高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涉及光学成像设备，尤其是高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头。
【背景技术】
[0002]网络摄像机是安防系统中的常用设备，而镜头是网络摄像机的主要构成部分，镜头性能直接影响成像质量及成像视野，在高分辨率镜头设计中，提升相对孔径以提升进光量是常用的方法之一，但提升相对孔径，易引起与相对孔径相关的高级像差增大，如何在提升相对孔径的同时尽可能地消除高级像差，是一个研究方向。
【发明内容】
[0003]本发明提出高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，可以实现高分辨率、大相对孔径、日夜共焦的技术特性。
[0004]本发明采用以下技术方案。
[0005]高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，所述镜头包括镜片、光阑和镜片固定组件，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为五，分别组成入瞳组和出瞳组，镜片被镜片固定组件固定于光路上;所述入瞳组位于光阑入瞳侧，入瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(Jl)和凹透镜(J2);所述出瞳组位于光阑出瞳侧，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(J3)、凸透镜(J4)和凹透镜(J5)，其中凸透镜(J4)和凹透镜(J5)以其相对的凹凸面胶合固定为一胶合镜片组。
[0006]所述镜片固定组件包括前压圈、第一隔圈、第二隔圈和主镜筒，所述前压圈与主镜筒以螺纹连接，形成容置镜片、第一隔圈和第二隔圈的容置腔，所述第一隔圈设于入瞳组和出瞳组间，对入瞳组和出瞳组间的距离进行固定，所述第二隔圈设于凸透镜(J3)和胶合镜片组间，对凸透镜(J3)和胶合镜片组间的距离进行固定，所述第一隔圈、第二隔圈的轴向截面呈阶梯形，其阶梯面均朝向凸透镜(J3)—侧。
[0007]所述镜片均以高折射、低色散的光学玻璃材料成型。
[0008]所述前压圈端部上设有镜头固定臂。
[0009]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.0。
[0010]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长Σ < 20mm，光学后截距V 2 7.5mm。
[0011]当入射光光谱谱线在480nm?850nm时，所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路焦距 f =12mm。
[0012]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路视场角2w2 36°。
[0013]镜片(Jl)与镜片(J2)的空气间隔是0.5mm。
[0014]镜片(J2)与镜片(J3)的空气间隔是5mm。
[0015]镜片(J3)与镜片(J4)的空气间隔是0.2mm。
[0016]本发明中，镜片均以高折射、低色散的光学玻璃材料成型，入瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(Jl)和凹透镜(J2);所述出瞳组位于光阑出瞳侧，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(J3)、凸透镜(J4)和凹透镜(J5)，镜片(Jl)与镜片(J2)的空气间隔是0.5mm，出瞳组内，镜片(J3)与镜片(J4)的空气间隔是0.2mm，在光学镜片设计中，高折射的玻璃有助于消除高级像差，本发明使用高折射玻璃来消除高级像差，可以实现大的相对孔径，在光路结构中把出瞳组、入瞳组内的镜片尽可能紧凑排列以与光路折射匹配，可以在消除高级像差的高时，使得镜头的整体结构紧凑简洁。
[0017]本发明中，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(J3)、凸透镜(J4)和凹透镜(J5)，其中凸透镜(J4)和凹透镜(J5)以其相对的凹凸面胶合固定为一胶合镜片组，该结构由两块相互接触的薄透镜形成了消色差结构，当结构中的凸透镜与凹透镜分别由阿贝数不同的透明材质成型，而且令凸透镜第二个面与凹透镜第一个面有相同的曲率半径并胶合在一起，通过适当地分配两透镜光焦度，可以消除镜头的位置色差，提升镜头指标。
[0018]本发明中，第一隔圈设于入瞳组和出瞳组间，对入瞳组和出瞳组间的距离进行固定，所述第二隔圈设于凸透镜(J3)和胶合镜片组间，对凸透镜(J3)和胶合镜片组间的距离进行固定，所述第一隔圈、第二隔圈的轴向截面呈阶梯形，其阶梯面均朝向凸透镜(J3) —侦U，由于入瞳组和出瞳组的间距较大，而胶合镜片组主要起到消色差作用，因此需要这两段光路设计能对杂散光与光晕进行抑制，本发明通过采用阶梯形的第一隔圈和第二隔圈，并把阶梯面均朝向凸透镜(J3)—侧，可以优化这两段光路，更好的消除杂散光与光晕，同时还能保证镜片的通光与光轴装配。
[0019]本发明中，镜片固定组件包括前压圈、第一隔圈、第二隔圈和主镜筒，所述前压圈与主镜筒以螺纹连接，形成容置镜片、第一隔圈和第二隔圈的容置腔，所述第一隔圈设于入瞳组和出瞳组间，对入瞳组和出瞳组间的距离进行固定，所述第二隔圈设于凸透镜(J3)和胶合镜片组间，对凸透镜(J3)和胶合镜片组间的距离进行固定，装配主体结构简单，当第一隔圈、第二隔圈和主镜筒均以精密机床进行加工时，就可以很方便地使镜片同轴度达到要求，使所有镜片光轴保持一致。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步详细的说明:
附图1是本发明所述镜头的结构示意图；
附图2是本发明所述镜头在可见光下的MTF图；
附图3是本发明所述镜头在夜间红外补光时的MTF图；
图中:1-前压圈；2-第一隔圈；3-第二隔圈;4-主镜筒;5-凸透镜(Jl) ;6_凹透镜(J2);7-凸透镜(J3) ;8_凸透镜(J4) ;9_凹透镜(J5) ; 10-镜头固定臂；11_光阑。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，所述镜头包括镜片、光阑11和镜片固定组件，所述光阑11位于镜头光路中段，光阑11通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为五，分别组成入瞳组和出瞳组，镜片被镜片固定组件固定于光路上;所述入瞳组位于光阑11入瞳侧，入瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(Jl)5和凹透镜(J2)6;所述出瞳组位于光阑11出瞳侧，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(J3 )7、凸透镜(J4)8和凹透镜(J5 )9，其中凸透镜(J4)8和凹透镜(J5)9以其相对的凹凸面胶合固定为一胶合镜片组。
