一種小型變焦非球面鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種小型變焦非球面鏡頭，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)誕生于上世紀(jì)90年代中期，鏡頭作為攝像機(jī)的主要構(gòu)成部分，它的性能直接影響了成像質(zhì)量。早期市場(chǎng)上有各種各樣的變焦鏡頭應(yīng)用于安防系統(tǒng)中，但是由于很多產(chǎn)品的光學(xué)鏡片較多，增加了裝配調(diào)校難度，光學(xué)性能指標(biāo)較低，大多數(shù)屬于低端產(chǎn)品，只能適配較低像素的普通攝像機(jī)，且很難實(shí)現(xiàn)大廣角、高分辨率、日夜共焦以及鏡片片數(shù)較少等優(yōu)點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧的小型變焦非球面鏡頭，降低了鏡頭成本，白天能達(dá)到高品質(zhì)像素的同時(shí)，在光線不足或夜晚的情況下也能達(dá)到相同像質(zhì)，保證了鏡頭的日夜共焦功能。
[0004]本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種小型變焦非球面鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自前向后入射方向依次設(shè)有前組A、光闌C和后組B，所述前組A包括自前向后依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡A-1、雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B包括自前向后依次設(shè)置的雙凸塑料非球面透鏡B-1、正月牙型塑料非球面透鏡B-2、雙凹塑料非球面透鏡B-3、雙凸透鏡B-4、雙凹塑料非球面透鏡B-5。
[0005]進(jìn)一步的，所述前組A與后組B之間的空氣間隔為1.5_?11.3_。
[0006]進(jìn)一步的，所述負(fù)月牙型透鏡A-1和雙凹透鏡A-2之間的空氣間隔為3.5mm，雙凹透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔為0.8_，所述雙凸塑料非球面透鏡B-1與正月牙型塑料非球面透鏡B-2之間的空氣間隔為0.1mm，所述正月牙型塑料非球面透鏡B-2與雙凹塑料非球面透鏡B-3之間的空氣間隔為0.1_，所述雙凹塑料非球面透鏡8-3與雙凸透鏡8-4之間的空氣間隔為1_，所述雙凸透鏡B-4與雙凹塑料非球面透鏡B-5之間的空氣間隔為0.1_。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:該鏡頭能夠很好的校正了軸外視場(chǎng)的像差，白天能達(dá)到高品質(zhì)像素的同時(shí)，在光線不足或夜晚的情況下也能達(dá)到相同像質(zhì)，保證了鏡頭的日夜共焦功能，具有大視場(chǎng)角、高分辨率、日夜兩用、光學(xué)結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)構(gòu)小巧、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可與300萬像素高分辨率的CCD或CMOS適配，是微型電視監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，同時(shí)使用了四片塑料非球面，大大降低了加工成本，提高了像質(zhì)水平。
[0008]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型鏡頭在短焦下可見光中心視場(chǎng)的MTF圖；
[0011]圖3為與圖2相對(duì)應(yīng)的夜視MTF圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型鏡頭在長(zhǎng)焦下可見光中心視場(chǎng)的MTF圖；
[0013]圖5為與圖4相對(duì)應(yīng)的夜視MTF圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，一種小型變焦非球面鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自前向后入射方向依次設(shè)有前組A、光闌C和后組B，所述前組A包括自前向后依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡A-1、雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B包括自前向后依次設(shè)置的雙凸塑料非球面透鏡B-1、正月牙型塑料非球面透鏡B-2、雙凹塑料非球面透鏡B-3、雙凸透鏡B-4、雙凹塑料非球面透鏡B-5。
[0015]在本實(shí)施例中，所述前組A與后組B之間的空氣間隔為1.5mm~ll.3mm。
[0016]在本實(shí)施例中，所述負(fù)月牙型透鏡A-1和雙凹透鏡A-2之間的空氣間隔為3.5mm，雙凹透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔為0.8mm，所述雙凸塑料非球面透鏡B-1與正月牙型塑料非球面透鏡B-2之間的空氣間隔為0.1mm，所述正月牙型塑料非球面透鏡B-2與雙凹塑料非球面透鏡B-3之間的空氣間隔為0.1_，所述雙凹塑料非球面透鏡8-3與雙凸透鏡8-4之間的空氣間隔為1mm，所述雙凸透鏡B-4與雙凹塑料非球面透鏡B-5之間的空氣間隔為0.1mm0
[0017]該鏡頭不僅結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧且能實(shí)現(xiàn)變焦，選用高折射、低色散的火石玻璃與較低折射率的冕牌玻璃來消色差，而且使用了 4片塑料非球面，很好的校正了軸外視場(chǎng)的像差，很大程度上降低了鏡頭成本，白天能達(dá)到高品質(zhì)像素的同時(shí)，在光線不足或夜晚的情況下也能達(dá)到相同像質(zhì)，保證了鏡頭的日夜共焦功能。
[0018]在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鏡頭的光焦度進(jìn)行合理分配，尤其是使用了塑料非球面，使鏡頭在480?656nm的波長(zhǎng)范圍的軸上、軸外像差都得到了校正與平衡。這樣鏡頭不僅能在白晝的光照環(huán)境下清晰成像，在夜間極低照度環(huán)境下，通過850nm紅外光補(bǔ)光，也能清晰成像?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一款高像質(zhì)、小體積、日夜共焦的光學(xué)鏡頭。
