小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線從左向右入射方向依次設有鏡片組前組A和后組B，所述前組A和后組B之間設有光欄C，所述前組A包括從左向右依次設置的負月牙型透鏡A-1，負月牙型透鏡A-2、雙凹透鏡A-3以及雙凸透鏡A-4；所述后組B包括從左向右依次設置的雙凸透鏡B-1，雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。該小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭具有全視場，防水、防塵、防刮和日夜兩用的性能，可應用于超大視場的安防監控，特別是酒店、會所等的大廳。
【專利說明】小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，屬于視頻技術的光學攝像裝置領域。
【背景技術】
[0002]小型電視監控攝像機的出現和應用已有20?30年的歷史了，有多種多樣規格型號的微型攝像鏡頭與其配套.它們的性能指標差異極大，應用的局限性大，而且大多數屬于低檔產品，性能指標低，多數只能運用于一般只適配于20?30萬像素的普通攝像機，適應的光譜范圍窄，只能在480nm?700nm的白晝光線條件下使用，視場角和近攝距局限大。

【發明內容】

[0003]有鑒于此，本發明的目的是提供一種全視場，防水、防塵、防刮和日夜兩用的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，適應微型攝像的高清晰度的要求，及滿足酒店、會所、體育場等特定場所的應用，提升微型視頻攝像系統的圖像畫質，擴大微型攝像機系統的最大監控范圍，以及應對室外各種惡劣環境的使用要求。
[0004]本發明采用以下方案實現:一種小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線從左向右入射方向依次設有鏡片組前組A和后組B，所述前組A和后組B之間設有光欄C，所述前組A包括從左向右依次設置的負月牙型透鏡A-1，負月牙型透鏡A-2、雙凹透鏡A-3以及雙凸透鏡A-4 ;所述后組B包括從左向右依次設置的雙凸透鏡B-1，雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。
[0005]進一步的，所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.25mm，其中前組A與光欄C之間的空氣間隔是2.33mm，光欄C與后組B之間的空氣間隔為1.92mm。
[0006]進一步的，所述負月牙型透鏡A-1的凸面上涂設有金剛膜。
[0007]進一步的，所述負月牙型透鏡A-1與負月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為1.88mm,所述負月牙型透鏡A-2與雙凹透鏡A-3之間的空氣間隔為3.05mm，所述雙凹透鏡A-3與雙凸透鏡A-4之間的空氣間隔為0.52mm。
[0008]進一步的，所述雙凸透鏡B-1與雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組之間的間隔為0.1_，所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔為0.1mm。
[0009]進一步的，所述鏡頭機械結構包括主鏡筒，所述主鏡筒內腔前部安裝有鏡片組前組A，主鏡筒內腔后部安裝有后組B。
[0010]進一步的，所述主鏡筒的前端設有可卡住所述負月牙型透鏡A-1外周部的前壓圈，所述負月牙型透鏡A-2與雙凹透鏡A-3之間夾設有隔圈BC，所述雙凹透鏡A-3與雙凸透鏡A-4之間夾設有隔圈CD，所述前組A與所述后組B之間夾設有隔圈DE，所述雙凸透鏡B-1與雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組之間夾設有隔圈FG，所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4之間夾設有隔圈GH。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果: (I)結構上滿足光學設計對空氣距離和鏡片同心度的嚴格要求，使鏡頭的結構緊湊，體
積小，重量輕。
[0012](2)鏡頭實現全視場、高分辨率，更符合大版面高清晰度視頻攝像的要求，適用于全景機攝像。