[0022]所述镜片固定组件包括前压圈1、第一隔圈2、第二隔圈3和主镜筒4，所述前压圈I与主镜筒4以螺纹连接，形成容置镜片、第一隔圈2和第二隔圈3的容置腔，所述第一隔圈2设于入瞳组和出瞳组间，对入瞳组和出瞳组间的距离进行固定，所述第二隔圈3设于凸透镜(J3)7和胶合镜片组间，对凸透镜(J3)3和胶合镜片组间的距离进行固定，所述第一隔圈2、第二隔圈3的轴向截面呈阶梯形，其阶梯面均朝向凸透镜(J3)7—侧。
[0023]所述镜片均以高折射、低色散的光学玻璃材料成型。
[0024]所述前压圈I端部上设有镜头固定臂10。
[0025]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.0。
[0026]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长Σ < 20mm，光学后截距V 2 7.5mm。
[0027]当入射光光谱谱线在480nm?850nm时，所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路焦距 f =12mm。
[0028]所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路视场角2w2 36°。
[0029]镜片(Jl)与镜片(J2)的空气间隔是0.5mm。
[0030]镜片(J2)与镜片(J3)的空气间隔是5mm。
[0031 ]镜片(J3)与镜片(J4)的空气间隔是0.2mm。
[0032]经装配后，该镜头可实现的技术指标如下:
入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.0，光路视场角36°，入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长Σ < 20mm，光学后截距V 2 7.5mm，当入射光光谱谱线在480nm?850nm时，所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路焦距f =12mm。
[0033]当白天光照充足时，本镜头正常工作，其MTF如图2所示，当夜间时，以红外补光，其MTF如图3所示，从图2和图3可知，可见光和红外光透过镜头后焦面的距离相差很小，真正实现日夜共焦。在同一像面上能同时满足两种波段成像要求，也就是可以满足日夜两用摄像机的镜头要求。
【主权项】
1.高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述镜头包括镜片、光阑和镜片固定组件，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为五，分别组成入瞳组和出瞳组，镜片被镜片固定组件固定于光路上;所述入瞳组位于光阑入瞳侧，入瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(Jl)和凹透镜(J2);所述出瞳组位于光阑出瞳侧，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜(J3)、凸透镜(J4)和凹透镜(J5)，其中凸透镜(J4)和凹透镜(J5)以其相对的凹凸面胶合固定为一胶合镜片组； 所述镜片固定组件包括前压圈、第一隔圈、第二隔圈和主镜筒，所述前压圈与主镜筒以螺纹连接，形成容置镜片、第一隔圈和第二隔圈的容置腔，所述第一隔圈设于入瞳组和出瞳组间，对入瞳组和出瞳组间的距离进行固定，所述第二隔圈设于凸透镜(J3)和胶合镜片组间，对凸透镜(J3)和胶合镜片组间的距离进行固定，所述第一隔圈、第二隔圈的轴向截面呈阶梯形，其阶梯面均朝向凸透镜(J3)—侧。2.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述镜片均以高折射、低色散的光学玻璃材料成型。3.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述前压圈端部上设有镜头固定臂。4.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.0。5.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长Σ < 20mm，光学后截距V 2 7.5mm。6.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:当入射光光谱谱线在480nm?850nm时，所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路焦距K =12臟。7.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路视场角2w2 36°。8.根据权利要求1所述的高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，其特征在于:镜片(Jl)与镜片(J2)的空气间隔是0.5mm; 镜片(J2)与镜片(J3)的空气间隔是5mm; 镜片(J3)与镜片(J4)的空气间隔是0.2mmo
【专利摘要】本发明公开了高分辨率、低畸变日夜两用定焦镜头，包括镜片、光阑和镜片固定组件，镜片数量为五，分别组成入瞳组和出瞳组，入瞳组位于光阑入瞳侧，入瞳组光路方向上顺序设置凸透镜（J1）和凹透镜（J2）；出瞳组位于光阑出瞳侧，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜（J3）、凸透镜（J4）和凹透镜（J5），其中凸透镜（J4）和凹透镜（J5）以其相对的凹凸面胶合固定为一胶合镜片组；所述镜片固定组件包括前压圈、第一隔圈、第二隔圈和主镜筒，所述第一隔圈、第二隔圈的轴向截面呈阶梯形，其阶梯面均朝向凸透镜（J3）一侧。本发明可以实现高分辨率、大相对孔径、日夜共焦的技术特性。
【IPC分类】G02B1/00, G02B7/02, G02B13/00
【公开号】CN105629425
【申请号】CN201610181073
【发明人】辛历东, 马科银, 田儒平, 施新军
【申请人】福建福光光电科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月28日