高解析度日夜兩用微型鏡頭的製作方法

2023-10-20 02:37:32

高解析度日夜兩用微型鏡頭的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高解析度日夜兩用微型鏡頭，所述鏡頭的光學系統沿光線入射方向依次設有光焦度為負的前組A和光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有正彎月型透鏡A-1、負彎月型透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，所述後組B依次設有正彎月型透鏡B-1、由單凹透鏡B-2與雙凸透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。該鏡頭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，具有低畸變、大相對孔徑、高解析度、性價比高使用、範圍廣等優點，能適應500萬像素高清晰度視頻攝像的要求，是家居監控的主流產品。
【專利說明】高解析度日夜兩用微型鏡頭

【技術領域】
[0001]本發明涉及微型視頻攝像系統的攝像鏡頭裝置，特別是一種高解析度日夜兩用微型鏡頭。

【背景技術】
[0002]小型電視監控攝像機經過20?30年的演化和發展，目前有多種多樣規格型號的微型攝像鏡頭與其配套使用。但是這些鏡頭的性能指標良莠不齊，大多數屬於低檔產品，性能指標低，只適配於20?30萬像素的普通攝像機；適應的光譜範圍窄，只能在480nm?700nm的白晝光線條件下使用；圖像畸變量較大，圖像畸變與現實景象畫面差變大，真實性差。因此，這些鏡頭都不能滿足當前的需要。
[0003]得助於科學技術的發展和社會安全需求的激增，安防市場得到的迅猛的擴展。現今隨著先進的視頻壓縮編碼技術不斷成熟，基於IP的網絡傳輸的飛速發展以及數碼變焦技術的應用，市場上已推出了一系列兩百萬、三百萬像素的高清攝像機。


