CN105259637B - 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头 - Google Patents

一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN105259637B
CN105259637B CN201510739518.1A CN201510739518A CN105259637B CN 105259637 B CN105259637 B CN 105259637B CN 201510739518 A CN201510739518 A CN 201510739518A CN 105259637 B CN105259637 B CN 105259637B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
light
diaphragm
group
convex lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510739518.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105259637A (zh
Inventor
张荣曜
陈春花
潘慧峰
赵小强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Forecam Optics Co Ltd
Original Assignee
Fujian Forecam Optics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Forecam Optics Co Ltd filed Critical Fujian Forecam Optics Co Ltd
Priority to CN201510739518.1A priority Critical patent/CN105259637B/zh
Publication of CN105259637A publication Critical patent/CN105259637A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105259637B publication Critical patent/CN105259637B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，所述镜头包括镜片、光阑和滤光片，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，镜片数量为七，分别组成入瞳组和出瞳组；入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，入瞳组光路方向上顺序设置凹透镜（A1）、凹透镜（A2）和凸透镜（A3）；出瞳组位于光阑出瞳侧，其总体光焦度为正，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜（B1）、凸透镜（B2）、凹透镜（B3）和凸透镜（B4），其中凸透镜（B2）和凹透镜（B3）以其相对的凹凸面胶合固定为一体，滤光片位于出瞳组的光出射方向上。本发明能以较小体积实现镜头对大靶面成像元件的匹配输出，而且有着良好的球差、慧差、CRA、色差矫正能力。

