CN111538134B - 高分辨率交通系统定焦镜头及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高分辨率交通系统定焦镜头及其工作方法，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线输入至输出方向依次设有镜片组A、光阑8、镜片组B；所述镜片组A依次包括：负弯月透镜1、第一双凹透镜2和第一双凸透镜3密接的第一胶合组、第一正弯月透镜4、第二双凸透镜5、第三双凸透镜6和第二双凹透镜7密接的第二胶合组；所述镜片组B依次包括：第四双凸透镜9和第三双凹透镜10密接的第三胶合组、第五双凸透镜11、第二正弯月透镜12；本发明为道路监控行业提供一种分辨率高于800万像素、能实现在整个拍摄物距范围高清成像的智能交通系统镜头，并能与市场主流的智能交通系统芯片相匹配。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高分辨率交通系统定焦镜头及其工作方法。
背景技术：
随着国人生活水平的提高，机动车已经成为人们出行必不可少的交通工具，当然随之而来就是如何有效管控车辆违章违规、交通肇事等问题。
目前传统的视频监控系统存在设施技术参数低、监控画面清晰度低、在较短物距或较长物距上存在拍摄成像效果不佳等问题，因此促使了智能交通监控系统的诞生，智能监控系统主要采用高清智能识别技术进行分析并将监视区域内的现场图像传回指挥中心，使管理部门掌握道路交通情况，从而调整交通信号，合理管控车流量以保证道路顺畅。
因此设计一款与智能监控系统相配套的高性能、高分辨率并能保证在整个拍摄物距范围均能清晰成像的高清镜头变得很有意义。
发明内容：
本发明的目的即在于提供一种高分辨率交通系统定焦镜头及其工作方法，该高分辨率交通系统定焦镜头分辨率高于800万像素、能实现在整个拍摄物距范围高清成像。
本发明高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线输入至输出方向依次设有镜片组A、光阑、镜片组B；所述镜片组A依次包括：负弯月透镜、第一双凹透镜和第一双凸透镜密接的第一胶合组、第一正弯月透镜、第二双凸透镜、第三双凸透镜和第二双凹透镜密接的第二胶合组；
所述镜片组B依次包括：第四双凸透镜和第三双凹透镜密接的第三胶合组、第五双凸透镜、第二正弯月透镜；
所述镜片组A中负弯月透镜与第一胶合组之间的空气距为:7.418mm；
所述镜片组A中第一胶合组与第一正弯月透镜之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第一正弯月透镜与第二双凸透镜之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第二双凸透镜与第二胶合组之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A与光阑之间的空气距为:4.808mm；
所述光阑与镜片组B之间的空气距为:2.637mm；
所述透镜组B中第三胶合组与第五双凸透镜之间的空气距为:4.679mm；
所述透镜组B中第五双凸透镜与第二正弯月透镜之间的空气距为:0.1mm；
所述透镜组B与成像面之间的空气距变化量为：11.777至12.032mm。
进一步的，上述镜头的技术指标如下：①焦距：20mm；②调焦范围：1.5mm-∞m；③光圈值：F1.4；④分辨率：＞8MP；⑤靶面尺寸：1”；⑥镜头尺寸：φ44*74.6mm；⑦调焦方式：手动调焦。
进一步的，上述镜头各镜片的参数：
