专利名称：高速摄像镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大相对孔径、高分辨率、高透过率及耐振动和冲击的高速摄像镜头，属于镜头领域。
背景技术：
普通摄像镜头一般应用于室内或者环境条件较好的室外使用，却不能满足恶劣环境条件的使用要求；或者能适应恶劣环境的使用要求，却又不满足大相对孔径、高分辨率、高透过率的要求。当环境条件苛刻，如高强度振动、冲击及加速度等，会使镜头与CCD相对位置发生位移，导致摄像镜头理论像面和CXD像面位置不重合，从而出现CXD采集到的图像模糊甚至采集不到图像的情况；严重的时候，还可能导致镜片破碎。随着百万级像素高分辨率(XD、CMOS图像传感器的不断出现，要求摄像镜头对目 标景物具有更高的分辨能力，更大的相对孔径；在特殊的应用场合，还要求镜头能适应恶劣环境，具有良好的耐振动和冲击的能力，同时能快速获取目标景物的光电信号。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高速摄像镜头，该镜头具有大相对孔径、高分辨率、高透过率及耐振动和冲击的性能。本发明的特征在于一种高速摄像镜头，包括沿光线自左向右方向入射分别设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，其特征在于所述前组A为正月牙透镜A-I构成，所述后组B依次设有由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组、由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片、双凸透镜B-5、由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组。沿光线入射方向，所述前组A和后组B之间的空气间隔是I. 07mm;沿光线入射方向，所述后组B中，由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组和由负月牙透镜B-3和正月牙B-4密接的胶合片之间的空气间隔是2. 55mm ;由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片和双凸透镜B-5之间的空气间隔是O. 15mm ;双凸透镜B-5和由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔是O. 15mm。本发明的优点
1、本反远距型的光学结构中合理分配前组A和后组B的光焦度，在后组B中，把双高斯结构复杂化，使镜头达到大相对孔径、大视场、高分辨率、结构长度短的性能指标；
2、在光学设计中，进行温度补偿设计；同时采用膨胀系数较低且和光学玻璃膨胀系数接近的2A12-T4铝材为镜头的主要机械材料，来保证镜头在高温和低温环境下的使用要求；
3、在保证结构紧凑的前提下，采取一系列措施，提高了镜头耐振动、冲击的能力；
4、摄像镜头采用一体化设计，具有良好的水密性能。
图I为本发明实施例光路结构示意图。图2为本发明光学镜头结构示意图。其中1.正月牙透镜A-I 2.由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组3. A片压圈4.锥端紧定螺钉5.AC镜座6.主镜筒 7.由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片8.锥端紧定螺钉9.双凸透镜B-5 10.双凸透镜B-5和由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组之间的隔圈11. GH镜座12.由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组。图3为本发明实施例的整体结构示意图。其中1.保护片压圈2.保护片3. O型密封圈4.遮光罩5.前罩筒6.内六角圆柱头螺钉7. O型密封圈8.十字盘头螺钉9.光学镜头10. CXD成像器11.开 槽圆柱头螺钉
12.盖板13.修饰帽14.主体15.水密接插件。
具体实施例方式参考图1，本发明涉及一种高速摄像镜头，包括沿光线自左向右方向入射分别设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，所述前组A为正月牙透镜A-I构成，所述后组B依次设有由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组、由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片、双凸透镜B-5、由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组。沿光线入射方向，所述前组A和后组B之间的空气间隔是I. 07mm;沿光线入射方向，所述后组B中，由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组和由负月牙透镜B-3和正月牙B-4密接的胶合片之间的空气间隔是2. 55mm ;由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片和双凸透镜B-5之间的空气间隔是O. 15mm ;双凸透镜B-5和由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔是O. 15mm。参考图2，本发明还包括用以安设透镜的主镜筒6，所述主镜筒6的前部内壁上设有用以安设正月牙透镜A-I、由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组的AC镜座5，所述主镜筒6的后端连接有用以安设由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组的GH镜座11。上述AC镜座5及GH镜座11经均布的锥端紧定螺钉8与主镜筒6连接，且在连接点上注有虫胶。上述主镜筒前端内壁上设有用以紧固前组A的A片压圈3。由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标
