CN106526816B - 3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，光学系统包括沿光线自左向右入射方向依次设置的前组A、光阑C、后组B，前组A包括依次设置的双凹透镜A‑1、双凸透镜A‑2，后组B包括依次设置的塑料非球面镜片B‑1、塑料非球面镜片B‑2，本发明解决了镜头低成本与高品质无法共存的矛盾，推动安防镜头向高品质低成本的发展，提升产品市场竞争力，扩大摄像镜头的应用范围；在保证成像品质优、温漂小以及日夜共焦等性能情况下，实现了更低成本，同时满足体积更小、重量更轻、结构更精简的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头。
背景技术
目前市场上有各种各样的3.6mm等短焦距广角镜头应用于安防系统中，为了降低镜头成本，大家都逐渐减少了镜片使用，因此就必然会降低对镜头的品质与性能，使得成像结果不尽如人意。然而使用更多玻璃镜片来提高镜头品质，却又大大增加了产品成本，导致产品推广难度提升，市场竞争力下降。总之在目前的安防行业中，鲜有真正意义上的低成本、高像质、低温漂定焦镜头。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线自左向右入射方向依次设置的前组A、光阑C、后组B，前组A为负光焦度，后组B为正光焦度，所述前组A包括依次设置的双凹透镜A-1、双凸透镜A-2，所述后组B包括依次设置的塑料非球面镜片B-1、塑料非球面镜片B-2。
进一步的，所述双凹透镜A-1的物侧面和像侧面的曲率半径分别为-26.13mm和3.67mm，双凸透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径分别为37.82mm和-8.97mm。
进一步的，所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间的空气间隔为5.3mm，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间的空气间隔为2.4mm，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间的空气间隔为0.24mm。
进一步的，所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间设置有AB隔圈，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间设置有BC隔圈，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间设置有CD间隔纸。
进一步的，所述主镜筒为塑料镜筒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：解决了镜头低成本与高品质无法共存的矛盾，推动安防镜头向高品质低成本的发展，提升产品市场竞争力，扩大摄像镜头的应用范围；在保证成像品质优、温漂小以及日夜共焦等性能情况下，实现了更低成本，同时满足体积更小、重量更轻、结构更精简的优势；以超低的成本实现高清摄像水平，不但在白天能达到高品质像素，同时在夜晚的情况下也具有高清像质，还能在极限温度的恶劣环境下保证成像品质。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明的光学系统示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明在可见光下中心视场像质最佳情况下的MTF图；
图4为本发明在夜视情况下中心视场像质最佳情况下的MTF图；
图中：A-1-双凹透镜A-1、A-2-双凸透镜A-2、C-光阑C、B-1-塑料非球面镜片B-1、B-2。-塑料非球面镜片B-2、1-主镜筒、2-AB隔圈、3-BC隔圈、4-CD间隔纸、5-保护玻璃盖板、6-传感器。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1～4所示，一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线自左向右入射方向依次设置的前组A、光阑C、后组B，前组A为负光焦度，后组B为正光焦度，以实现前后补偿的目的，所述前组A包括依次设置的双凹透镜A-1、双凸透镜A-2，所述后组B包括依次设置的塑料非球面镜片B-1、塑料非球面镜片B-2。
在本实施例中，所述双凹透镜A-1的物侧面和像侧面的曲率半径分别为-26.13mm和3.67mm，双凸透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径分别为37.82mm和-8.97mm。
在本实施例中，所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间的空气间隔为5.3mm，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间的空气间隔为2.4mm，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间的空气间隔为0.24mm。
