專利名稱：超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，涉及視頻攝像鏡頭裝置。
背景技術(shù)：
如圖2結(jié)構(gòu)型式的超廣角攝像鏡頭在視頻攝像領(lǐng)域已應(yīng)用了 10多年了，它的性能指標(biāo)不高，尤其是在圖像清晰度方面它只能與20 30萬像素的標(biāo)清CCD或CMOS攝像機(jī)適配，只能適應(yīng)監(jiān)控領(lǐng)域“看”之需要，而且適應(yīng)的光譜范圍窄，局限在480nm 650nm的白晝光照條件下使用。隨著百萬級像素高分辨率(XD、CMOS圖像傳感器的不斷出現(xiàn)，光電視頻監(jiān)控已步入網(wǎng)絡(luò)化時代；視頻攝像系統(tǒng)的性能已由以往對外界景物純粹的“觀看”到現(xiàn)今的“識別和認(rèn)知”；從以往只能對白晝光照條件下的監(jiān)控到24小時不間斷的連續(xù)監(jiān)控；且在日夜切換時不偏焦，無需現(xiàn)場調(diào)焦。為適應(yīng)上述的發(fā)展趨勢，提升圖像信息采集工具——攝像鏡頭的性能是至關(guān)重要的，而現(xiàn)有廣角鏡頭存在技術(shù)性能的不足，制約了攝像系統(tǒng)性能的提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一款具有超廣角、強(qiáng)光力、高分辨率、 寬光譜共焦的性能，可為高清網(wǎng)絡(luò)攝像系統(tǒng)提供優(yōu)于200萬像素的全界面清晰圖像的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于一種超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，包括主鏡筒，其特征在于所述主鏡筒內(nèi)沿光路自左向右入射方向依次設(shè)置有光焦度為負(fù)的前組 (A)和光焦度為正的后組(B)，所述前組(A)包括依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡(A-I)和負(fù)月牙型透鏡(A-2)，所述后組(B)包括依次設(shè)置的雙凸透鏡(B-1)、雙凸透鏡(B-2)及雙凸透鏡 (B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接的膠合組。所述雙凸透鏡(B-I)與雙凸透鏡(B-2)之間設(shè)置有光欄C。所述前組(A)與后組(B)之間的空氣間隔為8. 100mm，所述前組(A)中負(fù)月牙型透鏡(A-I)與負(fù)月牙型透鏡(A-2)之間的空氣間隔為2. 625mm，所述后組(B)中雙凸透鏡(B-I) 與光欄(C)之間的空氣間隔為7. 657mm，所述光欄(C)與雙凸透鏡(B-2)之間的空氣間隔是 0. 443mm，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間的空氣間隔為0. 200mm。所述負(fù)月牙型透鏡(A-I)前側(cè)與主鏡筒之間設(shè)有壓圈(1)，所述負(fù)月牙型透鏡 (A-2)與雙凸透鏡(B-I)之間設(shè)有隔圈(2)，所述雙凸透鏡(B-I)與雙凸透鏡(B-2)之間設(shè)有隔圈(4)，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間設(shè)有隔圈(7)。所述壓圈(1)內(nèi)壁呈階梯狀半徑逐漸減小，所述隔圈(4)內(nèi)壁設(shè)有若干臺階。所述隔圈(4)及隔圈(7)的內(nèi)壁上設(shè)有消光紋。[0012]主鏡筒(3)后側(cè)外壁上設(shè)有外螺紋，用以與內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋的連接座(6)配合連接，所述連接座(6)的徑向上設(shè)有穿過連接座(6)與主鏡筒(3)實(shí)現(xiàn)接觸的鎖緊釘(5)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、本反遠(yuǎn)距型的光學(xué)結(jié)構(gòu)中合理分配前組A和后組B的光焦度。在后組B中，把三片式柯克型結(jié)構(gòu)的第三片透鏡改為雙膠合透鏡組，使鏡頭達(dá)到大相對孔徑、超廣角、結(jié)構(gòu)長度短的性能指標(biāo)。
