一种f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头的制作方法

本发明涉及一种f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头。

背景技术：

网络摄像机诞生于上世纪90年代中期，镜头做为摄像机的主要构成部分，它的性能直接影响了成像质量。目前市场上已经有各种各样的定焦镜头应用于安防系统中，然而目前市场上大部分镜头的学性能指标均较低，且大多数属于低端产品，只能适配较低像素的普通摄像机。与此同时随着人们生活品质以及安全意识的提高，对摄像机成像品质的追求也越来越高，同时在夜晚或者低照度等环境下监控系统使用频率越来越多，人们更渴望在低照度环境下得到清晰的成像，而目前市场现有的产品几乎很难实现，即使有那也是勉强满足低照下看的需求，成像效果并不清晰。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种分辨率高的f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头，在白天能达到高品质像素，在光线不足或夜晚的情况下，也能保证高品质成像。

本发明采用以下方案实现：一种f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自前向后入射方向依次设有光焦度为负的前镜片组A、光阑和光焦度为正的后镜片组B；所述前镜片组A包括自前向后依次设置的双凹透镜A-1、负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3；所述后镜片组B包括自前向后依次设置的双凸透镜B-1、双凹透镜B-2、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4与负月牙型片透镜B-5密接胶合的胶合组。

进一步的，双凹透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间的空气间隔是1.56mm，负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.26mm；双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间的空气间隔是1.55mm，双凸透镜B-1和双凹透镜B-2之间的空气间隔是0.93mm，双凹透镜B-2和双凸透镜B-3之间的空气间隔是2.89mm，双凸透镜B-3和胶合组之间的空气间隔是0.10mm。

进一步的，双凹透镜A-1前镜面和后镜面的曲率半径分别为17.5mm和6.7mm，负月牙型透镜A-2前镜面和后镜面曲率半径分别为2482mm和12mm，双凸透镜A-3前镜面和后镜面的曲率半径均为20.7mm；双凸透镜B-1前镜面和后镜面的曲率半径均为12mm；双凹透镜B-2前镜面和后镜面的曲率半径分别为11mm和7.4mm；双凸透镜B-3前镜面和后镜面的曲率半径分别为22.7mm和10.7mm；胶合组的前镜面和后镜面的曲率半径分别为11.6mm和1861mm，胶合组的胶合面曲率半径为11.6mm。

进一步的，所述镜头机械结构包括安装有前镜片组A和后镜片组B的主镜筒，双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间设置有第一隔圈，双凸透镜B-1和双凹透镜B-2之间设置有第二隔圈，双凹透镜B-2和双凸透镜B-3之间设置有第三隔圈，双凸透镜B-3之和胶合组之间设置有第四隔圈；主镜筒前端旋接有压紧双凹透镜A-1前端边沿的前压圈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头在高低温环境仍可正常使用，分辨率高，在低照与夜晚环境下都能实现高品质彩色成像；光路总长较短，结构紧凑；通光口径为全通光，进光量充足，可与300万像素以上高分辨率的CCD或者CMOS适配。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例光学系统示意图；

图2是本发明实施例整体机械结构剖视图；

图3是本发明镜头在聚焦时的可见光中心视场像质最佳情况下的MTF图；

图中标号说明：1-双凹透镜A-1、2-负月牙型透镜A-2、3-双凸透镜A-3、4-双凸透镜B-1、5-双凹透镜B-2、6-双凸透镜B-3、7-双凸透镜B-4、8-负月牙型片透镜B-5、9-主镜筒、10-第一隔圈、11-第二隔圈、12-第三隔圈、13-第四隔圈、14-前压圈。

具体实施方式

如图1~2所示，一种f6mm全通光日夜全彩高清定焦镜头，所述镜头的光学系统中沿光线自前向后入射方向依次设有光焦度为负的前镜片组A、光阑和光焦度为正的后镜片组B，以实现前后补偿的目的；所述前镜片组A包括自前向后依次设置的双凹透镜A-1、负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3；所述后镜片组B包括自前向后依次设置的双凸透镜B-1、双凹透镜B-2、双凸透镜B-3以及由双凸透镜B-4与负月牙型片透镜B-5密接胶合的胶合组，位于胶合组的后方还设置有滤光片。

在本实施例中，双凹透镜A-1和负月牙型透镜A-2之间的空气间隔是1.56mm，负月牙型透镜A-2和双凸透镜A-3之间的空气间隔是0.26mm；双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间的空气间隔是1.55mm，双凸透镜B-1和双凹透镜B-2之间的空气间隔是0.93mm，双凹透镜B-2和双凸透镜B-3之间的空气间隔是2.89mm，双凸透镜B-3和胶合组之间的空气间隔是0.10mm。

