一种全折射日夜两用高清监控镜头的制作方法

本实用新型涉及摄像机镜头领域，具体的说是一种全折射日夜两用高清监控镜头。

背景技术：

摄像机镜头是视频系统的最关键设备，它的质量优势直接影响摄像机的整机指标，镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。

按结构上分为固定光圈定焦镜头：简单，镜头只有一个可以手动调整的对焦调整环，左右旋转该环可使成像在CCD靶面上的图像最清晰，没有光圈调整环，光圈不能调整，进入镜头的光通量不能通过改变镜头因素而改变，只能通过改变视场的光照度来调整，结构简单，价格便宜；手动光圈定焦镜头：手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，光圈范围一般从F1.2或F1.4到全关闭，能方便地适应被被摄现场地光照度，光圈调整是通过手动人为进行的，光照度比较均匀，价格较便宜；自动光圈定焦镜头：在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机，并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线，接到摄像机自动光圈接口座上，当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化，从而使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，传给自动光圈镜头，从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动，完成调整大小的任务；手动光圈定焦镜头：焦距可变的，有一个焦距调整环，可以在一定范围内调整镜头的焦距，其可变比一般为2～3倍，焦距一般为3.6~8mm。实际应用中，可通过手动调节镜头的变焦环，可以方便地选择被监视地市场的市场角，但是当摄像机安装位置固定下以后，在频繁地手动调整变焦是很不方便的，因此，工程完工后，手动变焦镜头的焦距一般很少调整。仅起定焦镜头的作用；自动光圈电动变焦镜头：与自动光圈定焦镜头相比增加了两个微型电机，其中一个电机与镜头的变焦环合，当其转动时可以控制镜头的焦距；另一电机与镜头的对焦环合，当其受控转动时可完成镜头的对焦，但是，由于增加了两个电机且镜片组数增多，镜头的体积也相应增大，电动三可变镜头与自动光圈电动变焦镜头相比，只是将对光圈调整电机的控制由自动控制改为由控制器来手动控制。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款能实现系统无热化，成像质量高清晰和高分辨率，结构简单紧凑，片数较少，透射比高，后工作距离长的一种全折射日夜两用高清监控镜头，正是发明人所要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种全折射日夜两用高清监控镜头，能实现系统无热化，成像质量高清晰和高分辨率，结构简单紧凑，片数较少，透射比高，后工作距离长的功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全折射日夜两用高清监控镜头，包括镜头外壳、镜头外卡环、透镜组、间隔挡块、镜头内壳、镜头内卡环、连接体，所述镜头外壳内侧设置有透镜组，所述透镜组一端外侧设置有镜头外卡环，所述镜头外卡环连接镜头外壳，所述透镜组另一端外侧设置有镜头内壳，所述镜头内壳设置在镜头外壳内侧，所述透镜组一端外侧设置有镜头内卡环，所述镜头内卡环连接镜头内壳，所述镜头外壳外侧设置有连接体，所述透镜组内侧设置有间隔挡块。

进一步，所述连接体通过螺纹与镜头外壳连接。

进一步，所述透镜组包括透镜A、透镜B、透镜C、透镜D、透镜E、透镜F、透镜G、透镜H、透镜I，所述透镜E、透镜F胶合组成双胶合透镜A，所述透镜H、透镜I胶合组成双胶合透镜B，其余透镜为单片透镜，所述透镜A为弯月形凹透镜，所用材料为H-F4，所述透镜B为双凹透镜，所用材料为H-ZBAF5，所述透镜C为弯月型凸透镜，所用材料为H-ZF3，所述透镜D为双凸透镜，所用材料为H-FK61，所述透镜E为双凸透镜，所用材料为H-FK61，所述透镜F为双凹透镜，所用材料为H-QF6A，所述透镜G为双凸透镜，所用材料为H-ZK5，所述透镜H为双凸透镜，所用材料为H-ZK5，所述透镜I为弯月型凹透镜，所用材料为H-ZF62。

