一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學成像設備，尤其是一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭。
【背景技術】
[0002]網絡攝像機是安防系統中的常用設備，而鏡頭是網絡攝像機的主要構成部分，鏡頭性能直接影響成像質量及成像視野，隨著安防系統的技術指標需求不斷提高，目前已經需要鏡頭能以較少鏡片數實現超廣角、高分辨率、日夜共焦等技術特征。
【發明內容】
[0003]本發明提出一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，能以較少鏡片數實現超廣角、高分辨率、日夜共焦的技術特征。
[0004]本發明采用以下技術方案。
[0005]—種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，所述鏡頭包括鏡片、光闌和濾光片，所述光闌位于鏡頭光路中段，光闌通光孔設于鏡頭中軸上，所述鏡片數量為四，分別組成入瞳組和出瞳組；所述入瞳組位于光闌入瞳側，入瞳組光路方向上順序設置凹透鏡(A1)和凸透鏡(A2)，所述出瞳組位于光闌出瞳側，出瞳組光路方向上順序設置凸透鏡(B1)和凹透鏡(B2)，所述凹透鏡(B2)固定于凸透鏡(B1)上；所述濾光片位于出瞳組的光出射方向上。
[0006]所述出瞳組，凸透鏡(B1)和凹透鏡(B2)間以特種樹膠膠合。
[0007]所述出瞳組內，凸透鏡(B1)以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B2)以火石玻璃成型，所述凸透鏡(B1)的鏡片中心厚度是1.84mm，所述凹透鏡(B2)的鏡片中心厚度是0.72mm，凸透鏡(B1)兩曲面的曲率半徑分別為10.37mm和3.06mm，凹透鏡(B2)兩曲面的曲率半徑分別為3.06mm和9.18mm ;所述凹透鏡(B2)和凸透鏡(B1)在曲率半徑為3.06mm的曲面上膠合固定。
[0008]所述入瞳組中，凹透鏡(A1)為平凹透鏡，其曲面曲率半徑為3.05mm ;凸透鏡(A2)兩曲面曲率均為10.13mm，所述凹透鏡(A1)鏡片中心厚度是0.76mm，所述凸透鏡(A2)鏡片中心厚度是3.58mm，凹透鏡(A1)與凸透鏡(A2)間的空氣間隔為0.85mm，入瞳組凸透鏡(A2)與光闌間的空氣間隔為0.85mm。
[0009]所述入瞳組中的兩鏡片以相同材料成型，入瞳組中的兩鏡片以冕牌玻璃或火石玻璃成型。
[0010]出瞳組凸透鏡(B1)與光闌間的空氣間隔為零。
[0011]本發明中，所述鏡頭包括鏡片、光闌和濾光片，所述光闌位于鏡頭光路中段，光闌通光孔設于鏡頭中軸上，所述鏡片數量為四，分別組成入瞳組和出瞳組；入瞳組光路方向上順序設置凹透鏡(A1)和凸透鏡(A2)，凹透鏡(A1)與凸透鏡(A2)間存在空氣間隔，該設計擴大了鏡頭視野，使鏡頭視野廣角化，由于凹透鏡有擴大視野的作用，因此當凹透鏡位于鏡頭最前時，凹透鏡即為鏡頭提供了更大的廣角視野，可以達到視場角:2w ^ 140° (像方像視場 2 η '多 Φ 4.4mm)。
[0012]本發明所述結構中，外部光線在經過凹透鏡時發生散射，但只有射在凸透鏡(A2)上的散射光線才能匯聚射向光闌，這就使得外部光線在通過第一個凹透鏡時，只有射在鏡頭中央的的光線能最終進入光路，由于透鏡中央的光學性能優于透鏡邊緣，因此該結構可減小了光傳輸過程的的球面像差，對實現鏡頭組的高分辨率和日夜共焦有著積極的意義。
[0013]本發明中，所述出瞳組，凸透鏡(B1)和凹透鏡(B2)間以特種樹膠膠合，出瞳組內凸透鏡(B1)以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B2)以火石玻璃成型，所述凸透鏡(B1)的鏡片中心厚度是1.84mm，所述凹透鏡(B2)的鏡片中心厚度是0.72mm，凸透鏡(B1)兩曲面的曲率半徑分別為10.37mm和3.06mm,凹透鏡(B2)兩曲面的曲率半徑分別為3.06mm和9.18mm ;所述凹透鏡(B2)和凸透鏡(B1)在曲率半徑為3.06mm的曲面上膠合固定。該結構由兩塊相互接觸的薄透鏡形成了消色差結構，結構中的凸透鏡與凹透鏡分別由阿貝數不同的冕牌玻璃和火石玻璃成型，而且令凸透鏡第二個面與凹透鏡第一個面有相同的曲率半徑并膠合在一起，通過適當地分配兩透鏡光焦度，可以消除鏡頭的位置色差，提升鏡頭指標。
