一種大通光高清定焦非球面鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)成像設(shè)備，尤其是一種大通光高清定焦非球面鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是安防系統(tǒng)中的常用設(shè)備，而鏡頭是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的主要構(gòu)成部分，鏡頭性能直接影響成像質(zhì)量及成像視野，在鏡頭設(shè)計(jì)中，加大通光量是提高成像質(zhì)量的有效方法，但加大通光量意味著透鏡受光面積的增大，有可能增大鏡片像差，當(dāng)鏡頭的像差矯正能力不足時(shí)，很容易因鏡片像差增大而引起圖像劣化，因此，如何在加大通光量的同時(shí)，把鏡頭內(nèi)的鏡片像差控制在可接受范圍，是一個(gè)研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提出一種大通光高清定焦非球面鏡頭，通過(guò)在鏡頭內(nèi)使用非球面鏡片，能在加大鏡頭通光量的同時(shí)把鏡片像差控制在可接受范圍。
[0004]本實(shí)用新型采用以下方案。
[0005]—種大通光高清定焦非球面鏡頭，所述鏡頭包括鏡片、光闌和濾光片，所述光闌位于鏡頭光路中段，光闌通光孔設(shè)于鏡頭中軸上，所述鏡片數(shù)量為六，分別組成入瞳組和出瞳組；所述入瞳組位于光闌入瞳側(cè)，其總體光焦度為負(fù)，入瞳組光路方向上順序設(shè)置透鏡(Al)、非球面透鏡(A2)、透鏡(A3)，透鏡(A3)緊貼光闌設(shè)置;所述出瞳組位于光闌出瞳側(cè)，其總體光焦度為正，出瞳組光路方向上順序設(shè)置非球面透鏡(BI)、凸透鏡(B2)和凹透鏡(B3)，其中凸透鏡(B2)和凹透鏡(B3)以其相對(duì)的凸面和凹面膠合固定為一體，形成雙膠合透鏡結(jié)構(gòu)，所述濾光片位于出瞳組的光出射方向上。
[0006]所述透鏡(Al)為凸凹透鏡，所述非球面透鏡(A2)為負(fù)月牙形非球面透鏡，所述透鏡(A3)為負(fù)月牙形透鏡，所述非球面透鏡(BI)為雙凸非球面透鏡。
[0007]所述凸透鏡(B2)以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B3)以火石玻璃成型。
[0008]所述凸透鏡(B2)與凹透鏡(B3)之間以樹(shù)膠膠合。
[0009]沿光路方向上的各透鏡光入射面及出射面，其規(guī)格尺寸分別為:
[0010]透鏡(Al)光入射面曲率半徑35mm，厚度0.7_，半口徑4.1_。
[0011 ] 透鏡(Al)光出射面曲率半徑3mm，厚度2.5mm，半口徑2.6mm。
[0012]非球面透鏡(A2)光入射面曲率半徑-5mm，厚度2.2mm，半口徑2.8mm。
[0013]非球面透鏡(A2)光出射面曲率半徑-7mm，厚度0.9mm，半口徑2.8mm。
[0014]透鏡(A3)光入射面曲率半徑_14mm，厚度1.7mm，半口徑3.1mm。
[0015]透鏡(A3)光出射面曲率半徑_6mm，厚度0.1mm，半口徑3.4mm。
[0016]非球面透鏡(BI)光入射面曲率半徑18mm，厚度2.5mm，半口徑3.9mm。
[0017]非球面透鏡(BI)光出射面曲率半徑-6mm，厚度0.1mm，半口徑4mm。
[0018]凸透鏡(B2)光入射面曲率半徑36mm，厚度2.3mm，半口徑3.75mm。
[0019]凸透鏡(B2)和凹透鏡(B3)膠合固定面曲率半徑-7mm，厚度0.7mm，半口徑3.75mm。[0020 ] 凹透鏡(B3 )光出射面曲率半徑-30mm，厚度5.8mm，半口徑4mm。
[0021]光路中光闌尺寸為厚度2.3_，半口徑3_。
[0022]所述入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路相對(duì)孔徑F=1.4。
[0023]當(dāng)入射光光譜譜線在480nm?850nm時(shí)，所述入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路焦距 f =3.8mm。
[0024]所述入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路視場(chǎng)角2w 2 140°，像方像視場(chǎng)2V > Φ6.6mmο
[0025]所述入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路總長(zhǎng)Σ < 22mm，光學(xué)后截距L’ > 6mm。
[0026]本實(shí)用新型中，鏡片數(shù)量為六，分別組成入瞳組和出瞳組;所述入瞳組位于光闌入瞳側(cè)，其總體光焦度為負(fù)，入瞳組光路方向上順序設(shè)置透鏡(Al)、非球面透鏡(A2)、透鏡(A3)，本實(shí)用新型在鏡頭光路的入瞳組中使用了非球面鏡頭，其位于接受外界光線的透鏡(Al)后方，由于非球面鏡頭對(duì)鏡片像差的矯正能力較強(qiáng)，因此可以較好地矯正外界光線經(jīng)大通光透鏡鏡片進(jìn)入光路時(shí)產(chǎn)生的球差。
