CN107991762A - 一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组A、光栏C和光焦度为正的后组B，所述前组A包括自前向后依次设置的弯月负透镜A‑1和弯月负透镜A‑2、双凸正透镜A‑3，所述后组B包括自前向后依次设置的弯月正透镜B‑1、双凸透镜B‑2和弯月负透镜B‑3密接的胶合组。该1.3mm焦距全景日夜共焦镜头具有极大视场角、高分辨率、日夜两用、光学结构精简、材料价格较为经济等优点，可与300万像素高分辨率的CCD或者CMOS适配。
Description
技术领域
本发明涉及一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头。
背景技术
早期市场上有各种各样的大广角定焦镜头应用于安防系统中，但是，由于很多产品在边缘象差以及高级球差难以矫正，大多数属于广角镜头，不是真正意义的全景镜头，或者使用更多镜片以达到市场要求的光学指标，也因此大大增加了产品成本。目前，在安防行业中，鲜有真正意义上的低成本高像质的全景定焦镜头。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种体积小，具有大视场角，分辨率高的1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头。
本发明采用以下方案实现：一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组A、光栏C和光焦度为正的后组B，所述前组A包括自前向后依次设置的弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2、双凸正透镜A-3，所述后组B包括自前向后依次设置的弯月正透镜B-1、双凸透镜B-2和弯月负透镜B-3密接的胶合组。
进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.3mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2之间的空气间隔为1.5mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-2和双凸正透镜A-3之间的空气间隔为0.74mm；所述后组B中弯月正透镜B-1与胶合组之间的空气间隔为0.1mm。
进一步的，所述弯月负透镜A-1前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为2.8mm，厚度为0.7mm，折射率为1.77；所述弯月负透镜A-2前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为1.8mm，厚度为0.72mm，折射率为1.8；所述双凸正透镜A-3前镜面的曲率半径分别为11mm，后镜面的曲率半径分别为-11mm，厚度为2.7144mm，折射率为1.92；所述弯月正透镜B-1前镜面的曲率半径分别为-25.48mm，后镜面的曲率半径分别为-3.81mm，厚度为1.1mm，折射率为1.79；胶合组前镜面的曲率半径分别为6.54mm，后镜面的曲率半径分别为4.65mm，胶合面的曲率半径为2.02mm，厚度为1.61mm，折射率为1.70。
进一步的，位于所述胶合组后方设置有滤光片。
进一步的，还包括主镜筒，主镜筒前端螺纹连接有顶着弯月负透镜A-1前端的前压圈，主镜筒后端设置有顶着弯月负透镜B-3后端的环形凸缘，双凸正透镜A-3和弯月正透镜B-1之间设置有第一隔圈，弯月正透镜B-1和胶合组之间设置有第二隔圈，主镜筒后端还设置有环形点胶槽。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头体积小，制造成本低，具有极大视场角、高分辨率、日夜两用、光学结构精简等优点，可与300万像素高分辨率的CCD或者CMOS适配。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例光学系统示意图；
图2是本发明实施例结构剖视图；
图3是聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下的MTF图；
图4是聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下对应夜视的MTF图。
图中标号说明：1-弯月负透镜A-1、2-弯月负透镜A-2、3-双凸正透镜A-3、4-弯月正透镜B-1、5-双凸透镜B-2、6-弯月负透镜B-3、7-主镜筒、8-前压圈、9-环形凸缘、10-第一隔圈、11-第二隔圈、12-点胶槽、13-外螺纹部。
具体实施方式
如图1~4所示，一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组A、光栏C和光焦度为正的后组B，所述前组A包括自前向后依次设置的弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2、双凸正透镜A-3，所述后组B包括自前向后依次设置的弯月正透镜B-1、双凸透镜B-2和弯月负透镜B-3密接的胶合组。
在本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.3mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2之间的空气间隔为1.5mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-2和双凸正透镜A-3之间的空气间隔为0.74mm；所述后组B中弯月正透镜B-1与胶合组之间的空气间隔为0.1mm。
在本实施例中，所述弯月负透镜A-1前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为2.8mm，厚度为0.7mm，折射率为1.77；所述弯月负透镜A-2前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为1.8mm，厚度为0.72mm，折射率为1.8；所述双凸正透镜A-3前镜面的曲率半径分别为11mm，后镜面的曲率半径分别为-11mm，厚度为2.7144mm，折射率为1.92；所述弯月正透镜B-1前镜面的曲率半径分别为-25.48mm，后镜面的曲率半径分别为-3.81mm，厚度为1.1mm，折射率为1.79；胶合组前镜面的曲率半径分别为6.54mm，后镜面的曲率半径分别为4.65mm，胶合面的曲率半径为2.02mm，厚度为1.61mm，折射率为1.70。整个镜头保证镜头折射率和光焦度近似比例分配，保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性，同时保证前后组光焦度的反向性，以提高整个镜头使用的广泛性，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120线对处大于0.5，边缘视场120线对处大于0.4；红外0.85m波长成像时，中心视场120线对处大于0.4，边缘视场120线对处大于0.3。真正实现日夜共焦。
