CN105739046A - 星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件 - Google Patents

星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件 Download PDF

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CN105739046A CN201610232873.4A CN201610232873A CN105739046A CN 105739046 A CN105739046 A CN 105739046A CN 201610232873 A CN201610232873 A CN 201610232873A CN 105739046 A CN105739046 A CN 105739046A
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杨芳
戴根
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Abstract

一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，其特征在于：所述后镜筒组件包括后镜筒(2)，后镜筒(2)内沿光线入射方向依次设置有第六镜片(C6)、第七镜片(C7)、第八镜片(C8)、第九镜片(C9)、第十镜片(C10)和第十一镜片(C11)。采用本发明的后镜筒组件的星光级道路监控变焦镜头采用超大光圈技术，光圈值达到F2.0；此外，镜头采用多层宽带镀膜技术、超低色散光学玻璃技术，有效地提高通光率，减轻普通镜头易出现的炫光、鬼影等现象；外观方面，此款镜头全金属机身，金属外壳对镜头也起到很好的抗压、保护作用。

Description

星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件
技术领域
本发明涉及镜头领域，尤其是一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件。
背景技术
传统的红外补光技术虽然能在低照度下获得清晰的成像，但会失去色彩,只能形成黑白图像，而且通过红外补光，车牌这类高反光的物体很容易过曝，而衣着颜色、车身颜色、车牌等又往往都是破案的关键线索，丢失不得——所以低照度下的清晰彩色成像需求越来越多。
低照度摄像机是近年来随着半导体技术发展而推出的监控行业的热点产品。低照度摄像机，从字面上就可以看出，是指在光照较暗的情况下仍然可以获得比较清晰图像的摄像机。目前安防行业通常将前端摄像机分为四个等级：普通级摄像机，一般照度值均大于0.1lux；照度值范围在0.1lux至0.01lux之间的摄像机，一般被称为低照度摄像机；而被称为月光级摄像机，其照度值范围在0.01lux至0.001lux间；当最低照度值达到甚至低于0.0001lux的时候，便达到了“星光级”的超低照度摄像机。在星光环境下无任何辅助光源，可以显示清晰的彩色图像，区别于普通摄像机只能显示黑白图像。
目前低照度摄像机普遍应用于平安城市、军队、边防、银行、医院、高速公路等对日夜监控要求比较高的领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，以实现星光级道路监控变焦镜头不需要红外灯也不需要闪光灯，晚上可以实现不拖尾清晰的彩色监控。
本发明的技术方案是：
一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，其特征在于：所述后镜筒组件包括后镜筒，后镜筒内沿光线入射方向依次设置有第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片、第十镜片和第十一镜片，其中第六镜片、第九镜片为双凸型透镜，第十镜片为单凸型透镜，第七镜片为双凹型透镜，第八镜片和第十一镜片为月牙形透镜，第八镜片和第九镜片组成密接的胶合组。
后镜筒的前后两端分别设有第一压环和第二压环；所述第六镜片、第七镜片和第八镜片之间设有机械隔圈。