进一步，所述镜头焦距8mm，视场角44度，F值1.3，靶面CCD，三分之一英寸，成像光谱可见光和红外。

进一步，所述透镜组技术数据为：所述透镜A曲率半径29.0623mm、8.243125mm，距离1.2mm、5mm，所述透镜B曲率半径-10.51876mm、27.10068mm，距离1.279623mm、1.256507mm，所述透镜C曲率半径-215.6786mm、-14.64743 mm，距离3.455492mm、3.255593 mm，所述透镜D曲率半径40.27171mm、-19.62596 mm，距离5mm、1mm，所述双胶合透镜A曲率半径13.28812 mm、-19.18781 mm、12.26887 mm，距离6.310721 mm、0.7 mm、4.660122 mm，所述透镜G曲率半径24.9687 mm、-33.19975 mm，距,3 mm、0.1 mm，所述双胶合透镜B曲率半径19.7617 mm、-12.74124 mm、-62.94073 mm，距离4 mm、0.86 mm、10.56205 mm。

进一步，所述透镜组九片透镜分为六组，所述透镜B、透镜C为一组，所述透镜E、透镜F为一组，所述透镜H、透镜I为一组，其余单片透镜独立成组，每两组透镜之间由间隔挡块分开固定，所述透镜D、透镜E分别由镜头外壳、镜头内壳内侧的限位结构分开固定。

本实用新型的有益效果是：

1．本实用新型通过环保光学玻璃材料的合理选用、优化，实现了系统无热化、成像质量高清晰和高分辨率的功能。

2．本实用新型手柄通过降低对工艺水平的要求，实现了系统结构简单紧凑，片数少，透射比高，后工作距离长，较好的校像差特性的功能。

附图说明

图1是本实用新型镜头结构图。

图2是本实用新型透镜组光线折射示意图。

图3是本实用新型点列图。

图4是本实用新型MTF曲线图。

图5是本实用新型光线像差曲线图

附图标记说明：1-镜头外壳；2-镜头外卡环；3-透镜组；4-间隔挡块；5-镜头内壳；6-镜头内卡环；7-连接体；8-透镜A；9-透镜B；10-透镜C；11-透镜D；12-透镜E；13-透镜F；14-透镜G；15-透镜H；16-透镜I。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1至2是本实用新型镜头结构图、透镜组3光线折射示意图，一种全折射日夜两用高清监控镜头，包括镜头外壳1、镜头外卡环2、透镜组3、间隔挡块4、镜头内壳5、镜头内卡环6、连接体7，镜头外壳1内侧设置有透镜组3，透镜组3一端外侧设置有镜头外卡环2，镜头外卡环2连接镜头外壳1，透镜组3另一端外侧设置有镜头内壳5，镜头内壳5设置在镜头外壳1内侧，透镜组3一端外侧设置有镜头内卡环6，镜头内卡环6连接镜头内壳5，镜头外壳1外侧设置有连接体7，透镜组3内侧设置有间隔挡块4，连接体7通过螺纹与镜头外壳1连接。

透镜组3包括透镜A8、透镜B9、透镜C10、透镜D11、透镜E12、透镜F13、透镜G14、透镜H15、透镜I16，透镜E12、透镜F13胶合组成双胶合透镜A8，透镜H15、透镜I16胶合组成双胶合透镜B9，其余透镜为单片透镜，透镜A8为弯月形凹透镜，所用材料为H-F4，透镜B9为双凹透镜，所用材料为H-ZBAF5，透镜C10为弯月型凸透镜，所用材料为H-ZF3，透镜D11为双凸透镜，所用材料为H-FK61，透镜E12为双凸透镜，所用材料为H-FK61，透镜F13为双凹透镜，所用材料为H-QF6A，透镜G14为双凸透镜，所用材料为H-ZK5，透镜H15为双凸透镜，所用材料为H-ZK5，透镜I16为弯月型凹透镜，所用材料为H-ZF62。

