CN203825276U - 大视场低畸变微型摄像镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大视场低畸变微型摄像镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、平凹透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距fA=-6.31mm；所述后组B依次设有正月牙型透镜B-1、由双凸透镜B-2和负月牙型透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4，其焦距fB=3.55mm。该镜头结构紧凑、体积小且重量轻，具有大视场、低畸变、高分辨率、宽光谱共焦等优点，不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下通过红外补光也能清晰成像，是室内微型电视监控摄像系统和车载监控镜头的主流产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微型视频摄像系统的摄像镜头装置，特别是一种大视场低畸变微型摄像镜头。
背景技术
随着社会的发展，各个领域对安全及监控的要求越来越高，特别是交通领域，包括道路监控领域和车载领域。小型电视监控摄像机普遍应用于车载领域，而且已经有了20～30年的历史，与之配合的微型摄像镜头也很多。但是它们的各项性能指标都比较低，只能适用于几十万像素的小像面尺寸普通标清摄像机，而且通常只能应用于白天光线充足的条件下，使用的光谱范围窄，仅在480nm～700nm的白光光谱下使用；图像畸变量大，图像畸变与现实景象画面差异大，真实性差，已经不能满足当下及未来安防行业和摄像行业的发展与需求。因此，市场急需高品质的镜头来满足其发展。
实用新型内容
为了满足市场对微型摄像的高分辨率、低畸变的要求及适应车载镜头的快速发展，提升微型视频摄像系统的图像画质，扩大微型摄像机系统的应用范围，本实用新型所要解决的技术问题是为微型视频摄像系统提供一种大视场低畸变微型摄像镜头。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种大视场低畸变微型摄像镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、平凹透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距f A=-6.31mm；所述后组B依次设有正月牙型透镜B-1、由双凸透镜B-2和负月牙型透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4，其焦距f B=3.55mm。
进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔是0.652-0.662mm。
进一步的，所述前组A中的负月牙型透镜A-1和平凹透镜A-2之间的空气间隔是2.533-2.553mm，所述负月牙透镜A-2和负月牙透镜A-3之间的空气间隔是0.95mm，所述平凹透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是1.57mm。
进一步的，所述后组B中的正月牙型透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.10mm，所述胶合组和双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.10mm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）该镜头采用正负光焦度分离的反远距型结构，光焦度为负的前组A的焦距fA=-6.31mm，光焦度为正的后组B的焦距fB=3.55mm，两组元组合后使得镜头的后主角前移，镜头的后截距l’≧2.5f，能够最大限度地提供机械后焦，给后道的机械设计更大的自由空间。（2）该镜头的前组A的三片镜片：负月牙型片透镜、平凹透镜和双凸透镜都可以选用高折射率的玻璃（例如H-FK61光学玻璃），承担了很大的光焦度，使得广角的斜光线，经过前组A后，快速“收敛”，与光轴的倾斜夹角减小，经后组B折射后，主光线与光轴的夹角减小，进而使镜头实现了优良的像差校正，且使像面的照度均匀。（3）该镜头具有大视场、低畸变、高分辨率、宽光谱共焦等优点，特别是将大视场和低畸变这对矛盾体很好地进行协调，是室内微型电视监控摄像系统和车载监控镜头的主流产品。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型实施例的光学系统示意图。
图2为本实用新型实施例的镜头结构示意图。
图中：1-主镜筒，2-前压圈，3-BC隔圈，4-CD隔圈，5-CD间隔纸，6-DE隔圈，7-FG隔圈；A-前组，A-1-负月牙型透镜，A-2-平凹透镜，A-3-双凸透镜，B-后组，B-1-正月牙型透镜，B-2-双凸透镜，B-3-负月牙型透镜，B-4-双凸透镜，C-光阑，O-像面。
具体实施方式
如图1所示，一种大视场低畸变微型摄像镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、平凹透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距f A=-6.31mm；所述后组B依次设有正月牙型透镜B-1、由双凸透镜B-2和负月牙型透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4，其焦距f B=3.55mm。
