一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有前固定組A、變倍組B、可變光闌C、中間固定組D和補(bǔ)償組E，所述前固定組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3，所述變倍組B依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙型透鏡B-3密接的第一膠合組，所述中間固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3，所述補(bǔ)償組E依次設(shè)有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。該鏡頭實現(xiàn)寬光譜共焦，具有高分辨率、大相對孔徑、大靶面、變倍比大、焦距長等優(yōu)點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離監(jiān)控。
【專利說明】—英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種視頻攝像鏡頭裝置，特別是一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)變焦距鏡頭早在上世紀(jì)九十年代就應(yīng)用于視頻攝像系統(tǒng)中，但是它的光學(xué)性能指標(biāo)低，變倍比?。粵]有在光路中使用超低色散玻璃，鏡頭的分辨率比較低，只能與4(T50萬像素的CXD或CMOS攝像機(jī)適配；沒有對寬光譜范圍進(jìn)行色差校正，故鏡頭適應(yīng)的光譜范圍窄，只能在480nnT650nm的白晝光照條件下使用。
[0003]面對安防監(jiān)控產(chǎn)品形態(tài)和應(yīng)用場景的千變?nèi)f化，百萬高清監(jiān)控鏡頭在各種場景的復(fù)雜光線環(huán)境下，都要有出色的成像質(zhì)量。從百萬像素鏡頭這幾年來的發(fā)展可以看到，在更高像素需求和更高密度透光率的鏡頭鏡片的市場需求不斷刺激下，從百萬像素鏡頭逐漸過渡到200萬、300萬乃至500萬像素的高清百萬像素鏡頭已勢不可擋。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，即本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，該鏡頭適應(yīng)光譜范圍寬，在白晝光照和夜間極低照度環(huán)境條件下通過紅外補(bǔ)光都能清晰成像，同時實現(xiàn)紅外850nm和可見光的寬光譜共焦；該鏡頭達(dá)到理想的光學(xué)指標(biāo)和500萬像素的高分辨率，滿足高清晰度攝像的要求，同時擁有變倍比大，焦距長等特點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離監(jiān)控，尤其是道路監(jiān)控。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有前固定組A、變倍組B、可變光闌C、中間固定組D和補(bǔ)償組E，所述前固定組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3，所述變倍組B依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙型透鏡B-3密接的第一膠合組，所述中間固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3，所述補(bǔ)償組E依次設(shè)有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。
[0006]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是
0.lmnT7.58mm，所述變倍組B和可變光闌C之間的空氣間隔是31.79mnT32.65mm，所述可變光闌C和中間固定組D之間的空氣間隔是0.3lmnT0.45mm,所述中間固定組D和補(bǔ)償組E之間的空氣間隔是8.1mnTl0.54mm。
[0007]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述前固定組A中的負(fù)月牙型透鏡A-1和正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.69mm，所述正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1_。
[0008]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述變倍組B中的負(fù)月牙型透鏡B-1和第一膠合組之間的空氣間隔是7.43mm。[0009]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述中間固定組D中的雙凸透鏡D-1和正月牙型透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm，所述正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3之間的空氣間隔是