进一步的，上述镜头包括主镜座、后部外周螺纹连接在主镜座前部内周的调焦环和嵌套在主镜座后部外周的光阑环，所述调焦环内周与前镜筒外周螺纹连接，所述前镜筒的后端外周螺纹连接有位于主镜座后部体内的后镜筒，所述镜片组A设在前镜筒内，镜片组B设在后镜筒内，所述光阑位于前镜筒和后镜筒之间。
进一步的，上述前镜筒前端设有压紧负弯月透镜前侧凸面外缘部的第一压圈，以限制前镜筒内部镜片的轴向自由度；所述第一双凸透镜与第一正弯月透镜之间夹设有第一隔套，所述第一正弯月透镜与第二双凸透镜之间夹设有第二隔套，所述第二双凸透镜与第三双凸透镜之间夹设有第三隔套；前镜筒中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；第一隔套和第二隔套内壁还设有消光螺纹，第三隔套内壁设有内扣式消光阶梯。
进一步的，上述后镜筒后端设有压紧第二正弯月透镜后侧平面外缘部的第二压圈，限制后镜筒内部镜片的轴向自由度；所述第三双凹透镜与第五双凸透镜之间夹设有第四隔套，所述第五双凸透镜与第二正弯月透镜之间夹设有第五隔套；后镜筒中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；第四隔套内壁还设有消光阶梯，第五隔套内壁设有消光螺纹；所述后镜筒前端内侧壁设有放置光阑的承靠面，还设置有与前镜筒后侧外周螺纹配合的内螺纹；前镜筒通过与后镜筒螺纹配合，前镜筒后侧部抵靠在光阑左侧部并将光阑压紧紧固，最终通过两颗锥端螺钉锁附作用在后镜筒前端外周。
本发明高分辨率交通系统定焦镜头的工作方法，其特征在于：所述主镜座前端内壁设置有内螺纹与调焦环后端外周外螺纹形成配合传动；调焦环内壁设有多线螺纹与前镜筒外周多线螺纹相配合传动，多线螺纹的各螺旋线沿轴向等距分布，通过一体式车铣复合机加工减小等距的误差，提高了螺纹的啮合精度及使用寿命；主镜座后端还设有直线限位直槽，通过盘头钉将限位片锁附固定在后镜筒后端，限位片嵌入限位直槽中，从而限制了后镜筒沿圆周方向的运动；当调节调焦环时与前镜筒多线螺纹配合传动，带动后镜筒做直线平移联动；所述主镜座后端设有光阑限位槽，光阑环嵌套在主镜座后端并通过光杆导钉锁附在光阑环外周，光杆导钉穿过光阑限位槽并与光阑相配合；当调节光阑环做圆周运动时，光杆导钉带动光阑作动，达到使用效果；所述主镜座后端平面设有三个螺钉孔，法兰底座嵌套在主镜座后端并通过三颗连接螺钉固定；法兰底座后端还设计有相机连接螺钉，用于镜头与相机相配套使用，满足客户使用摄像机的接口要求；所述主镜座外周设有螺钉孔，当光学调焦完毕并通过调焦螺钉进行锁附固定；所述光阑环外周设有螺钉孔，当光阑调节完毕后并通过光阑调节螺钉锁附在主镜筒上并对光阑进行锁附固定。
本发明高分辨率交通系统定焦镜头及工作方法利用八组十一片球面玻璃镜片的组合，光学系统通过整组调焦实现了在整个拍摄物距范围的高清成像，并实现无穷远物距拍摄成像：中心视场150lp/mm，MTF≥0.55；边缘视场150lp/mm，MTF≥0.4，实现高于8MP的分辨率。
附图说明：
图1是本发明光学系统的示意图；
图2是本发明镜头的半剖面图；
图3是MTF曲线图；
图4、5、6是本发明镜头的爆炸图；
图中1-负弯月透镜、 2-第一双凹透镜、3-第一双凸透镜、4-第一正弯月透镜、 5-第二双凸透镜、6-第三双凸透镜、7-第二双凹透镜、8-光阑、9-第四双凸透镜、10-第三双凹透镜、 11-第五双凸透镜、12-第二正弯月透镜、 13-第二压圈、14-第五隔套、15-第四隔套、16-盘头钉、17-连接螺钉、18-法兰底座、19-限位片、20-光阑环、21-光杆导钉、22-光阑调节螺钉、23-锥端螺钉、24-后镜筒、25-调焦螺钉、26-主镜座、27-第三隔套、28-第二隔套、29-第一隔套、30-调焦环、31-前镜筒、32-第一压圈。
具体实施方式：