2、通過合理選配前、后兩組六片五組的光學(xué)玻璃材料，盡量選用高折射率、低色散的光學(xué)玻璃材料，通過計算機(jī)輔助光學(xué)設(shè)計和優(yōu)化，完善地校正了光學(xué)鏡頭的各種象差，使鏡頭的分辨率高，能適應(yīng)200萬像素高清晰度視頻攝像的要求。3、在光學(xué)設(shè)計時對480nm 850nm的寬光譜范圍進(jìn)行象差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦。鏡頭不僅能在白晝的光照環(huán)境下清晰成像，在夜間極低照度或零照度的環(huán)境下通過紅外補(bǔ)光也能清晰成像，實(shí)現(xiàn)了 24小時連續(xù)監(jiān)控，且在日夜切換時不偏焦，無需現(xiàn)場調(diào)焦。4、在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既保證鏡頭的同心度和軸向位置的準(zhǔn)確，又力求鏡頭的結(jié)構(gòu)緊湊；同時為了消除鏡頭的雜散光，在B-I與B-2之間的隔圈、B-2與B-4之間的隔圈的內(nèi)壁制作了消光紋，從而消除了光暈問題。5、設(shè)計了后端微“調(diào)焦”結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了大口徑鏡頭景深小的缺陷。
圖1為本實(shí)用新型的光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為目前現(xiàn)有技術(shù)條件下的與普通像素攝像機(jī)配用的鏡頭的光路圖的光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，包括主鏡筒，其特征在于所述主鏡筒內(nèi)沿光路自左向右入射方向依次設(shè)置有光焦度為負(fù)的前組(A)和光焦度為正的后組(B)，所述前組(A)包括依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡(A-I)和負(fù)月牙型透鏡(A-2)，所述后組(B)包括依次設(shè)置的雙凸透鏡(B-1)、雙凸透鏡(B-2 )及雙凸透鏡(B-3 )和負(fù)月牙型透鏡(B-4 )密接的膠合組。由于本實(shí)用新型所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭分辨率很高，且邊緣視場與中心視場的分辨率不允許有很大的區(qū)別，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要確保系統(tǒng)各組元的同心度及調(diào)焦等動作的精確、平穩(wěn)，故將所有鏡片置于主鏡筒內(nèi)，由于主鏡筒是在同一機(jī)臺上生產(chǎn)的，從而確保了整個光路的同軸度；使光學(xué)鏡頭的軸外像差達(dá)到設(shè)計要求。所述雙凸透鏡(B-I)與雙凸透鏡(B-2)之間設(shè)置有光欄C。所述前組(A)與后組(B)之間的空氣間隔為8. 100mm，所述前組(A)中負(fù)月牙型透鏡(A-I)與負(fù)月牙型透鏡(A-2)之間的空氣間隔為2. 625mm，所述后組(B)中雙凸透鏡(B-I) 與光欄(C)之間的空氣間隔為7. 657mm，所述光欄(C)與雙凸透鏡(B-2)之間的空氣間隔是 0. 443mm，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間的空氣間隔為0. 200mm。[0025]為了固定鏡片及保證各鏡片之間的空氣間隔，分別設(shè)計了壓圈和隔圈，所述負(fù)月牙型透鏡(A-I)前側(cè)與主鏡筒之間設(shè)有壓圈(1)，所述負(fù)月牙型透鏡(A-2)與雙凸透鏡 (B-1)之間設(shè)有隔圈(2 )，所述雙凸透鏡(B-1)與雙凸透鏡(B-2 )之間設(shè)有隔圈(4 )，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間設(shè)有隔圈 (7)。 所述壓圈(1)內(nèi)壁呈階梯狀半徑逐漸減小，所述隔圈(4)內(nèi)壁設(shè)有若干臺階。壓圈(1)將整組鏡片固定住，防止鏡片松動或者掉出來，同時內(nèi)壁做成階梯式的可吸收邊緣雜散光，所述隔圈(2)用于確保負(fù)月牙型透鏡(A-2)、雙凸透鏡(B-I)之間的空氣間隔，所述隔圈(4)保證了雙凸透鏡(B-I)和雙凸透鏡(B-2)之間的空氣間隔，同時此隔圈做成臺階式的既節(jié)省了材料又能更好的起到攔截雜散光的作用，隔圈(7)主要保證雙凸透鏡(B-2)和由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間的空氣間隔。所述隔圈(4)及隔圈(7)的內(nèi)壁上設(shè)有消光紋，本實(shí)用新型所述的光路對雜散光的影響比較敏感，針對這個問題分別對隔圈(4)、隔圈(7)的內(nèi)壁做了消光紋處理，增大了接收雜散光的面積從而來減少雜散光的影響。主鏡筒(3)后側(cè)外壁上設(shè)有外螺紋，用以與內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋的連接座(6)配合連接，所述連接座(6)的徑向上設(shè)有穿過連接座(6)與主鏡筒(3)實(shí)現(xiàn)接觸的鎖緊釘(5)，通過鎖緊釘(5)可帶動連接座(6)旋轉(zhuǎn)，從而使整個光學(xué)系統(tǒng)沿軸向運(yùn)動，這樣可以實(shí)現(xiàn)小范圍Imm內(nèi)的調(diào)焦，在主筒與連接座的裝配中，通過研磨，保證螺紋之間配合的精度來提高調(diào)焦的精度，從而保證鏡頭在微調(diào)焦過程中的同心度。