非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組A、可變光欄C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、由正月牙透鏡A-2和負(fù)月牙透鏡A-3密接的第一膠合組、由雙凹透鏡A-4和雙凸透鏡A-5的第二膠合組、雙凹透鏡A-6以及雙凹透鏡A-7，所述后組B依次設(shè)有非球面透鏡B-1、由負(fù)月牙透鏡B-2和雙凸透鏡B-3密接的第三膠合組、由雙凸透鏡B-4和正月牙透鏡B-5密接的第四膠合組以及負(fù)月牙透鏡B-6。該非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭具有光學(xué)指標(biāo)高、光學(xué)靶面大、分辨率高于三百萬像素等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種視頻攝像鏡頭裝置，特別是一種非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外鏡頭即IR鏡頭，它采用了特殊的光學(xué)玻璃材料，并用最新的光學(xué)設(shè)計(jì)方法，從而消除了可見光和紅外光的焦面偏移，因此從可見光到紅外光區(qū)的光線都可以在同一個(gè)焦面位置成像，使圖像都能清晰。此外，紅外鏡頭還采用了特殊的多層鍍膜技術(shù)，以增加對(duì)紅外光線的透過率，所以用IR鏡頭的攝像機(jī)比用普通鏡頭的攝像機(jī)夜晚監(jiān)控的距離遠(yuǎn)。
[0003]目前，監(jiān)控市場對(duì)24h連續(xù)監(jiān)控的需求越來越多，由此產(chǎn)生了越來越多的日夜兩用型攝像機(jī)。這種攝像機(jī)若采用普通的鏡片，則其白天的圖像調(diào)節(jié)清晰，晚上的圖像就變得模糊；反之，晚上的圖像調(diào)節(jié)清晰，白天就會(huì)模糊，即未能達(dá)到寬光譜共焦；若使用球面達(dá)到此效果，則由于球面鏡片會(huì)出現(xiàn)像差，如球差、色差、彗差等，因而需要多片凹凸程度不同的鏡片，進(jìn)行分組組合來予以校正。
[0004]最簡單的定焦鏡頭一般需要4片3組、6片4組或7片4組，而高檔的變焦鏡頭則需要10多片10多組的鏡片組合。顯然，這不僅使鏡頭的體積和重量增加，而且使透過的光也減少了。對(duì)F值小的高感度鏡頭來說，其有效通光口徑越大，球面像差就越大，當(dāng)然其校正也就越困難。正是由于球面鏡頭的缺點(diǎn)，因此有必要一種研制了非球面鏡頭。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于為視頻攝像系統(tǒng)提供一種光學(xué)指標(biāo)高、光學(xué)靶面大、分辨率高于三百萬像素的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組A、可變光欄C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、由正月牙透鏡A-2和負(fù)月牙透鏡A-3密接的第一膠合組、由雙凹透鏡A-4和雙凸透鏡A-5的第二膠合組、雙凹透鏡A-6以及雙凹透鏡A-7，所述后組B依次設(shè)有非球面透鏡B-1、由負(fù)月牙透鏡B-2和雙凸透鏡B-3密接的第三膠合組、由雙凸透鏡B-4和正月牙透鏡B-5密接的第四膠合組以及負(fù)月牙透鏡B-6。
[0007]進(jìn)一步的，所述前組A與后組B之間的空氣間隔為14.18mnT2.63mm。
[0008]進(jìn)一步的，所述前組A與可變光欄C之間的空氣間隔為13.88mnT2.30mm，所述后組B與可變光欄C之間的空氣間隔為0.3mnT0.33mm。
[0009]進(jìn)一步的，所述前組A中的正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間的空氣間隔為
0.1mm，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.92mnTl2.25mm，所述第二膠合組與雙凹透鏡A-6之間的空氣間隔為0.23mm，所述雙凹透鏡A-6與雙凹透鏡A-7之間的空氣間隔為1.13mm。[0010]進(jìn)一步的，所述后組B中的非球面透鏡B-1與第三膠合組之間的空氣間隔為
0.100mm，所述第三膠合組與第四膠合組之間的空氣間隔為0.92mnT0.65mm，所述第四膠合組與負(fù)月牙透鏡B-6之間的空氣間隔為1.93mm。