Description

一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头
技术领域
本发明涉及光学成像设备，尤其是一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头。
背景技术
网络摄像机是安防***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，随着安防***的技术指标需求不断提高，摄像机上开始使用大靶面的成像元件以增强成像质量，但这就要求镜头成像面积也需要能与大靶面成像元件相适应，当镜头成像面积增大时，对镜头的球差、慧差、CRA、色差矫正能力也提出了更高的要求。
发明内容
本发明提出一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，能以较小体积实现镜头对大靶面成像元件的匹配输出，而且有着良好的球差、慧差、CRA、色差矫正能力。
本发明采用以下方案。
一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，所述镜头包括镜片、光阑和滤光片，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为七，分别组成入瞳组和出瞳组；所述入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，入瞳组光路方向上顺序设置凹透镜（A1）、凹透镜（A2）和凸透镜（A3）；所述出瞳组位于光阑出瞳侧，其总体光焦度为正，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜（B1）、凸透镜（B2）、凹透镜（B3）和凸透镜（B4），其中凸透镜（B2）和凹透镜（B3）以其相对的凹凸面胶合固定为一体，所述滤光片位于出瞳组的光出射方向上。
所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.2。
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′=4.0mm。
所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路视场角2w≥140°，像方像视场2η′≥Ф8.8mm。
所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长∑≤23mm，光学后截距L’≥5.5mm。
所述凸透镜（B2）以冕牌玻璃成型，凹透镜（B3）以火石玻璃成型。
所述凸透镜（B2）与凹透镜（B3）之间以特种树胶胶合。
沿光路方向上的各透镜光入射面及出射面，其尺寸分别为：
凹透镜（A1）光入射面曲率半径30mm，厚度0.7mm，半口径6.1mm。
凹透镜（A1）光出射面曲率半径3.4mm，厚度2.5mm，半口径3.2mm。
凹透镜（A2）光入射面曲率半径-20mm，厚度1.3mm，半口径3.2mm。
凹透镜（A2）光出射面曲率半径5mm，厚度0.5mm，半口径2.8mm。
凸透镜（A3）光入射面曲率半径8mm，厚度1.9mm，半口径2.8mm。
凸透镜（A3）光出射面曲率半径-23mm，厚度0.8mm，半口径2.7mm。
凸透镜（B1）光入射面曲率半径-13mm，厚度1.9mm，半口径2.2mm。
凸透镜（B1）光出射面曲率半径-5mm，厚度0.1mm，半口径2.5mm。
凸透镜（B2）光入射面曲率半径30mm，厚度2mm，半口径2.6mm。
凸透镜（B2）和凹透镜（B3）胶合固定面曲率半径-3mm，厚度0.7mm，半口径2.6mm。
凹透镜（B3）光出射面曲率半径-13mm，厚度1.8mm，半口径3mm。
凸透镜（B4）光入射面曲率半径47mm，厚度1.5mm，半口径3.8mm。
凸透镜（B4）光出射面曲率半径-13mm，厚度5.3mm，半口径4mm。
光路中光阑尺寸为厚度1.35mm，半口径1.5mm。
本发明中，镜头包括镜片、光阑和滤光片，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为七，分别组成入瞳组和出瞳组；所述入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，入瞳组光路方向上顺序设置凹透镜（A1）、凹透镜（A2）和凸透镜（A3）；该结构中使用了多片透镜，其中凹透镜连续设置于光路入口，而凸透镜设于光阑前，使得对光路内的球差及慧差矫正能按光路分段进行，便于通过配曲法和调整光阑来矫正球差及慧差。
本发明所述产品的出瞳组中，凸透镜（B2）和凹透镜（B3）以其相对的凹凸面胶合固定为一体，凸透镜（B2）以冕牌玻璃成型，凹透镜（B3）以火石玻璃成型。该结构由两块相互接触的薄透镜形成了消色差结构，结构中的凸透镜与凹透镜分别由阿贝数不同的冕牌玻璃和火石玻璃成型，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。
本发明中，入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，出瞳组位于光阑出瞳侧，其总体光焦度为正，矫正色差的双胶合透镜结构位于出瞳组内，该结构有助于矫正镜头CRA指标，进入光路的光在经过入瞳组和光阑后，其球差、慧差已经过矫正，光入射角分布已较为均匀且入射于出瞳组凸透镜（B1）的中部，减化了对CRA的矫正难度，出瞳组各透镜仅需对光阑出射的发散光线进行汇聚并矫正色散，使其到达成像元件的CRA值符合指标即可。
本发明中，入瞳组总体光焦度为负，出瞳组总体光焦度为正，且对球差、慧差、色差、CRA的矫正均有专属的镜片组合和光阑来实现，这提升了镜头对不同温度环境的适应能力，在不同温度下，各镜片的热胀冷缩效应近似，但由于光路矫正均由专属的镜片组合和光阑实现，使得热胀冷缩后的各镜片对光传输过程的矫正功能仍可以相互匹配，不会因温度的变化而影响镜头对球差、慧差、色差、CRA的矫正，镜头在高温或低温环境下仍能正常工作。
本发明的光路采用多个镜片，光路中各镜片的光焦度合理分配，且有专门用于消除色差的胶合镜片结构，这使得镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。使得镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间极低照度环境下，通过红外补光，也能清晰成像。
本发明中，所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长∑≤23mm，光学后截距L’≥5.5mm。光路总长较短，使得镜头的体积较小，有利于摄像机的结构设计。
本发明中，在出瞳组内设置用于矫正色散的双胶合透镜结构，可以在光路整体上保证前后组镜片的入射角大小的均衡性，从而降低镜头敏感性，降低镜头成本，便于生产。
由本发明所述方案中各透镜的尺寸特征可知，本发明采用的镜头镜片R值适中，在减轻镜片装配难度的同时，也降低了加工成本，同时降低镜头的光学敏感度。
本发明中，滤光片位于出瞳组的光出射方向上，即位于光路末端，由于本镜头是大靶面镜头，成像面积较大，在光路末端设置滤光片，有助于过滤杂色，消除偏光（反射的杂光），从而进一步提升成像品质。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明；
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-凹透镜（A1）；2-凹透镜（A2）；3-凸透镜（A3）；21-凸透镜（B1）；22-凸透镜（B2）；23-凹透镜（B3），24-凸透镜（B4），31-光阑，32-滤光片。
具体实施方式
如图1所示，一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，所述镜头包括镜片、光阑和滤光片，所述光阑31位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为七，分别组成入瞳组和出瞳组；所述入瞳组位于光阑31入瞳侧，其总体光焦度为负，入瞳组光路方向上顺序设置凹透镜（A1）1、凹透镜（A2）2和凸透镜（A3）3；所述出瞳组位于光阑31出瞳侧，其总体光焦度为正，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜（B1）21、凸透镜（B2）22、凹透镜（B3）23和凸透镜（B4）24，其中凸透镜（B2）22和凹透镜（B3）23以其相对的凹凸面胶合固定为一体，所述滤光片32位于出瞳组的光出射方向上。
所述入瞳组、光阑31和出瞳组所形成的光路相对孔径F=2.2。
当入射光光谱谱线在480nm～850nm时，所述入瞳组、光阑31和出瞳组所形成的光路焦距f′=4.0mm。
所述入瞳组、光阑31和出瞳组所形成的光路视场角2w≥140°，像方像视场2η′≥Ф8.8mm。
所述入瞳组、光阑31和出瞳组所形成的光路总长∑≤23mm，光学后截距L’≥5.5mm。
所述凸透镜（B2）22以冕牌玻璃成型，凹透镜（B3）23以火石玻璃成型。
所述凸透镜（B2）22与凹透镜（B3）23之间以特种树胶胶合。
沿光路方向上的各透镜光入射面及出射面，其尺寸分别为：
凹透镜（A1）1光入射面曲率半径30mm，厚度0.7mm，半口径6.1mm。
凹透镜（A1）1光出射面曲率半径3.4mm，厚度2.5mm，半口径3.2mm。
凹透镜（A2）2光入射面曲率半径-20mm，厚度1.3mm，半口径3.2mm。
凹透镜（A2）2光出射面曲率半径5mm，厚度0.5mm，半口径2.8mm。
凸透镜（A3）3光入射面曲率半径8mm，厚度1.9mm，半口径2.8mm。
凸透镜（A3）3光出射面曲率半径-23mm，厚度0.8mm，半口径2.7mm。
凸透镜（B1）21光入射面曲率半径-13mm，厚度1.9mm，半口径2.2mm。
凸透镜（B1）21光出射面曲率半径-5mm，厚度0.1mm，半口径2.5mm。
凸透镜（B2）22光入射面曲率半径30mm，厚度2mm，半口径2.6mm。
凸透镜（B2）22和凹透镜（B3）胶合固定面曲率半径-3mm，厚度0.7mm，半口径2.6mm。
凹透镜（B3）23光出射面曲率半径-13mm，厚度1.8mm，半口径3mm。
凸透镜（B4）24光入射面曲率半径47mm，厚度1.5mm，半口径3.8mm。
凸透镜（B4）24光出射面曲率半径-13mm，厚度5.3mm，半口径4mm。
光路中光阑31尺寸为厚度1.35mm，半口径1.5mm。
经装配后，该镜头可实现的技术指标如下：
焦距：f′=4.0mm；相对孔径F=2.2；视场角：2w≥140°(像方像视场2η′≥Ф8.8mm)；畸变：＜-10%；分辨率可与500万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；光路总长∑≤23mm，光学后截距L’≥5.5mm；适用谱线范围：480nm～850nm。
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，可见光成像时，中心视场120线对处大于0.6，边缘视场120线对处大于0.4；红外0.85mm波长成像时，中心视场120线对处大于0.5，边缘视场120线对处大于0.35。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。

