CN107643587A - 5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，包括镜筒，镜筒内沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、光阑、后组B，所述前组A包括依次设置的负月牙型透镜A‑1、双凹透镜A‑2、双凸透镜A‑3、负月牙型透镜A‑4，所述后组B包括依次设置的双凹透镜B‑1、双凸透镜B‑2、双凸透镜B‑3，双凹透镜B‑1与双凸透镜B‑2形成胶合组，本镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正与平衡，不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间或较低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像。
Description
技术领域
本发明涉及一种5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头。
背景技术
随着科技的发展，视觉时代已经到来，而且人们对图像品质的追求也将越来越高。虽然目前市场上有各种各样的监控镜头应用于安防系统中，但由于这些产品的光学性能指标均普遍不高，且大多数属于中低端产品，最多只能适配500万像素的芯片，因此安防市场对于超高像素的镜头将会越来越渴望。
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5.2mm日夜两用超高清4K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5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，包括镜筒，镜筒内沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、光阑、后组B，所述前组A包括依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2、双凸透镜A-3、负月牙型透镜A-4，所述后组B包括依次设置的双凹透镜B-1、双凸透镜B-2、双凸透镜B-3，双凹透镜B-1与双凸透镜B-2形成胶合组。
进一步的，所述负月牙型透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔为2.18mm，双凹透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔为0.65mm，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间的空气间隔为0.10mm，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间的空气间隔为0.54mm，胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.10mm。
进一步的，前组A为负光焦度，后组B为正光焦度。
进一步的，双凸透镜B-3后侧设置有保护玻璃片。
进一步的，负月牙型透镜A-1物侧面和像侧面的曲率半径别为9.1mm和3.5mm，双凹透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径别为-6.9mm和6.9mm，双凸透镜A-3物侧面和像侧面的曲率半径别为18.5mm和-7.5mm，负月牙型透镜A-4物侧面和像侧面的曲率半径别为7.8mm和11.2mm，双凹透镜B-1物侧面和像侧面的曲率半径别为-14.55mm和5.6mm，双凸透镜B-2物侧面和像侧面的曲率半径别为5.6mm和-5.6mm，双凸透镜B-3物侧面和像侧面的曲率半径别为13mm和-13mm。
进一步的，所述镜筒于负月牙型透镜A-1前侧设置有前压圈，负透镜B与负透镜C之间设有BC隔圈，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间设有CD隔圈，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间设有DE隔圈，胶合组与双凸透镜B-3之间设有FG隔圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构紧凑，镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正与平衡，不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间或较低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像。
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为本发明实施例的光学镜头机械结构示意图；
图2为本发明实施例的光学系统示意图；
图3为聚焦时的可见光中心视场像质最佳情况下的MTF；
图4为聚焦时的可见光中心视场像质最佳情况下的对应夜视的MTF。
图中：
1-前压圈、2-BC隔圈、3-CD隔圈、4-镜筒、5-DE隔圈、6-FG隔圈，7-负月牙型透镜A-1；8-双凹透镜A-2；9-双凸透镜A-3；10-负月牙型透镜A-4；11-双凹透镜B-1；12-双凸透镜B-2；13-双凸透镜B-3；14-光阑；15-保护玻璃片。
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1~2所示，一种5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，包括镜筒，镜筒内沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、光阑、后组B，所述前组A包括依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2、双凸透镜A-3、负月牙型透镜A-4，所述后组B包括依次设置的双凹透镜B-1、双凸透镜B-2、双凸透镜B-3，双凹透镜B-1与双凸透镜B-2形成胶合组。
在本次实施中，所述负月牙型透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔为2.18mm，双凹透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔为0.65mm，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间的空气间隔为0.10mm，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间的空气间隔为0.54mm，胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.10mm。
在本次实施中，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。