[0011]進(jìn)一步的,所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組鏡筒、主鏡筒和后組鏡筒,所述前組鏡筒與主鏡筒前端相連接，所述主鏡筒外側(cè)套設(shè)有由前鎖緊釘鎖緊的前凸輪，所述前凸輪、主鏡筒前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)前導(dǎo)釘關(guān)聯(lián)于前組鏡座；所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有由后鎖緊釘鎖緊的后凸輪，所述后凸輪、后組鏡筒前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)后導(dǎo)釘關(guān)聯(lián)于后組鏡座。
[0012]進(jìn)一步的，所述前組鏡筒內(nèi)依次安裝正月牙透鏡A-1和第一膠合組并由前壓圈壓緊，所述正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間設(shè)置有AB隔圈；所述前組鏡座內(nèi)依次安裝第二膠合組、雙凹透鏡A-6和雙凹透鏡A-7并由D片壓圈壓緊，所述第二膠合組與雙凹透鏡A-6之間設(shè)置有EF隔圈；所述主鏡筒后端內(nèi)安裝非球面透鏡B-1和第三膠合組并由I片壓圈壓緊，所述非球面透鏡B-1與第三膠合組之間設(shè)置有HI隔圈；所述后組鏡座后端內(nèi)依次安裝有第四膠合組和負(fù)月牙透鏡B-6并由后壓圈壓緊，所述第四膠合組與負(fù)月牙透鏡B-6之間設(shè)置有KM隔圈。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:(I)采用反遠(yuǎn)距型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，合理分配了前組A和后組B的光焦度；在后組B中，把三片式結(jié)構(gòu)的第一片鏡片改為非球面，使鏡頭達(dá)到大相對(duì)孔徑、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13片9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(jì)算機(jī)輔助光學(xué)設(shè)計(jì)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)300萬像素高清晰度視頻攝像的要求。(3)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準(zhǔn)確，又盡量使鏡頭的結(jié)構(gòu)緊湊，另外考慮到鏡頭的實(shí)用性，采用了后端微“調(diào)焦”結(jié)構(gòu)，避免了鏡頭的極限使用。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為V型槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-前壓圈，2-前組鏡筒，3-前導(dǎo)釘，4-前凸輪，5-主鏡筒，6-光驅(qū)，7-后導(dǎo)釘，8-后凸輪，9-后組鏡筒，10-后組鏡座，11-后壓圈，12-負(fù)月牙透鏡B-6，13-第四膠合組，14-KM隔圈，15-第三膠合組，16-1片壓圈，17-凸輪卡環(huán)，18-HI隔圈，19-后鎖緊釘，20-非球面透鏡B-l，21-前鎖緊釘，22-雙凹透鏡A-7，23-雙凹透鏡A_6，24_前組鏡座，25-EF隔圈，26-第二膠合組，27-D片壓圈，28-正月牙透鏡A-1，29-第一膠合組，30-AB隔圈，31-V型槽。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，一種非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的前組A、由光驅(qū)6調(diào)節(jié)的可變光欄C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、由正月牙透鏡A-2和負(fù)月牙透鏡A-3密接的第一膠合組、由雙凹透鏡A-4和雙凸透鏡A-5的第二膠合組、雙凹透鏡A-6以及雙凹透鏡A-7，所述后組B依次設(shè)有非球面透鏡B-1、由負(fù)月牙透鏡B-2和雙凸透鏡B-3密接的第三膠合組、由雙凸透鏡B-4和正月牙透鏡B-5密接的第四膠合組以及負(fù)月牙透鏡B-6。
[0020]在本實(shí)施例中，所述前組A與后組B之間的空氣間隔為14.18mnT2.63_，所述前組A與可變光欄C之間的空氣間隔為13.88mnT2.30mm,所述后組B與可變光欄C之間的空氣間隔為0.3mm?0.33mm。
[0021]在本實(shí)施例中，所述前組A中的正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間的空氣間隔為
0.1mm，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.92mnTl2.25mm，所述第二膠合組與雙凹透鏡A-6之間的空氣間隔為0.23mm，所述雙凹透鏡A-6與雙凹透鏡A-7之間的空氣間隔為1.13mm。
