專利名稱：高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及視頻技術(shù)的光學(xué)攝像裝置，特別是一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭。
背景技術(shù)：
機(jī)械補(bǔ)償式可變焦距鏡頭在視頻攝像領(lǐng)域的應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史了，傳統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)形式由前固定組、變倍組、補(bǔ)償組和后固定組四個(gè)組元構(gòu)成。但是，它們普遍存在著分辨率不高、不能與高清晰的攝像機(jī)適配，系統(tǒng)探測(cè)距離受制于雨、雪、薄霧等氣候條件的缺點(diǎn)，且當(dāng)外形體積受限時(shí)，變倍倍數(shù)難以做大。隨著百萬(wàn)級(jí)像素高分辨率(XD、CMOS圖像傳感器的不斷出現(xiàn)，光電視頻監(jiān)控已步入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代；視頻攝像系統(tǒng)的性能已由以往對(duì)外界景物純粹的“觀看”到現(xiàn)今的“識(shí)別和認(rèn)知”；從以往只能對(duì)良好光照條件下的監(jiān)控到雨、雪、薄霧等惡劣條件下的不間斷連續(xù)監(jiān)控；且目前整機(jī)系統(tǒng)朝緊湊型方向發(fā)展，也要求鏡頭體積在滿足使用要求的情況下盡可能小。解決上述問題是本實(shí)用新型的研究目的。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭；該鏡頭克服了數(shù)十年來(lái)變焦距鏡頭分辨率無(wú)法與高清攝像機(jī)適配，在雨、雪、薄霧等陰霾天氣探測(cè)能力下降，圖像對(duì)比度、清晰度嚴(yán)重下降，影響系統(tǒng)的探測(cè)能力，且當(dāng)變倍比較大時(shí)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)外形結(jié)構(gòu)緊湊化等缺陷。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，包括變焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E以及濾色片切換機(jī)構(gòu)F ;所述前固定組A依次設(shè)有由負(fù)月牙透鏡A-1和雙凸透鏡A-2密接的第一膠合組、平凸透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4 ;所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1、由正月牙透鏡B-2和雙凹透鏡B-3密接的第二膠合組；所述補(bǔ)償組C依次設(shè)有雙凸透鏡C-1、由負(fù)月牙透鏡C-2和雙凸透鏡C-3密接的第三膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有由正月牙透鏡E-1和雙凹透鏡E-2密接的第四膠合組、正月牙透鏡E-3，后部設(shè)有由負(fù)月牙透鏡E-4和雙凸透鏡E-5密接的第五膠合組。優(yōu)選的，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是4. 50mnTl74. 45mm，所述變倍組B和補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是4. 50mnT228. 69mm,所述補(bǔ)償組C和后固定組E之間的空氣間隔是6. 80mnT61. 04_。優(yōu)選的，所述前固定組A中的第一膠合組和平凸透鏡A-3之間的空氣間隔是0. 15mm，所述平凸透鏡A-3和正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是0. 15mm。優(yōu)選的，所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1和第二膠合組之間的空氣間隔是2. 29mm。[0010]優(yōu)選的，所述補(bǔ)償組C中的雙凸透鏡C-1和第三膠合組之間的空氣間隔是0. 15mm。優(yōu)選的，所述后固定組E中的第四膠合組和正月牙透鏡E-3之間的空氣間隔為0. 15mm，所述正月牙透鏡E-3和第五膠合組之間的空氣間隔為23. 50mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)提高了軸上光線高度最高的前固定組的光焦度承擔(dān)能力，采用正組補(bǔ)償并使用多片H-FK61 (超低色散)光學(xué)材料，有效地降低了光學(xué)鏡頭二級(jí)光譜等像差，使鏡頭的分辨率顯著提高，達(dá)到百萬(wàn)像素，可與高清晰度的攝像機(jī)適配；提高了攝像系統(tǒng)在雨、雪、薄霧等陰霾氣候條件下對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)能力，并具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例光路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例濾色片切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中A_前固定組，B-變倍組，C-補(bǔ)償組，D-可變光欄組件，E-后固定組，F(xiàn)-濾色片切換機(jī)構(gòu)，A_1、C_2、E-4-負(fù)月牙透鏡，A_2、C_1、C_3、E-5-雙凸透鏡，A-3-平凸透鏡，A_4、B_2、E_1、E-3-正月牙透鏡，B_1、B_3、E-2-雙凹透鏡，1-濾色片電機(jī)，2-濾色片電機(jī)主動(dòng)輪，3-濾色片壓圈,4-濾色片,5-濾色片轉(zhuǎn)盤,6-濾色片轉(zhuǎn)盤壓圈,7-濾色片轉(zhuǎn)盤軸，8-后組連接座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。