在本实施例中，位于所述胶合组后方设置有滤光片。
由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：
焦距：f′=1.3mm；
相对孔径F=2.2；
视场角：2w≥185°(像方像视场2η′≥Ф3.82mm)；
畸变：＜-20%；
分辨率：可与300万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；
光路总长∑≤14.5mm，光学后截距L’≥3mm；
适用谱线范围：420nm～850nm。
该镜头具备安防领域市场优势，前组负光焦度矫正3阶象差以及5阶球差，后组胶合片由高折射率低色散的火石玻璃和高折射率高色散的冕牌玻璃组成主要矫正色差及象散，合理分配光焦度降低各面入射角，以较低的敏感度达到高清摄像水平，在光学设计时，对镜头玻璃材料进行合理选择，使镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。不但在白天能达到高品质像素的同时，在光线不足或夜晚的情况下，通过红外补光，也能保证图像的高品质，即日夜共焦镜头。
从完成的技术指标可知，光路总长较短，则镜头的体积小；后焦适中，可以与扳机接口的摄像机配合使用；通光口径大，进光量充足，可在环境较昏暗下使用；前组负光焦度，后组正光焦度，保证在高低温环境仍可正常使用；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；本发明所用的镜片为全球面，R值适中，减轻镜片装配难度，使用低价格玻璃，降低加工以及材料成本，同时降低镜头的光学敏感度。
在本实施例中，还包括主镜筒7，主镜筒前端螺纹连接有顶着弯月负透镜A-1前端的前压圈8，主镜筒后端设置有顶着弯月负透镜B-3后端的环形凸缘9，双凸正透镜A-3和弯月正透镜B-1之间设置有第一隔圈10，弯月正透镜B-1和胶合组之间设置有第二隔圈11，主镜筒后端还设置有环形点胶槽12。
机械结构的设计需同时满足生产组装工艺要求、满足客户的装配尺寸要求以及满足光路设计中各镜片间的同轴度、有效通光孔径和空气间隔；第一个隔圈主要功能是保证双凸正透镜A-3和弯月正透镜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，隔圈内部采用阶梯式内勾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；第二隔圈主要功能是保证B-1镜片和B-2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，隔圈内部采用阶梯式设计能够有效解决镜头杂散光问题，主镜筒作为承载镜片与隔圈的套筒，采用金属材质，金属镜筒坚固耐用，强度较好也比较耐磨，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。该镜筒采用M12X0.5-4h的接口方式，以匹配客户摄像机的使用要求。
上列较佳实施例，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 (5)
1.一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，其特征在于：包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组A、光栏C和光焦度为正的后组B，所述前组A包括自前向后依次设置的弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2、双凸正透镜A-3，所述后组B包括自前向后依次设置的弯月正透镜B-1、双凸透镜B-2和弯月负透镜B-3密接的胶合组。
2.根据权利要求1所述的1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.3mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-1和弯月负透镜A-2之间的空气间隔为1.5mm；所述前组A中所述弯月负透镜A-2和双凸正透镜A-3之间的空气间隔为0.74mm；所述后组B中弯月正透镜B-1与胶合组之间的空气间隔为0.1mm。
3.根据权利要求2所述的1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，其特征在于：所述弯月负透镜A-1前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为2.8mm，厚度为0.7mm，折射率为1.77；所述弯月负透镜A-2前镜面的曲率半径分别为10mm，后镜面的曲率半径分别为1.8mm，厚度为0.72mm，折射率为1.8；所述双凸正透镜A-3前镜面的曲率半径分别为11mm，后镜面的曲率半径分别为-11mm，厚度为2.7144mm，折射率为1.92；所述弯月正透镜B-1前镜面的曲率半径分别为-25.48mm，后镜面的曲率半径分别为-3.81mm，厚度为1.1mm，折射率为1.79；胶合组前镜面的曲率半径分别为6.54mm，后镜面的曲率半径分别为4.65mm，胶合面的曲率半径为2.02mm，厚度为1.61mm，折射率为1.70。
4.根据权利要求1所述的1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，其特征在于：位于所述胶合组后方设置有滤光片。
5.根据权利要求1所述的1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头，其特征在于：还包括主镜筒，主镜筒前端螺纹连接有顶着弯月负透镜A-1前端的前压圈，主镜筒后端设置有顶着弯月负透镜B-3后端的环形凸缘，双凸正透镜A-3和弯月正透镜B-1之间设置有第一隔圈，弯月正透镜B-1和胶合组之间设置有第二隔圈，主镜筒后端还设置有环形点胶槽。
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