專利名稱：定焦超廣角監(jiān)控鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)鏡頭，尤其涉及應(yīng)用于監(jiān)控的小型數(shù)碼定焦超廣角鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)碼成像技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)碼成像系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于安全監(jiān)控領(lǐng)域。作為安全監(jiān)控用鏡頭，除了需要有較高的像素外，還需要鏡頭的視場角足夠大，即鏡頭的可視角度越大越好。目前市面上的廣角監(jiān)控顯示方式主要有以下2種1.圓形顯示顯示方式是圖面為圓形，優(yōu)點(diǎn)在于不損失鏡頭的視場角，及可視角度為鏡頭的全視場角，缺點(diǎn)在于此類顯示無法對廣角鏡頭進(jìn)行畸變修正，因此市場邊緣的成像變形嚴(yán)重；2.矩形顯示顯示時圖面為矩形，優(yōu)點(diǎn)在于所獲取的圖像為整個像面中的矩形部分，因此便于對圖像進(jìn)行處理顯示，使圖像的變形程度大幅減小，便于觀看，但是缺點(diǎn)在于此類顯示的圖像是整個成像面的一部分，因此會損失一部分視場。這兩種顯示方式各有利弊，圓形顯示視場角大但圖像變形嚴(yán)重，矩形顯示圖像變形小但視場角小。如果需要一個視場角大于180度的矩形顯示監(jiān)控系統(tǒng)，對于目前的鏡頭來說，至少需要兩臺監(jiān)控系統(tǒng)組合，才能夠滿足要求。如果需要一臺監(jiān)控設(shè)備達(dá)成的話，首先需要一個視場角足夠大的鏡頭，以保證截取矩形像面時，水平視場角能夠大于或等于180 度，該鏡頭的視場角一般要大于195度才能滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種定焦超廣角監(jiān)控鏡頭裝置，克服圓形顯示視場角大但圖像變形嚴(yán)重，矩形顯示圖像變形小但視場角??；以保證截取矩形像面時，水平視場角能夠大于或等于180度。適用于如果需要一個視場角大于180度的矩形顯示監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用相關(guān)技術(shù)方案一種定焦超廣角監(jiān)控鏡頭裝置，包括鏡筒、鏡片，在鏡筒的空腔中，從物空間向鏡片共光軸依次設(shè)有相互保持一定間距的鏡片一、鏡片二、鏡片三、鏡片四、鏡片五、鏡片六； 在鏡片三、鏡片四之間設(shè)有光闌；朝物空間方向的鏡片二、鏡片六的物面和像面為非球面， 鏡片五像面為平面。鏡片的整體焦距為0.97mm，芯片保護(hù)玻璃物面、像面為平面，當(dāng)采用圓形顯示模式時，該鏡頭的視場角為200°，像面直徑為3. 8mm ；當(dāng)采用矩形顯示模式時，該鏡頭的視場角為 180° x90°，像面尺寸為 3. 4mmxl. 6mm。使用鋁合金作為帽子和隔圈的材質(zhì)，鏡筒使用高硬度塑料PPS加30%玻纖，提高了鏡頭的強(qiáng)度。其中使用密封圈以起到密封效果。有益效果本實(shí)用新型配合數(shù)碼芯片構(gòu)成一套成像系統(tǒng)，用于安全監(jiān)控領(lǐng)域，水平視場角可以超過180° .以下結(jié)合附圖與實(shí)施案例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1具體光學(xué)設(shè)計(jì)圖；圖2監(jiān)控鏡頭剖面圖圖。圖中標(biāo)號1、鏡片一 2、鏡片二 3、鏡片三4、鏡片四5、鏡片五6、鏡片六7、光闌孔8、物空間9、保護(hù)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、鏡筒
具體實(shí)施方式
1.該設(shè)計(jì)具體光學(xué)設(shè)計(jì)如
圖1所示通過光學(xué)設(shè)計(jì)軟件模擬設(shè)計(jì)出的單片式鏡頭參數(shù)如下焦距0. 97mm光圈F/#2. 0全視場角 200°像面尺寸 3. 8mm當(dāng)采用圓形顯示模式時，該鏡頭的視場角為200°，像面直徑為3. 8mm;當(dāng)采用矩形顯示模式時，該鏡頭的視場角為180° x90°，像面尺寸為 3. 4mmxl. 6mm 表格1中列出了該設(shè)計(jì)的詳細(xì)參數(shù)，第一行列舉了該鏡頭的主要參數(shù)焦距f = 0.97mm，光圈F/# = 2.0，光學(xué)軌跡總長TT = 17. 06mm，在全視場角200°時的象高h(yuǎn) = 3. 8mm.表格1的標(biāo)題欄中列出了 “表面”，“類型”，“曲率半徑”，“厚度”，“折射率”和“阿貝系數(shù)”。鏡片元件材料由折射率和阿貝系數(shù)來定義的。在表格1中，“折射率”列中的一個空白單元格表示其旁邊的“厚度”單元格里的值是到下一個鏡片表面頂點(diǎn)的距離。“折射率”列提供的是鏡片材料在波長588nm時的折射率。在表格1中，物面曲率半徑為無窮大，即平面，距離下一表面(鏡片1物面)中心頂點(diǎn)無窮遠(yuǎn)；表面1為鏡片1物面，該面為球面，曲率半徑為18. 000mm，距離下一表面(鏡片1像面)中心頂點(diǎn)1. 000mm,即鏡片1中心厚度為1. 