本发明高分辨率交通系统定焦镜头所述镜头的光学系统中沿光线输入至输出方向依次设有镜片组A、光阑8、镜片组B；所述镜片组A依次包括：负弯月透镜1、第一双凹透镜2和第一双凸透镜3密接的第一胶合组、第一正弯月透镜4、第二双凸透镜5、第三双凸透镜6和第二双凹透镜7密接的第二胶合组；
所述镜片组B依次包括：第四双凸透镜9和第三双凹透镜10密接的第三胶合组、第五双凸透镜11、第二正弯月透镜12；
所述镜片组A中负弯月透镜1与第一胶合组之间的空气距为:7.418mm；
所述镜片组A中第一胶合组与第一正弯月透镜4之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第一正弯月透镜4与第二双凸透镜5之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第二双凸透镜5与第二胶合组之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A与光阑8之间的空气距为:4.808mm；
所述光阑8与镜片组B之间的空气距为:2.637mm；
所述透镜组B中第三胶合组与第五双凸透镜11之间的空气距为:4.679mm；
所述透镜组B中第五双凸透镜11与第二正弯月透镜12之间的空气距为:0.1mm；
所述透镜组B与成像面之间的空气距变化量为：11.777至12.032mm。
进一步的，上述镜头的技术指标如下：①焦距：20mm；②调焦范围：1.5mm-∞m；③光圈值：F1.4；④分辨率：＞8MP；⑤靶面尺寸：1”；⑥镜头尺寸：φ44*74.6mm；⑦调焦方式：手动调焦。
进一步的，上述镜头各镜片的参数：
在本实施例中，上述镜头包括主镜座26、后部外周螺纹连接在主镜座前部内周的调焦环30和嵌套在主镜座后部外周的光阑环20，所述调焦环30内周与前镜筒31外周螺纹连接，所述前镜筒31的后端外周螺纹连接有位于主镜座26后部体内的后镜筒24，所述镜片组A设在前镜筒31内，镜片组B设在后镜筒24内，所述光阑8位于前镜筒31和后镜筒24之间。
在本实施例中，前镜筒31前端设有压紧负弯月透镜1前侧凸面外缘部的第一压圈32，限制前镜筒内部镜片的轴向自由度，保证镜片组A装配的固定和稳定性；所述第一双凸透镜3与第一正弯月透镜4之间夹设有第一隔套29，所述第一正弯月透镜4与第二双凸透镜5之间夹设有第二隔套28，所述第二双凸透镜5与第三双凸透镜6之间夹设有第三隔套27；前镜筒31中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；隔套精确的垂直度保证了镜片组A各镜片装配的同轴性和准确性；此外第一隔套A和隔套B内壁还设有消光螺纹，第三隔套内壁设有内扣式消光阶梯，保证了外部入射杂光的折射和反射，提升了光学系统成像质量。
在本实施例中，所述后镜筒24后端设有压紧第二正弯月透镜12后侧平面外缘部的第二压圈13，限制后镜筒内部镜片的轴向自由度，保证镜片组B装配的固定和稳定性；所述第三双凹透镜10与第五双凸透镜11之间夹设有第四隔套15，所述第五双凸透镜11与第二正弯月透镜12之间夹设有第五隔套14；后镜筒24中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；隔套精确的垂直度保证了镜片组B各镜片装配的同轴性和准确性；此外第四隔套内壁还设有消光阶梯，第五隔套内壁设有消光螺纹，保证了外部入射杂光的折射和反射，提升了光学系统成像质量；所述后镜筒24前端内侧壁设有放置光阑的承靠面，还设置有与前镜筒后侧外周螺纹配合的内螺纹；前镜筒31通过与后镜筒24螺纹配合，前镜筒后侧部抵靠在光阑10左侧部并将光阑压紧紧固，最终通过两颗锥端螺钉23锁附作用在后镜筒前端外周并得到固定.