Claims (7)

1.一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，其特征在于：所述镜头包括镜片、光阑和滤光片，所述光阑位于镜头光路中段，光阑通光孔设于镜头中轴上，所述镜片数量为七，分别组成入瞳组和出瞳组；所述入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，入瞳组光路方向上顺序设置凹透镜A1、凹透镜A2和凸透镜A3；所述出瞳组位于光阑出瞳侧，其总体光焦度为正，出瞳组光路方向上顺序设置凸透镜B1、凸透镜B2、凹透镜B3和凸透镜B4，其中凸透镜B2和凹透镜B3以其相对的凹凸面胶合固定为一体，所述滤光片位于出瞳组的光出射方向上；
凸透镜B2 和凹透镜B3 以其相对的凹凸面胶合固定为一体，此一体结构中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，通过两透镜光焦度的匹配形成消色差结构以消除镜头的位置色差，凸透镜B2 以冕牌玻璃成型，凹透镜B3 以火石玻璃成型；
入瞳组位于光阑入瞳侧，其总体光焦度为负，出瞳组位于光阑出瞳侧，其总体光焦度为正，矫正色差的双胶合透镜结构位于出瞳组内用于强化对镜头CRA 指标的矫正，进入光路的光在经过入瞳组和光阑时受到球差、慧差矫正，使得矫正后的光线以分布均匀的光入射角入射于出瞳组凸透镜B1的中部以减化对CRA 的矫正难度，出瞳组各透镜仅对光阑出射的发散光线进行汇聚并矫正色散；
所述镜头对球差、慧差、色差、CRA的矫正均有专属的镜片组合和光阑来实现；
所述入瞳组和光阑用于完成对光线的球差、慧差矫正；
沿光路方向上的各透镜光入射面及出射面，其尺寸分别为；
凹透镜A1光入射面曲率半径30mm，厚度0.7mm，半口径6.1mm；
凹透镜A1光出射面曲率半径3.4mm，厚度2.5mm，半口径3.2mm；
凹透镜A2光入射面曲率半径-20mm，厚度1.3mm，半口径3.2mm；
凹透镜A2光出射面曲率半径5mm，厚度0.5mm，半口径2.8mm；
凸透镜A3光入射面曲率半径8mm，厚度1.9mm，半口径2.8mm；
凸透镜A3光出射面曲率半径-23mm，厚度0.8mm，半口径2.7mm；
凸透镜B1光入射面曲率半径-13mm，厚度1.9mm，半口径2.2mm；
凸透镜B1光出射面曲率半径-5mm，厚度0.1mm，半口径2.5mm；
凸透镜B2光入射面曲率半径30mm，厚度2mm，半口径2.6mm；
凸透镜B2和凹透镜B3胶合固定面曲率半径-3mm，厚度0.7mm，半口径2.6mm；
凹透镜B3光出射面曲率半径-13mm，厚度1.8mm，半口径3mm；
凸透镜B4光入射面曲率半径47mm，厚度1.5mm，半口径3.8mm；
凸透镜B4光出射面曲率半径-13mm，厚度5.3mm，半口径4mm；
光路中光阑尺寸为厚度1.35mm，半口径1.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，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=2.2。
3.根据权利要求2所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，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f′=4.0mm。
4.根据权利要求3所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，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2w≥140°，像方像视场2η′≥Ф8.8mm。
5.根据权利要求4所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，其特征在于：所述入瞳组、光阑和出瞳组所形成的光路总长∑≤23mm，光学后截距L’≥5.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，其特征在于：所述凸透镜B2以冕牌玻璃成型，凹透镜B3以火石玻璃成型。
7.根据权利要求1所述的一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头，其特征在于：所述凸透镜B2与凹透镜B3之间以特种树胶胶合。
CN201510739518.1A 2015-11-04 2015-11-04 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头 Active CN105259637B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510739518.1A CN105259637B (zh) 2015-11-04 2015-11-04 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510739518.1A CN105259637B (zh) 2015-11-04 2015-11-04 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105259637A CN105259637A (zh) 2016-01-20
CN105259637B true CN105259637B (zh) 2018-06-15