所述第六镜片的S11面曲率半径为39.439mm，S12面曲率半径为-51.155mm，折射率为1.945958±50X10-5，色散系数为17.944±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为12.8±0.02；第七镜片的S13面曲率半径为-44.344mm，S14面曲率半径为26.51mm，折射率为1.728250±50X10-5，色散系数为28.315±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为2±0.02；第八镜片的S15面曲率半径为50.729mm，S16面曲率半径为-21.569mm，折射率为1.846670±50X10-5，色散系数为23.791±0.8％，有效直径为22.4mm，镜片中心厚度D5为1.6±0.02；第九镜片的S7面曲率半径为21.569mm，S18面曲率半径为-38.818mm，折射率为1.607381±50X10-5，色散系数为56.657±0.8％，有效直径为23.1mm，镜片中心厚度D5为8.2±0.02；第十镜片的S19面曲率半径为25.651mm，S20面曲率半径为无穷大，折射率为1.617203±50X10-5，色散系数为53.928±0.8％，有效直径为20.4mm，镜片中心厚度D5为19.5±0.02；第十一镜片的S21面曲率半径为27.959mm，S22面曲率半径为15.4mm，折射率为1.785901±50X10-5，色散系数为44.207±0.8％，有效直径为18.5mm，镜片中心厚度D5为2.1±0.02。
本发明的有益效果是：
采用本发明的后镜筒组件的星光级道路监控变焦镜头采用超大光圈技术，光圈值达到F2.0；此外，镜头采用多层宽带镀膜技术、超低色散光学玻璃技术，有效地提高通光率，减轻普通镜头易出现的炫光、鬼影等现象；外观方面，此款镜头全金属机身，金属外壳对镜头也起到很好的抗压、保护作用。
路灯未开启的园区内，从夜晚同一时间普通监控镜头与本发明的星光级道路监控变焦镜头的效果对比可知。普通监控镜头在强制彩色后获得的图像只能隐约看到树木、道路、建筑的轮廓，整体环境一片漆黑，已经失去了监控的作用；而采用本发明的后镜筒组件的星光级道路监控变焦镜头对于道路、建筑物、甚至远处车辆的细节都能还原得非常清晰，而且整体画面没有明显的噪点，低照下的彩色效果表现优秀。
采用本发明的后镜筒组件的星光级道路监控变焦镜头应用最多的场景是在道路监控上，需要既能看清整体环境，又能抑制过往车辆大灯，看清车牌。一方面低照场景下需要尽可能让更多光线进入摄像机，但另一方面需要把过亮的强光弱化，否则容易过曝干扰成像效果。采用本发明的后镜筒组件的星光级道路监控变焦镜头解决了这个难题，实际监控中，车大灯强光被压制，车身细节包括车牌清晰可见，而周边路面环境也非常清晰。
随着像素的提高，彩色低照效果越差，这是由于摄像机对传感器的尺寸有要求，在尺寸变化不大的情况下，像素点越多，单位像素的感光面积越小，从而低照效果越差。目前星光级摄像机以1080P分辨率为主，都是基于1/2”左右的传感器，而市面上主流的300W摄像机都是基于1/3”的传感器，自然很难在夜间获得好的低照效果。而本发明采用的传感器大小为2/3”左右，低照效果自然优于现有技术，是高分辨率与星光级技术的结合，克服了低照效果差的弊端。
发明通过机械隔圈来保证各个透镜之间的空气间隔，并且在机械隔圈内壁设有消光螺纹，可有效消除镜头的杂散光，提高镜头的分辨率。
滤镜环前端端口的螺纹设计，便于用户在镜头上任意增减合适的滤光镜，且滤镜环具有遮光罩功能，提高美观性的同时还能兼顾保证消除系统边缘杂散光功能。本发明可有效降低后面镜片的口径，使得系统能够设计成市面上通用的C接口结构，增大通用性。
附图说明
图1是本发明的整体的结构示意图。
图2是本发明的侧面的结构示意图。
图3是本发明的剖视结构示意图。
图4是本发明的前镜筒的立体结构示意图。
图5是本发明的前镜筒的剖视结构示意图。
图6是本发明的后镜筒的立体结构示意图。
图7是本发明的后镜筒的剖视结构示意图。
图8是本发明的主镜筒的立体结构示意图。
图9是本发明的主镜筒的剖视结构示意图。
图10是本发明的装饰环的结构示意图。
图11是本发明的装饰环的剖视结构示意图。
图12是本发明的调焦手轮的立体结构示意图。
图13是本发明的调焦手轮的剖视结构示意图。
图14是本发明的光圈手轮的立体结构示意图。
图15是本发明的固定环的结构示意图。
图16是本发明的滤镜环的结构示意图。
图17是本发明的第一压环的结构示意图。
图18是本发明的光圈座的立体结构示意图。
