CN104459950A - 高分辨率日夜两用微型镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高分辨率日夜两用微型镜头，所述镜头的光学系统沿光线入射方向依次设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有正弯月型透镜A-1、负弯月型透镜A-2以及双凸透镜A-3，所述后组B依次设有正弯月型透镜B-1、由单凹透镜B-2与双凸透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4。该镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像，具有低畸变、大相对孔径、高分辨率、性价比高使用、范围广等优点，能适应500万像素高清晰度视频摄像的要求，是家居监控的主流产品。

Description

高分辨率日夜两用微型镜头
技术领域
本发明涉及微型视频摄像系统的摄像镜头装置，特别是一种高分辨率日夜两用微型镜头。
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。因此，这些镜头都不能满足当前的需要。
得助于科学技术的发展和社会安全需求的激增，安防市场得到的迅猛的扩展。现今随着先进的视频压缩编码技术不断成熟，基于IP的网络传输的飞速发展以及数码变焦技术的应用，市场上已推出了一系列两百万、三百万像素的高清摄像机。
发明内容
为了满足微型摄像的高清晰度的需求，提升微型视频摄像系统的图像画质，提高画面的真实性，扩大微型摄像机系统的应用范围，克服微型摄像镜头现有技术性能指标低这一缺陷，本发明的目的在于为微型视频摄像系统提供一种低畸变、分辨率优于200万像素的高分辨率日夜两用微型镜头。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高分辨率日夜两用微型镜头，所述镜头的光学系统沿光线入射方向依次设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有正弯月型透镜A-1、负弯月型透镜A-2以及双凸透镜A-3，所述后组B依次设有正弯月型透镜B-1、由单凹透镜B-2与双凸透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4。
进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔是7.01mm。
进一步的，所述前组A中的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2之间的空气间隔是2.354mm，所述负弯月型透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.576mm。
进一步的，所述后组B中的正弯月型透镜B-1与胶合组之间的空气间隔是0.276mm，所述胶合组与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.157mm。
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480～850nm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500万像素高清晰度视频摄像的要求。
（3）该镜头既结合市场光学参数及解像需求，在前人的基础上进行深度挖掘，同时保证了较为宽松的公差要求，从而做到较高的性价比。
（4）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φ14mm×16.4mm），能适用于结构更加紧凑的场合，比如小型的球机、半球机等等，其适用面更广。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。
（5）该镜头具有低畸变、大相对孔径、高分辨率、性价比高使用、范围广等优点，是家居监控的主流产品。
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-正弯月型透镜A-1，A-2-负弯月型透镜A-2，A-3-双凸透镜A-3，B-后组B，B-1-正弯月型透镜B-1，B-2-单凹透镜B-2，B-3-双凸透镜B-3，B-4-双凸透镜B-4；1-主镜筒，2-第一隔圈，3-第二隔圈，4-胶合组，5-逃肉。
具体实施方式
如图1所示，一种高分辨率日夜两用微型镜头，所述镜头的光学系统沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有正弯月型透镜A-1、负弯月型透镜A-2以及双凸透镜A-3，所述后组B依次设有正弯月型透镜B-1、由单凹透镜B-2与双凸透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4。
在本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔是7.01mm；所述前组A中的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2之间的空气间隔是2.354mm，所述负弯月型透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.576mm；所述后组B中的正弯月型透镜B-1与胶合组之间的空气间隔是0.276mm，所述胶合组与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.157mm。
在本实施例中，该镜头通过反远距型光学结构实现的技术指标如下：（1）焦距：f′=4mm；（2）相对孔径：F=1.7；（3）视场角：2ω=80°(像方像视场2η′≥φ7mm)；（4）畸变：＜-12%；（5）分辨率：可与500万像素高分辨率摄像机适配；（6）光路总长∑≤15.87mm，光学后截距l′≥6.82mm；（7）适用谱线范围：480nm～850nm。
如图2所示，所述镜头的机械结构包括主镜筒1，所述前组A和后组B依次安装在主镜筒1内并由前压圈（图中省略）压紧，所述正弯月型透镜A-1前侧由前压圈压紧，所述双凸透镜A-3和正弯月型透镜B-1之间设置有第一隔圈2，所述双凸透镜B-3和双凸透镜B-4之间设置有第二隔圈3，所述双凸透镜B-4后侧由主镜筒1内的台阶定位。
在本实施例中，机械件的设计主要满足客户的使用要求及保证镜片的通光和空气间隔。其中，所述主镜筒1保证镜片空气间隔的隔圈与镜片接触的平面要有精确的垂直度来保证镜片装配的准确性，对其内孔内径尺寸进行严格的尺寸控制，使其与镜片配合紧密达到镜片安装要求的同轴度和镜片光轴的一致性，且在主镜筒1上有严格的尺寸及位置要求，外径采用M12接口，满足客户使用摄像机的接口要求；另外，所述主镜筒1侧壁内还设计有逃肉5，加强主镜筒1强度，防止主镜筒1收缩变形。所述第一隔圈2保证双凸透镜A-3和正弯月型透镜B-1的空气间隔及其光轴装配，所述第二隔圈3保证胶合组4中的双凸透镜B-3和双凸透镜B-4的空气间隔及其光轴装配。
本发明结构轻巧，满足总体体积小的原则，且为了配合紧凑可采用数控加工工艺，保证其精度的准确性。
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 (5)

1.一种高分辨率日夜两用微型镜头，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光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有正弯月型透镜A-1、负弯月型透镜A-2以及双凸透镜A-3，所述后组B依次设有正弯月型透镜B-1、由单凹透镜B-2与双凸透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4。
2.根据权利要求1所述的高分辨率日夜两用微型镜头，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔是7.01mm。
3.根据权利要求1或2所述的高分辨率日夜两用微型镜头，其特征在于：所述前组A中的正弯月型透镜A-1和负弯月型透镜A-2之间的空气间隔是2.354mm，所述负弯月型透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.576mm。
4.根据权利要求1或2所述的高分辨率日夜两用微型镜头，其特征在于：所述后组B中的正弯月型透镜B-1与胶合组之间的空气间隔是0.276mm，所述胶合组与双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.157mm。
5.根据权利要求1所述的高分辨率日夜两用微型镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括主镜筒，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，所述正弯月型透镜A-1前侧由前压圈压紧，所述双凸透镜A-3和正弯月型透镜B-1之间设置有第一隔圈，所述双凸透镜B-3和双凸透镜B-4之间设置有第二隔圈，所述双凸透镜B-4后侧由主镜筒内的台阶定位。
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