0.39mm。
[0010]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述補(bǔ)償組E中的雙凸透鏡E-1和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1mm。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:該鏡頭具有高分辨率(500萬像素)、大相對孔徑(1/1.4)、大靶面(I")、高變倍比(5倍)、焦距長等特點(diǎn)，通過變倍組和補(bǔ)償組的對應(yīng)移動，可以方便的改變鏡頭的焦距，從而擴(kuò)大使用范圍；該鏡頭在光路設(shè)計時，通過選用高折射率、低色散的光學(xué)玻璃材料，通過計算機(jī)光學(xué)輔助設(shè)計和優(yōu)化，使成像分辨率高達(dá)500萬像素，從而可適用于1/1.8"、1"高分辨率日夜兩用的C⑶和CMOS攝像機(jī)，主要用于高清晰度的全天候道路、交通運(yùn)輸監(jiān)控的實時監(jiān)控。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型實施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1_鏡蓋，2-A片壓圈，3-前組鏡筒，4-BC隔圈，5-D片壓圈，6-變倍組鏡座，7-前凸輪，8-主鏡筒，9-外罩，10-GH隔圈，11-光驅(qū)，12-中間固定組鏡座(即后組鏡筒)，13-1片壓圈，14-后凸輪，15-連接座，16-補(bǔ)償組鏡座，17-雙凸透鏡E-2，18-雙凹透鏡E-3，19-JK隔圈，20-J片壓圈，21-后鎖緊釘，22-正月牙型透鏡B-3，23-雙凹透鏡B-2，24-負(fù)月牙型透鏡B-1，26-正月牙型`透鏡A-3，28-正月牙型透鏡A-2，29-負(fù)月牙型透鏡A-1，30-雙凸透鏡D-1，31-正月牙型透鏡D-2，32-雙凹透鏡D-3，33-雙凸透鏡E-1，34-后組移動座，35-變倍導(dǎo)釘，36-補(bǔ)償導(dǎo)釘，37-前鎖緊釘；A-前固定組，A-1-負(fù)月牙型透鏡，A-2-正月牙型透鏡，A-3-正月牙型透鏡，B-變倍組，B-1-負(fù)月牙型透鏡，B-2-雙凹透鏡，B-3-正月牙型透鏡，C-可變光闌，D-中間固定組，D-1-雙凸透鏡，D-2-正月牙型透鏡，D-3-雙凹透鏡，E-補(bǔ)償組，E-1-雙凸透鏡，E-2-雙凸透鏡，E-3-雙凹透鏡，F(xiàn)-像面。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有前固定組A、變倍組B、可變光闌C、中間固定組D和補(bǔ)償組E，所述前固定組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3，所述變倍組B依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙型透鏡B-3密接的第一膠合組，所述中間固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3，所述補(bǔ)償組E依次設(shè)有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。
[0017]在本實施例中，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是0.lmnT7.58_，所述變倍組B和可變光闌C之間的空氣間隔是31.79mnT32.65mm,所述可變光闌C和中間固定組D之間的空氣間隔是0.3lmm^0.45mm,所述中間固定組D和補(bǔ)償組E之間的空氣間隔是
8.1mnTl0.54mm。為了提高光學(xué)性能，該鏡頭的所有鏡片均采用高折射、低色散的光學(xué)材料，例如H-FK61光學(xué)材料等。
[0018]在本實施例中，所述前固定組A中的負(fù)月牙型透鏡A-1和正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.69mm，所述正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔是
0.1mm。所述變倍組B中的負(fù)月牙型透鏡B-1和第一膠合組之間的空氣間隔是7.43mm。所述中間固定組D中的雙凸透鏡D-1和正月牙型透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm,所述正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3之間的空氣間隔是0.39mm。所述補(bǔ)償組E中的雙凸透鏡E-1和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1mm。