在本实施例中，所述主镜座26前端内壁设置有内螺纹与调焦环30后端外周外螺纹形成配合传动；调焦环30内壁设计有多线螺纹与前镜筒31外周多线螺纹相配合传动，设计多线螺纹的各螺旋线沿轴向等距分布，通过一体式车铣复合机加工减小等距的误差，提高了螺纹的啮合精度及使用寿命；主镜座26后端还设计有直线限位直槽，通过盘头钉16将限位片19锁附固定在后镜筒24后端，限位片19嵌入限位直槽中，从而限制了后镜筒沿圆周方向的运动；当调节调焦环30时与前镜筒31多线螺纹配合传动，带动后镜筒24做直线平移联动；所述主镜座26后端设有光阑限位槽34，光阑环20嵌套在主镜座26后端并通过光杆导钉21锁附在光阑环20外周，光杆导钉21穿过光阑限位槽33并与光阑8相配合；当调节光阑环20做圆周运动时，光杆导钉21带动光阑8作动，达到使用效果；所述主镜座后端平面设计有三个螺钉孔，法兰底座18嵌套在主镜座21后端并通过三颗连接螺钉17固定；法兰底座后端还设计有相机连接螺钉，用于镜头与相机相配套使用，满足客户使用摄像机的接口要求；所述主镜座外周设计有螺钉孔，当光学调焦完毕并通过调焦螺钉25进行锁附固定；所述光阑环20外周设计有螺钉孔，当光阑调节完毕后并通过光阑调节螺钉22锁附在主镜筒上并对光阑进行锁附固定。
本发明高分辨率交通系统定焦镜头及工作方法利用八组十一片球面玻璃镜片的组合，光学系统通过整组调焦实现了在整个拍摄物距范围的高清成像，并实现无穷远物距拍摄成像：中心视场150lp/mm，MTF≥0.55；边缘视场150lp/mm，MTF≥0.4，实现高于8MP的分辨率。
本发明为道路监控行业提供一种分辨率高于800万像素、能实现在整个拍摄物距范围高清成像的智能交通系统镜头，并能与市场主流的智能交通系统芯片相匹配；本发明镜头调焦机构采用了多线螺纹传动，多线螺纹的各螺旋线沿轴向等距分布,通过一体式车铣复合机加工减小等距的误差，提高了螺纹的啮合精度及使用寿命；多线螺纹用途广泛、连接可靠,能起很好的动力传递作用以及减速运动作用的，从而提升镜头调焦的顺畅性。
Claims (7)
1.一种高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线输入至输出方向依次设有镜片组A、光阑（8）、镜片组B；所述镜片组A依次包括：负弯月透镜（1），第一双凹透镜（2）和第一双凸透镜（3）密接的第一胶合组，第一正弯月透镜（4），第二双凸透镜（5），第三双凸透镜（6）和第二双凹透镜（7）密接的第二胶合组；
所述镜片组B依次包括：第四双凸透镜（9）和第三双凹透镜（10）密接的第三胶合组、第五双凸透镜（11）、第二正弯月透镜（12）；
所述镜片组A中负弯月透镜(1）与第一胶合组之间的空气距为:7.418mm；
所述镜片组A中第一胶合组与第一正弯月透镜（4）之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第一正弯月透镜（4）与第二双凸透镜（5）之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A中第二双凸透镜（5）与第二胶合组之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组A与光阑（8）之间的空气距为:4.808mm；
所述光阑（8）与镜片组B之间的空气距为:2.637mm；
所述镜片组B中第三胶合组与第五双凸透镜（11）之间的空气距为:4.679mm；
所述镜片组B中第五双凸透镜（11）与第二正弯月透镜（12）之间的空气距为:0.1mm；
所述镜片组B与成像面之间的空气距变化量为：11.777至12.032mm。