[0013](3)在光學設計時，對400?850nm的寬光譜范圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦。這樣鏡頭不僅能在白晝的光照環境下清晰成像，在夜間極低照度環境下，通過紅外補光，也能清晰成像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明實施例的光學系統示意圖；
圖2為本發明實施例的機械結構示意圖；
圖3為計算機輔助軟件設計提供的白天MTF曲線；
圖4為計算機輔助軟件設計提供的夜視MTF曲線；
圖中標號說明:1-負月牙型透鏡A-1 2-負月牙型透鏡A-2 3-雙凹透鏡A-3 4-雙凸透鏡A-4 5-雙凸透鏡B-1 6-雙凸透鏡B-2 7-負月牙透鏡B-3 8-雙凸透鏡B-49-前壓圈10-隔圈BC 11-隔圈CD 12-隔圈DE 13-隔圈FG 14-隔圈GH 15-主鏡筒16-凸肩部。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本發明作進一步詳細說明。
[0016]如圖1所示，一種小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，所述鏡頭的光學系統中沿光線從左向右入射方向依次設有鏡片組前組A和后組B，所述前組A和后組B之間設有光欄C，所述前組A包括從左向右依次設置的負月牙型透鏡A-1 (I)，負月牙型透鏡A-2 (2)、雙凹透鏡A-3(3)以及雙凸透鏡A-4(4);所述后組B包括從左向右依次設置的雙凸透鏡B-1 (5)，雙凸透鏡B-2(6)和負月牙透鏡B-3(7)密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4(8)。
[0017]在本實施例中，所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.25_，其中前組A與光欄C之間的空氣間隔是2.33mm，光欄C與后組B之間的空氣間隔為1.92mm。
[0018]在本實施例中，所述負月牙型透鏡A-1(I)的凸面上涂設有金剛膜，以具備良好的防刮效果。
[0019]在本實施例中，所述負月牙型透鏡A-1 (I)與負月牙型透鏡A_2(2)之間的空氣間隔為1.88mm，所述負月牙型透鏡A-2 (2)與雙凹透鏡A_3(3)之間的空氣間隔為3.05mm，所述雙凹透鏡A-3(3)與雙凸透鏡A-4(4)之間的空氣間隔為0.52mm。
[0020]在本實施例中，所述雙凸透鏡B-1 (5)與雙凸透鏡B_2(6)和負月牙透鏡B_3(7)密接的膠合組之間的間隔為0.1mm，所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4(8)之間的空氣間隔為
0.1mm0
[0021]前組A的鏡片選用高折射率玻璃材料，承擔了很大的光焦度，使廣角的斜光線，經過前組后，快速“收斂’，與光軸的傾斜夾角減小，經后組B折射后，主光線與光軸的夾角減小，使鏡頭實現了優良的像差校正，且使像面的照度均勻。[0022]選用高折射、低色散的光學玻璃材料，通過計算機光學輔助設計和優化校正了光學鏡頭的各種像差和畸變，使鏡頭實現全視場、高分辨率，更符合大版面高清晰度視頻攝像的要求，適用于全景機攝像。
[0023]在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統達到了如下的光學指標:
(1)焦距:f'=1.57m；
(2)相對孔徑F=2.2;
(3)靶面:1/4”;
(4)視場角:2w> 180° (像方像視場2 η ' > Φ8ι?πι)；
(5)分辨率:可與800萬像素高分辨率CXD或CMOS攝像機適配適配；
(6)光路總長Σ< 30mm,光學后截距I’ ^ 6mm ；
(7)適用譜線范圍:400nm~850nm。
[0024]在光學設計時，對400~850nm的寬光譜范圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦。這樣鏡頭不僅能在白晝的光照環境下清晰成像，在夜間極低照度環境下，通過紅外補光，也能清晰成像。如圖3示出計算機輔助軟件設計提供的白天MTF曲線，圖4示出計算機輔助軟件設計提供的夜視MTF曲線。
[0025]如圖2所示，在本實施例中，所述鏡頭機械結構包括主鏡筒15，所述主鏡筒15內腔前部安裝有鏡片組前組A，主鏡筒15內腔后部安裝有后組B。