[0014]本發明中，所述入瞳組中的兩鏡片以相同材料成型，入瞳組中的兩鏡片以冕牌玻璃或火石玻璃成型，凹透鏡(A1)為平凹透鏡，其曲面曲率半徑為3.05mm ;凸透鏡(A2)兩曲面曲率均為10.13mm，所述凹透鏡(A1)鏡片中心厚度是0.76mm，所述凸透鏡(A2)鏡片中心厚度是3.58mm，凹透鏡(A1)與凸透鏡(A2)間的空氣間隔為0.85mm，入瞳組凸透鏡(A2)與光闌間的空氣間隔為0.85_，該部分結構由于是雙鏡片結構，因此采用相同材料有助于消除鏡頭的倍率色差，同時在該部分結構中，通過合理設置凹透鏡(A1)與凸透鏡(A2)的間距，以及設置透鏡與光闌之間的距離，盡可能地消除了該類結構引起的倍率色差，有助于提升鏡頭指標。
[0015]本發明中，出瞳組凸透鏡(B1)與光闌間的空氣間隔為零，由于出瞳組實際上是一雙膠合透鏡，當其與光闌間的空氣間隔為零時，不易產生倍率色差，有助于提升鏡頭指標。
[0016]本發明通過上述技術手段，在譜線范圍:480nm?850nm可以達到的技術指標為焦距f' =2.3mm,相對孔徑F=2.2，視場角:2w彡140° (像方像視場2η'彡Φ4.4mm)，畸變< _25%，分辨率可與500萬像素高分辨率(XD或CMOS攝像機適配，光路總長Σ < 19mm,光學后截距L’彡5謹。
[0017]如上所述，本發明采用了多個技術手段，消除鏡頭的球面像差、倍置色差和倍率色差，并合理分配鏡頭光焦度，使鏡頭在480?850nm的波長范圍的像差得到合理的校正和平衡，該波長范圍包括了可見光和紅外光，因此在白天能達到高品質像素畫面，在光線不足或夜晚的情況下，通過紅外補光，也能清晰成像，保證圖像的高品質。
[0018]本發明中，鏡頭的鏡片數少，在減輕鏡片裝配難度的同時，也降低了加工成本。
[0019]本發明中，濾光片位于出瞳組的光出射方向上，即位于光路末端，由于本鏡頭是廣角鏡頭，視場角較大，在光路末端設置濾光片，有助于過濾雜色，消除偏光(反射的雜光)，從而進一步提升成像品質。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖對本發明進一步說明；
附圖1是本發明所述鏡頭的結構示意圖；
附圖2是本發明所述鏡頭在可見光下的MTF圖； 附圖3是本發明所述鏡頭在夜間紅外補光時的MTF圖；
圖中:1-入瞳組的凹透鏡(A1 )，2-入瞳組的凸透鏡(A2)，3-出瞳組的凸透鏡(B1 )，4-出瞳組的凹透鏡(B2 )，5-光闌，6-光闌通光孔，7-濾光片。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，所述鏡頭包括鏡片、光闌5和濾光片7，所述光闌5位于鏡頭光路中段，光闌通光孔6設于鏡頭中軸上，所述鏡片數量為四，分別組成入瞳組和出瞳組；所述入瞳組位于光闌5入瞳側，入瞳組光路方向上順序設置凹透鏡(Al)l和凸透鏡(A2)2，所述出瞳組位于光闌5出瞳側，出瞳組光路方向上順序設置凸透鏡(Bl)3和凹透鏡(B2)4，所述凹透鏡(B2)4固定于凸透鏡(Bl)3上；所述濾光片7位于出瞳組的光出射方向上。
[0022]所述出瞳組，凸透鏡(B1) 3和凹透鏡(B2) 4間以特種樹膠膠合。
[0023]所述出瞳組內，凸透鏡(B1) 3以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B2) 4以火石玻璃成型，所述凸透鏡(B1) 3的鏡片中心厚度是1.84mm，所述凹透鏡(B2) 4的鏡片中心厚度是0.72mm，凸透鏡(B1) 3兩曲面的曲率半徑分別為10.37mm和3.06mm,凹透鏡(B2 ) 4兩曲面的曲率半徑分別為3.06mm和9.18mm ;所述凹透鏡(B2)4和凸透鏡(Bl)3在曲率半徑為3.06mm的曲面上膠合固定。