000mm，折射率為1. 713008，阿貝系數(shù)53. 879 ；表面2為鏡片1像面，該面為球面，曲率半徑為-6. 017416mm，距離下一表面(鏡片二物面)1. 693421mm ；表面3為鏡片二物面，該面為非球面，非球面參數(shù)見表格2，中心曲率半徑為-6. 017416mm，該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(鏡片二像面)中心頂點(diǎn)1. 000mm, 即鏡片二中心厚度為1.000mm，折射率為1. 531160，阿貝系數(shù)56. 043 ；表面4為鏡片二像面，該面為非球面，非球面參數(shù)見表格2，中心曲率半徑為2. 340417mm,距離下一表面(鏡片三物面)1. 693421mm ；表面5為鏡片三物面，該面為球面，曲率半徑為8. 812577mm,該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(鏡片三像面)中心頂點(diǎn)1. 500mm,即鏡片三中心厚度1. 500mm, 折射率為1. 846663，阿貝系數(shù)23. 826 ；表面6為鏡片三的像面，該面為球面，曲率半徑為-8. 812577mm，距離下一表面(光闌孔)1. 698956mm ；表面7為光闌孔面，光闌孔為虛擬面，厚度無窮小，距離下一鏡片表面(鏡片四物面)中心頂點(diǎn)0.7M834mm;表面8為鏡片四物面，該面為球面，曲率半徑為5. 584206mm，距離下一表面(鏡片四像面或鏡片五物面) 中心頂點(diǎn)2. 200mm,即鏡片四中心厚度為2. 200mm，折射率為1. 7四159，阿貝系數(shù)659 ； 表面9為鏡片四像面，由于該面與鏡片五的物面間距為0且表面曲率半徑相同，因此，表面9既為鏡片四的像面亦為鏡片五的物面，該面為球面，曲率半徑為-2. 500mm，距離下一表面(鏡片五像面)0. 500mm，及鏡片五的中心厚度為0. 5mm，折射率為1. 922860，阿貝系數(shù) 20. 880 ；表面10為鏡片五像面，該面為平面，該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(鏡片六物面)中心頂點(diǎn)0. Imm ；表面11為鏡片六物面，該面為非球面，非球面參數(shù)見表格2，中心曲率半徑為 3. 339090mm，距離下一表面(鏡片六像面)1. 826484mm,即鏡片三中心厚度為1. 826484mm, 折射率為1. 531160,阿貝系數(shù)56. 043 ；表面12為鏡片六像面，該面為非球面，非球面參數(shù)見表格2，中心曲率半徑為-2. 398943，該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(芯片保護(hù)玻璃物面)中心頂點(diǎn)1. 749906mm ；表面13為芯片保護(hù)玻璃物面，該面為平面，距離下一表面(芯片保護(hù)玻璃像面)0. 400mm，及芯片保護(hù)玻璃厚0. 400mm，折射率為1. 516374，阿貝系數(shù)64. 115 ；表面13為芯片保護(hù)玻璃像面，該面為平面，距離下一表面(像面)0. 125mm;表面15為鏡頭成像面。具體值見以下表格1:
權(quán)利要求1.一種定焦超廣角監(jiān)控鏡頭，包括鏡筒、鏡片，其特征在于在鏡筒的空腔中，從物空間向鏡片共光軸依次設(shè)有相互保持一定間距的鏡片一、鏡片二、鏡片三、鏡片四、鏡片五、鏡片六；在鏡片三、鏡片四之間設(shè)有光闌；朝物空間方向的鏡片二、鏡片六的物面和像面為非球面，鏡片五像面為平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控鏡頭，其特征在于當(dāng)采用圓形顯示模式時，所述的鏡頭的視場角為200°，像面直徑為3. 8mm ；當(dāng)采用矩形顯示模式時，所述的鏡頭的視場角為 180° x90°，像面尺寸為 3. 4mmxl. 6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控鏡頭，其特征在于所述的鏡片的整體焦距為0.97mm。
專利摘要本實(shí)用新型為定焦超廣角監(jiān)控鏡頭，包括鏡筒、鏡片。在鏡筒的空腔中，從物空間向鏡片共光軸依次設(shè)有相互保持一定間距的鏡片一、鏡片二、鏡片三、鏡片四、鏡片五、鏡片六；在鏡片三、鏡片四之間設(shè)有光闌；朝物空間方向的鏡片二、鏡片六的物面和像面為非球面，鏡片五像面為平面。鏡片的整體焦距為0.97mm，芯片保護(hù)玻璃物面、像面為平面，當(dāng)采用圓形顯示模式時，該鏡頭的視場角為200°，像面直徑為3.8mm；當(dāng)采用矩形顯示模式時，該鏡頭的視場角為180°x90°，像面尺寸為3.4mmx1.6mm。使用鋁合金作為帽子和隔圈的材質(zhì)，鏡筒使用高硬度塑料PPS加30％玻纖，提高了鏡頭的強(qiáng)度。其中使用密封圈以起到密封效果。本實(shí)用新型配合數(shù)碼芯片構(gòu)成一套成像系統(tǒng)，用于安全監(jiān)控領(lǐng)域，水平視場角可以超過180°。
文檔編號G02B13/06GK202083826SQ201120195710
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者寧小剛 申請人:桑來斯光電科技(上海)有限公司