【發明內容】

[0004]為了滿足微型攝像的高清晰度的需求，提升微型視頻攝像系統的圖像畫質，提高畫面的真實性，擴大微型攝像機系統的應用範圍，克服微型攝像鏡頭現有技術性能指標低這一缺陷，本發明的目的在於為微型視頻攝像系統提供一種低畸變、解析度優於200萬像素的高解析度日夜兩用微型鏡頭。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:一種高解析度日夜兩用微型鏡頭，所述鏡頭的光學系統沿光線入射方向依次設有光焦度為負的前組A和光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有正彎月型透鏡A-1、負彎月型透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，所述後組B依次設有正彎月型透鏡B-1、由單凹透鏡B-2與雙凸透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。
[0006]進一步的，所述前組A和後組B之間的空氣間隔是7.01mm。
[0007]進一步的，所述前組A中的正彎月型透鏡A-1和負彎月型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.354_，所述負彎月型透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0.576_。
[0008]進一步的，所述後組B中的正彎月型透鏡B-1與膠合組之間的空氣間隔是
0.276mm，所述膠合組與雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.157mm。
[0009]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
(I)在光學設計時，對480?850nm的寬光譜範圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜範圍都具有優良的像質，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，在夜間極低照度環境下，通過紅外補光，也能清晰成像。
[0010](2)選用高折射、低色散的光學玻璃材料，通過計算機光學輔助設計和優化完善地校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭的解析度高，低畸變，能適應500萬像素高清晰度視頻攝像的要求。
[0011](3)該鏡頭既結合市場光學參數及解像需求，在前人的基礎上進行深度挖掘，同時保證了較為寬鬆的公差要求，從而做到較高的性價比。
[0012](4)在結構設計時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確，又使結構設計緊湊小巧(整體尺寸Φ 14mmX 16.4mm)，能適用於結構更加緊湊的場合，比如小型的球機、半球機等等，其適用面更廣。其中，所有結構零件採用數控精密加工工藝，滿足光學設計對空氣距離的嚴格要求，使鏡頭的結構緊湊、體積小、重量輕。
[0013](5)該鏡頭具有低畸變、大相對孔徑、高解析度、性價比高使用、範圍廣等優點，是家居監控的主流產品。
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例的光學系統圖。
[0016]圖2為本發明實施例的機械結構圖。
[0017]圖中:A-前組A，A-1-正彎月型透鏡Α-1，Α-2-負彎月型透鏡A-2，A-3-雙凸透鏡A-3，B-後組B，B-1-正彎月型透鏡B-l，B-2-單凹透鏡B_2，B-3-雙凸透鏡B_3，B-4-雙凸透鏡B-4 ; 1-主鏡筒，2-第一隔圈，3-第二隔圈，4-膠合組，5-逃肉。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，一種高解析度日夜兩用微型鏡頭，所述鏡頭的光學系統沿光線自左向右入射方向依次設有光焦度為負的前組A和光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有正彎月型透鏡A-1、負彎月型透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，所述後組B依次設有正彎月型透鏡B-1、由單凹透鏡B-2與雙凸透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。
[0019]在本實施例中，所述前組A和後組B之間的空氣間隔是7.01_ ;所述前組A中的正彎月型透鏡A-1和負彎月型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.354mm，所述負彎月型透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0.576mm ;所述後組B中的正彎月型透鏡B-1與膠合組之間的空氣間隔是0.276_，所述膠合組與雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.157_。
[0020]在本實施例中，該鏡頭通過反遠距型光學結構實現的技術指標如下:(1)焦距:f ' =4mm ; (2)相對孔徑:F=l.7 ; (3)視場角:2 ω =80 ° (像方像視場2η'彡Φ 7mm);
(4)畸變:< -12% ; (5)解析度:可與500萬像素高解析度攝像機適配；(6)光路總長Σ < 15.87mm,光學後截距1' ^ 6.82mm ； (7)適用譜線範圍:480nm?850nm。
[0021]如圖2所示，所述鏡頭的機械結構包括主鏡筒1，所述前組A和後組B依次安裝在主鏡筒1內並由前壓圈(圖中省略)壓緊，所述正彎月型透鏡A-1前側由前壓圈壓緊，所述雙凸透鏡A-3和正彎月型透鏡B-1之間設置有第一隔圈2，所述雙凸透鏡B-3和雙凸透鏡B-4之間設置有第二隔圈3，所述雙凸透鏡B-4後側由主鏡筒1內的臺階定位。
[0022]在本實施例中，機械件的設計主要滿足客戶的使用要求及保證鏡片的通光和空氣間隔。其中，所述主鏡筒1保證鏡片空氣間隔的隔圈與鏡片接觸的平面要有精確的垂直度來保證鏡片裝配的準確性，對其內孔內徑尺寸進行嚴格的尺寸控制，使其與鏡片配合緊密達到鏡片安裝要求的同軸度和鏡片光軸的一致性，且在主鏡筒1上有嚴格的尺寸及位置要求，外徑採用M12接口，滿足客戶使用攝像機的接口要求；另外，所述主鏡筒1側壁內還設計有逃肉5，加強主鏡筒1強度，防止主鏡筒1收縮變形。所述第一隔圈2保證雙凸透鏡A-3和正彎月型透鏡B-1的空氣間隔及其光軸裝配，所述第二隔圈3保證膠合組4中的雙凸透鏡B-3和雙凸透鏡B-4的空氣間隔及其光軸裝配。
[0023]本發明結構輕巧，滿足總體體積小的原則，且為了配合緊湊可採用數控加工工藝，保證其精度的準確性。
[0024]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種高解析度日夜兩用微型鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的光學系統沿光線入射方向依次設有光焦度為負的前組A和光焦度為正的後組B，所述前組A依次設有正彎月型透鏡A-1、負彎月型透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，所述後組B依次設有正彎月型透鏡B-1、由單凹透鏡B-2與雙凸透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。
2.根據權利要求1所述的高解析度日夜兩用微型鏡頭，其特徵在於:所述前組A和後組B之間的空氣間隔是7.0lmm0
3.根據權利要求1或2所述的高解析度日夜兩用微型鏡頭，其特徵在於:所述前組A中的正彎月型透鏡A-1和負彎月型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.354mm，所述負彎月型透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0.576mm。
4.根據權利要求1或2所述的高解析度日夜兩用微型鏡頭，其特徵在於:所述後組B中的正彎月型透鏡B-1與膠合組之間的空氣間隔是0.276_，所述膠合組與雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.157mm。
5.根據權利要求1所述的高解析度日夜兩用微型鏡頭，其特徵在於:所述鏡頭的機械結構包括主鏡筒，所述前組A和後組B依次安裝在主鏡筒內並由前壓圈壓緊，所述正彎月型透鏡A-1前側由前壓圈壓緊，所述雙凸透鏡A-3和正彎月型透鏡B-1之間設置有第一隔圈，所述雙凸透鏡B-3和雙凸透鏡B-4之間設置有第二隔圈，所述雙凸透鏡B-4後側由主鏡筒內的臺階定位。
【文檔編號】G02B13/14GK104459950SQ201410774386
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】鄭志勇, 劉輝, 楊樟洪, 周建寶 申請人:福建福光數碼科技有限公司