图19是本发明的光圈座的剖视结构示意图。
图20是本发明的接口的结构示意图。
图21是本发明的接口的剖视结构示意图。
图22是本发明的第一挡圈的剖视结构示意图。
图23是本发明的凸轮板的平面结构示意图。
图24是本发明的凸轮板的侧面结构示意图。
图25是本发明的光阑片正面的结构示意图。
图26是本发明的光阑片侧面结构示意图。
图27是本发明的光阑片背面结构示意图。
图28是本发明的第一镜片的结构示意图。
图29是本发明的第二镜片的结构示意图。
图30是本发明的第三镜片的结构示意图。
图31是本发明的第四镜片的结构示意图。
图32是本发明的第五镜片的结构示意图。
图33是本发明的第六镜片的结构示意图。
图34是本发明的第七镜片的结构示意图。
图35是本发明的第八镜片的结构示意图。
图36是本发明的第九镜片的结构示意图。
图37是本发明的第十镜片的结构示意图。
图38是本发明的第十一镜片的结构示意图。
图39是本发明的前光学组的结构示意图。
图40是本发明的后光学组的结构示意图。
图中：1为前镜筒、2为后镜筒、3为主镜筒、4为装饰环、5为调焦手轮、6为光圈手轮、7为固定环、8为滤镜环、9为光圈座、10为接口、11为第一压环、12为第二压环、13为第一垫圈、16为凸轮板、17为光阑片、19为导向钉、20为光圈手轮限位钉、21为调焦手轮限位钉；C1为第一镜片、C2为第二镜片、C3为第三镜片、C4为第四镜片、C5为第五镜片、C6为第六镜片、C7为第七镜片、C8为第八镜片、C9为第九镜片、C10为第十镜片、C11为第十一镜片、22为弧形台阶、30为螺旋凹槽、160为光阑导钉槽、161为凸轮板滑动定位板、170为光阑导钉、70为槽口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图1至图40，一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，所述后镜筒组件包括后镜筒2，后镜筒2内沿光线入射方向依次设置有第六镜片C6、第七镜片C7、第八镜片C8、第九镜片C9、第十镜片C10和第十一镜片C11，其中第六镜片C6、第九镜片C9为双凸型透镜，第十镜片C10为单凸型透镜，第七镜片C7为双凹型透镜，第八镜片C8和第十一镜片C11为月牙形透镜，第八镜片C8和第九镜片C9组成密接的胶合组。
后镜筒2的前后两端分别设有第一压环11和第二压环12；所述第六镜片C6、第七镜片C7和第八镜片C8之间设有机械隔圈。
所述第六镜片C6的S11面曲率半径为39.439mm，S12面曲率半径为-51.155mm，折射率为1.945958±50X10-5，色散系数为17.944±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为12.8±0.02；第七镜片C7的S13面曲率半径为-44.344mm，S14面曲率半径为26.51mm，折射率为1.728250±50X10-5，色散系数为28.315±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为2±0.02；第八镜片C8的S15面曲率半径为50.729mm，S16面曲率半径为-21.569mm，折射率为1.846670±50X10-5，色散系数为23.791±0.8％，有效直径为22.4mm，镜片中心厚度D5为1.6±0.02；第九镜片C9的S7面曲率半径为21.569mm，S18面曲率半径为-38.818mm，折射率为1.607381±50X10-5，色散系数为56.657±0.8％，有效直径为23.1mm，镜片中心厚度D5为8.2±0.02；第十镜片C10的S19面曲率半径为25.651mm，S20面曲率半径为无穷大，折射率为1.617203±50X10-5，色散系数为53.928±0.8％，有效直径为20.4mm，镜片中心厚度D5为19.5±0.02；第十一镜片C11的S21面曲率半径为27.959mm，S22面曲率半径为15.4mm，折射率为1.785901±50X10-5，色散系数为44.207±0.8％，有效直径为18.5mm，镜片中心厚度D5为2.1±0.02。