[0024]所述入瞳組中，凹透鏡(Al)l為平凹透鏡，其曲面曲率半徑為3.05mm ;凸透鏡(A2)2兩曲面曲率均為10.13mm，所述凹透鏡(Al) 1鏡片中心厚度是0.76mm，所述凸透鏡(A2) 2鏡片中心厚度是3.58mm，凹透鏡(Al) 1與凸透鏡(A2) 2間的空氣間隔為0.85mm，入瞳組凸透鏡(A2) 2與光闌5間的空氣間隔為0.85mm。
[0025]所述入瞳組中的兩鏡片1和2以相同材料成型，入瞳組中的兩鏡片1和2以冕牌玻璃或火石玻璃成型。
[0026]出瞳組凸透鏡(B1) 3與光闌5間的空氣間隔為零。
[0027]當白天光照充足時，本鏡頭正常工作，其MTF如圖2所示，當夜間時，以紅外補光，其MTF如圖3所示，從圖2和圖3可知，可見光和紅外光透過鏡頭后焦面的距離相差很小，在同一像面上能同時滿足兩種波段成像要求，也就是可以滿足日夜兩用攝像機的鏡頭要求。
【主權項】
1.一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:所述鏡頭包括鏡片、光闌和濾光片，所述光闌位于鏡頭光路中段，光闌通光孔設于鏡頭中軸上，所述鏡片數量為四，分別組成入瞳組和出瞳組；所述入瞳組位于光闌入瞳側，入瞳組光路方向上順序設置凹透鏡(A1)和凸透鏡(A2)，所述出瞳組位于光闌出瞳側，出瞳組光路方向上順序設置凸透鏡(B1)和凹透鏡(B2)，所述凹透鏡(B2)固定于凸透鏡(B1)上；所述濾光片位于出瞳組的光出射方向上。2.根據權利要求1所述的一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:所述出瞳組，凸透鏡(B1)和凹透鏡(B2)間以特種樹膠膠合。3.根據權利要求1所述的一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:所述出瞳組內，凸透鏡(B1)以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B2)以火石玻璃成型，所述凸透鏡(B1)的鏡片中心厚度是1.84mm，所述凹透鏡(B2)的鏡片中心厚度是0.72mm，凸透鏡(B1)兩曲面的曲率半徑分別為10.37mm和3.06mm,凹透鏡(B2)兩曲面的曲率半徑分別為3.06mm和9.18mm ；所述凹透鏡(B2)和凸透鏡(B1)在曲率半徑為3.06mm的曲面上膠合固定。4.根據權利要求1所述的一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:所述入瞳組中，凹透鏡(A1)為平凹透鏡，其曲面曲率半徑為3.05mm ;凸透鏡(A2)兩曲面曲率均為10.13mm，所述凹透鏡(A1)鏡片中心厚度是0.76mm，所述凸透鏡(A2)鏡片中心厚度是3.58mm，凹透鏡(A1)與凸透鏡(A2)間的空氣間隔為0.85mm，入瞳組凸透鏡(A2)與光闌間的空氣間隔為0.85mm。5.根據權利要求4所述的一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:所述入瞳組中的兩鏡片以相同材料成型，入瞳組中的兩鏡片以冕牌玻璃或火石玻璃成型。6.根據權利要求1所述的一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，其特征在于:出瞳組凸透鏡(B1)與光闌間的空氣間隔為零。
【專利摘要】本發明公開了一種2.3mm定焦日夜兩用超廣角鏡頭，所述鏡頭包括鏡片、光闌和濾光片，所述光闌位于鏡頭光路中段，光闌通光孔設于鏡頭中軸上，所述鏡片數量為四，分別組成入瞳組和出瞳組；所述入瞳組位于光闌入瞳側，入瞳組光路方向上順序設置凹透鏡（A1）和凸透鏡（A2），所述出瞳組位于光闌出瞳側，出瞳組光路方向上順序設置凸透鏡（B1）和凹透鏡（B2），所述凹透鏡（B2）固定于凸透鏡（B1）上；所述濾光片位于出瞳組的光出射方向上，本發明所述鏡頭能以較少鏡片數實現超廣角、高分辨率、日夜共焦的技術特征。
【IPC分類】G02B13/00, G02B1/00, G02B7/02, G02B13/06
【公開號】CN105259644
【申請號】CN201510739987
【發明人】蘇眉英, 陳華萍, 郭棟暉, 王燁
【申請人】福建福光股份有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月4日