參考圖1，一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，包括變焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E以及濾色片切換機(jī)構(gòu)F ;所述前固定組A依次設(shè)有由負(fù)月牙透鏡A-1和雙凸透鏡A-2密接的第一膠合組、平凸透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4 ;所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1、由正月牙透鏡B-2和雙凹透鏡B-3密接的第二膠合組；所述補(bǔ)償組C依次設(shè)有雙凸透鏡C-1、由負(fù)月牙透鏡C-2和雙凸透鏡C-3密接的第三膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有由正月牙透鏡E-1和雙凹透鏡E-2密接的第四膠合組、正月牙透鏡E-3，后部設(shè)有由負(fù)月牙透鏡E-4和雙凸透鏡E-5密接的第五膠合組。在本實(shí)施例中，所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是4. 50mnTl74. 45mm,所述變倍組B和補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是4. 50mnT228. 69mm,所述補(bǔ)償組C和后固定組E之間的空氣間隔是6. 80mnT61. 04mm。所述前固定組A中的第一膠合組和平凸透鏡A_3之間的空氣間隔是0. 15mm，所述平凸透鏡A-3和正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是0. 15mm ;所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1和第二膠合組之間的空氣間隔是2. 29mm ;所述補(bǔ)償組C中的雙凸透鏡C-1和第三膠合組之間的空氣間隔是0. 15mm ;所述后固定組E中的第四膠合組和正月牙透鏡E-3之間的空氣間隔為0. 15mm，所述正月牙透鏡E-3和第五膠合組之間的空氣間隔為23. 50mm。在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，所述前固定組A中的雙凸透鏡A-2和正月牙透鏡A-4均由超低色散的H-FK61光學(xué)材料制作而成，這樣提高了光線高度最高的前固定組的光焦度承擔(dān)能力；所述前固定組A選用正組機(jī)械補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，有效地降低了光學(xué)鏡頭二級(jí)光譜等像差，使鏡頭的分辨率顯著提高，達(dá)到百萬(wàn)像素，可與高清攝像機(jī)適配。該高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭達(dá)到了以下技術(shù)指標(biāo)(I)焦距f' min=12. 50mm, f' max=750mm (變倍比 60 倍)；(2)相對(duì)孔徑D/f' =1/3. 5 1/8 ;
(3)視場(chǎng)角2 =36 ° 0.6° ; (4)光學(xué)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度E L彡375. OOmm; (5)變倍行程(169. 95mm ； (6)鏡頭分辨率與超百萬(wàn)像素CXD攝像機(jī)或CMOS攝像機(jī)適配；(7)透霧濾色片的透過(guò)光譜75(T950nm。參考圖2，所述濾色片切換機(jī)構(gòu)F包括濾色片電機(jī)1、濾色片轉(zhuǎn)盤軸7、繞濾色片轉(zhuǎn)盤軸7平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的濾色片轉(zhuǎn)盤5以及經(jīng)濾色片壓圈3緊固在濾色片轉(zhuǎn)盤5內(nèi)的濾色片4，所述濾色片4包括鍍有可見光寬帶增透膜的K9光學(xué)玻璃濾色片和HWBl紅外濾色片，所述HWBl紅外濾色片的使用波長(zhǎng)為800nnTl000nm,所述濾色片轉(zhuǎn)盤5通過(guò)濾色片轉(zhuǎn)盤軸7和濾 色片轉(zhuǎn)盤壓圈6緊固在后組連接座8上；通過(guò)給濾色片電機(jī)I加電，所述濾色片電機(jī)I的電機(jī)軸帶動(dòng)濾色片電機(jī)主動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，所述濾色片電機(jī)主動(dòng)輪2經(jīng)由與濾色片轉(zhuǎn)盤5相互嚙合的齒輪帶動(dòng)濾色片轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)不同濾色片4的切換功能?？紤]到雨、雪、薄霧等陰霾氣候條件下，在空氣中含有微小水粒，根據(jù)米氏散射理論當(dāng)散射粒子半徑c與入射光線波長(zhǎng)\的比值c/X較小時(shí)，在像面上圖像的光能下降較小。據(jù)此在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，加大了近紅外譜線(波長(zhǎng)入在SOOnm以上的譜線)的權(quán)重，使鏡頭在近紅外波段有較高的分辨率。