镜头整体结构设计紧凑小巧（整体尺寸φ18mm×15.98mm），同时为了消除镜头的杂散光，在第二隔圈3做了消光纹，第三隔圈4做成阶梯式从而消除了光晕问题及保证结构的稳定性。
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 (7)

1.一种超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统沿光线入射方向依次设有前组A、光栏C和后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、负月牙型透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距fA=-9.8mm；所述后组B依次设有双凸透镜B-1以及由双凸透镜B-2与负月牙型透镜B-3密接的胶合组，其焦距fB=5.67mm。
2.根据权利要求1所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔是1.16mm。
3.根据权利要求1或2所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述前组A的负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间的空气间隔是1.84mm，所述负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.79mm。
4.根据权利要求1或2所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述后组B的双凸透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.1mm。
5.根据权利要求1所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括主镜筒和前压圈，所述前组A和后组B依次安装在主镜筒内并由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1前侧由前压圈压紧，所述负月牙型透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间设置有第一隔圈，所述双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间设置有第二隔圈，所述双凸透镜B-1和双凸透镜B-2之间设置有第三隔圈，所述负月牙型透镜B-3后侧由主镜筒内的台阶定位。
6.根据权利要求5所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述第二隔圈内孔设有阶梯式消光纹。
7.根据权利要求5所述的超广角高清日夜两用定焦模具镜头，其特征在于：所述第三隔圈采用L型阶梯式结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526810A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 福建福光光电科技有限公司 超广角定焦短款车载镜头
CN110068917A (zh) * 2019-05-05 2019-07-30 昆明科茂机电技术有限公司 一种车载镜头以及车载镜头模组

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