在本次实施中，双凸透镜B-3后侧设置有保护玻璃片。
在本次实施中，所述镜筒于负月牙型透镜A-1前侧设置有前压圈，负透镜B与负透镜C之间设有BC隔圈，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间设有CD隔圈，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间设有DE隔圈，胶合组与双凸透镜B-3之间设有FG隔圈。
在本次实施中，。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学结构达到了以下光学指标：
焦距：f′=5.2mm；
相对孔径F=1.8；
视场角：2w≥82°(像方像视场2η′≥Ф7.4mm)；
TV畸变：＜-4.3%；
光路总长∑≤22.6mm；
光学后截距L’≥7.5mm （机械后截距6.7mm）；
分辨率：可与800万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；
适用光谱线范围：480nm～850nm。
各镜片具体参数如下：
优选的，负月牙型透镜A-1物侧面和像侧面的曲率半径别为9.1mm和3.5mm，双凹透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径别为-6.9mm和6.9mm，双凸透镜A-3物侧面和像侧面的曲率半径别为18.5mm和-7.5mm，负月牙型透镜A-4物侧面和像侧面的曲率半径别为7.8mm和11.2mm，双凹透镜B-1物侧面和像侧面的曲率半径别为-14.55mm和5.6mm，双凸透镜B-2物侧面和像侧面的曲率半径别为5.6mm和-5.6mm，双凸透镜B-3物侧面和像侧面的曲率半径别为13mm和-13mm。
在本实施例中，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以及消像散；前组负光焦度，后组正光焦度，设计了温度补偿，保证在极限温度环境下仍可正常使用而不失焦；镜头所选用的材料价格较为经济，进一步降低了成本，本镜头有超高清的解像力，可供800万芯片使用，本镜头光路总长较短，镜头的体积小。
图3和图4分别是聚焦时的可见光中心视场像质最佳情况下的MTF和对应夜视的MTF。从图3和图4可知，该产品设计的可见光和红外光的MTF不仅整体非常高而且透过镜头后焦面的距离相差很小，即在同一像面上能同时满足两种波段成像要求，也就是该镜头达到日夜完美共焦的效果。
在本实施例中，镜筒为承载镜片与隔圈的套筒，其内部各台阶内径需要严格按照图纸公差加工外，各台阶之间的同轴度也是确保成像品质的重要因素，即镜筒与隔圈和镜片接触的竖直面要有精确的垂直度与同轴度来保证镜片装配的稳定性，使其与镜片配合紧密,保证镜片光轴的一致性，该镜筒设计了M12X0.5-4h的螺纹接口方式，满足市场上客户摄像机的匹配。
在本实施例中，前压圈的功能是压住镜筒内整组镜片及隔圈，固定该镜头内部各元件，保证镜片及机械件装配的固定性和稳定性，同时为了确保镜片不会被压倾斜，除了该机械件本身同轴度需保证外，其与主镜筒的配合同时采用了螺纹加光面的配合方式，确保整组镜片均匀受压力，从而保证成像品质。
在本实施例中，各个隔圈的作用是保证镜片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。
BC隔圈：该机械件是用来保证A-2镜片和A-3镜片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；
CD隔圈：该机械件主要功能是保证A-3镜片和A-4镜片的空气间隔及其光轴装配，隔圈内部设计了台阶结构，不仅使得无效光学被拦截和吸收，而且镜片承靠更稳定。
DE隔圈：该机械件的设计是用来保证A-4镜片和B-1镜片的空气间隔及其光轴装配，同时控制了该镜头的通光孔径，并对无效光线进行拦截与吸收。
6G隔圈：该机械件的设计是用来保证B-2镜片和B-3镜片的空气间隔及其光轴装配，隔圈内部采用内勾设计，能起到更好的消除杂光效果。
本发明整体结构轻巧,满足总体体积小的原则,且为了保证最终组合精度，所有机械件均采用精密数控加工设备进行加工，保证各机械件和镜片之间配合的准确性与稳定性。
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 (6)
1.一种5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：包括镜筒，镜筒内沿光线自左向右入射方向依次设置有前组A、光阑、后组B，所述前组A包括依次设置的负月牙型透镜A-1、双凹透镜A-2、双凸透镜A-3、负月牙型透镜A-4，所述后组B包括依次设置的双凹透镜B-1、双凸透镜B-2、双凸透镜B-3，双凹透镜B-1与双凸透镜B-2形成胶合组。
2.根据权利要求1所述的5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：所述负月牙型透镜A-1和双凹透镜A-2之间的空气间隔为2.18mm，双凹透镜A-2与双凸透镜A-3之间的空气间隔为0.65mm，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间的空气间隔为0.10mm，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间的空气间隔为0.54mm，胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.10mm。
3.根据权利要求1所述的5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：前组A为负光焦度，后组B为正光焦度。
4.根据权利要求1所述的5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：双凸透镜B-3后侧设置有保护玻璃片。
5.根据权利要求1所述的5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：负月牙型透镜A-1物侧面和像侧面的曲率半径别为9.1mm和3.5mm，双凹透镜A-2物侧面和像侧面的曲率半径别为-6.9mm和6.9mm，双凸透镜A-3物侧面和像侧面的曲率半径别为18.5mm和-7.5mm，负月牙型透镜A-4物侧面和像侧面的曲率半径别为7.8mm和11.2mm，双凹透镜B-1物侧面和像侧面的曲率半径别为-14.55mm和5.6mm，双凸透镜B-2物侧面和像侧面的曲率半径别为5.6mm和-5.6mm，双凸透镜B-3物侧面和像侧面的曲率半径别为13mm和-13mm。
6.根据权利要求1所述的5.2mm日夜两用超高清4K定焦镜头，其特征在于：所述镜筒于负月牙型透镜A-1前侧设置有前压圈，负透镜B与负透镜C之间设有BC隔圈，双凸透镜A-3与负月牙型透镜A-4之间设有CD隔圈，负月牙型透镜A-4与双凹透镜B-1之间设有DE隔圈，胶合组与双凸透镜B-3之间设有FG隔圈。
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