[0019]本實(shí)用新型的鏡頭的鏡筒采用常規(guī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括主鏡筒，所述主鏡筒前端部設(shè)有用以安裝前組A并可前后移動(dòng)的前組鏡座，主鏡筒后端部設(shè)有用以安裝后組B的后組鏡座，所述主鏡筒前端通過凸輪和導(dǎo)釘帶動(dòng)前組鏡座前后移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)調(diào)焦。
[0020]由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo):
[0021 ] 1.短焦焦距:f' =3.Imm ；長(zhǎng)焦焦距:f' =6.4mm ；
[0022]2.相對(duì)孔徑F=1.8?2.4;
[0023]3.視場(chǎng)角:2￥2 38、132°(像方像視場(chǎng)211/ > 06.6mm)；
[0024]4.畸變:<-70%;
[0025]5.分辨率:可與300萬像素高分辨率C⑶或CMOS攝像機(jī)適配；
[0026]6.光路總長(zhǎng)Σ < 31.5mm，光學(xué)后截距L’ > 3.5mm；
[0027]7.適用譜線范圍:480~850nm。
[0028]圖2和圖3分別是短焦下聚焦使得可見光中心視場(chǎng)像質(zhì)最佳情況下的MTF圖和對(duì)應(yīng)夜視的MTF圖，短焦時(shí)，可見光和紅外光透過透鏡后焦面的距離相差很小，在同一像面上能滿足高質(zhì)量的成像要求。可見光成像時(shí)，中心視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.65，邊緣視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.38 ；紅外0.85μπι波長(zhǎng)成像時(shí)，中心視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.7，邊緣視場(chǎng)150線對(duì)處大于
0.4?？梢姽馀c紅外光成像的效果幾乎一致，滿足日夜共焦的成像要求。
[0029]圖4和圖5分別是長(zhǎng)焦下聚焦使得可見光中心視場(chǎng)像質(zhì)最佳情況下的MTF和對(duì)應(yīng)夜視的MTF，長(zhǎng)焦時(shí)，可見光成像時(shí)，中心視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.43，邊緣視場(chǎng)150線對(duì)處大于
0.3；紅外0.85μπι波長(zhǎng)成像時(shí)，中心視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.57，邊緣視場(chǎng)150線對(duì)處大于0.33?？梢姽馀c紅外光成像的效果幾乎一致，焦面飄移很小，在同一像面能滿足高質(zhì)量的成像要求，滿足日夜共焦的成像要求。
[0030]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型變焦非球面鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自前向后入射方向依次設(shè)有前組A、光闌C和后組B，所述前組A包括自前向后依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡A-1、雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B包括自前向后依次設(shè)置的雙凸塑料非球面透鏡B-1、正月牙型塑料非球面透鏡B-2、雙凹塑料非球面透鏡B-3、雙凸透鏡B-4、雙凹塑料非球面透鏡B-5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型變焦非球面鏡頭，其特征在于:所述前組A與后組B之間的空氣間隔為1.5mm?11.3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型變焦非球面鏡頭，其特征在于:所述負(fù)月牙型透鏡A-1和雙凹透鏡A-2之間的空氣間隔為3.5mm，雙凹透鏡A-2與雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔為.0.8mm，所述雙凸塑料非球面透鏡B-1與正月牙型塑料非球面透鏡B-2之間的空氣間隔為.0.1mm，所述正月牙型塑料非球面透鏡B-2與雙凹塑料非球面透鏡B-3之間的空氣間隔為.0.1mm，所述雙凹塑料非球面透鏡B-3與雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔為1mm，所述雙凸透鏡B-4與雙凹塑料非球面透鏡B-5之間的空氣間隔為0.1mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種小型變焦非球面鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自前向后入射方向依次設(shè)有前組A、光闌C和后組B，所述前組A包括自前向后依次設(shè)置的負(fù)月牙型透鏡A-1、雙凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3，所述后組B包括自前向后依次設(shè)置的雙凸塑料非球面透鏡B-1、正月牙型塑料非球面透鏡B-2、雙凹塑料非球面透鏡B-3、雙凸透鏡B-4、雙凹塑料非球面透鏡B-5。該鏡頭能夠很好的校正了軸外視場(chǎng)的像差，白天能達(dá)到高品質(zhì)像素的同時(shí)，在光線不足或夜晚的情況下也能達(dá)到相同像質(zhì)，保證了鏡頭的日夜共焦功能，結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)構(gòu)小巧、成本低廉，易與機(jī)械配搭，同時(shí)降低了加工成本，提高了像質(zhì)水平。
【IPC分類】G02B15/177
【公開號(hào)】CN205193342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520872937
【發(fā)明人】陳文靜, 吳志良, 蔡鵬騰, 林寧
【申請(qǐng)人】福建福光股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日