在本实施例中，所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间设置有AB隔圈，AB隔圈用来保证双凹透镜A-1与双凸透镜A-2的空气间隔及其光轴装配，同时对无效光线进行拦截与吸收，隔圈内部采用消光纹式设计能够有效解决镜头杂散光问题，使得成像画面更加干净清晰，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间设置有BC隔圈，BC隔圈用来保证双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1的空气间隔及其光轴装配，同时对无效光线进行拦截与吸收，隔圈内部采用消光纹式设计能够有效解决镜头杂散光问题，通过对光阑位置的内孔尺寸管控，能够保证镜头的通光孔径，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间设置有CD间隔纸，CD间隔纸用来拦截塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2的无效光，并保证其有效通光孔径。
在本实施例中，所述后组B像侧面那侧设置有传感器，传感器在光线入射那侧设置有保护玻璃盖板(Cover Glass)。
在本实施例中，所述主镜筒为塑料镜筒，主镜筒作为承载镜片与隔圈的套筒，采用特殊塑料材质，并通过模具直接注塑成型，具有尺寸精度高、批次一致性和稳定性好、成型效率高、重量轻等优点；镜筒内部各阶梯的内径需要严格按照图纸公差加工外，各阶梯之间的同轴度也是确保成像品质的重要因素，即隔圈与镜片接触的平面要有精确的垂直度与同轴度来保证镜片装配的准确性，使其与镜片配合紧密,保证镜片光轴的一致性；此镜筒采用高温熔着工艺将整组镜片与隔圈固定在一起，保证了成像品质，具有一定防水和防震动效果；该镜筒还采用M12X0.5-4h的接口方式，以匹配客户摄像机的使用要求。
在本实施例中，本镜头光路总长较短，则镜头的体积小，后焦大，可满足多种接口的摄像机；使用两片塑料非球面，像质好，成本低；通过精确分配光焦度，使夜视、高低温全齐焦，保证在高低温等恶劣环境仍可正常使用；前组A选用高折射、低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃来消色差和像散；该镜头外部结构采用塑料材质镜筒，使得镜头更加轻巧。
光学元件参数如下表：
在本实施例中，面1的间距是指面1与面2表面之间的中心距离，其他以此类推。
非球面具体面型方程如下：
式中，Z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c＝1/R，R表示镜面的近轴曲率半径；K为圆锥系数；A、B、C、D为高次非球面系数。
非球面系数数据如下：
| 非球面序号 | K | A | B | C | D |
| 5 | -0.7 | 1.5404E-003 | 7.8527E-005 | -3.055E-005 | 8.1135E-006 |
| 6 | -0.4 | 0.01815 | 1.2832E-004 | -9.627E-005 | 6.6737E-006 |
| 7 | -0.8 | 0.02154 | -2.314E-004 | -9.259E-005 | 5.9627E-006 |
| 8 | -12.2 | 2.8771E-003 | 1.8365E-003 | -1.877E-004 | 2.7456E-005 |
本发明的光学系统达到了如下的技术指标：
焦距：f＝3.6mm；
相对孔径F＝2.2；
视场角：2w≥120°(像方像视场2η≥Φ6.6mm)；
畸变：＜-15％；
分辨率：可与200万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；
光路总长∑≤22mm，光学后截距L≥5mm；
适用谱线范围：480nm～850nm。
从图3和图4可知，可见光和红外光透过镜头后焦面的距离相差很小，在同一像面上能同时满足两种波段成像要求，可见光成像时，中心视场160线对处大于0.6，边缘视场160线对处大于0.4；红外0.85微米波长成像时，中心视场160线对处大于0.4，边缘视场160线对处大于0.2，真正实现日夜共焦效果。
上列为较佳实施例，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 (2)
1.一种3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头，其特征在于：包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线自左向右入射方向依次设置的前组A、光阑C、后组B，前组A为负光焦度，后组B为正光焦度，所述前组A包括依次设置的双凹透镜A-1、双凸透镜A-2，所述后组B包括依次设置的塑料非球面镜片B-1、塑料非球面镜片B-2，所述双凹透镜A-1的物侧面和像侧面的曲率半径分别为-26.13mm和3.67mm，双凸透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径分别为37.82mm和-8.97mm，：所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间的空气间隔为5.3mm，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间的空气间隔为2.4mm，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间的空气间隔为0.24mm，所述双凹透镜A-1与双凸透镜A-2之间设置有AB隔圈，双凸透镜A-2与塑料非球面镜片B-1之间设置有BC隔圈，塑料非球面镜片B-1与塑料非球面镜片B-2之间设置有CD间隔纸。
2.根据权利要求1所述的3.6mm非球面日夜两用高清定焦镜头，其特征在于：所述主镜筒为塑料镜筒。
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