并進(jìn)行膜系優(yōu)化設(shè)計(jì)，使光學(xué)鏡頭在450nnTl000nm波段范圍有高于80%的透過(guò)率。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，包括變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、 光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E 以及濾色片切換機(jī)構(gòu)F ;所述前固定組A依次設(shè)有由負(fù)月牙透鏡A-1和雙凸透鏡A-2密接的第一膠合組、平凸透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4 ;所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1、由正月牙透鏡B-2和雙凹透鏡B-3密接的第二膠合組；所述補(bǔ)償組C依次設(shè)有雙凸透鏡C-1、 由負(fù)月牙透鏡C-2和雙凸透鏡C-3密接的第三膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有由正月牙透鏡E-1和雙凹透鏡E-2密接的第四膠合組、正月牙透鏡E-3，后部設(shè)有由負(fù)月牙透鏡E-4和雙凸透鏡E-5密接的第五膠合組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述前固定組A和變倍組B之間的空氣間隔是4. 50mnTl74. 45mm，所述變倍組B和補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是4. 50mnT228. 69mm,所述補(bǔ)償組C和后固定組E之間的空氣間隔是6.80mm^61. 04mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述前固定組A中的第一膠合組和平凸透鏡A-3之間的空氣間隔是O. 15_，所述平凸透鏡A-3和正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是O. 15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1和第二膠合組之間的空氣間隔是2. 29mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述補(bǔ)償組C中的雙凸透鏡C-1和第三膠合組之間的空氣間隔是O. 15_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述后固定組E中的第四膠合組和正月牙透鏡E-3之間的空氣間隔為O. 15mm, 所述正月牙透鏡E-3和第五膠合組之間的空氣間隔為23. 50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述前固定組A中的雙凸透鏡A-2和正月牙透鏡A-4均由超低色散的H-FK61光學(xué)材料制作而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述濾色片切換機(jī)構(gòu)F包括濾色片電機(jī)、濾色片轉(zhuǎn)盤軸、繞濾色片轉(zhuǎn)盤軸平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的濾色片轉(zhuǎn)盤以及經(jīng)濾色片壓圈緊固在濾色片轉(zhuǎn)盤內(nèi)的濾色片，所述濾色片轉(zhuǎn)盤通過(guò)濾色片轉(zhuǎn)盤軸和濾色片轉(zhuǎn)盤壓圈緊固在后組連接座上，所述濾色片電機(jī)的電機(jī)軸帶動(dòng)濾色片電機(jī)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述濾色片電機(jī)主動(dòng)輪經(jīng)由與濾色片轉(zhuǎn)盤相互嚙合的齒輪帶動(dòng)濾色片轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，其特征在于所述濾色片包括鍍有可見光寬帶增透膜的K9光學(xué)玻璃濾色片和HWBl紅外濾色片，所述HWBl紅外濾色片的使用波長(zhǎng)為800nnTl000nm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高變倍比、高分辨率、強(qiáng)透霧功能的變焦距攝像鏡頭，包括變焦機(jī)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組、光焦度為負(fù)的變倍組、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組、可變光欄組件、光焦度為正的后固定組以及濾色片切換機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型有效地提高了鏡頭的分辨率，增強(qiáng)了攝像系統(tǒng)在雨、雪、薄霧等陰霾氣候條件下對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)能力，并具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B7/02GK202837664SQ201220493999
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
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