大視場低畸變微型攝像鏡頭的製作方法

2023-04-24 03:48:26 1

大視場低畸變微型攝像鏡頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線自左向右入射方向依次設有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距fA=-6.31mm；所述後組B依次設有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距fB=3.55mm。該鏡頭結構緊湊、體積小且重量輕，具有大視場、低畸變、高解析度、寬光譜共焦等優點，不僅能在白晝的光照環境下清晰成像，在夜間極低照度環境下通過紅外補光也能清晰成像，是室內微型電視監控攝像系統和車載監控鏡頭的主流產品。
【專利說明】大視場低畸變微型攝像鏡頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種微型視頻攝像系統的攝像鏡頭裝置，特別是一種大視場低畸變微型攝像鏡頭。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，各個領域對安全及監控的要求越來越高，特別是交通領域，包括道路監控領域和車載領域。小型電視監控攝像機普遍應用於車載領域，而且已經有了 20~30年的歷史，與之配合的微型攝像鏡頭也很多。但是它們的各項性能指標都比較低，只能適用於幾十萬像素的小像面尺寸普通標清攝像機，而且通常只能應用於白天光線充足的條件下，使用的光譜範圍窄，僅在480nm~700nm的白光光譜下使用；圖像畸變量大，圖像畸變與現實景象畫面差異大，真實性差，已經不能滿足當下及未來安防行業和攝像行業的發展與需求。因此，市場急需高品質的鏡頭來滿足其發展。
實用新型內容
[0003]為了滿足市場對微型攝像的高解析度、低畸變的要求及適應車載鏡頭的快速發展，提升微型視頻攝像系統的圖像畫質，擴大微型攝像機系統的應用範圍，本實用新型所要解決的技術問題是為 微型視頻攝像系統提供一種大視場低畸變微型攝像鏡頭。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線自左向右入射方向依次設有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述後組B依次設有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
[0005]進一步的，所述前組A和後組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm。
[0006]進一步的，所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是
2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.95mm，所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm。
[0007]進一步的，所述後組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是0.1Omm,所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:(1)該鏡頭採用正負光焦度分離的反遠距型結構，光焦度為負的前組A的焦距fA=-6.31mm，光焦度為正的後組B的焦距fB=3.55mm，兩組元組合後使得鏡頭的後主角前移，鏡頭的後截距I』 ^ 2.5f，能夠最大限度地提供機械後焦，給後道的機械設計更大的自由空間。(2)該鏡頭的前組A的三片鏡片:負月牙型片透鏡、平凹透鏡和雙凸透鏡都可以選用高折射率的玻璃(例如H-FK61光學玻璃)，承擔了很大的光焦度，使得廣角的斜光線，經過前組A後，快速「收斂」，與光軸的傾斜夾角減小，經後組B折射後，主光線與光軸的夾角減小，進而使鏡頭實現了優良的像差校正，且使像面的照度均勻。(3)該鏡頭具有大視場、低畸變、高解析度、寬光譜共焦等優點，特別是將大視場和低畸變這對矛盾體很好地進行協調，是室內微型電視監控攝像系統和車載監控鏡頭的主流產品。
[0009]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型實施例的光學系統示意圖。
[0011]圖2為本實用新型實施例的鏡頭結構示意圖。
[0012]圖中:1-主鏡筒，2-前壓圈，3-BC隔圈，4-⑶隔圈，5_⑶間隔紙，6-DE隔圈，7-FG隔圈；A-前組，A-1-負月牙型透鏡，A-2-平凹透鏡，A-3-雙凸透鏡，B-後組，B-1-正月牙型透鏡，B-2-雙凸透鏡，B-3-負月牙型透鏡，B-4-雙凸透鏡，C-光闌，O-像面。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線自左向右入射方向依次設有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述後組B依次設有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
[0014]在本實施例中，所述前組A和後組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm ;所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡 A-3之間的空氣間隔是0.95mm，所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm ;所述後組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是
0.10mm，所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
[0015]本實用新型在光學設計時，對480nm~850nm的寬光譜範圍內進行像差校正和平衡，使鏡頭在480nm~850nm的波長範圍內都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦。這樣鏡頭不僅能在白晝的光照環境下清晰成像，在夜間等極低照度環境下，通過紅外補光，也能進行清晰的成像。
[0016]為達到控制像差和畸變的目的，本實用新型在光學設計時，選用高折射、低色散的光學玻璃材料(例如H-FK61光學材料)，並通過計算機光學輔助設計和優化來校正鏡頭的各種像差和畸變，使鏡頭實現高解析度，並同時滿足大視場、低畸變的要求，更符合低畸變、高清晰度視頻攝像的要求，特別是適用於全景機攝像，能對畫質起到很好的保證。
[0017]由上述鏡片組構成的光學系統達到了如下的光學指標:(1)焦距:f' =2.1mm ；(2)相對孔徑F=L 8 ; (3)視場角:2w≥140° (像方視場2η'≥Φ6πιπι) ; (4)畸變: 5.4mm ； (7)適用譜線範圍:480nnT850nm。
[0018]如圖2所示，該鏡頭的前組A、光闌C以及後組B依次安裝在主鏡筒I內，所述負月牙型透鏡A-1由前壓圈2壓住，限制產品內部元件自由度，保證了鏡片組整體裝配的固定性和穩定性；所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間設置有BC隔圈3，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述負月牙透鏡A-3和正月牙型透鏡B-1之間依次設置有CD隔圈4和⑶間隔紙5，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述正月牙型透鏡B-1和雙凸透鏡B-2之間設置有DE隔圈6，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述負月牙型透鏡B-3和雙凸透鏡B-4之間設置有FG隔圈7，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配，所述雙凸透鏡B-4由主鏡筒I的內凸緣定位。
[0019]本實用新型的主鏡筒I是一次裝夾加工成型的，能很好地保證主鏡筒I各孔的同軸度，同時嚴格控制各個內孔與鏡片之間的配合尺寸；而且要嚴格保證各個鏡片和隔圈的垂直度及平行度，同時對隔圈的毛刺、尖角進行嚴格管控，保證各個鏡片之間的空氣間隔及同軸度。再通過各個隔圈進行攔光，控制雜散光的進入。同時嚴格控制隔圈、主鏡筒I內壁的光澤度，及主鏡筒I後端進行倒角，達到控制鏡頭眩光的目的。
[0020]本實用新型結構輕巧，滿足總體體積小的原則，且可採用數控加工工藝，保證其精度的準確性。在結構設計時，為保證鏡頭的各項光學性能，採用數控精密加工工藝，嚴格控制鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確性，同時儘量對結構進行優化，使其緊湊小巧(整體尺寸Φ18_χ 17.6mm),輕便,能適用於結構更加緊湊的場合，比如小型的球機等,適用範圍廣。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的光學系統中沿光線自左向右入射方向依次設有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述後組B依次設有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
2.根據權利要求1所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特徵在於:所述前組A和後組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm。
3.根據權利要求1或2所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特徵在於:所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.95mm,所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm。
4.根據權利要求1或2所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特徵在於:所述後組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是0.10mm，所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
【文檔編號】G02B13/06GK203825276SQ201420166130
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】鄭錦彬, 劉輝, 劉任重, 王躍平 申請人:福建福光數碼科技有限公司