镜头焦距8mm，视场角44度，F值1.3，靶面CCD，三分之一英寸，成像光谱可见光和红外，透镜组3技术数据为：透镜A8曲率半径29.0623mm、8.243125mm，距离1.2mm、5mm，透镜B9曲率半径-10.51876mm、27.10068mm，距离1.279623mm、1.256507mm，透镜C10曲率半径-215.6786mm、-14.64743 mm，距离3.455492mm、3.255593 mm，透镜D11曲率半径40.27171mm、-19.62596 mm，距离5mm、1mm，双胶合透镜A8曲率半径13.28812 mm、-19.18781 mm、12.26887 mm，距离6.310721 mm、0.7 mm、4.660122 mm，透镜G14曲率半径24.9687 mm、-33.19975 mm，距,3 mm、0.1 mm，双胶合透镜B9曲率半径19.7617 mm、-12.74124 mm、-62.94073 mm，距离4 mm、0.86 mm、10.56205 mm。

透镜组3九片透镜分为六组，透镜B9、透镜C10为一组，透镜E12、透镜F13为一组，透镜H15、透镜I16为一组，其余单片透镜独立成组，每两组透镜之间由间隔挡块4分开固定，透镜D11、透镜E12分别由镜头外壳1、镜头内壳5内侧的限位结构分开固定。

为了实现可见光和红外光都能清晰成像，满足白天和夜晚以及温度变化较大的环境都能实用的要求，本实用新型采用球面镜和双胶合透镜共六组九片环保型光学透镜解决了光谱波段宽，消色差困难的问题，通过系统优化，解决了在较大温度范围内系统无热化的问题，使得本光学系统达到了高解析度，成像质量高清晰和高分辨率，本产品降低了对工艺水平的要求，使得系统结构简单紧凑，片数较少，透射比高，后工作距离长，具有较好的校像差特性，为可见光和红外光波段的设计提供了一套全新的光学系统，本实用新型设计了一种结构简单，尺寸较小，易于装配的机械结构，长的后工作距离有利于系统装调，在降低成本的同时可靠性也得到提高。

参见图3是本实用新型点列图，在几何光学的成像过程中，由一点发出的许多条光线经光学系统成像后，由于像差的存在，使其与像面的交点不再集中于一点，而是形成一个分布在一定范围内的弥散图形，称之为点列图，在点列图中利用这些点的密集程度来衡量光学系统的成像质量的方法称之为点列图法，对大像差光学系统，利用几何光学中的光线追迹方法可以精确地表示出点物体的成像情况，其作法是把光学系统入瞳的一半分成为大量的等面积小面元，并把发自物点且穿过每一个小面元中心的光线，认为是代表通过入瞳上小面元的光能量，在成像面上，追迹光线的点子分布密度就代表像点的光强或光亮度，因此对同一物点，追迹的光线条数越多，像面上的点子数就越多，越能精确地反映出像面上的光强度分布情况，实验表明，在大像差光学系统中，用几何光线追迹所确定的光能分布与实际成像情况的光强度分布是相当符合的。

参见图4是本实用新型MTF曲线，物平面的强度分布函数可以经过傅里叶级数展开分解成许多频率、振幅和初位相不同的余弦函数，把这些余弦函数称为原函数的余弦基元，利用光学传递函数来评价光学系统的成像质量，是基于把物体看作是由各种频率的谱组成的，也就是把物体的光场分布函数展开成傅里叶级数或傅里叶积分的形式，物平面上强度按余弦分布的余弦基元，经过光学系统后在像面上也是一个余弦分布，但两者的频率、初位相和对比都会发生变化，光学系统的振幅传递因子和位相传递因子随空间频率μ不同而改变，它们都是μ的函数，若把光学系统看成是线性不变系统，则物体经光学系统成像，其像的对比度的降低和相位推移随频率的不同而不同，我们把这种函数关系称为光学传递函数，因此，光学传递函数是反映物体不同频率成分的传递能力的，由振幅传递函数和位相传递函数组成，高频部分反映物体的细节传递情况；中频部分反映物体的层次传递情况；低频部分反映物体的轮廓传递情况，振幅传递函数：表示各种不同频率的正弦强度分布函数经光学系统成像后，其对比度的衰减程度，利用MTF曲线来评价成像质量。

参见图5是本实用新型光线像差曲线图，光线像差曲线是关于光瞳坐标函数的光线像差，绘图的数据是光线于面交点的坐标和主光线于面交点的坐标之差，光线像差曲线是通过光瞳的两个剖面的像差，不是整个光瞳，光线像差曲线的主要用途是判断系统中存在何种像差。