一种星光级道路监控变焦镜头，所述星光级道路监控变焦镜头包括主镜筒3，所述主镜筒3内沿光线入射方向依次设置有前镜筒1、光阑调节机构和后镜筒2；所述前镜筒1内沿光线入射方向依次设置有第一镜片C1、第二镜片C2、第三镜片C3、第四镜片C4和第五镜片C5，其中第一镜片C1、第二镜片C2和第四镜片C4为正月牙型透镜，第三镜片C3为双凹型透镜，第五镜片C5为双凸型透镜，且第一镜片C1和第二镜片C2组成密接的胶合组，第三镜片C3和第四镜片C4组成密接的胶合组；所述后镜筒2内沿光线入射方向依次设置有第六镜片C6、第七镜片C7、第八镜片C8、第九镜片C9、第十镜片C10和第十一镜片C11，其中第六镜片C6、第九镜片C9为双凸型透镜，第十镜片C10为单凸型透镜，第七镜片C7为双凹型透镜，第八镜片C8和第十一镜片C11为月牙形透镜，第八镜片C8和第九镜片C9组成密接的胶合组；前镜筒1外部设有与其螺纹连接的调焦手轮5，调焦手轮5与主镜筒3转动套接；光阑调节机构包括光阑片17、凸轮板16和光圈座9，凸轮板16与光圈座9转动连接，光阑片17与凸轮板16通过活动槽连接，光阑片17程弯月型，其两端分别设有一个光阑导钉170，所述2个光阑导钉170分别设置在光阑片17的两侧面上，并向外凸起，凸轮板16上有圆形开口，圆形开口上设有放射状的多个光阑导钉槽160，光阑导钉170在光阑导钉槽160内活动连接，凸轮板16通过凸轮板滑动定位板161与光圈手轮6滑动连接，光圈手轮6与主镜筒3转动套接；后镜筒2的外壁设有弧形台阶22，前镜筒1与后镜筒2的弧形台阶22固定连接。
所述主镜筒3中部设有装饰环4；第二镜片C2与第三镜片C3之间还设有第一垫圈13；后镜筒2的前后两端分别设有第一压环11和第二压环12。
所述前镜筒1前端设有滤镜环8；所述滤镜环8的内周壁由外往内呈阶梯状逐渐减小，且滤镜环8的前端端口的内周壁设有螺纹。
所述主镜筒3外设有固定环7，固定环内设有一槽口70，主镜筒3上位于对应固定环7的槽口70位置设有导向钉19；第六镜片C6、第七镜片C7和第八镜片C8之间设有机械隔圈。
所述星光级道路监控变焦镜头的法兰后焦≥12.5mm，光学后焦12.82mm；焦距为35mm±2mm，视场角为36°±1.8°。
所述光圈手轮6通过光圈手轮限位钉20与主镜筒3进行转动的限位；调焦手轮5通过调焦手轮限位钉21与主镜筒3进行转动的限位；后镜筒2上还设有接口10。
所述光阑片17为片状，弯月形，其外边缘半径为29±0.03mm，其内边缘半径为20.6±0.03mm，其两个光阑导钉170的开合角度α为138°±6°；光阑导钉170为与光阑片17铆合的铜柱。
所述第一镜片C1的S1面曲率半径为23.032mm，S2面曲率半径为49.48mm，折射率为1.755205±50X10-5，色散系数为27.54±0.8％，有效直径为31mm，镜片中心厚度D1为5±0.02；第二镜片C2的S3面曲率半径为49.48mm，S4面曲率半径为14.457mm，折射率为1.523074±50X10-5，色散系数为58.658±0.8％，有效直径为31.1mm，镜片中心厚度D2为2.2±0.02；第三镜片C3的S5面曲率半径为-24.608mm，S6面曲率半径为20.398mm，折射率为1.846670±50X10-5，色散系数为23.791±0.8％，有效直径为18.6mm，镜片中心厚度D3为2.3±0.02；第四镜片C4的S7面曲率半径为20.398mm，S8面曲率半径为198.437mm，折射率为1.744004±50X10-5，色散系数为44.904±0.8％，有效直径为20.6mm，镜片中心厚度D4为4.5±0.02；第五镜片C5的S9面曲率半径为46.969mm，S10面曲率半径为-29.38mm，折射率为1.496998±50X10-5，色散系数为81.595±0.8％，有效直径为20mm，镜片中心厚度D5为5.5±0.02。
所述第六镜片C6的S11面曲率半径为39.439mm，S12面曲率半径为-51.155mm，折射率为1.945958±50X10-5，色散系数为17.944±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为12.8±0.02；第七镜片C7的S13面曲率半径为-44.344mm，S14面曲率半径为26.51mm，折射率为1.728250±50X10-5，色散系数为28.315±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为2±0.02；第八镜片C8的S15面曲率半径为50.729mm，S16面曲率半径为-21.569mm，折射率为1.846670±50X10-