在本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔是0.652-0.662mm；所述前组A中的负月牙型透镜A-1和平凹透镜A-2之间的空气间隔是2.533-2.553mm，所述负月牙透镜A-2和负月牙透镜A-3之间的空气间隔是0.95mm，所述平凹透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是1.57mm；所述后组B中的正月牙型透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.10mm，所述胶合组和双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.10mm。
本实用新型在光学设计时，对480nm～850nm的宽光谱范围内进行像差校正和平衡，使镜头在480nm～850nm的波长范围内都具有优良的像质，实现了宽光谱共焦。这样镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间等极低照度环境下，通过红外补光，也能进行清晰的成像。
为达到控制像差和畸变的目的，本实用新型在光学设计时，选用高折射、低色散的光学玻璃材料（例如H-FK61光学材料），并通过计算机光学辅助设计和优化来校正镜头的各种像差和畸变，使镜头实现高分辨率，并同时满足大视场、低畸变的要求，更符合低畸变、高清晰度视频摄像的要求，特别是适用于全景机摄像，能对画质起到很好的保证。
由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：（1）焦距：f′=2.1mm；（2）相对孔径F=1.8；（3）视场角：2w≥140°(像方视场2η′≥Ф6mm)；（4）畸变：＜-23%；（5）分辨率：可与200万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配适配；（6）光路总长∑≤23mm，光学后截距l’≥5.4mm；（7）适用谱线范围：480nm~850nm。
如图2所示，该镜头的前组A、光阑C以及后组B依次安装在主镜筒1内，所述负月牙型透镜A-1由前压圈2压住，限制产品内部元件自由度，保证了镜片组整体装配的固定性和稳定性；所述负月牙透镜A-2和负月牙透镜A-3之间设置有BC隔圈3，保证了二者之间的空气间隔及其光轴装配；所述负月牙透镜A-3和正月牙型透镜B-1之间依次设置有CD隔圈4和CD间隔纸5，保证了二者之间的空气间隔及其光轴装配；所述正月牙型透镜B-1和双凸透镜B-2之间设置有DE隔圈6，保证了二者之间的空气间隔及其光轴装配；所述负月牙型透镜B-3和双凸透镜B-4之间设置有FG隔圈7，保证了二者之间的空气间隔及其光轴装配，所述双凸透镜B-4由主镜筒1的内凸缘定位。
本实用新型的主镜筒1是一次装夹加工成型的，能很好地保证主镜筒1各孔的同轴度，同时严格控制各个内孔与镜片之间的配合尺寸；而且要严格保证各个镜片和隔圈的垂直度及平行度，同时对隔圈的毛刺、尖角进行严格管控，保证各个镜片之间的空气间隔及同轴度。再通过各个隔圈进行拦光，控制杂散光的进入。同时严格控制隔圈、主镜筒1内壁的光泽度，及主镜筒1后端进行倒角，达到控制镜头眩光的目的。
本实用新型结构轻巧，满足总体体积小的原则，且可采用数控加工工艺，保证其精度的准确性。在结构设计时，为保证镜头的各项光学性能，采用数控精密加工工艺，严格控制镜头的同心度、精度和轴向位置的准确性，同时尽量对结构进行优化，使其紧凑小巧（整体尺寸Ф18mm x 17.6mm），轻便，能适用于结构更加紧凑的场合，比如小型的球机等，适用范围广。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种大视场低畸变微型摄像镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设有光焦度为负的前组A、光阑C以及光焦度为正的后组B，所述前组A依次设有负月牙型透镜A-1、平凹透镜A-2以及双凸透镜A-3，其焦距f A=-6.31mm；所述后组B依次设有正月牙型透镜B-1、由双凸透镜B-2和负月牙型透镜B-3密接的胶合组以及双凸透镜B-4，其焦距f B=3.55mm。
2.根据权利要求1所述的大视场低畸变微型摄像镜头，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔是0.652-0.662mm。
3.根据权利要求1或2所述的大视场低畸变微型摄像镜头，其特征在于：所述前组A中的负月牙型透镜A-1和平凹透镜A-2之间的空气间隔是2.533-2.553mm，所述负月牙透镜A-2和负月牙透镜A-3之间的空气间隔是0.95mm，所述平凹透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是1.57mm。
4.根据权利要求1或2所述的大视场低畸变微型摄像镜头，其特征在于：所述后组B中的正月牙型透镜B-1和胶合组之间的空气间隔是0.10mm，所述胶合组和双凸透镜B-4之间的空气间隔是0.10mm。
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Publications (1)
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| CN106371195A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-02-01 | 福建福光股份有限公司 | 一种大广角大通光高清定焦镜头 |
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