[0019]在本實施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo):(I)焦距:f' =10mnT50mm ;(2)靶面大小:1" ;(3)變倍比:5倍；(4)分辨率:1001p/mm，與500萬像素的高清晰度攝像機(jī)適配；(5)相對孔徑:D/F=1/1.7 ； (6)視場角:2W=39.8。~9.9° (有效成像面m'≥Ilmm) ; (7)適用光譜范圍:480nnT850nm ; (8)光學(xué)后截距；I' ≥ 7.35mm ；(9)光學(xué)結(jié)構(gòu)總長:< 114.4mm。
[0020]由于該鏡頭的分辨率很高、變倍比大，在變焦過程中要求邊緣視場與中心市場的分辨率沒有很大的區(qū)別，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要確保系統(tǒng)各組元的同心度及變焦、調(diào)焦等動作的精確、順滑不卡滯和手感好。
[0021]如圖2所示，本實用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計包括:設(shè)計了前組鏡筒3、變倍組鏡座6、中間組固定鏡座12、補(bǔ)償組鏡座16來固定整個光學(xué)系統(tǒng)的鏡片。因為該鏡頭的分辨率較高，故其對空氣間隔、孔軸配合等各方面都更敏感，故在機(jī)械尺寸上做了嚴(yán)格的控制，凡與鏡片直接配合的機(jī)械件內(nèi)徑的公差都放在(T0.02mm之間，從而保證其配合的精度。
[0022]在本實施例中，所述前組鏡筒3內(nèi)放置有負(fù)月牙型透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3三片鏡片，在正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3之間設(shè)計了 BC隔圈4，隔圈做消光紋出來，消除雜散光的影響，以減小光暈；負(fù)月牙型透鏡A-1處設(shè)計了 A片壓圈2，將整組鏡片固定住。所述前組鏡筒3通過三個均布的沉頭釘固定在主鏡筒8上，保證其與整個光路的同心度。
[0023]在本實施例中，所述變倍組鏡座6上安裝有負(fù)月牙型透鏡B-1、雙凹透鏡B-2和正月牙型透鏡B-3三片兩組式鏡片，負(fù)月牙型透鏡B-1和雙凹透鏡B-2直接通過鏡片接觸面來保證其空氣間隔；設(shè)計了 D片壓圈5來將整組鏡片的固定住，保證整組鏡片的裝配穩(wěn)定性。
[0024]在本實施例中，所述中間固定組鏡座12安裝有雙凸透鏡D-1、正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3三片鏡片，設(shè)計了 GH隔圈10來保證雙凸透鏡D-1和正月牙型透鏡D-2的通光及空氣間隔；而正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3之間的間隔由鏡片靠面直接保證，其精度更高；設(shè)計了 I片壓圈13來固定中間固定組D的整組鏡片。
[0025]在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡座16安裝有雙凸透鏡E-1、雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3三片兩組式鏡片，設(shè)計了 JK隔圈19來保證雙凸透鏡E-1和雙凸透鏡E-2之間的通光及空氣間隔，設(shè)計了 J片壓圈20將補(bǔ)償組E整組鏡片固定住，使其在移動時鏡片不會松動或脫落；補(bǔ)償組鏡座16通過螺紋與后組移動座34配合，后組移動座34再與中間固定組鏡座12配合，從而保證整個光路的同軸度，使成像質(zhì)量更理想。
[0026]為實現(xiàn)鏡頭的手動變焦、調(diào)焦，即通過變倍組B和補(bǔ)償組E在軸向位置移動來實現(xiàn)，移動量通過主鏡筒8和中間組固定鏡座12上的螺旋槽的導(dǎo)程來控制。設(shè)計變倍導(dǎo)釘35固定在變倍組鏡座6上，并通過主鏡筒8的螺旋槽到達(dá)前凸輪7的卡槽上，此時移動前凸輪7將通過前凸輪7的卡槽結(jié)構(gòu)帶動變倍導(dǎo)釘35沿著主鏡筒8的螺旋槽移動，從而使變倍組鏡座6在軸向上移動達(dá)到變倍的目的；同理設(shè)計補(bǔ)償導(dǎo)釘36固定在后組移動座34上，后組移動座34通過螺紋與補(bǔ)償組鏡座16配合固定，即補(bǔ)償導(dǎo)釘36間接固定在補(bǔ)償組鏡座16上，且補(bǔ)償導(dǎo)釘36通過中間組固定鏡座12上的螺旋槽到后凸輪14的卡槽上，此時移動后凸輪14通過卡槽結(jié)構(gòu)帶動補(bǔ)償導(dǎo)釘36沿中間組固定鏡座12的螺旋槽移動，從而使補(bǔ)償組鏡座16在軸向上移動達(dá)到調(diào)焦的目的。為了在轉(zhuǎn)動或震動過程中不發(fā)生跑焦情況，在銅質(zhì)變倍導(dǎo)釘35和補(bǔ)償導(dǎo)釘36采用螺紋配合，并且在變倍導(dǎo)釘35和補(bǔ)償導(dǎo)釘36頂部分別套上了尼龍?zhí)讈碓黾幽Σ亮Α?br> [0027]為了防止已經(jīng)確認(rèn)的焦距在攝象機(jī)移動或者震動過程中動到凸輪而造成焦距變化，設(shè)計前鎖緊釘37、后鎖緊釘21進(jìn)行鎖緊。