5，色散系数为23.791±0.8％，有效直径为22.4mm，镜片中心厚度D5为1.6±0.02；第九镜片C9的S7面曲率半径为21.569mm，S18面曲率半径为-38.818mm，折射率为1.607381±50X10-5，色散系数为56.657±0.8％，有效直径为23.1mm，镜片中心厚度D5为8.2±0.02；第十镜片C10的S19面曲率半径为25.651mm，S20面曲率半径为无穷大，折射率为1.617203±50X10-5，色散系数为53.928±0.8％，有效直径为20.4mm，镜片中心厚度D5为19.5±0.02；第十一镜片C11的S21面曲率半径为27.959mm，S22面曲率半径为15.4mm，折射率为1.785901±50X10-5，色散系数为44.207±0.8％，有效直径为18.5mm，镜片中心厚度D5为2.1±0.02。
本发明设计独立的光阑片结构，不近可兼顾优化加工、装配工艺，而且可提升加工、装配效率。
本发明设置调焦调节机构前置，光阑调节机构后置，有助于结构的合理布局以及整体比例的一致协调。调焦调节机构采用不同导程的正反螺牙研磨配合进行调焦，通过限位钉、弧形台阶对后镜筒座和主镜筒的限位，旋转调焦手轮5时，使得调焦手轮5带动前镜筒1相对后镜筒2做圆周运动并且微量螺旋前进或后退，调焦动作精确、可靠、无卡滞。
本发明的光阑调节原理是：光圈手轮6旋转通过凸轮板16带动光阑导钉进而带动光阑片17相对后镜筒2转动，具体说是，凸轮板16通过光阑导钉槽160拨动光阑导钉170，进而带动独立可变光阑的光圈调节装置转动，从而达到独立调节光圈开大关小的目的。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，其特征在于：所述后镜筒组件包括后镜筒(2)，后镜筒(2)内沿光线入射方向依次设置有第六镜片(C6)、第七镜片(C7)、第八镜片(C8)、第九镜片(C9)、第十镜片(C10)和第十一镜片(C11)，其中第六镜片(C6)、第九镜片(C9)为双凸型透镜，第十镜片(C10)为单凸型透镜，第七镜片(C7)为双凹型透镜，第八镜片(C8)和第十一镜片(C11)为月牙形透镜，第八镜片(C8)和第九镜片(C9)组成密接的胶合组。
2.根据权利要求1所述的星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，其特征在于所述后镜筒(2)的前后两端分别设有第一压环(11)和第二压环(12)；第六镜片(C6)、第七镜片(C7)和第八镜片(C8)之间设有机械隔圈。
3.根据权利要求1所述的星光级道路监控变焦镜头用后镜筒组件，其特征在于所述第六镜片(C6)的S11面曲率半径为39.439mm，S12面曲率半径为-51.155mm，折射率为1.945958±50X10-5，色散系数为17.944±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为12.8±0.02；第七镜片(C7)的S13面曲率半径为-44.344mm，S14面曲率半径为26.51mm，折射率为1.728250±50X10-5，色散系数为28.315±0.8％，有效直径为22.2mm，镜片中心厚度D5为2±0.02；第八镜片(C8)的S15面曲率半径为50.729mm，S16面曲率半径为-21.569mm，折射率为1.846670±50X10-5，色散系数为23.791±0.8％，有效直径为22.4mm，镜片中心厚度D5为1.6±0.02；第九镜片(C9)的S7面曲率半径为21.569mm，S18面曲率半径为-38.818mm，折射率为1.607381±50X10-5，色散系数为56.657±0.8％，有效直径为23.1mm，镜片中心厚度D5为8.2±0.02；第十镜片(C10)的S19面曲率半径为25.651mm，S20面曲率半径为无穷大，折射率为1.617203±50X10-5，色散系数为53.928±0.8％，有效直径为20.4mm，镜片中心厚度D5为19.5±0.02；第十一镜片(C11)的S21面曲率半径为27.959mm，S22面曲率半径为15.4mm，折射率为1.785901±50X10-5，色散系数为44.207±0.8％，有效直径为18.5mm，镜片中心厚度D5为2.1±0.02。
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