[0022]在本實(shí)施例中，所述后組B中的非球面透鏡B-1與第三膠合組之間的空氣間隔為
0.100mm，所述第三膠合組與第四膠合組之間的空氣間隔為0.92mnT0.65mm，所述第四膠合組與負(fù)月牙透鏡B-6之間的空氣間隔為1.93mm。
[0023]本實(shí)用新型的后組B在三片式結(jié)構(gòu)的原型上把第一片鏡片改為非球面，以分擔(dān)后組B的光焦度，提高了鏡頭的相對(duì)孔徑，并利用膠合組正負(fù)鏡片的折射率和色散的差異校正鏡頭的象差。非球面面形是在球面面形的基礎(chǔ)上做細(xì)微的調(diào)整得出，面形復(fù)雜，材料可選用光學(xué)樹脂；一片非球面鏡片就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)球面鏡片校正像差的效果。顯然，這不僅使鏡頭的體積和重量減少，而且使透過的光也增加了。
[0024]本實(shí)用新型由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了以下光學(xué)指標(biāo):(1)焦距:f' =10-50mm ;(2)相對(duì)孔徑 D/f' =1/1.4 ; (3)靶面大小:1/2.7" ; (4)分辨率:優(yōu)于 300萬像素；(5)光路總長Σ 60mm ； (6)適用譜線范圍:480nm?850nm。
[0025]在本實(shí)用新型中，該鏡頭的分辨率為300萬像素，此類鏡頭邊緣視場與中心視場的分辨率要盡量保持一致，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要確保系統(tǒng)各組元的同心度及調(diào)焦等動(dòng)作的精確、平穩(wěn)等。
[0026]如圖2所示，本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組鏡筒2、主鏡筒5和后組鏡筒9，所述前組鏡筒2與主鏡筒5前端相連接，所述主鏡筒5外側(cè)套設(shè)有由前鎖緊釘21鎖緊的前凸輪4，所述前凸輪4、主鏡筒5前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)與前組鏡座24固定連接的前導(dǎo)釘3，保證前組鏡座24沿主鏡筒5的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)；所述后組鏡筒9外側(cè)套設(shè)有由凸輪卡環(huán)17卡住并后鎖緊釘19鎖緊的后凸輪8,所述后凸輪8、后組鏡筒9前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)與后組鏡座10固定連接的后導(dǎo)釘，保證后組鏡座10沿后組鏡筒9的導(dǎo)程運(yùn)動(dòng)。如圖3所示，所述后組鏡筒9導(dǎo)程為V型槽，可以通過計(jì)算光學(xué)設(shè)計(jì)輸出的位置明確后焦以提聞?wù)w調(diào)焦精度。
[0027]在本實(shí)用新型中，所述前組鏡筒2內(nèi)依次安裝正月牙透鏡A-1 (28)和第一膠合組29并由前壓圈I壓緊，由同一機(jī)床加工的前組鏡筒2可有效地保證前組A光路的同心度，所述前壓圈I保證前組A鏡片的裝配穩(wěn)定性且攔截雜散光以消除其對(duì)鏡頭成像質(zhì)量的影響，所述正月牙透鏡A-1 (28)與第一膠合組29之間設(shè)置有AB隔圈30以保證其通光和空氣距離。
[0028]在本實(shí)用新型中，所述前組鏡座24內(nèi)依次安裝第二膠合組26、雙凹透鏡A-6 (23)和雙凹透鏡A-7 (22)并由D片壓圈27壓緊，所述第二膠合組26與雙凹透鏡A-6 (23)之間設(shè)置有EF隔圈25以保證其通光和空氣距離；所述主鏡筒5后端內(nèi)安裝非球面透鏡B-1
(20)和第三膠合組(15)并由I片壓圈16壓緊，所述非球面透鏡B-1 (20)與第三膠合組
(15)之間設(shè)置有HI隔圈18以保證其通光和空氣距離。
[0029]在本實(shí)用新型中，所述后組鏡座10后端內(nèi)依次安裝有第四膠合組(13)和負(fù)月牙透鏡B-6 (12)并由后壓圈11壓緊，所述后壓圈11保證后組B鏡片的裝配穩(wěn)定性以防止鏡片松動(dòng)或者掉出來，所述第四膠合組(13)與負(fù)月牙透鏡B-6 (12)之間設(shè)置有KM隔圈14以保證其通光和空氣距離。
[0030]本實(shí)用新型的工作原理如下:光線經(jīng)前組A的鏡片傳播至后組B的鏡片內(nèi)成像，當(dāng)需要調(diào)整焦距時(shí)，手動(dòng)控制使得前凸輪4通過均分槽和前導(dǎo)釘3驅(qū)動(dòng)前組鏡座24移動(dòng)，同時(shí)后凸輪8通過均分槽和后導(dǎo)釘7驅(qū)動(dòng)后組鏡座10移動(dòng),調(diào)整前組鏡座24和后組鏡座10的間距，從而達(dá)到調(diào)整前組A的鏡片和后組B的鏡片的距離，以此來實(shí)現(xiàn)鏡頭的聚焦、變焦。