為了減輕鏡頭的重量，設(shè)計變倍組鏡座6和中間組固定鏡座12時，在不影響結(jié)構(gòu)的前提下，將多余的部分扣除，減少材料的使用。本實用新型的鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊、比例協(xié)調(diào)，保證了產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性及美觀性；通過嚴(yán)格控制各鏡片配合間的尺寸要求，可實現(xiàn)調(diào)焦和變焦精密可靠、手感良好。
[0028]本實用新型通過光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化，使得鏡頭達(dá)到了 I"的大靶面，可與1/1.8"、1"靶面的攝像機(jī)相適配；通過改變變倍組與可變光闌間的間隔以實現(xiàn)鏡頭焦距的改變和調(diào)距，對應(yīng)改變補(bǔ)償組與可變光闌間的間隔以實現(xiàn)變焦過程象面的穩(wěn)定；通過合理選用高折射率、低色散的光學(xué)玻璃材料(如H-FK61光學(xué)材料)，運(yùn)用計算機(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，使鏡頭的分辨率高達(dá)500萬像素，能適應(yīng)高清晰度視頻攝像的要求。
[0029]本實用新型在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準(zhǔn)確，又做到變焦移動的平滑不卡滯，手感舒適；為了更好的保證鏡頭的成像質(zhì)量，在攔光處理上都嚴(yán)格根據(jù)光學(xué)設(shè)計者的要求進(jìn)行；同時為了消除鏡頭的雜散光，且在BC隔圈的內(nèi)壁做了消光紋，從而消除了光暈問題；C接口結(jié)構(gòu)設(shè)計保證鏡頭可同時滿足C、CS攝像機(jī)的使用。
[0030]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范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有前固定組A、變倍組B、可變光闌C、中間固定組D和補(bǔ)償組E，所述前固定組A依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡A-1、正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3，所述變倍組B依次設(shè)有負(fù)月牙型透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙型透鏡B-3密接的第一膠合組，所述中間固定組D依次設(shè)有雙凸透鏡D-1、正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3，所述補(bǔ)償組E依次設(shè)有雙凸透鏡E-1以及由雙凸透鏡E-2和雙凹透鏡E-3密接的第二膠合組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是0.lmnT7.58mm，所述變倍組B和可變光闌C之間的空氣間隔是31.79mnT32.65mm，所述可變光闌C和中間固定組D之間的空氣間隔是0.3lmm^0.45mm,所述中間固定組D和補(bǔ)償組E之間的空氣間隔是8.1mnTl0.54mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述前固定組A中的負(fù)月牙型透鏡A-1和正月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔是2.69mm，所述正月牙型透鏡A-2和正月牙型透鏡A-3之間的空氣間隔是0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述變倍組B中的負(fù)月牙型透鏡B-1和第一膠合組之間的空氣間隔是7.43mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述中間固定組D中的雙凸透鏡D-1和正月牙型透鏡D-2之間的空氣間隔是0.1mm,所述正月牙型透鏡D-2和雙凹透鏡D-3之間的空氣間隔是0.39mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一英寸靶面四組元高分辨率攝像鏡頭，其特征在于:所述補(bǔ)償組E中的雙凸透鏡E-1和第二膠合組之間的空氣間隔是0.1mm。
【文檔編號】G02B15/177GK203422524SQ201320498342
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】馮世華, 李前會, 劉輝, 劉任重 申請人:福建福光數(shù)碼科技有限公司