2.根据权利要求1所述的高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述镜头的技术指标如下：①焦距：20mm；②调焦范围：1.5mm-∞m；③光圈值：F1.4；④分辨率：＞8MP；⑤靶面尺寸：1”；⑥镜头尺寸：φ44*74.6mm；⑦调焦方式：手动调焦。
3.根据权利要求1或2所述的高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述镜头各镜片的参数：
。
4.根据权利要求1或2所述的高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述镜头包括主镜座、后部外周螺纹连接在主镜座前部内周的调焦环和嵌套在主镜座后部外周的光阑环，所述调焦环内周与前镜筒外周螺纹连接，所述前镜筒的后端外周螺纹连接有位于主镜座后部体内的后镜筒，所述镜片组A设在前镜筒内，镜片组B设在后镜筒内，所述光阑位于前镜筒和后镜筒之间。
5.根据权利要求4所述的高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述前镜筒前端设有压紧负弯月透镜前侧凸面外缘部的第一压圈，以限制前镜筒内部镜片的轴向自由度；所述第一双凸透镜与第一正弯月透镜之间夹设有第一隔套，所述第一正弯月透镜与第二双凸透镜之间夹设有第二隔套，所述第二双凸透镜与第三双凸透镜之间夹设有第三隔套；前镜筒中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；第一隔套和第二隔套内壁还设有消光螺纹，第三隔套内壁设有内扣式消光阶梯。
6.根据权利要求4所述的高分辨率交通系统定焦镜头，其特征在于：所述后镜筒后端设有压紧第二正弯月透镜后侧平面外缘部的第二压圈，限制后镜筒内部镜片的轴向自由度；所述第三双凹透镜与第五双凸透镜之间夹设有第四隔套，所述第五双凸透镜与第二正弯月透镜之间夹设有第五隔套；后镜筒中的隔套和镜片的接触面设有直角承靠，使其与镜片配合更加紧密；第四隔套内壁还设有消光阶梯，第五隔套内壁设有消光螺纹；所述后镜筒前端内侧壁设有放置光阑的承靠面，还设置有与前镜筒后侧外周螺纹配合的内螺纹；前镜筒通过与后镜筒螺纹配合，前镜筒后侧部抵靠在光阑左侧部并将光阑压紧紧固，最终通过两颗锥端螺钉锁附作用在后镜筒前端外周。
7.一种如权利要求6所述高分辨率交通系统定焦镜头的工作方法，其特征在于：所述主镜座前端内壁设置有内螺纹与调焦环后端外周外螺纹形成配合传动；调焦环内壁设有多线螺纹与前镜筒外周多线螺纹相配合传动，多线螺纹的各螺旋线沿轴向等距分布，通过一体式车铣复合机加工减小等距的误差，提高了螺纹的啮合精度及使用寿命；主镜座后端还设有直线限位直槽，通过盘头钉将限位片锁附固定在后镜筒后端，限位片嵌入限位直槽中，从而限制了后镜筒沿圆周方向的运动；当调节调焦环时与前镜筒多线螺纹配合传动，带动后镜筒做直线平移联动；所述主镜座后端设有光阑限位槽，光阑环嵌套在主镜座后端，并且光阑环通过光杆导钉锁附在主镜座外周，光杆导钉穿过光阑限位槽并与光阑相配合；当调节光阑环做圆周运动时，光杆导钉带动光阑作动，达到使用效果；所述主镜座后端平面设有三个螺钉孔，法兰底座嵌套在主镜座后端并通过三颗连接螺钉固定；法兰底座后端还设计有相机连接螺钉，用于镜头与相机相配套使用，满足客户使用摄像机的接口要求；所述主镜座外周设有螺钉孔，当光学调焦完毕并通过调焦螺钉进行锁附固定；所述光阑环外周设有螺钉孔，当光阑调节完毕后并通过光阑调节螺钉锁附在主镜筒上并对光阑进行锁附固定。
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