[0031]由于該鏡頭的結(jié)構(gòu)緊湊，使得對(duì)鏡片的精度要求較高，加工工藝要求會(huì)提高，相應(yīng)地在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要保證系統(tǒng)各組元的同心度及調(diào)焦等動(dòng)作的精確、平穩(wěn)和手感好。
[0032]本實(shí)施例未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，且以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)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】
1.一種非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，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)有光焦度為負(fù)的前組A、可變光欄C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、由正月牙透鏡A-2和負(fù)月牙透鏡A-3密接的第一膠合組、由雙凹透鏡A-4和雙凸透鏡A-5的第二膠合組、雙凹透鏡A-6以及雙凹透鏡A-7，所述后組B依次設(shè)有非球面透鏡B-1、由負(fù)月牙透鏡B-2和雙凸透鏡B-3密接的第三膠合組、由雙凸透鏡B-4和正月牙透鏡B-5密接的第四膠合組以及負(fù)月牙透鏡B-6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述前組A與后組B之間的空氣間隔為14.18mnT2.63mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述前組A與可變光欄C之間的空氣間隔為13.88mnT2.30mm，所述后組B與可變光欄C之間的空氣間隔為 0.3mnT0.33mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述前組A中的正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間的空氣間隔為0.1_，所述第一膠合組與第二膠合組之間的空氣間隔為0.92mnTl2.25mm，所述第二膠合組與雙凹透鏡A_6之間的空氣間隔為0.23mm，所述雙凹透鏡A-6與雙凹透鏡A-7之間的空氣間隔為1.13mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述后組B中的非球面透鏡B-1與第三膠合組之間的空氣間隔為0.100mm，所述第三膠合組與第四膠合組之間的空氣間隔為0.92mnT0.65mm，所述第四膠合組與負(fù)月牙透鏡B-6之間的空氣間隔為 1.93mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組鏡筒、主鏡筒和后組鏡筒，所述前組鏡筒與主鏡筒前端相連接，所述主鏡筒外側(cè)套設(shè)有由前鎖緊釘鎖緊的前凸輪，所述前凸輪、主鏡筒前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)前導(dǎo)釘關(guān)聯(lián)于前組鏡座；所述后組鏡筒外側(cè)套設(shè)有由后鎖緊釘鎖緊的后凸輪，所述后凸輪、后組鏡筒前端內(nèi)各加工有三個(gè)均分槽并穿設(shè)三個(gè)后導(dǎo)釘關(guān)聯(lián)于后組鏡座。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非球面紅外夜視變焦攝像鏡頭，其特征在于:所述前組鏡筒內(nèi)依次安裝正月牙透鏡A-1和第一膠合組并由前壓圈壓緊，所述正月牙透鏡A-1與第一膠合組之間設(shè)置有AB隔圈；所述前組鏡座內(nèi)依次安裝第二膠合組、雙凹透鏡A-6和雙凹透鏡A-7并由D片壓圈壓緊，所述第二膠合組與雙凹透鏡A-6之間設(shè)置有EF隔圈；所述主鏡筒后端內(nèi)安裝非球面透鏡B-1和第三膠合組并由I片壓圈壓緊，所述非球面透鏡B-1與第三膠合組之間設(shè)置有HI隔圈；所述后組鏡座后端內(nèi)依次安裝有第四膠合組和負(fù)月牙透鏡B-6并由后壓圈壓緊，所述第四膠合組與負(fù)月牙透鏡B-6之間設(shè)置有KM隔圈。
【文檔編號(hào)】G02B15/177GK203825282SQ201420091419
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】馮世華, 肖維軍, 何武強(qiáng), 張世忠 申請(qǐng)人:福建福光數(shù)碼科技有限公司