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下1、焦距f' =4mm ；2、相對孔徑 D/F=l/1. 4 ；3、視場角2(0:88° ；4、適用光譜范圍480nm 850nm ；5、分辨率與200萬像素的高清晰度攝像機(jī)適配；6、光路總長Σ彡34mm。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，包括主鏡筒，其特征在于所述主鏡筒內(nèi)沿光路自左向右入射方向依次設(shè)置有光焦度為負(fù)的前組(A)和光焦度為正的后組(B)，所述前組(A)包括依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡(A-I)和負(fù)月牙型透鏡(A-2)，所述后組(B)包括依次設(shè)置的雙凸透鏡(B-1)、雙凸透鏡(B-2 )及雙凸透鏡(B-3 )和負(fù)月牙型透鏡(B-4 )密接的膠合組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于所述雙凸透鏡(B-I)與雙凸透鏡(B-2)之間設(shè)置有光欄C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于所述前組 (A)與后組(B)之間的空氣間隔為8. 100mm，所述前組(A)中負(fù)月牙型透鏡(A-I)與負(fù)月牙型透鏡(A-2)之間的空氣間隔為2. 625mm，所述后組(B)中雙凸透鏡(B-I)與光欄(C)之間的空氣間隔為7. 657mm，所述光欄(C)與雙凸透鏡(B-2)之間的空氣間隔是0. 443mm，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間的空氣間隔為 0. 200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于所述負(fù)月牙型透鏡(A-I)前側(cè)與主鏡筒之間設(shè)有壓圈(1)，所述負(fù)月牙型透鏡(A-2)與雙凸透鏡 (B-1)之間設(shè)有隔圈(2 )，所述雙凸透鏡(B-1)與雙凸透鏡(B-2 )之間設(shè)有隔圈(4 )，所述雙凸透鏡(B-2)與由雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接構(gòu)成的膠合組之間設(shè)有隔圈 (7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于所述壓圈 (1)內(nèi)壁呈階梯狀半徑逐漸減小，所述隔圈(4)內(nèi)壁設(shè)有若干臺階。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于所述隔圈(4)及隔圈(7)的內(nèi)壁上設(shè)有消光紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，其特征在于主鏡筒(3) 后側(cè)外壁上設(shè)有外螺紋，用以與內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋的連接座(6)配合連接，所述連接座(6)的徑向上設(shè)有穿過連接座(6)與主鏡筒(3)實(shí)現(xiàn)接觸的鎖緊釘(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超廣角高分辨率日夜兩用攝像鏡頭，包括主鏡筒，其特征在于所述主鏡筒內(nèi)沿光路自左向右入射方向依次設(shè)置有光焦度為負(fù)的前組(A)和光焦度為正的后組(B)，所述前組(A)包括依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡(A-1)和負(fù)月牙型透鏡(A-2)，所述后組(B)包括依次設(shè)置的雙凸透鏡(B-1)、雙凸透鏡(B-2)及雙凸透鏡(B-3)和負(fù)月牙型透鏡(B-4)密接的膠合組。它具有超廣角、強(qiáng)光力、高分辨率、寬光譜共焦的性能，可為高清網(wǎng)絡(luò)攝像系統(tǒng)提供優(yōu)于200萬像素的全界面清晰圖像，且能做到24小時連續(xù)監(jiān)控、日夜切換時圖像焦點(diǎn)不偏移。
文檔編號G02B13/06GK201984200SQ201020692948
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉輝, 張世忠, 李海軍, 江煥超 申請人:福建福光數(shù)碼科技有限公司