Family

ID=55099393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510739518.1A Active CN105259637B (zh) 2015-11-04 2015-11-04 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105259637B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107315237B (zh) * 2017-08-18 2023-03-24 广东北创光电科技股份有限公司 焦距为12mm的光学镜头
CN107561670A (zh) * 2017-09-01 2018-01-09 福建福光股份有限公司 一种2.8mm大通光日夜共焦镜头

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5087908B2 (ja) * 2006-11-16 2012-12-05 カシオ計算機株式会社 ズームレンズ
CN103018888A (zh) * 2011-09-23 2013-04-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 变焦成像镜头
CN202929276U (zh) * 2012-11-19 2013-05-08 上海三鑫科技发展有限公司 微型投影镜头
CN203480121U (zh) * 2013-10-23 2014-03-12 福州开发区鸿发光电子技术有限公司 一种低成本双波段光学变焦镜头
CN205193337U (zh) * 2015-11-04 2016-04-27 福建福光股份有限公司 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头

Also Published As

Publication number Publication date
CN105259637A (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110568590A (zh) 一种星光级光学镜头及其成像方法
CN108020909A (zh) 一种2.8mm焦距高清超广角车载镜头
CN107991762A (zh) 一种1.3mm焦距全景日夜共焦高清镜头
CN105259638B (zh) 一种大通光高清定焦非球面镜头
CN106154524A (zh) 一种透雾镜头及摄像机
CN105425365B (zh) 6mm大通光定焦镜头
CN105445906B (zh) 一种4mm焦距广角大通光日夜共焦镜头
CN105259646B (zh) 2.8‑8mm小型变焦镜头
CN105259637B (zh) 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头
CN105938240B (zh) 一种2.2mm超广角日夜共焦镜头及其制作方法
CN105372797B (zh) 一种小型变焦非球面镜头
CN205193336U (zh) 一种大通光高清定焦非球面镜头
CN108169879B (zh) 一种用于疲劳驾驶检测的高清广角镜头
CN109239893A (zh) 一种低主光线入射角超广角光学***及其工作方法
CN105353500B (zh) 一种低敏感度高清变焦镜头
CN105259644B (zh) 一种2.3mm定焦日夜两用超广角镜头
CN205193337U (zh) 一种大靶面日夜共焦高清定焦镜头
CN205507205U (zh) 一种低敏感度高清变焦镜头
CN205027964U (zh) 2.8-12mm变焦非球面镜头
CN107436483A (zh) 1.7mm超广角后视车载镜头
CN209167643U (zh) 一种低主光线入射角超广角光学***
CN209343025U (zh) 一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头
CN205193341U (zh) 一种2.3mm定焦日夜两用超广角镜头
CN105242378B (zh) 大通光低畸变变焦非球面镜头
CN206387954U (zh) 高分辨率日夜共焦广角监控镜头

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant