专利名称：定焦超广角监控镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学镜头，尤其涉及应用于监控的小型数码定焦超广角镜头。
背景技术：
随着数码成像技术的迅速发展，数码成像系统被广泛的应用于安全监控领域。作为安全监控用镜头，除了需要有较高的像素外，还需要镜头的视场角足够大，即镜头的可视角度越大越好。目前市面上的广角监控显示方式主要有以下2种1.圆形显示显示方式是图面为圆形，优点在于不损失镜头的视场角，及可视角度为镜头的全视场角，缺点在于此类显示无法对广角镜头进行畸变修正，因此市场边缘的成像变形严重；2.矩形显示显示时图面为矩形，优点在于所获取的图像为整个像面中的矩形部分，因此便于对图像进行处理显示，使图像的变形程度大幅减小，便于观看，但是缺点在于此类显示的图像是整个成像面的一部分，因此会损失一部分视场。这两种显示方式各有利弊，圆形显示视场角大但图像变形严重，矩形显示图像变形小但视场角小。如果需要一个视场角大于180度的矩形显示监控系统，对于目前的镜头来说，至少需要两台监控系统组合，才能够满足要求。如果需要一台监控设备达成的话，首先需要一个视场角足够大的镜头，以保证截取矩形像面时，水平视场角能够大于或等于180 度，该镜头的视场角一般要大于195度才能满足要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种定焦超广角监控镜头装置，克服圆形显示视场角大但图像变形严重，矩形显示图像变形小但视场角小；以保证截取矩形像面时，水平视场角能够大于或等于180度。适用于如果需要一个视场角大于180度的矩形显示监控系统。本实用新型采用相关技术方案一种定焦超广角监控镜头装置，包括镜筒、镜片，在镜筒的空腔中，从物空间向镜片共光轴依次设有相互保持一定间距的镜片一、镜片二、镜片三、镜片四、镜片五、镜片六； 在镜片三、镜片四之间设有光阑；朝物空间方向的镜片二、镜片六的物面和像面为非球面， 镜片五像面为平面。镜片的整体焦距为0.97mm，芯片保护玻璃物面、像面为平面，当采用圆形显示模式时，该镜头的视场角为200°，像面直径为3. 8mm ；当采用矩形显示模式时，该镜头的视场角为 180° x90°，像面尺寸为 3. 4mmxl. 6mm。使用铝合金作为帽子和隔圈的材质，镜筒使用高硬度塑料PPS加30%玻纤，提高了镜头的强度。其中使用密封圈以起到密封效果。有益效果本实用新型配合数码芯片构成一套成像系统，用于安全监控领域，水平视场角可以超过180° .以下结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。
图1具体光学设计图；图2监控镜头剖面图图。图中标号1、镜片一 2、镜片二 3、镜片三4、镜片四5、镜片五6、镜片六7、光阑孔8、物空间9、保护玻璃10、像面11、隔圈一 12、隔圈二 13、隔圈三14、隔圈四15、隔圈五16、密封圈17、帽子18、镜筒
具体实施方式
1.该设计具体光学设计如
图1所示通过光学设计软件模拟设计出的单片式镜头参数如下焦距0. 97mm光圈F/#2. 0全视场角 200°像面尺寸 3. 8mm当采用圆形显示模式时，该镜头的视场角为200°，像面直径为3. 8mm;当采用矩形显示模式时，该镜头的视场角为180° x90°，像面尺寸为 3. 4mmxl. 6mm 表格1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距f = 0.97mm，光圈F/# = 2.0，光学轨迹总长TT = 17. 06mm，在全视场角200°时的象高h = 3. 8mm.表格1的标题栏中列出了 “表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的。在表格1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离。“折射率”列提供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。在表格1中，物面曲率半径为无穷大，即平面，距离下一表面(镜片1物面)中心顶点无穷远；表面1为镜片1物面，该面为球面，曲率半径为18. 000mm，距离下一表面(镜片1像面)中心顶点1. 000mm,即镜片1中心厚度为1. 000mm，折射率为1. 713008，阿贝系数53. 