[0027]本實(shí)用新型入瞳組中，透鏡(A3)緊貼光闌設(shè)置，由于透鏡(A3)為薄的凸透鏡，該設(shè)計(jì)可以把經(jīng)非球面透鏡(A2)矯正的光線高效地傳入光闌，而且不會(huì)產(chǎn)生倍率色差。
[0028]本實(shí)用新型中，出瞳組位于光闌出瞳側(cè)，其總體光焦度為正，出瞳組光路方向上順序設(shè)置非球面透鏡(BI)、凸透鏡(B2)和凹透鏡(B3)，本實(shí)用新型在鏡頭光路的出瞳組中使用了非球面透鏡，其位于光闌出瞳處，由于由于非球面鏡頭對(duì)鏡片像差的矯正能力較強(qiáng)，因此可以很好地矯正進(jìn)入出瞳組的光線慧差，以及糾正像差中的高級(jí)量。
[0029]在本實(shí)用新型中，入瞳組非球面透鏡主要矯正球差，出瞳組非球面透鏡主要矯正慧差及高級(jí)量象差，這不僅能與入瞳組、出瞳組內(nèi)的光路特征相匹配，而且由于可以針對(duì)不同像差來(lái)選用非球面鏡，因此可以降低鏡片生產(chǎn)難度，減少鏡片成本。
[0030]本實(shí)用新型所述產(chǎn)品的出瞳組中，凸透鏡(B2)和凹透鏡(B3)以其相對(duì)的凹凸面膠合固定為一體，凸透鏡(B2)以冕牌玻璃成型，凹透鏡(B3)以火石玻璃成型。該結(jié)構(gòu)由兩塊相互接觸的薄透鏡形成了消色差結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中的凸透鏡與凹透鏡分別由阿貝數(shù)不同的冕牌玻璃和火石玻璃成型，而且令凸透鏡第二個(gè)面與凹透鏡第一個(gè)面有相同的曲率半徑并膠合在一起，通過(guò)適當(dāng)?shù)胤峙鋬赏哥R光焦度，可以消除鏡頭的位置色差，提升鏡頭指標(biāo)。
[0031 ] 本實(shí)用新型中，入瞳組總體光焦度為負(fù)，出瞳組總體光焦度為正，且對(duì)球差、慧差、色差、像差高級(jí)量的矯正均有專屬的鏡片組合和光闌來(lái)實(shí)現(xiàn)，這提升了鏡頭對(duì)不同溫度環(huán)境的適應(yīng)能力，在不同溫度下，各鏡片的熱脹冷縮效應(yīng)近似，但由于光路矯正均由專屬的鏡片組合和光闌實(shí)現(xiàn)，使得熱脹冷縮后的各鏡片對(duì)光傳輸過(guò)程的矯正功能仍可以相互匹配，不會(huì)因溫度的變化而影響鏡頭對(duì)球差、慧差、色差、CRA的矯正，鏡頭在高溫或低溫環(huán)境下仍能正常工作。
[0032]本實(shí)用新型的光路采用多個(gè)鏡片，光路中各鏡片的光焦度合理分配，且有專門(mén)用于消除色差的膠合鏡片結(jié)構(gòu)，這使得鏡頭在480?850nm的波長(zhǎng)范圍的像差得到合理的校正和平衡。使得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(guò)紅外補(bǔ)光，也能清晰成像。
[0033]本實(shí)用新型中，在出瞳組內(nèi)設(shè)置用于矯正色散的雙膠合透鏡結(jié)構(gòu)，可以在光路整體上保證前后組鏡片的入射角大小的均衡性，從而降低鏡頭敏感性，降低鏡頭成本，便于生產(chǎn)。同時(shí)確保在不同工作光線波段中，入瞳組和出瞳組的光焦度仍保持反向，以提高鏡頭應(yīng)用場(chǎng)合的廣泛性。
[0034]由本實(shí)用新型所述方案中各透鏡的尺寸特征可知，本實(shí)用新型采用的鏡頭鏡片R值適中，在減輕鏡片裝配難度的同時(shí)，也降低了加工成本，而且有助于降低鏡頭的光學(xué)敏感度。
[0035]本實(shí)用新型中，濾光片位于出瞳組的光出射方向上，即位于光路末端，由于本鏡頭是大通光量鏡頭，通光面積較大，在光路末端設(shè)置濾光片，有助于過(guò)濾雜色，消除偏光(反射的雜光)，從而進(jìn)一步提升成像品質(zhì)。
[0036]本實(shí)用新型中，入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路相對(duì)孔徑F=1.4，擁有較大的通光量，使得鏡頭進(jìn)光量充足，可在環(huán)境較昏暗下使用。
[0037]本實(shí)用新型中，所述入瞳組、光闌和出瞳組所形成的光路總長(zhǎng)Σ < 22mm，光學(xué)后截距L’ > 6mm。光路總長(zhǎng)較短，有助于鏡頭設(shè)計(jì)的小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明；
[0039]附圖1是本實(shí)用新型所述鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]附圖2是本實(shí)用新型所述鏡頭在可見(jiàn)光下的MTF圖；
[0041 ]附圖3是本實(shí)用新型所述鏡頭在夜間紅外補(bǔ)光時(shí)的MTF圖；
[0042]圖中:1-透鏡(Al);2-非球面透鏡(A2);3-透鏡(A3)，21-非球面透鏡(BI)，22-凸透鏡(B2)，23-凹透鏡(B3)，31-光闌，32-濾光片。
【具體實(shí)施方式】
[0043]如圖1所示