在本实施例中，所有透镜的折射率均为4.004；双凹透镜A-1前镜面和后镜面的曲率半径分别为17.5mm和6.7mm，负月牙型透镜A-2前镜面和后镜面曲率半径分别为2482mm和12mm，双凸透镜A-3前镜面和后镜面的曲率半径均为20.7mm；双凸透镜B-1前镜面和后镜面的曲率半径均为12mm；双凹透镜B-2前镜面和后镜面的曲率半径分别为11mm和7.4mm；双凸透镜B-3前镜面和后镜面的曲率半径分别为22.7mm和10.7mm；胶合组的前镜面和后镜面的曲率半径分别为11.6mm和1861mm，胶合组的胶合面曲率半径为11.6mm。

在本实施例中，双凹透镜A-1的厚度为0.83mm，双凸透镜A-3的厚度为1.53mm，双凸透镜B-1的厚度为2.93mm，双凹透镜B-2的厚度为0.85mm，双凸透镜B-3的厚度为5.83mm，双凸透镜B-4的厚度为2.53，负月牙型片透镜B-5的厚度为3.31mm。

在设计时，对镜头的光焦度进行合理分配，使镜头在480～850nm的波长范围的像差得到合理的校正与平衡；选用高折射、低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃来消色差以及消像散；使得镜头不仅能在白昼的光照环境下清晰成像，在夜间或极低照度环境下，也能达到清晰的彩色成像。

从图3可知，在可见光情况下镜头成像很好，而由于镜头是全通光，因此在低照与夜视环境下也能达到这种成像。

由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：

（1）焦距：f′=6mm；

（2）相对孔径：F=1.0；

（3）视场角：2w≥68°(像方向视场2η′≥Ф6.9mm)；

（4）畸变：＜-18%；

（5）光路总长∑≤31mm；

（6）光学后截距L’≥5.8mm；

（7）分辨率：可与300万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机适配；

（8）适用光谱线范围：380nm～780nm（可见光）。

在本实施例中，所述镜头机械结构包括安装有前镜片组A和后镜片组B的主镜筒，双凸透镜A-3和双凸透镜B-1之间设置有第一隔圈，双凸透镜B-1和双凹透镜B-2之间设置有第二隔圈，双凹透镜B-2和双凸透镜B-3之间设置有第三隔圈，双凸透镜B-3之和胶合组之间设置有第四隔圈；主镜筒前端旋接有压紧双凹透镜A-1前端边沿的前压圈。

其中，前压圈14是压住镜筒内整组镜片及隔圈，固定该镜筒内部镜片与隔圈，保证镜片及隔圈装配的固定性和稳定性，同时为了确保镜片不会被压圈压偏，除了该机械件本身同轴度需保证外，其与主镜筒的配合同时采用了螺纹加直面的方式，确保整组镜片均匀受力，从而保证成像品质。

主镜筒9作为承载镜片与隔圈的套筒，其内部各镜片档内径需要严格按照图纸公差加工外，各镜片档之间的同轴度也是确保成像品质的重要因素，即隔圈与镜片接触的平面要有精确的垂直度与同轴度来保证镜片装配的准确性，使其与镜片配合紧密,保证镜片光轴的一致性。由于该镜头是日夜全彩镜头，其使用光谱范围均为可见光部分，所以在镜筒后端设有贴滤光片槽，用来过滤红外光，保证镜头全彩成像效果。该镜筒还采用M12X0.5-4h的接口方式，满足客户摄像机的使用要求。

第一隔圈10功能不仅是用来承载负月牙型透镜A-2与双凸透镜A-3，还承担了保证双凸透镜A-3与双凸透镜B-1的空气间隔及其光轴装配，对无效光线进行拦截与吸收，保证镜头的通光孔径，隔圈内部采用内沟式设计能够有效解决镜头杂散光问题，使得成像画面更加干净清晰；

第二隔圈11的设计是用来保证双凸透镜B-1和双凹透镜B-2的空气间隔及其光轴装配，同时对最后进入摄像机的无效光线进行拦截与吸收。

第三隔圈12主要功能是保证双凹透镜B-2和双凸透镜B-3的空气间隔及其光轴装配，无需拦光。

本发明整体结构轻巧,满足总体体积小的原则,且为了配合精度，所有机械件均采用精密数控加工设备进行加工，保证各机械件、镜片配合的准确性。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。