879 ；表面2为镜片1像面，该面为球面，曲率半径为-6. 017416mm，距离下一表面(镜片二物面)1. 693421mm ；表面3为镜片二物面，该面为非球面，非球面参数见表格2，中心曲率半径为-6. 017416mm，该面中心顶点距离下一表面(镜片二像面)中心顶点1. 000mm, 即镜片二中心厚度为1.000mm，折射率为1. 531160，阿贝系数56. 043 ；表面4为镜片二像面，该面为非球面，非球面参数见表格2，中心曲率半径为2. 340417mm,距离下一表面(镜片三物面)1. 693421mm ；表面5为镜片三物面，该面为球面，曲率半径为8. 812577mm,该面中心顶点距离下一表面(镜片三像面)中心顶点1. 500mm,即镜片三中心厚度1. 500mm, 折射率为1. 846663，阿贝系数23. 826 ；表面6为镜片三的像面，该面为球面，曲率半径为-8. 812577mm，距离下一表面(光阑孔)1. 698956mm ；表面7为光阑孔面，光阑孔为虚拟面，厚度无穷小，距离下一镜片表面(镜片四物面)中心顶点0.7M834mm;表面8为镜片四物面，该面为球面，曲率半径为5. 584206mm，距离下一表面(镜片四像面或镜片五物面) 中心顶点2. 200mm,即镜片四中心厚度为2. 200mm，折射率为1. 7四159，阿贝系数659 ； 表面9为镜片四像面，由于该面与镜片五的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面9既为镜片四的像面亦为镜片五的物面，该面为球面，曲率半径为-2. 500mm，距离下一表面(镜片五像面)0. 500mm，及镜片五的中心厚度为0. 5mm，折射率为1. 922860，阿贝系数 20. 880 ；表面10为镜片五像面，该面为平面，该面中心顶点距离下一表面(镜片六物面)中心顶点0. Imm ；表面11为镜片六物面，该面为非球面，非球面参数见表格2，中心曲率半径为 3. 339090mm，距离下一表面(镜片六像面)1. 826484mm,即镜片三中心厚度为1. 826484mm, 折射率为1. 531160,阿贝系数56. 043 ；表面12为镜片六像面，该面为非球面，非球面参数见表格2，中心曲率半径为-2. 398943，该面中心顶点距离下一表面(芯片保护玻璃物面)中心顶点1. 749906mm ；表面13为芯片保护玻璃物面，该面为平面，距离下一表面(芯片保护玻璃像面)0. 400mm，及芯片保护玻璃厚0. 400mm，折射率为1. 516374，阿贝系数64. 115 ；表面13为芯片保护玻璃像面，该面为平面，距离下一表面(像面)0. 125mm;表面15为镜头成像面。具体值见以下表格1:
权利要求1.一种定焦超广角监控镜头，包括镜筒、镜片，其特征在于在镜筒的空腔中，从物空间向镜片共光轴依次设有相互保持一定间距的镜片一、镜片二、镜片三、镜片四、镜片五、镜片六；在镜片三、镜片四之间设有光阑；朝物空间方向的镜片二、镜片六的物面和像面为非球面，镜片五像面为平面。
2.根据权利要求1所述的监控镜头，其特征在于当采用圆形显示模式时，所述的镜头的视场角为200°，像面直径为3. 8mm ；当采用矩形显示模式时，所述的镜头的视场角为 180° x90°，像面尺寸为 3. 4mmxl. 6mm。
3.根据权利要求1所述的监控镜头，其特征在于所述的镜片的整体焦距为0.97mm。
专利摘要本实用新型为定焦超广角监控镜头，包括镜筒、镜片。在镜筒的空腔中，从物空间向镜片共光轴依次设有相互保持一定间距的镜片一、镜片二、镜片三、镜片四、镜片五、镜片六；在镜片三、镜片四之间设有光阑；朝物空间方向的镜片二、镜片六的物面和像面为非球面，镜片五像面为平面。镜片的整体焦距为0.97mm，芯片保护玻璃物面、像面为平面，当采用圆形显示模式时，该镜头的视场角为200°，像面直径为3.8mm；当采用矩形显示模式时，该镜头的视场角为180°x90°，像面尺寸为3.4mmx1.6mm。使用铝合金作为帽子和隔圈的材质，镜筒使用高硬度塑料PPS加30％玻纤，提高了镜头的强度。其中使用密封圈以起到密封效果。本实用新型配合数码芯片构成一套成像系统，用于安全监控领域，水平视场角可以超过180°。
文档编号G02B13/06GK202083826SQ201120195710
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者宁小刚 申请人:桑来斯光电科技(上海)有限公司