[0026]在本實施例中，所述主鏡筒15的前端設有可卡住所述負月牙型透鏡A-1 (I)外周部的前壓圈(9)，以保證全部鏡片的`裝配固定性、穩定性。主鏡筒15后端的座孔內設有凸肩部(16)以卡住所述雙凸透鏡B-4(8)的外周部，所述負月牙型透鏡A-2(2)與雙凹透鏡A-3 (3)之間夾設有隔圈BC(IO)，所述雙凹透鏡A-3 (3)與雙凸透鏡A_4(4)之間夾設有隔圈CD(Il)，所述前組A與所述后組B之間夾設有隔圈DE (12)，光線通過所述隔圈DE中部的通光孔進入后組B，起到光圈的作用，同時保證前組A與后組B之間的空氣間隔。
[0027]所述雙凸透鏡B-1 (5)與雙凸透鏡B-2 (6)和負月牙透鏡B_3 (7)密接的膠合組之間夾設有隔圈FG (13)，所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4 (8)之間夾設有隔圈GH (14)，各個隔圈能夠保證各鏡片之間的空氣間隙。
[0028]在結構設計時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確，又使結構設計緊湊小巧(整體尺寸(D21mm x 24mm),能適用于結構更加緊湊的場合，比如小型的球機等等，其適用面更廣。
[0029]主鏡筒15是一次裝夾加工成型的，能很好的保證主鏡筒15的位置精度，而且在加工時要嚴格保證鏡片空氣間隔的隔圈與鏡片接觸的平面要有精確的垂直度來保證鏡片裝配的準確性，對主鏡筒內孔內徑尺寸進行嚴格的尺寸控制，使其與鏡片配合緊密達到鏡片安裝要求的同軸度和鏡片光軸的一致性，并通過對隔圈的精確加工來保證各鏡片之間的空氣間隔。
[0030]上列較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學系統中沿光線從左向右入射方向依次設有鏡片組前組A和后組B，所述前組A和后組B之間設有光欄C，所述前組A包括從左向右依次設置的負月牙型透鏡A-1，負月牙型透鏡A-2、雙凹透鏡A-3以及雙凸透鏡A-4 ;所述后組B包括從左向右依次設置的雙凸透鏡B-1，雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4。
2.根據權利要求1所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.25mm，其中前組A與光欄C之間的空氣間隔是2.33mm，光欄C與后組B之間的空氣間隔為1.92mm。
3.根據權利要求1所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述負月牙型透鏡A-1的凸面上涂設有金剛膜。
4.根據權利要求1所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述負月牙型透鏡A-1與負月牙型透鏡A-2之間的空氣間隔為1.88mm，所述負月牙型透鏡A-2與雙凹透鏡A-3之間的空氣間隔為3.05_，所述雙凹透鏡A-3與雙凸透鏡A-4之間的空氣間隔為0.52mm0
5.根據權利要求1所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述雙凸透鏡B-1與雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組之間的間隔為0.1mm,所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔為0.1mm。
6.根據權利要求1所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述鏡頭機械結構包括主鏡筒，所述主鏡筒內腔前部安裝有鏡片組前組A，主鏡筒內腔后部安裝有后組B0
7.根據權利要求6所述的小靶面高分辨率超廣角魚眼鏡頭，其特征在于:所述主鏡筒的前端設有可卡住所述負月牙型透鏡A-1外周部的前壓圈，所述負月牙型透鏡A-2與雙凹透鏡A-3之間夾設有隔圈BC，所述雙凹透鏡A-3與雙凸透鏡A-4之間夾設有隔圈CD，所述前組A與所述后組B之間夾設有隔圈DE，所述雙凸透鏡B-1與雙凸透鏡B-2和負月牙透鏡B-3密接的膠合組之間夾設有隔圈FG，所述膠合組與所述雙凸透鏡B-4之間夾設有隔圈GH。
【文檔編號】G02B13/00GK103823291SQ201410080387
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】鄭錦彬, 劉輝, 劉任重, 陳開阮 申請人:福建福光數碼科技有限公司