工作波段0. 4um-0. 8um ；
焦距f' =IOmm ;
像面尺寸1/3"；
视场角2ω=27° X 20° ;
相对孔径D/ Γ 1/1. 19 ；
光学结构长度Σ L ( 34. OOmm ；
镜头分辨率与超百万像素1/3" CCD摄像机或CMOS摄像机适配。
具体实施过程
在光学设计时，通过选取合理的初始结构并使之复杂化，以及合理的材料搭配，完善地校正了光学镜头的各种象差，使镜头达到大相对孔径、大视场、高分辨率、结构长度短的要求；在光学设计优化过程中，考虑到不同光学材料的热膨胀系数不同，通过光学设计软件，在一 40°C + 60°C的温度范围内取一些不同的温度节点，对光学系统进行优化,使光学系统的焦面位置在一 40°C + 60°C的温度范围内基本上处在同一位置，从而使光学系统的成像质量在不同温度范围内基本不发生改变；通过限制镜片的最小中心、边缘厚度，是镜头具备承受较强过载的能力基础。参考图2，光学镜头部分结构分成前后两组，A-1、B-1、B-2、B-3、B_4镜片从主镜筒6前部装入，B-5、B-6、B-7镜片由主镜筒6后部装入；有利于降低装配难度，提高装配效率，便于镜头的调试。将B-4和B-3密接的胶合片、AC镜筒5、B-I和B-2密接的胶合片及A-I镜片参考图I所示顺序装入主镜筒6中，并用A片压圈3固紧；将B-5镜片、GH隔圈10、B_6 和B-6密接的胶合片及GH镜座11按图I所示顺序装入主镜筒6中，并固紧。将锥端紧定螺钉4装入主镜筒6上的3个螺纹孔，将锥端紧定螺钉8装入GH镜座11上的3个螺纹孔，所有螺纹配合处均点注虫胶，此方法有助于提高光学镜头部分的耐振动和耐冲击性能，提高整体镜头的抗震性能。图2所示光学镜头机械材料采用膨胀系数较低且和光学玻璃膨胀系数接近的2A12-T4铝材，在高温或低温环境下，光学镜头光学玻璃与机械零件之间的膨胀和收缩量相近，不超过镜片和机械零件之间所预留配合间隙，光学镜头的成像质量基本不发生改变，保证了镜头在高温或低温环境下的使用要求。参考图3，所示光学镜头9、(XD成像器10、遮光罩4、水密接插件15，通过与前罩筒5和主体14联接形成一个整体。在前罩筒5与主体14连接处、保护片2和前罩筒5连接处及盖板12和主体14连接处均有安放O型密封圈，并灌封6704硅胶，保证了镜头整体的水密性能。同时各机械零件之间联接螺钉均配有标准弹簧垫圈止退，联接螺钉处均点注虫胶，保证零件直接联接的牢靠性，提高镜头整体的耐振动和冲击性能。本发明能满足随机振动频率在6-2000HZ范围内，功率谱密度峰值为O. 06g2/Hz的随机振动试验要求；以及冲击加速度峰值70g,持续时间6ms的半正弦冲击试验要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种高速摄像镜头，包括沿光线自左向右方向入射分别设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，其特征在于所述前组A为正月牙透镜A-I构成，所述后组B依次设有由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组、由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片、双凸透镜B-5、由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组。
2.根据权利要求I所述的高速摄像镜头，其特征在于沿光线入射方向，所述前组A和后组B之间的空气间隔是I. 07mm ;沿光线入射方向，所述后组B中，由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组和由负月牙透镜B-3和正月牙B-4密接的胶合片之间的空气间隔是2.55mm ;由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片和双凸透镜B-5之间的空气间隔是O.15mm ;双凸透镜B-5和由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组之间的空气间隔是 O. 15mm。
3.根据权利要求2所述的高速摄像镜头，其特征在于还包括用以安设透镜的主镜筒，所述主镜筒的前部内壁上设有用以安设正月牙透镜A-1、由双凸透镜B-I与双凹透镜B-2密接的胶合组的AC镜座，所述主镜筒的后端连接有用以安设由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组的GH镜座。
4.根据权利要求3所述的高速摄像镜头，其特征在于所述AC镜座及GH镜座通过螺纹和均布的锥端紧定螺钉与主镜筒连接，且在连接点上注有虫胶。
5.根据权利要求4所述的高速摄像镜头，其特征在于所述主镜筒前端内壁上设有用以紧固前组A的A片压圈。
全文摘要
本发明涉及一种高速摄像镜头，包括沿光线自左向右方向入射分别设有光焦度为负的前组A和光焦度为正的后组B，其特征在于所述前组A为正月牙透镜A-1构成，所述后组B依次设有由双凸透镜B-1与双凹透镜B-2密接的胶合组、由负月牙透镜B-3与正月牙B-4密接的胶合片、双凸透镜B-5、由双凸透镜B-6与负月牙透镜B-7密接的胶合组。本发明具有大相对孔径、高分辨率、高透过率及耐振动和冲击等特点；在光路设计时选用高折射率，低色散的光学玻璃材料，通过计算机光学辅助设计和优化，使成像分辨率高达200万像素，可以与高清晰度的CCD或CMOS摄像机适配，实现高清晰度视频摄像。
文档编号G02B7/02GK102819084SQ20121030614
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者肖维军, 周宝藏, 屈立辉 申请人:福建福光数码科技有限公司